CN101873707A - 下行数据调度方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了下行数据调度方法及系统，其中，该方法包括：基站通过物理下行控制信道PDCCH向终端UE发送专用前导序列preamble码和物理层随机接入信道PRACH；基站接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。本发明方案实现了对下行数据的及时调度。
Description
技术领域
本发明涉及数据调度技术，尤其涉及下行数据调度方法及系统。
背景技术
在长期演进通信标准(LTE，Long Term Evolution)系统中，基站(eNB，eNodeB)有下行数据到达时，需要直接调度终端(UE，User Equipment)，该下行数据调度过程通过eNB直接向UE发送下行资源指示实现，UE接收下行资源指示后，根据下行资源分配接收eNB传送的下行数据。
但是，对于eNB有下行数据到达，却无法直接调度UE，比如UE目前正处于上行失步状态的情况，将出现UE不能及时接收eNB下发的下行资源指示，导致eNB无法将下行数据及时传送给UE。
用于调度下行数据的下行资源指示的内容主要包括：资源位置、调制编码格式、进程号、新数据指示、冗余版本、混合自动重发请求(HARQ，Hybrib automatic repeat)反馈功率指示等，表1为LTE系统中下行资源指示的典型比特数。
| {12，14，16，20，24，26，32，40，44，56} |
表1下行资源指示的典型比特数
对于eNB有下行数据到达，UE却处于上行失步状态的情况，eNB不会直接调度UE，需要首先发起随机接入，再进行后续的操作。
随机接入技术是现代蜂窝移动通信系统的重要功能，在很多场景下，必须首先进行随机接入，才能继续后续的操作。以LTE系统为例，需要进行随机接入的场景包括：
处于待机(RRC-Idle)状态的UE进入连接(RRC-Connected)状态；
UE在无线链路失败后，恢复与eNB的连接；
UE有上行数据到达，但eNB没有分配新的上行资源，并且也没有专用的调度请求资源；
eNB有下行数据到达，但无法直接调度UE，比如UE目前正处于上行失步状态；
切换过程。
目前LTE系统中的随机接入过程分为竞争随机接入和非竞争随机接入两种。
参见图1，为现有技术中非竞争随机接入的流程图，该流程包括以下步骤：
步骤101，eNB通过专用信令为UE分配专用前导序列(preamble)码和可能的物理层资源，即物理层随机接入信道(PRACH，Physical Random Access CHannel)，将分配的preamble码和PRACH指示给UE。
为UE分配的专用preamble码和PRACH信息表示为Msg0。
eNB为非竞争随机接入的UE预留一部分preamble码，这部分preamble码称为专用preamble(竞争随机接入的UE不能选择这些preamble)；同时eNB可以为UE指定发起随机接入的PRACH。
由下行数据到达引起的非竞争随机接入过程，Msg0使用物理下行控制信道(PDCCH，Physical downlink control channel)承载，发送给UE；由切换引起的非竞争随机接入过程，Msg0使用无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)信令承载，发送给UE。UE在PDCCH接收Msg0之后，便可得知当前为下行数据到达触发的非竞争随机接入场景。
步骤102，UE在PRACH上发送专用preamble码。
发送的专用preamble码表示为Msg1。
步骤103，eNB接收到专用preamble码后在下行载波上发送随机接入响应。
随机接入响应表示为Msg2。Msg2的组织形式是一个媒体接入控制协议数据单元(MAC PDU，Medium Access Control Protocol Data Unit)，MAC PDU包括MAC头和MAC负荷两部分。MAC负荷又称为媒体接入控制随机接入响应(MAC RAR，Medium Access Control Radom Access Response)，其结构如表2所示。
表2MAC RAR结构
表2中MAC RAR的各域含义分别为：
-R：预留比特，设为0；
-Timing Advance Command：定时提前命令，指示UE发送上行数据的时间调整量，占用11bit；
-UL Grant：资源分配域，用于指示上行资源分配，占用20bit；
-Temporary C-RNTI：临时C-RNTI，只对竞争随机接入有用。
目前对于所有的随机接入过程，包括非竞争随机接入过程和竞争随机接入过程，Msg2都采用表2所示的统一结构，Msg2中携带的UL grant必须用于指示上行资源分配。对于下行数据到达引起的非竞争随机接入过程，由于UL grant必须用于指示上行资源分配，此时很可能根本没有上行数据需要发送，这浪费了上行资源；并且，此时需要的是进行下行资源指示，由于Msg2中只能携带上行资源指示，需要发送的下行数据得不到及时调度，这造成了下行数据传输延迟。
发明内容
