CN107615861B - 蜂窝通信系统设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了蜂窝通信系统设备和方法。用户设备具有上行链路缓冲区，用于在上行链路授权程序中存储发送到网元的上行链路数据，并被配置有非连续传输(DTX，Discontinuous Transmission)模式，当上行缓冲区内有授权但没有上行数据时，该模式允许其在‘关闭’期间，跳过上行填充传输的传输。

Description

蜂窝通信系统设备和方法

技术领域

本发明涉及一种蜂窝通信设备和方法，特别适用于长期演进(LTE，Long TermEvolution)无线通信系统。

背景技术

在目前的LTE系统中，兼容LTE的用户设备(UE，User Equipment)必须由演进的节点B(eNB(eNodeB))调度，以在物理上行共享信道(PUSCH，Physical Uplink SharedChannel)上发送上行链路(UL,uplink)数据传输。这是由eNB向UE发送PUSCH传输请求来实现的，也称为UL授权，通常接下来UE表示其缓冲区中具有可供发送的上行链路数据。这些上行链路授权可以是动态的或配置态的(周期性的)。然而，如果UE的缓冲区中没有UL链路数据，则在上行链路授权程序中，UE在PUSCH上发送填充传输。这是对UE电池资源的浪费，并且会增加UL干扰。

为了实现“快速上行接入”，人们已经考虑到利用预调度技术，由此eNB可以向UE分配上行链路授权，而无需事先知道UE是否有需要传输的任何数据。通常情况下，UE可以获得分配的所述配置的上行链路授权，以用于各个子帧上的传输。利用这种方案，新数据一到达其上行链路数据缓冲器，UE就可以传输，从而减少上行链路传输的延迟。在这种情况下，大多数时候，UE的缓冲区中没有上行链路数据，因此，它只会在PUSCH上发送填充传输。

跳过发送无用的PUSCH传输将会更有利，因为它会减少上行链路干扰，提高电池效率。然而，跳过PUSCH传输可能会产生LTE系统内的运行问题，本发明提出了考虑到此类问题的方法和设备。

发明内容

在传统(目前)LTE上行链路(UL，uplink)调度中，用户设备(UE，User Equipment)不可能跳过物理上行共享信道(PUSCH，Physical Uplink Shared Channel)传输。通过动态或配置态(即周期性的)授权调度新的传输，而通过动态UL授权(自适应重传)或PHICH NACK指示(在非自适应重传的情况下)调度HARQ重传。此外，没有与数据相关的UL控制信息(例如TBS、MCS、HARQ进程ID、NDI、RV)，因为此信息基本上由调度指示(或隐性派生)。eNB(或eNodeB)具有处理UE传输所需的所有UCI。eNB可以被配置成始终假设UE如期传输了PUSCH，并利用所接收到的PUSCH来更新功率控制回路、自适应调制和编码(链路自适应)或定时提前。

然而，如果跳过了PUSCH传输，则eNB就不再假定UE如期进行了调度传输。在所谓的快速上行访问用例中，大部分时间内，UE实际上并未进行任何传输。因此，在这些用例中，PUSCH传输可以被视为“非请求的”(意思是：eNB不知道有实际的PUSCH传输)，而传统的PUSCH传输可以被视为“请求的”(和强制性的eNB知道其可以期待PUSCH传输)。在传统的LTE系统中，将跳过PUSCH传输的可能性付诸实施将有以下影响因素。

首先，需要考虑到混合自动重传请求(HARQ，Hybrid Automatic RepeatRequest)。eNB可能无法可靠地执行PUSCH DTX检测。这将使得软缓冲区受到噪声样本的破坏。后果可能是，HARQ不再可能。可能需要使用非常保守的调制和编码方案(MCS，Modulation and Coding Scheme)。

其次，需要考虑到功率控制和链路自适应。在半持续调度(SPS，Semi-persistentScheduling)用例中，PUSCH可用于调整短期功率传输，而PUSCH统计可用于适应编码率(MCS，coding rate)。如果跳过了PUSCH传输，则这些能力将不再可能，并且因此，可能需要配置更保守的MCS。也可能需要配置周期性探测参考信号(SRS，Sounding ReferenceSignal)。然而，这并非真正适应于SPS用例，而是适应于频率选择性调度，并且它也并不能很好地适应于非常小的带宽(最小SRSBW为4RB，启动RB是4的倍数)。此外，它还将消耗其它资源。

