LTE调度算法调研报告(偏向理论)(4)

找当前处理的HARQ process 该process是否传新传数据否是是不是能发起非自适应重传是重传数据HARQ process里的数据是占用了SPS资源？是否否否决策，是否给其他HARQ 否process传重传数据当前是配置1到5？是是用semi-rnti发起自适应重传用c-rnti发起自适应重传发起非自适应重传，不再PDCCH上给UE发送DCI调度UE的新传

? UE MCS选择。根据UE给出的信道质量报告，直接选择CQI值对应的调制解调方式。

基本的处理流程：

? 根据SR的情况，更新调度队列，发起SR的UE都要加入到调度队列中； ? 确定当前可用的PRB的个数； ? 更新UE的优先级；

? 对每个UE确定重传还是新传，对新传数据，用令牌桶算法满足每个UE内部四个逻

辑信道组的QoS, 从而得到每个UE需要传输的字节数； ? 根据UE的信道质量报告CQI值，为UE确定MCS；

? 根据每个UE可以发送字节数和MCS，查36.213中表7.1.7.2.1-1得到UE占用PRB

的个数；TBS决定.xls

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? 从全部可用的PRB中减去为UE分配的PRB个数；

这种方法中存在的问题：

? 确定UE的各个逻辑信道组上发送字节数时，除了其QoS要求外，没有当前可用资源

的限制，即默认当前可用资源是无限大；

? UE的优先级相对固定，会导致优先级低的UE总是得不到分资源的机会，就是UE间

的公平性不好；

? 默认UE的重传数据优先级是高于其新传数据的；

? 上述方法中用到的信道质量报告是UE在整个系统频带内的信道质量报告，对于UE

在多个子频带内的信道质量报告没有利用。另外，CQI值有4bit，表示了15中调制编码方式，无法同5bit表示的32中调制编码方式对应起来；

? UE占用的PRB位置是顺序排的，没有特别的挑选；上述方法中，没有考虑UE对小

区吞吐量的影响；计算出UE可以发送的字节数后，在满足UE分得的PRB连续的条件下，挑选对UE的信道质量最好频带从而可以选择调制效率高的MCS，结果UE就可以占用数量较少的PRB。这样，eNB可以充分利用UE在各个PRB处的信道质量报告，协调MCS和PRB的个数，使得UE占用的PRB尽量少，从而提高整个小区的吞吐量。 全部的UE分完后再确定位置

2.11.2 其他调度策略和问题

论文[9]中以FDD帧格式为例子，讲述了LTE下行调度过程。 整个调度器由两部分组成：时域调度器和频域调度器。调度器需要的辅助是：CQI和AMC。CQI应当具体到每个UE在每个PRB处的信道质量，AMC主要是给UE分配完PRB后，给UE分配MCS。 时域调度器完成的功能主要是：从所有UE中选出一部分UE作为可以发送数据的候选集，选择的依据是UE的优先级。决定UE优先级的因素可以有：UE当前缓存数据的延时、UE的吞吐量和UE当前信道质量等等。 频域调度器完成的功能主要是：给候选集中的UE分配PRB，并不是候选集中所有UE都能够分到PRB。一个UE可以分任何数量的PRB，且不要求是连续的。频域调度器有两种模式：

? 按照UE分。UE依某种标准划分优先级，然后按照该优先级依次把PRB分配给UE。 ? 按照PRB分。对于每个PRB，为其选择按照某种标准衡量最好的UE。下面讲述的三

