CN101646243B - 一种持续调度资源周期分配的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种持续调度资源周期分配的方法，包括如下步骤：预定义资源分配的参考点，根据所述参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧。本发明实施例具体公开了几种将业务数据包对应到与业务方向一致的子帧上的方式。本发明还公开一种持续调度资源周期分配装置。本发明方案可以使LTE TDD***中承载持续调度资源的子帧方向与业务数据方向保持一致，保证数据传输的正常进行。

Description

一种持续调度资源周期分配的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种持续调度资源周期分配的方法和装置。

背景技术

长期演进项目(Long Term Evolution，LTE)***是基于调度的***，由基站分配用于承载数据的时频资源，并通过控制信道将时频资源信息下发给终端，终端根据基站的控制信道信息接收下行数据或发送上行数据。

在LTE***中，对于通常的业务采用动态调度方式，即每次基站发送下行数据或接收上行数据之前，基站向终端发送控制信道信息，终端在该控制信道信息指定的时频资源上发送上行数据或接收下行数据。LTE***针对需要长期占用固定时频资源的特定业务数据包，例如VoIP业务的话音包等，引入了持续调度机制。持续调度是指基站给某种业务的数据包分配固定的时频资源并指定固定的传输格式，数据包在指定资源位置以规定传输格式发送，即在预定义资源上以预定义方式发送。持续调度相对于动态调度，其差别在于不需要占用控制信道资源，优点是可以节约控制信令开销。

持续调度周期和资源的分配需要由被调度的业务数据包特点来决定。可以进行持续调度的业务数据包都具有数据包到达周期固定和数据包大小相对固定的特点。以速率为12.2kbit/s的VoIP话音包为例，其编码后的数据包大小基本为40byte，数据包到达周期固定为20ms。因此，基站在话音包周期内每隔20ms分配能够传输40byte数据的资源给VoIP话音包，这样就可以在不占用调度信令资源的同时，保证VoIP话音包的及时传输。

需要进行持续调度的业务数据包各自具有不同的周期特性，有的到达周期为10ms的整数倍，如VoIP业务，周期为20ms。有的到达周期不为5ms或10ms的整数倍，如15帧/秒(frames per second，fps)或30fps的视频业务，其业务数据包到达周期分别为32ms和64ms。

在现有技术中，为了保证业务数据的及时传输，为持续调度资源分配的周期等于业务数据包的到达周期，持续调度周期指定的时间点为传输业务数据包的时间位置。对LTE频分双工(FDD)这种上下行子帧同时存在，上下行传输同时进行的***来说，这种资源分配周期没有问题，但对LTE时分双工(TDD)***来说，如果资源分配周期不为上下行子帧转换点周期的整数倍，即5ms或10ms的整数倍，按业务到达周期所分配的预定义资源位置可能位于不同传输方向的子帧上，造成数据传输不能正常进行。下面简单介绍LTE TDD的帧结构，以便更清楚地说明这个问题。

LTE TDD是一种时分双工***，其帧结构如图1所示，每一个无线帧由两个半帧(half-frame)构成，每一个半帧长度为5ms。每个半帧划分成8个长度为0.5ms的常规时隙(Time Slot，TS)和1个长度为1ms的特殊子帧，每两个常规时隙配对组成一个子帧，其中第i个子帧由第2i个和2i+1个时隙构成。该特殊子帧由下行导频时隙(DwPTS)、保护时隙(GP)和上行导频时隙(UpPTS)构成，DwPTS和UpPTS的长度是可配置的，并且DwPTS、GP以及UpPTS的总长度等于1ms。子帧1和子帧6包含DwPTS、GP以及UpPTS。其中，子帧0和子帧5以及DwPTS永远预留为下行传输。LTE TDD***支持5ms和10ms的切换周期。

在5ms切换周期情况下，UpPTS、子帧2和子帧7预留为上行传输。在10ms切换周期情况下，DwPTS在两个半帧中都存在，但是GP和UpPTS只在第一个半帧中存在，在第二个半帧中的DwPTS长度为1ms。UpPTS和子帧2预留为上行传输。

根据上下行子帧转换点的不同，可以实现不同的上下行子帧配置，目前规范确定支持的上下行子帧配置如表1所示，其中配置0～2是5ms上下行子帧转换点，配置3～6是10ms子帧转换点，字母D表示下行子帧，字母U表示上行子帧，字母S表示特殊子帧。