第三，需要考虑到物理下行控制信道(PDCCH，Physical Downlink ControlChannel)。缺乏系统PUSCH传输也意味着没有确认消息(从UE到eNB)指示UL授权(动态，或用于SPS配置/释放)的PDCCH被正确接收。因此，这也可能会影响下行汇聚层配置算法。

第四，需要考虑到‘UE丢失’恢复。目前(即在传统的LTE系统中)，当PUSCH无法通过时，没有具体的触发UE的动作。然而，在传统的系统中，eNB可以采取适当的措施，因为它完全了解UL问题。相反，当故意跳过PUSCH传输时，eNB采取的这个措施将不再可能存在。

第五，需要考虑到隐性半持续调度(SPS，Semi-persistent Scheduling)释放。隐性释放机制不再适用，其中，在该隐性释放机制中，在N个连续的UL填充传输之后，UE自主释放已配置的SPS资源。

在一个实施例中，给UE配置有非连续传输(DTX，Discontinuous Transmission)模式，该模式基于子帧偏移量、循环长度和以子帧数表示的开启持续时间(on-duration)，从而需要UE服从在eNB所了解的各个瞬间(DTX模式的“开启”期间)上的PUSCH传输请求(即使在没有上行链路数据的时候)，同时允许UE在所有其他时间内(DTX模式的“关闭”期间)跳过UL传输(当没有上行链路数据时)。偏移量可以特定于UE。本实施例的优点是允许eNB使用传统的自适应算法，同时仍然保持在大部分时间内跳过UL传输的优势。因此，只在“关闭”期间跳过填充UL传输。通过来自于eNB的消息传递，DTX模式可以被配置到UE中。这样，eNB就会知道在哪个子帧上不允许UE跳过填充传输。

为了最小化UE功率消耗和信令影响，DTX模式可与非连续接收(DRX，Discontinuous Reception)模式对准。

在基于竞争的(CB，contention-based)配置或动态授权的情况下，除了特定于UE的偏移量以外，解调参考信号(DMRS，Demodulation Reference Signal)循环移位可在DTX模式的超模式范围内应用。

在进一步的实施例中，当启用跳过UL填充传输并且不正在发送UL数据时，也会跳过功率余量报告(PHR，Power Headroom Report)。

通常在UL传输的期间使用功率余量报告程序，以告知eNB标称UE最大发射功率和PUSCH传输的估计功率之间的差异。通常情况下，PHR有几个可能的触发点。其中一个可能的触发点是周期性PHR定时器的计时到期，用于向eNB提供周期性PHR。一旦触发，分配UL资源时，将在传输时间间隔(TTI，Transmission Time Interval)内发送PHR。在传统操作中，在有UL数据需要发送时，基本上将分配UL资源。在这种情况下，发送PHR有意义。当没有要发送的UL数据时(例如，仅限一段时间内的DL，突然出现在VoLTE中的TX语音结束，……)，实际上并未传输触发的PHR。如果跳过UL填充传输，在不发送UL数据时，不清楚是否会发送PHR。这取决于“跳过UL填充传输”是否也包含了采用PHR进行的传输。一方面，由于在传统系统中并没有这样的操作，因此可能并不需要发送PHR。另一方面，在提供周期性UL传输的意义上，这样的操作可能被认为是有用的，周期性UL传输有助于维护UL。例如，如果配置了周期性PHR定时器，可以至少周期性地发送PHR。然而，由于在没有发送UL数据的时候，PHR并没有用处，因此，在这种情况下避免发送PHR也进一步降低了功率消耗和减少UL干扰。

在优选实施例中，在由上述DTX模式所规定的‘关闭’期间内，当不发送UL数据时，UE被配置成跳过发送PHR。在不允许跳过PUSCH传输的‘开启’期间(由DTX模式所规定的)，UE遵从传统要求，并且如果经过eNB授权，则若之前触发过任何PHR时，UE将传输PHR。也就是说，当不发送UL数据时，不允许UE在非请求PUSCH上传输PHR。这个选项得益于eNB所了解到的周期性UL传输和所上报的PHR。

同样地，在进一步的实施例中，当启用跳过上行填充传输并且不发送上行链路数据时，也会跳过周期性缓冲区状态报告(BSR，Buffer Status Report)。

缓冲区状态报告程序通常用于告知eNB UE上行链路缓冲区内待传输的剩余量的上行链路数据。通常，BSR有数个触发点。其中一个可能的触发点是周期性BSR定时器的计时到期，在这种情况下，BSR被称为“周期性BSR”。在上行链路数据传输的期间内使用周期性BSR，使eNB随时了解UE缓冲区状态。这样，仅当UE被分配到上行链路资源时，才会传输该周期性BSR。如果UE没有分配的上行链路资源，仅推迟它，并不会触发违背“常规BSR”的调度请求程序。

