一种基于CBTC的控制信道容量提升方法与流程

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种基于cbtc的控制信道容量提升方法。

背景技术

基于lte技术演进的车地通信技术lte-m主要应用于城市轨道交通，如地铁，轻轨等，该技术在满足列车行进过程中，保证通信的稳定性，用于轨道交通cbtc(基于无线通信的列车自动控制系统：communicationbasedtraincontrolsystem)、语音、pis(旅客信息系统：passengerinformationsystem)等业务的通信传输。

cbtc业务对lte网络具有低时延和高可靠性的要求，一般来说可以通过提升lte无线网络带宽来解决该问题。提升lte无线网络带宽需要增加频谱资源，而频谱资源属于稀缺资源，轨道交通也存在该问题，如何在lte小带宽场景下提升cbtc容量，保证其低时延和高可靠性的性能要求，成为一个急需解决的技术难题。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于cbtc的控制信道容量提升方法，以保障cbtc在lte小带宽场景的低时延和高可靠性。

本申请公开了一种基于无线通信的列车自动控制系统cbtc的控制信道容量提升方法，包括：

设置cbtc业务最小调度间隔定时器，并对cbtc业务最小调度间隔定时器进行初始配置；

对cbtc业务最小调度间隔定时器的时长进行自适应调整；

在各个cbtc业务最小调度间隔定时器计时期间，不对相应的cbtc业务进行调度，每次cbtc业务数据被调度后，重启对应的cbtc业务最小调度间隔定时器。

较佳的，所述对cbtc业务最小调度间隔定时器的时长进行自适应调整包括：

按照设置的cbtc业务最小调度间隔时长自适应调整触发周期，周期性触发cbtc业务最小调度间隔时长自适应调整；

根据cce利用率、cbtc业务平均时延和cbtc业务量中的至少一种判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长；

根据判断结果对cbtc业务最小调度间隔时长进行调整。

较佳的，根据cce利用率判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长包括：

统计cce利用率；其中，cce利用率为统计周期内已占用的cce个数/统计周期内当前带宽支持的最大符号数的cce总个数，统计周期同cbtc业务最小调度间隔时长自适应调整触发周期；

判断cce利用率是否大于等于cce_utilization_max门限，如果大于或者等于，则增大cbtc业务最小调度间隔，否则，判断cce利用率是否小于等于cce_utilization_min门限，如果小于或者等于该门限，则降低cbtc业务最小调度间隔，否则，不调整cbtc业务最小调度间隔；

其中，cce_utilization_max大于cce_utilization_min，cce_utilization_max和cce_utilization_min均可配置，cce_utilization_max的范围为(0％，100％)，默认80％；cce_utilization_min的范围为(0％，100％)，默认40％。

较佳的，根据cbtc业务平均时延判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长包括：

统计cbtc业务平均时延；其中，cbtc平均时延表示统计周期内cbtc业务数据包在基站缓存的平均时延，统计周期同cbtc业务最小间隔时长自适应调整触发周期；

判断cbtc业务平均时延是否大于等于cbtc_delay_max门限，如果大于或者等于，则降低cbtc业务最小调度间隔，否则，判断cbtc业务平均时延是否小于等于cbtc_delay_min门限，如果小于或者等于，则增大cbtc业务最小调度间隔，否则，不调整cbtc业务最小调度间隔；

其中，cbtc_delay_max大于cbtc_delay_min，cbtc_delay_max和cbtc_delay_min均可配置。cbtc_dela_max的范围为(0ms，100ms)，默认80ms；cbtc_dela_min的范围为(0ms，100ms)，默认20ms。

较佳的，根据cbtc业务量判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长包括：

统计cbtc业务数；其中，cbtc业务数表示统计周期内当前小区新建和已建立的cbtc业务数，统计周期同cbtc业务最小间隔时长自适应调整触发周期；

判断cbtc业务数是否大于等于cbtc_num_max门限，如果大于或者等于，则增大cbtc业务最小调度间隔，否则，判断cbtc业务数是否小于等于cbtc_num_min门限，如果小于或者等于，则降低cbtc业务最小调度间隔，否则，不调整cbtc业务最小调度间隔；

其中，cbtc_num_max大于cbtc_num_min，cbtc_num_max和cbtc_num_min均可配置，cbtc_num_max的范围为(0，100)，默认10；cbtc_num_min的范围为(0，100)，默认4。

较佳的，所述根据判断结果对cbtc业务最小调度间隔时长进行调整包括：

当判断结果为增大时，按照

cbtc业务最小调度间隔＝max(cbtc_min_interval_max，上一统计周期的最小调度间隔+1)

增大当前的cbtc业务最小调度间隔，其中，调整的单位为ms，cbtc_min_interval_max为cbtc业务最小调度间隔的最大值，取值范围为(0ms，100ms)，默认80ms。

