WO2011134316A1

WO2011134316A1 - 一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法和装置

Info

Publication number: WO2011134316A1
Application number: PCT/CN2011/071617
Authority: WO
Inventors: 戴谦
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2011-11-03
Also published as: EP2509380A4; CN102238732A; EP2509380B1; EP2509380A1

Description

一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法和装置技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法和装置。背景技术

第三代移动通信长期演进 ( LTE, Long Term Evolution ) 系统的演进型通用陆地无线接入网（ E-UTRAN, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network )中，上行链路的数据通过物理上行链路共享信道（ PUSCH, Physical Uplink Shared Channel )传输，下行链路的数据通过物理下行链路共享信道 ( PDSCH, Physical Downlink Shared Channel )传输。

由演进型基站（eNB, Evolved NodeB )分配上行链路无线资源给每个用户终端（ UE, User Equipment ), 用于上行链路传输，或者指示 UE在哪个下行链路无线资源接收下行链路传输。

LTE釆用的接入技术是正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing )技术，其无线资源管理和第二代移动通信系统相比具有大带宽、多时间进程的特点，其无线资源是以时间和频率两维出现的，能够承载的用户数量大大增加。

LTE系统中的资源以资源块（RB, Resource Block )、或称为物理资源块（PRB, Physical Resource Block )为单位，上行链路中 RB的定义为：一个 RB在频域上占 12个子载波，在时域上占一个时隙、即 7 (釆用普通循环前缀 , Normal cylic prefix )或 6个 (釆用扩展 CP, Extended cyclic prefix ) 单载波-频分复用（ SC-FDMA, Single Carrier - Frequency Division Multiplex Access )符号。下行链路的 RB定义和上行链路相同，一个 RB在频域上占 12个子载波，在时域上占一个时隙、即 7 (釆用普通 CP )或 6个（釆用扩展 CP ) OFDM符号。

RB的一种结构如图 1所示，资源的最小单位为资源单元（RE, Resource Element ), 其频域宽度为 1个子载波，时域宽度为 1个符号（上行链路中指 1个 SC-FDMA符号，下行链路中指 1个 OFDM符号）；一个 RB的频域宽度为 12个子载波，时域宽度为 7个符号。

现有 LTE系统中的资源调度在频域上是以 RB为单位，在时域上以子帧为单位（一个子帧 =2个时隙），需要注意的是，虽然 LTE协议定义的 RB 的时域宽度是 1个时隙，但是在 LTE系统的资源调度信令中，缺省认为 1 个 RB的时域宽度是 1个子帧，也就是说现有 LTE系统的最小资源调度粒度是 12个子载波 *1个子帧。这种资源调度粒度对于目前的无线通信业务是适合的，目前数据量最小的通信业务是 IP语音（ VoIP, Voice over Internet Protocol )业务，其单个数据包大小在 40字节左右，大约需要占用 1~3个 RB。

但是，随着物联网的发展，机器到机器（M2M, Machine to Machine ) 业务的引入，存在很多小数据量传输的需求，例如防盗报警、远程抄表等业务，其产生的单次数据包大小可能只有几个字节或十几个字节，比上述 IP语音业务的单个数据包还要小很多。因此，现有的 LTE系统在承载这类业务时，就会产生很大的无线资源浪费，因为分配的无线资源只有很少的比率被使用到，导致整个系统的频谱效率下降严重。发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法和装置，为小数据量业务提供更高效的资源分配，以提高无线资源的利用率。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，该方法包括：

