CN104811290A - 基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置***及方法 - Google Patents

基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置***及方法 Download PDF

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支雯
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Abstract

本发明公开了一种基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置***及方法,该***基于LTE-Advanced***,在所述LTE-Advanced***中还设置有中继节点,所述中继节点采用带内中继,将基站与用户之间的一条链路分成两部分,即:基站到中继节点之间的回程链路、以及中继节点到中继小区内用户之间的接入链路;依据回程链路和接入链路的下行待传数据量的比较结果,动态地调整回程链路的子帧配置,以充分利用无线资源。与现有技术相比,本发明能充分根据两条链路中数据量的多少平衡回程链路和接入链路之间的资源,配置回程链路的过程中充分考虑了后向兼容性,最大化减少了对接入链路的影响,充分利用资源,提高了中继小区吞吐量。

Description

基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置***及方法
技术领域
本发明涉及LTE通信技术领域,特别是涉及TDD LTE-A***中继回程链路子帧配置动态调整***及方法。
背景技术
在LTE R10中引入的LTE-Advanced(简称LTE-A)***作为LTE***的平滑演进,与LTE R8相比,增加的主要特征包括:载波聚合、增强的下行多天线传输、上行多天线传输、中继以及支持异构网络部署。
终端能否与网络通信以及在通信过程中的数据速率取决于很多方面的影响,其中终端和基站之间的路径损耗就是一方面。单从链路预算角度来看,LTE支持的最高数据速率要求比较高的信噪比,可以通过改善网络结构来减小基站到用户之间的距离,从而提高链路预算。
发明内容
为了克服上述现有技术的问题,本发明提出了一种基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置方法,实现了为了平衡资源的利用率和小区间干扰,在子帧配置不变的基础上使得其子配置之间切换,基于LTE-A***中继小区回程链路和接入链路的待传数据量对子帧配置进行动态调整。
本发明提出了一种基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置***,该***基于LTE-Advanced***,在所述LTE-Advanced***中还设置有中继节点,所述中继节点采用带内中继,将基站与用户之间的一条链路分成两部分分成两部分,即:基站到中继节点之间的回程链路、以及中继节点到中继小区内用户之间的接入链路;所述回程链路和所述接入链路共享相同频率资源;所述回程链路包括上、下行回程子帧,所述接入链路包括上、下行接入子帧;所述回程链路下行子帧配置成MBSFN子帧;依据回程链路和接入链路的下行待输传数据量的比较结果,动态地调整回程链路的子帧配置,以充分利用无线资源
本发明还提出了一种基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置方法,该方法包括以下步骤:
步骤1、进行初始配置,将上、下回程子帧设置为回程链路下行子帧多的子配置;
步骤2、下发业务,开始数据传输,获取***时间,采用时间驱动的方式推进,以一个10ms无线帧为单位,每个子帧为1ms;
步骤3、以10ms无线帧为单位判断回程链路和接入链路每无线帧内10个子帧的类型,如果为回程子帧,执行步骤4;如果为接入子帧,执行步骤5;
步骤4、分别计算下行回程子帧待传输数据量b2和下行接入子帧待传输数据量a2;
步骤5、比较a2和b2的大小;
步骤6、若a2>b2,表明接入链路下行数据量比回程链路下行传输数据量多,则通知RRC层,下发信令,切换至接入链路下行接入子帧多的配置;
步骤7:反之,若a2<b2,表明接入链路下行数据量比回程链路下行传输数据量少,则通知RRC层,下发信令,切换至回程链路下行回程子帧多的配置。
与现有技术相比,本发明能充分根据两条链路中数据量的多少平衡回程链路和接入链路之间的资源,配置回程链路的过程中充分考虑了后向兼容性,最大化减少了对接入链路的影响,充分利用资源,提高了中继小区吞吐量。
附图说明
图1为本发明的LTE-A***链路划分示意图;
图2为回程链路和接入链路子帧分配示意图;
图3为回程子帧配置3-0传输示意图;
图4为回程子帧配置3-1传输示意图;
图5为回程子帧配置3-2传输示意图;
图6为基于下行待传数据量对子帧进行动态重配置流程图;
图7为下行待传输数据计算方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式,进一步详述本发明的技术方案。
如图1所示,为LTE-A***加入中继之后引入新的链路之后整个***链路的划分,在LTE-A***中引入了RN(Relay Node,中继节点)之后,把原先基站到用户之间的一条链路分成了两部分,其中eNodeB(简称eNB)到RN之间的链路称为Backhaul Link(回程链路),RN到R-UE(中继小区内的UE记作R-UE)之间的链路称为Access Link(接入链路),eNodeB和Macro UE之间的链路称为Direct Link(直连链路)。
