半静态调度SPS专题.docx
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半静态调度SPS专题
Semi-PersistentScheduling
(SPS,半永久性调度)
一、SPS简介
Semi-PersistentScheduling,简称SPS半永久性调度,又称为半静态调度。
与动态调度时每个TTI为UE分配一次无线资源不同(通过PDCCH指定),SPS允许半静态配置无线资源,并将该资源周期性地分配给某个特定UE。
简单地说,eNodeB在某个TTI使用SPSC-RNT加扰的PDCCH指定UE所使用的无线资源(这里将其称为SPS资源),每过一个周期,UE就使用该SPS资源来收或发数据。
eNodeB无需在该子帧(这里将其称为SPS子帧)下发PDCCH来指定分配的资源。
由于SPS有“一次分配,多次使用”的特点,不需要在每个TTI都为UE下发DCI(包括
上行或下行的DCI),从而降低了对应的PDCCH开销。
SPS灵活性稍差,但控制信令开销小,适合突发特征不明显,有保证速率要求的业务,主要用于周期性小包业务,如VoIP。
这类
业务的timing和所需的无线资源都是可预测的。
目前中兴只针对QCI为1的VoIP语音业务进行SPS协议规定只有PCell支持SPS这是因为SPS主要应用于低速业务,负载低,没有必要使用多个载波单元。
中兴eNodeB支持20ms和40ms的半静态调度周期。
当半静态调度周期配置为20ms时,语音报文在eNodeB的调度时延较少,VoLTE用户从而可以获得更高的语音质量;当半静态调度周期配置为40ms时,eNodeB支持的SPS用户数翻倍,但语音报文在eNodeB的调度时延将增加,volte用户的语音质量将稍有下降。
SPS周期由eNodeB通过RRC消息传送给UE。
VoIP业务的通话期与静默期状态由PDCP
层进行判决,判决为通话期时,激活半静态调度;判决为静默期时,释放已分配的半静态资源;当业务从静默期转为通话期时,需要重新激活半静态调度。
在以下场景下,eNodeB采用动态调度作为半静态调度的补充:
半静态调度期间的QCI1承载上的大包,RB资源过载时,会动态调度过载的资源。
半静态初传对应的自适用HARQ重传数据。
当进入静默期,释放半静态资源,对静默期的数据包采用动态调度。
TDD系统中,协议规定TTIbundling只支持子帧配比0、配比1和配比6,且跟半静态调度互斥。
二、SPS配置
配置了SPS调度的UE才可以同时进行动态调度,所以需要区分PDCCH是用于动态调度还是SPS调度。
因此,配置了SPS调度的UE有2个标志:
一个“正常的”C-RNT,用于动
态调度,在随机接入过程中分配;另一个是SPSC-RNTJ用于SPS调度,通过SPS-Config的
semiPersistSchedC-RNTI字段配置。
UE的半静态调度是通过IE:
SPS-Config配置的。
见图1:
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图1:
SPS-Config
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{
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pO-Fersistent
{
pO-NominfilPUSCH-Persistent-75^p0-UE-PUSCH-Persistent1
}
}
图2:
RRC连接重配置(SPS-config实例)
三、SPS激活/释放
UE配置了SPS后,还不能使用,必须使用SPSC-RNT加扰的PDCCH进行激活。
eNodeB通过SPSC-RNTI加扰的PDCCH来激活/释放UE的SPS这里将用于指示SPS激活的PDCCH所在的子帧称为"SPS激活子帧”,将用于指示SPS释放的PDCCH所在的子帧称为"SPS释放子帧”,而其它周期性发送PDSCH(虽然下行SPS激活子帧也携带PDSCH但这里不包含在内)或PUSCH的SPS相关子帧称为“SPS子帧”。
只有满足如下条件,UE才会验证接收到的PDCCH是否用于SPS的激活或释放:
PDCCH的CRC校验位使用SPSC-RNT进行加扰;
NDI域设置为0。
对于DCIformat2/2A/2B/2C而言,支持2个TB,存在2个NDI域,每个NDI域对应一个TB。
每个TB使能SPS是通过将对应的NDI域设置为0而独立配置的。
(中兴认为SPS只能是单流)
满足了上述条件后,UE还会根据36.213的Table9.2-1(SPS激活)和Table9.2-1A(SPS释放)进一步验证PDCCH如下字段:
Tdblu9.2*1:
SpecialfieldsforSetni-PersjyerUSchedulingPDCCHVdliddtion
DCIformdi0
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DCIformat
TP('CPiTirundtbrm;litdufcdPUSCH
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9.2-1A:
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CHValidation
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图3:
SPSActivation/ReleasePDCCHValidation
如果对应DCIformat中的所有字段都按图3所示来设置,则验证成功,否则验证失败。
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图4:
SPS激活PDCCH的DCI内容(上行SPS激活子帧,ULGrantinfo)
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图5:
SPS激活PDCCH验证成功(上行SPS激活子帧)
如果验证成功,UE会将接收到的DCI当做一个有效的SPS激活/释放来处理;如果验证失败,UE会认为接收到的DCI使用了一个不匹配的CRC
注意:
DCI中的其它字段含义没有改变,SPS使用的无线资源(称为SPS资源)和MCS
