WO2011113202A1 - 上行链路传输方法、基站和中继节点 - Google Patents

Description

上行链路传输方法、 基站和中继节点 技术领域

本发明涉及上行链路传输方法和设备， 更具体地， 涉及多跳系统， 尤其是 下 ·代移动通信系统中的上行链路传输方法、 以及执行该上行链路传输方法的基 站和中继节点。 背景技术

近年来， 对中继技术的研究逐渐引起人们的关注。 中继技术被当作提高小区 容量和扩展覆盖区域以满足下一代移动通信系统要求的一种很好的候选技术。在 下一代移动通信系统如 L'1'E A (Long Term Evolut i on Advance, 长期演进项目） 标准化进程中， 己经就以下规定达成一致： 类型 I中继应该具有自身的物理小区 II), 并且类似于独立的基站 （eNB )， 对于用户设备是可见的。

图 1示出了部署有类型 I中继的系统中的基本节点和接口的示意图， 其中， Uu ( user user ) 表示用户设备与中继节点之间的接口， Un ( user-network ) 表 示中继节点与基站 eNB之间的接口。需要注意，这里仅以两跳系统为例进行说明。 显然， 扩展到多跳系统的情况对于本领域技术人员而言是显而易见的。

在参考文献 [ 1 ]中， 已经就类型 1 中继的回程链路和接入链路之间的上行链 路 (UL) 带内资源划分达成- 致， 其中规定: 在单个频带内对中继节点到基站的 链路和用户设备到中继节点的链路进行时分复用， 即任何时刻仅有一个链路有 效。

L¾此， 由于上行链路数据的传输要经过中继节点， 并且采用带内资源划分， 所以将用户设备的数据传输到基站所经历的延迟会增加。 此外， 在考虑 Un上行 链路调度授予 ( Upl ink Schedul ing Grant ) 的子帧间隔的情况下， 延迟会进-一 歩增加。 在 U_U 接口上， 如果用户设备未被分配有足够的资源以发送缓存状态报 ί'? BSR, 则将开关键控调度请求 SR发送给中继节点。 调度请求 （SR, Schedu l ing Request ) 过程是用亍请求上行链路 （即从用户设备到中继节点的链路） 资源的 过程。 缓存器状态报告 （BSR， Buffer Status Report ) 过程是用于向中继节点 报告用户设备的上行链路缓存器中的数据量的过程。 如果在 Un接口上重新利用 现有的 和 BSR过程 [参考文献 2]， 则从用户设备角度看， 延迟变得不能忍 受。

因此， 需要开发并设计一种 Un接口上的新技术。

参考文献：

[ 1 ] . TR 36. 814, " Further advancements for E UTRA phys ical layer aspects " .

[2] . 3GPP TS 36. 321 , v8. 1. 0 (2008-03)， 3GPP Techni cal Specif icat i on Group Radi o Access Network E UTRA MAC protocol spec ifi ca ion (Rel ease 8) 发明内容

本发明的目的在于提出了一种上行链路传输方法的动态调度方案， 其中基站 可根据情况动态地配置中继节点的上行链路传输方法， 从而实现上行链路传输延 迟的降低并提高资源效率。

根据本发明的第一方面， 提出了一种上行链路传输方法， 包括歩骤： 根据中 继节点的上行链路业务统计参数， 在候选上行链路传输方法集合中选择一种上行 链路传输方法； 向中继节点通知所选上行链路传输方法； 以及中继节点按照所选 上行链路传输方法， 进行上行链路传输。

优选地， 所述候选上行链路传输方法集合包括以下方法中的至少一种： 基 于调度请求的传输方法； 预分配资源传输方法； 以及基于竞争的传输方法。

优选地， 如果所选上行链路传输方法是预分配资源传输方法， 则中继节点 在预分配的资源上进行上行链路传输。

优选地， 如果所选上行链路传输方法是基于竞争的传输方法， 则中继节点 基于竞争机制， 在预分配的竞争资源 h进行上行链路传输。

优选地， 如果所选上行链路传输方法是基于调度请求的方法， 则中继节点 在接收到用户设备的上行链路数据或上行链路调度请求时， 向基站发送上行链路 调度请求， 以请求分配上行链路资源； 以及中继节点在分配的上行链路资源上传 输上行链路数据。