表1

基于LTE TDD帧结构的特点，如果业务数据包的到达周期为无线帧长度的整数倍，如VoIP业务的周期为20ms，其持续调度资源分配如图2所示。假设第一个数据包在子帧X发送，则第第二个、第三个、第四个数据包分别需要在子帧(X+20)mod10、(X+40)mod10、(X+60)mod10上发送，即都在子帧X上发送，每一个持续调度数据包都对应无线帧的同一个位置，当然这些子帧都为一个方向，即都为上行或都为下行。其中mod10表示对10取模。

但对于业务数据包到达周期不为10ms整数倍的情况，如果按照业务数据包到达周期分配预定义资源则会出现数据方向和资源方向不一致的情况。以32ms周期业务为例，假设需要调度的是下行业务，第一个数据包在下行子帧X发送，则第二个、第三个、第四个数据包分别需要在子帧(X+32)mod10、(X+64)mod10、(X+96)mod10上发送，这些子帧不一定是下行子帧。以表1所示第1种配置方式(UL∶DL＝2UL∶2DL)，X＝0(第一个数据包在子帧0发送)为例，第二个、第三个、第四个数据包分配的子帧分别为子帧2、4、6，对照表1，子帧2是上行子帧，不可能传输下行数据，子帧6是特殊子帧，是否能传输下行数据取决于DwPTS的长度配置。

由此可见，现有技术按业务数据包到达周期分配持续调度资源，对于LTE TDD这种上下行子帧交替出现的***，如果业务数据包到达周期不为无线帧的整数倍，会出现预定义资源位置的子帧传输方向和业务数据方向不符的情况，最终导致数据传输不能正常进行。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出一种持续调度资源周期分配的方法和装置，可适用于LTE TDD***，使承载持续调度资源的子帧方向与业务数据方向保持一致。

本发明实施例提出的一种持续调度资源周期分配的方法，包括如下步骤：

周期性分配预定义资源的参考点，所述资源分配的参考点为业务数据包的到达周期；根据所述参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧。

本发明实施例还提出一种持续调度资源周期分配装置，包括：

参考点设置模块，用于设置资源分配的参考点，所述资源分配的参考点为业务数据包的到达周期；

选择模块，用于根据所述参考点设置模块设置的参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧。

从以上技术方案可以看出，本发明方案不是简单的将数据包到达周期作为持续调度周期，而是预定义资源分配的参考点，在参考点的基础上按照一定的策略找到与业务数据方向一致的子帧。本发明方案可以使LTE TDD***中承载持续调度资源的子帧方向与业务数据方向保持一致，保证数据传输的正常进行。

附图说明

图1为LTE TDD帧结构示意图；

图2为现有技术的持续调度资源周期分配的效果示意图；

图3为本发明实施例一的持续调度资源周期分配效果的示意图；

图4为本发明实施例一的持续调度资源周期分配的处理流程图；

图5为本发明实施例一方案对多个持续调度资源进行周期分配时出现冲突的效果示意图；

图6为本发明实施例二的一种持续调度资源周期分配的处理流程图；

图7为根据图6所示处理流程进行持续调度资源的效果示意图；

图8为本发明实施例二的另一种持续调度资源周期分配的处理流程图；

图9为根据图8所示处理流程进行持续调度资源的效果示意图。

具体实施方式

持续调度资源的方向总是相同的，即要么都是上行，要么都是下行。现有技术中将为持续调度资源分配的周期简单地配置为等于业务数据包的到达周期，该到达周期如果是无线帧长度的整数倍，则实际上持续调度的子帧总是同一个子帧，可以满足持续调度的需要；但如果该到达周期不是无线帧长度的整数倍，则持续调度的子帧就会发生变化，在这种情况下持续调度子帧的方向可能会发生变化。本发明方案采取的做法是：周期性的分配预定义资源的参考点，根据该参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细阐述。

本发明实施例一的方案是将业务数据包的到达周期作为资源分配的参考点，持续调度资源实际配置在时间参考点之后最近的一个与业务传输方向一致的子帧。在基站侧和终端侧按照上述同样的方式确定持续配置子帧。

如图3所示，假设业务数据包到达周期为32ms，上下行子帧配置为表1中的配置1(UL∶DL＝2UL∶2DL)，业务数据包方向为下行，另外假设DwPTs可以承载下行数据，即子帧1和子帧6可以承载下行数据。第一个参考点对应子帧0，该子帧为下行子帧，则基站在下行子帧0发送业务数据包1。第二个参考点对应子帧2，但根据配置表可知该子帧为上行子帧，子帧2之后的第一个下行子帧为子帧4，则基站在子帧4发送业务数据包2。第三个参考点对应子帧4，第4个参考点对应子帧6，这两个子帧都是下行子帧，因此基站分别在子帧4和子帧6发送业务数据包3和业务数据包4。