种算法都是基于该模式的。

按照PRB分的方式的重点是在小区吞吐量（频谱利用率）和用户间公平性取得平衡。这方面的算法的区别就是为每个PRB选择UE时采取的衡量标准不同（吞吐量的单位是kbit/s，除以系统带宽就可以得到频谱利用率，单位是kbit/s/Hz） Maximum C/I选择的标准是UE在该PRB处能够获得的即时传输速率值，主要参考的还是UE在该PRB处的信道质量，这样的标准能够达到小区吞吐量的最大值，即使得频谱利用率达到最大，但是同样造成了用户间的不公平性，离基站近信道质量好的UE能够分到更多的PRB和更好的MCS，从而有更高的传输速率（吞吐量），相反，离基站远信道质量差的UE分到的PRB少且调制效率低MCS，从而传输速率低（吞吐量），表现为小区边缘用户的吞吐量低。 Proportional Fair (PF) scheduling algorithm，在增大小区吞吐量的同时加入了用户间公平性的考虑。该算法的衡量标准是：UE在被分配的PRB处能够获得的即时传输速率除以UE过去平均吞吐量（反映了UE的历史情况）。这样，即使UE在该PRB处信道质量很好，如果UE过去的吞吐量较大，那么UE根据该标准的计算值也不会很高。由此，PF算法使得信道质量好的UE不会总是占用大量的PRB，信道质量差的用户也不会总是饥饿。

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Blind Equal Throughput (BET) scheduling algorithm试图为每个UE达到相同的传输速率（吞吐量），只考虑了用户的公平性，没有考虑UE的信道质量。其衡量的标准是：UE过去平均吞吐量的倒数。这样，信道质量差的UE为了同其他Ue获得相同的吞吐量会分到很多个PRB，表现为小区边缘的用户吞吐量大，而信道质量好的UE分到的PRB个数少，造成小区吞吐量下降，频谱利用率下降。 综上，不同的调度算法下，在整个系统频带内，不同的UE占用的PRB的个数和分布是不一样的。第一种下，离基站近的UE占用了大多数的PRB；第二种下，相对合理；第三种下，小区边缘的UE占用了数量多的PRB。决定了UE占用PRB的分布后，可以根据UE在其各个PRB处的信道质量，给UE在其占用的所有PRB上选定一种MCS。对于按照PRB顺序分配给UE的方式，需要说明的是，该方式不适用于上行，因为上行要求UE分配资源在频域上是连续的，但是该方式并不能保证这一点。 存在几个问题不明白：

1. 为什么UE在其信道质量好的PRB处能够获得的更好的传输速率bit/s值？LTE系统中，以

(B/s)/Hz的频带利用率是不是固定的？ 单载波的波特速率固定——>一个PRB的频带利用率，以(B/s)/Hz为单位=单载波波特速率*12/180kHz，也是固定——>一个PRB处选择调制效率高的MCS，就能使得该PRB的以(bit/s)/Hz的频带利用率高。上面的推导是同算法中使用信道质量作为衡量UE在一个PRB处能够获得数据传输速率bit/s是一致的。

2. 根据上面提到的方式2中可能使用的算法，就可以同时确定每个UE PRB的个数和PRB的

位置，同时也确定了UE在一个TTI里可以传输字节数。UE分配了这些字节数后，能满足其各个逻辑信道的QoS要求么？也就是，方式2中的算法里是从小区吞吐量和用户公平性角度考虑，但是没有考虑UE各个逻辑信道的QoS参数。

3 提案

下面是通过阅读提案64中同调度相关的内容的理解。

3.1 R2086307

协议中在UE端进行调度时采用了令牌桶算法，按照协议的规定UE的各个逻辑信道的令

牌桶的大小应当是相同的。该提案中提出每个逻辑信道的桶大小应该是不一样的，应该是PBR*BSD（bucket size duration），上述两个参数都是有高层来配置的。即桶的大小应该是同逻辑信道的优先级挂钩。

3.2 R2087077

提出应该规定MAC CE间的优先级，提案中总结出的优先级顺序如下：

UL-CCCH > C-RNTI > BSR (except for padding) > PHR > Logical Channels

BSR for padding have lowest priority.

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3.3 R208617

提案中主要是讨论了UL方向，SPS的授予、显式释放和隐式释放等问题。

关于SPS的显式释放，提出的解决方案是在PDCCH上用SPS-RNTI给出UL-GRANT，同RAN1商量一个特别的标志做为释放SPS资源，同时当物理层解析到这个标志时，就通知UE的MAC层SPS资源被取消了。同时，当TA timer超时，SPS资源也被释放。 r2已经在087025中就这个问题向R1提出了请求。