本发明提供一种下行数据调度方法，该方法能够对下行数据进行及时调度。
本发明提供一种下行数据调度系统，该系统能够对下行数据进行及时调度。
本发明提供一种eNB，该eNB能够对下行数据进行及时调度。
一种下行数据调度方法，该方法包括：
eNB通过PDCCH向UE发送专用preamble码和物理层随机接入信道PRACH；
eNB接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
一种下行数据调度系统，该系统包括eNB和UE；
所述eNB，通过PDCCH向UE发送专用preamble码和PRACH指示；接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
所述UE，通过PDCCH接收eNB发送的专用preamble码和PRACH指示，在PRACH上向eNB发送专用preamble码后，接收eNB发送的下行资源指示。
一种eNB，该eNB包括随机接入发起模块和下行资源指示模块；
所述随机接入发起模块，通过PDCCH向UE发送专用preamble码和PRACH指示；
所述下行资源指示模块，接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
从上述方案可以看出，对于eNB有下行数据到达，却无法直接调度UE的情况，在非竞争随机接入过程中，eNB通过PDCCH向UE发送专用preamble码和PRACH指示；eNB接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。由于eNB接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示，从而，实现了对下行数据的及时调度，节省了上行资源。
附图说明
图1为现有技术中非竞争随机接入的流程图；
图2为本发明在非竞争随机接入过程中进行下行数据调度以及下行数据传输的实施例三流程图；
图3为本发明下行数据调度系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
对于eNB有下行数据到达，却无法直接调度UE，比如UE目前正处于上行失步状态的情况，需要首先发起随机接入，再进行后续的操作，这里，该随机接入指非竞争随机接入。本发明的下行数据调度在非竞争随机接入过程中实现，具体为：eNB通过PDCCH向UE发送专用前导序列preamble码和PRACH指示；eNB接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
eNB接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示的方法，可以为：eNB在下行载波上发送随机接入响应，所述随机接入响应中指示下行资源分配；也可以为：eNB在下行载波上发送随机接入响应，在与Msg2对应的确定时刻用PDCCH进行下行资源指示。下面通过三个实施例进行说明，实施例一和实施例二为在Msg2中指示下行资源分配的举例，实施例三为在与Msg2对应的确定时刻用PDCCH进行下行资源指示的举例。
实施例一：
本实施例对Msg2的改变包括：对于下行数据到达触发的非竞争随机接入的场景，Msg2中，MAC RAR包含的UL grant指示域只用于指示下行资源分配，而不能用于指示上行资源分配，此时Msg2中的UL grant可用DLAssignment表示。
在非竞争随机接入过程中，UE在PDCCH接收Msg0之后，便可得知当前为下行数据到达触发的非竞争随机接入场景，在这种场景下，Msg2中的UL grant指示域只用于指示下行资源分配，UE接收eNB下发的Msg2，根据Msg2中的UL grant便可获知下行资源分配。
MAC RAR的结构如表3所示：
表3MAC RAR结构
表3中MAC RAR的各域含义分别为：
-R：保留比特；
-Timing Advance Command：定时提前命令，11bit；
-DL Assignment：资源分配域，用于下行传输资源指示，占用20bit；
-Temporary C-RNTI：临时C-RNTI，只对竞争随机接入有用。
表3中尽量保留了Msg2现有的域和各域的大小。Msg2也可采用表4所示的结构，表4中取消了Temporary C-RNTI域，DL Assignment域可以为36bit以保持现有Msg2RAR的总大小；DL Assignment域也可以采用扩展的长度，以不限制可指示的资源大小。
表4MAC RAR结构
实施例二：
本实施例对Msg2的改变包括：Msg2中，MAC RAR包含的UL grant指示域复用于指示下行资源分配，即不仅可以用于指示下行资源分配，还可以用于指示上行资源分配，此时Msg2中的UL grant可用UL grant/DL Assignment表示；R比特为调度方向指示，用于指示UL grant是指示下行资源分配还是指示上行资源分配，此时将Msg2中的R比特用R1表示。这种情况下，MAC RAR的结构如表5所示。
表5MAC RAR结构
表5中MAC RAR的各域含义分别为：