与此同时，终端在第一个参考点对应的下行子帧0接收业务数据包1。第二个参考点对应子帧2，但根据配置表可知该子帧为上行子帧，子帧2之后的第一个下行子帧为子帧4，则终端在子帧4接收业务数据包2。第三个参考点对应子帧4，第4个参考点对应子帧6，这两个子帧都是下行子帧，因此终端分别在子帧4和子帧6接收业务数据包3和业务数据包4。

在上述过程中，基站作为持续调度业务的发送端，终端作为持续调度业务的接收端。如果持续调度业务是上行业务，则发送端为终端，接收端为基站。

根据以上所举的具体示例可以看出，本发明实施例一的持续调度资源周期分配流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤401：基站将持续调度资源相关信息发送给终端。所述持续调度资源相关信息包括持续调度资源的起始调度时刻、频率资源、调制编码方案(Modulation and Coding Scheme，MCS)、数据包到达周期，数据包发送方向(即上行还是下行)。基站可以周期性发送该持续调度资源相关信息。

步骤402：发送端把将要发送的数据包到达周期作为参考点。

步骤403：持续调度资源的发送端判断当前子帧方向与数据包传输方向是否一致，若是，则执行步骤404；否则执行步骤405。首次执行时，当前子帧为参考点对应的子帧。

步骤404：发送端在当前子帧发送该数据包，并转至步骤402。

步骤405：发送端将当前子帧的下一个子帧作为当前子帧，并返回执行步骤403。

对于持续调度资源的接收端来说，在发送端执行步骤402至405的同时，分别执行与步骤402至步骤405对应的步骤：

步骤402’：接收端把将要接收的数据包到达周期作为参考点。

步骤403’：持续调度资源的接收端判断当前子帧方向与数据包传输方向是否一致，若是，则执行步骤404’，否则执行步骤405’。首次执行时，当前子帧为参考点对应的子帧。

步骤404’：接收端在当前子帧接收该数据包，并转至步骤402’。

步骤405’：接收端将当前子帧的下一个子帧作为当前子帧，并返回执行步骤403’。

因为上述持续调度资源的方案中引入了预定义资源时间位置的延迟，需要考虑同时配置多个持续调度资源时可能引起的资源冲突问题。如图5所示，对业务1从***帧号(SFN)＝0的无线帧的子帧0开始按图3分配预定义资源，频率资源为f1；对业务2从SFN＝3的无线帧的子帧4开始分配相同周期的持续调度资源，频率资源为f2。如果f1＝f2，在图1中椭圆圈定的位置，分配给业务1的子帧向后延时两个子帧成为子帧4，这就与分配给业务2的时频资源完全相同，产生资源冲突。

作为一种较佳的实施方式，基站在分配新的预定义资源的时候，需要考虑已有的预定义资源占用，保证新分配的资源不与已占用资源重合，以便解决资源冲突的问题。本发明实施例中基站在分配持续调度资源时需要排除已被占用频率资源。一种简单的做法是，选取与已使用的频率完全不同的频率资源。对于各个业务的持续调度周期均相同的情况：还可以执行如下所述操作：

步骤一：根据业务起始时刻确定待分配资源的第一个数据包的发送子帧T0。第一个子帧应该是与数据包传输方向一致的。

步骤二：根据当前使用的上下行子帧配置、第一个子帧所在的子帧号和持续调度周期，确定待调度资源发生偏移的参考点与最大偏移Tdelay。以图图5为例，最大偏移为2个子帧。

步骤三：排除T0到T0+Tdelay之间业务数据包方向上已占用的频率资源，如果Tdelay为相反方向的子帧，还要排除Tdelay之后最近的与业务数据包方向相同的子帧占用的频率(该子帧已经包括了资源周期点与业务方向不一致时延迟配置的预定义资源)。排除上述频率后，剩余频率资源可以作为新分配的预定义频率资源。

实施例一的方案是针对某一个持续调度资源进行处理。当需要同时调度多个持续调度资源时，可能出现连续多个参考点对应连续多个反向子帧，持续调度资源延迟到同一个与业务方向相同的子帧的情况，导致资源分配不均匀。例如上下行子帧配置采用表1中的配置1，有两个持续调度业务均为下行业务，业务1和业务2。业务1参考点对应子帧2，业务2参考点对应子帧3，而根据上下行子帧配置表，子帧2和子帧3均为上行子帧，子帧4为下行子帧，则这两个业务都延迟到子帧4进行调度。

