LTE(Long Term Evolution)是一种第四代(4G)移动通信技术,主要关注高速数据传输和低延迟。在LTE网络中,上下行调度是确保数据高效、公平传输的关键机制。本篇将详细介绍LTE上下行调度的基本原理和过程。
下行调度器的主要任务是决定哪些用户设备(UEs)会被调度,分配给它们的调制编码集(MCS)、资源块(RBs)的数量和位置,以及多输入多输出(MIMO)传输模式。调度器通常会采用四种不同的调度算法:最大载干比(Max C/I)、轮询(RR)、比例公平(PF)和增强型比例公平(EPF)。
1. 最大载干比算法(Max C/I):该算法主要关注信道质量,每次调度时会选择当前信道条件最好的UE,从而最大化系统吞吐量。然而,这种方法可能导致信道质量较差的UE长时间得不到服务,对用户公平性和服务质量(QoS)支持不足。
2. 轮询算法(RR):RR算法保证每个UE都有平等的调度机会,实现了用户间的基本公平,但不追求系统吞吐量的最大化,同样不支持QoS。
3. 比例公平算法(PF):PF算法综合考虑了信道质量和历史传输比特数,是Max C/I和RR的折衷,但仍无法直接保证QoS。
4. 增强型比例公平算法(EPF):EPF在PF的基础上进一步考虑了QoS,能更好地平衡用户服务质量和系统效率。华为提供的EPF调度算法提供了6种容量因子配置,可以选择优先保证容量或资源的公平分配。
对于GBR(Guaranteed Bit Rate)业务,其优先级与参数CellAlgoSwitch.DlSchSwitch和DlMbrCtrlSwitch相关。关闭DlMbrCtrlSwitch时,GBR业务优先保证其规定的速率,然后最大化频谱效率;打开时,GBR业务的速率将在最小保障速率(MBR)和GBR之间,需与其他非GBR业务协调资源分配。
非GBR业务的优先级则取决于信道质量、历史传输速率、QoS级别和服务流权重,且必须保证UE的Non-GBR业务不超过配置的UE-AMBR(UE- Aggregate Maximum Bit Rate)。
上行调度过程如下:
1. UE在PUCCH的SRI资源上发送调度请求(SR)。
2. eNodeB响应SR并为该用户分配资源。
3. 用户在eNodeB分配的资源上发送MAC PDU,包含缓冲状态报告(BSR)。
4. 如果BSR大于0,eNodeB将继续调度该用户进行数据传输。
上行调度也支持Max C/I、RR、PF和EPF这四种算法,但上行信道质量信息来自eNodeB的系统测量(上行SINR)。上行调度资源的获取涉及PUSCH、PUCCH和PRACH的共享,调度方式有频选、非频选和干扰随机化。频选调度能获取频率选择性增益,但可能产生频带碎片;非频选调度则按顺序分配资源,而干扰随机化通过不同小区选择不同起始位置来减轻干扰。
此外,上行调度还需确定UE的RB数量,依据UE的缓冲区状态、QoS令牌桶状态和功率余量状态。这些要素共同决定了LTE网络中的上下行数据传输效率和用户服务质量。