CN103857054A - 长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，为实现LTE中联合调度，提供适宜的相互协作处理机制，提供一种基站下行新方法，为LTE基站实现效率的提高提供关键技术支撑。为此，本发明采取的技术方案是，长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法，UE根据基站上行调度指示使用令牌桶算法为每个业务进行资源分配；其特征是，下行调度中动态、半静态调度与下行复用的联合处理，以及下行调度中的资源二次分配过程，处理过程包括下行动态调度模块、半静态模块、复用模块。本发明主要应用于无线通信场合。

Description

长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，涉及长期演进(LTE)系统中复用与调度联合处理方法以及调度二次分配方法，具体讲，涉及长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法。

技术背景

LTE的主要目标包括：降低时延、提高用户数据速率、改善系统容量以及覆盖并降低运营商成本。由于目前频谱分配状况复杂，因此LTE需要能够灵活分配频谱，并能在分配的频谱上高效传输数据。LTE频谱灵活性从支持的带宽分配方式中可以看出(支持1.4MHz到20MHz的6中方式)。LTE物理层采用正交频分复用(OFDM)、多输入多输出(MIMO)等新技术有效地提高通信质量。LTE MAC层调度尤其是下行调度对整个系统的性能也起到重要作用，由调度器综合考虑。LTE中的调度支持动态调度和半静态调度，在许多文献中多是考虑其中一方面，或者有综合考虑两方面的联合调度，但具体实现过程未给出，且这两种方式转换的具体机制在规范及其他参考文献中未详细说明。

下行复用考虑根据每个用户的逻辑信道号，将相同用户的逻辑信道复用至一个MAC层传输块，根据调度的指示形成MAC服务数据单元(MAC SDU)。用户(UE)的上行复用，除了进行MAC层协议数据单元(MAC PDU)组包，还需要根据上行调度指示进行业务的流量控制。这些需要与调度的密切配合，因此与调度的相互协作处理机制也是非常重要的，但在许多文献中也都未涉及。

发明内容

为克服现有技术的不足，实现LTE中联合调度，提供适宜的相互协作处理机制，提供一种基站下行新方法，为LTE基站实现效率的提高提供关键技术支撑。为此，本发明采取的技术方案是，长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法，不同的业务采用不同的调度处理，处理完成之后，将调度结果发送至复用，由复用进行组包及其他处理，对于用户(UE)的上行复用，由于上行调度处于基站(eNODEB)中，根据缓冲状态报告(BSR)指示进行计算并告知该基站范围内的需要上行调度的每个UE的资源块(RB)个数及起始位置，UE根据基站上行调度指示使用令牌桶算法为每个业务进行资源分配；其特征是，下行调度中动态、半静态调度与下行复用的联合处理，以及下行调度中的资源二次分配过程，处理过程包括下行动态调度模块、半静态模块、复用模块；

动态调度模块处理实时与非实时业务，通过当前子帧个数和时分双工(TDD)配置参数可确定当前应启动上行还是下行调度，其中TDD配置也会在系统信息(SI)信令中告知UE；动态调度进行算法处理之后，对资源进行二次处理即资源整合；

半静态模块处理数据包小且周期性生成的业务，在无线资源控制(RRC)层半静态调度参数(SPS)指示下分别进行激活、封装和资源配置；

复用模块接收到调度发给的UE传输块(TB)大小，先将MAC协议数据单元(PDU)中各控制单元填充，完成之后每个业务还可以传输多少数据记为TB-D，将每个业务TB-D大小发送至RLC层，RLC层进行每个业务的分块级联，然后将该业务能够传输的数据放至相应数据单元，最后将该用户所有的业务都填充完成之后加上MAC头存至混合自动重传请求(HARQ)缓存中。

动态调度模块具体包括：

步骤201、在调度开始时需要检测当前MAC层调度是否已进行初始化配置，MAC层的调度配置即为调度算法的选择配置；

其中初始配置为：RRC通过信令MAC-MainConfig通知UE的MAC层；

基站的MAC层通过参数来进行初始配置，主要配置过程如下：

1)设置自适应调制与编码(AMC)模块：生成CQI索引表、CQI映射调制编码方式(MCS)表、MCS映射表、传输块大小映射表；

2)设置上行调度器，选择上行调度算法；

3)设置下行调度器，选择下行调度算法；

4）信道质量指示(CQI)管理，通过RRC信令通知UE CQI-ReportConfig，同时以参数形式告知基站UE的CQI反馈方式(PERIODIC or APERIODIC)；

