LTE 终端如何申请 RB 资源以及现实面临的问题

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1. LTE 终端为什么要申请 RB 资源

LTE系统由终端和网络设备组成，终端一般使用UE（ User Equipment）表示， 最常见的UE就是手机， 网络设备包括eNB（ Evolved Node B）、核心网等节点单元。 UE和eNB之间通过无线传输， 这种传输通常被称作空口传输， eNB与核心网之间则通过有线连接。

图1-1 UE-eNB-核心网连接示意图

如果UE有文件需要上传，则需要eNB为该UE在物理上行共享信道PUSCH中分配RB资源，而如果UE有文件需要下载，则需要eNB为其在物理下行共享信道PDSCH中分配RB资源。如果eNB没有为本小区中的某个UE在共享信道中分配RB资源，那么UE就不能执行相应的业务。

2. LTE 终端申请资源的三种方式

BSR的全称是Buffer Status Report，即缓存状态报告。 UE可以在MAC层的PDU中插入一个BSR控制单元来告诉网侧：我的某个或某几个逻辑信道组当前有多少字节的数据需要发送，希望你 （网络）能分配一些上行RB资源给我 （ UE）。

SR的全称是Scheduling Request，即调度请求。 如果UE触发了一个常规BSR（ BSR的一种类型），同时发现UE当前并没有获得PUSCH信道中的上行RB授权，且不受上行SPS限制的时候， UE可以在PUCCH信道中通过发送SR信号的方式来申请上行RB资源。

网侧收到UE的SR请求后，分配多少RB资源是由设备生产厂家的算法决定的。 一般来说， 网侧收到SR信号后，分配的RB资源至少能够允许UE通过BSR申请一次上行RB资源。

如果某个UE触发了常规BSR，但无法发出BSR控制单元， 且又不能发出SR，那么这个时候UE就需要通过发起竞争随机接入过程来申请上行RB资源。

发起竞争随机接入过程申请上行RB资源

在这种资源申请方式中，UE将在MSG3中插入一个BSR控制单元来告诉网侧大概有多少字节的数据需要上传。由于通过这种方式申请资源的时延是最大的，所以只是UE的最后选择。

总结一下上文的描述： UE 完成随机接入过程之后， 申请上行资源的时候将优先采用 BSR 的方式，如果不能发送 BSR，则可能采用 SR 的方式，最后才会考虑竞争随机接入的方式， 如下面的图 2-1 所示。

图 2-1 UE 申请资源的三种方式

网侧收到 BSR 后，根据 BSR 携带的内容，为 UE 分配合适的资源。 这里就有个问题： UE 的待传数据量是动态随机变动的，比如某个时刻 UE 需要发送 999个字节的数据，而下一秒可能需要发送 10001 个字节的数据，这种变化是不确定的， UE 怎么向网侧表达这种需求信息呢？最简单的方法，当然是 UE 将具体的数字（比如 10001 这个数）编码到 BSR 的信息里，但这样的话，在空口中传输的 bit 位个数就比较多。协议在这里采用了另一种方式来编码 BSR 信息：使用0～63 这 64 个索引， 每个索引值代表不同的字节范围。这样无论 UE 有多少数据要发， BSR 只需要 6 个 bits 的空间就足够了，减少了空口传输的比特位数。而且， UE 在空口中发送具体的字节数也是没有意义的，毕竟当 eNB 为 UE 调度资源的时候， UE 侧 BSR 的信息有很大的概率已经更新为其它值了。

当 BSR 属于 Short BSR（短 BSR）或者 Truncated BSR（截短 BSR）类型时， BSR 控制单元固定占 1 个字节，只能携带 1 个逻辑信道组的 BSR 信息。该 BSR 信息所对应的逻辑信道组 ID 固定占用 2 比特，取值 0～3， BSR 域固定占 6 比特，取值 0～63。

