【VOLTE】SPS 半持续调度

一、SPS简介

SPS:Semi-Persistent Scheduling半持续性调度，或Semi-staticScheduling半静态调度，与之对应的是持续调度(PSPersistent Scheduling)和动态调度(DynamicalShceduling)

 

持续调度：持续调度是电路域的思想，当一个信道分配后，长时间被一用户占用，例如专用信道。LTE中不使用

动态调度：终端要发送一次申请一次资源，再发送再申请

半持续调度：终端申请一次资源后，相应资源在一段时间内，周期性的分配给该用户。这里有终端是周期性！半持续调度在LTE中主要应用于VOLTE业务

简单地说，eNodeB在某个TTI使用SPSC-RNTI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对数据包小，大小基本不变且周期性的业务很有用，如VoIP。这类业务的timing和所需的无线资源都是可预测的。 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。

 

1.SPS不能与TTI BUNDLING同时使用

2.SPS的上行HARQ是异步的方式，上行使用的是同步的方式

3.UE激活了SPS后，仍然会监听用于动态调度的PDCCH。当在SPS子帧上检测到用于动态调度的PDCCH时，该PDCCH分配的资源会取代SPS调度分配的资源，即动态调度的优先级更高。动态调度的PDCCH只对该子帧有效，并不影响后续的SPS子帧

4. UE激活了SPS后，可能在之后的过程中由于码率变化等原因，需要重新配置SPS资源。例如当VoIP服务的码率升高，eNodeB需要重新下发一个新的使用SPS C-RNTI加扰的下行DCI或上行DCI（格式与SPS Activation的PDCCH相同），以便分配更大的SPS资源。重新分配的过程可以发生在任意子帧，此时SFNstart time和subframestart time也会更新，后续的SPS子帧将使用重新分配的SPS资源

 

SPS调度和释放配置可通过RRC重配置消息进行查看

 

-- ASN1START

 

SPS-Config ::= SEQUENCE {

   semiPersistSchedC-RNTI          C-RNTI               OPTIONAL,        -- Need OR

//半持续调度的SPS-C-RNTI

   sps-ConfigDL                SPS-ConfigDL         OPTIONAL,        -- Need ON

//SPS的下行配置

   sps-ConfigUL                SPS-ConfigUL         OPTIONAL         -- Need ON

//SPS的上行配置

}

 

SPS-ConfigDL ::= CHOICE{

//SPS下行配置方法，可以是释放和建立

   release                     NULL,        //SPS释放

   setup                       SEQUENCE {    //SPS建立，通过PDCCH的SPS-C-RNTI进行激活

      semiPersistSchedIntervalDL          ENUMERATED {

                                           sf10, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80,

                                          sf128, sf160, sf320, sf640, spare6,

                                           spare5, spare4, spare3, spare2,

                                           spare1},

//SPS下行调度步长,sf10就是10个帧，32帧就是30帧，10的倍数向下取整INT[INTERVAL]*10

      numberOfConfSPS-Processes       INTEGER (1..8),      //用于SPS的HARQ进程数

//上行HARQ使用同步的方式，因此并不需要指定HARQ process ID。并且对上行重传而言，可以使用SPS调度分配的资源，也可以使用SPS C-RNTI加扰的PDCCH重新指定资源。

 

      n1PUCCH-AN-PersistentList       N1PUCCH-AN-PersistentList,

      ...,

//用于反馈NACK/ACK的4个PUCCH资源索引 资源，应用在天线P0端口（ Resource index for PUCCH formats1/1a/1b）

      [[ twoAntennaPortActivated-r10     CHOICE {      //天线端口P1上的配置，同端口P0配置

              release                     NULL,

              setup                       SEQUENCE {

                 n1PUCCH-AN-PersistentListP1-r10 N1PUCCH-AN-PersistentList

              }

          }                                                        OPTIONAL   -- Need ON

      ]]

   }

}

 