步骤202、设置MAC层调度初始配置后，更新每个用户每个业务的平均数据速率，计算公式为：上次更新到当前这段时间内的数据传输速率rate=已传输比特数/上次更新至当前的时间间隔，数据传输的平均速率averageTransmissionRate=((1-beta)*averageTransmissionRate)+(beta*rate)，此时为一阶滤波器，beta为滤波因子；

步骤203、将封装后的所有动态调度数据流承载中有数据包并且承载的目的网络节点状态为激活状态的，取出其无线承载指示号码(ID)、传输数据大小、频谱效率、CQI，频谱效率=速率/每个RB带宽；

步骤204、判断选择的将被调度的流的数据量是否不为0，若为0则执行步骤208，若不为0则执行步骤205。

步骤205、判断当前数据流是否为VoIP数据首次传输，若是，则执行步骤206，若不是则执行步骤207；

步骤206、记录静态参数，并激活VoIP数据流，待二次传输时启动半静态调度；

步骤207、将有数据传输的数据流，记为待动态调度数据流，进行资源块分配，动态调度将会为每个用户每个数据流分配相应的资源进行传输；

步骤208、子帧计数器加1，本次调度结束；

步骤209、调度结束后将下行控制信息(DCI)，映射至物理下行控制信道(PDCCH)；

其中，资源分配即RB资源分配具体是：

步骤301、检测是否有待调度数据流，若有则执行步骤302，否则RB资源分配结束；

步骤302、为每个数据流确定调度矩阵：待调度流个数为矩阵列数，当前可用物理资源块个数作为矩阵行数；其中获取当前可用RB个数要读取HARQ中缓存是否该用户有重传数据，参数为UE ID，如果有则通知复用，不必对该用户组包新数据，同时调度根据重传数据的大小，分配相匹配的资源，如果分配资源过小则通过PHY的速率匹配将该用户TB放到分配的资源中；如果没有则重传数据则进行正常的复用，矩阵值为最终优先级大小；

步骤303、为每个用户的每个数据流计算其优先级大小；

步骤304、根据计算得到的优先级进行为每个数据流RB分配即初次分配，主要实现功能为：为每个RB选择几个数据流中最大的那个值，并将该RB标记为最大值所在的数据流；

步骤305、统计为每个数据流所分配的RB个数即二次分配方法

1)所需RB初次分配：

a、得到当前用户当前RB的SINR：数据流中存储每个用户每个RB的CQI，从CQI与信干噪比(SINR)映射表中可查到当前RB的SINR；

b、计算有效SINR值：当前已经分配给该用户的所有RB上的SINR值计算有效SINR值；

c、计算当前调制编码方式(MCS)值：利用上一步计算的有效SINR值，查表得到该数据流的CQI，再通过查表的到当前数据流MCS；

d、计算数据流分配的RB个数：查询当前为该数据流已分配的RB个数及该数据流的MCS所对应的传输数据大小能力，得到的该数据大小能力与数据流中要传输的数据进行比较，若大于，则为该数据流分了该RB后，停止为该流继续分配RB；当前记录的RB数即为该流应得的RB个数。若小于，则继续重复流程a，直至步骤304过程中将所有的合适分给该用户、该流的RB都遍历，若当前RB个数的数据大小能力仍小于据流中要传输的数据，则通知RLC层进行分割；

2)统计为每个数据流所分配的RB个数

若当前空间复用层数>=2则直接选用的资源分配类型1，选用1)方法计算；

若当前空间复用层数为1则进行如下处理：

a、为数据流预分配RB：先将当前所有RB所有数据流的metric值进行比较先按照值最大的分给相应数据流；

b、将该用户的所有数据流所有占有的预分配RB分布进行统计，统计结果，若该RB总数<10则选用资源类型0，并没有资源类型头域，若发现在预分配中连续RB分配此时选择资源类型2；若有分配为2个连续资源块分配，则选择资源分配类型0，否则选用资源分配类型1；

c、确定每个用户每个数据流分配的RB个数：若为资源类型1，则选用1)方法计算；若为资源分配类型2，具体分配方式可参考上行分配方法；若为资源类型0，可将方法一中每次RB确定为2个，再按照方法一介绍的相关RB确定方法来最终确定该数据流的RB个数。

