用于双重连接性的高效上行调度机制的制作方法

用于双重连接性的高效上行调度机制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于在移动台与基站之间进行通信的方法。具体来说，本发明设及用 于管理对移动台、优选地对能够同时连接到一个W上小区的移动台的资源分配的改进方 法。本发明还提供用于与本文所描述的方法相关的移动台。
【背景技术】
[0002] LTE(Long Term Evolution，长其月演进)
[0003] 基于WCDMA无线电接入技术的第S代移动系统（3G)正大规模地部署在全球各地。 增强或演进此技术的第一步骤需要引入HSDPA(Hi曲-Speed Downlink Packet Access,高 速下行分组接入）和也称为HSUPA(Hi曲Speed Uplink Packet Access,高速上行分组接 入)的增强型上行链路，从而提供具有高度竞争性的无线接入技术。为了应对不断增加的用 户需求且相对于新的无线接入技术具有竞争性，3GPP引入了称为LTE的新移动通信系统。 LTE被设计成满足下一个十年对于高速数据和媒体传输W及高容量语音支持的载波需要。 提供高位率的能力是LTE的关键措施。
[0004] 称为UTRA巧VOlved UMTS Terrestrial Radio Access,演进型UMTS陆地无线电接 入）和UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access 化twork，UMTS陆地无线电接入网络）的关 于LTE的WI (work item，工作项目）规范，最终公布为版本8(版本8LTE) eLTE系统表示高效的 基于数据包的无线电接入和W低延迟和低成本提供完全基于IP的功能性的无线电接入网 络。在1；16中，指定可扩充的多个发送带宽，例如1.4、3.0、5.0、10.0、15.0和20.01化，^便使 用给定频谱实现灵活的系统部署。在下行中，采用基于〇FDM(Odhogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分多路复用）的无线接入，因为所述无线接入归因于低符 号率而对MPI (multipath interference，多路径干扰）具有固有免疫力、使用CP(cyclic prefix,循环首码)且所述无线接入可应对不同发送带宽构成。在上行中采用基于SC-抑MA (single-carrier frequency division multiple access，单载波频分多址）的无线接入， 运是因为考虑到UEUser equipment,用户设备）的发送功率受限，而使提供宽区域覆盖优 先于改进峰值数据速率。使用包含MIM0(multiple-i叩Ut multiple-output，多输入多输 出）的许多关键数据包无线接入技术，且在版本化TE中实现高效的控制信令结构。
[00化]LTE架构
[0006] LTE总体架构在图1中示出，且E-UTRAN架构更详细地表示在图2中。E-UTRAN由若干 eNB组成，该eNB对朝向肥的E-UTRA用户平面(PDCP/RLC/MAC/PHY)和控制平面(RRC)协议进 行终端处理。eNB代管PHY( Physical，物理）层、MAC (Medium Access Control，媒体接入控 审 ij)层、RLC(Radio Link Control,无线链路控制）层和 PDCP(Packet data Control Protocol,数据包数据控制协议)层，所述各层包含用户平面标头压缩和加密功能性。eNB还 提供对应于控制平面的RRC(RadiC) Resource Control，无线资源控制）功能性。eNB执行许 多功能，包含无线资源管理、许可控制、调度、实行协商的化QoS、小区信息广播、用户平面 数据和控制平面数据的加密解密、W及化/UL用户平面数据包标头的压缩/解压缩等。eNB通 过X2接口彼此互连。eNB还通过SI接口连接到EPCXEvolved化cket Core,演进型数据包核 屯、），更具体来说，通过SI-MME(Mobi 1 ity Management Entity，移动性管理实体)连接到MME 且通过Sl-U连接到S-GW(Serving Gateway,服务网关）。51接口支持MME/服务网关与eNB之 间的多对多关系(many-t〇-many relation) aSGW路由且转送用户数据包，同时还在eNB间交 握时充当用于用户平面的移动性错点且充当LTE与其它3GPP技术之间的移动性错点（端接 S4接口且中继2G/3G系统与PDN GW之间的业务）。对于闲置状态肥，SGW终止化数据路径且在 用于肥的化数据到达时触发寻呼。SGW管理且存储UE上下文，例如IP载荷服务的参数、网络 内部路由信息。SGW还在合法截取的情况下执行用户业务的复制。