-RI：调度方向指示，这里，假设0表示UL Grant/DL Assignment域用于指示下行资源分配(UL Grant)，1表示UL Grant/DL Assignment域用于指示下行资源分配(DL Assignment)；
-Timing Advance Command：定时提前命令，11bit；
-UL Grant/DL Assignment：资源分配域，用于上下行传输资源指示，占用20bit；
-Temporary-RNTI：临时C-RNTI，只对竞争随机接入有用。
表5中尽量保留了Msg2现有的域和各域的大小。Msg2也可以采用表6所示的结构，表6中取消了Temporary C-RNTI域，资源分配域可以为36bit以保持现有Msg2RAR的总大小；资源分配域也可以采用扩展的长度，以不限制可指示的资源大小。
表6MAC RAR结构
需要说明的是，调度方向指示域可以不用原有的R比特，而另外扩展一个bit用于指示调度方向。
在实施例一、二中，下行资源指示与下行数据传输不发生在同一个子帧，在Msg2中下行资源指示对应的下行数据传输发生在UE处理完Msg2后的子帧，最早发生的下行数据传输时刻为UE处理Msg2时延+1。为简单起见，可以将下行数据传输时刻规定为LTE中现有技术中Msg2的UL grant对应的上行数据传输(Msg3)的时刻或其他确定时刻，或者，在DL Assignment中显式指示下行数据传输时刻，或者，在DL Assignment中显式指示下行数据传输时刻偏移量，然后通过下行数据传输时刻偏移量计算得到下行数据传输时刻，一个计算示例为：Msg2在子帧n，DL Assignment中带的下行数据传输时刻偏移量为delta，则下行数据传输在子帧n+k+delta，k≥2。
PDCCH携带下行资源指示时，HARQ反馈资源与PDCCH资源对应，对Msg2中指示的下行数据传输，HARQ反馈可以用预定义物理上行控制信道(PUCCH，Physical Uplink Control Channel)资源发送。
实施例三：
本实施例不改变Msg2的格式，eNB在与Msg2对应的确定时刻用PDCCH进行下行资源指示并传输下行数据；UE接收所述下行资源分配后，确认Msg2中的UL grant无效，不发送对应的上行传输。如果Msg2中的UL grant原本有效，eNB可以将Msg2分配的资源分配给其他UE。
参见图2，为本实施例下行数据调度的流程图，其包括以下步骤：
步骤201：eNB使用PDCCH发送Msg0给UE。
Msg0包括为UE分配的专用preamble码和PRACH指示。
步骤202，UE在PRACH上发送专用preamble码。
发送的专用preamble码表示为Msg1。
步骤203，eNB接收到专用preamble码后在下行载波上发送Msg2。
步骤204：eNB在与Msg2对应的确定时刻用PDCCH进行下行资源指示并传输下行数据。
设Msg2在子帧n发送，该确定时刻可以是n+k1，k1≥2，对应下行传输的反馈发生在n+k2，k2≥6。上述k1，k2可以通过协议规定或由eNB通过RRC信令通知UE。
步骤205：UE接收下行资源指示和下行数据后，确认Msg2中的UL grant无效。
参见图3，为本发明下行数据调度系统的结构示意图，该系统包括eNB和UE，
所述eNB，通过PDCCH向UE发送专用preamble码和PRACH指示；接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
所述UE，通过PDCCH接收eNB发送的专用preamble码和PRACH指示，在PRACH上向eNB发送专用preamble码后，接收eNB发送的下行资源指示。
可选地，该eNB包括随机接入发起模块和下行资源指示模块，该UE包括随机接入发起信令接收模块和下行资源指示分配接收模块；
所述随机接入发起模块，通过PDCCH向UE发送专用preamble码和PRACH指示；
所述下行资源指示模块，接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示；
所述随机接入信令接收模块，用于接收随机接入发起模块通过PDCCH发送的专用preamble码和PRACH指示；
所述下行资源指示分配接收模块，用于在PRACH上向eNB发送专用preamble码后，接收eNB发送的下行资源指示。
可选地，所述下行资源指示模块包括第一指示模块，用于在下行载波上向UE发送Msg2，所述Msg2中指示下行资源分配。
可选地，该eNB包括下行数据传输模块，用于在下行数据传输时刻将下行数据传输给UE；所述下行数据传输时刻为UE处理Msg2时延加1，或者，所述下行数据传输时刻为规定的确定时刻，或者，所述下行数据传输时刻为进行上行资源指示时Msg2中资源分配域对应的上行数据传输时刻，或者，所述下行数据传输时刻为资源分配域中显式指示的下行数据传输时刻，或者，所述下行数据传输时刻通过资源分配域中显式指示的下行数据传输时刻偏移量计算得到。
可选地，该eNB包括第二指示模块，用于与Msg2对应的确定时刻用PDCCH进行下行资源指示并传输下行数据，所述与Msg2对应的确定时刻为n+k1，其中n为所述Msg2所在的子帧，k1≥2，k1通过协议规定或由eNB通过RRC信令通知UE。
