CN104780542A - 通信网络系统、多业务动态资源分配装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够提高控制信令资源及数据传输资源的使用率及系统整体资源的优化效率的多业务动态资源分配装置。多业务动态资源分配装置包括：存储单元，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；识别单元，对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别；决策单元，根据资源分配记录信息以及识别出的通信业务所对应的资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；以及资源分配单元，按照决策单元决定出的控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配控制信令资源与数据传输资源。

Description

通信网络系统、多业务动态资源分配装置及方法

技术领域

本发明涉及一种通信网络系统、该通信网络系统中的多业务动态资源分配装置及多业务动态资源分配方法。

背景技术

由于智能便携设备的日益普及以及各种通信终端的快速发展，多样性的业务对现有的移动蜂窝网络等通信网络系统产生了很大的影响；同时，网络结构的变革趋势已从原来的同构网络逐步过渡到异构网络架构。于是，如何更有效地分配及管理频谱资源来更好的满足用户需求同时在网络系统中容纳更多的业务便成为一个关键问题。

抛开各种复杂的物理层资源分配，我们可以认为现有的通信系统把频谱资源大致分为两类：一类为传输控制信令所占的资源，这里称为控制信令资源；另一类为传输各种业务中的内容数据所占的资源，这里称为数据传输资源。

由于通信网络中涉及到的业务的多样性，在通信网络系统中，为了传输某个业务所需要占用的控制信令资源和数据传输资源是不同的。例如即时消息业务中产生的信令开销与数据开销的比例远远超过了视频流业务所需的信令开销与数据开销的比例，也就是说，即时消息业务中为了传输即时消息而使用的数据传输资源所占用的资源比例远远小于视频流业务中为了传输视频流而是用的数据传输资源所在用的资源比例。

然而，在现有的通信系统中，控制信令资源与数据传输资源的分配比例是明确划分并使用的，也就是说，在现有资源的情况下，哪些资源分配给控制信令传输而哪些资源分配给数据传输是固定的，各个业务只能在这种传输资源性质确定的框架内申请该业务所使用的资源。这种未考虑多业务特性的设计显然会降低系统资源分配效率、吞吐量及接入率。

例如，3GPP TR36.822中针对多种业务的流量信息及相应的控制信令资源占用情况进行了分析及总结，并进一步提出针对小流量业务（例如即时消息业务）的非连续接收机制来减少资源浪费。

此外，在专利文献1（WO2011143824）中，提出根据不同业务速率需求的高低决定业务优先级并以此作为数据传输资源中的资源块分配的依据来调度业务，优先级高的业务能够优先使用数据传输资源。

发明内容

但是，3GPP TR36.822中提出的非连续接收机制只是改进了控制信令资源的利用情况，对控制信令资源与数据传输资源的分配比例依然是明确划分并使用的，并且，这种只针对个别业务的机制并不能做到多业务情况下的系统资源优化分配。

此外，专利文献1（WO2011143824）中对同一种类的资源块进行了优化，按照业务优先级分配资源块。但是对数据块的性质（是控制信令资源还是数据传输资源）并没有任何影响，资源块的分配还是要在确保控制信令资源与数据传输资源的比例的情况下进行，这样还是没有考虑到不同种类业务的特性，从而可能降低系统资源分配效率、吞吐量及接入率。

此外，3GPP RAN工作组已经在考虑由大小蜂窝组成的异构网络架构，但相关研究仅限于各种应用场景及相关信令设计，并未考虑控制信令资源和数据传输资源的统一分配调度。这样，例如在执行即时消息业务的情况下，可能会出现控制信令资源不足而数据传输资源大量空闲的情况。

本发明就是鉴于以上问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高控制信令资源及数据传输资源的使用率及系统整体资源的优化效率的多业务动态资源分配装置及多业务动态资源分配方法、以及包括该业务动态资源分配装置在内的通信网络系统。

本发明的一个技术方案是一种多业务动态资源分配装置，包括：存储单元，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；识别单元，对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别；决策单元，根据上述资源分配记录信息以及上述识别单元所识别出的通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；以及资源分配单元，按照上述决策单元决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配上述控制信令资源与上述数据传输资源。

本发明的另一个技术方案是一种通信网络系统，包括对本地基站进行管理的本地资源控制器以及对本地资源控制器进行管理的中央资源管理器，中央资源管理器具有：存储器，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；以及资源分配处理器，根据上述资源分配记录信息以及由上述本地资源控制器识别出的通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；本地资源控制器具有本地处理器，上述本地处理器对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别，并且，按照从上述中央资源管理器接收到的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配上述控制信令资源与上述数据传输资源。

本发明的再一个技术方案是一种多业务动态资源分配方法，包括：存储单元，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；识别步骤，对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别；决策步骤，按照上述识别步骤中识别出的通信业务的种类，查询在存储单元中存储的表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息，根据在存储单元中存储的表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及识别出的上述通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；以及资源分配步骤，按照上述决策步骤中决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配上述控制信令资源与上述数据传输资源。

发明的效果：

本发明通过对控制信令资源和数据传输资源进行统一的分配调度，根据业务特性改变控制信令资源与数据传输资源的分配比例，从而能够达到以下技术效果：（1）提高控制信令资源及数据传输资源的使用率及系统整体资源的优化效率；（2）提高通信网络系统中的动态小区功能区分及标识的可行性及灵活性；以及（3）提高系统整体吞吐量及用户接入率。