针对这种情况，可以对多个持续调度资源进行统筹安排，预先建立参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系表；根据所述映射关系表找到参考点映射的子帧，将所找到的子帧作为持续调度子帧。这样就可以避免发生冲突。

映射关系表的建立方式可以有多种，下面列出两种可能的方式：

方式一：若参考点对应的子帧与业务传输方向相同，在将参考点映射到参考点对应的子帧；如果参考点对应的子帧与业务传输方向相反，在下一个无线帧按时间先后顺序将未映射的参考点映射到与业务传输方向一致的子帧。

本发明实施例二给出了与方式一效果相同的持续调度资源的解决方案，如图6所示，包括如下步骤：

步骤601：基站将持续调度资源相关信息发送给终端。所述持续调度资源相关信息包括持续调度资源的起始调度时刻、频率资源、MCS、数据包到达周期，数据包发送方向(即上行还是下行)。基站可以周期性发送该持续调度资源相关信息。

步骤602：发送端将数据包到达周期作为参考点，判断参考点对应的子帧方向与数据包传输方向是否一致，若是，则在参考点对应的子帧发送该数据包；否则，暂存该数据包；对于与该无线帧上子帧对应的所有参考点均执行上述操作；

步骤603：发送端将暂存的数据包顺序对应到下一个无线帧上与数据包传输方向一致的子帧上，并依次在这些子帧上发送所述数据包。

对于持续调度资源的接收端来说，同时执行与步骤602与603对应的步骤：

步骤602’：接收端将数据包到达周期作为参考点，并判断参考点对应的子帧方向与数据包传输方向是否一致，若是，则在参考点对应的子帧接收该数据包；否则，将该数据包标记为未接收；对于与该无线帧上子帧对应的所有参考点均执行上述操作；

步骤603’：接收端将标记为未接收的数据包顺序对应到下一个无线帧上与数据包传输方向一致的子帧上，并依次在这些子帧上接收所述数据包。

根据图6所示方案持续调度资源的效果如图7所示。在无线帧0上有10个参考点，分别对应子帧0到子帧9。对于子帧0和子帧1，其方向与数据包传输方向一致，因此数据包0和数据包1分别在子帧0和子帧1上发送；子帧2和子帧3与数据包传输方向相反，因此数据包2和数据包3被暂存；之后的数据包4-6、9分别在子帧4-6以及子帧9上发送，而子帧7和子帧8也被暂存。到了无线帧1，被暂存的子帧2、子帧3、子帧7、子帧8按照先后顺序在无线帧1的下行子帧即子帧0、子帧1、子帧4、子帧5上发送。

映射关系表的建立方式二：将参考点按照时间先后顺序映射到与业务传输方向相同的子帧。

图8示出了与方式二实现效果相同的持续调度资源的解决方案，包括如下步骤：

步骤801：基站将持续调度资源相关信息发送给终端。所述持续调度资源相关信息包括持续调度资源的起始调度时刻、频率资源、调制编码方案、数据包到达周期，数据包发送方向(即上行还是下行)。基站可以周期性发送该持续调度资源相关信息。

步骤802：持续调度资源的发送端把将要发送的数据包的到达周期作为参考点。步骤802是循环执行的，相邻两次执行步骤802时的两个将要发送的数据包，只是时间上的先后顺序，可以属于不同的持续调度业务。

步骤803：持续调度资源的发送端判断当前子帧方向与数据包传输方向是否一致，若是，则执行步骤804；否则执行步骤805。首次执行时，当前子帧为参考点对应的子帧。

步骤804：发送端在当前子帧发送该数据包，并转至步骤802。

步骤805：发送端将当前子帧的下一个子帧作为当前子帧，并返回执行步骤803。

同时，接收端也要执行与步骤802至805对应的步骤，不再赘述。

可见，图8所示流程与图4所示流程非常类似，特别是当只有一个持续调度业务时，两者是完全相同的。图4的流程中，所要发送的数据包都是对应同一个持续调度业务，这样如果同时存在多个持续调度业务，则可能出现多个数据包延时到同一个子帧中传输；而图8的流程中，所要发送的数据包可以属于不同的持续调度业务，相邻数据包只是时间上的先后顺序，这样就可以使得不同数据包分散到不同子帧。

