5G(NR)网络中的BSR

缓冲区状态报告(BSR)是MAC层对多个UE上行数据发送处理过程;终端(UE)使用该过程向服务gNB提供起上行(UL)缓冲区中需要传输数据量的信息。简单来说BSR是终端(UE)发送gNB的MAC层消息,通知有数据要传输!

缓冲区状态报告(BSR)是MAC层对多个UE上行数据发送处理过程;终端(UE)使用该过程向服务gNB提供起上行(UL)缓冲区中需要传输数据量的信息。简单来说BSR是终端(UE)发送gNB的MAC层消息,通知有数据要传输!要求gNB“你能给我一个Grant来发送这个数据吗”?如果gNB有资源可分配,则将根据小区RB资源情况为UE分配最小数量的上行(UL)授权,即PUSCH资源。

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通过BSR机制,gNB MAC调度可使用以下方法优化上行链路资源分配。

当UE有东西要传输时,只分配上行(UL)资源(UL授权)

只分配需要的RB(由UE申请),避免UL资源过度分配,节省资源浪费

BSR特点

缓冲区状态报告是MAC层功能之一,由3GPP规范TS 38.321指定

BSR是MAC层控制元素(MAC-CE)

gNB使用RRC信令使用BSR-Config为UE配置BSR参数

定义了三种类型的BSR——Regular BSR、Periodic BSR和Padding BSR

指定了四种格式——Short BSR、Short Truncated BSR、Long BSR和Long Truncated BSR

短BSR是一种5位缓冲区状态报告机制,可容纳多达150000字节的BSR

Long BSR是一种8位缓冲区状态报告机制,可容纳多达150000字节的BSR

LCID=61用于标识Short BSR,而LCID=59用于标识Short Truncated BSR

LCID=62用于标识Long BSR,而LCID=60用于标识Long Truncated BSR

什么触发缓冲区状态报告(BSR)?

如果发生以下任何事件,RRC控制缓冲区状态报告并触发BSR MAC-CE(控制元素):

常规BSR

上行链路数据——分配资源时,该LCG(逻辑信道组)没有可用数据,或者数据属于具有更高优先级的逻辑信道。

retxBSR-Timer–当这个定时器到期并且设备有数据可供传输时(与属于LCG的逻辑信道相关)

定期BSR

当periodicBSR-Timer超时时,发送BSR。除非使用“截断”报告,否则每次BSR传输后都会在UE重新启动此计时器。PeriodBST-Timer的最大值是“无穷大”,这意味着它可以被禁用并用作优化选项

Padding BSR——分配上行资源,填充比特数等于或大于缓冲区状态报告的大小。在这种情况下,BSR包含在上行数据包中以减少填充量,即利用未使用的上行容量MAC控制元素(MAC-CE)及其子头。

缓冲区状态报告(BSR)类型定义

BSR(缓冲区状态报告)包括:

Short BSR:Short BSR包括一个LCG ID字段和对应的Buffer Size字段。其他LCG缓冲区为空。

Short Truncated BSR:包括一个LCG ID字段和对应的Buffer Size字段。其他LCG缓冲区有数据。

截断的BSR格式:包括一个LCG ID字段和相应的Buffer Size字段。其他LCG缓冲区可能有数据。

Long BSR格式:它包括所有四个缓冲区大小字段,对应于LCG ID(最多支持8个)。

如何选择BSR格式

5G规范已经定义了以上四种BSR格式,下面介绍这四种格式之间的选择。

如果使用常规或定期机制触发BSR,则生成长BSR或短BSR。

长BSR旨在容纳有关多个LCG的信息,因此如果多个LCG有上行链路数据要传输,则会生成此格式。

否则,生成短BSR以提供有关单个LCG的信息

如果使用填充机制触发BSR,则BSR格式取决于可用于容纳BSR的填充量。假设填充量始终至少与短BSR一样大,否则不会触发填充BSR。

如果有足够的填充来容纳长BSR,则生成长BSR

否则,如果只有单个LCG有数据要传输,则生成短BSR

否则,如果多个LCG有数据要传输,但填充的大小只能容纳一个短BSR,则为具有最高优先级逻辑信道的LCG生成短截断BSR。

否则,为具有最高优先级逻辑信道的LCG生成一个Long Truncated BSR。

BSR MAC配置

缓冲区状态报告是按“逻辑通道组”(LCG)而不是按“逻辑通道”发送的,尽管LCG可能只包含一个逻辑通道。通常,具有相似优先级的逻辑通道链接到相同的LCG。这允许gNB区分高优先级数据量和低优先级数据量。

例如。用于信令的逻辑信道可以连接到第一个LCG,而传输语音数据的逻辑信道可以连接到第二个LCG,传输网络浏览数据的逻辑信道可以连接到第三个LCG。UE最多可以配置8个LCG,因此gNB在对一组逻辑信道进行分组时具有足够的灵活性。使用mac-LogicalChannelConfig中的logicalChannelGroup IE将逻辑信道链接到LCG。

与Buffer Stanis Reporting相关的其余参数使用BSR-Config进行配置

BSR MAC-CE结构

Short BSR和Short Truncated BSR的结构如下所示,它由8位组成,其中3位用于LCG ID,5位用于缓冲区状态报告。

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5位提供2^5=32个从0到31的索引,0索引代表0 Byte BSR,31索引值代表150000 Bytes BSR,这些索引的映射在3GPP 38.321-Table 6.1.3.1-1:Buffer size levels中提供(以字节为单位)用于5位缓冲区大小字段也如下所示。

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Short和Short Truncated BSR的结构和大小是相同的。Short BSR和Short Truncated的区别在于,当只有一个LCG有数据要传输时,Short BSR提供信息,而当多个LCG有数据要传输时,Short Truncated LCG提供有关LCG的信息,其中包括最高优先级的逻辑信道。

这些从0开始到255的256索引的映射在3GPP 38.321-表6.1.3.1-2:8位缓冲区大小字段的缓冲区大小级别(以字节为单位)中显示,也如下所示。

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Long BSR和Long Truncated BSR的结构如下图所示。这些MAC CE具有相同的格式,但大小可变。第一个字节代表LCG ID,其他部分代表缓冲区状态报告。Long BSR和Long Truncated BSR使用8位来允许2^8=256个索引,可以容纳81338368字节的更大缓冲区状态。

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