CN106954232B - 一种时延优化的资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时延优化的资源分配方法，涉及无线通信技术领域；首先，无线资源管理器确定当前时隙上待调度的用户，根据所有待调度用户在当前时隙和前一个时隙上的QSI，计算待调度用户每种业务的优先级因子，并生成用户业务的优先级顺序表，用于指导无线资源管理器对传输待调度用户优先级最高业务的数据所需发射功率的控制和对无线资源块分配的决策，然后，将资源分配结果发送给对应的待调度用户；最后，更新每个用户的每个业务对应缓存队列的QSI；本发明保证网络内所有缓存队列的有界性，以减少业务的平均传输时延，且在实现网络稳定性的前提下，使网络能量效率性能趋近最优值。

Description

一种时延优化的资源分配方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体是无线接入网中的一种时延优化的资源分配方法。

背景技术

根据Cisco在2016年公开的调研报告中显示，目前超过55％的数据流量来自于视频流媒体和语音会话业务，这类时延敏感的实时业务在未来5年仍将保持指数式增长，预计到2020年，实时业务所产生的数据流量将占总数据流量的75％以上。因此，为了保证智能手机、平板电脑和可穿戴设备等智能终端所运行的实时业务能给客户带来更优越的用户体验，移动互联网应用对无线网络的时延性能提出了更高的要求。

实时业务对无线网络低时延的需求使得传统资源分配方法不再能有效地保证无线网络整体性能。传统资源分配方法的基本出发点是根据获取到的物理层信息，例如信道状态信息(CSI，Channel State Information)和小区间干扰情况，灵活动态地为所服务的用户调整无线网络的可用资源，优化网络的频谱效率或者能量效率。

然而，这种资源分配方法无法根据用户请求业务的实际时延情况，进行有效减少业务传输时延的资源分配，也无法针对用户所请求业务的时延特性而做出时延优化的资源分配策略。仅利用物理层信息而优化物理层性能指标的资源分配方法并不能为用户提供高层次的服务质量保证，也无法进一步提高无线网络的时延性能。因此，有必要提出一种能够根据用户请求业务的时延特性和对应缓存队列的队列状态信息(QSI，Queue StateInformation)而进行时延优化的资源分配方法，以减少用户所请求业务的传输时延，实现网络的稳定性，为用户提供更好的服务质量(QoS，Quality of Service)。

目前大多数针对实时业务而做出时延优化的资源分配方法通常考虑了用户的时延情况、业务的优先级和用户当前的CSI，能够满足用户对于实时业务的QoS要求，实现较好的网络整体性能，但是相关算法复杂度通常较高，无法同时兼顾实时业务和非实时业务的差异化QoS需求，亦或会出现网络数据包丢弃率较高的情况，无法保证网络的稳定性，亦或缺少对建设绿色通信网络中对实现高能效性能的考虑。

作为一个当前被学术界和产业界广泛研究的指标，能量效率用于估计能量如何被高效利用，既需要考虑优化网络的总速率和，也需要考虑优化网络的整体能耗。因此，亟需提出一种新的时延优化的资源分配方法，在保证各用户业务平均传输时延在设定的门限范围内，同时最大程度地提高网络的能量效率性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种时延优化的资源分配方法，是一种实现网络能量效率和平均传输时延均衡的资源分配方法，该方法根据各用户的CSI和QSI，动态地控制无线资源的分配，旨在网络能量效率的最大化，同时还针对业务时延特性的不同，按需地对业务的平均传输时延进行优化，保证业务的平均传输时延不超过设定的门限。

具体步骤如下：

步骤一、无线资源管理器统计网络能感知的具有不同时延特性的业务类型；

业务类型共N种；表示为{1,2,…,n,…,N}；n为业务序号；所有附着用户共K个；表示为{1,2,…,k,…,K}；k为用户标识。

步骤二、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器在起始时刻为每种业务配置业务控制参数，以及确定在当前时隙内所有可用无线资源块的集合；

(1)无线资源管理器依次为网络能感知的N种业务配置业务控制参数；

V_n为业务n的业务控制参数；

(2)无线资源管理器确定当前时隙内所有可用无线资源块的集合；

对所有可用无线资源块进行序列编号并统计数量；所有可用无线资源块的集合定义为{1,2,…,R}，所述的可用无线资源块是指未分配给任何用户的处于空闲状态的无线资源块，自然数R为当前时隙内所有可用无线资源块的总数量；