[0007] MME是用于LTE接入网络的关键控制节点。MME负责闲置模式肥跟踪和寻呼程序，其 包含重新发送。MME设及载荷启动/去启动过程，且还负责在初始附接时和设及CN (Core 化twork，核屯、网络)节点重新分配的LTE内交握时选择用于肥的SGW。MME负责验证用户（通 过与HSS互动）eNAS(Non-Access S化atum，非接入层）信令在MME处终止，且NAS还负责为UE 产生及分配暂时识别码。NAS检查对UE的验证W待接于服务提供者的化丽(Public Land MobiIe化twork，公共陆地移动网络)上且实行肥漫游限制。MME是网络中用于对NAS信令进 行加密/完整性保护的终止点，且处置安全密钥管理。MME还支持信令的合法截取。MME还提 供LTE与2G/3G接入网络(其中S3接口终止于来自SGSN的MME处)之间的移动性的控制平面功 能。MME还使S6a接口朝向用于漫游肥的归属服S终止。
[000引 LTE中的分量载波结构
[0009] 3GPP LTE系统的下行分量载波在时间-频率域中细分成所谓的子帖。在3GPP LTE 中，每一子帖划分成两个下行时隙，如图3中所示，其中第一下行时隙包括在第一OFDM符号 内的控制信道区域(PDCCH区域）。每一子帖由时域中的给定数目的OFDM符号（3GPP LTE(版 本8)中为12或14个OFDM符号)组成，其中每一 OFDM符号横跨分量载波的整个带宽。OFDM符号 也如图4中所示那样，各自由在相应nDLrb*nKBs。子载波上发送的数个调制符号组成。
[0010] 假定多载波通信系统例如使用OFDM(例如用于3GPP LTE中），可由调度器指派的最 小资源单位是一个"资源块"。如在图4中所例示那样，PRB(physical resource block,物理 资源块)定义为时域中的NDLsymb个连续OFDM符号(例如7个(FDM符号)和频域中的nKBsc个连续 子载波（例如，一分量载波有12个子载波）。在3GPP LTE(版本8)中，物理资源块因此由 NDLsymb*NKBsc个资源要素组成，对应于时域中的一个时隙和频域中的180曲Z(关于下行资源 栅格的进一步细节，请见例如3GPP TS 36.211/'演进型通用陆地无线接入;物理信道和调 变（版本8)化volved Universal Terrestrial Radio Access化-UTRA);Physical Qiannels and Modulation(Release 8))"，章节6.2，可在ht1:p://www. 3g卵.org获得且 W 引用的方式并入本文中）。
[0011] -个子帖由两个时隙组成，因此当使用所谓的"常规"CP时在一个子帖中存在14个 OFDM符号，且当使用所谓的"扩展"CP时在一个子帖中存在12个OFDM符号。出于术语目的，在 下文中，等效于跨越整个子帖的相同的nKBs。个连续子载波的时间-频率资源被称为"资源块 对"、或者等效的"RB对"或"PRB对"。
[0012] 术语"分量载波"是指频域中的若干资源块的组合。在LTE的未来版本中，不再使用 术语"分量载波"；替代地，所述术语改为"小区"，其是指下行与视情况选用的上行资源的组 合。下行资源的载波频率与上行资源的载波频率之间的链接指示于在下行资源上发送的系 统消息中。
[0013] 对于分量载波结构的类似假设也适用于后续版本。
[0014] OSI层的一般概述
[0015] 图4提供LTE架构的进一步论述所基于的OSI模型的简要概述。
