CN102143596A - 一种无线资源调度方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线资源调度方法和系统。所述方法包括：基站根据待传输的下行/上行数据量，为用户设备UE分配N个子帧；N为大于1的自然数；基站将子帧间隔参数S发送给UE；基站通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE；UE根据所述子帧个数N和子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PD SCH资源/物理上行共享信道PUS CH资源上传输下行数据/上行数据。本发明的技术方案能够有效提高无线资源的利用率。

Description

一种无线资源调度方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种无线资源调度方法和系统。
背景技术
在现有的长期演进(LTE)系统中，提供了两种无线资源调度方式，分别为动态调度方式和半持续调度方式。
动态调度方式：基站(eNode B)根据上下行业务量实时为UE分配相应的无线资源，每次调度行为只为UE分配是传输时间间隔(TTI，Transmission Time Interval)内使用的无线资源。如果在一个TTI调度的资源无法容纳所有缓存的数据，则需要在随后的TTI不停地调度更多的资源，直到所有缓存数据都正确传完为止。这种方式的好处是资源分配灵活，缺点是控制信道开销大，因为每次调度都需要基站向UE发送物理下行控制信道(PDCCH)来完成，但每次只发送少量数据。
图1是现有的动态调度方式的示意图。如图1所示，每个单元格代表一个TTI，即一个子帧(1毫秒)，单元格中的数字代表子帧编号，边框加粗的单元格表示PDCCH调度的时机。如果基站需要分配资源的下行或上行数据量需要在4个子帧内传完，就需要向用户设备(UE)发送4次PDCCH，分别在子帧0、8、16、24发送。
半持续调度方式：基站根据业务数据的到达时间特征一次性为UE分配可以周期性使用的无线资源，其中周期是TTI的倍数，由高层信令(无线资源控制RRC信令)配置，UE在每个周期相应TTI内的传输使用相同的时频域资源。半持续调度方式主要应用于VoIP业务，因为VoIP业务遵循业务数据周期性到达的特征，例如在语音的激活期内基站的一次调度行为可以为UE分配周期为20ms的半持续业务信道资源，每个周期内的资源用于传输244比特的语音数据包及其IP头。这种方式的好处是控制信道开销小，因为一次PDCCH分配的半持续业务信道资源可以一直被使用下去，直到下次修改或释放；但其缺点是不能很好地适应业务的到达量和信道的变化。所以这种方式一般只用于周期性到达、业务量稳定且信道变化较为缓慢的场景。
随着LTE系统的演进和数据业务需求的不断发展，“一直在线业务(Always Online)”逐渐被重视而且被认为是影响无线资源效率的一种重要的业务类型。
Always Online业务的特征是用户一直在线，但只是偶尔有较少量数据需要发送。例如，当用户使用MSN、腾讯QQ等即时通讯工具时，需要保持一直在线，偶尔需要传输的信息量一般在几十千比特到几兆比特量级，其数据到达时间特征不满足半持续调度的要求，只能采用动态调度。但是一次PDCCH的动态调度指令分配的资源又不足以传输所有数据，因为目前一次PDCCH动态调度只能分配一个TTI的物理下行共享信道(PDSCH)资源或者一个TTI的物理上行共享信道(PUSCH)资源，往往需要多个PDCCH才能完成全部数据的发送。这样多次动态调度的问题是控制信道PDCCH开销很大，不利于无线资源的合理使用。
可见，对于一直在线业务来说，现有的动态调度方式和半持续调度方式，都不能达到无线资源的高效使用。
发明内容
本发明提供了一种无线资源调度方法，该方法针对一直在线业务，能够有效提高无线资源的利用率。
本发明还提供了一种无线资源调度系统，该系统针对一直在线业务，能够有效提高无线资源的利用率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种无线资源调度方法，该方法包括：
基站根据待传输的下行/上行数据量，为用户设备UE分配N个子帧；N为大于1的自然数
基站将子帧间隔参数S发送给UE；