步骤三、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器获取每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI，确定所有需要进行调度的用户并获取所有待调度用户在当前时隙的CSI；

所述的缓存队列的QSI是指缓存队列中待传输业务数据的积压数量；所述的CSI为用户在可用无线资源块上的信道增益；

无线资源管理器根据每一个用户的每种业务对应的缓存队列是否为空，确定当前时隙所有需要进行调度的用户，并获取所有待调度用户在当前时隙上报的CSI；

步骤四、针对每个待调度用户的每个业务，无线资源管理器分别获取对应缓存队列在当前时隙t以及前一个时隙t-1的QSI；

步骤五、无线资源管理器根据时隙t以及时隙t-1的QSI，计算每个待调度用户每个业务的优先级并确定每个待调度用户优先级最高的业务；

计算每个待调度用户k′每种业务的优先级公式如下：

PRI_k′,n(t)＝(Q_k′,n(t))²-(Q_k′,n(t-1))²

PRI_k′,n(t)为在时隙t上待调度用户k′关于业务n的优先级因子，Q_k′,n(t)为时隙t上待调度用户k′关于业务n对应缓存队列的QSI；

对于每个待调度的用户，最大优先级因子所对应业务的优先级最高；

步骤六、无线资源管理器从可用无线资源块集合中选出编号值最小的无线资源块，计算在该无线资源块上传输每个待调度用户优先级最高业务数据所需的最优发射功率和效用因子；

具体步骤如下：

首先，无线资源管理器从步骤二中确定的可用无线资源块集合中选出编号值最小的无线资源块的序号为r；

然后，计算在无线资源块r上传输每个待调度用户优先级最高业务的数据时，所需的最优发射功率；

针对待调度用户k′，计算在无线资源块r上传输其优先级最高业务n的数据时，所需的最优发射功率公式如下：

P_k′,n,r(t)为在时隙t上使用无线资源块r传输待调度用户k′优先级最高业务n的数据时所需的最优发射功率；W是无线资源块r的带宽；ε是数值介于0到1之间的能量效率因子，ε数值越接近自然数1则表示***的电能转化率越高；

为在时隙t上待调度用户k′的能量效率值；σ²为无线资源块r上对应的高斯白噪声功率；g_k′,r(t)为在时隙t上待调度用户k′在无线资源块r上的信道增益；P^max为无线接入点的最大发射功率；

P_k′,n,r(t)取值遵循以下公式：取最小值的函数定义为

取最大值的函数定义为

最后，根据服务每个待调度用户所需的最优发射功率，计算使用无线资源块r传输各个待调度用户优先级最高业务数据的效用因子；

针对待调度用户k′，计算在无线资源块r上传输其优先级最高业务的数据时的效用因子，公式如下：

为在时隙t上使用无线资源块r传输待调度用户k′优先级最高业务n的数据时的效用因子；

步骤七、根据使用最小编号值的无线资源块r传输每个待调度用户优先级最高业务数据时的效用因子，确定该无线资源块r的分配决策和功率控制结果，并且无线资源管理器更新无线资源块集合；

首先，对所有待调度用户计算所得的效用因子进行排序，选取出最小值；同时获得最小效用因子对应的用户序号及其业务序号的取值；

效用因子取得最小值时，对应的用户序号及其业务序号的取值函数为：

然后，在选取了最小效用因子对应的用户k^*及其优先级最高业务n^*的基础上，判断是否满足

如果是，无线资源管理器将无线资源块r分配给用户k^*用以传输其优先级最高业务n^*的数据，并且设置在时隙t上无线接入点通过无线资源块r服务用户k^*传输其优先级最高业务n^*的数据的最优发射功率为

