CN109511100B

CN109511100B - 针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法

Info

Publication number: CN109511100B
Application number: CN201811452971.4A
Authority: CN
Inventors: 刘濛; 张迪; 杨树峰; 隋虎林; 王军
Original assignee: Shenyang Fire Research Institute of MEM
Current assignee: Shenyang Fire Research Institute of MEM
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2038-11-30
Also published as: CN109511100A

Abstract

本发明涉及一种针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，属于公共安全通信保障技术领域。包括如下步骤：（1）、用户或调度台根据用户所在现场情况触发用户的关键属性更新命令，并将用户关键属性信息传输给基站；（2）、当基站收到用户的关键属性更新信息时，即该用户为关键用户，将用户关键属性信息上报告知网络侧，由网络侧触发警示信息，告知调度指挥官，对该用户终端（UE）的现场信息进行关注；（3）基站在进行业务调度处理时，通过关键保障流程，保障关键用户的上行视频高质量的传输到网络侧。通过该方法用户或者调度台可以动态变更用户的关键属性，基站可以根据用户的关键属性，完成关键用户的通信质量保障，保障公共安全领域复杂现场执行任务的及时有效，保障人民群众及执勤人员的安全。

Description

针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法

技术领域

本发明涉及一种针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，属于公共安全通信保障技术领域。

背景技术

对于公共安全领域应用的特殊场景，调度指挥中心有需要实时监控关键用户在任务现场的视频或者其它实时数据业务，或者无线远端执行者在确认自己处境紧急的情况下，需要将现场数据信息实时反馈给调度中心，调度指挥中心根据现场实时传回的信息，及时地作出相关协调控制及命令的下达。对于关键用户，可能正在执法，一般是移动的，信道质量很可能较差，那么如何保障现场数据传输的可靠，使调度指挥者能够快速、准确作出响应，变得尤为重要。所以，需要设计动态通知eNB及eNB获取关键用户信息变更的流程，相关调度、AMC及功控需要配合，协调实现关键用户的通信保障。

在LTE中，eNB不能动态识别哪个或哪些特殊用户在执行关键任务，调度台或者UE，不能动态变更某用户的关键属性，并通知eNB。LTE的现有技术，资源分配策略，通常兼顾效率与公平，不能保障特殊用户的关键通信需求；与调度相关的功控受限处理策略及AMC处理策略，不涉及关键通信用户的稳定需求及容量保障。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，通过该方法完成用户关键属性的动态更新通知给基站，基站保障关键用户的通信质量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、用户或调度台根据用户所在现场情况触发用户的关键属性更新命令，并将用户关键属性信息传输给基站；

（2）、当基站收到用户的关键属性更新信息时，即该用户为关键用户，将用户关键属性信息上报告知网络侧，由网络侧触发警示信息，告知调度指挥官，对该用户终端（UE）的现场信息进行关注；

（3）、基站在进行业务调度处理时，通过关键保障流程，保障关键用户的上行视频高质量的传输到网络侧。

所述的步骤（1）中，用户触发关键属性更新命令的具体过程为：

用户按下关键属性上报按键，用户终端（UE）触发上报Key User Report Mac CE给基站，基站识别对应的逻辑信道ID（LCID），并判断用户终端（UE）需要关键通信保障，变更基站维护的关键通信属性信息。

所述的步骤（3）中基站侧的关键保障流程如下：

（3.1）基站侧收到关键用户更新通知信息，完成用户关键属性的更新；

（3.2）触发AMC（自适应调制编码）模块，针对关键用户的特殊流程配合，保障关键用户数据传输的稳定收敛性；

（3.3）基站内调度器模块针对关键用户的绝对优先调度策略，保障关键用户数据的优先调度，同时针对同一关键等级内的优先级排序，进一步保障某些关键用户大的资源需求；

（3.4）调度器完成关键用户RB预分配后，触发自适应传输带宽模块，针对关键用户需求做容量调整处理，满足关键用户需求。

所述的基站内调度器模块的数据优先级依次：SRB->关键通信等级高用户->关键通信等级低用户->非关键通信保障用户（GBR->no-GBR）。

所述的关键用户的调度分层满足以下条件：

（1）每层关键用户通信采用RR调度，顺序按照计算出的优先级从高到低；

（2）高关键等级的用户相对低等级层的用户有着绝对优先级

（3）关键等级用户RB分配完成后，如有资源，进行非关键用户的调度

（4）关键用户层内的优先级计算，信道质量越好，buffer越小优先级越高。

所述的AMC模块内置的通信保障数据处理流程为：对于关键通信用户，如果AMC（自适应调制编码）输入的SINR，较历史滤波值较小，说明信道变差，为了保证关键用户数据传输的稳定性，则降低SINR平滑滤波中，历史SINR滤波值所占比重，防止关键用户信道变差情况下，AMC（自适应调制编码）输出的MCS（调制与编码策略）跟踪信道不及时，导致CRC校验错误。

