CN106507494B - 基于分组的m2m通信上行半静态调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法。该方法包括:根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备；组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，基站根据上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息。本发明针对多组MTCD设备的SPS调度会发生碰撞的问题，提出了解决方案，在时域上进行长SPS周期与短SPS周期的MTCD小组的配对，可以避免不同SPS周期的资源碰撞，并降低了HARQ反馈的信令开销。

Description

基于分组的M2M通信上行半静态调度方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法。

背景技术

随着M2M(Machine to machine，机器到机器)业务的快速发展，M2M与LTE-A(LTE-Advanced)网络的融合是未来通信发展的必然趋势，同时也是第五代移动通信(5G)中的一个重要应用场景。但这也给基于LTE-A网络的M2M通信提出了一些新的挑战。由于M2M设备数量众多，且主要是在上行进行通信，因此上行的资源调度是亟待解决的主要问题之一。

M2M通信有这样几个特点：

M2M设备数量巨大，高出H2H(human-to-human，人到人)设备数量的几个数量级。有报告指出，在一个小区里活跃的H2H用户数量和M2M设备数量大概分别是50个和30000个，3GPP建议单小区应支持至少1000个MTCD设备。

M2M设备发送的数据包是在大范围内变化的。比如常规测量设备发送的可能只是几比特的数据，而类似于监控探头这样的视频设备，数据量将达到Mbps级别。

QoS(Quality of Service，服务质量)的要求也不同。有的设备是时间容忍的，比如定期上报一些读数的智能电表、水表等设备；而有的是有严格时间约束的，比如监控和告警类型的设备。不同应用场景的设备其吞吐量和丢包率等要求也不同。

上报数据的触发方式不同。有的是周期性的，有的是事件触发的。

因此上行数据的调度和资源分配是主要矛盾，而这点刚好与蜂窝网络的通信特点相反。

由于以上的特点，对M2M通信中上行调度提出了更高的要求，而且不能使用现有的蜂窝网络中调度的技术，需要根据其特点设计新的调度算法。SPS(Semi-PersistentScheduling，半静态调度)方式是指在LTE(Long Term Evolution，长期演进)的调度传输过程中，eNB在初始调度通过PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)指示UE当前的调度信息，UE识别是半静态调度，则保存当前的调度信息，每隔固定的周期在相同的时频资源位置上进行该业务数据的发送或接收。使用半静态调度传输可以充分利用数据包周期性到达的特点，一次授权，周期使用，可以有效的节省LTE系统用于调度指示的PDCCH资源，从而可以在不影响通信质量和系统性能的同时，支持更多的用户，并且仍然为动态调度的业务保留一定的控制信息以供使用。半静态调度的主要信息是HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重传请求)信息，但是对于M2M通信而言，由于存在大量需要周期上报的数据包，除了传统的HARQ信息以外，对于这些信息也可以实现半静态调度。

目前LTE的半静态调度过程可以描述为：

eNB通过PDCCH信道向UE发送调度信息，并用SPS-C-RNTI进行掩码。

UE识别该信息，得知是半静态调度信息。译出该信息中所包含的内容(包括调度周期、时频资源分配信息、传输块格式信息和相关的HARQ信息)

UE周期性地在被调度的时频上发送信息，而无需在PUCCH上发送SR信息以及eNB动态地在PDCCH上回应调度信息。

发送数据完毕，释放半静态信息资源。

经过研究，当PDCCH占满3个OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用技术)符号时，可以同时调度的UE约为70个左右。但是对于海量连接的场景，这个容量显然不能达到要求。同时，对于SPS调度而言存在频率复用时的碰撞问题，图1为SPS调度中发生资源碰撞示意图，当同样的频率资源分配给不同的MTCD(Machine Type Communications Device，机器类通信设备)设备时，经过一段时间这两个设备的发送资源将发生碰撞。从图1中看到，组1与组2和组3的频率资源不同，因此无论经过多少周期，组1的资源都不会与组2和组3发生碰撞。但是组2和组3的频率资源相同，那么在经过了这两个组所分配的SPS周期的最小公倍数个TTI(Transmission Time Interval，发送时间间隔)后，这两个组的上行资源将发生碰撞。

