降低lte上行數(shù)據(jù)傳輸延時的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，特別是涉及一種降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸延時的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]LTE (Long Term Evolut1n，長期演進)以高速率、低延遲的優(yōu)勢目前正廣泛應(yīng)用于無線傳輸領(lǐng)域，而在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，其最顯著的一個特點是往返時間極長，如同步衛(wèi)星系統(tǒng)下，其電波空中傳播的環(huán)回時延RTT (Round Trip Time)達到540ms以上。因此將LTE應(yīng)用于衛(wèi)星通信領(lǐng)域，可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸速率，但對于傳輸時延，特別是上行傳輸時延，并未能有效減少。
[0003]數(shù)據(jù)的傳輸時延由電波空中傳輸時延、調(diào)度時延、設(shè)備信號處理時延組成?？紤]到基站和終端對于信號的處理為毫秒級別，在長延時信道下可以忽略不計。在以LTE為代表的下一代移動通信系統(tǒng)中，為了提高空口資源的利用率，無論是控制信息還是數(shù)據(jù)信息，都需要在一個統(tǒng)一的共享信道中傳輸。而用戶對資源的使用必須經(jīng)過基站資源調(diào)度后才能進行。一般而言，在移動通信系統(tǒng)中，上下行資源調(diào)度都在基站側(cè)完成。對于下行數(shù)據(jù)傳輸而言，基站可以根據(jù)下行業(yè)務(wù)的QoS (Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)進行調(diào)度。對于QoS優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)，可以立即進行發(fā)送，調(diào)度時延最短可以達到Oms。在這種情況下，傳輸時延tdl主要取決于電波傳播的單程時延STT(Single Trip Time)，如圖1所示。
[0004]然而在LTE傳統(tǒng)的上行數(shù)據(jù)傳輸處理流程中，當數(shù)據(jù)需要從終端發(fā)往基站時，終端必須通過資源調(diào)度請求(Scheduling Request，SR)告知基站其有待發(fā)送數(shù)據(jù)。然后，基站將分配足夠容納終端緩存狀態(tài)報告(Buffer Status Report，BSR)的上行資源調(diào)度授權(quán)(UL Grant)，終端通過BSR告訴基站有多少數(shù)據(jù)需要發(fā)送，此時基站根據(jù)上行數(shù)據(jù)的QoS優(yōu)先級進行資源調(diào)度。從圖2可以看出，一個完整的上行數(shù)據(jù)發(fā)送過程包括SR請求和BSR報告時間，以及上行數(shù)據(jù)傳輸時間。這在陸地移動通信中，數(shù)據(jù)來回傳輸?shù)目罩须姴▊鞑r延幾乎可以忽略不計，然而在衛(wèi)星通信領(lǐng)域中，空中電波傳播時間達到270毫秒，SR請求和BSR報告帶來的數(shù)據(jù)傳輸時延1000多毫秒，對數(shù)據(jù)傳送的實時性帶來嚴重影響。
[0005]衛(wèi)星通信場景下，LTE上行數(shù)據(jù)傳輸時延的計算如下:
[0006]如圖2所示，LTE上行數(shù)據(jù)傳輸從開始發(fā)送SR請求到最后LTE上行數(shù)據(jù)到達基站側(cè)，需要經(jīng)歷2次RTT，一次STT0因此:
[0007]tul= t SR+tBSR+tdata= 2.5t RTT (I)
[0008]其中tSR — t BSR — t Rn — 2t STT，tdata — t STTO
[0009]在同步衛(wèi)星系統(tǒng)中，tRTT= 2t STT= 540ms，則根據(jù)上式得LTE上行數(shù)據(jù)傳輸時延t ul=1350ms。
[0010]LTE上行數(shù)據(jù)傳輸過程不僅僅用于用戶數(shù)據(jù)上傳，也用于信令交互過程。一個典型的LTE信令交互流程如圖3所示。
[0011]對比圖3與圖2可知，區(qū)別于用戶數(shù)據(jù)上行傳輸過程，信令交互過程由基站(eNB)發(fā)起，后繼則與用戶數(shù)據(jù)上傳過程相同。因此，整個信令交互過程最少時延為:
[0012]tui+tSTT= 3t Rn (2)
[0013]對于同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)，信令交互過程的時延為1620ms。
[0014]綜上所述，在同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于信令交互造成的上行數(shù)據(jù)傳送延時較大，嚴重影響了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]基于此，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸延時的方法和系統(tǒng)，對上行數(shù)據(jù)傳輸資源進行預(yù)測調(diào)度，減少因SR請求和BSR報告帶來的時延，從而降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸時延。
[0016]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案:
[0017]—種降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸延時的方法，包括如下步驟:
[0018]基站判斷LTE上行數(shù)據(jù)類型；
[0019]基站根據(jù)LTE上行數(shù)據(jù)類型設(shè)置相應(yīng)的上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量，并根據(jù)所述上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量向終端發(fā)送與LTE上行數(shù)據(jù)對應(yīng)的上行資源調(diào)度授權(quán)。
[0020]以及一種降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸延時的系統(tǒng)，包括基站，所述基站包括:
[0021]判斷模塊，用于判斷LTE上行數(shù)據(jù)類型；
[0022]資源預(yù)分配模塊，用于根據(jù)LTE上行數(shù)據(jù)類型設(shè)置相應(yīng)的上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量；
[0023]調(diào)度授權(quán)發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量向終端發(fā)送與LTE上行數(shù)據(jù)對應(yīng)的上行資源調(diào)度授權(quán)。
[0024]本發(fā)明針對于不同類型的LTE數(shù)據(jù)直接設(shè)置不同的上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量，并根據(jù)上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量向終端發(fā)送UL Grant (上行資源調(diào)度授權(quán))，通過上行自適應(yīng)資源預(yù)測調(diào)度的方法，降低因SR請求和BSR報告帶來的時延，降低LTE上行數(shù)據(jù)的傳輸時延，提高在長時延信道條件(例如同步衛(wèi)星通信系統(tǒng))下的無線傳輸效率。
【附圖說明】
[0025]圖1為LTE系統(tǒng)中下行數(shù)據(jù)傳輸時延示意圖；
[0026]圖2為LTE系統(tǒng)中上行數(shù)據(jù)傳輸時延示意圖；
[0027]圖3為LTE系統(tǒng)中基站與終端間的信令交互示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實施例中一種降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸延時的方法的流程示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明實施例中信令交互過程中上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)測調(diào)度的流程示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明實施例中改善后的基站與終端間的信令交互流程示意圖；
[0031]圖7為本發(fā)明實施例中改善后的BE業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上行時延示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明實施例中基站對上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量進行更新流程
[0033]圖9為本發(fā)明實施例中一種降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸延時的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖10為本發(fā)明實施例中資源預(yù)分配模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合較佳實施例及附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細描述。
[0036]如圖4所示，本實施例提供一種降低LTE上行數(shù)據(jù)傳輸延時的方法，包括如下步驟:
[0037]SlO基站判斷LTE上行數(shù)據(jù)類型；
[0038]S20基站根據(jù)LTE上行數(shù)據(jù)類型設(shè)置相應(yīng)的上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量；
[0039]S30根據(jù)所述上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量向終端發(fā)送與LTE上行數(shù)據(jù)對應(yīng)的上行資源調(diào)度授權(quán)(UL Grant)。
[0040]在本實施例中，基站為LTE上行數(shù)據(jù)進行資源預(yù)測調(diào)度時，要對LTE上行數(shù)據(jù)類型進行判斷，針對于不同的LTE上行數(shù)據(jù)類型，設(shè)置不同的上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量，然后根據(jù)上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量向終端發(fā)送與LTE上行數(shù)據(jù)對應(yīng)的UL Grant,降低因SR請求和BSR報告帶來的時延，從而顯著降低LTE上行數(shù)據(jù)的傳輸時延。
[0041]具體的，下面針對于不同的LTE上行數(shù)據(jù)類型進行詳細說明。
[0042]LTE系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，最典型的有3種數(shù)據(jù)類型，即信令(Signaling)，語音(VoIP)，BE業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(如FTP)。本發(fā)明僅以信令和BE業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)來進行說明。
[0043]LTE系統(tǒng)中的信令主要指基站RRC(Rad1 Resource Control，無線資源控制)信令及NAS (Non-access stratum，非接入層)信令，主要用于終端接入和移動性管理。信令交互流程形式一般為基站(eNB)和終端(UE)間的一問一答式，且根據(jù)通信協(xié)議(如LTE協(xié)議)終端回應(yīng)的資源需求可以預(yù)知。因此，可以忽略終端的SR請求及BSR報告，對上行信令的發(fā)送時機及資源分配可以做比較準確的預(yù)估。鑒于此特點，當LTE上行數(shù)據(jù)類型為信令時，eNB根據(jù)通信協(xié)議為信令設(shè)置上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量，并根據(jù)上行數(shù)據(jù)傳輸資源預(yù)分配量，在下發(fā)基站側(cè)信令后的第一時延后向終端發(fā)送與LTE上行數(shù)據(jù)對應(yīng)的UL Grant0即eNB可以在下發(fā)基站側(cè)信令的一段時延后(如終端信號處理時延)，將終端需要交互的信令資