一种上行授权信息发送方法及基站的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种上行授权信息发送方法及基站，且特别涉及降低基站与用户设备之间空口时延的上行授权信息发送方法。
【背景技术】
[0002]在现有长期演进(Long Term Evolut1n,LTE)系统中，与演进基站(evolved NodeB，eNB)建立连接的所有用户设备(User Equipment，UE)共用空口资源，eNB可根据UE的数据量等资讯动态地为UE分配传输资源。因此，eNB如何发送上行授权信息至UE，以有效降低eNB与UE之间的空口时延，乃目前业界所致力课题之一。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一，在于提供一种上行授权信息发送方法及基站，使得基站能够决定何时发送上行授权信息至用户设备，以降低空口时延。
[0004]本发明提供一种上行授权信息发送方法，包括以下步骤:计算用户设备当前的下行速率。获得用户设备当前的业务类型。依据下行速率以及业务类型，决定是否分配上行授权至用户设备。
[0005]本发明还提供一种基站，包括参数计算单元、参数配置单元、预授权用户选择单元、以及用户预调度单元。参数计算单元用来计算用户设备当前的下行速率。参数配置单元用来获得用户设备当前的业务类型。预授权用户选择单元用来依据下行速率以及业务类型决定是否分配上行授权至用户设备。用户预调度单元用来分配上行授权至用户设备。
[0006]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0007]图1绘示一范例基站与用户设备之间上行数据传输的示意图。
[0008]图2绘示依据本发明一实施例的上行授权信息发送方法的流程图。
[0009]图3绘示依据本发明一实施例的基站的示意图。
[0010]图4绘示依据本发明一实施例的上行授权信息发送方法的流程图。
[0011]图5绘示依据本发明一实施例的基站与用户设备之间的数据传输示意图。
【具体实施方式】
[0012]在以下的实施例中，使用LTE系统架构作为说明，因此基站亦可泛称为eNB，包括各种大基站和小基站(例如HeNB)，用户设备亦可称为UE，这些名词将于以下的说明交替使用。而LTE系统仅为例示性说明，以助于本发明所属技术领域的普通技术人员容易理解。然而本发明并不限使用于LTE系统，以下所说明的上行授权信息发送方法及基站，亦可用于其他包括有基站以及用户设备的无线通信技术。
[0013]相对于2G/3G无线通信系统，4GLTE技术的引入带来了系统速率的大幅提升，有效改善了用户体验。举例而言，对于4G分时多工(Time Divis1n Duplex,TDD)LTE系统，下行单用户的使用者数据包通信协议(User Datagram Protocol，UDP)业务，在TDD帧结构为上行/下行配置2、常规循环前缀(Normal Cyclic Prefix)、特殊子帧配置7时，峰值速率可达至丨J109Mbit/s。然而，由于传输控制协议(Transmiss1n Control Protocol，TCP)业务的反馈机制，导致下行速率很难达到和UDP同等的峰值速率。
[0014]图1绘示一范例基站与用户设备之间上行数据传输的示意图。在LTE系统中，UE处于无线资源控制(Rad1 Resource Control，RRC)连接态，当有上行数据需要传输时，UE需要以下几个过程把数据发送到eNB。
[0015]首先，UE检测到有数据需要传输时，如果没有上行资源可用于发送，UE触发调度请求(Scheduling Request，SR)。接着，eNB接收到SR请求，可调度一个固定大小的上行授权(UL Grant)，此固定大小可以是足够让UE上传缓存数据量报告(Buffer Status Report,BSR)的上行授权。当UE接收到UL Grant后，传输上行数据和BSR，UE向eNB报告自己的缓存数据量，从而为eNB的上行调度提供参考资讯。eNB接收到BSR，可根据BSR继续调度UL Grant,而UE可再根据接收到的UL Grant继续上行数据传输。eNB可持续调度UL Grant直到BSR全部被调度完。
[0016]考虑到TCP业务存在有肯定应答/否定应答(Acknowledgement/Negative-Acknowledgement，ACK/NACK)的反馈机制，可参考如图l所示的上行传输示意图，TCP业务的ACK/NACK需要在空口传输，至少需要经过三次UE和eNB的交互数据传输才能完成，如此大大增加了空口时延。
[0017]另外，在TDDLTE系统中，由于有时分调度的特性，SR资源有固定周期，例如是每隔40ms或是每隔80ms发出一次SR请求，而上行数据(包括ACK/NACK)传输和SR资源的周期并不会保持一致，即当UE有ACK/NACK发送时，必须等到SR周期时，才能触发SR，如此又增加了空口时延。