附图说明

图1是表示能够应用本发明的多业务动态资源分配装置的同构网络系统的结构图。

图2是表示能够应用本发明的多业务动态资源分配装置的异构网络系统结构图。

图3是说明第一实施方式中的本地资源控制器的模块框图。

图4是说明第一实施方式中的本地资源控制器所保存的资源分配记录表的格式的图。

图5是说明第一实施方式中的本地资源控制器所保存的应用资源需求记录表的格式的图。

图6是表示多业务动态资源共享时的系统资源配置的示意例子的图。

图7是表示第一实施方式中由本地资源控制器执行多业务动态资源分配决策时的流程图。

图8是表示第二实施方式中的中央资源管理器的模块框图。

图9是说明第二实施方式中的中央资源管理器所保存的资源分配记录表的格式的图。

图10是说明第二实施方式中的中央资源管理器所保存的应用资源需求记录表的格式的图。

图11是表示第二实施方式中由中央资源管理器执行多业务动态资源分配决策时的流程图。

图12是说明第二实施方式中本地资源控制器向中央资源管理器发送的应用识别报告的格式的图。

图13是说明第二实施方式中央资源管理器向本地资源控制器发送的决策报告的格式的图。

图14是说明第二实施方式中本地资源控制器向中央资源管理器发送的资源分配更新报告的格式的图。

图15是说明第三实施方式中基于异构网络资源分割时蜂窝资源分割的示意图。

图16是说明第三实施方式中的本地资源控制器的模块框图。

图17是表示第三实施方式中由中央资源管理器执行资源分割决策时的流程图。

图18是说明第三实施方式中本地资源控制器向中央资源管理器发送的资源溢出报告格式的图。

具体实施方式

本发明是一种多业务动态资源分配装置，包括：存储单元，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；识别单元，对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别；决策单元，根据上述资源分配记录信息以及上述识别单元所识别出的通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；以及资源分配单元，按照上述决策单元决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配上述控制信令资源与上述数据传输资源。

首先，说明适用本发明的多业务动态资源分配装置的通信网络系统。通信网络系统一般分为同构网络系统和异构网络系统。

图1是表示能够应用本发明的多业务动态资源分配装置的同构网络系统的结构图。同构网络是指组成此网络系统的各个基站的构成和功能相同的网络。图1中示意性地示出了由三个基站30-1、30-2、30-3构成的同构网络。其中，各个基站30-1、30-2、30-3分别具有各自的本地资源控制器20-1、20-2、20-3，该本地资源控制器20-1、20-2、20-3对基站所覆盖的蜂窝中的资源进行控制。

此外，为了统合各个蜂窝的管理，在同构网络系统还可以包含中央资源管理器10，该中央资源管理器10对构成同构网络系统的蜂窝进行统一的管理。

图2是表示能够应用本发明的多业务动态资源分配装置的异构网络系统结构图。异构网络是指组成此网络系统的各个基站的构成和功能可以是不同的网络。图中例举了两类网络蜂窝，即宏蜂窝和小蜂窝，其中，宏蜂窝对应宏蜂窝基站40，小蜂窝对应小蜂窝基站41。

在异构网络系统的架构中，宏蜂窝和小蜂窝可以形成重叠覆盖，宏蜂窝的覆盖范围大于小蜂窝的覆盖范围，宏蜂窝占用的资源也高于小蜂窝占用的资源。并且，虽然未图示，每个宏蜂窝基站40或每个小蜂窝基站41都分别具有对各自蜂窝的资源进行管理的本地资源控制器。

需要指出的是为了方便说明，图2中的小蜂窝统一了覆盖范围的大小及功能，但实际系统中可以包括各类不同的小蜂窝，如微蜂窝（Micro-cell），微微蜂窝（Pico-cell），家庭蜂窝（Femto-cell）等等，同样适用于此发明。

此外，异构网络系统还包括统合管理各种蜂窝的中央资源管理器10，图2中的中央资源管理器10负责所管辖基站（包括大蜂窝和小蜂窝）的无线资源分配，包括控制信令资源和数据传输资源。各基站与中央管理器10之间可以通过有线也可以通过无线连接。

无论在同构网络系统还是在异构网络系统中都可以应用本发明的多业务动态资源分配装置对控制信令资源和数据传输资源进行管理。

根据应用本发明的设备在网络中的控制范围的不同，多业务动态资源分配装置所管理的控制信令资源和数据传输资源的范围也有所不同。但是，该多业务动态资源分配装置所具有的主要功能在不同通信网络系统中是相同。也就是说，在同构网络系统中，如果将本发明应用于某个基站的本地资源控制器中，则本发明的多业务动态资源分配装置对该基站所覆盖的范围内的控制信令资源和数据传输资源的分配比例进行管理。另一方面，将本发明应用于中央资源管理器中时，本发明的多业务动态资源分配装置对该中央资源管理器所管理的所有基站覆盖的范围内的控制信令资源和数据传输资源的分配比例进行统一管理。

同样地，在异构网络系统中，虽然构成异构网络系统的网络类型以及蜂窝的类型并不相同，但是不同蜂窝基站的本地资源控制器也可以具有本发明的多业务动态资源分配装置，从而对该不同类型的蜂窝基站所覆盖的范围内的控制信令资源和数据传输资源的分配比例进行管理。即使不同蜂窝所覆盖的范围存在重叠，也不妨碍本发明的应用。

以下参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

（第一实施方式）

在第一实施方式中，对将本发明的多业务动态资源分配装置包含在本地资源控制器中而对本地资源控制器所管理的蜂窝范围内的控制信令资源和数据传输资源的分配比例进行分配的情况进行说明。

