实现吞吐max-min公平性的下行资源调度方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及无线网络资源调度，尤其涉及一种实现吞吐max-min公平性的下行资源调度方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、max-min公平性（max-min fairness，mmf）算法的核心思想是在分配资源时优先满足信道条件最差的用户，确保资源分配的公平性，进而提升用户体验。

2、实现mmf的算法主要可以分为：基于启发式方法、基于优化、基于drl（deepreinforcement learning, 深度强化学习）。基于优化的算法将资源分配问题转化为凸问题，通过高效的凸优化算法求解，保证全局最优解。但是约束较多的问题，计算成本高，且并非所有问题都能够转化为凸问题，所以基于优化的算法在实际系统中较少应用。基于drl的方法，通常需要较多的训练数据和时间来学习有效的策略，在初期探索阶段，大量的无效行动可能导致较差的初期性能。而且drl需要处理大量的状态空间和动作空间，特别是涉及多用户、多资源的场景时，计算复杂度会显著增加，在实时系统中不太适用。启发式算法的性能高度依赖于所使用的规则和启发式策略。如果规则设计得不合理，可能导致系统的整体性能低于期望值。

3、所以研发出一种实现吞吐max-min公平性的下行资源调度方法、装置及存储介质来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提出一种实现吞吐max-min公平性的下行资源调度方法、装置及存储介质，以解决现有技术资源利用效率较低导致系统整体性能较低的问题。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、本发明提供了一种实现吞吐max-min公平性的下行资源调度方法，包括：

4、获取信息，所述信息包括所有终端设备在无线承载上的信道容量；

5、根据所述信息基于贪婪准则将所述无线承载分配给所述终端设备；

6、按照所述终端设备的信道容量大小从低到高对所有所述终端设备进行排序，并更新历史最低信道容量；

7、迭代进行所述终端设备之间的所述无线承载的索取或交换，包括：根据所述排序结果选取信道容量最低的所述终端设备以及依次迭代选取信道容量较高的所述终端设备用于迭代进行索取或交换操作，索取或交换操作包括判断选取的信道容量最低的所述终端设备与信道容量较高的所述终端设备的信道容量差值是否大于预设阈值，若是，则信道容量最低的所述终端设备向信道容量较高的所述终端设备索取一个所述无线承载，若否，则在不使得最低信道容量下降的前提下将信道容量最低的所述终端设备和信道容量较高的所述终端设备的所述无线承载互换，所述信道容量较高的所述终端设备迭代选取为顺序倒数第一到正数第二的所述终端设备。

8、进一步地，所述获取信息，包括：

9、获取所有所述终端设备发送的信道探测参考信号；

10、根据所述信道探测参考信号获取所述终端设备在所述无线承载上的信干噪比；

11、根据所述信干噪比基于香农公式计算对应的信道容量，得到所有所述终端设备的信道质量。

12、进一步地，根据所述信息基于贪婪准则将无线承载分配给所述终端设备，包括：

13、设置参数，所述参数包括外层迭代次数、循环变量、初始值和初始的所述历史最低信道容量，根据所述参数基于贪婪准则将每个所述无线承载分配给信道质量最高的所述终端设备；

14、设置所述终端设备的加权比例和权重；

15、按照信道质量将所述终端设备从高到低进行排序，将排序前p的所述终端设备在所有所述无线承载上的信道容量乘以所述权重，其中，k为所述终端设备的数量，为所述加权比例，得到加权结果；

16、根据所述加权结果计算所有所述终端设备的总信道容量以及平均信道容量；

17、进入外层循环；

18、若所述循环变量小于所述外层迭代次数，则根据所述总信道容量计算当前最低信道容量，若所述当前最低信道容量大于所述历史最低信道容量，则进入下一步骤，否则停止迭代，并跳出所述外层循环，当所述外层迭代次数达到上限或满足中断条件时，停止迭代并输出最终分配结果。

19、进一步地，根据所述信息基于贪婪准则将无线承载分配给所述终端设备，包括：

20、以贪婪的准则将分配给；

21、设置ue加权比例，权重，按信道质量将ue从高到低进行排序，前个ue在所有rb上的信道容量乘以，其中。然后计算ue的总信道容量，以及平均信道容量，其中为分配得到的rb数量，其中ue的信道质量，每个rb能给ue带来的信道容量，，；

