LTE上下行调度算法介绍

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDLTE上下行调度算法介绍上下行调度算法介绍Date : 2010-04-13 Prepared by : 孔刚 Page 2提纲提纲上行调度算法上行调度算法4 4相关概念相关概念2 21 1LTELTE调度概述调度概述下行调度算法下行调度算法3 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDLTE调度概述调度概述1. 调度是保证无线数据业务（CDMA1X, EVDO,LTE）良好运行的重要特性；2. LTE系统一个重要特征是用户在DL-SCH和UL-SCH信道上动态共享传输资源；3. 调度器作为MAC层的一部分，用于确定在每个

2、TTI上，哪些UE可以在哪些时频资源上接收或者上传数据；4. 调度器也负责TBS选择、MCS选择，以及控制HARQ重传；5. 另外，调度结果也会影响到RLC层数据分段Page 3LTE调度概述调度概述u 小区吞吐量；u 小区边缘用户吞吐量；u VOIP容量u 各类数据业务的QoS满意率；u 不同等用户的差异化以及同等用户的公平性；Page 4调度对网络性能的影响HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDLTE调度概述调度概述LTE调度器输入输入模块调度器输入输入模块Page 5输入模块输入模块u功控模块功控模块 DLPC为下行调度提供HARQ最大发送次数和发射功率参数； ULPC

3、为上行调度提供HARQ最大发送次数和当前用户的功率余量；u用户信息模块用户信息模块 包含用户UE能力和用户业务QOS等参数（业务QoS参数包含业务QCI,GBR,AMBR，以及半静态/动态调度分类）；uTx Buffer模块模块 传递Tx Buffer信息给调度器；u信道信息模块信道信息模块 传递当前的信道信息给调度器，包括CQI, SINR, ACK/NACK； uICIC模块模块 若已经启用ICIC，调度器将获得小区中心频带和边缘频带的划分信息用户类型以及邻区信息； uMIMO模块模块 上行方向传递虚拟MIMO配对信息给调度，下行方向告知调度MIMO模式； 输出模块输出模块uRLC 在下行

4、防范，调度器反馈给RLC层待传输的数据量；uHARQ 输出HARQ参数，对HARQ进行控制；uPHY 提供物理层数据传输的MCS，以及天线映射等资源；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDLTE调度概述调度概述LTE调度器结构调度器结构Page 6调度器功能调度器功能u QoS管理管理u 物理层测量量处理物理层测量量处理u 调度信息处理调度信息处理u ICIC策略；策略；u 每每TTI的调度的调度HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDLTE调度概述调度概述u QoS管理管理 QoS管理模块接收用户信息传递过来的QoS参数，包括QCI,GBR和AMBR.通过它

5、们确定用户的QoS状态，即GBR和Non-GBR业务速率是否已经保证，Non-GBR是否超过AMBR。u 物理层测量量处理物理层测量量处理 物理层测量量处理模块处理信道信息提供的物理层测量量，包括下行的CQI和上行的SINR，并将调整后的SINR和CQI发送给每TTI调度模块。u 调度信息处理调度信息处理 下行方向，调度信息处理模块根据RLC层提供的当前Buffer状态信息确定需要传输的数据量； 上行方向，调度信息处理模块处理UE上报的BSR，PHR和SR。u ICIC策略策略 如果启用了ICIC，那么系统频带将被划分为中心频带和边缘频带。调度器根据ICIC策略确定边缘用户优先在边缘频带进行调

6、度，中心用户优先在中心频带调度。u 每每TTI的调度的调度 每TTI调度是调度器的核心模块，其根据QoS参数，信道参数传输功率等，确定用户使用的时频资源和MCS，同时也控制HARQ重传。此外，在下行方向，调度器将调度数据大小告知RLC，RLC根据数据量进行分段；半静态调度 在一定周期内，采用预先分配资源的方法来调度UE；动态调度-每TTI调度都要需要重新分配资源，并通过PDCCH信道指示用户资源分配情况。适用于任何业务，对数据包的大小和数据包的达到时刻没有约束； Page 7LTE调度器功能模块介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDPage 8提纲提纲上行调度算法上行调度

7、算法4 4相关概念相关概念2 21 1LTELTE调度概述调度概述下行调度算法下行调度算法3 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD相关概念相关概念_VOIPu VOIP业务状态分为过渡期（Transient state）,通话期（Talk Spurts）和静默期（Silent Period）u过渡期是指每次业务建立初期尚未稳定的暂态；u通话期是对应用户正在通话的状态。在通话状态下，每20ms传送一次数据；u静默期是对应用户通话停顿的状态。每间隔160ms发一个很短的SID帧，表示连接尚未中断；Page 9VOIP简介HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD

8、相关概念相关概念_VOIPu 系统收到第一个数据包，盲检测出码率后进入通话期状态。若检测到SID帧，则进入静默期状态；u 在通话期状态，如果连续多次无上行传输，则进入静默期状态；u 静默期状态如果检测到语音帧，则回到通话期状态； VOIP业务从静默期转换到通话期时需要分配资源，当从通话期转换到静默期需要撤销资源。由PDCP检测包大小，判决出是进入静默期还是通话期，然后通过PDCCH去激活或者激活半静态资源；Page 10调度状态转换HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD相关概念相关概念_QCIPage 11标准的9种QCIHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LT

