lte系統(tǒng)上行調(diào)度算法探究

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1、LTE系統(tǒng)上行調(diào)度算法探究摘要：無線資源調(diào)度是LTE系統(tǒng)研究的一個熱點問題。LTE±行鏈路采用了單載波正交頻多址(SC-FDMA)技術(shù)，要求在調(diào)度時為任一用戶分配的RB必須是連續(xù)的，使得LTE下行調(diào)度算法不能直接應(yīng)用上行調(diào)度。本文對LTE系統(tǒng)上行鏈路資源調(diào)度問題的研究狀況進行了概述，分別從信道感知、比例公平、QoS保證三個方面，對現(xiàn)有調(diào)度算法進行了分析和比較。重點分析比較了各個算法在保證分配的RB連續(xù)的前提下系統(tǒng)性能，并提出了進一步研究的方向。關(guān)鍵詞：上行調(diào)度信道感知PFQoS保證中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1007-9416(2013)08-0118-0

2、31引言LTE是繼第三代移動通信之后3GPP組織啟動的新一代移動通信標準，以0FDM主要技術(shù)為基礎(chǔ)，目標是實現(xiàn)更低時延、更高用戶傳輸速率、更大系統(tǒng)容量和更好的QoS保證。無線資源管理(RRM)是實現(xiàn)這些目標的一條重要的途徑。LTE系統(tǒng)采用了共享信道的機制，為了更加有效地利用和分配共享資源，需要在不同用戶之間進行調(diào)度，調(diào)度功能是由位于eNodeB側(cè)的MAC層中調(diào)度器完成的。LTE系統(tǒng)中，上行采用SC-FDMA技術(shù)，要求分配給任一用戶的RBs必須是連續(xù)的，所以傳統(tǒng)的用于下行調(diào)度的分組調(diào)度算法最大載干比(MaxC/1)[1]、輪詢(RR)[1]、比例公平(PF)[1]都不能直接用

3、于上行調(diào)度。LTE上行調(diào)度首要考慮的就是，要保證分配給用戶的RBs是連續(xù)的，然后才能考慮影響調(diào)度的優(yōu)先級因子。資源調(diào)度對實現(xiàn)資源的合理利用，用戶業(yè)務(wù)的QoS保證起著重要作用，目前國內(nèi)外圍繞上行調(diào)度展開了大量的研究。本文對現(xiàn)有LTE±行調(diào)度的研究現(xiàn)狀進行了概述，明確了研究的問題難點所在，闡述了解決這些問題的方法和思路。在此基礎(chǔ)之上，提出了下一步研究的重點和方向。2上行調(diào)度流程LTE系統(tǒng)上行調(diào)度過程如圖1所示，UE首先向eNodeB發(fā)送調(diào)度請求(SR),SR只負責告知eNodeB是否有資源需求,而具體需要多少資源則由之后的信令交互完成。eNodeB接收SR之后，向UE發(fā)送調(diào)度準

4、許，先配置一少部分資源給UE用于上傳BSRoUE通過發(fā)送BSR,告知eNodeB自己待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小。eNodeB接收到BSR之后，根據(jù)該UE上報的SRS及UE業(yè)務(wù)的QoS需求等上行調(diào)度的決策因素，通過具體的調(diào)度算法決定是否給UE分配資源。若UE獲得上行調(diào)度準許,則eNodeB向該UE發(fā)送上行發(fā)送需要的的資源塊分配信息，并封裝到上行調(diào)度準許信息發(fā)送給UEOUE接收到上行調(diào)度準許信息之后，解析出調(diào)度資源塊的分配信息，然后在相應(yīng)的上行子幀連續(xù)的RB上發(fā)送上行數(shù)據(jù)。（圖1）3基于信道感知的調(diào)度算法調(diào)度算法的好壞決定了系統(tǒng)的性能，而分組調(diào)度是LTE系統(tǒng)調(diào)度的關(guān)鍵所在。無線信道具有

5、時變特性，所以人們提出了依賴于信道狀態(tài)的調(diào)度算法。這些算法的基本思路是：依據(jù)對信道的感知，充分利用無線信道的時變特性，優(yōu)先為信道質(zhì)量好的用戶提供調(diào)度資源，同時要保證分配給用戶的RB具有連續(xù)性。文獻［2］所提算法采取了最簡單的方式，利用搜索樹給每個用戶只分配一個RB,這樣雖然保證了用戶所分配的資源在頻域上是連續(xù)的，但是當用戶數(shù)小于RBs數(shù)的時候就會造成資源浪費。文獻［3］提出了三種基于信道感知的上行調(diào)度算法，分別是優(yōu)先最大擴張（FME）算法、遞歸最大擴張（RME）算法、最小不同區(qū)封裝（MADE）算法。FME算法以信道質(zhì)量的好壞作為調(diào)度的標準，在N個UE和M個RB形成的N*M的

6、矩陣中，在矩陣中查找信道質(zhì)量最好的UEj,將對應(yīng)的RBi分配給UEj,然后擴張到RBi-1和RBi+1比較它們的信道質(zhì)量，選取信道質(zhì)量好的那個，如果該RB對應(yīng)的UE是UEj且此RB尚未分配，則該RB分配給UEj,如果該RB對應(yīng)的UE是新的UEk且此RB尚未分配，則該RB分配給UEk,依此查找宜到所有的RB擴張查找結(jié)束，算法復雜度為0（N*M）°RME算法的思想和FME算法一樣，不同的是前者利用遞歸查找信道質(zhì)量最好的RBi*UEj,同時避免了多次查找后分配給同一用戶的RB不連續(xù)造成的資源浪費，然而算法復雜度卻沒有降低。MADE算法相當于RME算法的延續(xù)，以各UE在RBs上的信

7、道質(zhì)量的包絡(luò)軌跡劃分RBs,形成RC（RB塊，一個或多個連續(xù)的RB組成）進行調(diào)度，算法復雜度明顯降低。上述三種算法，雖然解決了RB連續(xù)性的問題，但是都是以信道質(zhì)量作為調(diào)度的度量，沒有考慮到用戶之間的公平性和QoS需求對調(diào)度的影響。文獻［4］提出了一種啟發(fā)式機會調(diào)度算法一啟發(fā)式局部梯度（HLGA）算法，實現(xiàn)了資源有約束條件進行分配時求得最優(yōu)解。該算法把重傳處理和信道質(zhì)量作為資源調(diào)度考慮因素，在傳統(tǒng)LGA算法基礎(chǔ)上發(fā)展而來。HLGA算法提出了一種趨于調(diào)度最佳的分配策略，但是該算法還停留在理論階段，是一種啟發(fā)式算法，只能