lte系统上行调度算法探究

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1、LTE系统上行调度算法探究摘要：无线资源调度是LTE系统研究的一个热点问题。LTE±行链路采用了单载波正交频多址(SC-FDMA)技术，要求在调度时为任一用户分配的RB必须是连续的，使得LTE下行调度算法不能直接应用上行调度。本文对LTE系统上行链路资源调度问题的研究状况进行了概述，分别从信道感知、比例公平、QoS保证三个方面，对现有调度算法进行了分析和比较。重点分析比较了各个算法在保证分配的RB连续的前提下系统性能，并提出了进一步研究的方向。关键词：上行调度信道感知PFQoS保证中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1007-9416(2013)08-0118-0

2、31引言LTE是继第三代移动通信之后3GPP组织启动的新一代移动通信标准，以0FDM主要技术为基础，目标是实现更低时延、更高用户传输速率、更大系统容量和更好的QoS保证。无线资源管理(RRM)是实现这些目标的一条重要的途径。LTE系统采用了共享信道的机制，为了更加有效地利用和分配共享资源，需要在不同用户之间进行调度，调度功能是由位于eNodeB侧的MAC层中调度器完成的。LTE系统中，上行采用SC-FDMA技术，要求分配给任一用户的RBs必须是连续的，所以传统的用于下行调度的分组调度算法最大载干比(MaxC/1)[1]、轮询(RR)[1]、比例公平(PF)[1]都不能直接用

3、于上行调度。LTE上行调度首要考虑的就是，要保证分配给用户的RBs是连续的，然后才能考虑影响调度的优先级因子。资源调度对实现资源的合理利用，用户业务的QoS保证起着重要作用，目前国内外围绕上行调度展开了大量的研究。本文对现有LTE±行调度的研究现状进行了概述，明确了研究的问题难点所在，阐述了解决这些问题的方法和思路。在此基础之上，提出了下一步研究的重点和方向。2上行调度流程LTE系统上行调度过程如图1所示，UE首先向eNodeB发送调度请求(SR),SR只负责告知eNodeB是否有资源需求,而具体需要多少资源则由之后的信令交互完成。eNodeB接收SR之后，向UE发送调度准

4、许，先配置一少部分资源给UE用于上传BSRoUE通过发送BSR,告知eNodeB自己待传输的数据量大小。eNodeB接收到BSR之后，根据该UE上报的SRS及UE业务的QoS需求等上行调度的决策因素，通过具体的调度算法决定是否给UE分配资源。若UE获得上行调度准许,则eNodeB向该UE发送上行发送需要的的资源块分配信息，并封装到上行调度准许信息发送给UEOUE接收到上行调度准许信息之后，解析出调度资源块的分配信息，然后在相应的上行子帧连续的RB上发送上行数据。（图1）3基于信道感知的调度算法调度算法的好坏决定了系统的性能，而分组调度是LTE系统调度的关键所在。无线信道具有

5、时变特性，所以人们提出了依赖于信道状态的调度算法。这些算法的基本思路是：依据对信道的感知，充分利用无线信道的时变特性，优先为信道质量好的用户提供调度资源，同时要保证分配给用户的RB具有连续性。文献［2］所提算法采取了最简单的方式，利用搜索树给每个用户只分配一个RB,这样虽然保证了用户所分配的资源在频域上是连续的，但是当用户数小于RBs数的时候就会造成资源浪费。文献［3］提出了三种基于信道感知的上行调度算法，分别是优先最大扩张（FME）算法、递归最大扩张（RME）算法、最小不同区封装（MADE）算法。FME算法以信道质量的好坏作为调度的标准，在N个UE和M个RB形成的N*M的

6、矩阵中，在矩阵中查找信道质量最好的UEj,将对应的RBi分配给UEj,然后扩张到RBi-1和RBi+1比较它们的信道质量，选取信道质量好的那个，如果该RB对应的UE是UEj且此RB尚未分配，则该RB分配给UEj,如果该RB对应的UE是新的UEk且此RB尚未分配，则该RB分配给UEk,依此查找宜到所有的RB扩张查找结束，算法复杂度为0（N*M）°RME算法的思想和FME算法一样，不同的是前者利用递归查找信道质量最好的RBi*UEj,同时避免了多次查找后分配给同一用户的RB不连续造成的资源浪费，然而算法复杂度却没有降低。MADE算法相当于RME算法的延续，以各UE在RBs上的信

7、道质量的包络轨迹划分RBs,形成RC（RB块，一个或多个连续的RB组成）进行调度，算法复杂度明显降低。上述三种算法，虽然解决了RB连续性的问题，但是都是以信道质量作为调度的度量，没有考虑到用户之间的公平性和QoS需求对调度的影响。文献［4］提出了一种启发式机会调度算法一启发式局部梯度（HLGA）算法，实现了资源有约束条件进行分配时求得最优解。该算法把重传处理和信道质量作为资源调度考虑因素，在传统LGA算法基础上发展而来。HLGA算法提出了一种趋于调度最佳的分配策略，但是该算法还停留在理论阶段，是一种启发式算法，只能