在优选实施例中，在由上述DTX模式所规定的“关闭”期间，当不发送上行链路数据时，UE被配置成跳过发送周期性BSR。在不允许跳过PUSCH传输的“开启”期间(由DTX模式所规定的)，UE遵从传统要求，并且如果经过eNB授权，则之前触发过任何BSR时，UE将传输周期性BSR。也就是说，当不发送上行链路数据时，不允许UE在非请求PUSCH上传输周期性BSR。这个选项得益于eNB所了解到的周期性上行链路传输和所上报的BSR。

进一步的实施例考虑到对丢失UE的处理。通常情况下，当UE已经向小区边缘移动时，可能发生此情况。这种情况也可能由于丢失时间对准所导致。在目前的系统(传统操作)中，如果UE需要传输UL数据，并且没有可用的调度资源，则UE使用调度请求(SR，SchedulingRequests)(如果时间对准)或PRACH(如果时间未对准)。无论在哪种情况下，在失败的情况下，UE将通知上层。通常，SR程序失败将触发PRACH程序，PRACH程序失败将来自于RRC的无线链路失败(RLF，radio link failure)流程。由于eNB未了解到UE正在传输时，为了解决这个问题，UE侧的失败处理就很重要。

在存在可用的调度资源的情况下，UE可以在PUSCH上传输数据。需要时，由eNB负责请求HARQ重传。然而，在UE侧处达到最大HARQ重传次数的情况下，MAC层并没有具体操作。使用新的传送区块继续传输。RLC AM承载最终会达到最大重传次数，并触发RLF。但如果只有RLC UM承载，则根本不会触发RLF。在这种情况下，由于eNB了解到UE正在传输时，因为eNB可以检测到问题并采取适当操作，所以UE侧的失败处理就不那么重要。

通过每个子帧上所配置的UL授权，UE总是处于“可用的调度资源”用例中，并且无需使用SR流程。相反地，UE使用PUSCH。如果启用了跳过UL填充传输，则eNB并未知道UE正在传输。然后，如果丢失UL，eNB不会采取任何操作，因为它并未意识到UL丢失，并且，按照当前的LTE规范，UE也不会采取任何操作；在使用RLC UM承载的情况下，UE可以继续传输，直到时间对准计时器(TAT，Time Alignment Timer)计时到期为止。为了避免不必要的时间提前更新，这种计时器通常可以设置为高值。

与丢失UE有关的这些问题通过提供上述DTX模式解决。这是因为，eNB将注意到，在强制性场合下，不再对请求的PUSCH进行解码而丢失了UL连接。

在一实施例中，只有非请求UL PUSCH传输是可能的；即，DTX模式不在UE内进行配置，并且允许UE跳过在分配的上行链路资源上的上行填充传输，然后，在注意到PUSCH传输不成功时，UE可以被配置成自主释放任何“跳过UL填充传输”启用资源。在特定次数的非请求PUSCH传输失败之后，一种做法是将使该自主释放发生。这将导致涉及SR、物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)和RLF流程的传统操作的回复。eNB接收到SR/PRACH传输可用于指示UE已经释放了SPS资源。然后，eNB可以恢复该情景，并向UE分配适当的资源。

在动态授权用于预调度的其他情况下，这将不是在每个TTI/长期的基础上。因此，eNB所不了解的非请求PUSCH传输问题可能不太重要。实际上，可以预料到UE仍然会发送SR，而eNB可能检测到这种情况。在一个实施例中，UE可以被配置成忽略至少一些UL授权，并转而发送调度请求(SR，Scheduling Request)，至少直到检测到UL授权中的MCS/功率控制的变化。eNB在其调度的非请求PUSCH的TTI上接收SR(因此，UE不应该在该TTI上传输SR)，该eNB可以将这理解成为非请求PUSCH的问题，并采取适当的操作。

UE用来确定非请求PUSCH传输问题的方法取决于用于HARQ反馈的协商方案。PHICH经过强有力的编码，并且NACK-ACK错误较低。另外，在确定PUSCH传输成功方面，通过PDCCH进行的ACK反馈可以提供更高的可靠性。