两种格式如下面的图 3-1 所示。

图3-1-1 短BSR和截短BSR的MAC控制单元 图3-1-2 长BSR的MAC控制单元

协议为这三种 BSR 类型分别定义了不同的 LCID 值：如果与控制单元相对应的子头的LCID 值是28 （即二进制11100），那么表示UE 上传的是Truncated BSR，这个时候网侧 MAC 层只需要提取 1 个字节的控制单元码流，从中就可以解析出逻辑信道组 ID 号和 BSR 值；类似的，如果与控制单元相对应的子头的 LCID 值是 30，则表示 UE 上传的是 Long BSR，网侧需要ᨀ取 3 个字节的控制单元码流， 从中解析出所有逻辑信道组的 BSR 值。

4. 触发 BSR 的几种方式

（1）当属于某个逻辑信道组的某个逻辑信道有上行数据待传输，并且这条逻辑信道的优先级高于目前任何逻辑信道组中任何逻辑信道的优先级，或者目前同个逻辑信道组中所有其它的逻辑信道均无待传数据，此时将触发一个 BSR，且该 BSR 叫做常规 BSR（ Regular BSR）。如下面三种触发常规 BSR 的场景：

场景1 场景2 场景3

（A）没有已经配置的上行授权。如果网侧激活了 UL SPS，那么认为该 UE的上行授权已经被配置。

综合（A）和（B），当 UE 触发了一个常规 BSR，且已经配置了上行授权，同时该逻辑信道的 logicalChannelSR-Mask 为 true，那么就不能（也没有必要）通过发送 SR 申请资源。

（3）周期定时器 periodicBSR-Timer 超时，此时 UE 将会触发一个 BSR，且该 BSR 叫做周期 BSR（ Periodic BSR）。

retxBSR、periodicBSR 定时器由 RRC 配置，在 radioResourceConfigDedicated信元的 mac-MainConfig 字段中带给 UE，如下方所示周期定时器和重传定时器的参数列表。单位是子帧或 ms， sf320表示 320ms。

    MAC-MainConfig ::= SEQUENCE {    ul-SCH-Config SEQUENCE {    ...    periodicBSR-Timer ENUMERATED {    sf5, sf10, sf16, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80,    sf128, sf160, sf320, sf640, sf1280, sf2560,    infinity, spare1} OPTIONAL, -- Need ON    retxBSR-Timer ENUMERATED {    sf320, sf640, sf1280, sf2560, sf5120,    sf10240, spare2, spare1},    ...

常规 BSR

填充 BSR

（B）否则，如果填充比特数大于或等于长 BSR 与其 MAC 子头的比特数之和，则上报长 BSR。

如果 UE 发送的是周期 BSR，且该 TTI 有超过 1 个逻辑信道组有可传数据，那么上报长 BSR，否则上报短 BSR，不会上报截短 BSR。我们在讨论常规 BSR、周期 BSR、填充 BSR 的时候，它的修饰词常常是“触发” (trigger)，而在᧿述长 BSR、短BSR、截短 BSR 的时候，它的修饰词往往是“发送”（ report），注意这里的区别。

5. 目前面临的流量掉坑问题和解决方案

这个问题往往是由于 UE 在空口中没有检测到 DCI0 导致。 UE 通过 BSR 或SR 向 eNB ᨀ交上行 RB 资源申请后， eNB 会通过 DCI0 告诉 UE，为该 UE 分配的 RB 的位置和大小数目，但如果 UE 漏检了 DCI0， UE 就没有办法使用这些 RB资源。

对于正在执行上行灌包业务的 UE 来说， 320ms 时间内无法上传数据，可能就会导致几 M 的流量损失， 就如同 5-1 所示的曲线。

比如， 如果是 DCI0 漏检导致的掉坑， eNB 可以继续执行自适应重传，并使用新传时的 MCS 值，如图 5-3 所示。 从实际测试效果上看，这种处理方式可以有效的降低上行流量“掉坑”的概率，提升系统的上行吞吐量。

图 5-3 eNB 对 DCI0 漏检的一种处理方式