网络侧定义至少一种短资源单位；所述短资源单位小于资源块（RB ); 基站（eNB )选择一种短资源单位；

所述 eNB根据选择的所述短资源单位为用户终端（ UE )分配无线资源，并将所述无线资源的调度信息通知 UE。

进一步地，定义所述短资源单位，具体包括：

所述网络侧定义一个最小资源分配粒度为：频域宽度为 12个子载波，时域宽度为 1个符号；

用于上行链路的无线资源分配时，所述符号为单载波-频分复用 ( SC-FDMA )符号；用于下行链路的无线资源分配时，所述符号为正交频分复用（OFDM )符号；

所述短资源单位为所述最小资源分配粒度的倍数。

进一步地，当系统釆用普通循环前缀（CP ) 时，所述倍数的取值为 1 至 13; 当系统釆用扩展 CP时，所述倍数的取值为 1至 11。

进一步地， eNB选择一种短资源单位，具体包括：

所述 eNB固定地选择一种短资源单位；或者，所述 eNB根据 UE的业务数据信息、服务质量（ QoS )要求以及无线信道状况选择一种短资源单位。

进一步地，所述 eNB选择短资源单位时，该方法还包括：

所述 eNB遵循保证一个短资源单位即可承载整个数据包的原则、或者不保证一个短资源单位可承载整个数据包的原则，来选择所述短资源单位。

进一步地，所述无线资源的分配釆用分布模式时，所述无线资源的调度信息包括：短资源单位的序号、资源起始位置信息、和资源的比特位图信息；所述资源起始位置信息包括：无线资源所在的 RB的序号、或者无线资源所在的 RB的序号和在所述 RB上比特位图起始位置所在的符号的序号；

所述无线资源的分配釆用连续模式时，所述无线资源的调度信息包括：短资源单位的序号、资源起始位置信息、和资源数量；所述资源起始位置信息包括：无线资源起始位置所在的 RB的序号、和无线资源起始位置所在的符号的序号。

进一步地，将所述无线资源的调度信息通知 UE, 具体为：

将所述无线资源的调度信息通过物理下行控制信道（PDCCH )、或者无线资源控制（ RRC )消息、或者介质访问控制（ MAC , Media Access Control ) 控制单元（CE, Control Element )通知所述 UE。

进一步地，通过 PDCCH将所述无线资源的调度信息通知 UE,具体为：将所述无线资源的调度信息添加进 PDCCH DCI format消息中发送给所述 UE; 或者，

增加专门的 PDCCH DCI format消息用于携带所述无线资源的调度信息，并发送给所述 UE; 或者，

对 PDCCH DCI format消息中的无线资源调度的相关字段重定义，用于携带所述无线资源的调度信息，并发送给所述 UE。

本发明还提供了一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度装置，该装置包括：

资源单位定义模块，用于定义至少一种短资源单位，所述短资源单位小于 RB;

资源单位选择模块，用于选择一种短资源单位；

资源分配 /调度模块，根据选择的所述短资源单位为 UE分配无线资源，并将所述无线资源的调度信息通知 UE。

其中，所述资源单位定义模块，进一步用于定义一个最小资源分配粒度为：域宽度为 12个子载波，时域宽度为 1个符号；还用于将所述短资源单位定义为所述最小资源分配粒度的倍数；

所述资源单位选择模块，进一步用于固定地选择一种短资源单位；或者，根据 UE的业务数据信息、 QoS要求以及无线信道状况选择一种短资源单位；

资源分配 /调度模块，进一步用于将所述无线资源的调度信息通过 PDCCH、或者 RRC消息、或者 MAC CE通知所述 UE。

本发明无线资源分配的方案，对资源单位重新定义、即本发明的短资源单位：本发明定义了一个最小资源分配粒度为：频域宽度为 12个子载波，时域宽度为 1个符号，其远远小于一个 RB; 且在小于 RB的前提下，本发明定义短资源单位是最小资源分配粒度的倍数、如 1~13倍或者 1~11倍，如此，在实际应用中，可以根据数据传输量的需求，灵活地使用合适的短资源单位进行数据传输，这样就可以节省无线资源、提高无线资源利用率和整个系统的频语效率。附图说明

图 1为现有 LTE系统中 RB示意图；

图 2为本发明无线资源分配、调度方法的流程示意图；

图 3为本发明短资源单位结构实施例一的示意图；

图 4为本发明短资源单位结构实施例二的示意图；

图 5为本发明分布模式的无线资源分配示意图；

图 6为本发明连续模式的无线资源分配示意图；

图 7为本发明无线资源分配、调度装置的结构示意图。具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。本发明无线资源分配、调度的主要思想如图 2所示，包括：步骤 201 , 网络侧定义至少一种短资源单位，短资源单位小于资源块

RB。

为了提高无线资源分配效率，保证和现有技术的无线资源分配兼容，本发明中由网络侧对无线资源单位重新定义，该重新定义的无线资源单位的特点是：必定小于现有 LTE系统中的无线资源单位、即 RB, 因此，本发明将该重新定义的无线资源单位称为短资源单位，其中，网络侧可以定义至少一种短资源单位。