基站通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE；
UE根据所述子帧个数N和子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PD SCH资源/物理上行共享信道PUSCH资源上传输下行数据/上行数据。
本发明还公开了一种无线资源调度系统，其特征在于，该系统包括基站和UE，其中：
基站，用于根据待传输的下行/上行数据量，为用户设备UE分配N个子帧，N为大于1的自然数；将子帧间隔参数S发送给UE；通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE；
UE，用于根据所接收的子帧个数N和子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PDSCH资源/物理上行共享信道PUSCH资源上传输下行数据/上行数据。
由上述可见，本发明这种基站根据待传输的下行/下行数据量，为用户设备UE分配N个子帧，基站将子帧间隔参数S发送给UE，基站通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE，UE根据所述子帧个数N和子帧间隔参数确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PD SCH资源/物理上行共享信道PUSCH资源上传输下行数据/上行数据的技术方案，针对一直在线业务，基站能够在一个PDCCH信道上分配有限多个子帧上的PD SCH或PUSCH资源，这相对于动态调度方式能节省PDCCH的发送次数，从而降低控制信道开销，提高无线资料的利用率。
附图说明
图1是现有的动态调度方式的示意图；
图2是本发明中的一种无线资源调度方法的流程图；
图3是本发明实施例中的循环式多子帧调度方法的举例说明示意图；
图4为N＝4，S＝4时的无线资源分配示意图；
图5是本发明中的一种无线资源调度系统的组成示意图。
具体实施方式
在图1所示的情况下，基站已经提前知道需要4个子帧才能把待传输的数据发送完毕，但是还需要4次PDCCH调度。在这种情况下，如果允许基站在子帧0的PDCCH上就把4个子帧的共享信道资源(PDSCH或PUSCH)全部分配给UE，就可以节省后面3个PDCCH，这样控制信道开销就能大大节省。
基于上述考虑，本发明在现有的动态调度和半持续调度方法的基础上，提出一种新的无线资源调度方法，这里称为多子帧调度方法，该方法的基本思想是允许基站在一个PDCCH信道上分配有限多个子帧上的物理下行共享信道(PDSCH)或物理上行共享信道(PUSCH)资源，以节省控制信道PDCCH的发送次数，从而降低控制信道开销，提高无线资源利用率。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的多子帧调度方法进行详细描述。
图2是本发明中的一种无线资源调度方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤201，基站根据待传输的下行/上行数据量，为用户设备UE分配N个子帧；N为大于1的自然数。
步骤202，基站将子帧间隔参数S发送给UE。
步骤203，基站通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE。
步骤204，UE根据所述子帧个数N和子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PDSCH资源/物理上行共享信道PUSCH资源上传输下行数据/上行数据。
如图2所示的多子帧调度方法，总体上由基站控制，UE根据基站的指令在相应的上下行共享信道资源上进行数据传输。本发明中给出两种具体的实现方式。
实现方式一
1)多子帧调度准备阶段：基站通过无线资源控制(RRC，RadioResource Control)信令将多子帧调度的子帧间隔参数S(或者也可以称为子帧周期参数S)发送给UE，包括PDSCH和PUSCH信道的资源。
2)多子帧调度触发阶段：基站根据从核心网收到的数据量大小来决定对下行数据传输(PDSCH)采用动态调度还是多子帧调度，或者根据从UE收到的缓冲区状态报告(BSR)来决定上行数据传输(PUSCH)采用动态调度还是多子帧调度；如果决定采用多子帧调度，则根据待传输的下行/上行数据量，决定为UE分配的PDSCH/PUSCH资源的子帧个数N；N为大于1的自然数