UE可以被配置为自从激活以来在特定的时间段(或资源数量)之后自主释放所配置的资源。

应注意的是，如果跳过了PUSCH传输，在传统系统中，经过N次连续的UL填充传输之后，隐性释放SPS资源将不再适用。具备一种隐性释放SPS资源的机制也可有助于减轻UL丢失问题的影响。还应该指出的是，一旦RRC对SPS进行了配置，在检测虚假PDCCH时可能会意外开启该机制，在这种情况下，eNB甚至不知道UE正在传输(在随机选择的资源上)。至少在传统操作中，一旦UE没有UL数据需要发送，所配置的资源就将被释放。然而，如果跳过PUSCH传输，就不会是这样。一种可能的解决方案是将预先分配的资源的数量限制在给定的数量M(固定或配置的)，或者在M个连续周期之后同等地释放所配置的资源。

还提供了一种用于操作与蜂窝通信系统的网元通信的无线通信设备的方法，该方法包括的步骤为，网元向与网元通信的无线通信设备传输包含在下行控制信息(DCI，Downlink Control Information)信号中的指示，其中该指示指导无线通信设备跳过发送用于特定的上行链路授权的上行填充传输，以用于动态调度授权。

无线通信设备可以具有上行链路缓冲区，用于在上行链路授权程序中，存储发送到网元的上行链路数据，该方法进一步包括当所述上行链路缓冲区内有授权但没有上行链路数据时，跳过从无线通信设备到网元的上行链路填充传输的传输，以及在激活此类所配置的上行链路资源后的预设时间段结束之后，释放任何所配置的上行链路资源。

还提供了一种用于操作与蜂窝通信系统的网元通信的无线通信设备的方法，其中无线通信设备具有上行链路缓冲区，用于在上行链路授权程序中，存储发送到网元的上行链路数据，该方法包括当启用跳过上行链路填充传输并且不正在发送任何上行链路数据时，跳过从无线通信设备到无线通信设备所连接的网元的周期性缓冲区状态报告传输。

附图说明

下面将参考附图说明本发明的一些实施例：

图1是本发明可操作的蜂窝通信系统各部件的示意图；

图2代表DTX模式；

图3代表DTX模式，包括超模式。

具体实施方式

参考图1，示出了本发明实施例中正在运行的部分无线通信网络的示例，一般用100来表示该无线通信网络，并且该无线通信网络包括演进的节点B(eNB)101，其支持LTE小区102。在其它实施例中，eNB 101可以支持多个小区。演进的节点B 101包括部分无线接入网络，其在本示例中为E-UTRAN。用户设备103位于小区102的覆盖区域内。用户设备103具有上行链路缓冲区104，用于存储发送到eNB 101的上行链路数据。

在第一实施例中，如果上行链路缓冲区104中没有用于发送到eNB作为上行链路授权程序的一部分的数据，则UE 103不向eNB 101发送任何PUSCH填充传输。在一个操作示例中，UE 103被配置成永久地表现出这种行为。在另一个示例中，当其连接到网络100时，UE103在预设时间时长内表现出这种行为，然后在进一步预设时间段内，在适当的时候恢复为发送填充传输的常规行为。

在第二实施例中并针对动态调度授权，eNB 101发送包含在下行控制信息(DCI，Downlink Control Information)中的指示，该指示指导UE 103跳过发送用于特定的上行链路授权的上行链路填充传输。

在第三实施例中，对于配置或动态授权，eNB 101向UE 103发送DTX模式。因此，给UE 103配置所接收到的DTX模式，其中在一个示例中，类似于现有的连接非连续接收(C-DRX，Connected Discontinuous Reception)模式的方式，该模式是基于子帧偏移量、循环长度和开启持续时间(on-duration)。UE 103采用如此配置，从而若其在被授予上行链路资源但其缓冲区内没有任何数据时，其在‘关闭’期间跳过发送上行链路填充传输。通常，可以使用‘开启’持续时间为1ms的40ms的周期，因为这与用于VoLTE的典型模式相匹配。然而，为了限制对功率消耗的影响，可以使用更长的周期。仅在‘关闭’期间内允许跳过这些上行链路传输，而在‘开启’期间，UE 103遵从上行链路授权，正如在传统系统中一样。如果DTX模式与DRX模式对齐，则可以最小化功率消耗和信令影响。图2示出了具有‘开启’期间201和‘关闭’期间202的DTX模式。每个DTX循环长度有一个‘开启’期间和一个‘关闭’期间。在每一个‘开启’期间201内，如果分配了上行链路资源(动态或配置的上行链路授权)，则禁止跳过上行链路填充传输。然而，在每个‘关闭’期间202内，如果分配了上行链路资源(动态或配置的上行链路授权)，则允许跳过上行链路填充传输。