优选地， 在中继节点向基站发送上行链路调度请求的步骤之后， 所述方法 进一歩包括： 中继节点基于缓存器中的数据量， 产生缓存器状态报告消息， 并将 产生的缓存器状态报告消息发送到基站。

优选地， 所述方法迸一步包括： 中继节点在从用户设备接收到缓存器状态 报告消息吋， 根据缓存器中的数据量和接收到的缓存器状态报告消息， 产生要发 送到基站的缓存器状态报告消息， 并将产生的缓存器状态报告消息发送到基站。

根据本发明的第二方面， 提出了一种基站， 包括： 传输方法选择卑元， 用于 根据中继节点的上行链路业务统计参数， 在候选上行链路传输方法集合中选择一 种上行链路传输方法； 以及选择结果通知单元， 用于向中继节点通知所选上行链 路传输方法。

根据本发明的第三方面， 提出了一种中继节点， 包括： 接收单元， 用于接 收指示上行链路传输方法的消息； 以及上行链路传输单元， 用于根据接收的消息 所指示的上行链路传输方法， 进行上行链路传输。 附图说明

结合附图， 根据下面对本发明的非限制性实施例的详细描述， 本发明的上 述及其它目的、 特征和优点将变得更加清楚， 附图中：

1示出了部署有类型 I中继的系统中的基本节点和接口的示意图； 图 2示出了根据本发明第一实施例的上行链路传输方法的示意图； 图 3示出了根据本发明第二实施例的上行链路传输方法的示意图； 图 4示出了根据本发明第三实施例的上行链路传输方法的示意图； 以及 图 5 示出了实施根据本发明第五实施例的上行链路传输方法的系统配置示

具体实施方式

下面， 结合附图来详细描述本发明的实施例。 在以下描述中， 一些具体实 施例仅用于描述冃的， 而不应该理解为对本发明有任何限制， 而只是本发明的示 例。 需要指出的是， 示意图仅示出了与现有系统的区别， 而省略了常规结构或构 造， 以免导致对本发明的理解不清楚。

在 LTE A 中， 中继被用作一种增强技术， 用于实现基站和用户设备之间的 业务 /信令转发， 以实现更好的覆盖率和吞吐量的增加。

在引入中继节点的概念时，Un接口上的上行链路传输方法的一种直观方法是 重新使用现有的 Uu接口的 SR和 BSR过程。

图 2示出了根据本发明第一实施例的上行链路传输方法的示意图。在根据本 发明第 -实施例的上行链路传输方法中， 在 Un接口上采用现有的 SR和 BSR过程 (下面将该上行链路传输方法称为顺序 SR和顺序 BSR传输方法）。

首先， 在步骤 S201 , 用户设备触发 SR过程， 向中继节点发送调度请求。 在 歩骤 S202 , 中继节点向用户设备反馈上行链路调度授予消息。 然后， 用户设备在 歩骤 S203向中继节点发送 BSR消息。 在歩骤 S204 , 中继节点根据从用户设备接 收到的 BSR消息，分配上行链路资源，并向用户设备反馈上行链路调度授予消息。 接收到上行链路调度授予消息的用户设备在步骤 S205 处向中继节点发送上行链 路数据。 这是现有的 Uu接口上的 SR和 BSR过程。

当中继节点从用户设备接收到要传输给基站的上行链路数据， 并且数据所属 逻辑信道的优先级比其它可用数据的优先级更高时， 或者在没有其它数据要传输 的情况下， 中继节点将触发常规 BSR过程。 一旦触发了常规 BSR， 而中继节点没 有上行链路资源， 则触发 SR过程以请求上行链路资源。