图3是说明第一实施方式中的本地资源控制器20的模块框图。本地资源控制器20可以是独立的装置实体也可以是存在于基站中的控制模块。如图3所示，本地资源控制器20包含网络接口单元402、接收部403、发送部404、存储单元409以及本地资源控制单元401。各部分通过总线连接。

网络接口单元402负责提供此基站的本地资源控制器与中央资源管理器等网络中的其他设备之间的网络接口。接收部403负责接收由中央资源管理器发送的决策、消息等；发送部404负责向中央资源管理器发送消息、报告等。

存储单元409中保存有资源分配记录表410和应用资源需求记录表411。资源分配记录表410中记录了表示本基站的资源分配情况的资源分配记录信息，具体来说，该资源分配记录信息表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例。应用资源需求记录表411中记录了各个应用所对应的资源（包括控制信令资源和数据传输资源）需求情况，以便决策单元407进行资源分配决策。

本地资源控制单元401包括应用识别模块405、资源分配模块406、决策模块407以及更新模块408。

其中，应用识别模块405负责识别用户提出的应用申请，对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别。

决策模块407负责根据本基站收集的用户应用申请信息以及存储单元409中保存的记录表，利用预设的算法或阈值进行运算，做出资源分配的决策。具体来说，根据存储单元409中保存的资源分配记录表410以及识别单元所识别出的通信业务所对应的应用资源需求记录表411中的资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例，使得所决定的分配比例能够满足执行用户所申请的业务而需要的控制信令资源和数据传输资源。具体的决策算法后述。

在决策模块407所决定的控制信令资源与数据传输资源的分配比例与存储单元409中保存的资源分配记录表410不一致的情况下，资源分配模块406按照决策模块407决定出的控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配基站所在蜂窝中的控制信令资源与数据传输资源。

此外，更新单元408按照上述决策单元决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，更新存储单元409中保存的资源分配记录表410。

其中，本地资源控制单元401中的各个模块由中央处理器等处理器执行。并且，本地资源控制单元401与存储单元409构成本发明的“多业务动态资源分配装置”。

图4是说明第一实施方式中的本地资源控制器所保存的资源分配记录表410的格式的图。在图4中例举出了资源分配记录表410的格式的一个例子。由于该资源分配记录表410只用于本地决策，所以仅需保存3个项目，分别是：资源分配比例701，记录当前分配给此蜂窝用于控制信令（或数据传输）的资源块与此蜂窝的资源块总量的比例，此比例为一个0～1之间的小数。例如资源分配比例为0.4（控制信令占比）则表示当前分配给此蜂窝用于控制信令的资源块占此蜂窝资源块总量的40%；控制信令实际资源占用情况702，记录当前此蜂窝实际用于控制信令的资源占所分配的控制信令资源的比例，此比例为一个0～1之间的小数，例如控制信令实际资源占用情况为0.6，则表示当前此蜂窝实际用于控制信令的资源占所分配的控制信令资源的60%；以及数据传输实际资源占用情况703，记录当前此蜂窝实际用于数据传输的资源占所分配的数据传输资源的比例，此比例为一个0～1之间的小数，例如数据传输实际资源占用情况为0.6，则表示当前此蜂窝实际用于数据传输的资源占所分配的数据传输资源的60%。

此外，资源分配比例701也可以是控制信令资源与数据传输资源之比，只要能够表现出控制信令资源与数据传输资源之间分配比例关系，其表达形式可以任意。

图5是说明第一实施方式中的本地资源控制器所保存的应用资源需求记录表411的格式的图。应用资源需求记录表411所保存的项目分别是：应用编号801，记录每一个应用对应的编号，用于唯一识别业务；所需控制信令资源802，表示要执行应用编号801对应的业务所需的控制信令资源的量，记录用于传输该应用所需消耗的控制信令资源；所需数据传输资源803，表示要执行应用编号801对应的业务所需的数据传输资源的量，记录用于传输该应用所需消耗的数据传输资源；以及其他属性804，记录其他可用于决策的应用属性，例如优先级，业务价值等，此属性可根据系统要求决定，也可以省略其他属性804。

其中，所需控制信令资源802和所需数据传输资源803也可以简单地视为用于传输对应应用所需占用的带宽。

本发明的第一实施方式对应的资源分配机制为动态资源共享机制。

所谓动态资源共享就是不考虑现有系统中对控制信令资源和数据传输资源固定的分配比例，而是共享所有资源，并根据蜂窝中当前的业务需求把每一个蜂窝中的资源动态的进行分配。由于每种业务对控制信令资源和数据传输资源的需求是不同的，所以每个蜂窝根据自己当前用户的业务请求来分配控制信令资源和数据传输资源的比例（这个比例在每个蜂窝中可以视不同的），这样，能够提高蜂窝内的资源利用率，提高系统吞吐量和接入率。

图6是表示多业务动态资源共享时的系统资源配置的示意例子的图。图6中将一个蜂窝的资源分为控制信令资源和数据传输资源。图中仅以视频和即时消息两种业务存在于蜂窝中为例说明资源共享时的资源配置情况。需要说明的是，传输视频业务仅需要占用很少一部分控制信令资源而占用较多的数据传输资源，相比之下传输即时消息业务需要占用较多的控制信令资源而仅需占用很少的数据传输资源。因此，如果当前蜂窝中含有较多视频业务请求，此蜂窝可以分配较少的控制信令资源而分配较多的数据传输资源，即资源分配比例701较小（如图6中（1）视频业务主导所示）；如果当前蜂窝中含有较多即时消息业务请求，此蜂窝可以分配较多的控制信令资源而分配较少的数据传输资源，即资源分配比例701较大（如图6中（2）即时消息业务主导所示）。