9、D相关概念相关概念_CQI 在下行调度中，在下行调度中，CQI用来反映信道的质量。用来反映信道的质量。 UE上报的CQI包括： u 全带CQI：提供小区系统全带宽的信道信息；u 子带CQI： 提供小区系统带宽子集的信道信息； CQI上报可以同时配置为周期上报与事件（非周期性）触发上报；上报可以同时配置为周期上报与事件（非周期性）触发上报；u 周期上报的CQI：通过PUCCH上报给eNodeB；u 非周期上报的CQI：通过PUSCH上报给eNodeB；Page 12CQI上报方式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD相关概念相关概念_资源分配方式资源分配方式u 频选调度频选调度

10、DL调度中，频选调度为UE分配的连续子载波或者资源快。该方式需要eNodeB获取比较详细的信道质量信息。通过子带CQI选择质量比较好的资源快，提高系统的利用率和UE峰值速率；UL调度中，频选调度是为UE分配信道质量较好的资源快，信道质量通过SINR来获取；u 非频选调度非频选调度DL调度中，非频选调度为UE分配离散的子载波或者资源快。该方式需要eNodeB获取全带的CQI即可，可以减少信令开销； UL调度中，非频选调度是在给定的频带上，从高端到低端搜索连续可用的资源快。当小区待调度的UE较少时，使用频选调度会产生大量的碎片，所以优先使用非频选调度；Page 13LTE系统中，调度的资源分配方式

11、有频选调度和非频选调度。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD相关概念相关概念_调度策略调度策略u 基本调度策略基本调度策略MAX C/I ; 将资源和机会优先分配给信道质量好的终端，不考虑QoS，无记忆性；RR：将资源和机会均匀分配给所有接入的终端用户，不考虑QoS，无记忆性；PF (Proportional Fair )：综合用户信道质量和公平性，在小区吞吐量和用户公平性之间折衷；u 增强调度策略增强调度策略EPF (Enhanced PF) 相对于PF，考虑用户差异化，Page 14HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDPage 15提纲提纲上行调度算

12、法上行调度算法4 4相关概念相关概念2 21 1LTELTE调度概述调度概述下行调度算法下行调度算法3 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD概述概述Page 16u下行调度分配PDSCH资源，用于系统信息、寻呼、RACH响应和用户数据传输。u下行调度引入下行增强调度策略，在满足用户QoS的前提下，尽量利用信道状态信息，即利用CQI反馈，在考虑用户差异性和公平性的前提下，最大化系统吞吐量；u根据用户业务的优先级进行排序，系统优先进行半静态调度。优先级按照如下规则进行排序：l 半静态调度：按照FIFO原则的调度顺序来选择用户；l 动态调度：依次分配控制面数据、IMS信令、HA

13、RQ重传数据以及其它初传业务数据；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD半静态调度半静态调度u 下行半静态调度过程具体如下：下行半静态调度过程具体如下：VOIP业务建立，并由eNodeB初始化更改业务的配置参数，RRC层为半静态调度分配周期；由于MAC层在进行半静态资源分配时需要按照VOIP的码率确定资源分配的大小，因此，算法首先对VOIP码率进行盲检测；系统收到第一个数据包，盲检测出码率后进入通话状态。eNodeB只在VOIP通话期开始时为UE分配资源；Page 17 下行半静态调度分配时频资源，利用频率分集增益提供系统性能。半静态调度一般用于VOIP通话期状态。HUAWE

14、I TECHNOLOGIES CO., LTD动态调度动态调度u 下行数据达到之后，下行动态调度按照无线承载优先级从高到低的顺序为候选无线承载上的数据分配时频资源；u 下行数据传输所分配的时频资源位置通过DL Grant在PDCCH上发送给UE，相应的下行数据在PDSCH上传输；Page 18HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD计算无线承载的优先级计算无线承载的优先级Page 19uGBR承载的优先级计算承载的优先级计算 GBR承载基于信道质量和时延调度，根据以下三个因素综合考虑该承载的调度优先级；信道质量波动时延相对优先级uNon-GBR承载的优先级计算承载的优先级计算

15、Non-GBR承载基于速率控制的调度，根据如下四个因素综合考虑该承载的调度优先级：CQI平均速率用户最大比特速率优先级加权因子HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD分配资源分配资源Page 20HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD分配资源分配资源Page 21HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD下行下行HARQ重传重传Page 22n下行HARQ重传支持异步自适应HARQ重传，即接收端预先不知道传输的发生时刻；n重传时可以改变资源位置和MCSn重传时传输块大小与初传相同u下行下行HARQ重传调度流程与下行初传动态调度类似，流程如下：重传

16、调度流程与下行初传动态调度类似，流程如下：用户选择以及优先级确定资源分配重传冗余版本的选择优先级加权因子HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDCQI调整调整Page 23u 下行调度流程中的用户选择和资源分配都依赖于UE上报的CQI，如果上报的CQI不能反映实际的信道条件，将导致下行资源的低效使用；u CQI调整算法根据初传的ACK和NACK判断上报的CQI与实际信道质量的偏离程度，输出调整后的CQI给调度算法，用于确定MCS，使得初传BLER能达到目标值。同时，CQI调整算法维护上报的CQI的时间有效性；u 该算法在WebLMT上可以开启HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDMCS选择选择Page 24 资源分配过程中，当调度到某用户