CN102742348A - 基于竞争的访问优化 - Google Patents

Abstract

本文描述的移动站包括传输缓冲器、接收器、发射器和控制器。当数据进入传输缓冲器时，控制器触发调度请求和缓冲器状态报告。当接收器接收到基于竞争的调度准许时，发射器在基于竞争的资源上将从传输缓冲器检索的一个或多个数据分组与缓冲器状态报告一起发射到网络站，其中基于竞争的调度准许分配基于竞争的上行链路资源。如果在基于竞争的资源上传输缓冲器状态报告之后在传输缓冲器中剩余一个或多个数据分组，则控制器维持缓冲器状态报告和相应的调度请求的待决状态。

Description

基于竞争的访问优化

技术领域

本发明一般涉及上行链路传输，并且更具体地涉及在LTE系统中用于上行链路传输的资源调度。

背景技术

在LTE系统中，基站将专用上行链路资源动态地分配给在无线网络内操作的用户终端。基本的假定是仅当用户终端有要发送的数据时才分配上行链路资源。当用户终端有要发送的数据时，用户终端在第一时机将调度请求（SR）发送给基站以请求用于上行链路传输的资源并等待调度准许（SG）。基站将专用上行链路资源动态地分配给请求用户终端并将标识分配的上行链路资源的上行链路调度准许（SG）发送给用户终端。从用户终端将缓冲器状态报告（BSR）发射给基站以提供关于用户终端的缓冲器水平的信息和协助上行链路资源的分配。

上行链路资源的动态分配能够显著地提高传输效率，使得如果用户终端中的一些没有或仅有少量要发送的数据，则上行链路资源不会不被使用。然而，在一些情形中，专用资源调度所花费的时间太长。例如，由于上行链路控制信道循环时间、传输时间以及与SR和SG的生成、传输和解码相关联的处理延迟，用于在专用上行链路资源上调度上行链路传输的用户平面等待时间大约为11.5ms。对于用户平面等待时间，3GPP 先进的LTE的目标是10ms或更少。因此，仍然需要改进的资源调度过程以降低访问上行链路资源所需的时间。

发明内容

本发明通过将基于竞争的资源调度操作与现有的专用资源调度操作相结合来改进资源调度过程。为了减少与基于竞争的传输相关联的可靠性问题中的至少一些可靠性问题的影响，本发明根据传输缓冲器的状态控制在基于竞争的上行链路资源上传输数据分组之后待决的调度请求的状态。

根据一个示范性实施例的移动站包括传输缓冲器、接收器、发射器和控制器。当数据进入传输缓冲器时，控制器触发调度请求和缓冲器状态报告。当接收器接收基于竞争的调度准许时，发射器在基于竞争的资源上将从传输缓冲器检索的一个或多个数据分组与缓冲器状态报告一起发射到网络站，其中基于竞争的调度准许调度基于竞争的上行链路资源。如果在基于竞争的资源上传输缓冲器状态报告之后在传输缓冲器中剩余一个或多个数据分组，则控制器维持缓冲器状态报告和相应的调度请求的待决状态。这样做时，即使在基于竞争的资源上发射的缓冲器状态报告丢失或相反没有被网络站正确地接收的情况下，控制器也确保将最终使得网络站意识到对于用于剩余的数据的上行链路传输资源的需求（例如，通过随后传输待决的调度请求）。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的示范性的移动通信系统。

图2示出根据本发明的一个示范性实施例的一个基于竞争的资源过程。

图3示出根据本发明的一个示范性实施例的用于处理在传输缓冲器已经被清空之后接收的专用调度准许的一个过程。

图4示出根据本发明的一个示范性实施例的用户终端的框图。

具体实施方式

现在参考附图，图1示出包括基站20和多个用户终端30的移动通信网络10。在基站20处的调度器22对在上行链路上的从用户终端30至基站20的传输进行协调。调度器22确定何时允许用户终端30在上行链路上发射并将上行链路资源分配给用户终端30。调度器22可以将专用资源或基于竞争的资源分配给用户终端30。在LTE系统中，调度上行链路资源是介质访问控制（MAC）层的功能。为了说明的目的，在LTE系统的上下文中描述示范性的实施例；然而，本领域的技术人员将理解，本发明适用于现在已知的或以后开发的使用其它标准的通信系统，其中通过网络调度上行链路资源上的传输。