第三实施例所描述的方案可以扩展到基于竞争(CB，contention based)配置或动态的授权。这样的授权可以同时解决几个UE，并且使其无法在相同的UL资源上进行传输。通常情况下，不同的解调参考信号(DRS，Demodulation Reference Signal)循环移位用于在同时传输的情况下允许区分。因此，在第四实施例中，解调参考信号(DMRS，DemodulationReference Signal)循环移位用作DTX模式的超模式内的额外的特定于UE的偏移量。图3示出了DTX模式，其超模式的循环长度相当于四个DTX循环长度。在本示例中，在相同的资源上配置四个用户设备(A，B，C，D)。在每个DTX循环的每四个‘开启’期间中的一个期间内，禁止每个用户设备跳过PUSCH传输，并且在包含在DTX超模式循环长度内的其余三个‘开启’期间，禁止用户设备进行任何PUSCH传输。参考图3，在‘开启’期间301内，如果分配了上行链路CB资源(动态或配置的上行链路授权)，则为用户设备A预留该资源，并且在此期间内，用户设备A不允许跳过填充传输。禁止其他用户设备(B，C，D)在此期间301内进行传输。在‘开启’期间302内，如果分配了上行CB资源(动态或配置的上行链路授权)，则为用户设备B预留该资源，并且在此期间，用户设备B不允许跳过填充传输。禁止其他用户设备(A，C，D)在此期间302内进行传输。在‘开启’期间303内，如果分配了上行链路CB资源(动态或配置的上行链路授权)，则为用户设备C预留该资源，并且在此期间，用户设备C不允许跳过填充传输。禁止其他用户设备(A，B，D)在此期间303内进行传输。在‘开启’期间304内，如果分配了上行链路CB资源(动态或配置的上行链路授权)，则为用户设备D预留该资源，并且在此期间，用户设备D不允许跳过填充传输。禁止其他用户设备(A，B，C)在此期间304进行传输。在‘关闭’时期305，如果分配了上行链路CB资源(动态或配置的上行链路授权)，则所有用户设备A，B，C，D均可跳过上行填充传输。然后，从为用户设备A所预留的‘开启’期间306开始，重复超DTX循环。该方案使eNB能够为每个竞争UE配置单独的周期性请求的PUSCH传输机会。在第三和第四实施例中，通过利用DTX模式，eNB可以知道何时允许或不允许特定的用户设备进行上行链路填充传输。

Claims (5)

1.一种用于操作与蜂窝通信系统的网元通信的无线通信设备的方法，其中所述无线通信设备具有上行链路缓冲区，用于在上行链路授权程序中存储发送到所述网元的上行链路数据，该方法包括

当启用跳过上行链路填充传输并且不正在发送上行链路数据时，跳过从无线通信设备到无线通信设备所连接的网元的周期性缓冲区状态报告传输；

其中，所述启用跳过上行链路填充传输是基于所述网元向与所述网元通信的所述无线通信设备传输包含在下行控制信息信号中的指示，其中所述指示指导所述无线通信设备跳过发送用于特定的上行链路授权的上行填充传输，以用于动态调度授权。

2.一种用于操作与蜂窝通信系统的网元通信的无线通信设备的方法，其中所述无线通信设备具有上行链路缓冲区，用于在上行链路授权程序中存储发送到所述网元的上行链路数据，该方法包括；给所述无线通信设备配置非连续传输模式，当所述上行链路缓冲区内有授权但没有上行链路数据时，在“关闭”期间内，跳过从所述无线通信设备到所述网元的上行填充传输的传输，以及当有授权时，在‘开启’期间内，禁止跳过传输。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在基于竞争或动态的上行链路授权程序中，其中所述无线通信设备与(n-1)个其他无线通信设备共享资源，其中‘n’为预设的整数，在非连续传输模式的超模式中，给所述无线通信设备配置特定于设备的非连续传输模式偏移量，在每n个‘开启’期间中的一个期间内，禁止所述无线通信设备通过该模式跳过所述传输，并且在其余的‘开启’期间内，禁止所述无线通信设备进行传输。

4.根据权利要求2或3所述的方法，包括当有授权但不正在发送上行链路数据，并且没有取消功率余量报告时，在所述‘关闭’期间，跳过从所述无线通信设备到所述网元的触发的功率余量报告的传输，从而允许上行链路数据的进一步的传输，或者进入‘开启’期间内。

5.根据权利要求2或3所述的方法，包括当没有上行链路数据正在发送，并且没有取消缓冲区状态报告时，在所述‘关闭’期间，跳过从无线通信设备到所述网元的触发缓冲区状态报告的传输，从而允许上行链路数据的进一步的传输，或者进入‘开启’期间内。

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