下面对由本地资源控制器20执行的资源分配的流程加以说明。

图7是表示第一实施方式中由本地资源控制器执行多业务动态资源分配决策时的流程图。首先，决策过程由用户提出业务请求发起（步骤1001），从而进入步骤1002，由应用识别模块405执行应用识别过程，识别出该用户业务请求属于哪种应用以及其对应的应用编号。

然后，本地资源控制单元401的决策模块407进入查询应用资源需求和当前资源分配情况的过程（步骤1003），根据根据在步骤1002识别出的应用编号查询存储单元409中的资源分配记录表410和应用资源需求记录表411，根据资源分配记录表410中记录的该应用的所需控制信令资源802和所需数据传输资源803，确定该应用的资源需求。根据应用资源需求记录表411中记录的当前本蜂窝的资源分配比例701、控制信令实际资源占用情况702和数据传输实际资源占用情况703确定当前资源分配及使用情况。进而进入决策资源分配过程（步骤1004），决策模块407根据预设的算法及阈值来进行决策。按照识别出的通信业务的种类和查询结果，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例。

接着，将所决定的控制信令资源与数据传输资源的分配比例与当前本蜂窝的资源分配比例701进行比较，判断是否需要重新分配资源（步骤1005）。

当判断为不需要重新分配资源的情况下（步骤1005：否），结束业务动态资源分配流程（步骤1009）。

当判断为需要重新分配资源的情况下（步骤1005：是），进入重新分配资源的过程（步骤1006），由本地资源控制单元401中的资源分配模块406根据包含如何重新分配控制信令资源和数据传输资源的决策结果，具体执行该资源分配决策。

执行完毕后，由发送部404向中央资源管理器10发送资源分配更新报告（步骤1007）。中央资源管理器10接到此更新报告后，能够利用该报告的内容更新存储在中央资源管理器10中的表示各个基站情况的记录表，从而掌握各基站的当前资源分配情况（步骤1008）。更新完毕后结束此流程（步骤1009）。

此外，基站单独运作而不具有统合多个基站的中央资源管理器10的情况下，图7中的虚线所表示的步骤1007、1008也可以省略，即不进行对中央资源管理器10的报告动作就结束资源分配的流程。

以下说明决策模块407进行决策时采用的算法。

首先，决策模块407根据预设的算法及阈值来进行决策，其目的在于优化控制信令资源与数据传输资源的分配比例来满足不同业务所对应的不同需求。因此，能够获得优化后的控制信令资源与数据传输资源的分配比例的算法都可以用于本发明。

例如，如图6中所示的那样，由于传输视频业务与传输即时消息业务所需要的控制信令资源与数据传输资源的比例存在差异，因此，在应用识别模块405识别出上述通信业务是即时消息业务的情况下，决策模块407提高上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，在应用识别模块405识别出上述通信业务是视频流业务的情况下，决策模块407降低控制信令资源与数据传输资源的分配比例。采用以上策略可以根据业务类型的不同采用不同的控制信令资源与数据传输资源的分配比例。

此外，数据传输资源消耗较多的业务不仅限于视频流业务，例如还包括视频业务、电视会议业务、网络备份和大数据上传下载业务等。并且，控制信令消耗较多的业务也不仅限于即时消息业务，例如还包括机器与机器通信（M2M）业务等。

可以根据各个业务的不同特点预先设定不同的比例分配等级，进而根据对业务的识别，由决策模块407来提取比例分配等级进行简单的决策。

此外，决策模块407也可以采用如下算法。

首先，计算出增加新应用后所需的新的资源分配比例，在查询到资源分配记录表410中的当前蜂窝中的控制信令实际资源占用情况702和数据传输实际资源占用情况703的基础上，分别加上应用资源需求记录表411中记录的该应用的所需控制信令资源802和所需数据传输资源803。然后，按照下述计算式计算出新的控制信令资源与数据传输资源的分配比例：

将上述计算式的结果作为新的资源分配比例后，决策模块407进一步进行如下条件的判断，即，为保证系统的稳定性，系统可以预先为变更资源分配比例设置一个上门限阈值T（该门限可由系统根据需要设定），该门限值是一个－1～1之间的小数，如－0.1、－0.2、0.1、0.2...。并且，将判断为“需要进行资源重新分配”的条件设定为：1）新的资源分配比例－当前资源分配比例>T；并且2）新比例下的控制信令资源和数据传输资源能够满足当前及新加入应用的控制信令资源和数据传输资源需求。如不满足上述任何一项条件则判决为否（不需要进行资源重新分配）。

此外，决策模块407能够采用任何能够利用业务特性获得优化的控制信令资源与数据传输资源的分配比例的算法，也可以利用现有的各种算法来实现比例分配的优化。

此外，本实施方式记载了更新模块408根据决策模块407的决策更新资源分配记录表410的内容，但是，也可以省略更新模块408，资源分配模块406直接按照决策模块407的决策结果分配控制信令资源和数据传输资源。

（第二实施方式）

本发明的第二实施方式对应的资源分配机制也是动态资源共享机制。

在第二实施方式中，对将本发明的多业务动态资源分配装置分散包含在本地资源控制器与中央资源管理器中从而中央资源管理器对属下的各个蜂窝范围进行统一的控制信令资源和数据传输资源的分配比例管理的情况进行说明。