因此， 在歩骤 S206， 中继节点向基站发送调度请求。 在步骤 S207， 基站向 中继节点反馈上行链路调度授予消息。 然后， 中继节点在歩骤 S208 向基站发送 BSR消息。 在步骤 S209 , 基站根据从中继节点接收到的 BSR消息， 分配上行链路 资源， 并向中继节点反馈上行链路调度授予消息。 接收到上行链路调度授予消息 的中继节点在步骤 S210处向基站发送上行链路数据。

因此， 可以很容易地将该方案引入规范。

在根据本发明第一实施例的上行链路传输方法中， 从用户设备到基站的上行 链路数据由于首先需要在 Un接口上请求上行链路资源而推迟。 在考虑上行链路 调度授予消息的子帧间隔的情况下， 该延迟可能会进一歩增加。

因此， 为了减少延迟并提高资源效率， 可以对 Un接口上的 SR和 BSR过程进 行一些改进。

根据本发明第一实施例的上行链路传输方法所引起的延迟来自多个方面。 首 先， 仅在用户设备的上行链路数据实际到达中继节点处时， 才触发 SR过程。 其 次，发送到基站的 BSR消息仅指示当时在中继节点的上行链路缓存器中的数据量， Ιίί]在中继节点向基站发送 BSR 消息之后到中继节点向基站发送上行链路数据之 间， 有可能有新的用户设备上行链路数据到达中继节点。 此外， 中继节点总是通 过 SR和 BSR过程来请求上行链路资源， 而实际上， 根据当前中继节点的负荷状 态， 可以使用一些适配机制。 图 3示出了根据本发明第二实施例的上行链路传输方法的示意图。

根据本发明第二实施例的上行链路传输方法与根据第一实施例的上行链路 传输方法的不同在于中继节点的 SR过程和 BSR过程的触发时间。 在根据本发明 第二实施例的上行链路传输方法中， 在中继节点从其所服务的用户设备接收到调 度请求时， 中继节点将在没有可用的上行链路资源时立即触发 SR过程。 当 SR周 期到达时， 向基站发送调度请求以请求上行链路资源。 同样地， 在根据本发明第 二实施例的上行链路传输方法中， 在中继节点从其所服务的用户设备接收到 BSR 消息时， 中继节点将产生 BSR消息并立即触发到基站的 BSR过程。

如图 3所示， 根据本发明第二实施例的上行链路传输方法中， 用户设备在歩 骤 S301触发 SR过程， 向中继节点发送调度请求。 接收到调度请求的中继节点将 在歩骤 S302触发 SR过程， 向基站发送调度请求。 然后， 在步骤 S303处， 中继 节点向用户设备反馈上行链路调度授予消息。 在步骤 S304 处， 基站向中继节点 反馈上行链路调度授予消息。 在步骤 S305处， 用户设备向中继节点发送 BSR消 息。

此后可以采用根据本发明第一实施例的歩骤 S206 S210。

在根据本发明第二实施例的上行链路传输方法中， 为了进一步减小延迟， 在 中继节点从其所服务的用户设备接收到 BSR消息时， 中继节点将立即触发 BSR过 程， 向基站发送 BSR消息。

因此， 在歩骤 S306处， 中继节点产生要发送到基站的 BSR消息。 此时， 中 继节点不仅考虑其 t)身的上行链路缓存器中的数据量， 还要考虑用户设备将发送 来的数据量。 然后， 在步骤 S307处， 中继节点触发常规的 BSR过程， 将所产生 的 BSR消息发送到基站。

用户设备将在步骤 S308 处从中继节点接收到上行链路调度授予消息， 并在 步骤 S3I0处向中继节点发送上行链路数据。

中继节点在歩骤 处从基站接收到上行链路调度授予消息之后， 将在步 骤 S31 1处向基站发送上行链路数据。

因此， 与根据本发明第一实施例的上行链路传输方法中用户设备处的 SR和 BSR过程与中继节点的 SR和 BSR过程是顺序执行的不同，在根据本发明第二实施 例的上行链路传输方法中， 用户设备处的 SR过程和 BSR过程与中继节点的 SR过 程和 I3SR过程是交错的 （即同时采用了增强 SR传输方法和增强 BSR传输方法）。 在根据本发明第二实施例的上行链路传输方法中， 在中继节点在接收到用户设备 的上行链路数据时， 可以立即将上行链路数据快速地传送给基站， 而不需等待漫 长的 SR过程和 BSR过程。

