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LTE中MAC調(diào)度都分哪中情況

LTE中MAC是怎么調(diào)度的

提問者: chuangweikong 提問時間: 2013-07-27

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問題答案 ( 1 )

第三章 LTE MAC協(xié)議解讀 --- 調(diào)度

3.4.4 調(diào)度方式
3.4.4.1 前言
在前面我們經(jīng)常提到LTE系統(tǒng)的共享信道，除了很少的幾個信道有專門對應的物理信道，例如廣播信道（PBCH），而且它傳的主要也是MIB消息，而其余的SIB消息依然使用共享信道傳輸，因此它而顯然的告訴我們，資源是以共享的方式存在。那么對調(diào)度器的設(shè)計的要求自然就提高了，跟早期的很多接入系統(tǒng)不同每個用戶的業(yè)務(wù)都有專門的信道。當然到了HSPA時已經(jīng)已近是共享信道的概念，但是主要還是針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此LTE于此之前的系統(tǒng)都有很大的區(qū)別了。調(diào)度器的設(shè)計，需要考慮它的目的與基本的調(diào)度原則，在此略微列出，
目的：

調(diào)度的好壞對于系統(tǒng)的性能影響很大，對于LTE十分重要，我們在前面講了，LTE的幾乎所有的應用與業(yè)務(wù)都是使用共享信道，由于各個業(yè)務(wù)與應用的對服務(wù)質(zhì)量（QoS）的要求是不同的，因此調(diào)度的好壞直接影響的就是QoS是否可以滿足，也即是用戶的使用體驗是否比較好；
最好的利用時/頻/空/功率資源用于不同的UEs和不同的業(yè)務(wù)，保證各種業(yè)務(wù)的QoS，提高系統(tǒng)的容量，另外除了滿足業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量外，我們還必須保證系統(tǒng)的容量能夠得到保證，否則一個系統(tǒng)出了只能支持少數(shù)用戶，那也沒有意義，如何充分提高系統(tǒng)容量，那么就必須把鏈路性能跟服務(wù)質(zhì)量結(jié)合起來作為調(diào)度的考慮因素。

基本調(diào)度原則

eNB負責上下行的調(diào)度，上下行是不同的調(diào)度器負責，因為上下行使用完全獨立的資源，而且在鏈路性能的監(jiān)測方面幾乎也是獨立的，因此設(shè)計時，盡量能夠獨立，但是如果采用TD-LTE的制式，能夠結(jié)合上下行結(jié)合起來調(diào)度呢？我想這是應該做的，比如上行調(diào)度，完全可以參考下行反饋的信道質(zhì)量，乃至于空間復用方式選擇上；
調(diào)度器需要考慮的因素包括業(yè)務(wù)的QoS，業(yè)務(wù)量以及相關(guān)的無線承載，無線條件以及UE能力等；
給于UE的UL-SCH的資源是對應一個UE邏輯信道組，而不是對應一個無線承載的。

因此調(diào)度器的設(shè)計需要考慮以下的因素：

QoS，針對不同業(yè)務(wù)，需要保證的業(yè)務(wù)質(zhì)量；
不同用戶之間的優(yōu)先級處理；
同用戶的不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級處理，這體現(xiàn)在對不同的邏輯信道的處理上；
用戶所處的無線信號狀況，選擇最好的信號用戶，可以最大的吞吐量，但是缺乏公平公平性考慮，如果考慮輪詢，那么系統(tǒng)的性能有可能降低，因此以上兩個原因都必須考慮在內(nèi)；
基本調(diào)度資源：Resource Block(RB)
調(diào)度間隔: (基本TTI)1ms，但是多個TTI可以綁定組成更長的TTI，這個主要用于在小區(qū)邊緣支持語音業(yè)務(wù)，由于信道質(zhì)量比較差，而用戶的功率一次性不能夠發(fā)送完所有的數(shù)據(jù)包，那么此時通過TTI綁定可以達到可以較好的支持語音業(yè)務(wù)；
負責選擇TB大小，MCS，天線映射