目前，现有技术中还没有一种有效解决上述SPS调度中资源碰撞的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，以实现有效解决SPS调度中资源碰撞的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，包括：

根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备；

所述组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；

所述基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息。

进一步地，所述的根据MTCD设备的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备，包括：

根据各个MTCD设备的业务特征，把具有相同业务特性的MTCD设备分成一个簇，将一个簇中指定位置范围内的MTCD设备分为一组，给每个组分配一个组ID，按照设定的规则从每个组中的所有MTCD设备中选择一个组长MTCD设备，将每个组内的MTCD设备的上报周期调整为相同的时间点和周期，所述业务特性包括：QoS、时延容忍门限、数据发送周期、剩余电量、最小时间提前量、与基站之间信道状态信息、内存和发送数据时所需缓冲区中的至少一项，给组中的每个MTCD设备分配一个设备索引号，MTCD设备的ID＝组ID+设备索引号。

进一步地，所述的组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源，包括：

组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，该上行调度请求中携带所述组长MTCD设备所在组的数据业务特性，所述基站接收到所述上行调度请求后，提取所述上行调度请求中携带的数据业务特性，根据所述数据业务特性判断所述组长MTCD设备所在组的数据类型属于周期性上报类型后，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源。

进一步地，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

所述基站根据接收到的所述组长MTCD设备上报数据的信令的到达时间周期和自己处理所述信令的预期时延，确定给所述组长MTCD设备所在组分配的半静态调度的周期；

所述基站根据各个组的半静态调度的周期、调制编码格式和预期传输的总数据包大小确定给各个组分配的物理资源块的个数，给同一个组分配的物理资源块是连续的。

进一步地，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

所述基站在分配时频资源时，先将不同的MTCD设备小组搭配在一起共享相同的频率资源，再将不同的MTCD设备小组同时但是不同频使用资源；

所述基站将半静态调度的周期大于第一设定周期范围的MTCD设备小组与半静态调度的周期小于第二设定周期范围的MTCD设备小组放到一起，分配相同的频率资源。

进一步地，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

当两个MTCD设备小组的半静态调度的周期都小于第二设定周期范围时，设所述两个MTCD设备小组的半静态调度的周期的积为T，所述基站将所述两个MTCD设备小组放到一起，分配相同的频率资源，并且保证所述两个MTCD设备小组在T个周期之前发送完毕上行数据。

进一步地，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

当两个分配相同频率资源的MTCD设备小组在上行数据发送完毕之前，会发生时域碰撞，则所述基站结束其中一个MTCD设备组在该频率上的半静态调度，并改变分配给该MTCD设备组的频率资源。

进一步地，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

所述基站给MTCD设备组分配频率资源时，给出整个MTCD设备组所需资源的起始时频位置，每个MTCD设备根据所述起始时频位置和自己在MTCD设备组中的ID确定自己上报信息所需资源的时频位置信息。

进一步地，所述的方法还包括：

所述基站接收到MTCD组长设备的上报数据后，将对所述上报数据进行译码和解调，并向MTCD组长设备反馈ACK和NACK信息，所述基站定义一个门限值γ：

1：当所述基站接收到的MTCD小组的信号的正确译码率大于γ且所有成员都正确传输时，则所述基站认为该小组本次数据传输是成功的，向所述MTCD组长设备反馈一个用组ID掩码的ACK信号，所有组成员都用组ID掩码译出该ACK信号，并获悉上次发送成功，将准备下次发送的数据；

2、当所述基站接收到的MTCD设备小组的信号的正确译码率大于γ，但有部分MTCD设备发生了传输错误，则所述基站认为该小组本次数据传输是成功的，向所述MTCD组长设备反馈一个用组ID掩码的ACK信号，该ACK信号中携带传输错误的部分MTCD设备的ID号，所有组成员都用组ID掩码译出该ACK信号；

