[發明專利]一種LTE系統PUCCH無線資源分配的方法

有效

• 申請號: 201810241105.4
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108809604B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 朱曉敏;王貽先;顏志凌
• 申請（專利權）人: 武漢虹信科技發展有限責任公司
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04W72/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種LTE系統PUCCH無線資源分配的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據用戶SR周期選擇值構建SR二叉樹，每個SR二叉樹節點由用戶SR周期選擇值、用戶SR子幀偏移選擇值、用戶SR碼道數量選擇值構成，根據用戶周期CQI周期選擇值構建周期CQI二叉樹，每個周期CQI二叉樹節點由用戶周期CQI周期選擇值、用戶周期CQI子幀偏移選擇值、用戶周期CQI碼道數量選擇值構成；

步驟2：若用戶數增加時，減少步驟1中所述SR二叉樹節點第一層的用戶碼道數量并增加SR二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量，減少步驟1中所述周期CQI二叉樹節點第一層的用戶碼道數量并增加周期CQI二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量；

步驟3：若用戶數量繼續增加且通過步驟2無法滿足用戶數量時，擴張SR二叉樹的碼樹結構以及周期CQI二叉樹的碼樹結構；

步驟4：若用戶數減少時，減少步驟1中所述SR二叉樹節點最后一層的用戶碼道數量并增加SR二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量，減少步驟1中所述周期CQI二叉樹節點最后一層的用戶碼道數量并增加周期CQI二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量；

步驟5：若用戶數量繼續減少且通過步驟4無法滿足SR閾值和CQI閾值時，收縮SR二叉樹的碼樹結構以及周期CQI二叉樹的碼樹結構；

步驟6：根據步驟1中所述SR二叉樹選擇空閑的SR二叉樹節點作為用戶的SR二叉樹節點，根據步驟1中所述周期CQI二叉樹選擇空閑的周期CQI二叉樹節點作為用戶的周期CQI二叉樹節點，用戶的SR二叉樹節點不能為用戶的周期CQI二叉樹節點的父節點以及子節點，且用戶的周期CQI二叉樹節點不能為用戶的SR二叉樹節點的父節點以及子節點；

其中，步驟1所述SR二叉樹為計算機數據結構中的滿二叉樹，從根節點開始，按照從上到下、從左到右的順序對節點依次遞增編號，根節點的序號為1；

所述SR二叉樹節點1即根節點的用戶SR周期選擇值為T_SR(T_SR＞0)，所述SR周期選擇值構建SR二叉樹層數為M,M≥1,則第m層的SR二叉樹節點序號為：

{2^m-1,2^m-1+1,...,2^m-1}

其中，1≤m≤M，第m層的SR二叉樹節點數量為2^m-1，且第m層的第x個SR二叉樹節點序號為2^m-1+x-1，1≤x≤2^m-1；

SR二叉樹節點2^m-1+x-1與SR二叉樹節點2^m-1+x的父節點均為序號為(2^m-1+x-1)/2的SR二叉樹節點，且SR二叉樹節點2^m-1+x-1為左節點，SR二叉樹節點2^m-1+x為右節點；

SR二叉樹節點2^m-1+x-1表示為：

其中，T_SR*2^m-1為用戶SR周期選擇值，且第m層的每一個SR二叉樹節點的用戶SR周期選擇值均相同且為T_SR*2^m-1；為用戶SR子幀偏移選擇值；為用戶SR碼道數量選擇值；

SR二叉樹節點2^m-1+x表示為：

其中，T_SR*2^m-1為用戶SR周期選擇值，且第m層的每一個SR二叉樹節點的用戶SR周期選擇值均相同且為T_SR*2^m-1，為用戶SR子幀偏移選擇值，為用戶SR碼道數量選擇值；且SR二叉樹節點2^m-1+x-1的用戶SR碼道數量為SR二叉樹節點2^m-1+x的用戶SR碼道數量為

