http://blog.sina.com.cn/s/blog_927cff010101a7yh.html

上行调度请求(Scheduling RequestSR

如果UE没有上行数据要传输,eNodeB并不需要为该UE分配上行资源,否则会造成资源的浪费。因此, UE需要告诉eNodeB自己是否有上行数据需要传输,以便eNodeB决定是否给UE分配上行资源。为此LTE提供了一个上行调度请求(Scheduling Request,SR)的机制。

UE通过SR告诉eNodeB是否需要上行资源以便用于UL-SCH传输,但并不会告诉eNodeB有多少上行数据需要发送(这是通过BSR上报的)。eNodeB收到SR后,给UE分配多少上行资源取决于eNodeB的实现,通常的做法是至少分配足够UE发送BSR的资源。

eNodeB不知道UE什么时候需要发送上行数据,即不知道UE什么时候会发送SR。因此,eNodeB需要在已经分配的SR资源上检测是否有SR上报。

在载波聚合中,无论配置了多少个上行载波单元(component carrier),都只需要1个SR就够了,毕竟SR的作用只是告诉eNodeB,本UE有上行数据要发送了,你看着给点上行资源吧!由于PUCCH只在PCell上发送,而SR只在PUCCH上发送,也就是说,SR只在PCell上发送。

本文并不介绍SR如何编码并在PUCCH上传输,这会在以后的PUCCH专题中予以介绍。

需要明确的是,只有处于RRC_CONNECTED态且保持上行同步的UE才会发送SR;且SR只能用于请求新传数据(而不是重传数据)的UL-SCH资源。

UE是因为没有上行PUSCH资源才发送SR的,所以UE只能在PUCCH上发送SR。eNodeB可以为每个UE分配一个专用的SR资源用于发送SR。该SR资源是周期性的,每n个子帧出现一次。SR的周期是通过IE:SchedulingRequestConfigsr-ConfigIndex字段配置的。

由于SR资源是UE专用且由eNodeB分配的,因此SR资源与UE一一对应且eNodeB知道具体的对应关系。也就是说,UE在发送SR信息时,并不需要指定自己的ID(C-RNTI),eNodeB通过SR资源的位置,就知道是哪个UE请求上行资源。SR资源是通过IE:SchedulingRequestConfigsr-PUCCH-ResourceIndex字段配置的。

SchedulingRequestConfig ::=      CHOICE {

release                          NULL,

setup                            SEQUENCE {

sr-PUCCH-ResourceIndex               INTEGER (0..2047),

sr-ConfigIndex                   INTEGER (0..157),

dsr-TransMax                     ENUMERATED {

n4, n8, n16, n32, n64, spare3, spare2, spare1}

}

}

SchedulingRequestConfig-v1020 ::=    SEQUENCE {

sr-PUCCH-ResourceIndexP1-r10     INTEGER (0..2047)         OPTIONAL       -- Need OR

}

UE在某些情况下可能没有SR资源。场景一:从36.331可以看出,SchedulingRequestConfig是一个UE级的可选的IE(optional),默认为release。如果 eNodeB不给某UE配置SR(这取决于不同厂商的实现),则该UE只能通过随机接入过程来获取UL grant(在RAR中分配)。是否配置SR主要影响用户面的延迟,并不影响上行传输的功能!

场景二:当UE丢失了上行同步,它也会释放SR资源,如果此时有上行数据要发送,也需要触发随机接入过程。

从上面的描述可以看出,当UE没有被分配SR资源时,基于竞争的随机接入过程可以替代SR的功能用于申请上行资源。但这只适用于低密集度的上行资源请求的情况。

从36.213的10.1.1节可以看出,只有PUCCH format 1(包含PUCCH format 1/1a/1b)和PUCCH format 3可用于发送SR。

其中sr-PUCCH-ResourceIndex指定了UE在哪个PUCCH format 1资源上发送SR。SR资源用表示,其值与PUCCH format 1的资源索引相等。

如果在同一子帧上,需要同时发送SR和PUCCH format 3(HARQ ACK/NACK),则SR会复用到PUCCH format 3发送中(处理方式见36.212的5.2.3.1节),而不是在sr-PUCCH-ResourceIndex指定的PUCCH format 1资源上发送。(关于PUCCH资源,这里就不做详细说明了,我会在以后的博客中予以介绍)

sr-ConfigIndex指定了SR的传输周期和SR在该周期内的子帧偏移,对应36.213的Table 10.1.5-1。满足如下条件的上行子帧才能够用于发送SR:

其中为系统帧号;为一个系统帧内的slot号,取值范围为0~19;的值对应子帧号。

从上面的公式可以看出,保证了每个UE对应的SR资源在每个子帧只出现一次(但UE只在有上行数据要发送却没有上行资源时,才用该资源来发送SR)。指定了每个UE对应的SR资源在其周期内的第几个子帧发送。

SR资源配置如图1所示:

1SR资源

      可以看出,sr-ConfigIndexsr-PUCCH-ResourceIndex共同决定了一个唯一的SR资源。该资源只能分配给一个UE,但只有当UE有上行数据需要发送但却没有上行资源时才会被使用。

图2是SR周期配置的一个例子,3个UE的周期都为10ms,但在周期内的子帧偏移各不相同。

2SR周期配置的一个例子

当有上行数据到达并触发SR时,UE会选择分配给它的下一个可用的SR资源来发送SR。如图3所示:

3SR传输

UE发送SR以后,无法确定eNodeB什么时候会下发UL Grant,这取决于上行资源的调度以及优先级等。如果UE等待超时(超时时间由sr-ProhibitTimer决定)就重发SR,重发次数超过了SR的最大重传次数(由IE:SchedulingRequestConfigdsr-TransMax决定)就会触发随机接入。(见36.321的5.4.4节)

通常,SR机制是针对整个UE的所有逻辑信道的,但在Rel-9中,LTE还提供了一种基于逻辑信道进行SR请求的机制。对于eNodeB创建的每一个逻辑信道,都有一个logicalChannelSR-Mask-r9字段,用于指定当该逻辑信道有新数据到达时,是否触发SR。

【参考资料】

[1]      TS 36.213的10.1.5节      介绍SR资源

[2]      TS 36.321的5.4.4节      介绍SR流程

[3]      TS 36.331的6.3.2节      IE: SchedulingRequestConfig

[4]      《4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband》的13.2.2.2节

[5]      《LTE - The UMTS Long Term Evolution, 2nd Edition》的16.3.7节

http://blog.sina.com.cn/s/blog_927cff010101a042.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_927cff010101a05x.html

下行资源分配类型

本文主要介绍下行物理信道PDSCH的3种资源分配类型:Type 0、Type 1和Type 2。

具体使用哪种资源分配类型取决于所选的DCI format以及DCI内相关bit的配置。

每种DCI format支持哪种资源分配类型,以及有哪些与资源分配相关的bit,详见36.212的5.3.3节。由于这篇文章主要是介绍几种下行资源分配类型,而不是介绍DCI format的,所以文章中只是略微提及,并不做深入分析。

图1是几种下行DCI format与下行资源分配类型的对应关系:

1DCI format与下行资源分配类型的对应关系

注意:(1)下行资源是基于VRB而是PRB分配的。当然,VRB与PRB有一定的对应关系,详见36.211的6.3.2节;(2)DCI format 1/2/2A/2B/2C同时支持Type 0和Type 1,具体使用哪种类型是通过1比特的域(见图3)来指定的。

一、RBG介绍

介绍资源分配类型Type 0和Type 1之前,需要先介绍一下RBG的概念。

RBG(Resource Block Group,资源块组)是一组连续的集中式VRB(localized VRB)。RBG的大小(P,即每个RBG中包含的VRB数。最后一个RBG包含的VRB数可能小于P)与系统带宽相关,对应关系见图2:

2RBG size与下行系统带宽的关系(36.213Table 7.1.6.1-1

对应下行系统带宽,RBG的总数为:

其中,前个RBG的大小为P;如果 % P > 0,则最后一个RBG的大小为

以下行系统带宽 = 50 RB为例,其P值为3,RBG的总数为17,前16个RBG各包含3个VRB,最后一个RBG只包含2个VRB。

二、资源分配类型0Resource allocation type 0

在资源分配类型0中,DCI format 1/2/2A/2B/2C通过一个bitmap来指示分配给UE的RBG。bitmap共包含比特,每1比特对应1个RBG,最高位表示RBG 0,最低位表示RBG   - 1,依此类推。如果某个RBG分配给了某个UE,则bitmap中对应比特置为1;否则置为0。

3DCI format 1/2/2A/2B/2C中与Type 0相关的字段

以小区系统带宽25 RB为例。

1)通过查36.213的Table 7.1.6.1-1可以知道,RBG大小P = 2;

2)RBG的总数。其中前12个RBG的每个RBG大小为2,最后一个RBG的大小为1(如图4所示);

4:资源分配类型0RBG资源(25 RB

3)即bitmap共包含13比特。

4)假如分配给某UE的资源的bitmap为:1001110100010,则该UE被分配了RBG 0、RBG 3、RBG 4、RBG 5、RBG 7、RBG 11(如图5所示)。