下面通过具体的实施例来对短资源单位的定义进行说明。

本发明定义了一个最小资源分配粒度：该最小资源分配粒的频域宽度为 12个子载波，时域宽度为 1个符号（上行链路指一个 SC-FDMA符号，下行链路指一个 OFDM符号）。

较佳地，为了最大限度地提高资源分配效率，并保证和现有技术的无线资源分配兼容，短资源单位可以是最小资源分配粒度。当然，短资源单位的定义还可以有其他的方式，如考虑到 M2M业务的多样性，还可以将短资源单位定义为最小资源分配粒度的倍数，例如 2倍、 3倍、 4倍等，但是，最大不超过 14倍，因为本发明的短资源单位必定小于 RB, 且 RB在时域上占 1个子帧，当釆用普通 CP时， 1个子帧即为 14个符号；当釆用扩展 CP时， 1个子帧即为 12个符号；所以本发明要求在定义短资源单位时，普通 CP下最大不超过 14倍的最小资源分配粒度；扩展 CP下最大不超过 12 倍的最小资源分配粒度。

如表 1所示为网络侧定义的短资源单位的实施例。

短资源单位釆用普通 CP时的釆用扩展 CP时的

序号短资源单位定义短资源单位定义

0 12子载波 *1个符号 12子载波 *1个符号

1 12子载波 *2个符号 12子载波 *2个符号

2 12子载波 *4个符号 12子载波 *3个符号 12子载波 *7个符号 12子载波 *6个符号

表 1

从表 1可以看出，针对普通 CP和扩展 CP, 网络侧分别定义了四种短资源单位，则在实际使用时， eNB 可以根据具体情况选择其中的一种资源单位，具体将在后续的实施例中进行说明。

釆用普通 CP时，短资源单位 0的结构如图 3 ( a )所示；釆用扩展 CP 时，短资源单位 0的结构如图 3 ( b )所示。

釆用普通 CP时，短资源单位 2的结构如图 4 ( a )所示；釆用扩展 CP 时，短资源单位 2的结构如图 4 ( b )所示。

步骤 202 , eNB选择一种短资源单位。

当网络侧定义了短资源单位后， eNB进行短资源单位的选择，具体的： eNB可以固定地选择一种短资源单位，称为静态的选择方法； eNB也可以根据 UE的业务数据信息、 QoS要求以及无线信道状况选择一种短资源单位，称为动态的选择方法。

eNB根据 UE的业务数据信息、 QoS要求以及无线信道状况选择短资源单位，如基于表 1提供的几种短资源单位来选择时：

其中， UE的业务数据信息、即业务数据包的大小，可以是事先保存在网络侧的，例如保存在业务的签约信息中，如此 eNB对该信息是已知的；也可以是 UE在通讯过程中上报给基站的。

例如： eNB覆盖范围内有三种类型的 UE, 分别是普通手机、便携式健康监控仪、和工业生产的压力表。 eNB 首先分析这三种终端的业务数据信息、 QoS要求和无线信道状况，如下：

对于业务数据信息：普通手机支持 VoIP业务，其单个数据包大小为 40 字节，每 20ms上报一次；便携式健康监控仪每次上报的数据包大小是 20 字节，每秒上报一次；工业生产的压力表的单个数据包大小是 3 字节，每 0.5秒上一次。对于无线信道状况：普通手机和便携式健康监控仪都属于移动终端，其无线信道属于时变信道；工业生产的压力表属于固定终端，其无线信道状况稳定。

对于 QoS要求：普通手机的 QoS要求中，对误码率的要求较低，而对调度延迟要求较高；便携式健康监控仪和工业生产的压力表对误码率要求较高，而对调度延迟要求较低。

eNB综合考虑上述信息，来决定对这三种 UE分别釆用哪种短资源单位：

对于普通手机，由于其数据包大小在小数据业务中属于较大的一类，分配。

对于便携式健康监控仪，其数据包大小在小数据业务中属于中等，因此可以釆用较小的无线资源单位，即釆用本发明的短资源单位。但考虑到其 QoS对误码率要求较高，且使用的是时变的无线信道，又因为时变的无线信道意味着不能釆用较高的调制编码等级（所谓的调制编码等级是指发送链路釆用的调制方式和编码率，其中调制方式是指 QPSK调制、 16QAM 调制、 64QAM调制；编码率是指编码前的信息比特长度与编码后的信息比特长度的比率，通常是介于 0到 1之间的小数；釆用越高阶的调制方式和越接近 1的编码率，代表着调制编码等级越高），因此不宜釆用太小的短资源单位。如果基于表 1 , 则可以釆用序号 3的短资源单位、即 12子载波 *7 个符号。

