详细解析LTE调度算法

一 调度概述

• 调度的基本概念

• 调度的基本流程

• 调度周期介绍

动态调度即快速调度机制。

• 调度执行
  

通过下行PDCCH的DCI信息来执行，每个调度周期，UE都要监听PDCCH以获取上下行调度信息。

二 下行调度算法介绍

• 下行调度器

下行调度主要负责为UE分配物理下行共享信道PDSCH上的资源，并选择合适的MCS用于系统消息和用户数据的传输。

• 下行调度的输入

1）R10规定了8种UE能力级别，每个级别规定了每个TTI能够传输的最大bit数及层数。

2）CSI是基于瞬时的下行信道质量估计的。

3）RI用来指示PDSCH的有效的数据层数。用来告诉eNB，UE现在可以支持的CW数。也就是说RI=1，1CW，RI>1，2 CW.

4）PMI用来指示码本集合的index。由于LTE应用了多天线的MIMO技术。在PDSCH物理层的基带处理中，有一个预编码技术。它为ENB提供建议使用的预编码矩阵。

5）CQI用来反映下行PDSCH的信道质量。用0~15来表示PDSCH的信道质量。0表示信号质量最差，15表示信道质量最好。说明: 搜索UE在PUCCH/PUSCH上发送CQI给eNB。eNB得到了这个CQI值，就质量当前PDSCH无线信道条件好不好。 这样就可以有根据的来调度PDSCH。

6）下行发射功率是小区所有用户共享的。

• 下行调度的基本功能和输出

• 下行每TTI调度流程

优先级：半静态调度、控制面消息和IMS信令>重传数据>初传数据

• 控制消息调度
  
• 下行调度资源的获取

• HARQ重传调度

• 下行初传调度

• 下行初传调度流程

• 调度用户选择算法

MAX C/I 、RR、PF是基本特性， EPF是可选特性。

MAX C/I算法可以最大化系统吞吐量，但不能保证小区各用户之间的公平性。

RR算法能保证各用户之间的公平性，但不能最大化系统的吞吐量。

PF是MAX C/I和RR算法的折中，但无法保证用户的业务感受。

EPF是增强PF算法，包括业务调度优先级的计算和业务速率的保证。

• EPF算法

PELR: Packet Error Loss Rate

PDB: Packet Delay Budget

• GBR业务优先级的计算

考虑用户的信道质量和时延，优先级计算如下：

• Non-GBR业务优先级的计算

考虑用户的信道质量、历史传输速率、业务的QCI级别和服务流的权重，计算如下：

• 下行MCS选择流程

• CQI上报的类型

• 下行RB的计算和分配

• PDSCH资源分配方式-类型0

• PDSCH资源分配方式-类型1
  
• PDSCH资源分配方式-类型2

三 上行调度算法介绍

• 上行调度流程

上行调度用于UE分配PUSCH资源，流程复杂于下行，主要区别为以下几个方面：

1）上行调度由UE触发和维持，消息包括：“Scheduling request”，“Buffer status reports”，“power headroom report”

2）上行调度包括两个调度器，一个位于ENB侧，针对每个UE的逻辑信道组进行调度；一个位于UE侧，针对逻辑信道组内的逻辑信道进行调度。

3）上行调度的MCS算法和RB计算协议里没有规定，由各厂家定义。

• 上行调度器

SR:调度请求Scheduling request

BSR:缓存状态报告 Buffer status reports

PHR:功率空间报告 power headroom report

• 上行调度的输入输出和基本功能

• 上行ENB调度流程

• 上行调度资源的获取

• 上行HARQ重传调度

• 控制面数据调度

• 上行调度初传

• ENB侧的Qos控制

ENB侧上行业务速率控制主要通过Token Bucket 策略，Token size 是业务需要保障的速率，根据Bucket水量判断业务速率是否满足。

• 用户优先级确定

• UE侧的Qos控制

• 上行调度的MCS选择

上行调度MCS选择分为：SINR调整、MCS初选、MCS调整三个部分，流程如下：

SINR调整：由于信道衰落对信号的影响，上报时刻的SINR和调度时刻SINR相比会有变化，通过SINR调整，纠正测量误差，并且使IBLER测量值收敛于目标值。

MCS初选：根据用户带宽上测量的SINR和ENB的解调性能进行比较，选择合适的调制编码阶数进行传输。

MCS调整：完成初选后，根据UE调度上行RB是否遇到小区级SRS子帧、随路信令及根据UE能力进行MCS调整。

• 上行调度用户RB数的确定

• PUSCH PRB分配的限制

四 半静态调度介绍

• 概述

• VOIP业务特点

• VIOP业务状态转换图