CN119277552B - 一种网络状态感知辅助的免授权多址接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络状态感知辅助的免授权多址接入方法、装置及存储介质，包括获取免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据资源块的使用情况对系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；基于活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；基于活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整无人机和地面用户设备的接入控制参数。本公开在免授权多址接入系统中对无人机用户和地面用户的数量进行实时估计，并根据得到的估计数量和和各用户的权重，动态分配资源和调整接入控制参数，提高了估算精度，从而满足无人机和地面用户的接入需求。

Description

一种网络状态感知辅助的免授权多址接入方法

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种网络状态感知辅助的免授权多址接入方法、装置及存储介质。

背景技术

随机接入是超五代无线移动通信(B5G)技术框架中的一个关键设计要素，尤其是在面向超可靠低时延的新兴应用场景中，例如自动驾驶、远程医疗手术和工业物联网控制。传统基于授权的接入技术的局限性在于用户在上行传输数据前至少需要经历10毫秒的等待时间，难以满足超可靠低时延通信业务对服务质量的极致化要求。基于此，免授权接入技术作为潜在的解决方法，允许用户无需授权即可向基站直接传输数据，因此免授权接入技术被认为是一种可行的替代方法。

面对高可靠低时延业务提出的严格的随机接入需求，如何有效地缓解用户在接入过程中发生碰撞成为当前亟需解决的关键难题，尤其在无线通信环境复杂多变、资源受限且用户需求呈现多样性的场景中，这一挑战显得尤为突出。现有技术方案多聚焦于优化资源管理策略，例如，为同构时延容忍用户配置专属资源块及动态调整共享资源池，通过动态调整接入类别限制参数及灵活分配资源，旨在确保系统总体吞吐量与满足异构用户接入需求之间取得均衡。但是，上述策略通常基于一个前提条件，即在随机接入阶段假设活跃用户的数量是已知的。然而，这一假设在自组织网络或动态变化的场景下是难以成立的。因此，如何准确估计活跃用户的数量，尤其是具有不同延迟容忍的用户群体，并在此基础上实现无线电资源高效动态分配，成为亟待解决的关键问题。

现有技术中，基于贝叶斯理论的估算方法因其能够处理不确定性信息而受到广泛关注。其中，贝叶斯准则能有效处理参数不确定性，通过结合先验知识与实际观测数据迭代更新后验概率估计，为活跃用户数量的估计提供一种稳定且适应性强的途径，从而提高了资源分配决策的精确度和灵活性。但是，上述现有技术中在估算活跃用户数量时只是利用了局部信息，导致估算精度不高。

发明内容

本公开提供了一种网络状态感知辅助的免授权多址接入方法、装置及存储介质，在免授权多址接入系统中对无人机用户和地面用户的数量进行实时估计，并根据得到的估计数量和和各用户的权重，动态分配资源和调整接入控制参数，提高了估算精度，从而满足无人机和地面用户的接入需求。

根据本公开的一方面，提供了一种网络状态感知辅助的免授权多址接入方法，应用于免授权多址接入系统，所述免授权多址接入系统包含一个基站，N_h个对时延敏感的无人机用户及N_l个对时延容忍的地面用户设备，其中所述无人机与地面用户设备通过免授权接入机制接入所述基站，其特征在于，所述方法包括：

获取所述免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据所述资源块的使用情况对所述系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；

基于所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；

基于所述活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整所述无人机和地面用户设备的接入控制参数。

可选的，所述资源块包括成功资源块、空闲资源块和碰撞资源块，其中，

所述空闲资源块包括没有用户上传输数据包的资源块；

所述成功资源块包括有且仅有一个用户上传输数据包的资源块；

所述碰撞资源块包括至少有两个用户上传输数据包的资源块。

可选的，所述根据所述资源块的使用情况对所述系统中的无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量，包括：

确定所述碰撞资源块的数量是否为预设阈值；

若所述碰撞资源块的数量等于所述预设阈值，则基于所述成功资源块的数量和接入控制参数得到估计数量；

若所述碰撞资源块的数量不等于所述预设阈值，则确定第一条件的第一概率，并基于所述第一概率得到估计数量，其中，所述第一条件为N_x个用户中有n_x个用户通过接入控制，随机在M_x个资源块上传输数据包，同时存在s_x个成功资源块，i_x个空闲资源块及c_x个碰撞资源块。