[0016] 开放系统互连参考模型(0SI模型或OSI参考模型）是对于通信和计算机网络协议 设计的分层式抽象描述。OSI模型将系统的功能划分成一系列层。每一层具有如下特性:其 仅使用下方层的功能，且仅将功能性导出到上方层。实施由一系列运种层组成的协议行为 的系统称为"协议堆叠"或"堆叠"。其主要功能是在各层之间的联合上，指示一个层与另一 层互动的规范。运意味着由一家制造商写入的层可W与来自另一家的层协作。出于本发明 的目的，仅前=个层将在下文加 W更详细地描述。
[0017]物理层或层1的主要目的是经由特定物理媒体(例如，同轴电缆、双绞线、光纤、空 中接口，等）传送信息（位）。物理层将数据转换或调制成经由通信信道发送的信号（或符 号)。
[0018]数据链路层(或层2)的目的是通过将输入数据分解成数据帖（SAR(Segmentation And Re-assembly，分段与重新汇编)功能）而W与特定物理层兼容的方式来塑造信息流。此 夕h数据链路层可通过请求重新发送丢失的帖而检测且校正潜在发送错误。数据链路层通 常提供寻址机制，且可提供流量控制算法W便使数据速率适合接收器能力。如果共享媒体 由多个发送器和接收器同时使用，那么数据链路层通常提供调节和控制对物理媒体的接入 的机制。
[0019]由于数据链路层提供众多功能，因此数据链路层常常细分成子层(例如，UMTS中的 RLC和MAC子层）。层2协议的典型实例是用于固定线路网络的PPP/HDLC、ATM、帖中继W及用 于无线系统的化C、化C或MAC。稍后给出关于层2的子层PDCP、RLC和MC的更信息详细。
[0020] 网络层或层3提供用于经由一个或多个网络将可变长度数据包从源传送到目的地 同时维持传输层所请求的服务质量的功能和程序构件。通常，网络层的主要目的尤其是执 行网络路由、网络分段和拥塞控制功能。网络层协议的主要实例是IP因特网协议或X. 25。
[0021] 关于层4到7,应注意，取决于应用和服务，有时难W将应用或服务归于OSI模型的 特定层，运是因为在层3上方操作的应用和服务常常实施归于OSI模型的不同层的多种功 能。因此，尤其在基于TCP(UDP)AP的网络中，层4和上方的层有时加 W组合且形成所谓的 准用层"。
[00剖层服务和数据交换
[0023] 在下文中，结合图5定义如本文中使用的术语SDlKservice data unit,服务数据 单元)和PDU(protocol data unit,协议数据单元）。为了 W通用方式正式地描述数据包在 OSI模型中的各层之间的交换，已介绍SDU和PDU实体。SDU是依据层N+1处的协议发送的信息 单元(数据/信息块），所述层N+1经由所谓的SAP(se;rvice access point,服务接入点）依据 位于层N处的协议请求服务。PDU是在位于相同层N处的相同协议的发送器和接收器处的对 等过程之间交换的信息单元。
[0024] PDU通常是通过由层特定标头继之W所接收SDU的经处理版本组成的有效负载部 分形成且视情况通过尾部(trailer)终止。由于运些对等过程之间不存在直接实体连接(除 了层1)，因此PDU被转发到层N-I进行处理。因此，层N PDU从层N-I观点来看是SDU。
[00巧]LTE层2-用户平面和控制平面协议堆叠
[0026] LTE层2用户平面/控制平面协议堆叠包括如图6中所示的S个子层:PDCP、化C和 MAC。如先前所解释，在发送侧，每一层从所述层提供服务的较高层接收SDU，且输出PDU到下 方的层。RLC层从PDCP层接收数据包。运些数据包从PDCP观点来看称为PDCP PDU，且从化C观 点来看表示化C SDUdRLC层创建提供到下方的层（即，MAC层）的数据包。由化C提供到MAC层 的数据包从化C观点来看是化C PDU，且从MC观点来看是MC SDU。
[0027] 在接收侧，所述过程反转，其中每一层将SDU向上传递到上方的层，在所述上方的 层处，SDU被接收为PDU。
[00巧]尽管实体层本质上提供受满轮码和CRC(巧clic redundan巧check,循环冗余检 查)保护的位管道(bitpipe)，但链路层协议通过增加可靠性、安全性和完整性而增强到上 层的服务。此外，链路层负责多用户媒体接入和调度。LTE链路层设计的主要挑战之一是在 其宽范围的不同服务和数据速率下提供用于IPQnternet Protocol,因特网协议)数据流 的所需可靠性等级和延迟。明确地说，必须缩放协议开销。举例来说，宽泛地假定VoIP (voice over IP，IP语音)流可允许约IOOms的延迟和高达百分之一的数据包丢失。另一方 面，众所周知，TCP文件下载经由具有低带宽延迟产品的链路将更好地执行。因此，在极高数 据速率(例如，l〇〇Mb/s)下的下载需要更低的延迟，此外，与比VoIP业务相比，IP数据包丢失 更敏感。