5:资源分配类型0的例子(25 RB

从上面的例子可以看出:1)资源分配类型0支持频域上的非连续RB分配;2)调度的粒度比较粗:调度的最小单位是RBG,对于较大的带宽而言,无法按照单个RB来分配资源。当payload较小时,可能会造成资源的浪费。

三、资源分配类型1Resource allocation type 1

在资源分配类型1中,所有的RBG被分为P个子集,P为RBG的大小(见图2)。每个RBG子集p)包含从RBG p开始,间隔为P的所有RBG。分配给某个UE的VRB资源必须来自于同一个子集。

在资源分配类型1中,DCI format 1/2/2A/2B/2C通过3个域来指示分配给UE的VRB(注意:与资源分配类型0不同,这里是VRB,而不是RBG)。

6DCI format 1/2/2A/2B/2C中与Type 1相关的字段

第一个域包含比特,用于指定所选的RBG子集,即p的值。

第二个域包含1比特(shift bit),用于指定子集内的资源是否偏移,1表示偏移,0表示不偏移。

第三个域包含一个bitmap,bitmap的每一比特对应所选RBG子集中的一个VRB(注意:不是RBG)。最高位表示子集中的第一个VRB,最低位表示子集中的最后一个VRB,依此类推。如果某个VRB分配给了某个UE,则bitmap中对应比特置为1;否则置为0。bitmap的大小,即bitmap包含的比特数

一个选定的RBG子集中的VRB起始于该子集中的最小VRB号 + 偏移量,并对应bitmap中的最高位。该偏移量以VRB的数量表示,并且是发生在选定的RBG子集内的偏移。如果DCI的资源块分配信息中的第二个域为0,则RBG子集p的偏移;如果DCI的资源块分配信息中的第二个域为1,则RBG子集p的偏移,且bitmap中的最低比特位调整为对应RBG子集中的最后一个VRB。

为RBG子集p包含的VRB数,计算公式如下:

对于RBG子集p而言,其bitmap中的每一比特i()对应的VRB可通过如下公式计算:

关于偏移可能较难理解,莫急,对照后面的例子来学习,会比较清晰的。

还是以小区带宽25 RB为例。

1)通过查36.213的Table 7.1.6.1-1可以知道,P = 2,即有2个子集:子集0(从RBG0开始)和子集1(从RBG1开始);

7:资源分配类型1中的子集(25 RB

2) = 1,即第一个域使用1比特指定所选的RBG子集;

3)第二个域使用1比特指定RBG子集中的资源是否偏移;

4)bitmap包含的比特数 = 13 -1 -1 = 11;即bitmap只能对应11个VRB。

5)每个RBG子集p包含的VRB数为

13

12

可以看出,bitmap不足以表示每个子集中包含的所有VRB。

6)接下来,我们详细介绍第二个域,即shift bit对bitmap所表示的VRB的影响。

如果shift bit为0,RBG子集p的偏移

如果shift bit为1,RBG子集p的偏移为

2  (13 – 11)

1  (12 - 11)

从之前的分析可以看出,每个子集包含哪些RBG是确定的,也就是说,包含哪些VRB也是确定的。对应图7,每个子集可用的VRB集合如图8所示:

8:资源分配类型1中每个子集可用的VRB集合(25 RB

当shift bit = 0时,根据下面的公式,可知道bitmap(对于25RB带宽,共11比特)的每一个比特对应哪个VRB。

结果如下:

9:每个子集的bitmap中的每个比特对应的VRB25 RB, shift bit = 0

从图9可以看出,如果shift bit = 0(不发生偏移),每个子集的bitmap对应的VRB,是从图8给定的VRB集合中的第一个VRB开始(对应子集0,起始VRB为VRB0;对应子集1,起始VRB为VRB2),顺序选取11个VRB。

当shift bit = 1时,根据下面的公式,可知道bitmap(对于25RB带宽,共11比特)的每一个比特对应哪个VRB。

结果如下:

10:每个子集的bitmap的每个比特表示的VRB25 RB, shift bit = 1

从图10可以看出,如果shift bit = 1(发生偏移),每个子集的bitmap对应的VRB,是从图8给定的VRB集合中的第一个VRB,加上偏移量开始(对应子集0,偏移量 = 2,即在图8给定的p = 0的VRB集合中,往前移2个,得到起始VRB为VRB4;对应子集1,偏移量 = 1,即在图8给定的p = 1的VRB集合中,往前移1个,得到起始VRB为VRB3),顺序选取11个VRB。

图11介绍了使用资源分配类型1的例子(25 RB):