3、当所述基站接收到的MTCD设备小组的信号的正确译码率小于γ时，则所述基站认为该小组本次数据传输是失败的，向所述MTCD组长设备反馈一个用组ID掩码的NACK信号，所有组成员都用组ID掩码译出该NACK信号，并获悉上次发送失败，将重新传输上次发送的数据。

进一步地，所述的方法还包括：

当静态调度过程结束，所述基站在PDCCH信道上发送包含组ID的释放静态调度资源的命令，该命令采用组ID掩码，每个MTCD成员接收到该信令后，用组ID掩码译出该命令，发现命令中携带的组ID与自己所在的组ID相同，将分配的半静态调度资源进行释放。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例针对MTCD设备周期性、小数据包的特点，提出了使用半静态调度的方法，避免了每次调度时都要进行调度资源请求，以及相应的资源分配的过程，进一步降低了信令开销。针对多组MTCD设备的SPS调度会发生碰撞的问题，提出了解决方案，在时域上进行长SPS周期与短SPS周期的MTCD小组的配对，这样可以最大程度避免不同SPS周期的资源碰撞。同时可以将多个短SPS周期的MTCD小组进行配对，并取一两个较大质数作为其SPS周期，这样也可以进一步避免这两个短SPS周期的MTCD小组发生资源碰撞。基站根据接收到的MTCD发送的信息，将HARQ反馈分成三种情况，在保证反馈效果的同时进一步降低了信令开销。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种SPS调度中发生资源碰撞示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于分组的小区选择和接入的方法的处理流程图；

图3为本发明实施例提供的一种对MTCD设备进行分组的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

基于以上现有技术中的问题，本发明实施例提出了一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，既可以有效避免宏基站负载过重，也可以实现海量MTCD的小区接入问题。

上述基于分组的小区选择和接入的方法的处理流程如图2所示，包括如下的处理步骤：

步骤1、根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备。

图3为本发明实施例提供的一种对MTCD设备进行分组的示意图。MTCD设备的分组过程包括分簇、分组以及组长的确定三个过程，首先根据各个MTCD设备的业务特征，把具有相同业务特性的MTCD设备分成一个簇。在簇的基础上，将一个簇中指定位置范围内的MTCD设备分为一组，给每个组分配一个组ID，所述业务特性包括：QoS(Quality of Service，服务质量)、时延容忍门限、数据发送周期、剩余电量、最小时间提前量、与基站之间信道状态信息、内存和发送数据时所需缓冲区中的至少一项。

每个组中的MTCD设备的数量K由下式决定：

K＝(nTB×每个TB的容量)/每个MTCD设备所需资源

其中，nTB为给该组分配的TB数量；

给组中的每个MTCD设备分配一个设备索引号，MTCD设备的ID＝组ID+设备索引号。为了便于信息的存储和管理，将小组中的成员MTCD设备的ID号设置为连续分布。每个TB(Transmission Block，传输资源块)的容量根据实际情况设定。

然后，按照设定的规则从每个组中的所有MTCD设备中选择一个组长MTCD设备，对于普通接入组的设备，如果需要周期性上报数据，可以将该组内的成员的上报周期调整为相同的时间点和周期。组长的确定依据不同的应用场合可以使用以下不同的规则。这些信息在随机接入成功后以及进行信道测量时基站均可以获得，上述确定组长的设定的规则包括：

从每个组中的所有MTCD设备中选择剩余电量最多的MTCD设备作为组长MTCD设备；

或者，

从每个组中的所有MTCD设备中选择与基站之间信道状态最好的MTCD设备作为组长MTCD设备；

或者，

从每个组中的所有MTCD设备中选择最小时间提前量的MTCD设备作为组长MTCD设备；

或者，

从每个组中的所有MTCD设备中选择内存最大的MTCD设备作为组长MTCD设备；

或者，

从每个组中的所有MTCD设备中选择全组发送数据时所需缓冲区最小或者最大或者最接近全组平均缓冲区水平的MTCD设备作为组长MTCD设备。

将专门用于监控和告警类型的特殊设备归为一个特殊接入组，对于特殊接入组，由于该组的成员是一些具有监控和告警功能的设备，其QoS与发起请求的时间以及周期很难预测(基本没有周期可言)，同时要求的时延也非常严格，因此不为该组设置组长，该接入组内的成员在需要时将自动发起上行调度请求，具体过程与正常的LTE设备相同。特殊接入组设定组ID，特殊接入组中的每个MTCD设备都有一个终端索引号，MTCD设备的ID＝组ID+设备索引号。

