CN110582069B - 一种基于cbtc业务的资源分配方法和装置 - Google Patents

一种基于cbtc业务的资源分配方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种基于CBTC业务的资源分配方法，该方法包括：基站为每个用户终端确定上行调度优先级值；其中，针对用户终端U的上行调度优先级值PriU为：
Figure DDA0001688992570000011
eff_SINR(U)为用户终端U的上行频谱效率，UserRate(U)为用户终端U的上行平均速率，α为调度请求SR因子，β为延迟Delay因子，γ为链路控制协议LCP因子；在为各用户终端进行资源分配时，为上行调度优先级大的用户终端优先分配资源；其中，上行调度优先级值越大对应的上行调度优先级越大。该方法能够提高CBTC业务的可靠性，并兼顾其他业务的公平性。

Description

一种基于CBTC业务的资源分配方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于无线通信的列车自动控制系统(Communication Based Train Control System，CBTC)业务的资源分配方法和装置。
背景技术
长期演进(Long Term Evolution，LTE)无线通信技术逐步应用于城市轨道交通，如地铁，轻轨等，在该网络下存在各种业务类型，如CBTC、语音、视频和普通PS数据等业务，CBTC业务部署在服务质量分类指示(QoS Class Identifier，QCI)1承载、语音业务部署在QCI1承载，视频业务部署在QCI4承载，普通PS数据部署在QCI9承载，基站针对不同的业务的特点和要求进行差异化处理，如优先级管理，对高优先级的业务优先分配物理层下行控制信道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)和物理层下行共享信道(PhysicalDownlink Share Channel，PDSCH)资源。
CBTC业务属于轨道交通无人驾驶列车控制信令，主要用于控制列车行驶，该业务对丢包、时延等指标具有较高的要求，而现有的地铁网络由于申请频谱、业务需求等原因，存在小带宽场景或空口拥塞场景，地铁网络存在CBTC、语音等多种业务，不同业务并发时基站通过调度优先级控制不同业务分配空口资源的先后顺序，优先级越高的业务越优先分配空口资源，且对应业务的可靠性也越高，如何通过计算上行调度优先级在小带宽容量受限或综合业务场景来提高CBTC可靠性，同时兼顾其他业务的公平性是亟待需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种基于CBTC业务的资源分配方法和装置，能够提高CBTC业务的可靠性，并兼顾其他业务的公平性。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
一种基于CBTC业务的资源分配方法，该方法包括：
基站为每个用户终端确定上行调度优先级值；其中，针对用户终端U的上行调度优先级值PriU为：
Figure BDA0001688992550000021
eff_SINR(U)为用户终端U的上行频谱效率，UserRate(U)为用户终端U的上行平均速率，α为调度请求SR因子，β为延迟Delay因子，γ为链路控制协议LCP因子；
在为各用户终端进行资源分配时，为上行调度优先级大的用户终端优先分配资源；其中，上行调度优先级值越大对应的上行调度优先级越大。
一种基于CBTC业务的资源分配装置，该装置包括：确定单元和分配单元；
所述确定单元，用于为每个用户终端确定上行调度优先级值；其中，针对用户终端U的上行调度优先级值PriU为：
Figure BDA0001688992550000022
eff_SINR(U)为用户终端U的上行频谱效率，UserRate(U)为用户终端U的上行平均速率，α为SR因子，β为Delay因子，γ为LCP因子；
所述分配单元，用于在为各用户终端进行资源分配时，为所述确定单元确定的上行调度优先级大的用户终端优先分配资源；其中，上行调度优先级值越大对应的上行调度优先级越大。
由上面的技术方案可知，本申请中基于CBTC业务时延和速率确定用户终端的上行调度优先级，并使用该上行调度优先级为用户终端的CBTC业务进行资源分配。该方案能够提高CBTC业务的可靠性，并兼顾其他业务的公平性。
附图说明
图1为本申请实施例中基于CBTC业务的资源分配流程示意图；
图2为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本申请实施例提供一种基于CBTC业务的资源分配方法，应用于小带宽或综合业务场景中，基于CBTC业务时延和速率确定用户终端的上行调度优先级，并使用该上行调度优先级为用户终端的CBTC业务进行资源分配。该方案能够提高CBTC业务的可靠性，并兼顾其他业务的公平性。
对于CBTC-QCI1上行业务，即用户终端到基站方向，通过基站上行调度系统进行资源分配，对上行业务的优先级管理主要通过终端缓存状态报告(Buffer Status Report，BSR)上报，或调度请求(Scheduling Request，SR)请求触发，用户终端若有上行数据需要发送给基站，则根据数据业务类型上报不同的BSR给基站，基站根据BSR和保证比特率(GBR)等参数进行上行调度优先级管理。
逻辑信道类型 逻辑信道分组
QCI5和SRB1、SRB2 BSR0
QCI1 BSR 1
QCI2～QCI4 BSR 2
QCI6～QCI9 BSR 3