本步骤中，如果待传输的数据量能够在一个TTI内传完，则采用动态调度方式，否则采用多子帧调度方式。
3)基站向UE发送PDCCH，该PDCCH中包含子帧个数N。
4)UE根据子帧个数N以及先前RRC信令配置的子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上进行PDSCH的接收或者PUSCH的发送。
在本步骤中，对于下行数据传输，PDCCH和PDSCH可以在一个子帧内共存，因此PDCCH所在的子帧即为N个子帧中的第一个子帧。对于上行数据传输，因为要给UE留一个处理时间，所以PDCCH所在的子帧不是N个子帧中的第一个子帧，N个子帧中的第一个子帧与PDCCH所在的子帧之间有k个子帧的时间差，该时间差在现有的标准中是固定的，这里不再详述。总之能够根据现有的方式确定N个子帧的起始位置。
上述过程中，子帧间隔参数S及无线子帧资源的分配过程均由基站控制，基站在进行决策的过程中可以选择严格按照传输数据量的需求分配正合适的资源，也可以选择为混合自动重传请求(HARQ，Hybrid Automatic Retransmission reQuest)的重传预留一定的资源余量。就是说HARQ重传资源可以在这N个子帧之外独立分配，也可以包含在这N个子帧之内，对于后者，当有一个数据传输失败，则该数据的重传包也占用所述N个子帧上的资源，且该重传包的传输优先级高于后续的首传数据包。这里将该重传与首传共享这N个子帧的传输方式称为“循环式多子帧调度”，是对上述多子帧调度方式的进一步扩展。
图3是本发明实施例中的循环式多子帧调度方法的举例说明示意图。本例中以传输下行数据为例。事先，基站通过RRC信令将子帧间隔参数S发送给UE，本例中S＝8，则如图3所示，基站在子帧0发送包含子帧个数N＝4的PDCCH，即基站为UE的下行数据分配了子帧0、8、16、24的PDSCH资源，如果子帧0的PDSCH数据包接收错误或丢失，而且混合自动重传请求回程时延(HARQ RTT)等于8，则基站需要在子帧8进行在子帧0进行首传的数据包的重传，而不是进行新数据的传输。这样的好处是可以确保在子帧0进行首传的数据包占用HARQ进程的时间保持最短，而且不需要额外的PDCCH来调度在子帧0进行首传的数据包的重传包。其缺点是增加了原计划在子帧8进行首传的数据包的传输时延。因此可以针对非时延敏感类业务选择这种循环式多子帧调度方式进行数据传输。
由于数据包传输错误情况具有一定的概率，这种方法可以在确保完成所有数据传输的情况下将对资源的进一步需求推到PDCCH分配的最后一个子帧。假设下行数据量需要4个子帧发送，PDCCH多子帧调度正好分配了4个子帧，而子帧0、8、16、24的所有数据包全部正确传输，那么在子帧24之后就不再需要进一步分配PDSCH资源。如果有一个子帧的数据包传输错误，则在子帧24之后可以通过PDCCH动态调度再分配一个子帧的资源进行重传。如果有多个子帧的数据包传输错误，则基站可以通过进一步的PDCCH多子帧调度分配多个子帧的PD SCH资源。通过这种循环式多子帧调度，可以将PDCCH信令开销进一步压缩到最低，达到无线资源效率的最大化。
上述循环式多子帧调度的方式同样适用于上行PUSCH的传输。
循环式资源分配只适用于多子帧调度方式，无法适用于半持续调度方式，因为半持续调度具有严格的时延要求。例如VoIP语音激活期每20ms就有一个新数据包到达，所以第20ms的资源必须用于新数据传输，用于前面错误数据包的重传资源只能通过动态调度另外分配。
上述的循环式多子帧调度方式是否使用需要提前在基站和UE之间进行沟通。否则，在图3所示的下行数据传输过程中，UE无法知道子帧8是新数据的首传传输还是在子帧0进行首传的数据的重传，影响其HARQ合并的操作，上行PUSCH传输是也存在同样的问题。为了解决这一问题，在本发明的实施例中，基站通过事先向UE发送RRC信令通知UE使用循环式多子帧调度方式，具体在该RRC信令中包含重传与首传共享资源的指示位，1比特即可，UE收到RRC信令后，根据该比特可知是否使用循环多子帧调度方式。
实现方式二