根据回程链路和接入链路使用的频谱,中继可以分为带外中继和带内中继,对带内中继而言,回程链路和接入链路工作在相同频谱,由于二者共享相同频谱,中继的发射机就会对接收机产生一定的干扰,也就是所说的自干扰,所以回程链路和接入链路同时在相同的频率资源上是不可能的,除非这种干扰可以通过适当的天线布置来处理,否则就需要在时间域上分开回程链路和接入链路,也就意味着二者就不能同时工作。在RN接收来自eNodeB的数据时,就不能向UE发送数据,同理,在RN给eNodeB发送数据的时候,UE不对RN发送任何数据。为了避免UE在此时进行不必要的接收工作,通过将回程下行子帧配置成MBSFN子帧,使得UE在这个阶段不进行任何操作,并且RN在MBSFN子帧阶段接收数据并完成接收到发送的切换,如图2所示。
由于使用带内中继,回程链路和接入链路共享相同的无线资源,并且是半双工的工作模式,中继不能同时收发信息,因此会对回程链路和接入链路的HARQ操作的过程产生影响,因为与R8版本兼容是发展LTE解决方案的根本要求,所以不能改变接入链路的HARQ操作,在接入链路中,PDSCH发送的数据,相应的ACK/NACK在PUCCH传输,但是如果相应的PUCCH所在子帧被用在回程链路传输时,RN在该子帧就无法接收来自R-UE的反馈,因此,在接入链路接收PUCCH的可能性取决于回程链路操作,更确切的讲,是取决于回程链路的子帧分配。那么在对回程链路子帧进行分配的时候,要充分考虑对接入链路的影响,把影响降到最低。
对于相邻小区,如果子帧配置不同会给相邻小区带来较大的干扰,如果配置相同,就无法根据不同需求充分利用资源,在小区中加入中继,使得小区边缘和相邻小区之间的干扰更大。
对于TDD模式,HARQ操作的时间关系内在的包含10ms的对应关系,这符合MBSFN 10ms的结构,并有可能在回程传输上保持规则的间距,TDD模式中#0、#5子帧用于发射同步信号,而#1、#6子帧用于寻呼,也就是说只有#2、#3、#4、#7、#8、#9可以被配置成回程子帧。在TDD模式下的子帧的7种配置中,配置0的#0和#5子帧是唯一的两个下行子帧,不能配置成MBSFN子帧,因此配置0不能用在中继小区。而配置5中只有一个上行子帧,为了同时支持回程链路和接入链路,至少需要两个上行子帧,因此在这7种配置中,只有配置1、2、3、4、6支持中继小区,每个TDD配置中支持一个或多个回程子帧配置。
本发明基于R8版本的HARQ Timing关系对回程链路和接入链路子帧配置的冲突进行了调整,以配置3为例,对配置3的三种子配置做出了分析,在原有HARQ Timing的基础上,对于不同业务类型以及待传数据量的多少有针对性的选择不同回程配置,以实现高数据速率及高吞吐量,充分利用无线资源,更好的协调回程链路和中继链路的工作。
对于配置3,回程子帧的配置按不同上下行子帧比例可以分成有三种,分别记作3-0、3-1、3-2,见表1。
表1、子帧配置3时回程子帧配比关系
回程子帧配置3-0,即回程链路上、下行子帧配比1:1(回程链路上行子帧数:回程链路下行子帧数)时,子帧#3和#9分配成回程子帧,在子帧#3上,RN无法接收来自R-UE的确认信息,子帧#9如果配制成MBSFN子帧,则R-UE此时不接收RN的数据,RN在子帧#9接收回程下行数据,并在该子帧完成Rx到Tx的转换。
TDD LTE R8版本中子帧配置3的HARQ Timing关系如表2所示。
表2、子帧配置3上下行HARQ Timing关系
首先是UL grant和UL Data之间的对应关系,子帧#0发送UL grant,相应的UL Data在#4发送;对应的DL ACK/NACK在下一无线帧的子帧#0传输,如此往复,子帧#8和#9的反馈分别在#2和#3传输。其次是UL Data和DL ACK/NACK之间的对应关系,子帧#8的DL Data对应的UL ACK/NACK在#2上传输,子帧#9和#0分别在子帧#3和#4传输。最后是DL transmission和其对应的UL feedback之间的对应关系,子帧#1、#5、#6上的DL Data对应的UL ACK/NACK在#2上进行传输,子帧#3、#4同理。
那么当#3和#9用作回程子帧时,在上行子帧#3上,RN不能接收任何来自R-UE的消息,而#9作为回程下行子帧(尽管是MBSFN子帧),R-UE也可以收到PDCCH的UL grant以及DL ACK/NACK(如果ACK/NACK在PDCCH传输),但是无法收到PDSCH发送的数据。
不同的业务类型有着不同的需求,比如在用户上网下载时,下行数据的传输量要远大于上行,这种情况下如果上下行配置同样多的资源,将很容易导致下行资源受限而上行资源利用率低,可以针对这种业务场景将下行子帧配置多一些,而将上行子帧配置少一些,从而提高资源利用率。本发明基于以上对子帧配置的分析,发现对于配置3的三种子配置而言,区别仅在于把某些下行子帧分给回程链路还是接入链路。通过比较回程链路和接入链路下行待传数据量的多少,动态的调整子帧配置,充分利用无线资源。
如图2所示,描述了回程链路和接入链路子帧如何分配。分配给回程链路的子帧称为回程子帧,分配给接入链路的称作接入子帧。回程子帧和接入子帧又分别分为上行子帧和下行子帧,对于回程上行子帧,主要实现由RN到eNB的数据传输,由于回程和接入链路共享相同频率资源,因此在时间上是分开的,所以在回程上行阶段,没有接入链路的任何操作,也即RN此时无法接收R-UE的信息。回程下行子帧通常配置成MBSFN子帧,在该阶段R-UE不进行任何接收操作,直至RN接收完毕并且完成又接收到发送的转换后,RN开始给R-UE发送信息。