扩展QCI(QCI10～QCI254) BSR 3
表1
按照目前的3GPP协议定义有4个逻辑信道组，逻辑信道分组0～3分别映射到BSR0～BSR3，针对不同的逻辑信道分组需要定义不同的逻辑信道类型，终端根据定义将不同的业务触发不同BSR上报给基站，目前逻辑信道分组主流定义见表1所示内容。
参见图1，图1为本申请实施例中基于CBTC业务的资源分配流程示意图。具体步骤为：
步骤101，基站针对每个用户终端确定上行调度优先级值。
基站针对每个用户终端确定上行调度优先级值的方法相同，下面给出针对用户终端U确定上行调度优先级值PriU的过程，具体确定的PriU为：
Figure BDA0001688992550000041
其中，eff_SINR(U)为用户终端U的上行频谱效率，UserRate(U)为用户终端U的上行平均速率，α为SR因子，β为Delay因子，γ为LCP因子。
α、β、γ根据用户终端U的调度类型确定；其中，用户终端U的调度类型根据CBTC业务时延和速率确定。
下面在给出确定各因子的过程之前，给出用户终端的调度类型的划分过程：
当用户终端上报SR请求，且该用户终端为车载接入单元(Train Access Unit，TAU)终端时，该用户终端的调度类型为TAU-SR类型；
当用户终端上报SR请求，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通SR类型；
当该用户终端上报BSR0、实际空口速率低于该用户终端配置的聚合最大比特速率(AMBR)，且该用户终端为TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU信令类型；
当该用户终端上报BSR0、实际空口速率低于该用户终端配置的AMBR，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通信令类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR1、QCI1空口速率低于该用户配置的QCI1承载GBR速率，且该用户终端为TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU-CBTC类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR1、QCI1空口速率低于该用户配置的QCI1承载GBR速率，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通语音类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU-SR类型、不为普通SR类型、不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR2，且QCI2到QCI4速率之和低于该用户终端配置的QCI2到QCI4承载GBR之和时，该用户终端的调度类型为GBR未满足类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU-SR类型、不为普通SR类型、不为TAU信令类型、不为普通信令类型、不为GBR未满足类型，上报BSR3且QCI6到QCI9速率之和低于该用户终端配置的QCI6到QCI9承载GBR之和时，该用户终端的调度类型为非保证比特率(NonGBR)未满足类型。
下面根据用户终端的调度类型，给出各因子的具体确定过程：
针对SR因子α：
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型时，α为0；
当用户终端的调度类型为普通SR类型时，α为1。
针对Delay因子β：
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型时，若delay(sr)小于DELAYTH_1，则β为delay(sr)；
若delay(sr)不小于DELAYTH_1，则β为A+delay(sr)-DELAYTH_1；其中，A为预设延迟值；
其中，DELAYTH_1为SR高优先级时延门限，delay(sr)为调度类型为TAU-SR的用户终端等待调度的时间；
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型之外的类型时，β为A。
在具体实现时，A可以设置但不限于200。
针对链路控制协议(Link Control Protocol，LCP)因子γ：
若用户终端的调度类型为TAU-SR类型，则γ为第一预设值；
若用户终端的调度类型为TAU信令类型，则γ为第二预设值；
若用户终端的调度类型为TAU-CBTC类型，则γ为第三预设值；
若用户终端的调度类型为普通信令类型，则γ为第四预设值；
若用户终端的调度类型为普通SR类型，则γ为第五预设值；
若用户终端的调度类型为GBR未满足类型，则γ为第六预设值；
若用户终端的调度类型为NonGBR未满足类型，则γ为第七预设值；
其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值，第三预设值大于第四预设值，第四预设值大于第五预设值，第五预设值大于第六预设值，第六预设值大于第七预设值。
在具体实现时，可以针对第一预设值到第七预设值设置为如下但不限于如下设置的值：
第一预设值为60；
第二预设值为50；
第三预设值为40；
第四预设值为30；
第五预设值为20；
第六预设值为10；
第七预设值为0。
