基于分组的M2M通信上行半静态调度方法技术

本发明专利技术提供了一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法。该方法包括:根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备；组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，基站根据上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息。本发明专利技术针对多组MTCD设备的SPS调度会发生碰撞的问题，提出了解决方案，在时域上进行长SPS周期与短SPS周期的MTCD小组的配对，可以避免不同SPS周期的资源碰撞，并降低了HARQ反馈的信令开销。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法。
技术介绍
随着M2M(Machinetomachine，机器到机器)业务的快速发展，M2M与LTE-A(LTE-Advanced)网络的融合是未来通信发展的必然趋势，同时也是第五代移动通信(5G)中的一个重要应用场景。但这也给基于LTE-A网络的M2M通信提出了一些新的挑战。由于M2M设备数量众多，且主要是在上行进行通信，因此上行的资源调度是亟待解决的主要问题之一。M2M通信有这样几个特点：M2M设备数量巨大，高出H2H(human-to-human，人到人)设备数量的几个数量级。有报告指出，在一个小区里活跃的H2H用户数量和M2M设备数量大概分别是50个和30000个，3GPP建议单小区应支持至少1000个MTCD设备。M2M设备发送的数据包是在大范围内变化的。比如常规测量设备发送的可能只是几比特的数据，而类似于监控探头这样的视频设备，数据量将达到Mbps级别。QoS(QualityofService，服务质量)的要求也不同。有的设备是时间容忍的，比如定期上报一些读数的智能电表、水表等设备；而有的是有严格时间约束的，比如监控和告警类型的设备。不同应用场景的设备其吞吐量和丢包率等要求也不同。上报数据的触发方式不同。有的是周期性的，有的是事件触发的。因此上行数据的调度和资源分配是主要矛盾，而这点刚好与蜂窝网络的通信特点相反。由于以上的特点，对M2M通信中上行调度提出了更高的要求，而且不能使用现有的蜂窝网络中调度的技术，需要根据其特点设计新的调度算法。SPS(Semi-PersistentScheduling，半静态调度)方式是指在LTE(LongTermEvolution，长期演进)的调度传输过程中，eNB在初始调度通过PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel，物理下行控制信道)指示UE当前的调度信息，UE识别是半静态调度，则保存当前的调度信息，每隔固定的周期在相同的时频资源位置上进行该业务数据的发送或接收。使用半静态调度传输可以充分利用数据包周期性到达的特点，一次授权，周期使用，可以有效的节省LTE系统用于调度指示的PDCCH资源，从而可以在不影响通信质量和系统性能的同时，支持更多的用户，并且仍然为动态调度的业务保留一定的控制信息以供使用。半静态调度的主要信息是HARQ(HybridAutomaticRepeatreQuest，混合自动重传请求)信息，但是对于M2M通信而言，由于存在大量需要周期上报的数据包，除了传统的HARQ信息以外，对于这些信息也可以实现半静态调度。目前LTE的半静态调度过程可以描述为：eNB通过PDCCH信道向UE发送调度信息，并用SPS-C-RNTI进行掩码。UE识别该信息，得知是半静态调度信息。译出该信息中所包含的内容(包括调度周期、时频资源分配信息、传输块格式信息和相关的HARQ信息)UE周期性地在被调度的时频上发送信息，而无需在PUCCH上发送SR信息以及eNB动态地在PDCCH上回应调度信息。发送数据完毕，释放半静态信息资源。经过研究，当PDCCH占满3个OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用技术)符号时，可以同时调度的UE约为70个左右。但是对于海量连接的场景，这个容量显然不能达到要求。同时，对于SPS调度而言存在频率复用时的碰撞问题，图1为SPS调度中发生资源碰撞示意图，当同样的频率资源分配给不同的MTCD(MachineTypeCommunicationsDevice，机器类通信设备)设备时，经过一段时间这两个设备的发送资源将发生碰撞。从图1中看到，组1与组2和组3的频率资源不同，因此无论经过多少周期，组1的资源都不会与组2和组3发生碰撞。但是组2和组3的频率资源相同，那么在经过了这两个组所分配的SPS周期的最小公倍数个TTI(TransmissionTimeInterval，发送时间间隔)后，这两个组的上行资源将发生碰撞。目前，现有技术中还没有一种有效解决上述SPS调度中资源碰撞的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，以实现有效解决SPS调度中资源碰撞的问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，包括：根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备；所述组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；所述基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息。