LTE调度机制

LTE调度机制

1概述

LTE的无线资源调度功能位于eNodeB的MAC子层。无线资源调度时eNodeB 的一项核心功能，目的是决定哪些用户可以得到何种资源，即决定每个用户使用的时频资源、NCS、SISO/MIMO等。

无线资源调度由eNodeB中的动态资源调度器实现。动态资源调度器为下行共享信道（DL-SCH）和上行共享信道（UL-SCH）分配物理层资源。DL-SCH和UL-SCH 分别使用不同的调度器进行调度操作。

对UL-SCH上的传输进行授权时，其授权时针对每个UE的，而没有针对每个UE的每个RB的资源授权（Only "per UE" grants are used to grant the right to transmit on the UL-SCH. There are no "per UE per RB" grants）。

动态资源调度器需要根据上下行信道的无线链路状态来进行资源分配，而无限链路状态是根据eNodeB和UE上报的测量结果进行判定的。分配的无线资源包含物理资源块的数量、物理资源块的位置以及调制编码方案MCS。

2基本的调度操作

LTE可以实现时域、频域和码域资源的动态调度和分配。动态调度带来的一个重要变化是LTE不再使用3G CDMA系统中“专用信道”来传送数据，而代之以“共享信道”，即不再为特定用户长时间地保留固定的资源，而是将用户的数据都分割成小块，然后依赖高效的调度机制将来自多个用户的“数据块”复用在一个共享的大的数据信道中。因此，LTE的性能能否充分发挥，很大程度上取决于调度机制的效率。一方面要根据无线信道的特性进行灵活地调度，另一方面又不能大幅度增加系统的信令开销。

频域资源调度是LTE系统资源调度的重要方法。在频域资源调度中，eNodeB 上的调度器根据上下行信道的CQI（信道质量指示）、QoS参数和测量、eNodeB 缓存中等待调度的负载量、在队列中等待的重传任务、UE能力（Capability）、UE 睡眠周期和测量间隔/测量周期、系统参数（如系统带宽/干扰水平/干扰结构）等信息，动态地为UE选择适合的RB进行上下行传输，并通过下行控制信令指示给UE。在上述信息中，CQI是资源调度最重要的考虑因素之一。

由于LTE系统中资源调度和链路自适应完全由eNodeB控制，因此上行信道CQI的测量值可以由eNodeB直接获取并使用，也不需要标准化；而下行信道的CQI值需要在UE侧获取，并由UE反馈给eNodeB。

2.1下行链路调度

在下行链路，eNodeB可以在每个TTI上用以某个UE的C-RNTI加扰的PDCCH 为这个UE分配资源。当UE能够进行下行链路数据接收时，为了得到可能分配给该UE的下行资源，UE需要一直监视PDCCH。

下行链路调度的具体执行落实在下行共享信道的物理层过程。

下行资源的分配方案通过PDCCH信道发下去，通知某个UE在什么时频资源块、以什么样的调制编码方案、什么样的MIMO工作模式向该UE发送下行数据；随后，下行数据通过PDSCH信道发送给该UE，UE则根据PDCCH信道上的指示找到eNodeB发给自己的数据，如下图所示。

下行资源调度相关的信令是上行的信道质量信息（CQI）报告，和下行资源调度控制指令。

UE的CQI报告是下行资源调度的重要依据，但不是唯一的依据。eNodeB还有其它考虑，比如UE能力（Capability）、业务QoS要求、公平性等。CQI信息不仅仅用于下行资源调度，还用于干扰协调、功率控制、AMC等重要过程。UE测量eNodeB的导频信号，得到不同频域的资源块的信噪比，然后以CQI报告的形式上报eNodeB。CQI报告周期可以调整，如果周期过小，则信令开销太大；如果周期过大，则下行调度器就不能全面了解下行信道的质量信息。

下行调度控制指令指导UE对下行发送信号进行接收处理，包括三种指示（如下表）：

1）资源分配信息：包括UE标识、分配的时频资源块位置、占用资源的时长。

2）传输格式：包括多天线信息和调制方式。

3）HARQ信令：包括异步HARQ和同步HARQ。异步HARQ信令包括HARQ 流程编号、IR（增量冗余）HARQ的冗余版本、新数据制式等；同步HARQ信令包括重传序列号。

2.2上行链路调度

在上行链路，eNodeB可以在每个TTI上用以某个UE的C-RNTI加扰的PDCCH 为UE分配资源（PRB和MCS）。当UE能够进行下行链路接收时，为了得到可能分配给该UE的上行链路传输资源，UE需要一直监视PDCCH。

在上行方向，UE不能随时随意地发送自己的数据，必须服从eNodeB的安排。上行资源的调度由eNodeB的MAC层的上行调度器决定，执行单位则是上

行共享信道的物理层过程。

由于无线资源调度由eNodeB完成，因此UE需要适时向eNodeB发送调度请求（SR），用于请求UL-SCH资源。UE发送调度请求的规则是：如果在当前TTI 配置由PUCCH来发送调度请求，且没有可用的UL-SCH资源，则UE的MAC层将指示物理层在PUCCH上发送调度请求；如果UE在任何TTI都没有配置PUCCH来发送调度请求，则UE将发起随机接入过程；如果一个调度请求已经被触发，UE 将在每个TTI进行请求，直到获得UL-SCH资源。

UE还需要向eNodeB发送缓冲区状态报告（BSR），用于为eNodeB提供UE 上行链路缓冲区中数据量的信息。触发BSR的事件包括以下几种：1）UE的传输缓冲区中有上行链路数据到达，并且数据所属的逻辑信道优先权比已经有数据存在的缓冲区所属的逻辑信道的优先权高，则触发“正常BSR”。

2）UE拥有上行链路资源分配且填充比特数≥BSR MAC控制单元的大小，同时没有其他BSR等待传输，则触发“填充BSR”。

3）服务小区发生变化，触发“正常BSR”。

4）周期性BSR定时器超时，触发“周期性BSR”。

eNodeB的上行调度器根据UE缓存状态报告BAR、上行调度请求SR、上行信道状况决定给UE调度什么样的无线资源，把调度结果通过PDCCH信道的上行调度准许（UL Grant）告知UE；UE根据eNodeB的指示，在PUSCH信道发送业务数据。

与上行无线资源调度有关的信令包括上行资源调度申请（以及缓存状态报告）、上行调度准许（UL Grant）。上行调度准许（UL Grant）用于确定UE的上行发送信号格式（如下表），包括：

1）资源分配信息；

2）传输格式；

3资源调度的输入参数和输出结果