对于工业生产的压力表，其数据包大小在小数据业务中属于很小的一类，且对误码率要求较高，但考虑到其无线信道状况稳定（意味着可以釆用较高的调制编码等级），因此可以釆用较小的短资源单位，例如釆用表 1 中序号 0的短资源单位。总的来说， eNB为短数据业务的 UE选择短资源单位时，还可以遵循以下两种原则中的一种：

一、保证一个短资源单位即可承载整个数据包，这样就不需要告知 UE 资源分配的数量了（因为资源数量始终为 1 ), 如此可以节省控制信令的开销；

二、不保证一个短资源单位可承载整个数据包，这样需要告知 UE资源分配的数量，但是应用较为灵活。

当然， eNB还可以在参考 UE的业务数据信息、 QoS要求以及无线信道状况的同时；或者 eNB固定地选择一种短资源单位的同时，遵循上述两种原则中的一种来选择短资源单位，这样选择的短资源单位会更加合理。

步骤 203 , eNB根据选择的短资源单位为 UE分配无线资源，并将无线资源的调度信息通知 UE。

在确定了短资源单位后， eNB根据 UE的无线信道状况来确定分配的频域位置和时域位置，以及调制编码等级，具体实现可以釆用现有技术，此处不再赘述； eNB再根据 UE的业务数据信息、即业务数据包的大小，即可确定短资源分配的数量。

无线资源分配完毕后， eNB将该无线资源的调度信息发送给 UE。无线资源的调度信息根据无线资源分配模式的不同而不同。

例如，当无线资源的分配釆用分布模式时，如图 5 所示，无线资源的调度信息包括：

短资源单位信息（主要是网络侧定义的短资源单位的序号）：结合表 1 , 根据图 5可知短资源单位信息为： 0;

资源起始位置信息 (资源所在的 RB的序号、或者资源所在的 RB的序号和在该 RB上比特位图起始位置对应的符号的序号）：根据图 5可知， RB 序号为 2、比特位图起始位置对应的符号的序号为 0; 资源的比特位图信息，根据图 5得到 "0101010000000" , 其中 1表示分配资源的位置。

当无线资源的分配釆用连续模式时，如图 6所示，无线资源的调度信息包括：

短资源单位信息（主要是网络侧定义的短资源单位的序号）：结合表 1 , 根据图 6可知为 2;

资源起始位置信息 (资源起始位置所在的 RB的序号、和资源起始位置所在的符号的序号）：根据图 6可知 RB序号为 1、资源起始位置对应的符号的序号为 4;

资源数量： 2。

无线资源的调度信息可通过物理下行控制信道（PDCCH , Physical Downlink Control Channel )发送给 UE,也可通过无线资源控制（ RRC, Radio Resource Control ) 消息或者介质访问控制（MAC, Media Access Control ) 控制单元（ CE, Control Element )、即 MAC CE发送给终端。

其中，无线资源的调度信息通过 PDCCH发送给 UE时，可以釆用以下几种方式：

方式 1：在现有的各种 PDCCH DCI format消息中增加无线资源的调度信息。 PDCCH消息的格式有： format 0、 1、 1A、 1B、 1C、 1D、 2、 2A、 3、 3A, 分别适用于上行链路资源调度和下行链路资源调度。

方式 2: 增加专门的 PDCCH DCI format消息，用于小数据业务的资源调度，其中携带无线资源的调度信息；与方式 1中现有的 PDCCH DCI format 消息相比，该专门的 PDCCH DCI format消息中可以不携带 RB的长度信息。