可选的，所述确定第一条件的第一概率，包括：

确定第二条件的第二概率，其中，所述第二条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，有i_x个资源块为空闲资源块；

确定第三条件的第三概率，其中，所述第三条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块的情况下，有s_x个资源块为成功资源块；

确定第四条件的第四概率，其中，所述第四条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块及s_x个成功资源块的情况下，有c_x个资源块为碰撞资源块；

基于所述第二概率、所述第三概率和所述第四概率，确定第一条件的第一概率。

可选的，所述基于所述第一概率得到估计数量，包括：

基于所述第一概率和活跃用户数量的分布情况，得到联合概率分布；

基于所述联合概率分布，确定第五概率；

基于所述联合概率分布和所述第五概率，确定活跃用户数量的后验估计结果；

基于偏移量对所述后验估计结果进行更新，得到估计数量。

可选的，所述基于所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块，包括：

确定所述用户服从的目标分布；

基于所述目标分布、所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块，其中，所述基于加权的资源分配策略为：

其中，所述λ^t _t表示优先级为x活跃用户数量估计值，所述w_x表示优先级为x用户的权重，所述M表示时频资源块总数，所述M_x表示分配给优先级为x用户的时频资源块，x∈{h,l}。

可选的，所述接入控制参数动态调整策略，包括：

其中，所述表示接入控制参数，所述M_x表示用户x的分配时频资源块，表示优先级为x活跃用户数量估计值。

根据本公开的另一方面，提供了一种网络状态感知辅助的免授权多址接入装置，应用于免授权多址接入系统，所述免授权多址接入系统包含一个基站，N_h个对时延敏感的无人机用户及N_l个对时延容忍的地面用户设备，其中所述无人机与地面用户设备通过免授权接入机制接入所述基站，其特征在于，所述装置包括：

估计模块，用于获取所述免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据所述资源块的使用情况对所述系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；

资源分配模块，用于基于所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；

调整模块，用于基于所述活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整所述无人机和地面用户设备的接入控制参数。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述一方面中任一项所述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现前述一方面中任一项所述的方法。

本公开实施例的网络状态感知辅助的免授权多址接入方法和装置，在免授权多址接入系统中对无人机用户和地面用户的数量进行实时估计，并根据得到的估计数量和和各用户的权重，动态分配资源和调整接入控制参数，提高了估算精度，从而满足无人机和地面用户的接入需求。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本公开实施例的网络状态感知辅助的免授权多址接入方法的流程图；

图2为根据本公开实施例的一种免授权多址接入系统的模型图；

图3为根据本公开实施例的一种免授权多址接入系统的帧结构图；

图4为根据本公开实施例的一种动态资源分配方案的流程图；

图5是根据本公开实施例的网络状态感知辅助的免授权多址接入装置的结构图；

图6是用来实现本公开实施例的网络状态感知辅助的免授权多址接入方法的电子设备的框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

下面参照附图描述根据本公开实施例提出的网络状态感知辅助的免授权多址接入方法和装置。

图1是本公开实施例的网络状态感知辅助的免授权多址接入方法的流程图。

如图1所示，该网络状态感知辅助的免授权多址接入方法，包括：

S101，获取免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据资源块的使用情况对系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；

其中，需要说明的是，上述网络状态感知辅助的免授权多址接入方法的执行主体为网络状态感知辅助的免授权多址接入装置，该网络状态感知辅助的免授权多址接入装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该实施例中的网络状态感知辅助的免授权多址接入装置可以配置在电子设备中。

其中，本示例实施例中电子设备可以包括终端设备和服务器等设备，该实施例对电子设备不作限定。

在本公开的一个实施例中，上述免授权多址接入系统包含一个基站，N_h个对时延敏感的无人机及N_l个对时延容忍的地面用户设备，其中，无人机和地面用户设备可以通过免授权接入机制接入基站。图2为本公开实施例提出的一种免授权多址接入系统的模型图。如图2所示，该系统模型中无人机用户与地面用户同时上行接入基站。其中，免授权多址接入系统中的配置为：资源块总数M＝40，无人机数量N_h＝40，地面用户数量N_l＝10，无人机与地面用户的到达速度比值为4:1，子帧的长度为1毫秒，且1子帧包含8时隙。