[0029] 大体上，运是通过LTE链路层的=个部分交缠的子层而实现。
[0030] PDCP(Packet da1:a Convergence Protocol,数据包数据收敛协议）子层主要负责 IP标头压缩和加密。此外，PDCP子层在eNB间交握的情况下支持无损移动性，且为较高层控 制协议提供完整性保护。
[0031] RLC子层主要包括ARQ功能性且支持数据分段和串联。后两者独立于数据速率而使 协议开销最小化。
[0032] 最终，MAC子层提供HARQ，且负责媒体接入所需的功能性，例如调度操作和随机接 入。图7示范性地描绘IP数据包经由链路层协议向下到物理层的数据流动。本图展示每一协 议子层将其自身的协议标头添加到数据单元。
[0033] PDCP
[0034] PDCP层在控制平面中处理RRC消息且在用户平面中处理IP数据包。取决于无线载 荷特性和相关联化C实体(AM、UM、TM)的模式，由PDCP层的PDCP实体执行的主要功能是：
[00巧]-标头压缩和解压缩(例如使用用于DRB(user plane data,用户平面数据）的ROHC (Robust header compression,鲁棒性标头压缩）
[0036] -安全性功能：
[0037] -对用户平面和控制平面数据的加密和解密(对于SRB和DRB)
[0038] -对控制平面数据的完整性保护和验证(对于SRB)
[0039] -维持SRB和DRB的PDCP序号
[0040] -交握支持功能：
[0041 ]-按顺序递送和在对于AMD RB的交握时对用于上方的层的PDU的重新排序
[0042]-对映射在化C AM(Acknowledged Mode,确认模式）上的用户平面数据的无损交 握;包含对AM DRB的状态报告W及对用于AM DRB的较低层SDU的重复消除
[0043] -归因于超时而舍弃用户平面数据(对于SRB和DRB)。
[0044] PDCP层管理用户平面W及控制平面中的数据流（仅对于使用DC畑(Dedicated control Qiannel，专用控制信道）或DTaKDedicated Transpo;rt Qiannel，专用传输信道） 的无线载荷）dPDCP层的架构对于用户平面数据与控制平面数据有所不同。在LTE中定义两 个不同类型的PDCP PDU: PDCP数据PDU和PDCP控制PDU。PDCP数据PDU用于控制和用户平面数 据两者。PDCP控制PDU仅用W传输用于标头压缩和PDCP状态报告(在交握的情况下使用且因 此仅用于用户平面内）的反馈信息。
[0045] 缓冲区状态报告
[0046] 缓冲区状态报告程序用W向服务eNB提供关于可用于在肥的化缓冲区中发送的数 据量的信息。RRC通过配置两个计时器periodicBSR计时器和retxBSR计时器且通过对于每 一逻辑信道视情况用信号表示将逻辑信道分配给LCG的logical化annelGroup而控制BSR报 告。
[0047] 对于缓冲区状态报告程序，UE应考虑未挂起的所有无线载荷且可考虑挂起的无线 载荷。
[004引如果W下事件中的任一者发生，那么应触发BSR(Buffer Sta化S Report,缓冲区 状态报告）：
[0049] -用于属于LCG的逻辑信道的化数据变得可用于在化C实体或PDCP实体中发送考虑 (应认为什么数据可用于发送的定义，其被指定在文献TS36.321-a.4.0的章节5.4中），且数 据属于优先级比属于任何LCG且其数据已经可用于发送的逻辑频道的优先级高的逻辑信 道，或对于属于LCG的逻辑频道中的任一者无数据可用于发送，在该情况下，BSR在下文称为 "常规BSR";
[0050] -分配化资源，且填充位的数目等于或大于缓冲区状态报告MAC控制元素加上其子 标头的大小，在所述情况下，BSR在下文称为"填充BSR";
[0051] -retxBSR计时器过期，且UE对于属于LCG的逻辑频道中的任一者具有可用于发送 的数据，在所述情况下，BSR在下文称为"常规BSR";
[0052] -periodicBSR计时器过期，在所述情况下，BSR在下文称为"周期性BSR"。