例如：增加一种 PDCCH DCI format OA消息 , 用于上行链路的小数据业务的资源调度，其中关于无线资源的调度信息可按如下方式定义：

1、短资源单位信息； 2、资源起始位置所在的 RB的序号；

3、资源起始位置所在的符号的序号；

4、资源数量。

例如：增加一种 PDCCH DCI format IE消息，用于下行链路的小数据业务的资源调度，其中关于无线资源的调度信息可按如下方式定义：

1、资源的分配釆用连续模式 /分布模式的标志；

2、短资源单位信息；

3、若釆用连续模式，则调度信息还包括：

3.1、资源起始位置所在的 RB的序号；

3.2、资源起始位置所在的符号的序号；

3.3、资源数量；

4、若釆用分布模式，则调度信息还包括：

4.1、资源所在的 RB的序号、或者资源所在的 RB的序号以及在该 RB上资源起始位置所在的符号的序号；

4.2、资源的比特位图信息。

方式 3: 对现有各种 PDCCH DCI format消息中的无线资源调度的相关字段进行重定义，将其定义为无线资源的调度信息。

例如：以现有的上行链路资源调度信令 PDCCH DCI format 0为例：

1、在该消息中增加一个信息：是否用于小数据业务的资源调度；

2、若用于小数据业务的资源调度，则对该消息中无线资源调度信息的相关字段重新定义，使之用于小数据业务的资源调度，例如可以釆用方式 2, 此处不再赘述。

为了实现上述方法，本发明提供了一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度装置，如图 7所示，该装置包括：

资源单位定义模块 10, 用于定义至少一种短资源单位，短资源单位小于 RB;

资源单位选择模块 20, 用于选择一种短资源单位；

资源分配 /调度模块 30, 根据选择的短资源单位为 UE分配无线资源，并将无线资源的调度信息通知 UE。

其中，资源单位定义模块 10, 进一步用于定义一个最小资源分配粒度：域宽度为 12个子载波，时域宽度为 1个符号；还用于将短资源单位定义为最小资源分配粒度的倍数；

资源单位选择模块 20,进一步用于固定地选择一种短资源单位；或者，根据 UE的业务数据信息、 QoS要求以及无线信道状况选择一种短资源单位；

资源分配 /调度模块 30 , 进一步用于将无线资源的调度信息通过 PDCCH、或者 RRC消息、或者 MAC CE通知 UE。

其中，资源单位定义模块 10应用于网络侧，资源单位选择模块 20和资源分配 /调度模块 30应用于基站。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

权利要求书

1、一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于，该方法包括：

2、根据权利要求 1所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于，定义所述短资源单位，具体包括：

所述短资源单位为所述最小资源分配粒度的倍数。

3、根据权利要求 2所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于，当系统釆用普通循环前缀（CP ) 时，所述倍数的取值为 1至 13; 当系统釆用扩展 CP时，所述倍数的取值为 1至 11。

4、根据权利要求 1所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于， eNB选择一种短资源单位，具体包括：

5、根据权利要求 1或 4所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于，所述 eNB选择短资源单位时，该方法还包括：所述 eNB遵循保证一个短资源单位即可承载整个数据包的原则、或者不保证一个短资源单位可承载整个数据包的原则，来选择所述短资源单位。

6、根据权利要求 1所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于，

所述无线资源的分配釆用分布模式时，所述无线资源的调度信息包括：短资源单位的序号、资源起始位置信息、和资源的比特位图信息；所述资源起始位置信息包括：无线资源所在的 RB 的序号、或者无线资源所在的 RB的序号和在所述 RB上比特位图起始位置所在的符号的序号；

7、根据权利要求 6所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于，将所述无线资源的调度信息通知 UE , 具体为：

将所述无线资源的调度信息通过物理下行控制信道 ( PDCCH )、或者无线资源控制（ RRC )消息、或者介质访问控制（ MAC , Media Access Control ) 控制单元（CE, Control Element )通知所述 UE。

8、根据权利要求 Ί所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度方法，其特征在于，通过 PDCCH将所述无线资源的调度信息通知 UE , 具体为：将所述无线资源的调度信息添加进 PDCCH DCI format消息中发送给所述 UE; 或者，

9、一种正交频分复用系统的无线资源分配、调度装置，其特征在于，该装置包括：

资源单位选择模块，用于选择一种短资源单位；

10、根据权利要求 9所述正交频分复用系统的无线资源分配、调度装置，其特征在于，

所述资源单位定义模块，进一步用于定义一个最小资源分配粒度为：域宽度为 12个子载波，时域宽度为 1个符号；还用于将所述短资源单位定义为所述最小资源分配粒度的倍数；