由于取消了專用傳輸信道，因此除了分配給特定的管理消息的資源，例如同步信道，系統(tǒng)廣播消息，參考信號，隨機接入等，其他資源都是共享的，因此相對于3G的調(diào)度方式，它更像WiMAX的調(diào)度方式，是一個完全動態(tài)的調(diào)度方式，因此系統(tǒng)的性能完全取決于它的調(diào)度算法的好壞上，以下因素將是它的調(diào)度需要考慮的：
雖然我們一再強調(diào)資源是共享的，但是在調(diào)度方式上面依然有很多選擇，主要是針對不同業(yè)務(wù)特性設(shè)計的，如下所示：
動態(tài)調(diào)度
對于UL-SCH 和DL-SCH是最基本的調(diào)度方式，對動態(tài)調(diào)度在系統(tǒng)設(shè)計上的支持，更加靈活的傳輸格式完全可變長的RLC PDU 大小的結(jié)構(gòu)，這根以前3G的半靜態(tài) RLC PDU大小非常不同，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計對高數(shù)據(jù)率的時候，可以采用很長的RLC PDU，因為額外開銷所占比例降低了，這樣可以可以提高帶寬的利用率。下圖是上行動態(tài)調(diào)度示意圖：
LTE MAC協(xié)議解讀 --- 調(diào)度" alt="第三章 LTE MAC協(xié)議解讀 --- 調(diào)度" src="http://s2.sinaimg.cn/middle/5eba1ad1g81c1d08122f1&690" width=272 height=258 action-type="show-slide" action-data="http%3A%2F%2Fs2.sinaimg.cn%2Fmiddle%2F5eba1ad1g81c1d08122f1%26690" real_src="http://s2.sinaimg.cn/middle/5eba1ad1g81c1d08122f1&690">

圖3.4.4-1 上行動態(tài)調(diào)度示意圖
上圖說明簡單描述了一個上行動態(tài)調(diào)度的示意圖，

首先在UE端有一個事件產(chǎn)生，一般是上行有數(shù)據(jù)發(fā)送，已經(jīng)放在了緩沖區(qū)里了，那么它需要為這些數(shù)據(jù)申請上行資源用于發(fā)送。它可以通過SR-PUCCH上行SR控制信道來發(fā)送調(diào)度請求，或者通過PRACH，此時是采用競爭的方式發(fā)送調(diào)度請求；
eNB按照一定的調(diào)度原則，如果可以的話就會分配一些資源用于發(fā)送BO（Buffer Occupation）信息，通過上行調(diào)度授權(quán)（UL grant）告訴UE；
UE發(fā)送BO報告告訴eNB對應的邏輯信道組有多少數(shù)據(jù)要發(fā)送，對于上行eNB調(diào)度是針對邏輯信道組而不是一個無線承載；
然后eNB對用戶請求的資源情況，分配相應的資源，然后通過UL grant通知UE；
UE在自己的邏輯信道直接，根據(jù)一定的優(yōu)先級原則，發(fā)送上行數(shù)據(jù)。

半靜態(tài)調(diào)度
是一種優(yōu)化的方式（例如對于UL & DL VoIP)，RRC信令負責靜態(tài)調(diào)度參數(shù)(周期)的配置，PDCCH信令負責激活/去激活半靜態(tài)調(diào)度資源。
靜態(tài)調(diào)度
靜態(tài)調(diào)度，顯然是有周期性，可配置性的。這些主要是針對廣播消息，也就是SIB消息映射到共享信道，然后周期性的發(fā)送，還有就是基本上一旦系統(tǒng)起來，它占用的資源就是按照靜態(tài)分配的形式來使用。還有就是呼叫，它總是周期性的獲得調(diào)度資源，雖然呼叫不是什么時候都有的，不過考慮到它的周期性，也可以看成靜態(tài)調(diào)度。

3.4.4.2 半靜態(tài)調(diào)度（SPS）

半靜態(tài)調(diào)度跟WIMAX系統(tǒng)的UGS相似，由于這些資源主要是分配那些需要周期性調(diào)度的業(yè)務(wù)，比如VoIP，既然是周期性需要的，那么為何不采用事先配置來做呢？這樣就可以減少PDCCH的資源，要知道在LTE PDCCH的資源是非常寶貴，上下行共用的；而且如果不發(fā)自然也相應的減少了空口資源的使用。

當通過RRC消息激活SPS調(diào)度，則需要提供以下信息，（可以查36.331來獲得這些參數(shù)的具體描述與定義）：

SPS C-RNTI
上行調(diào)度間隔semiPersistSchedIntervalUL 與隱含指示多少個空傳之后釋放連接參數(shù)implicitReleaseAfter;
下行調(diào)度間隔semiPersistSchedIntervalDL 以及多少個HARQ進程用于半靜態(tài)調(diào)度numberOfConfSPS-Processes；

如果RRC去激活上行或者下行連接，那么相應的配置授權(quán)與配置的資源要丟棄。

3.4.4.2.1 下行

當下行SPS資源分配配置好以后，在每一個子幀，UE通過計算下面的公式來判斷是不是在這個子幀有這個資源分配：
(10 * SFN + subframe) = [(10 * SFN_{start time} + subframe_{start time}) + N * semiPersistSchedIntervalDL] modulo 10240, N > 0
其中SFN_{start time} 和subframe_{start time} 是配置資源分配的起始SFN與起始子幀，這兩個值的設(shè)置可以在初始化或者重配的時候告訴UE的。

