LTE调度算法调研报告(偏向理论)(2)

6 7 7 7 7 5 ? 再看上行方向。LTE系统中，上行方向HARQ采用同步模式。同下行不同的是，在某个下行子帧中发送的上行授权只能是针对某个上行子帧，同时也只能针对某个HARQ process编号。考虑的时候应该倒过来，需要重传某个HARQprocess编号里的数据，则需要在恰当的下行子帧给出对应上行子帧的授权。在2.5节内容中提到，上行方向SPS资源上数据的重传主要是采用了同步自适应方式。 对于配置1到5，一个系统帧内能将所有的HARQprocess循环一遍，而SPS资源周期最小是10个子帧，SPS资源上传输的数据占用的是同一HARQ process。因此，当某个VoIP包需要重传时，只能在给SPS占用上行子帧授权的下行子帧中的PDCCH上用semi-rnti表明重传该VoIP包。例如，对于有配置1，设UE在子帧3占有SPS资源，周期为10个子帧，设UE在系统帧n中传的包出错，即HARQ process1中的包需要重传，则需要在系统帧n的9号子帧中PDCCH上用semi-rnti表明重传该VoIP包，从而在系统帧n+1的3号子帧完成重传。如果在系统帧n的8号子帧动态重传，由于上行不能在DCI中指明重传的HARQprocess编号，UE会认为是要重传HARQ process编号为3的数据，从而出错。由此，VoIP数据包的重传，只能是在PDCCH上DCI里用semi-rnti表明重传。 对于配置0和6，所有的HARQprocess不是在一个系统帧里循环一遍，而SPS资源周期最小是10个子帧，所以SPS资源传输的新数据占用的HARQprocess编号是不一样的。例如，对于有配置0，设UE在子帧3占有SPS资源，周期为10个子帧，设UE在系统帧n中传的包出错，即HARQ process1中的包需要重传，而系统帧n+1中HARQ process1对应子帧4，则应在系统帧n+1的0号子帧中PDCCH上DCI里用C-RNTI动态重传该数据包。如果此时，采用SPS资源重传该数据包，则需要在系统帧n里6号子帧PDCCH上用semi-rnti表明重传，那么UE解读完PDCCH后，会重传HARQ process0（系统帧n+1的3号子帧对应HARQprocess0）里的数据，从而出错。配置6的情况也类似。因此，VoIP数据包重传需要采用PDCCH上DCI里用C-RNTI表明重传。 下图是上行HARQprocess 编号和当前上行子帧号的对应关系： TDD上下行配置 0 1 2 3 4 5 6 7 4 2 3 2 1 6 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 3 2 1 3 4 3 4 5 6 0 0 0 0 0 5 0 1 1 1 0 1 2 1 2 2 1 2 3 3 3 4 5 0 0 0 0 0 4 6 1 1 1 5 0 2 0 1 2 1 1 2 3 2 3 进程个数 0 1 2 3 系统帧 n 4 5 6 7 8 9 n+1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n+2 …… 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

下图是各种配置下，发布上行授权的下行子帧和被授权的上行子帧对应关系： 系统帧 n TDD进n+1 上下行配置 0 1 程个数 7 4 子帧0 子帧1 4 4/c 6/d a b 6 4 4/e 6/f c d 6 4 4/g 6 e 6 f 4 2 3 4 5 6 7 8 9 0 n+2…… 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 4/a 6/b 6 4 6 g 6 6

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2 3 4 5 6 2 3 2 1 6 4 7 7 4 7 7 4 4 7 7 4 7 7 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4 4 4 5 7 7 带斜线的格表示可以发布上行授权的下行帧，配置0中，带斜线的格可授权的上行帧分别是相同底色的上行格和标有相同字母的上行格。 2.5.3 SPS存在的问题

对于SPS还存在很多问题，如果在当前eNB端上行调度中加入SPS，则需要解决以下问题： ? 当UE满足什么标准时，会给UE分配一个SPS资源？

? UE其SPS资源的释放该怎么表示？一些提案（64 R208617）中指出也是在PDCCH上用

semi-rnti加上某些特殊标志表示SPS资源的释放。331里

? 当UE被分配了SPS后，表示将后面的若干下行或上行子帧的某些资源提前分配出去了，

需要保存这些信息。也就是，需要保存每个上行或者下行子帧中已经分配出去的资源信息和未分配的资源信息；

? 加入SPS后，在确定UE可以发送字节数后，对于在当前子帧拥有SPS资源但是已经不适

用的UE要先将SPS资源归还，再在当前可以分配的资源中统一给UE分配资源。

2.6 HARQ相关

HARQ同调度的联系主要是新传和重传数据都要经过HARQ实体。eNB端和UE端都存在 HARQ实体。AMC是对数据传输速率的粗略调节，而HARQ则是根据信道质量对数据传输速 率较精细的调节（HARQ里有冗余版本RV，不同的RV值代表了HARQ数据传输时不同的冗 余度， 同时纠错能力也是不同的。随着传输次数的增多，冗余度增加，纠错能力也增加，数据传输速率下降）。