3.4 R2086092

提案主要讨论当UL SPS的数据到达时，是不是会触发regular BSR？如果触发，则有可能

使得UE同时得到了动态的ULGRANT和SPS，造成资源浪费。如果不触发，那么eNB端怎么知道当前SPS资源和到达的SPS数据是否合适？只是靠上层配置的参数周期等，能保证SPS数据和SPS资源正好匹配吗？

3.4 R2086346

提案中主要讨论了TTI bundle的问题。TTI的bundle和SPS资源分配是有一定关系的。本

来对于本次重传应该选择的HARQ process是顺序加上去的，TTI bundle使得多个TTI可以用来专门给一个process服务。至于这多个TTI是自由选择还是定了开始按照一定的间隔分布，还在讨论中。

63 R2-084284提出，在36.321 CR0103中定义：

一个UE支持最多8个radio bearer，由此最多8个逻辑信道，所以传数据的逻辑信道号从3到10；EPS ID为什么从0到15？drb id 为什么从3到255？

4 协议

4.1 HSDPA

在25.922中阐述了HSDPA的调度策略。 HSDPA的无线资源管理（RRM）策略主要包括分组调度功能、AMC功能和HARQ功能。 AMC就是eNB根据接收到UE的信号强度或者是UE报告的信道情况挑选调制编码方式。这样，离基站越近，信道质量越好，越能获得调制编码效率高的调制编码方式。

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分组调度和HARQ功能合作处理链路条件变坏时传输速率下降问题。 分组调度算法要综合考虑系统的吞吐量和各个用户的QoS要求。HSDPA的调度策略区分了业务类型，即非实时服务和实时服务。

对于非实时服务，可以使用的算法主要有以下几种：RR（round robin）算法充分考虑了用户间的公平性，Maximum C/I 算法充分考虑了当前系统的最大吞吐量。比例公平算法（PF）是两者的折中。

对于实时服务，需要考虑的两个QoS参数是保证的比特速率和丢弃时间。分组调度算法里可以指定一个计算分组优先级的函数，函数中综合考虑了多个QoS参数，例如：该分组的时延，改组所在队列中分组的平均时延要求，等待队列的大小，无线链路条件等。同时协议中举例说明该优先级函数构造方法。见附录J。

HSDPA的协议中指出了优先级函数的定义方法，可以借鉴。但是并没有指出怎样实现QoS参数——保证比特速率。而且，其中是将服务分成了实时和非实时服务区别对待的。在LTE中，协议指出在下行，对于GBR bearer要保证的的GBR，对于非GBR bearer要保证的是AMBR，但并不知道怎样区分该bearer上的数据是实时还是非实时的，可能无法按照实时和非实时区分对待。

4.2 LTE协议

在LTE的相关协议中，在36.300中提出eNB端在下行方向上，要为每个GBR bearer保证GBR比特速率，为非GBR bearer保证其AMBR，即总和比特速率。在上行方向上，要求UE要保证其各个逻辑信道的PBR（优先比特速率），这部分功能是在UE端调度实现的。

5 论文

5.1 早先的调度算法

基于公平队列的WRR算法、WFQ算法；

实时调度算法，如EDD，FEDD，CD-EDD等；

5.2 适用于LTE的调度算法

看过论文后的初步认识，eNB端调度应该做的是时域调度和频域调度。时域调度主要是计算各个UE在本TTI可以发送数据的字节数。频域调度是指在LTE物理层OFDMA接入技术的要求下，为UE分配物理资源块，使得系统的吞吐量达到最大。同时还要确定UE的调制编码方式。按照现在看到的论文，UE调制编码方式的选择可以同频域调度同时进行，也可以在频域调度完成后再进行选择。 对于时域调度，主要实现的功能包括：计算UE的优先级，计算UE的各个逻辑信道的优先级，实现UE的各个逻辑信道要求的比特速率，从而得到UE可以发送的字节数。 对于频域调度，包括计算UE需要的物理资源块（PRB）的个数和计算UE需要物理资源块的分布。有的算法可以用同一个过程实现上述两步，有的算法是将上述两步分开实现。其中的相同点是，都会用到信道质量报告信息，而且不同的UE在不同的物理资源块上的CQI都是不同的，利用各个CQI，以实现系统吞吐量或者某个目标达到最大，从而选出UE和物理资源块的匹配序列。 存在的问题：

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