进一步地，所述的根据MTCD设备的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备，包括：根据各个MTCD设备的业务特征，把具有相同业务特性的MTCD设备分成一个簇，将一个簇中指定位置范围内的MTCD设备分为一组，给每个组分配一个组ID，按照设定的规则从每个组中的所有MTCD设备中选择一个组长MTCD设备，将每个组内的MTCD设备的上报周期调整为相同的时间点和周期，所述业务特性包括：QoS、时延容忍门限、数据发送周期、剩余电量、最小时间提前量、与基站之间信道状态信息、内存和发送数据时所需缓冲区中的至少一项，给组中的每个MTCD设备分配一个设备索引号，MTCD设备的ID＝组ID+设备索引号。进一步地，所述的组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源，包括：组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，该上行调度请求中携带所述组长MTCD设备所在组的数据业务特性，所述基站接收到所述上行调度请求后，提取所述上行调度请求中携带的数据业务特性，根据所述数据业务特性判断所述组长MTCD设备所在组的数据类型属于周期性上报类型后，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源。进一步地，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：所述基站根据接收到的所述组长MTCD设备上报数据的信令的到达时间周期和自己处理所述信令的预期时延，确定给所述组长MTCD设备所在组分配的半静态调度的周期；所述基站根据各个组的半静态调度的周期、调制编码格式和预期传输的总数据包大小确定给各个组分配的物理资源块的个数，给同一个组分配的物理资源块是连续的。进一步地，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：所述基站在分配时频资源时，先将不同的MTCD设备小组搭配在一起共享相同的频率资源，再将不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，其特征在于，包括：根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备；所述组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；所述基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于分组的M2M通信上行半静态调度方法，其特征在于，包括：根据机器类通信设备MTCD的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备；所述组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源；所述基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据MTCD设备的业务特征对各个MTCD设备进行分组，给每个组确定一个组长MTCD设备，包括：根据各个MTCD设备的业务特征，把具有相同业务特性的MTCD设备分成一个簇，将一个簇中指定位置范围内的MTCD设备分为一组，给每个组分配一个组ID，按照设定的规则从每个组中的所有MTCD设备中选择一个组长MTCD设备，将每个组内的MTCD设备的上报周期调整为相同的时间点和周期，所述业务特性包括：QoS、时延容忍门限、数据发送周期、剩余电量、最小时间提前量、与基站之间信道状态信息、内存和发送数据时所需缓冲区中的至少一项，给组中的每个MTCD设备分配一个设备索引号，MTCD设备的ID＝组ID+设备索引号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，所述基站根据所述上行调度请求中包含的组的数据业务特性信息，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源，包括：组长MTCD设备向接入的基站发送上行调度请求，该上行调度请求中携带所述组长MTCD设备所在组的数据业务特性，所述基站接收到所述上行调度请求后，提取所述上行调度请求中携带的数据业务特性，根据所述数据业务特性判断所述组长MTCD设备所在组的数据类型属于周期性上报类型后，确定给所述组长MTCD设备所在的组分配半静态调度资源。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：所述基站根据接收到的所述组长MTCD设备上报数据的信令的到达时间周期和自己处理所述信令的预期时延，确定给所述组长MTCD设备所在组分配的半静态调度的周期；所述基站根据各个组的半静态调度的周期、调制编码格式和预期传输的总数据包大小确定给各个组分配的物理资源块的个数，给同一个组分配的物理资源块是连续的。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的基站根据需要分配半静态调度资源的各个组的数据业务特性信息，依据特定的资源分配策略给各个组分配半静态调度资源，该半静态调度资源包括半静态调度的周期、时频资源大小及位置信息，包括：所述基站在分配时频资源时，先将不同的MTCD设备小组搭配在一起共享相同的频率资源，再将不同的MTCD设备小组同时但是不同频使用资源；所述基站将半静态调度的周期大于第一设定周期范围的MTCD设备小组与半静态调度的周期小于第二设定周期范围的MT...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐少毅，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11