CN104469947B - 一种上行和下行联合资源分配方法 - Google Patents

一种上行和下行联合资源分配方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种上行和下行联合资源分配方法，在第一类子帧优先对同时存在上下行业务的用户同时进行上、下行调度，按照不同链路方向的业务量比例，分配相应比例的资源数量，在第二类子帧优先对仅有下行业务的用户进行下行资源调度。所述第一类子帧的后续相关联的上行子帧不是用户的信道质量指示CQI/预编码矩阵指示PMI或调度请求指示SR上报时刻；所述第二类子帧的后续相关联的上行子帧是该用户的CQI/PMI或SR上报时刻；所述后续相关联的上行子帧内，下行业务传输的ACK/NACK上报时刻，同时也是该调度子帧内上行调度授权的目标上行子帧。本申请方案能够通过增加PUSCH可用资源量带来上行吞吐量提升。

Description

一种上行和下行联合资源分配方法
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种上行和下行联合资源分配方法。
背景技术
无线通信***中，为了基站和用户设备(UE)间准确、高效的通信，UE需要向基站反馈上行控制信息(Uplink Control Information，UCI)。上行控制信息包括：调度请求指示(Scheduling Request Indicator，SR)；确认/否认应答(Acknowledgement/Negative-Acknowledgement，ACK/NACK)；信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)、秩指示(Rank Indicator，RI)和预编码矩阵指示(PrecodingMatrix Indicator，PMI)。其中，SR用于UE向基站请求上行资源，ACK/NACK用于UE向基站指示下行数据接收正确与否，CQI等信息用于UE向基站指示测量的下行信道质量。
在LTE***中，基站为UE分配了专门的物理上行控制信道(Physical UplinkControl Channel，PUCCH)资源用于传输上述SR、ACK/NACK和CQI/RI/PMI三种控制信息。按照目前LTE协议的规定，CQI资源索引、半静态ACK/NACK和SR占用的资源索引通过RRC消息半静态配置，动态ACK/NACK占用的资源索引需根据其对应的下行动态调度PDCCH所占用的第一个控制单元(CCE，Control Channel Element)资源索引计算得到，即PUCCH索引等于CCE索引加上一定的偏移量，这种隐含的对应关系节省了额外信令的开销。
同时，协议还规定ACK/NACK反馈除了占用由CCE索引对应的动态PUCCH资源外，当ACK/NACK与CQI/PMI或SR消息同时上报，可以通过CQI/PMI或SR的资源位置上报；当UE在某上行子帧有PUSCH资源时，则不同时传输PUCCH，PUCCH上需要携带的所有信息都通过PUSCH资源携带上报。
LTE协议还定义了PUCCH资源索引到物理资源块(PRB)的映射方法。如图1所示，为一个子帧中PUCCH资源块到物理资源块映射的示意图，该图中为PUCCH预留了4个资源块，分别为m＝0、1、2、3，其中一个PUCCH资源块在一个子帧的两个时隙的PRB资源分别位于可用的频谱资源的两端。将PUCCH放在可用资源的两端，将中间的整块频谱资源用来传送PUSCH，既能有效的利用频谱资源又能保持上行传输的单载波特性，同时可以较好地获得PUCCH不同时隙之间的频率分集增益。
从图1可以看出，预留给PUCCH的资源大小对LTE***的性能有很大的影响，如果预留太多，会浪费***频谱资源，导致PUSCH资源较少，影响***吞吐量；如果预留太少，会造成用户资源受限，导致用户不能及时上报CQI信息或传输SR请求等，影响***性能。
现有的LTE***PUCCH资源分配方案主要有两种：
方案一：在一个调度子帧内优先处理下行业务资源分配，完成本子帧的所有下行调度后，再进行上行业务资源分配，并根据下行实际调度的用户在上行子帧内的ACK/NACK占用资源数量，确定PUSCH可用的资源；上、下行调度时，分别基于各自链路方向的用户信道质量、业务量、传输速率等因素，选择用户进行资源分配；
方案二：为PUCCH资源进行半静态规划和预留的方法，预先规划一部分资源用于PUCCH的CQI/RI/PMI，SR，以及ACK/NACK上报，一段时间内进行统计，当预留资源使用率过低或过高时，再对预留资源数量进行调整。
现有的LTE***PUCCH资源分配方案存在如下问题：
在方案一中，PUCCH资源数量是由预先配置的CQI/RI/PMI和SR周期，以及下行传输子帧的PDCCH符号数所对应的最大CCE索引决定，难以充分利用PUCCH周期性资源的特点，以及PUSCH随路携带ACK/NACK反馈的特点，会导致下行业务传输的ACK/NACK检测结果上报占用较多的PUCCH资源，使PUSCH可用资源数量减少，从而导致上行吞吐量降低；
在方案二中，通过半静态方式预留一定的资源数量，一段时间后根据使用效率进行调整，无法灵活地适应***内用户和业务需求的变更，如果资源数量预留较多会造成PUCCH资源浪费，预留较少又会导致某些用户的ACK/NACK上报位置与PUSCH资源冲突，或某些用户无法得到调度的问题。