2.6.1 LTE中的HARQ机制

LTE系统中，在上行方向上采用的是同步HARQ（可以是自适应的也可以是非自适应的），在下行方向上，采用的是异步HARQ（只有自适应的）。同步非自适应HARQ重传使用的MCS、资源块分配等信息同上次传输是相同的，其重传时刻和使用的HARQ process number也是可以确定的，不需要额外信令。而异步自适应HARQ每次重传使用的MCS、物理资源块等信息是随当时信道质量而变化的，其重传时刻和使用的HARQ process number是需要信令通知的。 同步非自适应的HARQ实现中信令开销小，但是不够灵活。异步自适应的HARQ调度信令开销大，但是很灵活。灵活主要指，同当前的信道质量自适应和物理资源块的位置不是确定的。 由于在LTE系统中，上行方向UE的信道质量是UE测量报告给eNB，也由eNB通过接收到的UE信号估计UE的信道质量状况，这样eNB 对UE信道的估计有可能是不准确的。同时，上行链路比较复杂，UE会受到其他小区用户的干扰，由于上述情况，eNB端上行动态调度的重传适宜采用同步非自适应HARQ，同时还能减少信令开销。上行方向采用同步非自适应HARQ也存在一定缺点，就是造成物理资源块出现碎片，由于在上行UE资源分配要求其在频域必须是连续的，从而造成物理资源的利用率低，同时上行半静态调度中多数资源是用来传新传数据，

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TDD上下行配置 0 1 2 3 4 5 6 需要有效利用剩余资源传重传数据，因此，上行半静态调度的重传可以采用同步自适应重传，这样就可以有效利用物理资源和同当前的信道质量相适应[7]。 在LTE系统下行方向上，eNB端能够比较准确的估计出当前的信道质量，因此可以通过异步自适应HARQ，根据当前信道质量灵活确定重传使用的MCS、物理资源块、传输时刻等信息。

? LTE系统中上行方向，UE重传数据使用的HARQprocess编号、eNB端发出上行授权 的下行帧号的对应方法。 上行HARQprocess 编号和当前上行子帧号的对应关系如下： 进程个数 7 4 2 3 2 1 6 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 3 2 1 3 4 3 4 5 6 0 0 0 0 0 5 0 1 1 1 0 1 2 1 2 2 1 2 3 3 3 4 5 0 0 0 0 0 4 6 1 1 1 5 0 2 0 1 2 1 1 2 3 2 3 0 1 2 3 系统帧 n 4 5 6 7 8 9 n+1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n+2 …… 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

而eNB端发出上行授权的下行子帧号和被授权的上行子帧号间也存在一定对应关系：

TDD UL/DL DL subframe number n Configuration 0 1 0 1 2 3 4 5 6 4 6 4 6 2 3 4 4 4 5 4 7 6 6 6 7 7 8 4 4 4 4 9 4 4 4 5 7 7

有上述两个表格，已知上行授权发出占用的下行子帧号，就可以得出UE使用该上行授权

发送数据的HARQ process 编号。估计这也就是同步HARQ的意义。

? LTE系统中下行方向，eNB端在下行授权中明确指出了UE接收使用的HARQ process 编号。记录在PDCCH上DCI里，TDD模式下占用4bit。 2.6.2对上行调度的影响

下面引入上行HARQ采用同步非自适应时，对eNB端上行调度的影响。 eNB上行调度需要实现对UE的重传数据的调度，eNB端上行调度就要为UE的重传数据选择是用自适应重传还是非自适应的重传。如果选择自适应的重传，就将结果显式的记录在PDCCH上的DCI里。如果选择非自适应重传，就不能在PDCCH上给UE任何授权，同时也要保证UE或者没有配置好的上行授权或者有但是周期还没到，而且要发送给UE NACK。这样UE解读完UL Grant 后，就会自动发起非自适应重传。 如果eNB给UE选择了非自适应重传，还可以规定该非自适应重传持续的TTI个数。于是引入了一个定义就是TTI bundling。一个TTI bundle内含有的TTI个数是TTI_BUNDLE_SIZE，当UE被配置了可以使用TTI bundle时，UE可以在TTI_BUNDLE_SIZE个TTI内发起非自适

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应重传，每次重传的冗余版本递增，每次重传结束都不需要等待对端给出的应答，直接继续重传，直到第TTI_BUNDLE_SIZE个TTI结束，如果此时收到eNB发出的ACK，则结束非自适应重传；如果收到NACK，则在下个TTI bundle内继续重传。 TDD上下行配置 0 1 2 3 4 5 6 进程个数 7 4 2 3 2 1 6 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 3 2 1 3 4 3 4 5 6 0 0 0 0 0 5 0 1 1 1 0 1 2 1 2 2 1 2 3 3 3 4 5 0 0 0 0 0 4 6 1 1 1 5 0 2 0 1 2 1 1 2 3 2 3 0 1 2 3 系统帧 n 4 5 6 7 8 9 n+1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n+2 …… 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