步骤304和步骤305内容要联合起来考虑：先通过步模块302过程中获得当前下行所有可用的包括个数、频率的RB信息，然后对每个RB计算该基站当前TTI所有数据流的调度优先级，比较大小，将数值大的分给相应的数据流即预分配，同时将此时该数据流所得到的RB总数查表得出数据传输能力RBs_TbAbility，若此时RBs_TbAbility<当前数据流中待传输数据，则该RB就分给此时的数据流，下一个RB分配;还是需要计算该数据流的metric；如RBs_TbAbility>待传输数据，则该RB也分给此时的数据流，但下一个RB分配计算时就不需要计算该数据流；若当所有可用RB都计算过之后RBs_TbAbility记为RBS_TBABILITY仍小于待传输数据，则需要通知RLC层进行数据分割。

半静态调度与动态调度的联合处理具体为：

模块401：基站获取参数分别配置动态调度和半静态调度，配置半静态调度参数包括SPS半静态激活标志、保留资源块、前一次调度时刻、静态调度周期、MCS；

模块402:查询当前有数据传输的数据流，若有数据传输执行步骤403，否则结束本次调度；

模块403：查询当前数据是否新传数据，是否为VoIP数据，当前VoIP数据是否激活以及静态参数是否无变化，若以上均为是则执行步骤406，否则执行步骤404；

模块404：动态调度；

模块405：动态调度与半静态调度计算的TB结果发给复用模块；

模块406：判定当前是否到达分配时刻、目标节点是否处于活动状态，若是执行模块407，若不是则调度结束；

模块407：将符合条件的静态数据流进行封装，即将无线承载ID、要传输的数据、频谱效率、反馈的CQI一一对应进行封装；

模块408：根据基站预留的RB资源进行分配，在分配时可为每个用户中采用PF调度算法，以及步骤304中方法，确定该用户的数据流传输的数据大小，并将该数据大小传输给复用。

本发明具备下列技术效果：

本发明考虑MAC层，动态调度、半静态调度、复用相互协作总体过程，以及详细说明动态调度中的调度资源分配方法——二次分配方法，该方法充分利用资源，提高系统吞吐量，减少信令传输，从而提高基站调度传输数据的效率。

附图说明

图1.本发明策略的下行系统框图。

图2.本发明策略的下行动态调度框图。

图3.本发明策略的下行动态资源分配框图。

图4.本发明策略的下行动态与半静态联合调度框图。

图5.本发明策略的下行复用框图。

具体实施方式

动态调度可以灵活地处理实时业务和非实时业务，半静态调度可以处理Voip业务及产生的数据包小且周期性生成的业务，联合两种调度以及与复用的处理机制，将为基站下行实现提供了一种方法。

本发明是一种基于LTE系统MAC层中复用与下行调度联合处理机制，不同的业务采用不同的调度处理，处理完成之后，将调度结果发送至复用，由复用进行组包及其他处理，对于UE的上行复用，由于上行调度处于基站(eNODEB)中，根据缓冲状态报告(BSR)指示进行计算并告知该基站范围内的需要上行调度的每个UE的资源块(RB)个数及起始位置。UE根据基站上行调度指示使用令牌桶算法为每个业务进行资源分配。本发明机制详细说明下行调度中动态与半静态调度的过程，并与下行复用的联合处理方法。

为实现上述策略，本发明模块包括下行动态调度模块、半静态模块、复用模块；

动态调度模块处理实时与非实时业务，在调度算法选定时，只能是完成了资源初次分配即预分配，而在实际的通信系统中资源分配并不是完全按照算法结果进行分配，如若完全按照预分配结果，则每个资源块都需要基站给UE指示，会使控制信息的传输量增加，造成系统的复杂度提高。因此，动态调度进行算法处理之后，需要对资源进行二次处理(即资源整合)，本模块将详细说明算法处理之后的资源整合方法。