发明内容
本申请提供了一种上行和下行联合资源分配方法，能够最大程度上降低通过PUCCH动态资源携带的ACK/NACK数量，从而减少PUCCH占用资源数量，通过增加PUSCH可用资源量带来上行吞吐量提升。
本申请实施例提供的一种上行和下行联合资源分配方法，包括：
A、将小区中同时存在上下行业务的用户分为第一组，将小区中仅有下行业务的用户分为第二组；
B、判断对于当前待调度用户，当前子帧是第一类子帧还是第二类子帧，若是第一类子帧执行步骤C，若是第二类子帧执行步骤D；所述第一类子帧满足以下条件：第一类子帧的后续相关联的上行子帧不是用户的信道质量指示CQI/预编码矩阵指示PMI或调度请求指示SR上报时刻；所述第二类子帧满足如下条件：第二类子帧的后续相关联的上行子帧是该用户的CQI/PMI或SR上报时刻；所述后续相关联的上行子帧的含义为：该调度子帧内，下行业务传输的ACK/NACK上报时刻，同时也是该调度子帧内上行调度授权的目标上行子帧；
C、若当前待调度用户为第一组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户同时进行上、下行调度，按照不同链路方向的业务量比例，分配相应比例的资源数量，然后返回步骤B；若当前待调度用户不是第一组用户，选择下一个未调度用户作为当前待调度用户，返回步骤B；
D、若当前待调度用户是第二组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户进行下行资源调度，然后返回步骤B，若当前待调度用户不是第二组用户，选择下一个未调度用户作为当前待调度用户，返回步骤B。
步骤C进一步包括：将同一用户的周期CQI/PMI的上报时刻和SR的上报时刻配置在不同的上行子帧。
步骤D中对当前待调度用户进行下行资源调度结束后，进一步包括：
判断是否还有未分配的下行业务资源，若是，执行步骤E，否则返回步骤A；
E、优先选择下行调度授权的控制单元CCE起始位置较小的用户进行下行业务资源调度。然后返回步骤A。
步骤D中对当前待调度用户进行下行资源调度之前进一步包括：对VIP用户、紧急业务用户、或业务速率严重不符合指标要求的用户进行调度。
从以上技术方案可以看出，与现有技术方案对上、下行业务信道之间，以及上、下行控制信道与业务信道之间各自独立进行资源分配，或是半静态预留PUCCH资源的方式不同，本申请利用PUCCH具有周期性资源，以及PUSCH能够随路携带UE的A/N反馈的特点，对上、下行业务资源调度进行联合设计，并结合下行业务传输需求对上行控制信道的资源规划方式进行规定，最大程度上降低通过PUCCH_1X动态资源携带的A/N数量，从而减少PUCCH占用资源数量，通过增加PUSCH可用资源量带来上行吞吐量提升。
附图说明
图1为一个子帧中PUCCH资源块到物理资源块映射的示意图；
图2为本申请实施例提供的上行和下行联合资源分配方法流程示意图。
具体实施方式
与现有技术方案对上、下行业务信道之间，以及上、下行控制信道与业务信道之间各自独立进行资源分配，或是半静态预留PUCCH资源的方式不同，本申请提供的上行和下行联合资源分配方法包括：
A、将小区中同时存在上下行业务的用户分为第一组，将小区中仅有下行业务的用户分为第二组；
B、判断对于当前待调度用户，当前子帧是第一类子帧还是第二类子帧，若是第一类子帧执行步骤C，若是第二类子帧执行步骤D；所述第一类子帧满足以下条件：第一类子帧的后续相关联的上行子帧不是用户的信道质量指示CQI/预编码矩阵指示PMI或调度请求指示SR上报时刻；所述第二类子帧满足如下条件：第二类子帧的后续相关联的上行子帧是该用户的CQI/PMI或SR上报时刻；所述后续相关联的上行子帧的含义为：该调度子帧内，下行业务传输的ACK/NACK上报时刻，同时也是该调度子帧内上行调度授权的目标上行子帧；
C、若当前待调度用户为第一组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户同时进行上、下行调度，按照不同链路方向的业务量比例，分配相应比例的资源数量，然后返回步骤B；若当前待调度用户不是第一组用户，选择下一个未调度用户作为当前待调度用户，返回步骤B；
D、若当前待调度用户是第二组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户进行下行资源调度，然后返回步骤B，若当前待调度用户不是第二组用户，选择下一个未调度用户作为当前待调度用户，返回步骤B。
其中，所述第一类子帧、第二类子帧并不是对子帧类型的绝对划分，而是相对于用户而言的一个相对概念。同一个子帧对于不同的用户而言，可以是第一类子帧或第二类子帧，例如，对于用户A可能是第一类子帧，对于用户B则为第二类子帧。
PUCCH格式包括1,1a,1b,2,2a,2b，其中1,1a,1b统一用1X表示，用于上报UE的ACK/NACK和调度请求(SR)。因此，PUCCH 1X的资源包括两部分：1.携带UE的ACK/NACK；2.携带UE的SR。其中，SR的资源可以由基站预分配，每个子帧固定预留n个PRB作为SR的资源；而携带ACK/NACK的资源是与CCE相关的，为可变值。该数量既要小于按照下行子帧的CCE映射所需的PRB数量，又要与当前上行子帧需要携带的ACK/NACK数量相匹配，即与该PUCCH子帧需要反馈的ACK/NACK数量成正比，对于携带ACK/NACK较多的子帧，为其选择PUCCH 1X的PRB数量要相应增加。本申请技术方案利用PUCCH具有周期性资源，以及PUSCH能够随路携带UE的ACK/NACK反馈的特点，对上、下行业务资源调度进行联合设计，并结合下行业务传输需求对上行控制信道的资源规划方式进行规定，最大程度上降低通过PUCCH_1X动态资源携带的ACK/NACK数量，从而减少PUCCH占用资源数量，通过增加PUSCH可用资源量带来上行吞吐量提升。