上半部分对应:资源分配类型1;子集0;shift bit 为0;bitmap 为10011101000。即分配该UE的资源为:VRB0、VRB5、VRB8、VRB9、VRB13。

下半部分对应:资源分配类型1;子集0;shift bit 为1;bitmap 为10011101000。即分配该UE的资源为:VRB4、VRB9、VRB12、VRB13、VRB17。

11:资源分配类型1的例子(25 RB

关于资源分配类型1的更多例子,还可以参考[6]。

从上面的例子可以看出:1)资源分配类型1支持频域上的非连续RB分配;2)和资源分配类型0相比,资源分配类型1支持粒度为1 RB的分配;3)资源分配类型0和资源分配类型1使用相同的bit数来表示资源的分配;4)bitmap的比特数实际上比RBG子集中的VRB数要少,通过shift bit,bitmap才能覆盖所有的VRB。

三、资源分配类型2Resource allocation type 2

在资源分配类型2中,分配给UE的资源为一段连续的VRB,其VRB可以是集中式(localized),也可以是分布式的(distributed)。

对于DCI format 1A/1B/1D而言,有一个bit(对应Localized/Distributed  VRB assignment flag)用于指示是集中式VRB(该bit为0)还是分布式VRB(该bit为0)。

12DCI format 1A中与Type 2相关的字段

对于集中式VRB分配而言,分配给一个UE的资源可以从1个VRB到整个系统带宽的所有VRB。

如果DCI format 1A使用分布式VRB分配方式,且其DCI的CRC由P-RNTI、RA-RNTI或SI-RNTI加扰,则分配给对应UE的VRB数可以从1个到个。(的计算见36.211的6.2.3.2节,这里就不做介绍了)

如果DCI format 1A/1B/1D使用分布式VRB分配方式,且其DCI的CRC由C-RNTI加扰,则当下行带宽为6~49 RB时,分配给对应UE的VRB数可以从1个到最多个;则当下行带宽为50~110 RB时,分配给对应UE的VRB数可以从1个到最多16个。

对于DCI format 1A/1B/1D而言,资源分配由一个资源指示值RIV来表示。通过这个值,可以推导出分配给UE的起始RB()以及连续分配的RB的长度()。计算公式如下:

如果 ,则;否则。其中且不超过

UE收到一个RIV后,如何计算

通过可以知道是还是,并最终计算出

由于且不超过,且必定有,故,也就有

1)当时,

2)当时,

UE收到RIV后,计算的值x,

1)如果,则得知,也就得到了最终结果

2)如果,则得知,也就得到了最终结果

图13介绍了DCI format 1A/1B/1D使用资源分配类型2的例子(25 RB):

起始RB()为3,连续分配的VRB数()为8,,所以

13:资源分配类型2的例子(25 RB

DCI format 1C只支持分布式VRB分配方式。对于DCI format 1C而言,分配给某个UE的资源可以从个到最多个VRB。其中为增长的步进值,并与下行系统带宽相关(如图14)。

14值与下行系统带宽的对应关系

对于DCI format 1C而言,资源分配也是通过一个资源指示值RIV来表示。通过这个值,可以推导出分配给UE的起始RB()以及连续分配的RB的长度()。计算公式如下:

如果,则;否则。其中并且。而且不超过 

对于DCI format 1C而言,UE收到一个RIV后计算的方式与DCI format 1A/1B/1D类似,这里就不做介绍了。

假设是在DCI format 1C中的资源分配且系统带宽为25 RB,,则有

因为,所以 = 12 * (4 - 1) + 1 = 37。

从上面的例子可以看出:1)资源分配类型2只支持连续VRB的分配;2)对于资源分配类型2,DCI format 1A/1B/1D与DCI format 1C的格式是不同的,DCI format 1C多了步进的概念;3)与资源分配类型0/1只支持集中式VRB分配不同,资源分配类型2既支持集中式VRB也支持分布式VRB。

注:本来想修改一下博文,但新浪博客有问题,保存时只有部分内容保存了下来,所以从其他转载的文章拷贝过来,如果对你的阅读产生了干扰,请见谅!

【参考资料】

[1]      TS 36.213的7.1.6节     Resource allocation

[2]     TS 36.212的5.3.3节     Downlink control information

[3]     TS 36.211的6.2.3.1节   Virtual resource blocks of localized type

[4]     《4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband》的10.4.4节

[5]     《LTE - The UMTS Long Term Evolution, 2nd Edition》的9.3.5.4节

[6]     《Type 1 Resource Allocation in LTE》by Prakash

[7]      《Resource Allocation Type

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