较佳的，所述根据判断结果对cbtc业务最小调度间隔时长进行调整包括：

当判断结果为降低时，按照

cbtc业务最小调度间隔＝min(cbtc_min_interval_low,上一统计周期的最小调度间隔-1)

降低当前的cbtc业务最小调度间隔，其中，调整的单位为ms，cbtc_min_interval_min为cbtc业务最小调度间隔的最小值，取值范围为(0ms，100ms)，默认20ms。

较佳的，所述定时器的初始长度cbtc_min_interval_initial参数可配置，取值范围为(0ms，100ms)，初始值默认为40ms。

由上述技术方案可见，本申请提供的基于cbtc的控制信道容量提升方法，通过设置cbtc业务最小调度间隔定时器，并对cbtc业务最小调度间隔定时器的时长进行自适应调整；并通过在各个cbtc业务最小调度间隔定时器计时期间，不对相应的cbtc业务进行调度，每次cbtc业务数据被调度后，重启对应的cbtc业务最小调度间隔定时器，从而通过将多个cbtc小包聚合成大包进行调度，降低了cbtc小包调度的频率，这样就可以降低cbtc调度次数，进而减少了对pdcch信道cce资源的消耗。

附图说明

图1为本申请一较佳cbtc业务最小调度间隔定时器时长自适应调整的方法示意图；

图2为本申请一较佳根据cce利用率判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长的方法示意图；

图3为本申请一较佳根据cbtc业务平均时延判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长的方法示意图；

图4为本申请一较佳根据cbtc业务数判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长的方法示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。

cbtc业务信道分为控制信道和业务信道两部分：

控制信道主要包括pdcch(物理层下行控制信道：physicaldownlinkcontrolchannel)信道资源，主要由cce(控制信道单元：controlchannelelement)构成；

业务信道主要包括pdsch(物理层下行共享信道：physicaldownlinksharedchannel)信道资源，主要由rb(资源块：resourceblock)资源构成。

本申请主要针对cbtc控制信道提出一种容量提升方法，保障cbtc在lte小带宽场景的低时延和高可靠性。

cbtc的控制信道主要包括pdcch资源，由cce构成。pdcch资源与cbtc调度次数有关，cbtc调度次数越少，占用的pdcch资源就越低，反之，cbtc调度次数越多，占用的pdcch资源就越高，因此可以通过自适应调整cbtc调度次数来减少pdcch控制信道cce资源的消耗，达到提升cbtc控制信道容量的目的。

cbtc业务属于典型的小包业务，单路cbtc业务的平均速率在100～200kbit/s左右。若每个cbtc业务小包都进行单独调度，则每次调度都需要消耗一次pdcch控制信道的cce资源。若能够降低cbtc小包调度的频率，将多个cbtc小包聚合成大包进行调度，这样就可以降低cbtc调度次数，从而减少对pdcch信道cce资源的消耗。

本发明提出的基于cbtc的控制信道容量提升方法包括以下步骤：

步骤1：设置cbtc业务最小调度间隔定时器，并对cbtc业务最小调度间隔定时器进行初始配置。

不同的cbtc业务需要单独设置一个业务最小调度间隔定时器。

较佳的，该定时器初始长度cbtc_min_interval_initial参数可配置，较佳的，默认40ms，范围(0ms，100ms)。

步骤2：对cbtc业务最小调度间隔定时器的时长进行自适应调整。

步骤3：在各个cbtc业务最小调度间隔定时器计时期间，不对相应的cbtc业务进行调度，每次cbtc业务数据被调度后，重启对应的cbtc业务最小调度间隔定时器。

以上步骤2和步骤3没有严格的先后次序，两者可同时或穿插进行。

下面详细说明如何对cbtc业务最小调度间隔定时器的时长进行自适应调整。

图1为本申请一较佳cbtc业务最小调度间隔定时器时长自适应调整的方法示意图，该方法包括以下步骤：

步骤101、按照设置的cbtc业务最小调度间隔时长自适应调整触发周期，周期性触发cbtc业务最小调度间隔时长自适应调整，周期参数可配置，较佳的，配置范围为(0.1s，5s)，默认1s。

步骤102、根据cce利用率判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长。具体的判断方法如图2所示，如果调整，跳到步骤106，否则，继续执行步骤103。

图2为本申请一较佳根据cce利用率判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长的方法示意图，该方法包括以下步骤：

步骤201：统计cce利用率，作为判断是否调整最小调度间隔的依据。

cce利用率＝统计周期内已占用的cce个数/统计周期内当前带宽支持的最大符号数的cce总个数

其中：统计周期内已占用的cce个数表示cbtc业务以及调度优先级高于cbtc的其他业务占用的cce个数，统计周期同cbtc业务最小调度间隔时长自适应调整触发周期。