其中，在本公开的一个实施例中，将无人机用户设置为高优先级用户，将地面用户设置为低优先级用户，以保证无人机安全平稳的飞行。

以及，在本公开的一个实施例中，本公开采用正交频分复用时隙ALOHA方案，也即是，一帧包含10个子帧，1子帧持续时长为1毫秒，且包含8时隙。图3为本公开实施例提出的一种免授权多址接入系统的帧结构图。如图3所示，每一帧包含10个子帧，1子帧持续时长为1毫秒，且包含8时隙。

其中，无人机用户和地面用户可以通过免授权接入机制接入基站，即无人机和地面用户可以无需等待直接向基站传输消息。以及，本公开采用混合自动重传请求机制，即无人机用户和地面用户在发送数据包后等待基站的确认信息，如果基站接收数据包失败，则无人机和地面用户设备会继续重传数据包，直到基站确认接收成功。进一步地，在本公开的一个实施例中，用户成功接入基站的判定条件定义为当且仅当该用户独自占用时频资源块进行数据传输时，被认为接入成功。

进一步地，在本公开的一个实施例中，上述资源块可以包括成功资源块、空闲资源块和碰撞资源块，其中，上述空闲资源块包括没有用户上传输数据包的资源块；上述成功资源块包括有且仅有一个用户上传输数据包的资源块；上述碰撞资源块包括至少有两个用户上传输数据包的资源块。

以及，在本公开的一个实施例中，上述根据资源块的使用情况对系统中的无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量的方法可以包括以下步骤：

S1011，确定碰撞资源块的数量是否为预设阈值；

S1012，若碰撞资源块的数量等于预设阈值，则基于成功资源块的数量和接入控制参数得到估计数量；

S1013，若碰撞资源块的数量不等于预设阈值，则确定第一条件的第一概率，并基于第一概率得到估计数量，其中，第一条件为N_x个用户中有n_x个用户通过接入控制，随机在M_x个资源块上传输数据包，同时存在s_x个成功资源块，i_x个空闲资源块及c_x个碰撞资源块。

其中，在本公开的一个实施例中，上述预设阈值可以根据需要进行设定，示例的，预设阈值为0。

以及，在本公开的一个实施例中，上述当碰撞资源块的数量c_x＝0时，可以根据成功资源块的数量s_x和接入控制参数得到实际活跃用户的数量，则，

其中，E(N_x|s_x,i_x,c_x)表示活跃用户数量的后验估计值，i_x表示空闲资源块的数量，表示接入控制参数。

进一步地，在本公开的一个实施例中，确定第一条件的第一概率的方法可以包括以下步骤：

步骤1、确定第二条件的第二概率，其中，第二条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，有i_x个资源块为空闲资源块；

步骤2、确定第三条件的第三概率，其中，第三条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块的情况下，有s_x个资源块为成功资源块；

步骤3、确定第四条件的第四概率，其中，第四条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块及s_x个成功资源块的情况下，有c_x个资源块为碰撞资源块；

步骤4、基于第二概率、第三概率和第四概率，确定第一条件的第一概率。

其中，在本公开的一个实施例中，上述第二条件n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，有i_x个资源块为空闲资源块的第二概率为P(i_x|n_x)，其中，

以及，在本公开的一个实施例中，上述第三条件n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块的情况下，有s_x个资源块为成功资源块的第三概率为P(s_x|i_x,n_x)，其中，

进一步地，在本公开的一个实施例中，第四条件n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块及s_x个成功资源块的情况下，有c_x个资源块为碰撞资源块的第四概率为P(c_x|s_x,i_x,n_x)，其中，

以及，在本公开的一个实施例中，通过上述步骤得到第二概率、第三概率和第四概率后，可以基于第二概率、第三概率和第四概率，确定第一条件的第一概率。其中，在本公开的一个实施例中，基于第二概率、第三概率和第四概率，确定第一条件的第一概率的方法可以包括：基于第二概率、第三概率和第四概率，基于概率公式确定第一条件的第一概率，其中，概率公式为：