步骤102，该基站在为各用户终端进行资源分配时，为上行调度优先级大的用户终端优先分配资源；其中，上行调度优先级值越大对应的上行调度优先级越大。
基站使用上行调度优先级为用户终端的CBTC业务进行资源分配的过程同现有实现，为上行调度优先级大的用户优先分配资源；这里不再详细描述。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种基于CBTC业务的资源分配装置。参见图2，图2为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。该装置包括：确定单元201和分配单元202；
确定单元201，用于为每个用户终端确定上行调度优先级值；其中，针对用户终端U的上行调度优先级值PriU为：
Figure BDA0001688992550000071
其中，eff_SINR(U)为用户终端U的上行频谱效率，UserRate(U)为用户终端U的上行平均速率，α为SR因子，β为Delay因子，γ为LCP因子；
分配单元202，用于在为各用户终端进行资源分配时，为确定单元201确定的上行调度优先级大的用户终端优先分配资源；其中，上行调度优先级值越大对应的上行调度优先级越大。
较佳地，
α、β、γ根据用户终端U的调度类型确定；其中，用户终端U的调度类型根据CBTC业务时延和速率确定。
较佳地，
当用户终端上报SR请求，且该用户终端为TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU-SR类型；
当用户终端上报SR请求，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通SR类型；
当该用户终端上报BSR0、实际空口速率低于该用户终端配置的AMBR，且该用户终端为TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU信令类型；
当该用户终端上报BSR0、实际空口速率低于该用户终端配置的AMBR，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通信令类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR1、QCI1空口速率低于该用户配置的QCI1承载GBR速率，且该用户终端为TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU-CBTC类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR1、QCI1空口速率低于该用户配置的QCI1承载GBR速率，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通语音类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU-SR类型、不为普通SR类型、不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR2，且QCI2到QCI4速率之和低于该用户终端配置的QCI2到QCI4承载GBR之和时，该用户终端的调度类型为GBR未满足类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU-SR类型、不为普通SR类型、不为TAU信令类型、不为普通信令类型、不为GBR未满足类型，上报BSR3且QCI6到QCI9速率之和低于该用户终端配置的QCI6到QCI9承载GBR之和时，该用户终端的调度类型为NonGBR未满足类型。
较佳地，
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型时，α为0；
当用户终端的调度类型为普通SR类型时，α为1。
较佳地，
若用户终端的调度类型为TAU-SR类型，则γ为第一预设值；
若用户终端的调度类型为TAU信令类型，则γ为第二预设值；
若用户终端的调度类型为TAU-CBTC类型，则γ为第三预设值；
若用户终端的调度类型为普通信令类型，则γ为第四预设值；
若用户终端的调度类型为普通SR类型，则γ为第五预设值；
若用户终端的调度类型为GBR未满足类型，则γ为第六预设值；
若用户终端的调度类型为NonGBR未满足类型，则γ为第七预设值；
其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值，第三预设值大于第四预设值，第四预设值大于第五预设值，第五预设值大于第六预设值，第六预设值大于第七预设值。
较佳地，
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型时，若delay(sr)小于DELAYTH_1，则β为delay(sr)；
若delay(sr)不小于DELAYTH_1，则β为A+delay(sr)-DELAYTH_1；
其中，DELAYTH_1为SR高优先级时延门限，delay(sr)为调度类型为TAU-SR的用户终端等待调度的时间；
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型之外的类型时，β为A。
上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
综上所述，本申请通过基于CBTC业务时延和速率确定用户终端的上行调度优先级，并使用该上行调度优先级为用户终端的CBTC业务进行资源分配。该方案能够提高CBTC业务的可靠性，并兼顾其他业务的公平性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种基于基于无线通信的列车自动控制系统CBTC业务的资源分配方法，其特征在于，该方法包括：