否则，无线资源管理器不会将无线资源块r分配给任何待调度用户；

步骤八、无线资源管理器并判断所有的可用无线资源块是否遍历完毕；如果是，执行步骤九；否则，返回步骤六；

步骤九、无线资源管理器将每个无线资源块的分配决策和功率控制结果发送给相应的待调度用户；

步骤十、统计每个用户在当前时隙t的数据传输速率，所需消耗的总发射功率并计算下一时隙t+1的能量效率值；

首先，对于分配到无线资源块的待调度用户k^o，能量效率值计算方法如下：

是在时隙t上采集到用户k^o的数据传输速率；

是在时隙t上用户k^o所需的总发射功率，其定义为

对于其他未分配到无线资源块的用户i^o，能量效率值的计算方法如下：

步骤十一、无线资源管理器对每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI进行更新；

对于在时隙t上分配到无线资源块上的待调度用户k^o，其优先级最高业务n对应的缓存队列的QSI更新方法如下：

为当前时隙t上用户k^o优先级最高业务n的新数据到达速率；

对于在时隙t上分配到无线资源块上的待调度用户k^o，其非优先级最高业务n^o对应的缓存队列的QSI更新方法如下：

对于其他在时隙t上未分配到无线资源块的用户i^o每个业务对应的缓存队列的QSI更新方法如下：

步骤十二、无线资源管理器结束在当前时隙t的无线资源分配过程，并判断所有资源分配时隙是否全部完成，如果是，结束；否则，进入到下一个无线资源分配时隙开始时刻之际，返回执行步骤二。

本发明的优点在于：

与现有方法相比，本发明不仅充分考虑了用户的CSI，还充分利用了缓存队列的QSI，提出的时延优化的资源分配方法优先对最迫切需要进行业务数据传输的待调度用户进行资源分配，以保证网络内所有缓存队列的有界性，实现用户请求各种业务的平均传输时延保持在设定的门限内。与此同时，在进行功率控制和无线资源块分配时，以减少各种业务的平均传输时延和网络高能量效率为目标，在实现网络的稳定性前提下，使网络的能量效率性能接近最优值，有效地改善用户的服务体验。

附图说明

图1为本发明所述时延优化的资源分配方法的实施例示意图；

图2为本发明所述时延优化的资源分配方法的流程示意图。

具体实施例

为使本发明的目的、设计方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所述时延优化的资源分配方法的实施例示意图，如图1所示，无线资源管理器在执行用户调度和业务优先级确定进程时，首先无线资源管理器从基带处理器缓存区获取每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI，确定所有在当前时隙上需要进行调度的用户，然后通过上行控制信道获取所有待调度用户在当前时隙上报的CSI；

无线资源管理器从基带处理器缓存区获取每个待调度用户的每种业务对应缓存队列的QSI，计算所有待调度用户每种业务的优先级因子，并按优先级因子的数值从大到小生成用户业务优先级顺序表，用于指导无线资源管理器对待调度用户所需发射功率的控制和对无线资源块的分配，然后，将决策结果通过下行控制信道发送给所有相对应的待调度用户；最后，对基带处理器缓存区中每个用户的每个业务对应缓存队列的QSI进行更新。

无线资源管理器执行资源分配进程在时间上以一个时隙为最小粒度，时刻监听每个用户的业务请求，无线资源分配算法按周期运行，即每个时隙更新一次无线接入点的资源分配策略，每个无线资源块在时域上占据一个时隙，而在频域上的带宽为W，对应的高斯白噪声功率为σ²，每个无线资源块在一个时隙内只能被一个用户独享使用，每个用户在一个时隙内可能分配到多个无线资源块，也可能没有分配到无线资源块，而分配到无线资源块的用户在一个时隙内只传输其优先级最高业务的数据。

如图2所示，具体操作步骤如下：

步骤一、无线资源管理器统计网络支持的具有不同时延特性的业务类型；

网络中业务控制功能实体能感知N种具有不同时延特性的业务类型，基带处理器缓冲区可为每个用户请求的每种业务建立缓存队列，网络中所有用户的集合为{1,2,…,K}，所有业务类型的集合为{1,2,…,N}，其中，自然数K为网络中所有附着用户的数量，自然数N为所有业务类型的数量。

步骤二、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器在起始时刻依次为每种业务配置业务控制参数，以及确定在当前时隙内所有可用无线资源块的集合；

首先，无线资源管理器根据N种业务时延特性的不同而将业务进行分类，依次为能感知的每一种业务配置业务控制参数；

具体地，第一种业务定义为虚拟现实业务，第二种业务定义为视频流业务，第三种业务定位为电子邮件业务，如此类推；无线资源管理器依次为每种业务配置控制参数，V_n为业务n的业务控制参数，n为请求业务的序号且n∈{1,2,…,N}；