LTE系统使用用于在专用上行链路资源上调度用户终端30的请求-准许过程。简要地总结，当用户终端30有要发送的数据时，用户终端30在第一时机将调度请求（SR）发送给基站20。在基站20处的调度器22将上行链路资源分配给用户终端30并将调度准许（SG）发送给用户终端30，该调度准许（SG）给予用户终端30许可以在SG中标识的资源上发射数据。因为用于上行链路的传输缓冲器位于用户终端30处，所以用户终端30通过发送缓冲器状态报告（BSR）将关于传输缓冲器水平的信息提供给基站20。当比已经在传输缓冲器中的数据包含更高的优先级的数据到达传输缓冲器中时，BSR被触发。当自上一次BSR以来预先确定的时间段已经过去时，或当用于用户终端30的服务小区改变时，BSR也能够被触发。由于上行链路控制信道循环时间、传输时间以及与SR和SG的生成、传输和解码相关联的处理延迟，用于在专用上行链路资源上调度上行链路传输的用户平面等待时间在最好的情况下大约为11.5ms。

为了减少访问上行链路资源所花费的时间量，还提供了一种机制，用于在调度器22还没有分配给特定用户终端30的上行链路资源上基于竞争地进行访问。在分配专用资源给用户终端30之后，将存在上行链路资源仍然可用的时候。当未分配的上行链路资源为可用时，基站20可以通过在控制信道上将基于竞争的调度准许发送给所有的用户终端30来允许全部有资格的用户终端30在竞争的基础上发送数据而无需首先请求资源。例如，有要发射的数据分组的时间对齐的用户终端30可以使用CBG分配的资源来发射数据分组。

图2示出根据本发明的一个示范性实施例的在无线通信系统中用于上行链路的示范性的基于竞争的访问过程100。在图2中所示的情形中，到达用户终端30的发射缓冲器的数据触发BSR和SR（110）。当BSR和SR是待决的时，基站20发送基于竞争的调度准许（CBG），该基于竞争的调度准许（CBG）指示上行链路资源是可用的（120）。基站20例如可以在PDCCH上发射CBG。尽管CBG不是寻址到特定用户终端30而且也不是响应于SR而生成，CBG仍可以使用基于竞争的无线电网络临时标识符（CB-RNTI）来标识至用户终端30的CBG。可以作为系统广播信息的部分使得用户终端30意识到CB-RNTI，或可以在连接建立期间将CB-RNTI用信号发送给每个用户终端30。CBG标识用于基于竞争的访问的可用上行链路资源而且可以具有与专用SG相同的格式，例如，可以指定将用于基于竞争的上行链路传输的调制和编码方案、传送格式等。备选地，可以定义新的格式以有效地用信号发送若干CBG。在任何情况下，与基于竞争的操作兼容的每个用户终端30侦听寻址到CB-RNTI的CBG和寻址到它们专用C-RNTI的SG二者。将理解，基于竞争的操作是向后兼容的，因为与基于竞争的操作不兼容的任何用户终端30将不会对寻址到CB-RNTI的CBG进行解码。

响应于CBG，用户终端30在CBG中标识的上行链路资源上发射从传输缓冲器检索的数据并且将BSR附加在发射的数据分组中的一个或多个上（130）。与在专用资源上的传输相比，混合自动重发请求（HARQ）重传协议通常不用于在基于竞争的资源上的传输。如果传输缓冲器由基于竞争的传输清空，则可以取消BSR和SR。然而，当在传输缓冲器中剩余数据时，保持BSR和SR是待决的可能是有利的，因为在基于竞争的资源上的传输不如在专用资源上调度的传输可靠。更具体地，从不同用户终端30在相同的基于竞争的上行链路资源上发射的数据可能发生冲突而且发射的数据中的至少一些有可能会丢失。当这种传输错误导致缓冲器状态报告（BSR）的丢失时，它们特别有问题，基站20通常使用该缓冲器状态报告（BSR）来确定是否调度额外的专用资源给用户终端30中的一个或多个。