半静态模块处理类似语音业务(VoIP)这种数据包小且周期性生成的业务，在RRC层半静态调度参数(SPS)指示下分别进行激活、封装和资源配置。

复用模块接收到调度发给的UE传输块(TB)大小(其中包括每个用户的每个业务数据流大小)，先将MAC PDU中各控制单元填充，完成之后每个业务还可以传输多少数据记为TB-D，将每个业务TB-D大小发送至RLC层，RLC层进行每个业务的分块级联，然后将该业务能够传输的数据放至相应数据单元，最后将该用户所有的业务都填充完成之后加上MAC头存至HARQ缓存中。

本发明主要应用于基站，在本发明中RB是时域、频域资源块，提高的RB资源利用率，也就是提高基站的资源利用率。

下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明本发明。

图1是本发明策略的动态(模块101)、半静态调度(模块102)、复用(模块103)及HARQ(模块105)系统框图。动态、半静态调度模块接收RRC层信息(具体信息见图2、图3)，将调度结果(即每个用户每个业务流的数据大小)发送给复用模块，复用模块将每个业务的数据流大小除去MAC头大小之后的数据大小发送至RLC层，RLC层根据该数值进行分割级联，并将该数据大小除去RLC头之后的数据大小发至PDCP层，PDCP层将根据该数值进行丢包及其他处理。复用模块接收RLC层数据，并根据调度结果，为每个用户封装传输块(即MAC PDU，每个用户可以有多个MAC PDU，但一个MAC PDU只属于一个用户)，并将该数据块发送至HARQ。

图2是本发明策略的动态调度模块。该模块动态处理实时和非实时业务，协调处理各用户各业务的资源分配。通过当前子帧个数和TDD配置参数可确定当前应启动上行还是下行调度。其中TDD配置也会在系统信息(SI)信令中告知UE。

步骤201、在调度开始时需要检测当前MAC层调度是否已进行初始化配置，MAC层的调度配置即为调度算法的选择配置，此时是选择调度算法的一种或多种，可考虑此时吞吐量，公平性，或者兼顾。

其中初始配置为：RRC通过信令MAC-MainConfig通知UE的MAC层。

基站的MAC层通过参数来进行初始配置，主要配置过程如下：

1)设置AMC模块（生成CQI索引表、CQI映射MCS表、调制编码方式映射表、传输块大小映射表）；

2)设置上行调度器，选择上行调度算法；

3)设置下行调度器，选择下行调度算法；

4）信道质量指示(CQI)管理，通过RRC信令通知UE CQI-ReportConfig，同时以参数形式告知基站UE的CQI反馈方式(PERIODIC or APERIODIC)。

步骤202、设置MAC层调度初始配置后，更新每个用户每个业务的平均数据速率，计算公式为：上次更新到当前这段时间内的数据传输速率rate=已传输比特数/上次更新至当前的时间间隔，数据传输的平均速率averageTransmissionRate=((1-beta)*averageTransmissionRate)+(beta*rate)，此时为一阶滤波器，beta为滤波因子。

步骤203、将封装后的所有动态调度数据流承载中有数据包并且承载的目的网络节点状态为激活状态的，取出其无线承载ID、传输数据大小(以字节为单位)、频谱效率(频谱效率为=速率/每个RB带宽)、CQI。

步骤204、判断选择的将被调度的流的数据量是否不为0，若为0则执行步骤208，若不为0则执行步骤205。

步骤205、判断当前数据流是否为VoIP数据首次传输，若是，则执行步骤206，若不是则执行步骤207

步骤206、记录静态参数，并激活VoIP数据流，待二次传输时启动半静态调度。

步骤207、将有数据传输的数据流，记为待动态调度数据流，进行资源块分配，动态调度将会为每个用户每个数据流分配相应的资源进行传输，详细说明见图3。

步骤208、子帧计数器加1，本次调度结束。

步骤209、调度结束后将下行下行控制信息(DCI)，映射至物理下行控制信道(PDCCH)。

图3中说明RB资源分配的方法。

步骤301、检测图2中是否有待调度数据流，若有则执行步骤302，否则RB资源分配结束。

步骤302、为每个数据流确定调度矩阵：待调度流个数为矩阵列数，当前可用物理资源块个数作为矩阵行数。其中获取当前可用RB个数要读取HARQ中缓存是否该用户有重传数据(参数为UE ID)，如果有则通知复用，不必对该用户组包新数据，同时调度根据重传数据的大小，分配相匹配的资源，如果分配资源过小则通过PHY的速率匹配将该用户TB放到分配的资源中；如果没有则重传数据则进行正常的复用。矩阵值为最终优先级大小(初次分配简单将哪个值大就将该RB分给相应用户和数据流)