所述的业务控制参数是用来均衡业务的平均传输时延和网络能量效率性能的非负数，一般来说，对于高实时性要求的业务，其业务控制参数设置为一个较小的数值，对于非实时性的业务，可将其业务控制参数设置为一个较大的数值；较小的业务控制参数可以保证更低的业务平均传输时延，较大的业务控制参数可以实现更高的能量效率性能；

在初始化设置时，对于虚拟现实等高实时性要求的业务，将其对应的业务控制参数设置为一个较小的数值，以保证业务平均传输时延较低，对于电子邮件等背景级业务，可将其对应的业务控制参数设置为一个较大的数值，以保证网络实现高能量效率性能；

另外，可根据当前对网络性能要求的变化而在下一资源分配时隙对业务控制参数进行重配置，具体而言，如果网络运营商对业务n的时延性能要求增加了，可适当将V_n减少以实现更低的平均传输时延，同理，如果对请求业务n的用户的能量效率性能要求增加，可适当将V_n增大以实现网络更高的能量效率性能；

然后，遍历所有无线资源块，确定当前时隙内所有可用无线资源块的集合；

无线资源管理器遍历网络运营商对本无线接入点规划可分配的所有无线资源块，确定出当前时隙内所有可用无线资源块的数量并进行序列编号，确定所有可用无线资源块的集合，所述可用的无线资源块是指可以分配给任何用户的无线资源块，也即处于空闲状态的无线资源块；

当前时隙上所有可用的无线资源块集合定义为{1,2,…,R}，其中自然数R为当前时隙内所有可用无线资源块的总数量。

步骤三、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器获取每个用户的每种业务对应缓存队列在当前时隙的QSI，确定所有需要进行调度的用户并获取所有待调度用户通过上行控制信道上报自身在当前时隙的CSI；

无线资源管理器监听所有附着用户的请求业务，判断是否需要为用户建立关于请求业务的缓存队列，然后遍历所有用户所有业务对应的缓存队列，确定当前时隙需要进行调度的用户并获取所有待调度用户在当前时隙的CSI。

具体地，当用户k在当前无线资源分配时隙t起始时刻请求业务n时，k为用户标识且k∈{1,2,…,K}；无线资源管理器访问基带处理器的缓存区，获取用户k关于请求业务n对应缓存队列在时隙t的QSI值Q_k,n(t)，如果没有Q_k,n(t)的观察值返回，则建立Q_k,n(t)并赋值Q_k,n(t)＝0，反之，不进行任何操作；

如果在当前时隙内有用户去附着网络或有用户的业务数据已经传输完毕，无线资源管理器则从基带处理器缓存区删除这些用户相应业务对应的缓存队列；之后，遍历所有用户所有业务的缓存队列，如果观察到某个用户关于每种业务对应的缓存队列都没被建立，则确认该用户在当前时隙为非调度用户，反之，该用户在当前时隙为调度用户；

资源管理器收集所有待调度用户在当前无线资源分配时隙的CSI值，即所有待调度用户通过上行控制信道向无线资源管理器上报自身在当前时隙的CSI值，所述的缓存队列对应于每个用户每个业务，缓存队列的QSI是指缓存队列中待传输业务数据的积压数量，CSI为用户在可用无线资源块上的信道增益。

步骤四、针对每个待调度用户的每个业务，无线资源管理器访问基带处理器缓存区，分别获取所有待调度用户每个业务对应的缓存队列在当前时隙t以及前一个时隙t-1的QSI；

步骤五、无线资源管理器根据时隙t以及时隙t-1的QSI，计算每个待调度用户每个业务的优先级因子并确定每个待调度用户优先级最高的业务；

计算所述每个待调度用户每个业务的优先级因子的方法为：

按照PRI_k,n(t)＝(Q_k,n(t))²-(Q_k,n(t-1))²确定在时隙t上用户k关于业务n的优先级因子PRI_k,n(t)；

对于每个待调度的用户而言，按其业务优先级因子，由大到小生成业务优先级确定优先级顺序表，最大优先级因子所对应用户业务的优先级最高，PRI_k,n(t)反映了用户k的业务n在一个时隙间隔时间内业务数据积压变化的程度，当PRI_k,n(t)数值比较大的时候，说明用户k关于业务n对应的缓存队列数据积压增量比较大，因此业务n调度的优先级也应该相应变高，这样可以有效减轻缓存队列处于高占满状态时造成业务平均传输时延大的情况，同时也能够有效减少新到达的业务数据发生丢包的现象。