在本方式中，基站通过PDCCH向UE传递分配的子帧个数N和子帧间隔参数S，例如N＝4，S＝4，表示一次性给UE分配4个子帧的业务信道资源，子帧间隔为4。图4为N＝4，S＝4时的无线资源分配示意图。如图4所示，子帧0既有PDCCH又有PDSCH，子帧4、8、12只有PDSCH传输。
方式二与方式一的区别在于，子帧间隔参数S是与子帧个数N一起通过PDCCH传递给UE，而不是通过RRC信令传递为UE。
在方式二中，为了节省无线接口上信令开销，可以对分配的子帧个数N和子帧间隔S进行联合编码。具体为：预先定义多子帧调度模式列表，该列表以多子帧调度模式为索引，不同的模式对应不同的子帧个数N和子帧间隔S的组合。例如，多子帧调度模式列表的一种形式如表1所示：
  多子帧调度模式标识  分配的子帧个数N   子帧间隔S
  0   1   1
  1   2   1
  2   2   2
  3   2   4
  4   4   1
  5   4   2
  6   4   4
  7   8   1
表1
多子帧调度模式列表预先配置在基站上和UE上，或者，由基站通过RRC信令将多子帧调度模式列表发送UE；基站根据多子帧调度模式列表找到子帧间隔参数S和子帧个数N所对应的多子帧调度模式的标识，将所找到的多子帧调度模式的标识通过PDCCH发送给UE，UE根据所接收多子帧调度模式的标识查找多子帧调度模式列表，找到对应的子帧个数N和子帧间隔S。这样基站不需要将N和S发送给UE，而是将对应的多子帧调度模式的标识发送给UE即可。例如，根据表1，当N＝4，S＝4时，发送对应的多子帧调度模式的标识6即可。
在实现方式二下，用于HARQ重传的业务信道资源一般采用动态分配的方式，因为在这种多子帧调度方式下为了适应无线资源的使用情况，不太容易匹配重传所要求的HARQ RTT需求。即如果一个数据传输失败，则该数据的重传包不占用所分配的N个子帧上的资源，而是由基站采用动态调度方式为这些重传包分配无线资源。
基于上述实施例给出本发明中的一种无线资源调度系统。
图5是本发明中的一种无线资源调度系统的组成示意图。如图5所示，该系统包括基站和UE，其中：
基站，用于根据待传输的下行/上行数据量，为UE分配N个子帧，N为大于1的自然数；将子帧间隔参数S发送给UE；通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE；
UE，用于根据所接收的子帧个数N和子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PDSCH资源/物理上行共享信道PUSCH资源上传输下行数据/上行数据。
在图5所示的系统中，基站用于通过无线资源控制RRC信令将子帧间隔参数S发送给UE。
或者，在图5所示的系统中，基站用于将子帧间隔参数S同子帧个数N一起通过一个PDCCH发送给UE。
在图5所示的系统中，基站和UE上均保存有多子帧调度模式列表，该列表以多子帧调度模式为索引，不同的模式对应不同的子帧个数N和子帧间隔S的组合；
基站，用于根据多子帧调度模式列表找到子帧间隔参数S和子帧个数N所对应的多子帧调度模式的标识，将所找到的多子帧调度模式的标识通过PDCCH发送给UE；
UE，用于根据所接收多子帧调度模式的标识查找多子帧调度模式列表，找到对应的子帧个数N和子帧间隔S。
由上述可见，本发明在现有的动态调度和半持续调度的基础上引入一种新的资源分配方式：多子帧调度，基站可以通过一个PDCCH为UE分配有限多个子帧上的PDSCH资源或者PUSCH资源。这种资源分配方式能够很好地适应Always Online业务的突发特征。在Always Online业务模型下，UE在大部分时间都处于休眠状态，只是偶尔有一些数据量较小的数据包需要传输，多子帧调度可以根据实时到达的数据量大小通过PDCCH一次性为UE分配多个子帧的上行或下行业务信道资源，从而克服传统动态调度方式控制信道开销大和半持续调度方式不够灵活的缺点，为突发的小数据包提供一种低时延、控制信道开销小的无线传输服务。尤其是当网络中存在大量具有Always online业务的UE时，多子帧调度对无线资源效率的提升会非常显著，明显优于现有的两种资源调度方式。
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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无线资源调度方法，其特征在于，该方法包括：
