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上行链路动态调度与链路自适应信令

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:LTE上行链路中的快速链路自适应和信道感知调度对基于SRS测量值的频率选择性信道状态信息依赖程度较高。因此,探测概念和参数对上行链路SRS测量值的精度以及上行链路自适应和分组调度性能都具有深远影响。

上行链路动态调度与链路自适应信令

LTE上行链路中的快速链路自适应和信道感知调度对基于SRS测量值的频率选择性信道状态信息依赖程度较高。同时,由于上行链路传输缓冲器位于UE处,缓冲器状态信息也需要在下行链路中进行传输。另外,用户需要报告功率余量测量值,来向上行链路分组调度器(尤其是向快速ATB功能)发送其运行功率能力与最大功率能力的接近程度信息。由于第5章中已经对SRS物理层详细信息进行了介绍,下一节我们将简要讨论LTE上行链路信道探测概念RRM方面的内容。接着,将介绍所谓上行链路调度信息(即缓冲器状态和功率余量报告)传输问题。

8.5.1.1 探测参考信号(SRS)

上行链路探测概念从根本上决定了上行链路SRS“何时以及如何”进行传输。因此,探测概念和参数对上行链路SRS测量值的精度以及上行链路自适应和分组调度性能都具有深远影响。从上行链路RRM的角度来看,一些最重要的探测参数包括[28]

1)SRS带宽:表示上行链路SRS的传输带宽。SRS带宽以半静态的形式通过RRC进行传输。

2)SRS周期和时间偏移:表示系统帧号(SFN)模数和一个UE的SRS周期。SRS周期和时间偏移以半静态的形式通过RRC进行传输。3GPP也对eNo-deB基于每个UE来中断SRS传输的概率进行了标准化。

3)SRS持续时间:表示UE传送上行链路SRS必须持续的时间。SRS持续时间也是以半静态的形式通过RRC进行传输的。

4)传输组合、恒定幅度零自相关码(CAZAC)序列号和循环移位:通过使用相同的传输带宽,来保证用户传输上行链路SRS之间的正交性(更多详细信息参见第5章)。在LTE下行链路中,共享同一SRS带宽而不会产生相互干扰的UE/蜂窝数可以达到6个。

5)SRS子带跳频序列:用于确定SRS的带宽比调度可用的带宽窄等情况下的跳频序列。

上行链路RRM的一项任务是在活动用户之间分配有限的SRS资源,这样就可以使用准确的、最新的信道状态信息。例如,在测量准确度和SRS带宽存在着一个折中问题(尤其是对功率有限的用户):SRS带宽越窄,测量准确度就越高[29]。另一方面,要对整个可调度的带宽进行探测,需要若干个窄带SRS传输。因此,如果不对SRS周期和子带跳频进行正确配置,信道状态信息可能会变得相对过时。上行链路RRM功能的另一项任务是决定哪个用户使用相同时域和频域资源来传送SRS,因为它们的正交性与来自于不同UE的接收功率电平密切相关。

8.5.1.2 缓冲器状态报告(BSR)

缓冲器状态信息是在上行链路中进行报告的,目的是将UE处缓存数据量信息通知给上行链路分组调度器。LTE引入了一种缓冲器状态报告机制,它允许不同调度优先级的数据之间可以存在差异。LTE缓冲器状态报告机制通常是由两个阶段构成的,即触发阶段和报告阶段。

1.触发阶段

如果下面的任何一个事件发生,则缓冲器状态报告(BSR)将被触发[30]

1)上行链路数据到达UE传输缓冲器,且数据属于无线承载(逻辑信道)组,该承载组的优先级比数据先前所在的UE传输缓冲器中的承载组的优先级高。这也包括新数据到达空缓冲器的情况。这种缓冲器状态报告通常称为“常规BSR”。

2)上行链路资源被分配,填充位数大于BSRMAC控制元素的长度,这种场景下的缓冲器状态报告通常称为“填充BSR”(见后面所述)。

3)服务蜂窝交换发生,这种场景下的缓冲器状态报告通常称为“常规BSR”(见后面所述)。

4)周期性BSR定时器过期,这种场景下的缓冲器状态报告通常称为“周期性BSR”(见后面所述)。

2.报告

在LTE中,主要的上行链路缓冲器状态报告机制是调度请求(Scheduling Request,SR)和缓冲器状态报告(BSR)[30]