步骤303、为每个用户的每个数据流计算其优先级大小。调度算法是调度器效率的重要保障。一般调度算法需要调度器提供以下参数：第j个流所在的无线承载，第j个流中为每个RB计算的频谱效率，RB号i，优先级(metric)的计算公式由相应的调度函数决定，本发明的机制中可使用任意经典算法或其改进算法，在资源分配模块中，本发明详细说明初次分配之后资源的二次分配方法。

步骤304、根据计算得到的优先级进行为每个数据流RB分配(初次分配)，主要实现功能为：为每个RB选择几个数据流中最大的那个值，并将该RB标记为最大值所在的数据流，具体实现可用多种方法，如：

1)设定目标targetMetric初始为0，RBIsAllocated，初始值为false。

2)进行判别如果metrics[s][k]>targetMetric，并将metrics[s][k]赋值给targetMetric，并且设置RBIsAllocated标志为true，则说明已经将第s个RB分配给了第k个数据流，其中s,k分别代表第s个RB，第k个数据流。

步骤305、统计为每个数据流所分配的RB个数(二次分配方法)

1)所需RB初次分配：

a、得到当前用户当前RB的SINR：数据流中存储每个用户每个RB的CQI，从CQI与信干噪比(SINR)映射表中可查到当前RB的SINR；

b、计算有效SINR值：当前已经分配给该用户的所有RB上的SINR值计算有效SINR值，可采用不同的方法，如eesm等方法；

c、计算当前MCS值：利用上一步计算的有效SINR值，查表得到该数据流的CQI，再通过查表的到当前数据流MCS；

d、计算数据流分配的RB个数：查询当前为该数据流已分配的RB个数及该数据流的MCS所对应的传输数据大小能力。得到的该数据大小能力与数据流中要传输的数据进行比较，若大于，则为该数据流分了该RB后，停止为该流继续分配RB。当前记录的RB数即为该流应得的RB个数。若小于，则继续重复流程a，直至步骤304过程中将所有的合适分给该用户、该流的RB都遍历，若当前RB个数的数据大小能力仍小于据流中要传输的数据，则通知RLC层进行分割。

总结：实际上本模块步骤304和步骤305内容要联合起来考虑：先通过步骤302过程中获得当前下行所有可用的RB信息(包括个数、频率)，然后对每个RB计算该基站当前TTI所有数据流的调度优先级，比较大小，将数值大的分给相应的数据流(预分配)，同时将此时该数据流所得到的RB总数查表得出数据传输能力RBs_TbAbility，若此时RBs_TbAbility<当前数据流中待传输数据，则该RB就分给此时的数据流，下一个RB分配(metric的计算)还是需要计算该数据流的metric(说明该数据流还需要RB)。如RBs_TbAbility>待传输数据则该RB也分给此时的数据流，但下一个RB分配计算时就不需要计算该数据流(即跳过该数据流，执行下一个)。若当所有可用RB都计算过之后RBs_TbAbility(记为RBS_TBABILITY)仍小于待传输数据，则需要通知RLC层进行数据分割。

2)统计为每个数据流所分配的RB个数

若当前空间复用层数>=2则直接选用的资源分配类型1，选用1)方法计算。

若当前空间复用层数为1则进行如下处理：

a、为数据流预分配RB：先将当前所有RB所有数据流的metric值进行比较先按照值最大的分给相应数据流

b、将该用户的(所有)数据流所有占有的预分配RB分布进行统计，统计结果。若该RB总数<10则选用资源类型0，并没有资源类型头域。若发现在预分配中连续RB分配此时选择资源类型2；若有分配为2个连续资源块分配，则选择资源分配类型0，否则选用资源分配类型1。

c、确定每个用户每个数据流分配的RB个数：若为资源类型1，则选用1)方法计算；若为资源分配类型2，具体分配方式可参考上行分配方法；若为资源类型0，可将方法一中每次RB确定为2个，再按照方法一介绍的相关RB确定方法来最终确定该数据流的RB个数。