因为在基于竞争的资源上存在冲突的可能性，所以用户终端30不能肯定BSR将被接收到。当在基于竞争的资源上传输数据分组之后在传输缓冲器中剩余一个或多个数据分组时，本发明通过维持BSR的待决状态，并且因此维持相应的SR的待决状态来减少这种基于竞争的传输错误的影响（140）。在下一个时机，用户终端30将待决的SR发射到基站20（150）。当在传输缓冲器中剩余数据分组时，维持BSR和SR的待决状态，并随后将SR发送给基站20，加快了在用户终端30处接收专用SG的过程。这样做时，本发明通过加快使能任何缺少的数据分组的重传（例如，RLC或MAC重传）所必需的过程，潜在地使能了与基于竞争的操作相关联的任何失败传输的更快的恢复。

在一些情况下，用户终端30可以在将SR发送到基站20之后在基于竞争的资源上发射数据分组。如果CB传输清空了传输缓冲器，则当用户终端30从基站20接收到专用SG时，用户终端30可能没有要发送的数据。用户终端30仍然被要求在专用资源上发射一些东西。用户终端30可以例如在专用资源上发射填充（padding）给基站20。然而，在这种情况下，上行链路资源实质上被浪费了。

根据一个实施例，当用户终端30没有数据留在其传输或重传缓冲器中时，它可以实现未确认的无线电链路控制（RLC）分组的主动重传。RLC层在MAC层之上，在MAC层中执行HARQ操作。RLC层负责将分组数据汇聚协议（PDCP）分组分割成RLC分组数据单元（PDU），其被传递到MAC层。在确认模式（AM）中，RLC层还实现重传协议以确保无错误地输送数据分组至更高层。AM通常用于基于TCP的服务，其中无错误数据输送是重要的。

当用户终端30接收到SG而在其传输缓冲器中没有数据时，替代地，用户终端可以从RLC传输缓冲器检索等待确认的数据并主动地重新发射检索的RLC PDU。将理解，RLC PDU的这些主动的重传不是由基站20请求的。为了确保这种自发的主动重传不干扰正常的RLC操作，当在MAC级执行主动重传时，RLC重传计数器不应该被递增。

图3示出根据本发明的一个示范性的主动重传过程200。在所示的情形中，用户终端30将SR发射到基站20以请求上行链路资源并等待SG（210）。如前面所描述的，当用户终端30正在等待SG时，基站20在PDCCH上发送CBG至用户终端30（220）。因为用户终端30有要发送的数据，所以它在CBG中标识的上行链路资源上发射包含在其传输缓冲器中的数据（230）。在这个范例中假设基于竞争的传输清空传输缓冲器。虽然用户终端30不再有任何要发送的MAC PDU，基站20仍然将上行链路资源分配给用户终端30（240）并将SG发送给用户终端30（250）。因为用户终端30在其传输缓冲器中不再有任何数据，所以用户终端30从RLC传输缓冲器260检索已经发送并正在等待确认的数据分组（260），并在SG分配给用户终端30的专用资源上将检索的RLC数据分组主动地重新发射到基站20（270）。为确保自发的重传不干扰正常的RLC操作，用户终端30不递增RLC重传计数器。在基站20处的RLC实体将删除任何重复的RLC PDU。根据正常的HARQ操作，基站20将确认发送的分组（280）。然而，确认仅是包含RLC PDU的MAC层分组的，而不是RLC PDU的。

图4示出根据本发明的一个示范性的用户终端30。用户终端30包括天线32、收发器34、控制器36以及缓冲器系统40。收发器34被配置为经由天线32将数据分组发射到基站并从基站接收数据分组。控制器36处理用户终端30发射的和接收的信号以及控制用户终端30的操作，并具体实现MAC和RLC层协议。具体而言，控制器36执行例如编码/解码、调制/解调等物理层处理并实现包括MAC协议和RLC协议的更高层协议。控制器36可以包括一个或多个微处理器、固件、硬件或它们的结合。缓冲器系统40包括用于存储将要发射或重新发射的数据的存储器。在示范性的实施例中，缓冲器系统包括用于HARQ操作的MAC传输和重传缓冲器42、44，以及用于AM操作的RLC传输和重传缓冲器46、48。缓冲器系统40还可以包含PDCP级缓冲器，但是为简单起见，这个范例不考虑PDCP级缓冲器。