步骤202：判断cce利用率是否大于等于cce_utilization_max门限，如果大于或者等于，则跳到步骤206，否则，继续执行步骤203。

步骤203：判断cce利用率是否小于等于cce_utilization_min门限，如果小于或者等于该门限，则执行步骤205，否则，执行步骤204。

步骤204：不调整cbtc业务最小调度间隔，并结束图2所示方法。

步骤205：降低cbtc业务最小调度间隔，并结束图2所示方法。

步骤206：增大cbtc业务最小调度间隔，并结束图2所示方法。

其中，cce_utilization_max大于cce_utilization_min，cce_utilization_max和cce_utilization_min均可配置。cce_utilization_max的范围为(0％，100％)，较佳的，默认80％；cce_utilization_min的范围为(0％，100％)，较佳的，默认40％。

步骤103：根据cbtc业务平均时延判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长。具体的判断方法如图3所示，如果调整，跳到步骤106，否则，继续执行步骤104。

图3为本申请一较佳根据cbtc业务平均时延判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长的方法示意图，该方法包括以下步骤：

步骤301：统计cbtc业务平均时延，作为判断是否调整最小调度间隔的依据。

其中，cbtc平均时延表示统计周期内cbtc业务数据包在基站缓存的平均时延，统计周期同cbtc业务最小间隔时长自适应调整触发周期。

步骤302：判断cbtc业务平均时延是否大于等于cbtc_delay_max门限，如果大于或者等于，则跳到步骤306，否则，继续执行步骤303。

步骤303：判断cbtc业务平均时延是否小于等于cbtc_delay_min门限，如果小于或者等于，则执行步骤305，否则，执行步骤304。

步骤304：不调整cbtc业务最小调度间隔，并结束图3所示方法。

步骤305：增大cbtc业务最小调度间隔，并结束图3所示方法。

步骤306：降低cbtc业务最小调度间隔，并结束图3所示方法。

其中，cbtc_delay_max大于cbtc_delay_min，cbtc_delay_max和cbtc_delay_min均可配置。cbtc_dela_max的范围为(0ms，100ms)，较佳的，默认80ms；cbtc_dela_min的范围为(0ms，100ms)，较佳的，默认20ms。

步骤104：根据当前小区cbtc业务数量判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长。具体的判断方法如图4所示，如果调整，跳到步骤106，否则，继续执行步骤105。

图4为本申请一较佳根据cbtc业务数量判断是否调整cbtc业务最小调度间隔时长的方法示意图，该方法包括以下步骤：

步骤401：统计cbtc业务数，作为判断是否调整最小调度间隔的依据。

其中，cbtc业务数表示统计周期内当前小区新建和已建立的cbtc业务数，统计周期同cbtc业务最小间隔时长自适应调整触发周期。

步骤402：判断cbtc业务数是否大于等于cbtc_num_max门限，如果大于或者等于，则跳到步骤406，否则，继续执行步骤403。

步骤403：判断cbtc业务数是否小于等于cbtc_num_min门限，如果小于或者等于，则执行步骤405，否则，执行步骤404。

步骤404：不调整cbtc业务最小调度间隔，并结束图4所示方法。

步骤405：降低cbtc业务最小调度间隔，并结束图4所示方法。

步骤406：增大cbtc业务最小调度间隔，并结束图4所示方法。

其中，cbtc_num_max大于cbtc_num_min，cbtc_num_max和cbtc_num_min均可配置。cbtc_num_max的范围为(0，100)，较佳的，默认10；cbtc_num_min的范围为(0，100)，较佳的，默认4。

以上步骤102-104之间没有严格的先后次序。经过以上步骤101-104的判断，已确定是否需要调整cbtc业务最小调度间隔的时长，以下步骤为根据上述判断的结果对cbtc业务最小调度间隔进行调整的具体说明：

步骤105：不调整cbtc业务最小调度间隔，并结束图1所示方法。

步骤106：判断是增大还是降低cbtc业务最小调度间隔，如果需要增大，则执行步骤107，否则，执行步骤108。

步骤107：增大cbtc业务最小调度间隔，并结束图1所示方法。

按照“cbtc业务最小调度间隔＝max(cbtc_min_interval_max,上一统计周期的最小调度间隔+1)”增大当前的cbtc业务最小调度间隔

调整的单位为ms，统计周期同cbtc业务最小间隔时长自适应调整触发周期，其中，cbtc_min_interval_max可配置，范围(0ms，100ms)，较佳的，默认80ms。

步骤108：降低cbtc业务最小调度间隔，并结束图1所示方法。

按照“cbtc业务最小调度间隔＝min(cbtc_min_interval_low,上一统计周期的最小调度间隔-1)”降低当前的cbtc业务最小调度间隔

调整的单位为ms，统计周期同cbtc业务最小间隔时长自适应调整触发周期，其中，cbtc_min_interval_min可配置，范围(0ms，100ms)，较佳的，默认20ms。

至此，结束图1所示方法。

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，凡在本申请的精神和原则之内，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。