最底層即第M層的SR二叉樹節點數量為2^M-1，第M層第i個SR二叉樹節點序號為2^M-1+i-1，1≤i≤2^M-1；

在SR二叉樹的第m層中與SR二叉樹節點2^M-1+i-1對應的SR二叉樹節點序號為：

從SR二叉樹節點2^M-1+i-1到SR二叉樹節點1即根節點的路徑，在該路徑上的上下層節點存在父子節點關系為：

{sf(i,M),sf(i,M-1),...,sf(i,1)}

在SR二叉樹中，滿足約束條件為：

num_SR,sf(i,1)+num_SR,sf(i,2)+...+num_SR,sf(i,M)＝N_SR

N_use≤num_SR,sf(i,1)*2⁰+num_SR,sf(i,2)*2+...+num_SR,sf(i,M)*2^M-1

其中，N_SR為用戶SR二叉樹總碼道數量，N_use為用戶數量且(N_use≥1)；

步驟1所述周期CQI二叉樹為計算機數據結構中的滿二叉樹，從根節點開始，按照從上到下、從左到右的順序對節點依次遞增編號，根節點的序號為1；

所述周期CQI二叉樹節點1即根節點的用戶周期CQI周期選擇值為T_CQI(T_CQI＞0)，所述周期CQI二叉樹節點1為根節點，所述周期CQI周期選擇值構建周期CQI二叉樹層數為L(L≥1),則在第l層的周期CQI二叉樹節點序號為：

{2^l-1,2^l-1+1,...,2^l-1}

其中，1≤l≤L，第l層的周期CQI二叉樹節點數量為2^l-1，且第l層的第y個周期CQI二叉樹節點為2^l-1+y-1，1≤y≤2^l-1；

周期CQI二叉樹節點2^l-1+y-1與周期CQI二叉樹節點2^l-1+y的父節點均為序號為(2^l-1+y-1)/2的周期CQI二叉樹節點，且周期CQI二叉樹節點2^l-1+y-1為左節點，周期CQI二叉樹節點2^l-1+y為右節點；

周期CQI二叉樹節點2^l-1+y-1表示為：

其中，T_CQI*2^l-1為用戶周期CQI周期選擇值，且第l層的每一個周期CQI二叉樹節點的用戶周期CQI周期選擇值均相同且為T_CQI*2^l-1；為用戶周期CQI子幀偏移選擇值；為用戶周期CQI碼道數量選擇值；

周期CQI二叉樹節點2^l-1+y為：

其中，T_CQI*2^l-1為用戶周期CQI周期選擇值，且第l層的每一個周期CQI二叉樹節點的用戶周期CQI周期選擇值均相同且為T_CQI*2^l-1，為用戶周期CQI子幀偏移選擇值，為用戶周期CQI碼道數量選擇值；且周期CQI二叉樹節點2^l-1+y-1的用戶周期CQI碼道數量與周期CQI二叉樹節點2^l-1+y的用戶周期CQI碼道數量相同；

最底層即第L層的周期CQI二叉樹節點數量為2^L-1，第L層第j個周期CQI二叉樹節點為2^L-1+j-1，1≤j≤2^L-1；

在周期CQI二叉樹中第l層中與周期CQI二叉樹節點2^L-1+j-1對應的周期CQI二叉樹節點為：

從周期CQI二叉樹節點2^L-1+j-1到周期CQI二叉樹節點1即根節點的路徑，在該路徑上的上下層節點存在父子節點關系為：

{cf(j,L),cf(j,L-1),...,cf(j,1)}

在周期CQI二叉樹中，滿足約束條件為：

num_CQI,cf(j,1)+num_CQI,cf(j,2)+...+num_CQI,cf(i,N)＝N_CQI

N_use≤num_CQI,cf(j,1)+num_CQI,cf(j,2)+...+num_CQI,cf(i,N)

其中，N_CQI為周期CQI二叉樹總碼道數量，N_use為用戶數量且(N_use≥1)；

其中，步驟2中所述用戶數量增加N_in,1(N_in,1≥1),根據步驟1中所述用戶數量可知增加后的用戶數量為N_use+N_in,1；

根據步驟1中所述SR二叉樹中從SR二叉樹節點2^M-1+i-1到SR二叉樹節點1即根節點的路徑為：

{sf(i,M),sf(i,M-1),...,sf(i,1)}

在SR二叉樹中，滿足約束條件為：

num_SR,sf(i,1)+num_SR,sf(i,2)+...+num_SR,sf(i,M)＝N_SR

N_use≤num_SR,sf(i,1)*2⁰+num_SR,sf(i,2)*2+...+num_SR,sf(i,M)*2^M-1

其中，N_SR為用戶SR二叉樹總碼道數量，N_use為用戶數量且(N_use≥1)；

步驟2中所述減少步驟1中所述SR二叉樹節點1即根節點的用戶碼道數量并增加SR二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量，SR二叉樹節點2^M-1+i-1到SR二叉樹節點1的用戶碼道數量為：