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
图2为本申请实施例提供的上行和下行联合资源分配方法流程，包括：
步骤201：根据小区中的用户是否同时存在上下行业务对所述用户进行分组，将同时存在上下行业务的用户分为第一组，将仅有下行业务的用户分为第二组。
步骤202：判断对于当前待调度用户，当前子帧是第一类子帧还是第二类子帧，若是第一类子帧执行步骤203，若是第二类子帧执行步骤204。
所述第一类子帧满足以下条件：第一类子帧的后续相关联的上行子帧不是用户的CQI/PMI或SR上报时刻。所述“后续相关联的上行子帧”的含义为：该调度子帧内，下行业务传输的ACK/NACK上报时刻，同时也是该调度子帧内上行调度授权的目标上行子帧。
所述第二类子帧满足如下条件：第二类子帧的后续相关联的上行子帧是该用户的CQI/PMI或SR上报时刻。
步骤203：若当前待调度用户为第一组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户同时进行上、下行调度，按照不同链路方向的业务量比例，分配相应比例的资源数量。然后返回步骤202。若当前待调度用户不是第一组用户，选择下一个未调度用户作为当前待调度用户，返回步骤202。
比如一个用户，其上行业务速率为128kbps，下行业务速率为256kbps，则分配时，该用户获得的下行资源应该大致是上行的2倍。
下行子帧包括两类：1.只调度下行业务的子帧；2.可同时调度上行和下行业务的子帧。
较佳地，将同一用户的周期CQI/PMI的上报时刻和SR的上报时刻配置在不同的上行子帧。
步骤204：若当前待调度用户是第二组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户进行下行资源调度；
步骤205：第二组用户调度结束后，判断是否还有未分配的下行业务资源，若是，执行步骤206，否则返回步骤202。
步骤206：优先选择下行调度授权的CCE起始位置较小的用户进行下行业务资源调度。然后返回步骤202。
较佳地，对于VIP用户、紧急业务、业务速率严重不符合指标要求等情况，可优先于后续相关联上行子帧上报CQI/PMI或SR的用户，进行下行资源调度。
依据上述流程对于当前子帧的所有待调度用户处理完毕后，则将下一个子帧作为当前子帧，继续执行上述流程。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种上行和下行联合资源分配方法，其特征在于，包括：
A、将小区中同时存在上下行业务的用户分为第一组，将小区中仅有下行业务的用户分为第二组；
B、判断对于当前待调度用户，当前子帧是第一类子帧还是第二类子帧，若是第一类子帧执行步骤C，若是第二类子帧执行步骤D；所述第一类子帧满足以下条件：第一类子帧的后续相关联的上行子帧不是用户的信道质量指示CQI/预编码矩阵指示PMI或调度请求指示SR上报时刻；所述第二类子帧满足如下条件：第二类子帧的后续相关联的上行子帧是该用户的CQI/PMI或SR上报时刻；所述后续相关联的上行子帧的含义为：该调度子帧内，下行业务传输的ACK/NACK上报时刻，同时也是该调度子帧内上行调度授权的目标上行子帧；
C、若当前待调度用户为第一组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户同时进行上、下行调度，按照不同链路方向的业务量比例，分配相应比例的资源数量，然后返回步骤B；若当前待调度用户不是第一组用户，选择下一个未调度用户作为当前待调度用户，返回步骤B；
D、若当前待调度用户是第二组用户，在当前子帧优先对当前待调度用户进行下行资源调度，然后返回步骤B，若当前待调度用户不是第二组用户，选择下一个未调度用户作为当前待调度用户，返回步骤B。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C进一步包括：将同一用户的周期CQI/PMI的上报时刻和SR的上报时刻配置在不同的上行子帧。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中对当前待调度用户进行下行资源调度结束后，进一步包括：
判断是否还有未分配的下行业务资源，若是，执行步骤E，否则返回步骤A；
E、优先选择下行调度授权的控制单元CCE起始位置较小的用户进行下行业务资源调度，然后返回步骤A。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中对当前待调度用户进行下行资源调度之前进一步包括：对VIP用户、紧急业务用户、或业务速率严重不符合指标要求的用户进行调度。
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