3.4.4.2.2 上行

當上行SPS授權(quán)（Grant）配置好，則UE認為在滿足下式的子幀都會存在這個授權(quán)：
(10 * SFN + subframe) = [(10 * SFN_{start time} + subframe_{start time}) + N * semiPersistSchedIntervalUL + Subframe_Offset * (N modulo 2)] modulo 10240, N>0。
其中SFN_{start time} 和subframe_{start time} 是配置資源分配的起始SFN與起始子幀，這兩個值的設(shè)置可以在初始化或者重配的時候告訴UE的。

UE在經(jīng)過連續(xù)implicitReleaseAfter 次在SPS分配的資源上空傳（MAC PDU不包含任何MAC SDU）后就要清掉這個配置好的上行授權(quán)。
注：在清掉配置的上行授權(quán)后，還可以繼續(xù)發(fā)送SPS的重傳，當然這個資源就要按照通常的調(diào)度來獲得了。

回答者： xhy1331 回答時間：2013-07-27 15:58

3.4.5 調(diào)度請求

調(diào)度請求（SR）用于請求上行共享信道資源用于發(fā)送上行數(shù)據(jù)所用，當觸發(fā)了SR時，它就會一直處于掛起的狀態(tài)知道它被取消為止，也就是要么當這次請求得到滿足或者這個SR沒有必要了等。由于必須有上行資源，UE才能夠發(fā)送上行的數(shù)據(jù)，UE要求被調(diào)度的緩沖區(qū)狀態(tài)報告（BSR），它是MAC控制信息單元，在共享信道上發(fā)送的，也是需要資源來發(fā)送的，那么如何獲得用于發(fā)送BSR的上行資源呢？這就要先在PUCCH上發(fā)送SR或者通過PRACH發(fā)送。由于分配給UE的PUCCH是周期性的獨占式的資源，UE應該總是有資源的；但是如果在PUCCH上發(fā)送的SR總是失敗，那么也就需要通過PRACH的競爭方式來獲得調(diào)度機會。
如果觸發(fā)了一個SR，并且同時沒有其它的SR被掛起，那么UE就要把SR_COUNTER設(shè)置為0，只要有一個SR正被掛起，那么在每一個TTI，UE都要按照下面流程處理：

如果在這個TTI，沒有UL-SCH資源可用于發(fā)送數(shù)據(jù)：

如果在任何TTI內(nèi)，UE都沒有合法的PUCCH資源用于發(fā)送SR，那么就要發(fā)起一個隨機接入的過程，并且取消所有掛起的SR，這段話的意思就是，當UE有數(shù)據(jù)要發(fā)送，這是就要向eNB請求上行資源，但是卻沒有PUCCH來發(fā)送SR，那么就要通過隨機接入來發(fā)送調(diào)度請求。
如果在這個TTI UE有合法的PUCCH資源用于發(fā)送SR，并且這個TTI不屬于測量時間（由于在切換的情況下，UE要測量鄰小區(qū)的信號，根本無法處理當前服務(wù)小區(qū)的服務(wù)，因此即使在當前屬于UE的服務(wù)時間，它也不能夠做任何發(fā)送與接收的任務(wù)，其它過程跟SR類似）

如果 SR_COUNTER < dsr-TransMax:
把SR_COUNTER加1;
指示物理層在PUCCH上發(fā)送SR信號；
否則，
指示RRC釋放PUCCH/SRS資源（一般來說eNB會響應UE的SR請求，但是如果SR連續(xù)在空口丟失了，那么我們可以任何鏈路出錯了，此時相當于釋放連接），清掉任何的配置的下行分配的資源（下行SPS等）以及上下授權(quán)（上行SPS），發(fā)起隨機接入過程并且取消所有掛起的SR。
2. 如果在這個TTI里有可用的上行資源，那么就取消所有掛起的SR，因為此時請求已經(jīng)得到eNB的確認，并且被eNB調(diào)度了。
【注】由于這里的排版問題，可以對照協(xié)議來看吧。這一節(jié)相對比較簡單

xhy1331 2013-07-27 16:03

好好好好好好好好好好好好好

dqsport 2014-03-05 23:10

棒棒棒棒！

ajian3100 2014-06-22 12:58

學習了！！

yuci 2014-07-10 16:24

學習了，相關(guān)內(nèi)容的原協(xié)議是哪個啊

秋末枯草 2014-07-16 17:10

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