下面说明具体方法：

统计为每个用户每个数据流预分配的RB状况(记录下RB位置及个数，如

表示第i个用户的第m个数据流，第n个RB)；遍历所有用户的数据流，即i不同时的RB，如分配时有和

分别查询

和

各自metric值，若 ${\mathrm{metric}}_{{\mathrm{RB}}_{00}^1+{\mathrm{RB}}_{01}^1}>{\mathrm{metric}}_{{\mathrm{RB}}_{10}^2+{\mathrm{RB}}_{11}^2},$ 将所有的用户RB都如此分配连续2个RB(其中若该用户的2个数据流各有一个RB组成一个RB集合，则不必改变该用户此时两个数据流相对应两个RB的预分配结果)，同时重新计算每个数据流的MCS和传输能力，当此时计算的传输能力rb_tbability>RBS_TBABILITY，则不再给该数据流分配RB；若传输能力rb_tbability<RBS_TBABILITY则继续为该流分配，可将最终rb_tbability大小传输至复用。

步骤305、创建DCI信息：

1)为每个数据流确定一个或几个MCS，也可以为该数据流每个RB确定一个MCS，但会造成DCI信息太多，因此采用为每个数据流选用一个或者几个MCS(选用原则为：尽量减少DCI控制信息，并且使吞吐量最大，可以先在每个数据流中选用一个MCS)。在为每个用户的数据流确定MCS时同步骤305的法1)所述。

2)计算每个数据流的数据传输能力：根据RB个数和MCS可查表得到。从而可获得该用户所有数据流的总传输能力(传输数据大小TB,将该TB发送至逻辑信道复用,此时TB大小减去MAC头和控制信息大小即为RLC PDU大小，RLC根据RLC PDU大小减去RLC头(固定头)大小得到当前TTI最大传输数据，根据该数据数据进行RLC SDU的分段、级联。

3)更新数据流中的待传输数据。

4)确定每个用户所有的数据流RB位置，根据1)中提供的MCS信息添加调制编码方式，获取HARQ中的冗余版本和新数据指示(NDI)，获取HARQ进程数。

5）获取物理上行控制信道(PUCCH)功率控制信息—功控模块获取(PUCCH和PUSCH的发射功率计算公式相同，只是P0和a的值有所不同)。

6)该用户的无线网路临时指示信息(RNTI)，由RRC层得到。

图4说明动态与半静态联合调度框图。

步骤401、基站获取参数分别配置动态调度和半静态调度，其中配置动态调度见图2，配置半静态调度参数包括SPS半静态激活标志、保留资源块、前一次调度时刻、静态调度周期、MCS等。

步骤402、查询当前有数据传输的数据流，若有数据传输执行步骤403，否则结束本次调度。

步骤403、查询当前数据是否新传数据，是否为VoIP数据，当前VoIP数据是否激活以及静态参数是否无变化，若以上均为是则执行步骤406，否则执行步骤404。

步骤404、为动态调度见图2和图3。

步骤405、动态调度与半静态调度计算的TB结果发给复用。

步骤406、判定当前是否到达分配时刻、目标节点是否处于活动状态，若是执行步骤407，若不是则调度结束。

步骤407、将符合条件的静态数据流进行封装，即将无线承载ID、要传输的数据、频谱效率、反馈的CQI一一对应进行封装。

步骤408、根据基站预留的RB资源进行分配。在分配时可为每个用户中采用PF调度算法，以及步骤304中方法，确定该用户的数据流传输的数据大小。并将该数据大小传输给复用。

图5说明下行复用过程。复用模块从调度获知每个用户的TB大小，并且预估MAC头部大小，将剩余数据大小告知上层后，根据从调度中得到的每个数据流传输数据大小，从与RLC层共用的缓存中取出要发送的数据，组好数据包。每个用户可以有多个数据流，每个用户可有多个MAC PDU。每个TB只能传输一个用户的数据，可以包含一个或多个数据流中的数据。

本发明考虑MAC层，动态调度、半静态调度、复用相互协作总体过程，以及详细说明动态调度中的调度资源分配方法——二次分配方法，该方法充分利用资源，提高系统吞吐量，减少信令传输，提高基站层二数据传输的效率。

Claims (4)