将MTCD设备进行分组的目的是将业务特性相同的MTCD设备集合在一起，然后由组长代表整个组进行上行资源的请求，这样将尽可能避免由于单独MTCD设备申请资源时发送SR(Scheduling Request，调度请求)信息造成PUCCH(Physical Uplink Control CHannel，物理上行链路控制信道)信道阻塞。

当一个新的MTCD设备第一次接入网络时，随机接入成功之后，MTCD设备会向基站上报其对应的M2M业务特性。基站根据此MTCD设备上报的业务特性，为此MTCD分配一个组ID和设备索引号，当此MTCD所属的分组的MTCD数目大于预先设定的最大值时，基站自动添加一个组ID，即新建一个分组。每个成员都知道其所在接入组的组ID，该ID将用于在PDCCH信道上发送公共信令时所使用的掩码，从而减少PDCCH信道的信令负载。

随后，组长MTCD设备向基站发送接入请求信令。所述基站接收到所述接入请求信令后广播自己的状态信息，该状态信息包括：可用的子载波及每个子载波剩余的功率空间。组长MTCD设备根据接收到的基站的状态信息接入相应的基站。

步骤2、组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，基站根据上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源。

在M2M通信场景中，通信设备数量众多且在很多应用场景中，可以将数据发送的类型简单分为周期性与非周期性两种。其中考虑到M2M设备中有很多场合是周期性发送的小型数据的业务，这一类业务若使用动态调度，则会造成资源浪费，同时造成PUCCH信道和PDCCH信道的阻塞，因此针对M2M通信的这一特点，本发明提出了基于分组的SPS与动态调度相结合的解决方案，即针对周期性小数据包的发送业务，eNB将按照半静态调度的方式进行资源分配，而针对非周期性的数据类型，将根据其优先级采用动态调度的方式。

基站根据组长MTCD设备发送的上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定组长MTCD设备所在的组的数据类型属于周期性后，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源。

步骤3、基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息。

所述基站根据各个组的半静态调度的周期、调制编码格式和预期传输的总数据包大小确定给各个组分配的物理资源块的个数，给同一个组分配的物理资源块是连续的。对于进行半静态调度资源分配的MTCD设备，eNB需要确定SPS的周期T_SPS以及需要分配的PRB(Physical Resource Block，物理资源块)个数N_PRB。其中，T_SPS由接入组需要上报的周期(即数据包的到达时间)以及eNB处理该信令的预期时延(包括信令排队时间以及针对FDD与TDD的不同复用模式及TDD的不同配置格式所导致的时延等)确定。

T_SPS＝f(ρ,T_delay)

其中，ρ表示数据包到达时间，T_delay表示预期的延时。而N_PRB由具体数据传输速率、调制编码格式、预期传输的总数据包大小决定，根据LTE的要求，PRB的分配要保证是连续的。

基站为了最大程度兼顾MTCD的特性以及QoS的需求，依据特定的资源分配策略将采取时、频二维分别进行资源分配的方式，即先根据该MTCD的特性在时域决定是否是SPS调度，再在频域根据具体的QoS要求进行进一步资源分配。

上述特定的资源分配策略包括：

步骤1：基站在分配时频资源时，先将不同的MTCD设备小组搭配在一起共享相同的频率资源，再将不同的MTCD设备小组同时但是不同频使用资源；

所述基站将半静态调度的周期大于第一设定周期范围的MTCD设备小组(如隔较长时间才上报一次数据的电表信息业务的小组)与半静态调度的周期小于第二设定周期范围的MTCD设备小组(如上报监控信息的小组)放到一起，分配相同的频率资源。这样做的好处是，这两种业务搭配起来共享相同频率资源不容易发生碰撞。因为在发生碰撞之前，短周期业务很可能就已经上报完毕了。