具体地，对于用户k而言，最大优先级因子所对应业务的优先级最高，即用户k在时隙t上最急需被调度的是第i种业务，其中，

函数

为用户k在时隙t上PRI_k,n(t)取最大值时的业务序号的取值。

步骤六、无线资源管理器从确定的可用无线资源块集合中选出编号值最小的无线资源块，计算每个待调度用户在该无线资源块上传输其优先级最高业务数据所需的最优发射功率，并计算每个待调度的用户使用该无线资源块的效用因子；

具体步骤如下：

首先，无线资源管理器从步骤二中确定的可用无线资源块的集合中选出编号值最小的无线资源块；

假设该取出的无线资源块的序号为r。

然后，计算每个待调度用户在最小无线资源块r上传输其优先级最高业务的数据时，所需的最优发射功率；

无线资源管理器获取每个待调度用户优先级最高业务的业务控制参数，以及对应缓存队列在当前时隙的QSI、能量效率值和CSI，计算每个待调度用户在该无线资源块上优先级最高业务数据所需的最优发射功率；

所述的最优发射功率公式如下：

其中，P_k,n,r(t)为在时隙t上，使用无线资源块r传输用户k优先级最高业务n的数据时所需的最优发射功率，W是无线资源块r的带宽；g_k,r(t)为在时隙t上用户k在无线资源块r上的CSI，P^max为无线接入点的最大发射功率，

为在时隙t上用户k的能量效率值，该无线资源块上对应的高斯白噪声功率为σ²，P_k,n,r(t)取值遵循以下公式：取最小值的函数定义为

取最大值的函数定义为

具体地，在时隙t上使用无线资源块r传输用户k优先级最高业务n的数据时所需的最优发射功率P_k,r,n(t)不仅与当前时隙t的CSI有关，还与QSI有关，如果用户k在无线资源块r上的信道增益越大，则发射功率也越大，以实现更高的数据传输速率和频谱利用率，另外，如果用户k关于优先级最高业务n的QSI越大，发射功率也越大，因为通过增大发射功率来提高数据传输速率，业务n的平均传输时延才能控制在一定范围内，从而实现网络的稳定性。

根据每个待调度用户所需的最优发射功率，计算使用该无线资源块传输每个待调度用户优先级最高业务数据的效用因子，具体方法为：

其中

为在时隙t上，使用无线资源块r传输用户k优先级最高业务n的数据时的效用因子。

具体地，效用因子

是使用无线资源块r服务用户k所需的发射功率与实现的数据传输速率的加权减式，如果效用因子

数值越小，则反映用户k使用无线资源块r传输优先级最高业务n可以消耗越少的发射功率来得到越大的数据传输速率，即能实现更低的业务平均传输时延和更高的网络能量效率，用户k越应该分配到无线资源块r。

步骤七、根据使用最小编号值的无线资源块r传输每个待调度用户优先级最高业务数据时的效用因子，确定该无线资源块r的分配决策和功率控制结果，并更新无线资源块集合；

所述的无线资源块分配策略方法为：

若满足条件

且

时，无线资源管理器将无线资源块r分配给用户k用以传输其优先级最高业务n，并且设置在时隙t上无线接入点通过无线资源块r服务用户k传输其优先级最高业务n时的最优发射功率为P_k,n,r(t)，否则，无线资源管理器不会将无线资源块r分配给任何待调度用户，其中，函数

为

取最小值时的用户序号和业务序号的取值。

步骤八、无线资源管理器将所述的无线资源块r从无线资源块集合中删除，更新可用的无线资源块集合，判断所有的可用无线资源块是否遍历完毕；如果是，执行步骤九；否则，返回步骤六；