进一步地，在本公开的一个实施例中，通过上述步骤得到第一概率，可以基于第一概率得到估计数量的方法可以包括以下步骤：

步骤a、基于第一概率和活跃用户数量的分布情况，得到联合概率分布；

步骤b、基于联合概率分布，确定第五概率；

步骤c、基于联合概率分布和第五概率，确定活跃用户数量的后验估计结果；

步骤d、基于偏移量对后验估计结果进行更新，得到估计数量。

其中，在本公开的一个实施例中，基于第一概率P(s_x,i_x,c_x|N_x)和活跃用户数量N_x的分布情况，可以得到联合概率分布P(s_x,i_x,c_x,N_x),

以及，在本公开的一个实施例中，将联合概率分布P(s_x,i_x,c_x,N_x)中所有可能的活跃用户数量N_x相加，可以进一步得到第五概率P(s_x,i_x,c_x)，

进一步地，在本公开的一个实施例中，基于上述得到的联合概率分布P(s_x,i_x,c_x,N_x)和第五概率P(s_x,i_x,c_x)，确定活跃用户数量的后验估计结果E(N_x|s_x,i_x,c_x)可以表示为，

进一步地，在本公开的一个实施例中，考虑到上述后验估计结果E(N_x|s_x,i_x,c_x)在每个子帧都需要更新，且每个子帧新到达的用户的数量是未知的，基于此，本公开引入偏移量Δλ_x，Δλ_x表示后验估计结果E(N_x|s_x,i_x,c_x)与上一子帧中上述用户数量估计值的差值，

基于此，可以得到当前子帧所述活跃用户数量估计值

S102，基于活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；

其中，在本公开的一个实施例中，通过上述步骤得到活跃用户的估计数量和各用户的权重后，可以利用加权的动态资源分配策略分配资源块。

具体地，在本公开的一个实施例中，上述基于活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块的方法可以包括以下步骤：

S1021，确定用户服从的目标分布；

S1022，基于目标分布、活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块，其中，基于加权的资源分配策略为：

其中，表示优先级为x活跃用户数量估计值，w_x表示优先级为x用户的权重，M表示时频资源块总数，M_x表示分配给优先级为x用户的时频资源块，x∈{h,l}。

其中，在本公开的一个实施例中，活跃高优先级用户和低优先级用户的数量均服从均值为λ_x，x∈(h,l)的泊松分布，

以及，在本公开的一个实施例中，上述系统中时频资源块的数量为M_x，接入控制参数为用户通过接入控制并接入到基站的概率为p_x，则，

进一步地，在本公开的一个实施例中，将用户从开始尝试接入到成功接入基站所等待的子帧数量定义为接入时延D_x，将同一子帧中成功接入基站的用户的数量定义为吞吐量R_x，则，

其中，T表示单位子帧的持续时间。

S103，基于活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整无人机和地面用户设备的接入控制参数。

在本公开的一个实施例中，为了避免大量用户同时接入基站导致网络拥塞，设计接入控制参数动态调整策略，根据无人机用户和地面用户的数量及其对应时频资源块的数量，自适应调整无人机和地面用户设备的接入控制参数。

其中，在本公开的一个实施例中，上述接入控制参数动态调整策略，包括：

其中，表示接入控制参数，M_x表示用户x的分配时频资源块，表示活跃用户数量估计值。

其中，在本公开的一个实施例中，图4为本公开实施例提出的一种动态资源分配方案的流程图。如图4所示，在每个子帧开始时，无人机与地面用户上行传输后，基站端估算活跃无人机用户与地面用户的数量；并根据活跃用户的估计数量和权重确定分配给无人机用户与地面用户的资源块数量；根据活跃用户的估计数量及资源块的数量调整接入控制参数。最后，将资源分配结果和接入控制参数发送给无人机和地面用户设备。

在本公开一个或多个实施例中，获取免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据资源块的使用情况对系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；基于活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；基于活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整无人机和地面用户设备的接入控制参数。由此，本公开在免授权多址接入系统中对无人机用户和地面用户的数量进行实时估计，并根据得到的估计数量和和各用户的权重，动态分配资源和调整接入控制参数，提高了估算精度，从而满足无人机和地面用户的接入需求。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

请参见图5，其示出了本公开一个实施例提供的一种网络状态感知辅助的免授权多址接入装置的结构示意图。该网络状态感知辅助的免授权多址接入装置应用于免授权多址接入系统，免授权多址接入系统包含一个基站，N_g个对时延敏感的无人机用户及N_l个对时延容忍的地面用户设备，其中，无人机与地面用户设备通过免授权接入机制接入基站，该装置10包括估计模块100、资源分配模块200、调整模块300，其中：