控制器36实现如本文中描述的MAC层和RLC层协议。具体而言，控制器36实现MAC层操作，例如生成和发送BSR和SR、维持MAC传输和重传缓冲器42、44、处理接收的SG或CBG、以及从传输和重传缓冲器40检索数据以在调度的资源上传输。控制器36还可以包括RLC重传计数器38，其对RLC PDU重传的数量进行跟踪。MAC传输缓冲器42存储等待传输的新数据（例如传送块）。在专用上行链路资源上传输之后，发射的数据分组等待由基站20确认。当用户终端30接收到针对发射的数据分组的NACK时，这些数据分组被放入重传缓冲器44中以及控制器36重新发送这些数据分组。因为HARQ重传通常不用于基于竞争的传输，所以在CB资源上发射的数据通常不等待确认并通常从传输缓冲器42中移除。

类似地，RLC传输缓冲器46存储等待传输的新RLC PDU。在上行链路资源上传输之后，RLC PDU被保留在传输缓冲器46中同时等待由基站20确认。当用户终端30接收到针对发射的RLC PDU的NACK时，将该PDU移到RLC重传缓冲器48中。控制器36递增RLC计数器38并重新发送重传缓冲器48中的PDU，除非RLC计数器38指示已经达到重传的最大数量。此外，当传输缓冲器中没有其它数据时，响应于来自基站20的SG，能够主动地重新发射存储在RLC传输缓冲器46中的等待确认的RLC PDU。在这种情况下，不递增RLC计数器。

在本文中描述的基于竞争的访问过程通过允许同步的用户终端30在上行链路上发送数据而无需首先请求用于传输的资源而减少了访问上行链路资源所花费的时间和信令开销。当然，本发明可以用与本文中具体阐述的那些方式不同的其它方式来执行，而不背离本发明的本质特征。本文的实施例在各方面都应被视为是说明性的而非限制性的，以及旨在将在所附权利要求书的含义和等同范围内的所有变化涵盖其中。

Claims (19)

1. 一种移动站，包括：

传输缓冲器，被配置为存储打算发射到网络站的一个或多个数据分组；

接收器，被配置为从所述网络站接收基于竞争的调度准许，所述基于竞争的调度准许分配用于从所述移动站至所述网络站的上行链路传输的基于竞争的资源；

发射器，被配置为响应于所述基于竞争的调度准许，在所述基于竞争的资源上发射包含在所述传输缓冲器中的一个或多个数据分组，其中，如果缓冲器状态报告是待决的，则所述发射器还被配置为在所述基于竞争的资源上与发射的数据分组一起发送所述缓冲器状态报告；以及

控制器，被配置为当在所述基于竞争的资源上发射所述缓冲器状态报告之后在所述传输缓冲器中剩余一个或多个数据分组时，维持所述缓冲器状态报告和相应的调度请求的待决状态。

2. 如权利要求1所述的移动站，其中，所述缓冲器状态报告反映在将所述数据分组从所述传输缓冲器中移除以供传输之后所述传输缓冲器的状态。

3. 如权利要求1所述的移动站，其中，所述控制器还被配置为当没有数据分组剩余在所述传输缓冲器中时，取消所述缓冲器状态报告和所述相应的调度请求的待决状态。

4. 如权利要求1所述的移动站，其中，所述发射器还被配置为随后在上行链路控制信道上发射所述调度请求。

5. 如权利要求1所述的移动站，其中，所述发射器通过在将至少一个数据分组发射到所述网络站之前将所述缓冲器状态报告附加在所述数据分组上来与所述发射的数据分组一起发射所述缓冲器状态报告。

6. 如权利要求1所述的移动站，其中，所述接收器还被配置为从所述网络站接收专用调度准许，所述专用调度准许分配用于从所述移动站至所述网络站的上行链路传输的专用资源。