本发明的有益效果：本发明提供了一种用于公共安全领域中一套动态关键通信的保障机制和方法，提出UE在连接态下，调度台或UE动态告知基站UE的关键属性变更方法：在调度台侧，指挥官通过点击应用，告知EPC，EPC通过S1口将对应UE的关键属性通知给基站。在UE侧，通过拓展标准LTE 中 UL-SCH的预留LCID，增加用于关键用户属性上报的Mac CE的定义，通过按钮完成关键用户属性Mac CE的上报触发。同时提出基站调度及链路自适应协同保障策略，保障关键用户数据的可靠传输，即Mac层调度关键用户绝对优先分层保障：SRB>关键用户数据（层内涉及进一步优先级计算）>其他用户数据。关键用户的AMC收敛保障：关键用户AMC的SINR滤波因子动态调整，在信道变差时，关键用户历史滤波权重变小，保障关键用户信道变差时的传输可靠性。当关键用户上行功控受限时给予容量保障保障关键用户每个TTI容量最大的准则，最大力度满足关键用户的传输容量需求。该方法可保障公共安全领域复杂现场执行任务的及时有效，保障人民群众及执勤人员的安全。

附图说明

图1是动态关键通信保障协调组成示意图。

图2是调度台发起用户关键属性变更流程图。

图3是 UE主动上报更新用户关键属性的方法及流程图。

图4是用户关键信息上报MacCE组成示意图。

图5是基站侧针对关键用户的通信保障流程图。

图6是调度器关键用户通信保障处理流程图。

图7是动态关键通信保障的AMC收敛保障处理图。

图8是关键用户上行功控受限时的容量保障处理流程图。

图9是调度优先级排序示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，为了实现该方法，搭建了利用关键通信保障系统，系统架构关系图见图1。

动态协调的关键通信保障系统总体组成示意架构如下：

对调度台触发的关键用户属性通知，需要调度台、核心网和基站共同完成关键通信保障。对于UE主动通知的关键用户通信保障，需要UE、基站、核心网和调度台共同配合。如图1，UE可以根据自身现场情况变更自己的关键属性，上报基站并通知网络侧调度指挥官关注，调度台也可以通过视频检测，修改相应UE的关键属性，并通知基站。基站通过关键属性的变更，对该UE进行关键通信保障或者去关键通信保障。

在公共安全行业的调度指挥中心，当特殊事件需求发生时，调度台可以主动指示用户更新关键属性，具体操作如下：

在公共安全行业的调度指挥中心，当特殊事件需求发生时，调度台指挥官通过点击对应应用（如主动调看某个用户的现场视频）观看某用户数据，应用层告知EPC，EPC通过S1口将对应UE的关键属性级更改信息告知eNB。如取消监测某UE的数据，则采取相同的方法流程更改UE的关键属性信息。如图2所示描述。

调度台传送的关键属性信息为1比特或多比特，如1比特，1表示关键用户，0表示非关键用户，多比特相对于1比特而言，在关键用户中又分关键等级。

主动上报更新用户关键属性的方法及流程：

（1）UE主动上报更新用户关键属性的流程：当UE侧意识到紧急事件发生时，UE通过应用按钮完成关键用户属性上报触发；基站收到UE上报的关键用户属性后，通过核心网，额外提醒调度台，警示调度台控制人员调阅关键用户的相关信息。基站收到UE的关键属性变更后，对UE进行关键通信保障流程或者去关键通信保障流程，如图3所示。

（2）UE上报Key User Report Mac CE定义

定义UE上报的Key User Report Mac CE，用户关键信息位数1比特或多比特，0表示非关键用户，值越大，关键等级越大，Key User Report Mac CE结构示意图见图4。采用01011作为其LCID，UE组包优先级位于BSR之前一级，扩展后的上行共享信道LCID见表1。

表1UL-SCH LCID 定义

（3）UE侧Key User Report触发及组包上报

使用者通过手持终端或电台的按键，完成key User Report 的触发；

如果有上行新传的授权资源，并且可以支持容纳Key User Report Mac CE和其头信息，

获取上报的Key信息，完成Key User Report Mac CE 的Mac复用，复用优先级高于BSR，低于C-RNTI和UL-CCCH data，LCID为01011。