图 3示出的是根据本发明第二实施例的上行链路传输方法的一个示例。根据 本发明第二实施例的上行链路传输方法不 - -定必须满足上述 S301 S31 1的步骤顺 序。 例如， S302甚至可在 S303或 S305之后才触发， S307也有可能在 S308之后 才触发。 这可由中继节点进行配置。 图 4示出了根据本发明第三实施例的上行链路传输方法的示意图。

根据本发明第三实施例的上行链路传输方法与根据本发明第二实施例的上 行链路传输方法的不同在于省略了中继节点的 SR和 BSR过程。

与根据本发明第一和第二实施例的上行链路传输方法中中继节点通过 SR过 程和 BSR过程来请求上行链路资源不同， 在根据本发明第三实施例的上行链路传 输方法中， 基站采用预分配机制向中继节点分配上行链路资源。 中继节点以所分 配的资源， 向基站发送上行链路数据。 （下面将根据本发明第三实施例的上行链 路传输方法称为预分配资源传输方法）

如图 4所示，根据本发明第三实施例的上行链路传输方法的步骤 S401、S402、 S404、 S405、 S406、 S407、 S408分别与根据本发明第二实施例的上行链路传输方 法的步骤 S301、 S303、 S305、 S306、 S308、 S310、 S31 1相同。

代替中继节点的 SR过程和 BSR过程， 即步骤 S302、 S304和 S309， 在歩骤

S403处， 基站采用预分配机制向中继节点分配上行链路资源。 即， 针对未使用的 上行链路资源， 基站向中继节点发送上行链路调度授予消息， 以通知其可使用的 上行链路调度资源。

因此， 中继节点在不需要预先发送调度请求 SR和 BSR消息的情况下， 利用 预分配的上行链路资源， 就可以发送上行链路数据。

然而， 当中继节点没有数据要发送时， 中继节点将利用填充 （padd ing ) BSR 消息进行应答， 而这将增加上行链路干扰并降低资源使用率。 因此， 可以在中继 节点处于高业务负荷的情况下采用预分配资源传输方法。

需要注意， 当中继节点要发送的数据的优先级较高或诸如所分配的上行链路 资源不足等的其它一些情况下，中继节点也可以产生 BSR消息，并触发 BSR过程， 在所分配的资源上向基站发送 BSR消息， 以请求上行链路资源。 这里， 中继节点 产生的 BSR消息也可考虑到用户设备即将发送到中继节点的数据量。 此时， 可以 采用上述增强 BSR方法。

根据本发明第三实施例的上行链路传输方法 ώ于省略了 SR过程 （甚至可能 略了 BSR过程）， 减少了系统延迟。 根据本发明第四实施例的上行链路传输方法与根据本发明第三实施例的上 行链路传输方法的不同在于上行链路资源的获取方式。

在根据本发明第四实施例的上行链路传输方法中， 基站向多个中继节点通知 未使用的上行链路资源。 中继节点采用基于竞争的上行链路传输方法， 直接在未 使用的资源上传输上行链路数据。 （下面将根据本发明第四实施例的上行链路传 输方法称为基于竞争的传输方法）这不需要 Un接口上的 SR过程， 因此可以进一 歩减少延迟和信令幵销。 与根据本发明第三实施例的上行链路传输方法相同， 在 根据本发明第四实施例的上行链路传输方法中， 中继节点也可以在需要时触发 BSR过程， 在所分配的资源上向基站发送 BSR消息， 以请求上行链路资源。 此时， 同样可以采用上述增强 BSR方法。

然而， 基于竞争的上行链路传输方法的主要缺点在于由于数据的冲突而导致 误码率上升。 因此， 根据本发明第四实施例的上行链路传输方法局限于低业务负 荷的情况， 在低业务负荷的情况下， 中继节点仅产生有限量的业务。 此外， 一旦 高优先级且延迟要求严格的业务到达中继节点而中继节点没有上行链路资源可 )13， 则可以使用基于竞争的上行链路传输方法。 根据本发明第—一至第四实施例的上行链路传输方法仅仅是在部署有中继节 点的系统中可以采用的上行链路传输方法的示例。还可以设计出其它运行环境下 的其它方法。