如图3所示,为子配置3-0中HARQ操作定时关系的改变示意图,回程上、下行子帧比例1:1,回程链路的上、下行传输分别由#3和#9完成,接入链路中根据R8的HARQTiming关系,上行HARQ和下行HARQ的具体分配如下:
上行HARQ过程:子帧#0发送UL grant,相应的UL transmission在子帧#4发送,对应的DL ACK/NACK在下一无线帧的子帧#0发送;子帧#8发送UL grant,相应的ULtransmission在子帧发#2发送,对应的DL ACK/NACK在子帧#8发送。对于重传数据而言,仍然遵守HARQ Timing关系,也就是说如果#8发送了NACK,则R-UE在下一个#2重新传输数据。
下行HARQ过程:子帧#1、#5、#6上的DL transmission对应的上行ACK/NACK在子帧#2发送,子帧#7和#8上的DL transmission对应的上行ACK/NACK应该在子帧#3发送,但是子帧#3是回程子帧,对应的HARQ Timing关系需要改变,则把相应的反馈变到子帧#4上传输。
如图4所示,为子帧在配置3-1中HARQ操作定时关系的改变,回程上下行子帧比例1:2,子帧#3、#7、#9用作回程子帧,在回程链路中,子帧#9发送UL grant,相应的UL transmission在子帧#3发送,对应的DL ACK/NACK在子帧#9发送;子帧#7发送DL transmission,对应的UL ACK/NACK在子帧#3发送。在接入链路中,上行HARQ和配置3-0相同,下行HARQ中,子帧#1、#5、#6上的DL transmission对应的ULACK/NACK在子帧#2传输,而子帧#8上的DL transmission对应的UL ACK/NACK理应在子帧#3传输,但是子帧#3配置成了回程子帧,因此相应的HARQ Timing关系要改变,改到子帧#4反馈。可以看出,配置3-0和3-1的唯一区别在于子帧#7分配给回程链路还是接入链路。
如图5所示,为子配置3-2中HARQ操作定时关系的改变,回程上下行子帧比例为1:3,子帧#3、#7、#8、#9用作回程子帧,回程链路中,子帧#7和#9的相关传输和其它两种配置相同,增加了子帧#8,如果按照R8的HARQ Timing关系,对应的上行传输应该在子帧#2,但是根据配置,只有子帧#3用作回程上行,因此相应的HARQ Timing关系需要改变,子帧#2上的传输变到子帧#3。在接入链路,子帧#0的相关传输和其他两种配置相同。还有三个下行子帧#1、#5、#6,相应的上行反馈在子帧#2传输。
如图6所示,为基于待传数据量的子帧动态配置策略流程图,假设在全局参数初始化时都将子帧配置初始化为较为公平的模式(即回程和接入子帧数目无较大差异的模式),回程子帧配置为配置3-2,即回程上行子帧为子帧#3回程下行子帧为子帧#7、#8、#9,则对于接入链路而言,接入上行子帧为子帧#2、#4,接入下行子帧为子帧#0、#1、#5、#6。基于下行待传数据量对子帧进行动态重配置流程包括以下步骤:
步骤601:对***参数进行初始配置,将回程子帧配置设置为配置3-2;
步骤602:对仿真条件进行初始化,包括业务类型、带宽大小等仿真参数;
步骤603:下发业务,开始数据传输,获取***时间,采用时间驱动的方式推进,以一个10ms无线帧为单位,每个子帧为1ms;
步骤604:以10ms无线帧为单位判断每无线帧内10个子帧的类型,判断回程子帧还是接入子帧,如果是回程子帧,则执行步骤606,接入子帧则执行605;
步骤605:计算接入链路下行待传输数据量a;
步骤606:计算回程链路下行待传输数据量b;
步骤607:比较a和b的大小;
步骤608:若a<b,切换至回程链路下行子帧多的配置,即通知高层,RRC层下发信令,切换至配置3-2;
步骤609:若a>b,则说明接入链路下行数据量比回程链路数据量要多,则应该切换至接入链路下行子帧多的配置,即:通知高层,RRC层下发信令,切换至配置3-0;
步骤610:将回程链路和接入链路的上、下行数据量分别进行统计;
步骤611:利用统计数据分别计算上、下行吞吐量。
图7所示,为步骤605的下行待传输数据量的具体计算方法,包括以下流程:
步骤701:输入参数为可用RB数NRB、可用RE数NRE、上报的CQI值ICQI
步骤702:通过查表(Table 7.2.3-1:4-bit CQI Table),由ICQI查找对应的参数Efficiency(Efficiency是协议中给出的一列经过计算的数值,有Efficiency=码率(code rate)*调制方式(Qm)),记作E,求得满足码率要求的最大可用bits数:B1=E*NRE
步骤703:比较B1和Z-L的大小,其中Z=6144bits(协议规定值,小于该值是不用码块分割),L为CRC大小(为循环冗余校验值所占比特大小);若B1<=Z-L,执行步骤704,否则执行步骤705;
步骤704:得到未进行码块分割时满足码率要求的最大TB大小为B=B1-L;
步骤705:得到进行码块分割之后满足码率要求的最大TB大小为B=B1-(C+1)L;(C为码块的个数);
步骤706:查表Table 7.1.7.2.1-1,以可用RB数NRB确定该表的列,找到第一个比特数小于等于B1的行,此时即可确定ITBS以及最大的TB的大小,也即该TB中传输的比特数;
步骤707:将所有待传输的TB累加,即得到该下行信道的待传输比特数。