步骤2：当两个MTCD设备小组的半静态调度的周期都小于第二设定周期范围时，设所述两个MTCD设备小组的半静态调度的周期的积为T，所述基站将所述两个MTCD设备小组放到一起，分配相同的频率资源，并且保证所述两个MTCD设备小组在T个周期之前发送完毕上行数据。

而对于多个短周期业务而言，可以把两个不同SPS周期的业务搭配在一起，其SPS周期取较大的质数，则这两个质数的积是发生碰撞时的TTI。质数的选择要保证上行数据的传输在达到这两个质数的积之前数据已经发送完毕，即该半静态调度结束。例如图1中的组2和组3选择的周期，不选3和6，而选择组2为每5个TTI发送一次，而组3选择每7个TTI发送一次，这样组2在第7个周期而组3在第5个周期这两个资源将发生一次碰撞。而5和7的选择要保证组2和组3在分别达到碰撞的周期之前预期的要发送数据已经全部发送完毕，即该SPS调度结束。这样就大大降低了碰撞的概率。

步骤3：当两个分配相同频率资源的MTCD设备小组在上行数据发送完毕之前，会发生时域碰撞，则所述基站结束其中一个MTCD设备组在该频率上的半静态调度，并改变分配给该MTCD设备组的频率资源。即如果发生了多个MTCD业务小组在数据都上报完毕之前发生碰撞的情景，在将要达到碰撞之前，eNB结束其中一个MTCD设备组在该频率上的半静态调度，并通过改变频率的方式将该接入组的接入资源调度到另一频率上去，即类似于跳频的思想。

步骤4、基站给MTCD设备组分配频率资源时，给出整个MTCD设备组所需资源的起始时频位置，每个MTCD设备根据所述起始时频位置和自己在MTCD设备组中的ID确定自己上报信息所需资源的时频位置信息。eNB分配资源时，eNB不必指出该组中所有设备的资源块大小和时频位置信息。因为同组的成员业务相同，且ID连续分布，因此他们上报所需资源相同，只需给出整个小组所需资源的起始时频位置，每个MTCD设备将此与自己的ID联系起来，就可以知道自己上报信息所需资源的时频位置信息。

步骤5、基站在频域给MTCD设备组分配资源的策略如下：

将根据接入组内的不同MTCD设备组的CSI(Channel State Information，信道状态信息)情况、QoS以及预期发送的数据包进行频率资源的分配。例如，如果目标是希望获得该接入组最大的和吞吐量，则将较好的子载波分配给CSI最好的MTCD组，而如果希望尽快完成数据的传输，则应该给数据包最大的MTCD小组设备分配最多的子载波。而对于没有特殊要求的场景和接入组，可以采用给各个MTCD设备组平均或随机分配频率资源。

基站将SPS的参数通过PDCCH信道反馈给MTCD设备组。注意，这个信令是用一个SPS-C-RNTI进行掩码的，而不是给每个MTCD小组的成员都分配一个SPS-C-RNTI。可以设定SPS-C-RNTI即为该MTCD小组的组ID，这样该组的所有成员都可以译出该信息，从而获得SPS的信息。这样，通过在PDCCH信道上发送了一个信令就可以为接入组的所有设备分配了SPS的信息，降低了PDCCH的信令开销。

eNB在其他资源上对其他的M2M业务进行动态资源调度。

步骤6、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重传)反馈方案如下：eNB接收到MTCD组长设备的上报数据后，将进行译码和解调。并反馈ACK和NACK信息。为了尽量减少信令负载，eNB将定义一个门限值γ，那么将有以下3种情况发生：

1：当接收到的MTCD小组的信号的正确译码率大于γ且所有成员都正确传输时，eNB认为该小组本次数据传输是成功的，则只反馈一个ACK信号，该信息用组ID掩码，所有成员都用组ID掩码译出该信息，并获悉上次发送成功，将准备下次发送的数据。