通过本发明方案，可以及时进行下行数据调度和传输，并解决了现有技术中下行数据到达引起的非竞争随机接入还必须要先分配上行资源而引起的资源浪费。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (12)
1.一种下行数据调度方法，其特征在于，该方法包括：
基站通过物理下行控制信道PDCCH向终端UE发送专用前导序列preamble码和物理层随机接入信道PRACH；
基站接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行下行资源指示包括：
基站在下行载波上发送随机接入响应，所述随机接入响应中指示下行资源分配。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述随机接入响应中指示下行资源分配包括：
随机接入响应中，媒体接入控制随机接入响应MAC RAR的资源分配域只用于指示下行资源分配。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述随机接入响应中指示下行资源分配包括：
随机接入响应中，MAC RAR的资源分配域复用于指示下行资源分配；随机接入响应中的R比特用于指示资源分配域此时是指示下行资源分配，或者，扩展一个比特用于指示资源分配域此时是指示下行资源分配。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述资源分配域的确定方法包括：
取消MAC RAR的临时C-RNTI域，将取消的临时C-RNTI域部分也用作资源分配域；或者，取消MAC RAR的临时C-RNTI域，将取消的临时C-RNTI域部分和扩展的MAC RAR长度也用作资源分配域。
6.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，所述基站在下行载波上发送随机接入响应之后，该方法包括：
基站在下行数据传输时刻将下行数据传输给UE；所述下行数据传输时刻为UE处理随机接入响应时延加1，或者，所述下行数据传输时刻为规定的确定时刻，或者，所述下行数据传输时刻为进行上行资源指示时随机接入响应中资源分配域对应的上行数据传输时刻，或者，所述下行数据传输时刻为资源分配域中显式指示的下行数据传输时刻，或者，所述下行数据传输时刻通过资源分配域中显式指示的下行数据传输时刻偏移量计算得到。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行下行资源指示包括：
基站在下行载波上发送随机接入响应，在与随机接入响应对应的确定时刻用PDCCH进行下行资源指示并传输下行数据，所述与随机接入响应对应的确定时刻为n+k1，其中n为所述随机接入响应所在的子帧，k1≥2，k1通过协议规定或由基站通过无线资源控制RRC信令通知UE；
所述基站在下行载波上发送随机接入响应之后，该方法包括：
UE接收所述下行资源分配后，确认随机接入响应中的上行资源分配ULgrant无效。
8.一种上行数据调度系统，其特征在于，该系统包括基站和UE；
所述基站，通过PDCCH向UE发送专用preamble码和PRACH指示；接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
所述UE，通过PDCCH接收基站发送的专用preamble码和PRACH指示，在PRACH上向基站发送专用preamble码后，接收基站发送的下行资源指示。
9.一种基站，其特征在于，该基站包括随机接入发起模块和下行资源指示模块；
所述随机接入发起模块，通过PDCCH向UE发送专用preamble码和PRACH指示；
所述下行资源指示模块，接收UE在PRACH上发送的专用preamble码后进行下行资源指示。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述下行资源指示模块包括第一指示模块，用于在下行载波上向UE发送随机接入响应，所述随机接入响应中指示下行资源分配。
11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，该基站包括下行数据传输模块，用于在下行数据传输时刻将下行数据传输给UE；所述下行数据传输时刻为UE处理随机接入响应时延加1，或者，所述下行数据传输时刻为规定的确定时刻，或者，所述下行数据传输时刻为进行上行资源指示时随机接入响应中资源分配域对应的上行数据传输时刻，或者，所述下行数据传输时刻为资源分配域中显式指示的下行数据传输时刻，或者，所述下行数据传输时刻通过资源分配域中显式指示的下行数据传输时刻偏移量计算得到。
12.如权利要求9所述的基站，其特征在于，该基站包括第二指示模块，用于与随机接入响应对应的确定时刻用PDCCH进行下行资源指示并传输下行数据，所述与随机接入响应对应的确定时刻为n+k1，其中n为所述随机接入响应所在的子帧，k1≥2，k1通过协议规定或由基站通过RRC信令通知UE。
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