等就是通过用于激活SPS的DCI来指示的。
(1)从36.213的Table9.2-1可以看出,指示SPS激活的PDCCH中的“Resourceblockassignment”(用于下行)和"Resourceblockassignment(andhoppingresourceallocation)”(用于上行)
字段是用于指示无线资源的,也就是说,对于下行,该PDCCH是与对应的PDSCH一起发送
的,对于上行,该PDCCH还指定了PUSCH的资源;但从36.213的Table9.2-1A可以看出,扌旨示SPS释放的PDCCH中的"Resourceblockassignment”(用于下行)和"Resourceblockassignment(andhoppingresourceallocation)”(用于上行)字段为"全1”,即该字段是不用于指示无线资源的。
简单地说:
SPS激活时可以同时传输PDSCH和PUSCH有一定的timing),但SPS释放时不能同时传输PDSCH和PUSCH
(2)从36.213的Table9.2-1可以看出,指示SPS激活的PDCCH的5bit“Modulationandcodingscheme(andredundancyversion)”字段的MSB(mostsignificantbit最高位)为0,即卩心1的取值范围为0~15,而不是通常的0~31。
这里主要是由于VOIP数据包通常比较小,所以l_TBS没必要太大,以提高这类业务的可靠性。
对于下行传输,如果接收到的DCI指示下行SPS激活,则DCI中的TPCcommandforPUCCH字段将指示从4个PUCCH资源中选择1个用于回复ACK/NACK该4个PUCCH资源是通过
SPS-ConfigDL的n1PUCCH-AN-PersistentList来配置的(对于2天线传输,第二个天线端口的4个PUCCH资源通过n1PUCCH-AN-PersistentListP1-r10配置)。
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C"CTin"HmirE-图6:
TPCcommandforPUCCH字段在SPS中的含义
在激活了SPS后,UE就可以周期性地使用配置的SPS资源来接收和发送数据。
四、下行SPS(36.321的5.10节)
1、下行SPS
下行半静态调度的优先级低于广播、寻呼等公共控制信息,高于用户级控制信令和数据面的传输。
eNodeB在指定的半静态资源上周期发送数据,UE在指定的半静态调度资源上周
期接收数据。
半静态调度激活时,根据VoIP数据包大小和UE上报的全带宽CQI,为用户分配MCS
和RB半静态调度激活后,根据半静态IBLER测量值判决是否需要进行半静态重激活。
如果配置并激活了下行SPS贝UUE会认为在满足下面公式的子帧里(称为SPS子帧)
被分配了SPS下行资源(此时无需收到PDCCH:
(10*SFN+subframe)=[(1O*SFNstarttime+subframestarttime)+N*semiPersistSchedlntervalDL]mod10240
其中N>0(初始为0,每过一个周期加1),SFNstarttime和subframestarttime为UE接收到指示下行SPS激活的PDCCH的系统帧号和子帧号。
modulo10240是因为系统帧使用10bit表示,取值范围为0~1023,每隔1024个系统帧需要做一次反转。
semiPersistSchedIntervaIDL扌旨明UE每隔semiPersistSchedIntervaIDL个子帧被分配一次下行SPS资源,即下行SPS周期。
公式中semiPersistSchedIntervaIDL可能不是10的倍数,比如sf32,这个时候,如果恰好那个子帧不是下行咋办?
Semi-persistentschedulingintervalinuplink,seeTS36.321[6].Valueinnumberofsub-frames.Valuesf10correspondsto10sub-frames,sf20correspondsto20sub-framesandsoon.ForTDD,theUEshallroundthisparameterdowntothenearestinteger(of10sub-frames),e.g.sf10c
orrespondsto10sub-frames,sf32correspondsto30sub-frames,sf128correspondsto120sub-frames.TDD的会强制变成10的倍数。
图7:
SPS激活PDCCH验证成功(下行SPS激活子帧)
曲竝Dec竝H:
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图8:
SPS激活PDCCH的DCI内容(SPS激活子帧:
8859下发了PDCCH调度信息)
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图9:
下行SPS(8859激活下行SPS以后,在SPS子帧8879、8899等分配了下行SPS资源)
2、下行SPSHARQ
对于下行HARQ,只有新传会使用SPS资源,重传需要通过SPSC-RNI加扰的PDCCH显式地分配资源,这是因为eNodeB支持下行HARQ使用异步、自适应的方式。
半静态调度的PDCCH授权中,不包含HARQ进程信息,会出现下行半静态的重传数据不能确定其HARQ进程,导致重传与初传数据无法合并的问题。
为了解决半静态调度的下行
HARQ合并问题,协议3GPPTS36.321规定,为下行半静态调度预留HARQ进程,预留的HARQprocessnumber字段通过RRC信令下发给UE=
sps-ConfigDLsatup:
{
SMuPmrfistSchrdlrtt亡r甘自1DLsf20,
图10:
下行HARQprocessnumber字段(RRC连接重配置)
当UE接收到指示下行SPS激活的PDCCH时,其对应的HARQprocessID是通过下面的公式计算的(DCI中的HARQprocessnumber域被置成0,floor为向下取整):
HARQprocessnumber=[floor(CURRENT_TTI/下行半静态调度的周期))]