22、设置外层迭代次数，循环变量为，初始值为，设置初始历史最低信道容量；

23、如果，计算当前最低信道容量，如果, 则, 进入下一步骤，否则停止迭代，跳出外层循环。当外层迭代次数达到上限或满足中断条件时，停止迭代并输出最终分配结果；

24、进一步地，迭代进行所述终端设备之间的所述无线承载的索取或交换，包括：

25、选取所有终端设备ue排序列表第一位的，以及倒数第位的，为循环变量，从增加到()，让与执行rb索取/交换；

26、判断选取的信道容量最低的所述终端设备与信道容量较高的所述终端设备的信道容量差值是否大于预设的信道容量阈值；

27、若是，在不使得的信道容量低于当前最低信道容量的情况下，将拥有的无线承载rb中使信道容量提升最大无线承载重新分配给，更新ue的信道容量；

28、若否，在不使得的信道容量低于当前最低信道容量的情况下，将拥有的rb中使信道容量提升最大无线承载重新分配给，拥有的rb中信道容量低于的rb可供选择，将其中使信道容量提升最大无线承载的重新分配给，如果不存在，取消互换，更新ue的信道容量。

29、进一步地，迭代进行所述终端设备之间的所述无线承载的索取或交换，包括：

30、设置内层迭代参数，所述内层迭代参数包括内层迭代次数；

31、进入内层迭代循环；

32、选取排序列表中排名第1位的终端设备，以及倒数第位的终端设备，其中，为循环变量，初始值为1，；

33、如果，则设,拥有的rb列表为,，从中挑选一个使信道容量提升最大的，如果,则把重分配给，，，更新ue信道容量，，否则，停止迭代，跳出内层循环；

34、如果，则从中挑选1个使信道容量提升最大的，信道容量低于的rb列表为, 从中挑选使得自身信道容量提升最大的，如果且，则交换rb，，，，否则停止迭代，跳出循环如果为空，停止迭代，跳出内层循环；

35、其中，表示历史最低信道容量，表示终端设备的信道容量，表示终端设备的信道容量，表示终端设备当前的平均信道容量，作为判断的阈值，表示终端设备在上的信道容量，表示终端设备在上的信道容量，表示终端设备在上的信道容量，表示终端设备在上的信道容量。

36、本发明还提供了一种实现吞吐max-min公平性的下行资源调度装置，包括：

37、获取模块，所述获取模块用于获取信息，所述信息包括所有终端设备在无线承载上的信道容量；

38、分配模块，所述分配模块用于根据所述信息基于贪婪准则将所述无线承载分配给所述终端设备；

39、排序模块，所述排序模块用于按照所述终端设备的信道容量大小从低到高对所有所述终端设备进行排序，并更新历史最低信道容量；

40、索取或交换模块，所述索取或交换模块用于迭代进行所述终端设备之间的所述无线承载的索取或交换包括：根据所述排序结果选取信道容量最低的所述终端设备以及依次迭代选取信道容量较高的所述终端设备用于迭代进行索取或交换操作，索取或交换操作包括判断选取的信道容量最低的所述终端设备与信道容量较高的所述终端设备的信道容量差值是否大于预设阈值，若是，则信道容量最低的所述终端设备向信道容量较高的所述终端设备索取一个所述无线承载，若否，则在不使得最低信道容量下降的前提下将信道容量最低的所述终端设备和信道容量较高的所述终端设备的所述无线承载互换，所述信道容量较高的所述终端设备迭代选取为顺序倒数第一到正数第二的所述终端设备。

41、本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质为可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述一种实现吞吐max-min公平性的下行资源调度方法的步骤。

42、本发明的有益效果在于：

43、本发明在提高最低信道容量，实现max-min公平的同时，提高资源利用效率，较大程度地减少了吞吐性能的下降。此外还通过加权的方式实现比例公平，在实际场景中系统能够根据需求调整权重，来权衡系统吞吐与公平性。