根据图8所示方案持续调度资源的效果如图9所示。在无线帧0上有10个参考点，分别对应子帧0到子帧9。对于子帧0和子帧1，其方向与数据包传输方向一致，因此数据包0和数据包1分别在子帧0和子帧1上发送；子帧2、子帧3与数据包方向相反，因此数据包2延迟到子帧4上发送，并将数据包3的参考点修改为下一个子帧即子帧5。在子帧5上发送子帧3后，将数据包4的参考点设置为子帧6，在子帧6上发送子帧4后，将数据包5的参考点设置为子帧7。而子帧7、8与数据包方向相反，因此数据包5延迟到子帧9上发送。依此类推，无线帧1的子帧0、子帧1、子帧4和子帧5分别发送数据包6、数据包7、数据包8和数据包9。

本发明实施例还公开了一种持续调度资源周期分配装置，包括：

参考点设置模块，用于设置资源分配的参考点；

选择模块，用于根据所述参考点设置模块设置的参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧。

较佳地，所述参考点设置模块将业务数据包的到达周期作为资源分配的参考点。

选择模块具体可以有两种实现方式。第一种情况，所述选择模块包括：

判断单元，用于判断当前子帧方向与数据包传输方向是否一致，若是则向设置单元发送指定当前子帧的信号；若不一致则将当前子帧的下一个子帧作为当前子帧并进行上述判断操作；首次执行时将参考点对应子帧作为当前子帧；

设置单元，用于将所述判断单元指定的子帧设置为持续调度子帧。

在这种情况下，新分配的持续调度资源可能与已有业务占用的资源发生冲突，因此，较佳地，该装置可以进一步包括：

频率选择模块，用于选择未被使用的频率资源承载持续调度业务。

第二种情况，所述选择模块包括：

映射单元，用于建立参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系表；

查询单元，用于根据当前的参考点查询所述映射单元中的映射关系表，得到对应的子帧作为持续调度子帧。

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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，包括如下步骤：

周期性分配预定义资源的参考点，所述资源分配的参考点为业务数据包的到达周期；根据所述参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧。

2.根据权利要求1所述的持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，所述根据所述参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧包括：判断当前子帧方向与数据包传输方向是否一致，一致则将当前子帧作为持续调度子帧；否则，将所述当前子帧的下一个子帧作为当前子帧并转至所述判断当前子帧方向与数据包传输方向是否一致的步骤；首次执行时，当前子帧为参考点对应的子帧。

3.根据权利要求2所述的持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，在分配预定义资源的参考点之前，进一步包括：选择未被使用的频率资源承载持续调度业务。

4.根据权利要求2所述的持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，时间上相邻的两个参考点对应的业务数据包属于不同的持续调度业务。

5.根据权利要求1所述的持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，所述根据所述参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧之前进一步包括：预先建立参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系表；

所述根据所述参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧包括：根据所述映射关系表找到参考点映射的子帧，将所找到的子帧作为持续调度子帧。

6.根据权利要求5所述的持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，所述参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系表中，参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系为：若参考点对应的子帧与业务传输方向相同，将参考点映射到参考点对应的子帧；如果参考点对应的子帧与业务传输方向相反，在下一个无线帧按时间先后顺序将未映射的参考点映射到与业务传输方向一致的子帧。

7.根据权利要求5所述的持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，所述参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系表中，参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系为：将参考点按照时间先后顺序映射到与业务传输方向一致的子帧。

8.根据权利要求1所述的持续调度资源周期分配的方法，其特征在于，所述根据所述参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧包括：

判断参考点对应的子帧方向与数据包传输方向是否一致，若是，则在参考点对应的子帧发送该数据包；否则，暂存该数据包；对于该无线帧所有的参考点均执行上述操作后，将暂存的数据包顺序对应到下一个无线帧上与数据包传输方向一致的子帧上，并依次在这些子帧上发送所述数据包。

9.一种持续调度资源周期分配装置，其特征在于，包括：

参考点设置模块，用于设置资源分配的参考点，所述资源分配的参考点为业务数据包的到达周期；

选择模块，用于根据所述参考点设置模块设置的参考点选择与业务传输方向一致的子帧作为持续调度子帧。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述选择模块包括：

判断单元，用于判断当前子帧方向与数据包传输方向是否一致，若一致则向设置单元发送指定当前子帧的信号；若不一致则将当前子帧的下一个子帧作为当前子帧并进行上述判断操作；首次执行时将参考点对应子帧作为当前子帧；

设置单元，用于将所述判断单元指定的子帧设置为持续调度子帧。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

频率选择模块，用于选择未被使用的频率资源承载持续调度业务。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述选择模块包括：

映射单元，用于建立参考点和与业务传输方向一致的子帧的映射关系表；

查询单元，用于根据当前的参考点查询所述映射单元中的映射关系表，得到对应的子帧作为持续调度子帧。

Images