Claims (2)

1.一种基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置***,其特征在于,该***基于LTE-Advanced***,在所述LTE-Advanced***中还设置有中继节点,所述中继节点采用带内中继,将基站与用户之间的一条链路分成两部分,即:基站到中继节点之间的回程链路、以及中继节点到中继小区内用户之间的接入链路;所述回程链路和所述接入链路共享相同频率资源;所述回程链路包括上、下行回程子帧,所述接入链路包括上、下行接入子帧;所述回程链路下行子帧配置成MBSFN子帧;依据回程链路和接入链路的下行待输传数据量的比较结果,动态地调整回程链路的子帧配置,以充分利用无线资源。
2.一种基于LTE-Advanced***待传数据量的子帧重配置方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤(1)、进行初始配置,将上、下回程子帧设置为回程链路下行子帧多的子配置;
步骤(2)、下发业务,开始数据传输,获取***时间,采用时间驱动的方式推进,以一个10ms无线帧为单位,每个子帧为1ms;
步骤(3)、以10ms无线帧为单位判断回程链路和接入链路每无线帧内10个子帧的类型,如果为回程子帧,执行步骤(4);如果为接入子帧,执行步骤(5);
步骤(4)、分别计算下行回程子帧待传输数据量b和下行接入子帧待传输数据量a;
步骤(5)、比较a和b的大小;
步骤(6)、若a>b,表明接入链路下行数据量比回程链路下行传输行数据量多,则通知RRC层,下发信令,切换至接入链路下行接入子帧多的配置;
步骤(7)、反之,若a<b,表明接入链路下行数据量比回程链路下行传输数据量少,则通知RRC层,下发信令,切换至回程链路下行回程子帧多的配置。
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