估计模块100，用于获取免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据资源块的使用情况对系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；

资源分配模块200，用于基于活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；

调整模块300，用于基于活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整无人机用户和地面用户的接入控制参数。

可选的，在本公开的一个实际例中，上述资源块包括成功资源块、空闲资源块和碰撞资源块，其中，

空闲资源块包括没有用户上传输数据包的资源块；

成功资源块包括有且仅有一个用户上传输数据包的资源块；

碰撞资源块包括至少有两个用户上传输数据包的资源块。

可选的，在本公开的一个实际例中，上述估计模块，具体用于：

确定所述碰撞资源块的数量是否为预设阈值；

若所述碰撞资源块的数量等于所述预设阈值，则基于所述成功资源块的数量和接入控制参数得到估计数量；

若所述碰撞资源块的数量不等于所述预设阈值，则确定第一条件的第一概率，并基于所述第一概率得到估计数量，其中，所述第一条件为N_x个用户中有n_x个用户通过接入控制，随机在M_x个资源块上传输数据包，同时存在s_x个成功资源块，i_x个空闲资源块及c_x个碰撞资源块。

可选的，在本公开的一个实施例中，上述估计模块，还用于：

确定第二条件的第二概率，其中，第二条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，有i_x个资源块为空闲资源块；

确定第三条件的第三概率，其中，第三条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块的情况下，有s_x个资源块为成功资源块；

确定第四条件的第四概率，其中，第四条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块及s_x个成功资源块的情况下，有c_x个资源块为碰撞资源块；

基于第二概率、第三概率和第四概率，确定第一条件的第一概率。

可选的，在本公开的一个实施例中，上述估计模块，还用于：

基于第一概率和活跃用户数量的分布情况，得到联合概率分布；

基于联合概率分布，确定第五概率；

基于联合概率分布和第五概率，确定活跃用户数量的后验估计结果；

基于偏移量对后验估计结果进行更新，得到估计数量。

可选的，在本公开的一个实施例中，上述资源分配模块，具体用于：

确定用户服从的目标分布；

基于目标分布、活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块，其中，基于加权的资源分配策略为：

其中，表示优先级为x活跃用户数量估计值，w_x表示优先级为x用户的权重，M表示时频资源块总数，M_x表示分配给优先级为x用户的时频资源块，x∈{h,l}。

可选的，在本公开的一个实施例中，上述接入控制参数动态调整策略，包括：

其中，表示接入控制参数，所述M_x表示用户x的分配时频资源块，表示优先级为x活跃用户数量估计值

在本公开一个或多个实施例中，获取免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据资源块的使用情况对系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；基于活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；基于活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整无人机和地面用户设备的接入控制参数。由此，本公开在免授权多址接入系统中对无人机用户和地面用户的数量进行实时估计，并根据得到的估计数量和和各用户的权重，动态分配资源和调整接入控制参数，提高了估算精度，从而满足无人机和地面用户的接入需求。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取、存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种计算机存储介质。

图6示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备600的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴电子设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图6所示，电子设备600包括计算单元601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的计算机程序或者从存储单元608加载到随机访问存储器(RAM)606中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还可存储电子设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

电子设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许电子设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他电子设备交换信息/数据。

计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理，例如网络状态感知辅助的免授权多址接入方法。例如，在一些实施例中，网络状态感知辅助的免授权多址接入方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到电子设备600上。当计算机程序加载到RAM 603并由计算单元601执行时，可以执行上文描述的网络状态感知辅助的免授权多址接入方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元601可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行网络状态感知辅助的免授权多址接入方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑电子设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或电子设备使用或与指令执行系统、装置或电子设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或电子设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存电子设备、磁储存电子设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (8)

1.一种网络状态感知辅助的免授权多址接入方法，应用于免授权多址接入系统，所述免授权多址接入系统包含一个基站，N_h个对时延敏感的无人机用户及N_l个对时延容忍的地面用户设备，其中，所述无人机与地面用户设备通过免授权接入机制接入所述基站，其特征在于，所述方法包括：

获取所述免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据所述资源块的使用情况对所述系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；