1.一种长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法，不同的业务采用不同的调度处理，处理完成之后，将调度结果发送至复用，由复用进行组包及其他处理，对于用户(UE)的上行复用，由于上行调度处于基站(eNODEB)中，根据缓冲状态报告(BSR)指示进行计算并告知该基站范围内的需要上行调度的每个UE的资源块(RB)个数及起始位置，UE根据基站上行调度指示使用令牌桶算法为每个业务进行资源分配；其特征是，下行调度中动态、半静态调度与下行复用的联合处理，以及下行调度中的资源二次分配过程，处理过程包括下行动态调度模块、半静态模块、复用模块；

动态调度模块处理实时与非实时业务，通过当前子帧个数和时分双工(TDD)配置参数可确定当前应启动上行还是下行调度，其中TDD配置也会在系统信息(SI)信令中告知UE；动态调度进行算法处理之后，对资源进行二次处理即资源整合；

半静态模块处理数据包小且周期性生成的业务，在无线资源控制(RRC)层半静态调度参数(SPS)指示下分别进行激活、封装和资源配置；

复用模块接收到调度发给的UE传输块(TB)大小，先将MAC协议数据单元(PDU)中各控制单元填充，完成之后每个业务还可以传输多少数据记为TB-D，将每个业务TB-D大小发送至RLC层，RLC层进行每个业务的分块级联，然后将该业务能够传输的数据放至相应数据单元，最后将该用户所有的业务都填充完成之后加上MAC头存至混合自动重传请求(HARQ)缓存中。

2.如权利要求1所述的长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法，其特征是，动态调度模块具体包括：

步骤201、在调度开始时需要检测当前MAC层调度是否已进行初始化配置，MAC层的调度配置即为调度算法的选择配置；

其中初始配置为：RRC通过信令MAC-MainConfig通知UE的MAC层；

基站的MAC层通过参数来进行初始配置，主要配置过程如下：

1)设置自适应调制与编码(AMC)模块：生成CQI索引表、CQI映射调制编码方式(MCS)表、MCS映射表、传输块大小映射表；

2)设置上行调度器，选择上行调度算法；

3)设置下行调度器，选择下行调度算法；

4）信道质量指示(CQI)管理，通过RRC信令通知UE CQI-ReportConfig，同时以参数形式告知基站UE的CQI反馈方式(PERIODIC or APERIODIC)；

步骤202、设置MAC层调度初始配置后，更新每个用户每个业务的平均数据速率，计算公式为：上次更新到当前这段时间内的数据传输速率rate=已传输比特数/上次更新至当前的时间间隔，数据传输的平均速率averageTransmissionRate=((1-beta)*averageTransmissionRate)+(beta*rate)，此时为一阶滤波器，beta为滤波因子；

步骤203、将封装后的所有动态调度数据流承载中有数据包并且承载的目的网络节点状态为激活状态的，取出其无线承载指示号码(ID)、传输数据大小、频谱效率、CQI，频谱效率=速率/每个RB带宽；

步骤204、判断选择的将被调度的流的数据量是否不为0，若为0则执行步骤208，若不为0则执行步骤205。

步骤205、判断当前数据流是否为VoIP数据首次传输，若是，则执行步骤206，若不是则执行步骤207；

步骤206、记录静态参数，并激活VoIP数据流，待二次传输时启动半静态调度；

步骤207、将有数据传输的数据流，记为待动态调度数据流，进行资源块分配，动态调度将会为每个用户每个数据流分配相应的资源进行传输；

步骤208、子帧计数器加1，本次调度结束；

步骤209、调度结束后将下行控制信息(DCI)，映射至物理下行控制信道(PDCCH)；

其中，资源分配即RB资源分配具体是：

步骤301、检测是否有待调度数据流，若有则执行步骤302，否则RB资源分配结束；

步骤302、为每个数据流确定调度矩阵：待调度流个数为矩阵列数，当前可用物理资源块个数作为矩阵行数；其中获取当前可用RB个数要读取HARQ中缓存是否该用户有重传数据，参数为UE ID，如果有则通知复用，不必对该用户组包新数据，同时调度根据重传数据的大小，分配相匹配的资源，如果分配资源过小则通过PHY的速率匹配将该用户TB放到分配的资源中；如果没有则重传数据则进行正常的复用，矩阵值为最终优先级大小；