在上表中也可以看出，非自适应重传使用TTI bundlling的好处。看配置1，假设，在系统帧n的2号子帧前UE已经发过了一个新传MAC PDU，eNB没收到如果决定 UE非自适应重传且TTI_BUNDLE_SIZE是2，那么UE会在系统帧n的2号子帧和3号子帧重传两次该MAC PDU，设重传两次后eNB端收到正确的MAC PDU。如果eNB让UE发起自适应重传，则只能让UE在系统帧n的2号子帧重传一次该MAC PDU，等待下行子帧到来通过上行授权让UE再进行一次自适应重传，则可能要下个系统帧才能正确接收该MAC PDU。由此，TTIbundle减少了重传时延，信令开销，但是若UE只需重传一次就能正确传输MAC PDU，则使用TTI bundle会造成资源浪费。 TTI bundle是否可以使用可以在MAC-MainConfiguration IE里进行配置，而MAC-MainConfiguration IE出现在RadioResourceConfigDedicated IE里，是针对每个UE进行配置的。至于，TTI_BUNDLE_SIZE的大小应该是由上层配置的，但是没有查到在哪里进行配置。 TTI bundle的使用减少了NACK发送次数，但是也会造成提前分配了以后的若干个上行子帧的资源，从而增加了上行调度的复杂性。 eNB端上行调度过程中，需要对HARQ process n发起非自适应重传时，只需要在调度HARQprocess n+1对应的上行子帧时，不在PDCCH上显式给HARQprocess n+1分配资源且该 上行子帧处没有SPS资源即可。例如，对于配置2，设UE在系统帧n子帧2对应HARQ process 0传输的新数据传输错误，需要重传。那么eNB需要在系统帧n子帧3中发布系统帧n子帧7 的资源分配信息时，不传输HARQ process 1里的数据（既不重传也不新传），那么UE在解读 完系统帧n子帧3上的PDCCH后，自然会在系统帧n子帧7里非自适应重传HARQ process 0 里的数据。 但不是任何情况下都能使用非自适应重传。例如，对于配置1，UE无法发起非自适应重 传。因为此时UE HARQ process n 传输失败，需要占用HARQ process n+1的传输机会发起非 自适应重传时，HARQ process n+1对应上行子帧的资源分配信息已经在eNB收到HARQ process n传输数据之前发布出去了。UE只能等待下一个系统帧的HARQ process n的传输机会达到发 起自适应重传。 由上面的分析可以得出，发起自适应重传还是非自适应重传是收到帧配置的限制的。

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2.7 CQI相关

2.7.1 CQI相关概念

信道质量报告根据UE需要报告的频域分布可以分成三种，分别是：

? wideband type：对整个系统带宽提供信道质量报告；

? multi-band type：对系统频带中的若干个子带宽提供信道质量报告； ? MIMO type：待定；

周期性的Cqi，当UE只有PUSCH资源没有PUCCH资源时，应该在PUSCH上传输。 UE需要向eNB报告的是一个4bit的CQI值，该值对应一个CQI index，是同调制编码方式是相对应的，对应关系如下图所示。

CQI index modulation coding rate x 1024 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK 16QAM 16QAM 16QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM out of range 78 120 193 308 449 602 378 490 616 466 567 666 772 873 948 0.1523 0.2344 0.3770 0.6016 0.8770 1.1758 1.4766 1.9141 2.4063 2.7305 3.3223 3.9023 4.5234 5.1152 5.5547 efficiency 图表 CQI index对应关系[2] UE选择报告的4bitCQI值需要满足如下条件[2]： UE在PDSCH上使用该CQI值对应的调制编码方式，使用CQI reference resource指定的资源，传输一个transport block，该CQI值是使得该transport block 差错率不超过0.1的最大的CQI值。也就是说，UE需要报告一个使得差错率控制的一定范围内并且能调制尽可能多的数据比特的调制解调方式。 上面提到的CQI reference resource是如下定义的：

? 首先是在频域，CQI reference resource指的是UE需要报告信道质量的一组resource block。

具体究竟包括哪些resourceblock，是同UE选择的信道质量模式相关的。

? 然后是在时域，CQI reference resource block占用的是一个下行子帧n-n’，其中n代表当前

子帧，n’是大于等于4且使n-n’是下行子帧的最小值。 ? 最后是在层域（layer），同空分复用相关，略。 UE信道质量报告模式，是同UE传输信道质量报告信息的物理信道（PUSCH or PUCCH）、

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