5G在调度方面的增强功能
根据TR 38.913,NR应该支持具有完全不同的QoS要求的许多用例。上行链路调度是LTE MAC层中的重要功能之一,在NR中用于上行链路数据传输的机制和LTE类似。
LTE中上行链路调度的过程如图1所示,调度请求(SR:scheduling request)用于请求新传输的UL-SCH资源。当触发常规缓冲状态报告(BSR:buffer status report)并且UE至少没有用于常规BSR的传输资源时,由UE MAC触发。当数据可用于上行链路中的传输时,触发常规BSR。
在LTE中,SR在PUCCH上发送,并且仅配置1比特以节省控制信道开销。它用于通知eNB UE的缓冲器中有新的传输,但没有缓冲器的大小。eNB将调度一些资源,并在接收到SR之后在DCI中向UE指示上行链路许可。如果缓冲器不为空,则UE将在上行链路许可上发送BSR,eNB将再次向UE调度资源。

LTE中的上行链路调度过程由于多轮信令交互而带来延迟,SR配置和BSR报告不是NR中不同QoS要求的最佳选项。因此,需要一些增强。
在LTE中,SR在PUCCH上传输,并且仅携带1比特以节省PUCCH资源。它通知eNB UE的缓冲器中有新的传输,但没有缓冲器的大小。考虑到NR中的不同需求,1位SR设计不是最优的。一个原因是1位SR只能指示有限的信息,即UE具有新的传输,但需要传输多少数据是未知的,因此由于BSR的调度和传输而引入了额外的延迟。另一个原因是NR有不同的服务要求,例如eMBB&URLLC。如果上行数据具有非常关键的延迟要求,例如URLLC,eNB需要尽快了解有效调度的此类要求,因为eMBB和URLLC可能具有不同的物理层调度程序和信道结构。
如果NR RAN最终决定具有用于发送更多信息的多位SR,则可以配置UE特定SR大小。主要动机是不同的UE可以具有具有不同QoS要求的服务。对于一些需要高数据速率的服务(如eMBB),可以应用结合SR和BSR的传统上行链路调度。然而,对于一些具有延迟关键服务和小分组的UE,配置多位SR以指示缓冲区大小是值得的,并且网络可以调度适当的授权,以便所有数据可以在一轮信令交互中传输。甚至可以配置SR的大小和UE所需的服务类型之间的映射关系,基于此,网络可以正确地为UE请求的服务分配合适的numerology。此外,对于确定的服务类型,SR的不同值也可以指示该特定服务的不同缓冲区大小。
通过引入多位SR,它实际上作为BSR(至少部分)的规则,可以报告逻辑信道的缓冲区大小。在当前LTE中,BSR在以下条件下被触发:
新数据到达前清空缓冲区或具有更高优先级的数据到达(无论缓冲区是否为空):这种情况是指TS 36.321中规定的“regular BSR”。
要向eNB更新缓冲区的当前状态:这指的是TS 36.321中的“Periodic BSR”,这意味着UE保持计时器,即RRC配置的周期性BSR-timer,以使eNB保持关于仍要发送的数据量的更新。
为了提供BSR鲁棒性:默认情况下配置了“retxBSR-Timer”(不能禁用),以避免UE发送BSR但从未收到授权时可能出现的死锁情况。发送BSR时触发retxBSR-Timer,收到授权时停止。如果定时器到期,并且UE仍然具有可用于传输的数据,则触发新的BSR。
要使用授权资源中的填充位:这是指“Padding BSR”,当分配的上行链路资源中填充位的数量等于或大于BSR的大小时,会触发该操作。
LTE中的所有BSR触发条件都可以在NR中重用以触发BSR报告。应注意,BSR报告在NR中可能不是强制性的,它应取决于触发条件。此外,网络可以配置BSR报告在何种情况下被禁用。例如,如果多位SR在某些情况下可以采用BSR规则,则不需要触发BSR报告以节省UE中的资源和开销。
在LTE中,BSR总是在授权的资源上发送,可以考虑设计BSR报告的无授权方式,这意味着网络可以预先配置用于发送BSR的资源。这是减少报告BSR的延迟的一种可能方式,然而,应进一步考虑,当支持多比特SR时,它可以被视为“无授权”传输的方式,只需在预先配置的控制信道资源中传输SR。在这种情况下,如何协调这两种类型的“grant-free”缓冲区报告或调度请求传输是一个问题。