[0018]对于TCP业务而言，在TCP的服务器端内部可以有一个TCP缓存(buffer)，此TCPbuffer可储存等待UE发送ACK/NACK的数据，尚未收到ACK/NACK的数据都会缓存在这个TCPBuffer中。当TCP buffer已满，TCP的服务器端就不再发送新数据，使得TCP速率降低。另外，TCP的算法决定了服务器端发送数据的速度还依赖于接收到ACK/NACK的时延，即使TCP的窗口(Buffer)没有满，但是ACK/NACK的时延过长，TCP的服务器端也不会再发送数据了。
[0019]根据以上所述，关于TCP业务的ACK/NACK在空口的时延，是影响LTE系统TCP传输速率的一个重要因素。且不仅是对于TDD LTE，对于分频多工(Frequency Divis1n Duplex,FDD)LTE，TCP业务的ACK/NACK在空口的时延对于传输速率亦具有很大影响。
[0020]图2绘示依据本发明一实施例的上行授权信息发送方法的流程图。上行授权信息发送方法包括以下步骤。步骤S102，计算用户设备当前的下行速率。步骤S104，获得用户设备当前的业务类型。步骤S106，根据下行速率以及业务类型，决定是否分配上行授权至用户设备。
[0021]本案上述实施例的上行授权信息发送方法，可应用于一基站，例如可应用于LTE系统中的eNB。图3绘示依据本发明一实施例的基站的示意图。基站20可与一或多个用户设备40进行无线通信，基站20可包括参数计算单元202、参数配置单元204、预授权用户选择单元206、以及用户预调度单元208。参数计算单元202用来计算用户设备40当前的下行速率。参数配置单元204用来获得用户设备40当前的业务类型。预授权用户选择单元206用来依据下行速率以及业务类型决定是否分配上行授权至用户设备40。用户预调度单元208用来分配上行授权至用户设备40。
[0022]图3所示的基站20为一种例示性实现方式，基站20可执行如图2所示的上行授权信息发送方法。其中基站20的各单元，包括参数计算单元202、参数配置单元204、预授权用户选择单元206、以及用户预调度单元208，可以是由硬件电路所实现，以执行对应的功能，亦可以是由软件模块所实现，例如基站20可包括有处理器电路以及记忆体，将软件储存于记忆体中，由处理器载入软件对应的程序指令以执行对应功能。
[0023]如上述实施例的上行授权信息发送方法及基站，藉由对于用户设备40进行上行预授权(可参考步骤S106，以及用户预调度单元208)的机制，使得用户设备40在进行上行传输ACK/NACK时，用户设备40不需要发送SR。由于避免了 SR调度，因此能够降低ACK/NACK在空口的时延，提高系统中的数据传输速率。上行授权信息发送方法的各步骤以及基站的各元件详细说明如下。
[0024]参数计算单元202可用来计算当前用户设备40的实时空口信息，例如数据传输速率等参数。当基站20与用户设备40之间有下行数据传输时，参数计算单元202可计算用户设备40的下行速率，并将计算结果传递给预授权用户选择单元206(可参考步骤S102)。
[0025]参数配置单元204可用来接收关于用户设备40的信息参数，例如是从核心网路的管理单元接收。以LTE系统为例，核心网路是演进的分组核心网(Evolved Packet Core ,EPC)，参数配置单元204可以通过S1私有协议，从EPC内的移动性管理组件(MobilityManagement Entity,ΜΜΕ)接收关于用户设备40的信息参数，如用户设备40当前的业务类型，业务类型可包括有TCP业务或者UDP业务，参数配置单元204并将获得的结果传递给预授权用户选择单元206(可参考步骤S104)。
[0026]当用户设备40有下行数据传输时，预授权用户选择单元206可依据来自参数计算单元202的下行速率，以及来自参数配置单元204的业务类型，决定是否分配上行授权至用户设备40。在一实施例中，当下行速率大于一速率门限(Threshold)，且业务类型是TCP业务时，预授权用户选择单元206决定分配上行授权至用户设备40，预授权用户选择单元206可将决定的结果传递给用户预调度单元208(可参考步骤S106)。其中，会使得步骤S106决定要分配上行授权的业务类型，并不限定于是上述的TCP业务，更可以包括其他有使用反馈机制的协议，例如串流控制传输协议(Stream Control Transmiss1n Protocol，SCTP)、或是简单文件传输协议(Trivial File Transfer Protocol，TFTP)。由于有使用反馈机制的协议，会有ACK/NACK时延的问题，因此可以使用如图2所示的方法，减少这些数据的上行时延。而对于这些有反馈机制的协议，以下将使用TCP作为代表性例子作为说明。
[0027]如前所述，由于TCP业务有ACK/NACK反馈机制，增加了空口时延，因此若是属于TCP业务类型，且当用户设备40的下行速率大于速率门限时，代表用户设备40可能有大量的下行数据传输，因此有很