2、当接收到的MTCD设备小组的信号的正确译码率大于γ时但有很少量MTCD设备发生了错误，eNB仍然认为该小组本次数据传输是成功的，但是对于少数错误传输的MTCD设备，eNB将反馈此类设备的ID号，表明这几个设备需要重新传输这次的数据。即eNB反馈ACK+少数本次发生错误的MTCD的ID号。该信息也是用组ID掩码的，所有MTCD都可以译出该信息。

3、当接收到的MTCD设备小组的信号的正确译码率小于γ时，则eNB认为本次MTCD设备小组的传输都失败了，则将反馈一个NACK信号，该MTCD设备小组所有成员重新传输数据。该信息由组ID掩码。

通过以上的过程描述可以看出，无论反馈ACK还是NACK，仅需反馈一次即可，这样可以显著简化HARQ的反馈过程，降低出现信令阻塞的概率。

步骤7、当静态调度过程结束后，进行静态调度资源的释放。

当静态调度过程结束，需要将该SPS所使用的资源进行释放。eNB在PDCCH信道上发送包含组ID的释放静态调度资源的命令，该命令采用组ID掩码，每个MTCD成员接收到该信令后，用组ID掩码译出该命令，发现命令中携带的组ID与自己所在的组ID相同，就会将分配的SPS传输的资源进行释放。

综上所述，本发明实施例针对MTCD设备周期性、小数据包的特点，提出了使用半静态调度的方法，避免了每次调度时都要进行调度资源请求，以及相应的资源分配的过程，进一步降低了信令开销。

针对多组MTCD设备的SPS调度会发生碰撞的问题，提出了解决方案，在时域上进行长SPS周期与短SPS周期的MTCD小组的配对，这样可以最大程度避免不同SPS周期的资源碰撞。同时可以将多个短SPS周期的MTCD小组进行配对，并取一两个较大质数作为其SPS周期，这样也可以进一步避免这两个短SPS周期的MTCD小组发生资源碰撞。

通过基于MTCD设备海量的特点，首先将业务相同且距离很近的MTCD设备进行分组，以组为单位来进行资源的申请和信息的反馈，每个小组使用一个以组ID进行掩码的信令，给每个小组发送一个信令则小组中所有MTCD即可以获悉该信令，而不必为每个MTCD设备分配一个RNTI，给每个设备发送一条信令，可以大大降低信令开销。

小组内的每个MTCD设备的ID连续分配，eNB分配资源时仅需指出时频资源的起始位置，小组内每个MTCD会根据自己的ID推断出自己应该使用的时频资源，避免了eN为每个MTCD设备指定时频资源，大大降低了信令开销。

HARQ反馈是通信系统中一个必须的步骤，就是终端设备向基站发送了信号，基站一定要反馈一个信息告诉终端设备你发送的信号是正确的还是错误的。传统的反馈方法是基站要给每个MTCD都发送这样的ACK(表明基站接收正确)或者NACK(表明基站接收到的是错误信息)信号。而本发明设计的方法只需要基站反馈1个ACK或者NACK信令，或者1个ACK信令加及少量错误MTCD的ID号即可，大大降低了信令开销。

HARQ反馈时，基站根据接收到的MTCD发送的信息，将HARQ反馈分成三种情况，在保证反馈效果的同时进一步降低了信令开销。采用了设置门限的方法，当MTCD小组正确接收概率正确高于该门限且没有发生错误时，则只需反馈一个ACK信令指示该组MTCD设备进行下一组新数据传输；若小组的正确传输概率高于门限且有少数成员MTCD设备发生错误，则eNB反馈1个ACK加上错误的MTCD设备ID号，指示这些错误的MTCD设备重传数据；若小组的正确传输概率低于门限值，则eNB反馈一个NACK信号，指示该组MTCD设备都进行数据重传。以上三种可能的结果eNB都仅需发送一个ACK或者NACK信令，避免了给该组所有成员发送信令，大大降低了信令开销。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，其特征在于，包括：