步骤九、无线资源管理器将每个无线资源块的分配决策和功率控制结果发送给相应的待调度用户；

无线资源管理器将确定的功率控制结果和无线资源块分配决策通过下行控制信道发送给相应的待调度用户；

步骤十、无线资源管理器统计每个用户在当前时隙t传输优先级最高业务的数据传输速率，所需消耗的总发射功率并计算下一时隙t+1的能量效率值；

根据所有用户在当前时隙的数据传输速率和请求业务新数据的到达速率，更新所有用户所有业务对应缓存队列的QSI，结束当前时隙的资源分配过程；

具体过程如下：

首先，对于分配到无线资源块的待调度用户k^o，能量效率值计算方法如下：

其中

是在时隙t上采集到用户k^o的数据传输速率，

是在时隙t上用户k^o所需的总发射功率，其定义为

ε是介于0到1之间的能量效率因子，ε数值越接近自然数1则表示***的电能转化率越高。

对于其他未分配到无线资源块的用户i^o，能量效率值的计算方法如下：

步骤十一、无线资源管理器对每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI进行更新；；

如果用户在时隙t上分配到无线资源块，则无线资源管理器按照下述公式对所有分配到无线资源块的用户的优先级最高的业务对应缓存队列进行更新：

Q_k,n(t+1)＝max[Q_k,n(t)-R_k(t),0]+A_k,n(t)；

其中，k为分配到无线资源块的用户标识，n为用户k优先级最高业务的序号，R_k(t)为当前时隙t上用户k的数据传输速率，A_k,n(t)为当前时隙t上用户k请求优先级最高业务n的新数据到达速率，

对于在时隙t上分配到无线资源块上的待调度用户，则无线资源管理器按照下述公式对其非优先级最高业务对应缓存队列进行更新：

其中，n^o为用户k非优先级最高业务的序号，

对于其他在时隙t上未分配到无线资源块的用户，无线资源管理器按照下述公式对所有其每个业务对应缓存队列进行更新：

步骤十二、无线资源管理器结束在当前时隙t的无线资源分配过程，并判断所有资源分配时隙是否全部完成，如果是，结束；否则，进入到下一个无线资源分配时隙开始时刻之际，返回执行步骤二。

本发明的核心思想是，对每个待调度用户的每个业务进行优先级处理时，优先针对缓存队列变化率大的业务，将每个待调度用户缓存队列变化率最大的业务作为绝对高优先级的业务，这可以使缓存队列中待传输业务数据的积压数量降低到最小状态，从而减低业务平均传输时延，保证网络的稳定性；对于每个待调度用户确定优先级最高业务的数据进行传输时，以减少业务的平均传输时延和提高网络能量效率为目标，结合业务的不同时延特性、缓存队列QSI以及用户的CSI，对待调度用户进行功率控制和无线资源块分配，可以保障高实时性业务(如：现实增强业务、视频流业务)的积压数据在较短时间内得到传输，让时延不敏感的业务(如：电子邮件业务)以牺牲一定时延性能为代价，换取更高的能量效率性能表现，在实现网络的稳定性前提下，使网络的能量效率性能趋近最优值，有效地促进绿色能源网络的建设。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种时延优化的资源分配方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、无线资源管理器统计网络能感知的具有不同时延特性的业务类型；

业务类型共N种；表示为{1,2,…,n,…,N}；n为业务序号；所有附着用户共K个；表示为{1,2,…,k,…,K}；k为用户标识；

步骤二、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器在起始时刻为每种业务配置业务控制参数，以及确定在当前时隙内所有可用无线资源块的集合；

步骤三、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器获取每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI，确定所有需要进行调度的用户并获取所有待调度用户在当前时隙的CSI；

