LTE中的半静态调度传输

1. LTE中的半静态调度传输 LTE中采用的动态共享式资源调度方式极大地优化了系统资源的分配。但同时，由于每个分配都需要在控制信道PDCCH上有相应的指示。因此，存在着控制信道的开销。对于多用户，小数据量的应用例如VoIP等，制约系统容量的因素不再是系统带宽，而是控制信道的容量。 对于VoIP等一类业务，其数据包的大小相对比较固定，而且数据包之间的时间间隔也满足一定的规律性。为此，3GPP中引入了一种新的调度方式－半静态调度（Semi－Persistent Scheduling， SPS）。在半静态调度中，系统的资源（包括上行和下行）只需通过PDCCH分配或指定一次，而后就可以周期性地重复使用相同的时频资源。半静态调度是通过上层的RRC信令进行配置的，在配置的同时指定了半静态调度的周期。半静态调度通过在PDCCH中为其分配相应的资源来激活，UE通过保存相应的资源分配，在随后的调度周期内重复使用，只有自适应重传的数据才需要通过PDCCH重新分配资源。在半静态调度传输的子帧，eNodeB也可以通过PDCCH重新分配相应的资源用于传输，这对应于VoIP传输中SID帧的情形。半静态调度最后通过PDCCH的指示进行释放。 UE在建立RRC连接时，通过RRC信令中的参数RadioResourceConfigDedicated：sps-Config对半静态调度进行配置。半静态调度的标识SPS-C-RNTI（16Bit）就包含在sps-Config中。在sps-Config中，还配置了半静态调度的周期，最小为10个子帧，最大为640个子帧，其中还包括32，64，128等非10的倍数的半静态调度周期。 对于下行的半静态调度，还配置了HARQ进程的总数。 使用半静态调度传输之前，eNodeB需要通过PDCCH来激活UE相应的半静态调度。UE通过对PDCCH进行解调，获得半静态调度相应的资源分配，并激活相应的SPS传输。如果PDCCH满足以下两个条件，则UE需要进行验证所接收到的PDCCH是否应用于SPS的激活（或释放）： （1）：PDCCH载荷中的CRC检验位是通过UE的SPS－C－RNTI进行扰码的。 （2）：PDCCH的NDI位设置为“0”，对于DCI格式2，2A，2B，是相应传输块的NDI设置为“0”。由于SPS一经激活后，就会周期性地占用相应的资源进行传输。因此，对SPS激活信息的可靠性就有更高的要求。满足上述两个条件后，UE还需要进一步验证，激活SPS的PDCCH中其他Bit的相应设置应满足下表【1】： Table 9.2-1: Special fields for Semi-Persistent Scheduling Activation PDCCH Validation TPC command for scheduled PUSCH Cyclic shift DM RS DCI format 0 set to ‘00’ set to ‘000’ DCI format 1/1A DCI format 2/2A/2B N/A N/A N/A N/A N/A N/A Modulation and MSB is set to ‘0’coding scheme and redundancy version HARQ process number N/A FDD: set to ‘000’FDD: set to ‘000’TDD: set to ‘0000’ TDD: set to ‘0000’ Modulation and N/A MSB is set to ‘0’For the enabled coding scheme Redundancy version N/A transport block: MSB is set to ‘0’set to ‘00’ For the enabled transport block: set to ‘00’ 如果对于上表的验证失败，那么UE认为接受到的PDCCH的CRC校验失败。 需要注意的是，在上表中，下行HARQ的进程ID需要设置成3个Bit的000（对FDD）或4个Bit的0000（对TDD，其下行HARQ进程数在4到15之间）。实际上，可以有多个HARQ进程运行SPS调度。SPS调度的配置周期传输（包括激活以及没有相应PDCCH指示的SPS传输），其实际使用的HARQ进程号是通过公式计算出来的【2】 HARQ 进程号 = [floor(CURRENT_TTI/(下行半静态调度的周期))] mod 配置的下行半静态调度HARQ进程总数，而CURRENT_TTI=[(SFN * 10) + subframe number]。 SPS调度的下行HARQ重传，也是异步非自适应的，需要通过SPS－C－RNTI掩码的PDCCH进行指示，See section 5.3.1 of 【2】。同时PDCCH中相应的NDI指示应该设置为1，其中的HARQ进程号就指明了进行重传的HARQ进程。如果在PDCCH中，HARQ的进程号对应于半静态传输的进程，但PDCCH是通过C－RNTI而不是SPS－C－RNTI进行扰码的，而且，相应HARQ进程的上一次传输是SPS的配置周期传输或者SPS－C－RNTI指示的重传，那么无论PDCCH中NDI的取值是0还是1，都认为是相应HARQ进程的新数据发送而非重传。 配置了SPS传输以后，UE仍然需要监听PDCCH信道的动态资源分配。如果在SPS传输的子帧检测到PDCCH的动态分配，UE需要进行基于PDCCH动态分配的传输而非SPS的配置传输。 SPS传输的上行HARQ进程，可以是同步自适应和同步非自适应的。自适应的重传需要通过PDCCH进行上行授权，非自适应的SPS重传使用已分配的上行资源进行重传。由于是同步的过程，可能存在SPS的重传数据与SPS的配置传输发生冲突的情况。FDD情形下，上行HARQ的RTT时间固定为8，发生冲突的可能性较小。TDD时，由于不同配置下，不同位置子帧上的HARQ RTT时间都不相同，因此，发生冲突的可能性相对较大一些。为此，TDD中可以使用双周期的SPS调度方式，是否启用双周期的调度方式通过RRC信令SPS-ConfigUL：twoIntervalsConfig来配置。双周期的SPS启用后，SPS的周期将变为（T1，T2，T1，T2…）的形式。其中 T1 = SPS periodicity + subframe_offset T2 = SPS periodicity – subframe_offset【3】 SPS Periodicity就是在RRC信令中定义的SPS的周期。Subframe_offset是由TDD的配置以及双周期SPS的起始点来隐式确定的，在【2】中定义。 Table 7.4-1: Subframe_Offset values TDD UL/DL configurationPosition of initial Semi-Persistent grant 0 1 2 N/A Subframes 2 and 7 Subframes 3 and 8 Subframe 2 Subframe_Offset value (ms) 0 1 -1 5 Subframe 7 3 4 5 6 Subframes 2 and 3 Subframe 4 Subframe 2 Subframe 3 N/A N/A -5 1 -2 1 -1 0 0 半静态调度的资源在使用完毕之后的释放也非常重要。半静态调度结束后，需要通过PDCCH进行释放。除了需要满足半静态调度的两个条件之外（见上面的叙述），与半静态调度的激活相比，PDCCH中的相应比特需要满足： Table 9.2-1A: Special fields for Semi-Persistent Scheduling Release PDCCH Validation TPC command for scheduled PUSCHDCI format 0 set to ‘00’ Cyclic shift DM RS set to ‘000’ Modulation and coding scheme and redundancy version Resource block assignment and hopping resource allocation HARQ process number set to ‘11111’ Set to all ‘1’s N/A N/A N/A FDD: set to ‘000’ TDD: set to ‘0000’ Modulation and coding scheme Redundancy version Resource block assignment N/A N/A N/A set to ‘11111’ set to ‘00’ Set to all ‘1’s N/A DCI format 1A N/A 对于上行的SPS传输，LTE中还定义了一种隐式释放的形式。RRC中定义了信令参数implicitReleaseAfter ，UE没有收到eNodeB的释放指令，但在implicitReleaseAfter此的SPS传输上，没有任何数据发送。那么UE会自动停止SPS的传输，释放SPS资源。