此外，对于与第一实施方式中相同的部件赋予相同的附图标记，并省略重复的说明。

图8是表示第二实施方式中的中央资源管理器10的模块框图。该中央资源管理器10可以是独立的装置实体也可以是存在于网关等设备中的控制模块。

如图8所示，中央资源管理器10包含网络接口单元303、接收部304、发送部305、资源分配处理单元301以及存储单元302。

其中，网络接口单元303负责提供本中央资源管理器与属下的各基站的本地资源控制器等其他设备之间的网络接口。接收部304负责接收来自各个基站的本地资源控制器发送的消息、报告；发送部305负责向各个基站的本地资源控制器发送决策、消息。

存储单元302中保存有资源分配记录表308和应用资源需求记录表308。资源分配记录表308中记录了表示属下各个基站的资源分配情况的资源分配记录信息，具体来说，该资源分配记录信息表示辖区内各个基站的控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例。应用资源需求记录表308中记录了各个应用所对应的资源（包括控制信令资源和数据传输资源）需求情况，以便决策单元进行资源分配决策。网络。

资源分配处理单元301包括决策模块306和更新模块307。

决策模块306负责根据各个基站发来的报告信息、存储单元302中保存的记录表，利用预设的算法和阈值进行运算，做出资源分配的决策。具体来说，根据存储单元302中保存的资源分配记录表308以及识别单元所识别出的通信业务所对应的应用资源需求记录表308中的资源需求记录信息，决定各个基站的控制信令资源与数据传输资源的分配比例，使得所决定的分配比例能够满足执行用户所申请的业务而需要的控制信令资源和数据传输资源。具体的决策算法与第一实施方式中决策算法相同，因此省略重复的说明。

其中，资源分配处理单元301中的各个模块由中央处理器等处理器执行。

第二实施方式中的本地资源控制器20是由中央资源管理器10管理的基站的本地资源控制器20。该本地资源控制器20的构成与第一实施方式中的图3中的本地资源控制器20相比，不具有虚线框所表示的部分，即不具有决策模块407、更新模块408以及存储单元409。其他构成，第二实施方式中的本地资源控制器20与第一实施方式中的本地资源控制器20相同，因此，省略详细的说明。

由此，中央资源管理器10的资源分配处理单元301以及存储单元302与本地资源控制器20中的本地资源控制单元401共同构成本发明的“多业务动态资源分配装置”。

以下说明存储单元302中保存的资源分配记录表308和应用资源需求记录表308的格式。

图9是说明第二实施方式中的中央资源管理器所保存的资源分配记录表308的格式的图。资源分配记录表308所保存的项目分别是：蜂窝编号501，记录每一个蜂窝对应的编号，用于识别蜂窝；蜂窝类型502，记录该蜂窝所属的类型，如宏蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝，家庭蜂窝等，根据蜂窝类型可以知道该蜂窝拥有的资源总量；资源分配比例503，记录当前分配给此蜂窝用于控制信令（或数据传输）的资源块与此蜂窝的资源块总量的比例，此比例为一个0～1之间的小数，例如资源分配比例为0.4（控制信令占比）则表示当前分配给此蜂窝用于控制信令的资源块占此蜂窝资源块总量的40%；控制信令实际资源占用情况504，记录当前此蜂窝实际用于控制信令的资源占所分配的控制信令资源的比例，此比例为一个0～1之间的小数，例如控制信令实际资源占用情况为0.6则表示当前此蜂窝实际用于控制信令的资源占所分配的控制信令资源的60%；数据传输实际资源占用情况505，记录当前此蜂窝实际用于数据传输的资源占所分配的数据传输资源的比例，此比例为一个0～1之间的小数，例如数据传输实际资源占用情况为0.6则表示当前此蜂窝实际用于数据传输的资源占所分配的数据传输资源的60%；

此外，资源分配比例503也可以是控制信令资源与数据传输资源之比，只要能够表现出控制信令资源与数据传输资源之间分配比例关系，其表达形式可以任意。

图10是说明第二实施方式中的中央资源管理器所保存的应用资源需求记录表309的格式的图。应用资源需求记录表309所保存的项目分别是：应用编号601，记录每一个应用对应的编号；所需控制信令资源602，记录用于传输该应用所需消耗的控制信令资源；所需数据传输资源603，记录用于传输该应用所需消耗的数据传输资源；其他属性604，记录其他可用于决策的应用属性，例如优先级，业务价值等，此属性可根据系统要求决定。应用资源需求记录表309的格式与图5中示出的应用资源需求记录表411的格式相同，在此不再累述。

下面对由中央资源管理器10决策时执行的资源分配流程加以说明。

图11是表示第二实施方式中由中央资源管理器10执行多业务动态资源分配决策时的流程图。首先，决策过程由用户提出业务请求发起（步骤1201）。从而进入步骤1202，由该小区基站的本地资源控制器20的本地资源控制单元401中的应用识别模块405执行应用识别过程，识别出该用户业务请求属于哪一种应用以及其对应的对应编号。

然后，由发送部404向中央资源管理器10发送应用识别报告（步骤1203），应用识别报告的格式如图12所示。

图12是说明第二实施方式中本地资源控制器向中央资源管理器发送的应用识别报告的格式的图。该应用识别报告包含的项目分别是蜂窝编号1301、蜂窝类型1302和应用编号1303。其中各个项目的具体含义与图9中说明的资源分配记录表中包含的对应项目相同，因此，省略详细的说明。接收到应用识别报告的中央资源管理器10利用其中的应用编号1303，可以进行该应用对应的资源需求查询。