重要的是， 基站可以根据中继节点的上行链路业务统计参数， 动态地选择不 同的上行链路传输方法来实现良好的延迟性能和高资源使用率。

例如， 中继节点的上行链路业务统计参数可以是业务量的大小、 优先级等参 数。

例如， 甚站可以配置如下： 在中继节点处于相对较重负荷的情况下， 使用预分配资源传输方法； 在中继节点的负荷相对较轻的情况下， 使用增强 SR传输方法和 /或增强 BSR 传输方法；

在中继节点处于负荷更轻并且接收到具有严格延迟要求的高优先级数据的 情况下， 使用基于竞争的传输方法。 图 5 示出了实施根据本发明第五实施例的上行链路传输方法的系统配置示 意图。

如图 5所示， 在部署有中继节点的系统中， 基站 10包括传输方法选择单元 101、 调度单元 102和选择结果通知单元 103。 相应地， 中继节点 20包括选择结 果接收单元 201和上行链路传输单元 202。

传输方法选择单元 101 根据中继节点的上行链路业务统计参数， 选择适当 的上行链路传输方法。 可以根据情况， 预先给基站配置 /存储候选上行链路传输 方法集合。传输方法选择单元 101在候选上行链路传输方法集合中选择上行链路 传输方法。

然后， 传输方法选择单元 101 将选择结果告知调度单元 102和选择结果通 知单元 103。

选择结果通知单元 103则将基站的选择发送给中继节点 20的选择结果接收 单元 201。 例如， 可以在上行链路调度授予消息的标识字段中设置标记， 以将选 择结果告知中继节点。

然后， 在基站 10的调度单元 102和中继节点 20的上行链路传输单元 202 之间， 按照所选的上行链路传输方法， 进行上行链路数据传输。 如上所述， 上行 链路传输单元 202可按照上述第一实施例至第四实施例，进行上行链路数据传输。 当然， 中继节点 20还包括缓存器 （未示出）， 用于缓存 h行链路数据。 当所选的 上行链路传输方法是根据第二实施例的上行链路传输方法时， 上行链路传输単元 202将根据缓存器中的数据量以及从用户设备接收到的 BSR消息， 产生要发送到 基站的 BSR消息， 并将产生的 BSR消息发送给基站。

此时， 传输方法选择单元 101 可持续地监控中继节点的上行链路业务统计 参数， 并根据需要重新选择上行链路传输方法。

尽管以上描述涉及多个单元， 但是通过将一个单元划分为多个单元或将多 个单元组合为 - 个单元， 只要其仍能执行相应的功能， 也可以实现本发明。 本领域技术人员应该很容易认识到， 可以通过编程计算机实现上述方法的 不同歩骤。 在此， 一些实施方式同样包括机器可读或计算机可读的程序存储设备 (如， 数字数据存储介质） 以及编码机器可执行或计算机可执行的程序指令， 其 中， 该指令执行上述方法的一些或全部歩骤。 例如， 程序存储设备可以是数字存 储器、 磁存储介质 （如磁盘和磁带）、 硬件或光可读数字数据存储介质。 实施方 式同样包括执行上述方法的所述步骤的编程计算机。

描述和附图仅示出本发明的原理。 因此应该意识到， 本领域技术人员能够 建议不同的结构， 虽然这些不同的结构未在此处明确描述或示出， 但体现了本发 明的原理并包括在其精神和范围之内。 此外， 所有此处提到的示例明确地主要只 用于教学目的以帮助读者理解本发明的原理以及发明人所贡献的促进本领域的 构思， 并应被解释为不是对这些特定提到的示例和条件的限制。 此外， 此处所有 提到本发明的原则、 方面和实施方式的陈述及其特定的示例包含其等同物在内。

上面的描述仅用于实现本发明的实施方式， 本领域的技术人员应该理解， 在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换， 均应该属于本发明的权利要求来 限定的范围， 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