根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备；

所述组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；

所述基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息；

所述的根据MTCD设备的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备，包括：根据各个MTCD设备的业务特征，把具有相同业务特性的MTCD设备分成一个簇，将一个簇中指定位置范围内的MTCD设备分为一组，给每个组分配一个组ID，按照设定的规则从每个组中的所有MTCD设备中选择一个组长MTCD设备，将每个组内的MTCD设备的上报周期调整为相同的时间点和周期，所述业务特性包括：QoS、时延容忍门限、数据发送周期、剩余电量、最小时间提前量、与基站之间信道状态信息、内存和发送数据时所需缓冲区中的至少一项，给组中的每个MTCD设备分配一个设备索引号，MTCD设备的ID＝组ID+设备索引号；

所述的组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源，包括：组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，该上行调度请求中携带所述组长MTCD设备所在组的数据业务特性，所述基站接收到所述上行调度请求后，提取所述上行调度请求中携带的数据业务特性，根据所述数据业务特性判断所述组长MTCD设备所在组的数据类型属于周期性上报类型后，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；

所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：所述基站根据接收到的所述组长MTCD设备上报数据的信令的到达时间周期和自己处理所述信令的预期时延，确定给所述组长MTCD设备所在组分配的半静态调度的周期；所述基站根据各个组的半静态调度的周期、调制编码格式和预期传输的总数据包大小确定给各个组分配的物理资源块的个数，给同一个组分配的物理资源块是连续的；

所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：所述基站在分配时频资源时，先将不同的MTCD设备小组搭配在一起共享相同的频率资源，再将不同的MTCD设备小组同时但是不同频使用资源；所述基站将半静态调度的周期大于第一设定周期范围的MTCD设备小组与半静态调度的周期小于第二设定周期范围的MTCD设备小组放到一起，分配相同的频率资源；

所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

当两个MTCD设备小组的半静态调度的周期都小于第二设定周期范围时，设所述两个MTCD设备小组的半静态调度的周期的积为T，所述基站将所述两个MTCD设备小组放到一起，分配相同的频率资源，并且保证所述两个MTCD设备小组在T个周期之前发送完毕上行数据；

所述的方法还包括：所述基站接收到MTCD组长设备的上报数据后，将对所述上报数据进行译码和解调，并向MTCD组长设备反馈ACK和NACK信息，所述基站定义一个门限值γ：

当所述基站接收到的MTCD小组的信号的正确译码率大于γ且所有成员都正确传输时，则所述基站认为该小组本次数据传输是成功的，向所述MTCD组长设备反馈一个用组ID掩码的ACK信号，所有组成员都用组ID掩码译出该ACK信号，并获悉上次发送成功，将准备下次发送的数据；

当所述基站接收到的MTCD设备小组的信号的正确译码率大于γ，但有部分MTCD设备发生了传输错误，则所述基站认为该小组本次数据传输是成功的，向所述MTCD组长设备反馈一个用组ID掩码的ACK信号，该ACK信号中携带传输错误的部分MTCD设备的ID号，所有组成员都用组ID掩码译出该ACK信号；

当所述基站接收到的MTCD设备小组的信号的正确译码率小于γ时，则所述基站认为该小组本次数据传输是失败的，向所述MTCD组长设备反馈一个用组ID掩码的NACK信号，所有组成员都用组ID掩码译出该NACK信号，并获悉上次发送失败，将重新传输上次发送的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

当两个分配相同频率资源的MTCD设备小组在上行数据发送完毕之前，会发生时域碰撞，则所述基站结束其中一个MTCD设备组在该频率上的半静态调度，并改变分配给该MTCD设备组的频率资源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：

所述基站给MTCD设备组分配频率资源时，给出整个MTCD设备组所需资源的起始时频位置，每个MTCD设备根据所述起始时频位置和自己在MTCD设备组中的ID确定自己上报信息所需资源的时频位置信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

当静态调度过程结束，所述基站在PDCCH信道上发送包含组ID的释放静态调度资源的命令，该命令采用组ID掩码，每个MTCD成员接收到该信令后，用组ID掩码译出该命令，发现命令中携带的组ID与自己所在的组ID相同，将分配的半静态调度资源进行释放。