中央资源管理器10的接收部304收到该应用识别报告后，进入查询应用资源需求过程（步骤1204），资源分配处理单元301根据接收到的应用识别报告中的应用编号1303查询存储单元302中的应用资源需求记录表308，利用应用资源需求记录表308中记录的、与应用编号1303相对应的应用的所需控制信令资源602和所需数据传输资源603确定该应用的资源需求。并且在步骤1205中，查询存储单元302中的资源分配记录表308，利用资源分配记录表308中记录的当前该蜂窝的资源分配比例503、控制信令实际资源占用情况504和数据传输实际资源占用情况505，确定当前资源分配及使用情况。

然后，进入决策并发送决策报告进程（步骤1206），资源分配处理单元301中的决策模块306根据预设的算法或阈值来进行决策，得到优化的决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例。其中，决策模块306采用的算法可以与第一实施方式中的本地资源控制单元401的决策模块407所采用的算法一致，因此省略详细的说明。在算出优化的决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例之后，由发送部305向本地资源控制器20发送决策报告（步骤1206），该决策报告的格式如图13所示。

图13是说明第二实施方式中央资源管理器向本地资源控制器发送的决策报告的格式的图。该决策报告包含的项目分别是蜂窝编号1401、蜂窝类型1402和资源分配比例1403。该资源分配比例1403是中央资源管理器10的决策模块306所做出的决策结果。

随后，本地资源控制器20的接收部403接收从中央资源管理器10发来的决策报告（步骤1207）。本地资源控制器20的资源分配模块406通过读取该决策报告中的资源分配比例1403，来判断是否需要重新分配资源（步骤1208）。

在例如当前蜂窝中的资源能够满足对应业务的需求或者资源分配比例1403，与当前的分配比例一致而判断为不需要重新分配资源的情况下（步骤1208：否），则结束此流程（步骤1212）。当例如资源分配比例1403与当前的分配比例不同或者蜂窝中出现拥塞等需要优化的问题而判断为需要重新分配资源的情况下（步骤1208：是），则进入重新分配资源过程（步骤1209），由本地资源控制单元401中的资源分配模块406具体执行该资源分配决策。

执行完毕后，由发送部404向中央资源管理器10发送资源分配更新报告（步骤1210），该资源分配更新报告与第一实施方式中的资源分配更新报告相同，其格式的一个例子如图14所示。

图14是说明第二实施方式中本地资源控制器向中央资源管理器发送的资源分配更新报告的格式的图。资源分配更新报告包含的项目与中央资源管理器10中的存储单元302的资源分配记录表308相对应，分别是：蜂窝编号1101、蜂窝类型1102、资源分配比例1103、控制信令实际资源占用情况1104和数据传输实际资源占用情况1105。

中央资源管理器10的接收部304接到资源分配更新报告后，进入中央资源管理器更新记录表过程（步骤1211），中央资源管理器10的更新模块307按照该资源分配更新报告内容更新存储单元302中保存的资源分配记录表308中的内容。更新完毕后结束此流程（步骤1212）。

综上所述，本发明的多业务动态资源分配装置既可以用于同构网络系统，也可以用于异构网络系统，并且，即可包含在基站的本地资源控制器中而用于本地进行基站的资源分配决策，也可以包含在中央资源管理器中来进行统一的中央资源分配决策。当由中央资源管理器进行决策时，多业务动态资源分配装置负责所管辖基站的无线资源分配，包括控制信令资源和数据传输资源；当由本地资源控制器进行决策时，多业务动态资源分配装置负责所连接的本地基站的无线资源分配，包括控制信令资源和数据传输资源；各基站与中央管理器之间可以通过有线也可以通过无线连接。

此外，本发明的多业务动态资源分配装置的各个构成部分也可以分散在不同的网络构成装置中来共同进行网络资源的分配。例如第二实施方式中将应用识别功能和资源分配功能安装在本地资源控制器中，而将存储单元、决策功能及更新功能安装在中央资源管理器中。

此外，本发明的多业务动态资源分配装置也可以在硬件上单独作为构成通信网络系统的控制器来独立使用，通过收集来自本地资源控制器的当前信息进行资源的分配。

（第三实施方式）

第一、第二实施方式中说明的资源共享的分配机制是在发起业务时实时地进行决策来分配资源。这种分配机制比较灵活，但对系统的动态要求比较高，同时对系统的稳定性也可能造成影响，尤其是在多种蜂窝类型混合的异构网络系统中，可能会对有些设备造成负担。因此，在第三实施方式中，结合未来将广泛部署的异构网络架构，说明多种决策发起的不同构成。

在当前网络架构为图2所示异构网络时，设通信网络系统中包含宏蜂窝和小蜂窝。同时，由于宏蜂窝和小蜂窝占有的资源不同，其对应的资源分割比例也不同。

图15是说明第三实施方式中基于异构网络资源分割时蜂窝资源分割的示意图。为说明的方便，图中仅将蜂窝分为两种：宏蜂窝和小蜂窝。宏蜂窝占有的资源由W_M表示，小蜂窝占有的资源由W_m表示。宏蜂窝的资源分配比例由α表示，小蜂窝的资源分配比例由β表示。因此，宏蜂窝中分配给控制信令的资源为αW_M，分配给数据传输的资源为(1-α)W_M；小蜂窝中分配给控制信令的资源为βW_m，分配给数据传输的资源为(1-β)W_m。

