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1、Semi-Persistent Scheduling （ SPS，半永久性调度）一、 SPS简介Semi-Persistent Scheduling，简称 SPS，半永久性调度，又称为半静态调度。与动态调度时每个 TTI 为 UE分配一次无线资源不同 （通过 PDCCH指定） ， SPS允许半静态配置无线资源，并将该资源周期性地分配给某个特定 UE。简单地说， eNodeB 在某个 TTI 使用 SPS C-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 SP
2、S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灵活性稍差， 但控制信令开销小，适合突发特征不明显，有保证速率要求的业务，主要用于周期性小包业务，如 VoIP。这类业务的 timing 和所需的无线资源都是可预测的。目前中兴只针对 QCI为 1 的 VoIP 语音业务进行 SPS。协议规定只有 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。中兴 eNodeB 支持 20ms 和 40ms
3、的半静态调度周期。 当半静态调度周期配置为 20ms时，语音报文在 eNodeB 的调度时延较少， VoLTE用户从而可以获得更高的语音质量；当半静态调度周期配置为 40ms 时， eNodeB 支持的 SPS用户数翻倍， 但语音报文在 eNodeB 的调度时延将增加， VoLTE用户的语音质量将稍有下降。SPS周期由 eNodeB 通过 RRC消息传送给 UE。 VoIP 业务的通话期与静默期状态由 PDCP层进行判决，判决为通话期时， 激活半静态调度； 判决为静默期时，释放已分配的半静态资源；当业务从静默期转为通话期时，需要重新激活半静态调度。在以下场景下， eNodeB 采用动态调度作为
4、半静态调度的补充：半静态调度期间的 QCI1承载上的大包， RB 资源过载时，会动态调度过载的资源。半静态初传对应的自适用 HARQ重传数据。当进入静默期，释放半静态资源，对静默期的数据包采用动态调度。TDD系统中， 协议规定 TTI bundling 只支持子帧配比 0、 配比 1 和配比 6， 且跟半静态调度互斥。二、 SPS配置配置了 SPS调度的 UE 才可以同时进行动态调度， 所以需要区分 PDCCH是用于动态调度还是 SPS调度。因此，配置了 SPS调度的 UE 有 2 个标志：一个“正常的” C-RNTI，用于动态调度，在随机接入过程中分配；另一个是 SPS C-RNTI，用于
5、SPS调度，通过 SPS-Config的semiPersistSchedC-RNTI字段配置。UE的半静态调度是通过 IE: SPS-Config配置的。见图 1：图 1： SPS-Config 图 2： RRC连接重配置（ SPS-config实例）三、 SPS激活 / 释放UE配置了 SPS后，还不能使用，必须使用 SPS C-RNTI加扰的 PDCCH进行激活。 eNodeB通过 SPS C-RNTI加扰的 PDCCH来激活 / 释放 UE 的 SPS。这里将用于指示 SPS激活的 PDCCH所在的子帧称为“ SPS激活子帧” ，将用于指示 SPS释放的 PDCCH所在的子帧称为“ SP
6、S释放子帧” ，而其它周期性发送 PDSCH（虽然下行 SPS激活子帧也携带 PDSCH，但这里不包含在内）或 PUSCH的 SPS相关子帧称为“ SPS子帧” 。只有满足如下条件， UE 才会验证接收到的 PDCCH是否用于 SPS的激活或释放：PDCCH的 CRC校验位使用 SPS C-RNTI进行加扰；NDI 域设置为 0。对于 DCI format 2/2A/2B/2C 而言，支持 2 个 TB，存在 2 个 NDI 域，每个 NDI 域对应一个 TB。 每个 TB使能 SPS是通过将对应的 NDI 域设置为 0 而独立配置的。(中兴认为 SPS只能是单流 )满足了上述条件后， UE还
7、会根据 36.213 的 Table 9.2-1（ SPS激活）和 Table 9.2-1A（ SPS释放）进一步验证 PDCCH如下字段：图 3： SPS Activation/Release PDCCH Validation 如果对应 DCI format 中的所有字段都按图 3 所示来设置，则验证成功，否则验证失败。图 4： SPS激活 PDCCH的 DCI内容（上行 SPS激活子帧， UL Grant info）图 5： SPS激活 PDCCH验证成功（上行 SPS激活子帧）如果验证成功， UE会将接收到的 DCI当做一个有效的 SPS激活 /释放来处理；如果验证失败， UE会认为接收
8、到的 DCI使用了一个不匹配的 CRC。注意： DCI中的其它字段含义没有改变， SPS使用的无线资源（称为 SPS资源）和 MCS等就是通过用于激活 SPS的 DCI来指示的。(1) 从 36.213 的 Table 9.2-1 可以看出， 指示 SPS激活的 PDCCH中的 “ Resource block assignment”（用于下行）和“ Resource block assignment (and hopping resource allocation) ” （用于上行）字段是用于指示无线资源的，也就是说，对于下行，该 PDCCH是与对应的 PDSCH一起发送的，对于上行，该 P