SPS-ConfigUL ::=  CHOICE{

   release                     NULL,

   setup                       SEQUENCE {

      semiPersistSchedIntervalUL          ENUMERATED {

                                           sf10, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80,

                                           sf128, sf160, sf320, sf640, spare6,

                                           spare5, spare4, spare3, spare2,

                                           spare1},

//SPS上行调度步长,sf10就是10个帧，32帧就是30帧，10的倍数向下取整INT[INTERVAL]*10

      implicitReleaseAfter            ENUMERATED {e2, e3, e4, e8},

//如果UE连续implicitReleaseAfter次发送的MAC PDU不包含MAC SDU，则上行SPS会自动释放。e2代表连续2次，依次类推

//如果UE在分配的上行SPS资源上，连续implicitReleaseAfter次发送的MAC PDU不包含MAC SDU，则会自动释放上行SPS并清除配置的UL grant。在清除了UL grant后，需要重传的SPS数据并不受影响

 

      p0-Persistent                   SEQUENCE {

          p0-NominalPUSCH-Persistent          INTEGER (-126..24), //单位dBm，步长是1

          p0-UE-PUSCH-Persistent              INTEGER (-8..7)      // ,单位dBm

//功率控制参数，

      }     OPTIONAL,                                         -- Need OP

      twoIntervalsConfig              ENUMERATED{true}        OPTIONAL,  -- Cond TDD

      ...

//是否支持two-intervals-SPS，只存在于TDD的上行

   }

}

 

N1PUCCH-AN-PersistentList::=    SEQUENCE(SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..2047)

 

-- ASN1STOP

 

 UE配置了SPS后，还不能使用，必须使用SPSC-RNTI加扰的PDCCH进行激活。（详见36.213的9.2节） eNodeB通过SPSC-RNTI加扰的PDCCH来激活/释放UE的SPS。

 

 SPS下行调度：

如果配置并激活了DLSPS，则UE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) = [(10 * SFN_{start time} + subframe_starttime) + N * semiPersistSchedIntervalDL] modulo 10240,for all N>0

 上行SPSP调度:

如果配并激活了UL SPS，则UE会认为在满足下面公式的子帧里（称为SPS子帧）被分配了SPS上行资源（此时无需收到PDCCH）：

(10 * SFN+ subframe) = [(10 * SFNstart time + subframestart time) + N *semiPersistSchedIntervalUL + Subframe_Offset * (N modulo 2)] modulo10240, for all N>0.

Subframe_Offset：如果是FDD或者TDD单层传输，则该值为0

 

                           如果是TDD双层传输在，则有一定的偏移

TDDUL/DL configuration	Position of initial Semi-Persistent grant	Subframe_Offset value (ms)
0	N/A	0
1	Subframes 2and 7	1
	Subframes 3and 8	-1
2	Subframe2	5
	Subframe7	-5
3	Subframes 2and 3	1
	Subframe4	-2
4	Subframe2	1
	Subframe3	-1
5	N/A	0
6	N/A	0

二、LOG分析

2.1SPS的配置和释放

在RRC重配置消息中

sps-Config

               {

                 semiPersistSchedC-RNTI '00000000 10010001'B,

                 sps-ConfigDL setup:

                   {

                     semiPersistSchedIntervalDL sf20,

                     numberOfConfSPS-Processes 2,

                     n1-PUCCH-AN-PersistentList

                     {

                       44,

                       45,

                       52,

                       53

                     }

                   },

                 sps-ConfigUL setup :

                   {

                     semiPersistSchedIntervalUL sf20,

                     implicitReleaseAftere4

                   }

               },

2.2 激活SPS

上行的激活方式是通过PDCCH的DCI0加扰的SPSC-RNTI进行激活，授权上行SPS传输数据

 

0xB130 LTE LL1 PDCCH DecodingResult

然后在PUSCH上传送数据（0XB139）

下行方向也是类似，网络通过SPSC-RNTI加扰的PDCCH信道进行指示下行SPS数据传输 ，然后在PDSCH信道传输数据

 

0xB173  LTE PDSCH StatIndication

三、 参考资料

1.3GPP36.321

2.3GPP36.331

3.3GPP

4.LTE：SPS（一）_金辉_LTE_新浪博客

5.LTE：SPS（二）_金辉_LTE_新浪博客

 

6.[P1-12]LTE专题重点培训--SPS.pptx