虽然图15中仅例举了两类蜂窝，但此两类蜂窝还可根据将来的部署灵活加以理解，即虽然区分宏蜂窝和小蜂窝，但宏蜂窝与宏蜂窝之间、小蜂窝与小蜂窝之间也可以有不同的资源分割比例，也就是说宏蜂窝可以有α₁,α₂,α₃…α_N种配置，同样小蜂窝也可以有β₁,β₂,β₃…β_n种配置。这样对于每一个蜂窝都可以根据该蜂窝内的业务特点进行灵活配置，例如该小区内视频业务（或其他数据传输资源消耗较多类业务）用户较多则可以采用较小的α，β配置，相反如果小区专注于控制信令消耗较多类业务则可采用较大的α，β配置。通过此种资源区别分割的机制大大提高了系统动态小区功能区分及标识的可行性及灵活性。

当然此种资源分割机制并不是说某一蜂窝的资源分割比例是一成不变的。由于根据用户通信流量的特点，用户流量在某一地区具有潮汐效应，比如在写字楼周边办公时间用户流量较大但非办公时间用户流量较小，而在生活区周边办公时间用户流量较小但非办公时间用户流量较大。因此，根据流量信息或周期的更新蜂窝资源配置情况也包含在本发明的资源分割机制中以便提高系统的灵活性及效率。

由于各个蜂窝的本地资源控制器的性能不同以及所处地区的特点不同等，能够设定不同的资源分配机制的启动事件。并且，不同的蜂窝的本地资源控制器中的启动机制可以不同。

第三实施方式中将决策模块安装在中央资源管理器中，因此，第三实施方式的中央资源管理器的构成与第二实施方式中的中央资源管理器的构成相同。在本实施方式中，由中央资源管理器统一对下属的各种蜂窝进行资源分割决策管理。

图16是说明第三实施方式中的本地资源控制器20的模块框图。

本地资源控制器20包含网络接口单元402、接收部403、发送部404、定时器412以及本地资源控制单元401。其中，本地资源控制单元401包括应用识别模块405、资源分配模块406以及监测模块413。

该本地资源控制器20的构成与第二实施方式中的本地资源控制器相比，除了定时器412与监测模块413之外，其他构成与第二实施方式中的本地资源控制器相同，因此，省略详细的说明。

定时器412用于设定一定的期间。

监测模块413用于检测本蜂窝内的通信状态，特别是能够检测到通信网络中是否由于资源缺乏而出现溢出现象。

下面对统一由中央资源管理器进行资源分割决策管理的流程加以说明。

图17是表示第三实施方式中由中央资源管理器10执行资源分割决策时的流程图。

首先，进行资源分割初始化过程（步骤1601），由央资源管理器10根据统计的历史业务资源分析确定其所辖范围内各个蜂窝的资源分割比例并向每个蜂窝的本地资源控制器发送资源分配初始化决策报告，同时初始化个蜂窝的计时器，为便于说明，假定每一蜂窝的计时器同步。此外，上述初始化决策报告的格式如图13所示。

然后，进入本地资源使用情况监测过程（步骤1602），由本地资源控制器10的监测模块413根据应用识别模块405所识别出的应用以及相应资源需求，分析监测本蜂窝内资源使用情况，具体过程可以采用第一实施方式中说明过的图10中应用识别步骤1002、查询应用资源需求和当前资源分配情况步骤1003。通过这两个步骤判断是否会出现资源溢出（步骤1603）。

如果未发现资源溢出隐患（步骤1603：否），则进一步判断定时器是否到时（步骤1612），此定时器可根据系统要求自行设定，例如每4小时，8小时，12小时则系统更新一次配置。如果定时器未到时，则继续本地资源使用情况监测过程（步骤1602）；如果定时器已到时，则由中央资源管理器10的决策模块306进行决策并发送决策报告，该决策报告的格式如图13所示。通过这样定期进行决策的方式，可以由系统根据流量统计的结果预先设定。

接下来，本地资源控制器10接收此决策报告，并根据该决策报告更改相应配置。

另一方面，如果发现某一应用将引起资源溢出（可以是控制信令资源也可以是数据传输资源）（步骤1603：是），则进入发送资源溢出报告过程（步骤1604），由本地资源控制器20中的发送部404向中央资源管理器10发送资源溢出报告，该资源溢出报告的格式如图18所示。

图18是说明第三实施方式中本地资源控制器向中央资源管理器发送的资源溢出报告格式的图。该资源溢出报告包含的项目分别是：蜂窝编号1701、蜂窝类型1702、资源分配比例1703、控制信令实际资源占用情况1704、数据传输实际资源占用情况1705和溢出应用编号1706。

当中央资源管理器接收部304接收到此资源溢出报告，同样地进入中央资源管理器决策并发送决策报告过程（步骤1605），由中央资源管理器10中的决策模块306根据资源溢出报告中的资源分配比例1703、控制信令实际资源占用情况1704、数据传输实际资源占用情况1705和溢出应用编号1706进行资源分割决策并发送决策报告，具体过程与图11中的步骤1206相同。

当本地资源控制器20的接收部403接收到决策报告时（步骤1606），通过读取该决策报告中的资源分配比例140，判断是否需要重新分配资源（步骤1607）。

如果判断为不需要进行资源重新分配（步骤1607：否），则结束此流程（步骤1611）。如果判断为需要进行资源重新分配（步骤1607：是），则进入重新分配资源过程（步骤1608），由本地资源控制单元401中的资源分配模块406具体执行该资源分配决策。

执行完毕后，由发送部404向中央资源管理器10发送资源分配更新报告（步骤1609）。中央资源管理器的接收部304接到此更新报告后，更新模块307更新存储单元302中保存的资源分配记录表308中相应的项目。由此，结束此流程（步骤1611）。