{num_SR,sf(i,1)-k₁,num_SR,sf(i,2)+k₂,...,num_SR,sf(i,M)+k_M}

其中，k₁為SR二叉樹節點1即根節點減少的用戶碼道數量，k₂～k_M為SR二叉樹中剩余節點增加的用戶碼道數量，滿足約束條件為：

(num_SR,sf(i,1)-k₁)+(num_SR,sf(i,2)+k₂)+...+(num_SR,sf(i,M)+k_M)＝N_SR

N_use+N_in,1≤(num_SR,sf(i,1)-k₁)*2⁰+(num_SR,sf(i,2)+k₂)*2+

...+(num_SR,sf(i,M)+k_M)*2^M-1

根據步驟1中所述周期CQI二叉樹中從周期CQI二叉樹節點2^L-1+j-1到周期CQI二叉樹節點1即根節點的路徑為：

{cf(j,L),cf(j,L-1),...,cf(j,1)}

步驟2中所述減少步驟1中所述周期CQI二叉樹節點1即根節點的用戶碼道數量并增加周期CQI二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量，周期CQI二叉樹節點2^L-1+j-1到周期CQI二叉樹節點1即根節點的用戶碼道數量為：

{num_CQI,Cf(j,1)-n₁,num_CQI,Cf(j,2)+n₂,...,num_CQI,cf(j,L)+n_L}

其中，n₁為周期CQI二叉樹節點1即根節點減少的用戶碼道數量，n₂～n_L為周期CQI二叉樹中剩余節點增加的用戶碼道數量，滿足約束條件為：

(num_CQI,Cf(j,1)-n₁)+(num_CQI,Cf(j,2)+n₂)+...+(num_CQI,cf(j,M)+n_L)＝N_CQI

其中，步驟3中所述用戶數量繼續增加N_in,2(N_in,2≥1),根據步驟2所述用戶數量可知繼續增加后的用戶數量為N_use+N_in,1+N_in,2；

所述擴張SR二叉樹的碼樹結構為擴張步驟1中所述SR二叉樹，擴張后SR二叉樹層數為M+M_in且M_in≥1，M+M_in層的SR二叉樹節點數量為M+M_in層第i_in個SR二叉樹節點為i_in≥1且為正整數，二叉樹節點表示為：

其中，為用戶SR周期選擇值，且M+M_in層的每一個周期SR二叉樹節點的用戶周期SR周期選擇值均相同且為為用戶周期SR子幀偏移選擇值，為用戶周期SR碼道數量選擇值；

根據步驟1可知SR二叉樹節點到SR二叉樹節點1即根節點的路徑為：

{sf(i_in,M+M_in),sf(i_in,M+M_in-1),...,sf(i_in,1)}

在SR二叉樹中，滿足約束條件為：

所述擴張周期CQI二叉樹的碼樹結構為擴張步驟1中所述周期CQI二叉樹，擴張后周期CQI二叉樹層數為L+L_in且L_in≥1，L+L_in層的周期CQI二叉樹節點數量為L+L_in層第j_in個周期CQI二叉樹節點為j_in≥1且為正整數，二叉樹節點為：

其中，為用戶周期CQI周期選擇值，且L+L_in層的每一個周期CQI二叉樹節點的用戶周期CQI周期選擇值均相同且為為用戶周期CQI子幀偏移選擇值，為用戶周期CQI碼道數量選擇值；

根據步驟1可知周期CQI二叉樹節點到周期CQI二叉樹節點1即根節點的路徑為：

{cf(i_in,L+L_in),cf(i_in,L+L_in-1),...,cf(i_in,1)}

在周期CQI二叉樹中，滿足約束條件為：

其中，步驟4中所述用戶數量減少N_in,3(N_in,3≥1),根據步驟1中所述用戶數量可知減少后的用戶數量為N_use-N_in,3；

根據步驟1中所述SR二叉樹中從SR二叉樹節點2^M-1+i-1到SR二叉樹節點1即根節點的路徑為：

{sf(i,M),sf(i,M-1),...,sf(i,1)}

步驟4中所述減少步驟1中所述SR二叉樹節點最后一層的用戶碼道數量并增加SR二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量，SR二叉樹節點2^M-1+i-1到SR二叉樹節點1即根節點的用戶碼道數量為：