(1)调度请求(SR) 在当前TTI内,如果报告事件已经被触发,且在PUSCH上未对UE进行调度,此时调度请求(SR)通常用于请求PUSCH资源并进行传送。可以通过两种方式将SR传送给eNodeB:

1)如果可用的话,使用物理上行链路控制信道(PUCCH)上专用的“1bit”BSR进行传送。可以基于每个UE通过RRC对PUCCH上SR资源发生进行配置。也可能会出现没有在PUCCH上为SR分配资源的情况。

2)使用随机接入过程。当PUCCH上的PUSCH分配或SR资源都不可用时,就可以使用随机接入过程。(www.xing528.com)

根据3GPP规范[30],一个SR只能作为一个“常规BSR”的触发序列进行传送。“周期性BSR”和“填充BSR”的触发都不会导致SR传输。

(2)缓冲器状态报告(BSR) 在当前TTI中,如果已将PUSCH上的资源分配给UE,且报告事件已经被触发,则BSR将使用媒体访问控制(MAC)控制元素进行传输。从根本上说,缓冲器状态报告是作为一条仅具有报头的MAC-CPDU消息进行传输的,在该消息中,字段长度可以忽略不计,并用缓冲器状态信息来代替[30]

总之,当一个报告事件被触发时:

1)如果已经在PUSCH上为UE分配了资源,则可以传输缓冲器状态报告消息。

2)如果“常规BSR”被触发,且在当前TTI内没有为UE分配PUSCH资源,但在PUCCH上为SR分配了资源,则首先可以通过PUCCH来传送SR。

3)如果“常规BSR”被触发,且无论是在PUCCH上,还是在PUSCH上,都没有为UE分配SR资源,则使用随机接入过程来传送SR。

在UTRANLTE上行链路中,缓冲器状态执行机制和格式的设计受到两个重要因素的驱动[6]

1)对于具有不同QoS特性/要求的数据流来说,需要独立的缓冲器状态报告来支持QoS感知无线资源分配。

2)需要最大限度地降低BSR的开销,因为它会直接影响上行链路的容量。

因此,3GPP组织同意缓冲器状态可以基于每个无线承载组(Radio Bearer Group,RBG)进行报告。RBG定义为一组具有相似QoS要求的无线承载。但是,无线承载组的最大数已经固定(等于4)。图8-15给出了针对缓冲器报告的从无线承载到RBG的映射。

在LTE上行链路中,使用了两种BSR格式[30]:短BSR(只报告一个无线承载组)和长BSR(报告全部的4个无线承载组),如图8-16所示。在第一种情况下,无线承载组的标识长度为2bit,而在后一种情况下,可以将4个缓冲器大小域级联起来。在任何一种情况下,BSR的缓冲器大小域的长度为6bit。

如果在UE缓冲器中,只存在来自于一个无线承载组的数据,则基本思路是传输一个短BSR。标准中包含了一些例外情况,以保证将短BSR符合分配的传输块大小,而长BSR不符合分配的传输块大小等情况考虑在内(详细信息见参考文献[30])。

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图8-15 针对缓冲器状态报告的从RBG到无线承载的映射实例

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图8-16 LTE上行链路中的短BSR和长BSR[30]

8.5.1.3 功率余量报告

由于在标准的功率控制公式中,存在着开环组件(参见第5章),因而eNo-deB无法经常获知UE处的功率频谱密度大小。功率频谱密度信息对于在eNodeB处正确执行RRM决定是非常重要的,尤其是当分配包含带宽与调制和编码方案在内的传输格式时。与UE最大功率能力相比,如果无法获知某个终端使用的功率频谱密度则可能会发生高传输带宽分配,这样将导致SINR比预期值低得多。UE处使用的功率频谱密度信息可以从功率余量执行中获取,假定eNodeB知道相应的传输带宽。功率频谱密度信息对PUSCH更为关键,因为该信道的传输格式是自适应调整的。考虑到上述所有原因,3GPP将功率余量报告进行了标准化。功率余量通常是在UE处进行计算的,根据参考文献[26]中的PUSCH功率控制公式,它等于最大UE传输功率与对应子帧集中的“标准”传输功率之差。如果满足下面的任何一条标准,功率余量报告将被触发[30]:

1)当正确定义的禁止定时器过期或者已经过期,且从上一次功率余量报告之后,路径损耗变化超过预定义的门限值。引入禁止定时器的目的是限制功率余量报告经常进行不必要的传输。

2)正确定义的周期性定时器过期。

关于功率余量报告触发和传输的详细信息见参考文献[30]。

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