9、DCCH还指定了 PUSCH的资源；但从 36.213 的 Table 9.2-1A 可以看出，指示 SPS释放的 PDCCH中的“ Resource block assignment” （用于下行）和“ Resource block assignment (and hopping resource allocation) ” （用于上行）字段为“全 1” ，即该字段是不用于指示无线资源的。 简单地说： SPS激活时可以同时传输 PDSCH和 PUSCH（有一定的 timing ） ，但 SPS释放时不能同时传输 PDSCH和 PUSCH。(2) 从 36.213 的 Table 9.2-1
10、可以看出， 指示 SPS激活的 PDCCH的 5bit“ Modulation and coding scheme (and redundancy version) ” 字段的 MSB（ most significant bit， 最高位） 为 0， 即 的取值范围为 015， 而不是通常的 031。 这里主要是由于 VOIP数据包通常比较小， 所以 I_TBS没必要太大，以提高这类业务的可靠性。对于下行传输， 如果接收到的 DCI指示下行 SPS激活， 则 DCI中的 TPC command for PUCCH字段将指示从 4 个 PUCCH资源中选择 1 个用于回复 ACK/NACK。该
11、4 个 PUCCH资源是通过SPS-ConfigDL的 n1PUCCH-AN-PersistentList来配置的 （对于 2 天线传输， 第二个天线端口的 4个 PUCCH资源通过 n1PUCCH-AN-PersistentListP1-r10配置） 。图 6： TPC command for PUCCH字段在 SPS中的含义在激活了 SPS后， UE就可以周期性地使用配置的 SPS资源来接收和发送数据。四、下行 SPS（ 36.321 的 5.10 节）1、下行 SPS 下行半静态调度的优先级低于广播、 寻呼等公共控制信息， 高于用户级控制信令和数据面的传输。 eNodeB 在指定的半静态
12、资源上周期发送数据， UE 在指定的半静态调度资源上周期接收数据。半静态调度激活时，根据 VoIP 数据包大小和 UE 上报的全带宽 CQI，为用户分配 MCS和 RB。半静态调度激活后，根据半静态 IBLER测量值判决是否需要进行半静态重激活。如果配置并激活了下行 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下行资源（此时无需收到 PDCCH） ：(10*SFN+subframe) = (10*SFNstart time + subframestart time) + N * semiPersistSchedIntervalDL mod 10240 其中
13、N0（初始为 0，每过一个周期加 1） ， SFNstart time 和 subframestart time 为 UE 接收到指示下行 SPS激活的 PDCCH的系统帧号和子帧号。 modulo 10240 是因为系统帧使用 10 bit 表示， 取值范围为 01023， 每隔 1024 个系统帧需要做一次反转。 semiPersistSchedIntervalDL指明 UE每隔 semiPersistSchedIntervalDL 个子帧被分配一次下行 SPS资源， 即下行 SPS周期。公式中 semiPersistSchedIntervalDL 可能不是 10 的倍数，比如 sf32，
14、这个时候，如果恰好那个子帧不是下行咋办？Semi-persistent scheduling interval in uplink, see TS 36.321 6. Value in number of sub-frames. Value sf10 corresponds to 10 sub-frames, sf20 corresponds to 20 sub-frames and so on. For TDD, the UE shall round this parameter down to the nearest integer (of 10 sub-frames), e.g. sf1
15、0 corresponds to 10 sub-frames, sf32 corresponds to 30 sub-frames, sf128 corresponds to 120 sub-frames.TDD的会强制变成 10 的倍数。图 7： SPS激活 PDCCH验证成功（下行 SPS激活子帧）图 8： SPS激活 PDCCH的 DCI内容（ SPS激活子帧 :8859 下发了 PDCCH调度信息）图 9： 下行 SPS（ 8859 激活下行 SPS以后， 在 SPS子帧 8879、 8899 等分配了下行 SPS资源）2、下行 SPS HARQ 对于下行 HARQ， 只有新传会使用
16、SPS资源， 重传需要通过 SPS C-RNIT加扰的 PDCCH显式地分配资源，这是因为 eNodeB 支持下行 HARQ使用异步、自适应的方式。半静态调度的 PDCCH授权中，不包含 HARQ 进程信息，会出现下行半静态的重传数据不能确定其 HARQ进程， 导致重传与初传数据无法合并的问题。 为了解决半静态调度的下行HARQ合并问题， 协议 3GPP TS 36.321规定， 为下行半静态调度预留 HARQ进程， 预留的 HARQ process number 字段通过 RRC信令下发给 UE。图 10：下行 HARQ process number 字段（ RRC连接重配置）当 UE 接收到指示下行 SPS激活的 PDCCH时，其对应的 HARQ process ID 是通过下面的公式计算的（ DCI中的 HARQ process number 域被置成 0， floor 为向下取整） ：HARQ process number = floor(CURRENT_TTI/(下行半静态调度的周期 ) mod