基于所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；

基于所述活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整所述无人机和地面用户设备的接入控制参数；

所述基于所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块，包括：

确定所述用户服从的目标分布；

基于所述目标分布、所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块，其中，所述基于加权的资源分配策略为：

其中，所述表示优先级为x活跃用户数量估计值，所述w_x表示优先级为x用户的权重，所述M表示时频资源块总数，所述M_x表示分配给优先级为x用户的时频资源块，x∈{h,l}，所述表示优先级为h活跃用户数量估计值，所述w_h表示优先级为h用户的权重，所述表示优先级为l活跃用户数量估计值，所述w_l表示优先级为l用户的权重；

所述接入控制参数动态调整策略，包括：

其中，所述表示接入控制参数，所述M_x表示分配给优先级为x用户的时频资源块，表示优先级为x活跃用户数量估计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源块包括成功资源块、空闲资源块和碰撞资源块，其中，

所述空闲资源块包括没有用户上传输数据包的资源块；

所述成功资源块包括有且仅有一个用户上传输数据包的资源块；

所述碰撞资源块包括至少有两个用户上传输数据包的资源块。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述资源块的使用情况对所述系统中的无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量，包括：

确定所述碰撞资源块的数量是否为预设阈值；

若所述碰撞资源块的数量等于所述预设阈值，则基于所述成功资源块的数量和接入控制参数得到估计数量；

若所述碰撞资源块的数量不等于所述预设阈值，则确定第一条件的第一概率，并基于所述第一概率得到估计数量，其中，所述第一条件为N_x个用户中有n_x个用户通过接入控制，随机在M_x个资源块上传输数据包，同时存在s_x个成功资源块，i_x个空闲资源块及c_x个碰撞资源块。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定第一条件的第一概率，包括：

确定第二条件的第二概率，其中，所述第二条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，有i_x个资源块为空闲资源块；

确定第三条件的第三概率，其中，所述第三条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块的情况下，有s_x个资源块为成功资源块；

确定第四条件的第四概率，其中，所述第四条件为n_x个用户随机在M_x个资源块上传输数据包，存在i_x个空闲资源块及s_x个成功资源块的情况下，有c_x个资源块为碰撞资源块；

基于所述第二概率、所述第三概率和所述第四概率，确定第一条件的第一概率。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一概率得到估计数量，包括：

基于所述第一概率和活跃用户数量的分布情况，得到联合概率分布；

基于所述联合概率分布，确定第五概率；

基于所述联合概率分布和所述第五概率，确定活跃用户数量的后验估计结果；

基于偏移量对所述后验估计结果进行更新，得到估计数量。

6.一种网络状态感知辅助的免授权多址接入装置，应用于免授权多址接入系统，所述免授权多址接入系统包含一个基站，N_h个对时延敏感的无人机用户及N_l个对时延容忍的地面用户设备，其中，所述无人机与地面用户设备通过免授权接入机制接入所述基站，其特征在于，所述装置包括：

估计模块，用于获取所述免授权多址接入系统中资源块的使用情况，并根据所述资源块的使用情况对所述系统中无人机用户和地面用户的活跃数量进行实时估计，得到估计数量；

资源分配模块，用于基于所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块；

调整模块，用于基于所述活跃用户的估计数量及其对应资源块的数量，利用接入控制参数动态调整策略自适应调整所述无人机和地面用户设备的接入控制参数；

所述资源分配模块，具体用于：

确定所述用户服从的目标分布；

基于所述目标分布、所述活跃用户的估计数量和各用户的权重，利用加权的动态资源分配策略分配资源块，其中，所述基于加权的资源分配策略为：

其中，所述表示优先级为x活跃用户数量估计值，所述w_x表示优先级为x用户的权重，所述M表示时频资源块总数，所述M_x表示分配给优先级为x用户的时频资源块，x∈{h,l}，所述表示优先级为h活跃用户数量估计值，所述w_h表示优先级为h用户的权重，所述表示优先级为l活跃用户数量估计值，所述w_l表示优先级为l用户的权重；

所述接入控制参数动态调整策略，包括：

其中，所述表示接入控制参数，所述M_x表示分配给优先级为x用户的时频资源块，表示优先级为x活跃用户数量估计值。

7.一种电子设备，包括:

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-5中任一项所述的方法。

8.一种计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如权利要求1-5中任一所述的方法。