{num_SR,sf(i,1)+K₁,num_SR,sf(i,2)+K₂,...,num_SR,sf(i,M)-K_M}

其中，K_M為SR二叉樹最后一層的節點減少用戶碼道數量，K₁～K_M-1為SR二叉樹中剩余節點增加的用戶碼道數量，滿足約束條件為：

(num_SR,sf(i,1)+K₁)+(num_SR,sf(i,2)+K₂)+...+(num_SR,sf(i,M)-K_M)＝N_SR

N_use-N_in,3≤(num_SR,sf(i,1)+K₁)*2⁰+(num_SR,sf(i,2)+K₂)*2+...+(num_SR,sf(i,M)-K_M)*2^M-1

其中，α為SR閾值；

根據步驟1中所述周期CQI二叉樹中從周期CQI二叉樹節點2^L-1+j-1到周期CQI二叉樹節點1的路徑為：

{cf(j,L),cf(j,L-1),...,cf(j,1)}

步驟4中所述減少步驟1中所述周期CQI二叉樹節點最后一層的用戶碼道數量并增加周期CQI二叉樹中剩余節點的用戶碼道數量，周期CQI二叉樹節點2^L-1+j-1到周期CQI二叉樹節點1的用戶碼道數量為：

{num_CQI,Cf(j,1)+N₁,num_CQI,Cf(j,2)+N₂,...,num_CQI,cf(j,L)-N_L}

其中，N_L為周期CQI二叉樹節點1減少的用戶碼道數量，N₁～N_L-1為周期CQI二叉樹中剩余節點增加的用戶碼道數量，滿足約束條件為：

(num_CQI,Cf(j,1)+N₁)+(num_CQI,Cf(j,2)+N₂)+...+(num_CQI,cf(j,L)-N_L)＝N_CQI

N_use-N_in,3≤(num_CQI,Cf(j,1)+N₁)*2⁰+(num_CQI,Cf(j,2)+N₂)*2+...+(num_CQI,cf(j,L)-N_L)*2^L-1

其中，β為CQI閾值；

其中，步驟5中所述用戶數量繼續減少N_in,4(N_in,4≥1),根據步驟2所述用戶數量可知繼續減少后的用戶數量為N_use-N_in,3-N_in,4；

所述擴張SR二叉樹的碼樹結構為收縮步驟1中所述SR二叉樹，收縮后SR二叉樹層數為M-M_de且M_de≥1，M-M_de層的SR二叉樹節點數量為M-M_de層第i_de個SR二叉樹節點為i_de≥1且為正整數，二叉樹節點為：

其中，為用戶SR周期選擇值，且M-M_de層的每一個周期SR二叉樹節點的用戶周期SR周期選擇值均相同且為為用戶周期SR子幀偏移選擇值，為用戶周期SR碼道數量選擇值；

根據步驟1可知SR二叉樹節點到SR二叉樹節點1即根節點的路徑為：

{sf(i_de,M-M_de),sf(i_de,M-M_de-1),...,sf(i_de,1)}

在SR二叉樹中，滿足約束條件為：

其中，α為SR閾值；

所述擴張周期CQI二叉樹的碼樹結構為擴張步驟1中所述周期CQI二叉樹，擴張后周期CQI二叉樹層數為L-L_de且L_de≥1，L-L_de層的周期CQI二叉樹節點數量為L-L_de層第j_de個周期CQI二叉樹節點為j_de≥1且為正整數，二叉樹節點為：

其中，為用戶周期CQI周期選擇值，且L-L_de層的每一個周期CQI二叉樹節點的用戶周期CQI周期選擇值均相同且為為用戶周期CQI子幀偏移選擇值，為用戶周期CQI碼道數量選擇值；

根據步驟1可知周期CQI二叉樹節點到周期CQI二叉樹節點1的路徑為：

{cf(i_de,L-L_de),cf(i_de,L-L_de-1),...,cf(i_de,1)}

在周期CQI二叉樹中，滿足約束條件為：

其中，β為CQI閾值；

其中，步驟6中所述空閑的SR二叉樹節點序號為m_user(m_user＞0)，用戶的SR碼道號的范圍為為空閑的SR二叉樹節點序號為m_user(m_user＞0)的碼道數量選擇值；

步驟6中所述空閑的周期CQI二叉樹節點序號為n_user(n_user＞0)；用戶的周期CQI碼道號的范圍為為空閑的周期CQI二叉樹節點序號為n_user(n_user＞0)的碼道數量選擇值；

根據步驟6中所述用戶的SR二叉樹節點不能為用戶的周期CQI二叉樹節點的父節點以及子節點，且用戶的周期CQI二叉樹節點不能為用戶的SR二叉樹節點的父節點以及子節點即：

m_user≠2n_user且m_user≠2n_user+1且n_user≠2m_user且n_user≠2m_user+1。