步骤303、为每个用户的每个数据流计算其优先级大小；

步骤304、根据计算得到的优先级进行为每个数据流RB分配即初次分配，主要实现功能为：为每个RB选择几个数据流中最大的那个值，并将该RB标记为最大值所在的数据流；

步骤305、统计为每个数据流所分配的RB个数即二次分配方法

1)所需RB初次分配：

a、得到当前用户当前RB的SINR：数据流中存储每个用户每个RB的CQI，从CQI与信干噪比(SINR)映射表中可查到当前RB的SINR；

b、计算有效SINR值：当前已经分配给该用户的所有RB上的SINR值计算有效SINR值；

c、计算当前调制编码方式(MCS)值：利用上一步计算的有效SINR值，查表得到该数据流的CQI，再通过查表的到当前数据流MCS；

d、计算数据流分配的RB个数：查询当前为该数据流已分配的RB个数及该数据流的MCS所对应的传输数据大小能力，得到的该数据大小能力与数据流中要传输的数据进行比较，若大于，则为该数据流分了该RB后，停止为该流继续分配RB；当前记录的RB数即为该流应得的RB个数。若小于，则继续重复流程a，直至步骤304过程中将所有的合适分给该用户、该流的RB都遍历，若当前RB个数的数据大小能力仍小于据流中要传输的数据，则通知RLC层进行分割；

2)统计为每个数据流所分配的RB个数

若当前空间复用层数>=2则直接选用的资源分配类型1，选用1)方法计算；

若当前空间复用层数为1则进行如下处理：

a、为数据流预分配RB：先将当前所有RB所有数据流的优先级metric值进行比较先按照值最大的分给相应数据流；

b、将该用户的所有数据流所有占有的预分配RB分布进行统计，统计结果，若该RB总数<10则选用资源类型0，并没有资源类型头域，若发现在预分配中连续RB分配此时选择资源类型2；若有分配为2个连续资源块分配，则选择资源分配类型0，否则选用资源分配类型1；

c、确定每个用户每个数据流分配的RB个数：若为资源类型1，则选用1)方法计算；若为资源分配类型2，具体分配方式可参考上行分配方法；若为资源类型0，可将方法一中每次RB确定为2个，再按照方法一介绍的相关RB确定方法来最终确定该数据流的RB个数。

3.如权利要求1所述的长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法，其特征是，模块304和模块305内容要联合起来考虑：先通过步模块302过程中获得当前下行所有可用的包括个数、频率的RB信息，然后对每个RB计算该基站当前TTI所有数据流的调度优先级，比较大小，将数值大的分给相应的数据流即预分配，同时将此时该数据流所得到的RB总数查表得出数据传输能力RBs_TbAbility，若此时RBs_TbAbility<当前数据流中待传输数据，则该RB就分给此时的数据流，下一个RB分配;还是需要计算该数据流的metric；如RBs_TbAbility>待传输数据，则该RB也分给此时的数据流，但下一个RB分配计算时就不需要计算该数据流；若当所有可用RB都计算过之后RBs_TbAbility记为RBS_TBABILITY仍小于待传输数据，则需要通知RLC层进行数据分割。

4.如权利要求1所述的长期演进系统媒体访问控制层中复用与调度联合处理方法，其特征是，半静态调度与动态调度的联合处理具体为：

模块401：基站获取参数分别配置动态调度和半静态调度，配置半静态调度参数包括SPS半静态激活标志、保留资源块、前一次调度时刻、静态调度周期、MCS；

模块402:查询当前有数据传输的数据流，若有数据传输执行步骤403，否则结束本次调度；

模块403：查询当前数据是否新传数据，是否为VoIP数据，当前VoIP数据是否激活以及静态参数是否无变化，若以上均为是则执行步骤406，否则执行步骤404；

模块404：动态调度；

模块405：动态调度与半静态调度计算的TB结果发给复用模块；

模块406：判定当前是否到达分配时刻、目标节点是否处于活动状态，若是执行模块407，若不是则调度结束；

模块407：将符合条件的静态数据流进行封装，即将无线承载ID、要传输的数据、频谱效率、反馈的CQI一一对应进行封装；

模块408：根据基站预留的RB资源进行分配，在分配时可为每个用户中采用PF调度算法，以及步骤304中方法，确定该用户的数据流传输的数据大小，并将该数据大小传输给复用。

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