所述的缓存队列的QSI是指缓存队列中待传输业务数据的积压数量；所述的CSI为用户在可用无线资源块上的信道增益；

无线资源管理器根据每一个用户的每种业务对应的缓存队列是否为空，确定当前时隙所有需要进行调度的用户，并获取所有待调度用户在当前时隙上报的CSI；

步骤四、针对每个待调度用户的每个业务，无线资源管理器分别获取对应缓存队列在当前时隙t以及前一个时隙t-1的QSI；

步骤五、无线资源管理器根据时隙t以及时隙t-1的QSI，计算每个待调度用户每个业务的优先级并确定每个待调度用户优先级最高的业务；

计算每个待调度用户k′每种业务的优先级公式如下：

PRI_k′,n(t)＝(Q_k′,n(t))²-(Q_k′,n(t-1))²

PRI_k′,n(t)为在时隙t上待调度用户k′关于业务n的优先级因子，Q_k′,n(t)为时隙t上待调度用户k′关于业务n对应缓存队列的QSI；

对于每个待调度的用户，最大优先级因子所对应业务的优先级最高；

步骤六、无线资源管理器从可用无线资源块集合中选出编号值最小的无线资源块，计算在该无线资源块上传输每个待调度用户优先级最高业务数据所需的最优发射功率和效用因子；

具体步骤如下：

首先，无线资源管理器从步骤二中确定的可用无线资源块集合中选出编号值最小的无线资源块的序号为r；

然后，计算在无线资源块r上传输每个待调度用户优先级最高业务的数据时，所需的最优发射功率；

针对待调度用户k′，计算在无线资源块r上传输其优先级最高业务n的数据时，所需的最优发射功率公式如下：

P_k′,n,r(t)为在时隙t上使用无线资源块r传输待调度用户k′最高优先级业务n的数据时所需的最优发射功率；W是无线资源块r的带宽；ε是数值介于0到1之间的能量效率因子，ε数值越接近自然数1则表示***的电能转化率越高；

为在时隙t上待调度用户k′的能量效率值；σ²为无线资源块r上对应的高斯白噪声功率；g_k′,r(t)为在时隙t上待调度用户k′在无线资源块r上的信道增益；P^max为无线接入点的最大发射功率；V_n为业务n的业务控制参数；

最后，根据服务每个待调度用户所需的最优发射功率，计算使用无线资源块r传输各个待调度用户优先级最高业务数据的效用因子；

针对待调度用户k′，计算在无线资源块r上传输其优先级最高业务的数据时的效用因子，公式如下：

为在时隙t上使用无线资源块r传输待调度用户k′最高优先级业务n的数据时的效用因子；

步骤七、根据使用最小编号值的无线资源块r传输每个待调度用户最高优先级业务数据时的效用因子，确定该无线资源块r的分配决策和功率控制结果，并且无线资源管理器更新无线资源块集合；

步骤八、无线资源管理器并判断所有的可用无线资源块是否遍历完毕；如果是，执行步骤九；否则，返回步骤六；

步骤九、无线资源管理器将每个无线资源块的分配决策和功率控制结果发送给相应的待调度用户；

步骤十、统计每个用户在当前时隙t的数据传输速率，所需消耗的总发射功率并计算下一时隙t+1的能量效率值；

首先，对于分配到无线资源块的待调度用户k^o，能量效率值计算方法如下：

是在时隙t上采集到用户k^o的数据传输速率；

是在时隙t上用户k^o所需的总发射功率，其定义为

对于其他未分配到无线资源块的用户i^o，能量效率值的计算方法如下：

步骤十一、无线资源管理器对每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI进行更新；

对于在时隙t上分配到无线资源块上的待调度用户k^o，其最高优先级业务n对应的缓存队列的QSI更新方法如下：

为当前时隙t上用户k^o最高优先级业务n的新数据到达速率；

对于在时隙t上分配到无线资源块上的待调度用户k^o，其非最高优先级业务n^o对应的缓存队列的QSI更新方法如下：

对于其他在时隙t上未分配到无线资源块的用户i^o每个业务对应的缓存队列的QSI更新方法如下：

步骤十二、无线资源管理器结束在当前时隙t的无线资源分配过程，并判断所有资源分配时隙是否全部完成，如果是，结束；否则，进入到下一个无线资源分配时隙开始时刻之际，返回执行步骤二。

2.如权利要求1所述的一种时延优化的资源分配方法，其特征在于，所述的步骤二中，无线资源管理器依次为网络能感知的N种业务配置业务控制参数；设V_n为业务n的业务控制参数；

无线资源管理器确定当前时隙内所有可用无线资源块的集合；通过对所有可用无线资源块进行序列编号并统计数量；定义集合为{1,2,…,R}，所述的可用无线资源块是指未分配给任何用户的处于空闲状态的无线资源块，自然数R为当前时隙内所有可用无线资源块的总数量。

3.如权利要求1所述的一种时延优化的资源分配方法，其特征在于，所述的步骤七具体为：

首先，对所有待调度用户计算所得的效用因子进行排序，选取出最小值；同时获得最小效用因子对应的用户序号及其业务序号的取值；

效用因子取得最小值时，对应的用户序号及其业务序号的取值函数为：

然后，在选取了最小效用因子对应的用户k^*及其最高优先级业务n^*的基础上，判断是否满足

如果是，无线资源管理器将无线资源块r分配给用户k^*用以传输其最高优先级业务n^*的数据，并且设置在时隙t上无线接入点通过无线资源块r服务用户k^*传输其最高优先级业务n^*的数据的最优发射功率为

否则，无线资源管理器不会将无线资源块r分配给任何待调度用户。

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