7. 如权利要求6所述的移动站，其中，所述传输缓冲器包括新数据传输缓冲器，所述新数据传输缓冲器被配置为存储等待至所述网络站的第一传输的数据分组，以及其中所述发射器还被配置为响应于所述专用调度准许，在所述专用资源上发射包含在所述新数据传输缓冲器中的一个或多个数据分组。

8. 如权利要求6所述的移动站，

其中，所述传输缓冲器包括重传缓冲器，所述重传缓冲器被配置为存储等待重传至所述网络站的数据分组；以及

其中，所述发射器还被配置为响应于所述专用调度准许在所述专用资源上发射包含在所述重传缓冲器中的一个或多个数据分组。

9. 如权利要求8所述的移动站，还包括重传计数器，所述重传计数器被配置为当所述发射器在所述专用资源上发射来自所述重传缓冲器的数据时递增。

10. 如权利要求6所述的移动站，

其中，所述传输缓冲器存储一个协议层中的数据分组；

其中，所述发射器还被配置为通过响应于所述专用调度准许，在所述专用资源上发射等待确认的来自更高协议层的一个或多个数据分组而进行主动重传；以及

重传计数器，被配置为当所述发射器在所述专用资源上发射来自所述更高协议层的所述数据分组时，维持当前值。

11. 一种从移动站发射数据的方法，所述方法包括：

从网络站接收基于竞争的调度准许，所述基于竞争的调度准许分配用于从所述移动站至所述网络站的上行链路传输的基于竞争的资源；

响应于所述基于竞争的调度准许，在所述基于竞争的资源上发射包含在传输缓冲器中的一个或多个数据分组；

如果缓冲器状态报告是待决的，则在所述基于竞争的资源上与发射的数据分组一起发射所述缓冲器状态报告；以及

当在所述基于竞争的资源上发射所述缓冲器状态报告之后在所述传输缓冲器中剩余一个或多个数据分组时，维持所述缓冲器状态报告和相应的调度请求的待决状态。

12. 如权利要求11所述的方法，其中，所述缓冲器状态报告反映在将所述数据分组从所述传输缓冲器中移除以供传输之后所述传输缓冲器的状态。

13. 如权利要求11所述的方法，还包括当没有数据分组剩余在所述传输缓冲器中时，取消所述缓冲器状态报告和所述相应的调度请求的待决状态。

14. 如权利要求11所述的方法，还包括随后在上行链路控制信道上发射所述调度请求。

15. 如权利要求11所述的方法，其中，与所述发射的数据分组一起发射所述缓冲器状态报告包括在将至少一个数据分组发射到所述网络站之前将所述缓冲器状态报告附加在所述数据分组上。

16. 如权利要求11所述的方法，还包括从所述网络站接收专用调度准许，所述专用调度准许分配用于从所述移动站至所述网络站的上行链路传输的专用资源。

17. 如权利要求16所述的方法，其中，所述传输缓冲器包括新数据传输缓冲器，所述新数据传输缓冲器被配置为存储等待至所述网络站的第一传输的数据分组，所述方法还包括响应于所述专用调度准许，在所述专用资源上发射包含在所述新数据传输缓冲器中的一个或多个数据分组。

18. 如权利要求16所述的方法，其中，所述传输缓冲器包括重传缓冲器，所述重传缓冲器被配置为存储等待重传至所述网络站的数据分组，所述方法还包括：

响应于所述专用调度准许，在所述专用资源上发射包含在所述重传缓冲器中的一个或多个数据分组；以及

在所述专用资源上发射来自所述重传缓冲器的所述数据分组之后，递增重传计数器。

19. 如权利要求16所述的方法，还包括当接收到所述专用调度准许之后没有数据分组剩余在所述传输缓冲器中时，通过以下操作来实现主动重传：

响应于所述专用调度准许，在所述专用资源上发射等待确认的来自更高协议层的一个或多个数据分组；以及

在所述专用资源上发射来自所述更高协议层的所述数据分组之后，将重传计数器维持在当前值。

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