基站为每个用户终端确定上行调度优先级值；其中，针对用户终端U的上行调度优先级值PriU为：
Figure FDA0003575668280000011
eff_SINR(U)为用户终端U的上行频谱效率，UserRate(U)为用户终端U的上行平均速率，α为调度请求SR因子，β为延迟Delay因子，γ为链路控制协议LCP因子；
在为各用户终端进行资源分配时，为上行调度优先级大的用户终端优先分配资源；其中，上行调度优先级值越大对应的上行调度优先级越大；
其中，α、β、γ根据用户终端U的调度类型确定；其中，用户终端U的调度类型根据CBTC业务时延和速率确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当用户终端上报SR请求，且该用户终端为车载接入单元TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU-SR类型；
当用户终端上报SR请求，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通SR类型；
当该用户终端上报缓存状态报告BSR0、实际空口速率低于该用户终端配置的聚合最大比特速率AMBR，且该用户终端为TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU信令类型；
当该用户终端上报BSR0、实际空口速率低于该用户终端配置的AMBR，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通信令类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR1、服务质量分类指示QCI1空口速率低于该用户配置的QCI1承载保证比特率GBR速率，且该用户终端为TAU终端时，该用户终端的调度类型为TAU-CBTC类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR1、QCI1空口速率低于该用户配置的QCI1承载GBR速率，且该用户终端为非TAU终端时，该用户终端的调度类型为普通语音类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU-SR类型、不为普通SR类型、不为TAU信令类型、不为普通信令类型、上报BSR2，且QCI2到QCI4速率之和低于该用户终端配置的QCI2到QCI4承载GBR之和时，该用户终端的调度类型为GBR未满足类型；
当该用户终端的调度类型不为TAU-SR类型、不为普通SR类型、不为TAU信令类型、不为普通信令类型、不为GBR未满足类型，上报BSR3且QCI6到QCI9速率之和低于该用户终端配置的QCI6到QCI9承载GBR之和时，该用户终端的调度类型为非保证比特率NonGBR未满足类型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型时，α为0；
当用户终端的调度类型为普通SR类型时，α为1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
若用户终端的调度类型为TAU-SR类型，则γ为第一预设值；
若用户终端的调度类型为TAU信令类型，则γ为第二预设值；
若用户终端的调度类型为TAU-CBTC类型，则γ为第三预设值；
若用户终端的调度类型为普通信令类型，则γ为第四预设值；
若用户终端的调度类型为普通SR类型，则γ为第五预设值；
若用户终端的调度类型为GBR未满足类型，则γ为第六预设值；
若用户终端的调度类型为NonGBR未满足类型，则γ为第七预设值；
其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值，第三预设值大于第四预设值，第四预设值大于第五预设值，第五预设值大于第六预设值，第六预设值大于第七预设值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型时，若delay(sr)小于DELAYTH_1，则β为delay(sr)；
若delay(sr)不小于DELAYTH_1，则β为A+delay(sr)-DELAYTH_1；其中，A为预设延迟值；
其中，DELAYTH_1为SR高优先级时延门限，delay(sr)为调度类型为TAU-SR的用户终端等待调度的时间；
当用户终端的调度类型为TAU-SR类型之外的类型时，β为A。
6.一种基于基于无线通信的列车自动控制系统CBTC业务的资源分配装置，其特征在于，该装置包括：确定单元和分配单元；
所述确定单元，用于为每个用户终端确定上行调度优先级值；其中，针对用户终端U的上行调度优先级值PriU为：
Figure FDA0003575668280000031
eff_SINR(U)为用户终端U的上行频谱效率，UserRate(U)为用户终端U的上行平均速率，α为SR因子，β为Delay因子，γ为LCP因子；
所述分配单元，用于在为各用户终端进行资源分配时，为所述确定单元确定的上行调度优先级大的用户终端优先分配资源；其中，上行调度优先级值越大对应的上行调度优先级越大；
其中，
α、β、γ根据用户终端U的调度类型确定；其中，用户终端U的调度类型根据CBTC业务时延和速率确定。
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