权 利 要 求

1 . 一种上行链路传输方法， 包括歩骤：

根据中继节点的上行链路业务统计参数， 在候选上行链路传输方法集合中 选择一种上行链路传输方法；

向中继节点通知所选上行链路传输方法； 以及

中继节点按照所选上行链路传输方法， 进行上行链路传输。

2. 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 所述候选上行链路传输方法集合包 括以下方法屮的至少一种： 基于调度请求的传输方法； 预分配资源传输方法； 以 及基于竞争的传输方法。

3. 根据权利要求 2所述的方法， 其中，

如果所选上行链路传输方法是预分配资源传输方法， 则中继节点在预分配 的资源上进行上行链路传输。

4. 根据权利要求 2所述的方法， 其中，

如果所选上行链路传输方法是基于竞争的传输方法， 则中继节点基于竞争 机制， 在预分配的竞争资源上进行上行链路传输。

5. 根据权利要求 2所述的方法， 其中，

如果所选上行链路传输方法是基于调度请求的方法， 则中继节点在接收到 用户设备的上行链路数据或上行链路调度请求时， 向基站发送上行链路调度请 求， 以请求分配上行链路资源； 以及中继节点在分配的上行链路资源上传输上行 链路数据。

6. 根据权利要求 5所述的方法， 在中继节点向基站发送上行链路调度请求 的歩骤之后， 进一歩包括：

中继节点基于缓存器中的数据量， 产生缓存器状态报告消息， 并将产生的 缓存器状态报告消息发送到基站。

7. 根据权利要求 3 5之一所述的方法， 进一歩包括：

中继节点在从用户设备接收到缓存器状态报告消息时， 根据缓存器中的数 据量和接收到的缓存器状态报告消息， 产生要发送到基站的缓存器状态报告消 息， 并将产生的缓存器状态报告消息发送到基站。

8. 根据权利要求 1 7之一所述的方法， 其中， 利用上行链路调度授予消息， 向中继节点通知所选上行链路传输方法。

9. 一种基站， 包括：

传输方法选择单元， 用于根据中继节点的上行链路业务统计参数， 在候选 上行链路传输方法集合中选择一种上行链路传输方法； 以及

选择结果通知单元， 用于向中继节点通知所选上行链路传输方法。

10. 根据权利要求 9 所述的基站， 其中， 所述候选上行链路传输方法集合 包括以下方法中的至少一种： 基于调度请求的传输方法； 预分配资源传输方法； 以及基于竞争的传输方法。

1 1 . 一种中继节点， 包括：

接收单元， 用于接收指示上行链路传输方法的消息； 以及

上行链路传输单元， 用于根据接收的消息所指示的上行链路传输方法， 进 行上行链路传输。

12. 根据权利要求 1 1所述的中继节点， 其中，

如果接收的消息指示了预分配资源传输方法， 则上行链路传输单元在预分 配的资源上进行上行链路传输。

13. 根据权利要求 1 1所述的中继节点， 其中，

如果接收的消息指示了基于竞争的传输方法， 则上行链路传输单元基于竞 争机制， 在预分配的竞争资源上进行上行链路传输。

14. 根据权利要求 1 1所述的中继节点， 其中， 如果接收的消息指示了基于 调度请求的方法， 则上行链路传输单元在接收到用户设备的上行链路数据或上行 链路调度请求时， 向基站发送上行链路调度请求， 以请求分配上行链路资源； 以 及在分配的上行链路资源上传输上行链路数据。

15. 根据权利要求 14所述的中继节点， 其中， 上行链路传输单元还基于缓 存器中的数据量； 产生缓存器状态报告消息， 并将产^的缓存器状态报告消息发 送到基站。

16. 根据权利要求 12 14 之一所述的中继节点， 其中， 上行链路传输单元 在从用户设备接收到缓存器状态报告消息时， 根据缓存器中的数据量和接收到的 缓存器状态报告消息， 产生要发送到基站的缓存器状态报告消息， 并将产生的缓 存器状态报告消息发送到基站。