动态关键通信保障基站侧处理流程：

（1）动态关键通信保障基站侧总体流程见图5：

基站侧收到关键用户更新通知信息，完成用户关键属性的更新；

触发AMC模块，针对关键用户的特殊流程配合，保障关键用户数据传输的稳定收敛性；

调度器模块，针对关键用户的绝对优先调度策略，保障关键用户数据的优先调度，同时针对同一关键等级内的优先级排序，进一步保障某些关键用户大的资源需求，该操作的具体应用实例见图9；

调度器完成关键用户RB预分配后，触发自适应传输带宽模块，针对关键用户的特殊处理，尽力满足关键用户的容量需求。

基站侧以上的四大模块，配合协作，完成关键用户的数据传输保障。

eNB调度器配合保障处理流程，如图6所示：

针对新传策略，优先级依次：SRB->关键通信等级高用户->关键通信等级低用户->非关键通信保障用户（GBR->no-GBR）。针对关键用户的调度分层策略为：

关键通信用户层内的优先级计算，信道质量越好，buffer越小优先级越高；

每层关键通信采用RR调度，顺序按照计算出的优先级从高到低（进一步利用小资源需求的剩余资源，保障大资源需求关键用户）；

高关键等级的用户相对低等级层的用户有着绝对优先级；

关键等级用户RB分配完成后，如有资源，进行非关键用户的调度。

动态关键通信保障的AMC收敛保障处理流程：

动态关键通信保障的AMC收敛保障处理流程见图7，对于关键通信用户，如果AMC输入的SINR，较历史滤波值较小，说明信道变差，为了保证关键用户数据传输的稳定性，则降低SINR平滑滤波中，历史SINR滤波值所占比重，防止关键用户信道变差情况下，AMC输出的MCS跟踪信道不及时，导致CRC校验错误。

关键用户上行功控受限时的容量保障处理流程，如图8所示：

对于调度台上拉及UE主动上传的业务，都为上行传输，当UE功率受限的情况，需要对上行传输带宽进行自适应的处理。LTE中，自适应带宽控制的原则是使系统总体谱效的最大化。本关键用户保障策略里，为了保障关键用户的传输容量，采用保证关键用户容量最大的原则。根据输入的功率余量信息、调度器预分配的RB、SINR_AMC信息，针对关键用户，依据香农原理，保障对应调度时刻的容量最大，且使用的MCS有效等准则，设计关键用户的自适应带宽处理流程。

Claims

1.针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（2）、当基站收到用户的关键属性更新信息时，即该用户为关键用户，将用户关键属性信息上报告知网络侧，由网络侧触发警示信息，告知调度指挥官，对该用户终端UE的现场信息进行关注；

（3）、基站在进行业务调度处理时，通过关键保障流程，保障关键用户的上行视频高质量的传输到网络侧；

步骤（1）中，调度台触发关键属性变更命令的过程如下：在公共安全行业的调度指挥中心，当特殊事件需求发生时，调度台指挥官通过点击对应应用，观看某用户数据，应用层告知EPC，EPC通过S1口将对应UE的关键属性级更改信息告知eNB；

所述的步骤（3）中基站侧的关键保障流程如下：

（3.2）触发自适应调制编码AMC模块，针对关键用户的特殊流程配合，保障关键用户数据传输的稳定收敛性；

2.根据权利要求1所述的针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，其特征在于，步骤（1）中，用户触发关键属性更新命令的具体过程为：

用户按下关键属性上报按键，用户终端UE触发上报Key User Report Mac CE给基站，基站识别对应的逻辑信道ID（LCID），并判断用户终端UE需要关键通信保障，变更基站维护的关键通信属性信息。

3.根据权利要求1所述的针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，其特征在于，所述的基站内调度器模块的数据优先级依次：SRB->关键通信等级高用户->关键通信等级低用户->非关键通信保障用户。

4.根据权利要求1或2所述的针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，其特征在于，所述的关键用户的调度分层满足以下条件：

（2）高关键等级的用户相对低等级层的用户有着绝对优先级；

（3）关键等级用户RB分配完成后，如有资源，进行非关键用户的调度；

5.根据权利要求1所述的针对公共安全领域的动态保障关键通信的方法，其特征在于，所述的AMC模块内置的通信保障数据处理流程为：对于关键通信用户，如果自适应调制编码AMC输入的SINR，较历史滤波值较小，说明信道变差，为了保证关键用户数据传输的稳定性，则降低SINR平滑滤波中，历史SINR滤波值所占比重，防止CRC校验错误。