通过以上动作，能够在出现特定事件时执行资源分割的决策，从而能够根据本地的特定来更加灵活地设定资源分割决策的启动。

此外，以上说明的是由中央资源管理器进行资源分割决策的流程，当然资源分割决策也可以由本地资源控制器进行，即第三实施方式中的决策模块安装到本地资源控制器中，在本地资源控制器中的定时器到时或者存在资源溢出风险时执行本地的资源分配决策，在此不再累述。

此外。在第三实施方式中，在本地资源控制器中安装有定时器以及监测模块413，定期执行资源分配决策或者在出现溢出时执行资源分配决策。但是，也可以在本地资源控制器中仅具有定时器，从而定期执行资源分配决策，或者也可以仅具有监测模块，在发生资源溢出的情况下执行资源分配决策。

以上对本发明的具体实施方式进行了说明，但该实施方式是作为例子而进行提示的，并非意在对发明的范围进行限定。该实施方式能以其它的各种方式进行实施，能在不脱离发明的要旨的范围内进行各种的省略、置换、变更。该实施方式及其变形包含在发明的范围、要旨中，并且包含在权利要求书记载的发明和其均等的范围中。

Claims (16)

1.一种多业务动态资源分配装置，其特征在于，包括：

存储单元，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；

识别单元，对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别；

决策单元，根据上述资源分配记录信息以及上述识别单元所识别出的通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；以及

资源分配单元，按照上述决策单元决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配上述控制信令资源与上述数据传输资源。

2.根据权利要求1所述的多业务动态资源分配装置，其特征在于，

还包括更新单元，上述更新单元按照上述决策单元决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，更新存储单元中的资源分配记录信息。

3.根据权利要求1所述的多业务动态资源分配装置，其特征在于，

上述多业务动态资源分配装置包含在网络通信系统的本地资源控制器中。

4.根据权利要求1所述的多业务动态资源分配装置，其特征在于，

在上述识别单元受理到用户的新业务请求时，上述多业务动态资源分配装置开始进行上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例的决策。

5.根据权利要求1所述的多业务动态资源分配装置，其特征在于，

还包括监测单元，在上述监测单元监测到资源溢出的情况下，上述多业务动态资源分配装置开始进行上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例的决策。

6.根据权利要求1所述的多业务动态资源分配装置，其特征在于，

上述多业务动态资源分配装置定期进行上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例的决策。

7.根据权利要求1所述的多业务动态资源分配装置，其特征在于，

在上述识别单元识别出上述通信业务是即时消息业务的情况下，上述决策单元提高上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，

在上述识别单元识别出上述通信业务是视频流业务的情况下，上述决策单元降低上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例。

8.一种通信网络系统，包括对本地基站进行管理的本地资源控制器以及对本地资源控制器进行管理的中央资源管理器，其特征在于，

中央资源管理器具有：

存储器，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；以及

资源分配处理器，根据上述资源分配记录信息以及由上述本地资源控制器识别出的通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；

本地资源控制器具有本地处理器，

上述本地处理器对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别，并且，按照从上述中央资源管理器接收到的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配上述控制信令资源与上述数据传输资源。

9.根据权利要求8所述的通信网络系统，其特征在于，

上述本地资源控制器分别还具有：

本地存储器，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；以及

本地资源分配处理器，根据本地存储器中存储的上述资源分配记录信息以及识别出的通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定本地的控制信令资源与数据传输资源的分配比例。

10.根据权利要求8所述的通信网络系统，其特征在于，

该通信网络系统是异构网络系统，

上述本地资源控制器包括管理宏蜂窝基站覆盖范围的宏蜂窝本地资源控制器与管理小蜂窝基站覆盖范围的小蜂窝本地资源控制器；

上述中央资源管理器分别决定宏蜂窝的控制信令资源与数据传输资源的分配比例与小蜂窝的控制信令资源与数据传输资源的分配比例，并将决定出的分配比例发送给上述宏蜂窝本地资源控制器以及小蜂窝本地资源控制器。

11.一种多业务动态资源分配方法，其特征在于，包括：

存储单元，存储有表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息；

识别步骤，对通信网络系统中的通信业务的种类进行识别；

决策步骤，按照上述识别步骤中识别出的通信业务的种类，查询在存储单元中存储的表示各个业务所对应的资源需求情况的资源需求记录信息，根据在存储单元中存储的表示辖区内控制信令资源与数据传输资源的现有分配比例的资源分配记录信息以及识别出的上述通信业务所对应的上述资源需求记录信息，决定控制信令资源与数据传输资源的分配比例；以及

资源分配步骤，按照上述决策步骤中决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，分配上述控制信令资源与上述数据传输资源。

12.根据权利要求11所述的多业务动态资源分配方法，其特征在于，

还包括更新步骤，按照上述决策步骤中决定出的上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，更新存储单元中的资源分配记录信息。

13.根据权利要求11所述的多业务动态资源分配方法，其特征在于，

在上述识别步骤中受理到用户的新业务请求时，开始进行上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例的决策。

14.根据权利要求11所述的多业务动态资源分配方法，其特征在于，

还包括监测步骤，在上述监测步骤中检测到资源溢出的情况下，开始进行上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例的决策。

15.根据权利要求11所述的多业务动态资源分配方法，其特征在于，

定期进行上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例的决策。

16.根据权利要求11所述的多业务动态资源分配方法，其特征在于，

在上述识别步骤中识别出上述通信业务是即时消息业务的情况下，在上述决策步骤中提高上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例，

在上述识别步骤中识别出上述通信业务是视频流业务的情况下，在上述决策步骤中降低上述控制信令资源与数据传输资源的分配比例。