[0053] 对于常规和周期性BSR:
[0054] -如果一个W上LCG具有可用于在发送BSR的TTI中发送的数据:报告长BSR;
[0化日]-否则报告短BSR。
[0化6] 对于填充BSR:
[0057]-如果填充位的数目等于或大于短BSR加上其子标头的大小但小于长BSR加上其子 标头的大小：
[005引-如果一个W上LCG具有可用于在发送BSR的TTI中发送的数据:报告具有最高优先 级逻辑信道(具有可用于发送的数据）的LCG的截断BSR;
[0化9]-否则报告短BSR。
[0060] -否则，如果填充位的数目等于或大于长BSR加上其子标头的大小:报告长BSR。
[0061] 如果缓冲区状态报告程序确定已触发但未消除至少一个BSR:
[0062] -如果肥具有经分配用于针对此TTI的新发送的化资源：
[0063] -指示多路复用和汇编程序产生BSR MAC控制元素；
[0064]-启动或重新启动periodicBSR计时器，在所有所产生的BSR都是截断BS則寸除外； [0(?日]-启动或重新启动retxBSR计时器。
[0066] -否则，如果已触发常规BSR:
[0067] -如果未配置上行授予或归因于数据对于通过上层设置了逻辑信道SR掩码 (logical化annelSR掩码）的逻辑信道变得可用于发送而不触发常规BSR:
[006引-应触发调度请求。
[00例 MAC PDU应最多含有一个MAC BSR控制元素，甚至在到可发送BSR的时间之前多个 事件触发BS則寸也是运样，在所述情况下，常规BSR和周期性BSR应先于填充BSR。
[0070] 肥在收到在任何化-SCH上发送新数据的许可之后重新启动retxBSR计时器。
[0071] 在此子帖中的化授予可适应可用于发送的所有待定数据但不足W额外适应BSR MAC控制元素加上其子标头的情况下，应消除所有触发的BSR。当BSR包含在用于发送的MAC PDU中时，应消除所有触发的BSR。
[0072] UE在一 TTI中应最多发送一个常规/周期性BSR。如果请求UE在一 TTI中发送多个 MAC PDU，那么肥可在不含有常规/周期性BSR的MAC PDU中的任一者中包含填充BSR。
[0073] 在一TTI中发送的所有BSR始终反映已对于此TTI建置所有MAC PDU之后的缓冲区 状态。每一 LCG应每TTI最多报告一个缓冲区状态值，且应在报告此LCG的缓冲区状态的所有 BSR中报告此值。
[0074] 注意：不允许填充BSR消除触发的常规/周期性BSR。仅针对特定MAC PDU触发填充 BSR，且当已构建此MAC PDU时消除触发事项。
[00对逻辑信道优先化
[0076] 当执行新的发送时，应用LCP(Logical Qiannel Prioritization,逻辑信道优先 化)程序。
[0077] RRC通过针对每一逻辑信道用信号表示W下各者来控制上行数据的调度：
[0078] -优先级，其中增大的优先级值指示较低优先级等级，
[0079] -设定PBR(P;rio;ritized Bit Rate,优先化位速率）的prioritise地itRate，
[0080] -设定B S D ( B U C k e t S i Z e D U r a t i 0 n，存储桶大小持续时间）的 bucketSizeDur曰tion。
[0081] UE保持每一逻辑信道j的可变Bj。在建立相关的逻辑信道时，Bj应初始化为零，且 对于每一TTI递增乘积PBRXTTI持续时间，其中PBR是逻辑信道j的优先化位速率。然而，Bj 的值决不能超过存储桶大小，且如果Bj的值大于逻辑信道j的存储桶大小，那么应将所述值 设定为存储桶大小。逻辑信道的存储桶大小等于P服XBSD，其中P服和BSD是由上层配置。
[0082] 当执行新的发送时，肥应执行W下逻辑信道优先化程序。
[0083] -UE应按W下步骤将资源分配到逻辑频道：
[0084] -步骤1:为Bj〉0的所有逻辑信道按减小的优先级次序分配资源。如果无线载荷的 PBR设定为"无限大"，那么UE应在满足较低优先级无线载荷的PBR之前为可用于在无线载荷 上发送的所有数据分配资源；
[0085] -步骤2:肥应使Bj递减在步骤1中提供给逻辑信道j的MAC SDU的总大小 [00化]注意:Bj的值也可W为负值。