基站根据待传输的下行/上行数据量，为用户设备UE分配N个子帧；N为大于1的自然数；
基站将子帧间隔参数S发送给UE；
基站通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE；
UE根据所述子帧个数N和子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PD SCH资源/物理上行共享信道PUSCH资源上传输下行数据/上行数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站将子帧间隔参数S发送给UE包括：
基站通过无线资源控制RRC信令将子帧间隔参数S发送给UE。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所确定的N个子帧上的PD SCH资源/PUSCH资源上传输下行数据/上行数据之前，该方法进一步包括：
基站向UE发送RRC信令，该RRC信令中包含重传与首传共享资源的指示位；
则所述在所确定的N个子帧上的PDSCH资源/PUSCH资源上传输下行数据/上行数据包括：如果一个数据传输失败，则该数据的重传包也占用所述N个子帧上的资源，且重传包的传输优先级高于后续的首传数据包。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站将子帧间隔参数S发送给UE包括：
基站将子帧间隔参数S同子帧个数N一起通过一个PDCCH发送给UE。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先定义多子帧调度模式列表，该列表以多子帧调度模式为索引，不同的模式对应不同的子帧个数N和子帧间隔S的组合；
所述多子帧调度模式列表预先配置在基站上和UE上；或者，由基站通过RRC信令将所述多子帧调度模式列表发送UE；
所述基站将子帧间隔参数S同子帧个数N一起通过一个PDCCH发送给UE包括：基站根据多子帧调度模式列表找到子帧间隔参数S和子帧个数N所对应的多子帧调度模式的标识，将所找到的多子帧调度模式的标识通过PDCCH发送给UE，UE根据所接收多子帧调度模式的标识查找多子帧调度模式列表，找到对应的子帧个数N和子帧间隔S。
6.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述在所确定的N个子帧上的PDSCH资源/PUSCH资源上传输下行数据/上行数据包括：如果一个数据传输失败，则该数据的重传包不占用所述N个子帧上的资源，而是由基站采用动态调度方式为这些重传包分配无线资源。
7.一种无线资源调度系统，其特征在于，该系统包括基站和UE，其中：
基站，用于根据待传输的下行/上行数据量，为UE分配N个子帧，N为大于1的自然数；将子帧间隔参数S发送给UE；通过一个物理下行控制信道PDCCH将为UE分配的子帧个数N发送给UE；
UE，用于根据所接收的子帧个数N和子帧间隔参数S确定对应的N个子帧，在所确定的N个子帧上的物理下行共享信道PDSCH资源/物理上行共享信道PUSCH资源上传输下行数据/上行数据。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
基站，用于通过无线资源控制RRC信令将子帧间隔参数S发送给UE。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
基站，用于将子帧间隔参数S同子帧个数N一起通过一个PDCCH发送给UE。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
基站和UE上均保存有多子帧调度模式列表，该列表以多子帧调度模式为索引，不同的模式对应不同的子帧个数N和子帧间隔S的组合；
基站，用于根据多子帧调度模式列表找到子帧间隔参数S和子帧个数N所对应的多子帧调度模式的标识，将所找到的多子帧调度模式的标识通过PDCCH发送给UE；
UE，用于根据所接收多子帧调度模式的标识查找多子帧调度模式列表，找到对应的子帧个数N和子帧间隔S。
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