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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(shí)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(gè)信道有專門對(duì)應(yīng)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(duì)調(diào)度器的設(shè)計(jì)的要求自然就提高了，跟早期的很多接入系統(tǒng)不同每個(gè)用戶的業(yè)務(wù)都有專門的信道。當(dāng)然到了HSPA時(shí)已經(jīng)已近是共享信道的概念，但是主要還是針對(duì)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(jì)，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(duì)于系統(tǒng)的性能影響很大，對(duì)于LTE十分重要，我們?cè)谇懊嬷v了，LTE的幾乎所有的應(yīng)用與業(yè)務(wù)都是使用共享信道，由于各個(gè)業(yè)務(wù)與應(yīng)用的對(duì)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(yàn)是否比較好；
最好的利用時(shí)/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(gè)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(fù)責(zé)上下行的調(diào)度，上下行是不同的調(diào)度器負(fù)責(zé)，因?yàn)樯舷滦惺褂猛耆?dú)立的資源，而且在鏈路性能的監(jiān)測(cè)方面幾乎也是獨(dú)立的，因此設(shè)計(jì)時(shí)，盡量能夠獨(dú)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(yīng)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(fù)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(duì)應(yīng)一個(gè)UE邏輯信道組，而不是對(duì)應(yīng)一個(gè)無線承載的。

因此調(diào)度器的設(shè)計(jì)需要考慮以下的因素：

QoS，針對(duì)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(jí)處理；
同用戶的不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)處理，這體現(xiàn)在對(duì)不同的邏輯信道的處理上；
用戶所處的無線信號(hào)狀況，選擇最好的信號(hào)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(gè)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(gè)TTI可以綁定組成更長(zhǎng)的TTI，這個(gè)主要用于在小區(qū)邊緣支持語(yǔ)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(shí)通過TTI綁定可以達(dá)到可以較好的支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)；
負(fù)責(zé)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(hào)，隨機(jī)接入等，其他資源都是共享的，因此相對(duì)于3G的調(diào)度方式，它更像WiMAX的調(diào)度方式，是一個(gè)完全動(dòng)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?gòu)?qiáng)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(duì)不同業(yè)務(wù)特性設(shè)計(jì)的，如下所示：
動(dòng)態(tài)調(diào)度
對(duì)于UL-SCH 和DL-SCH是最基本的調(diào)度方式，對(duì)動(dòng)態(tài)調(diào)度在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的支持，更加靈活的傳輸格式完全可變長(zhǎng)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(jì)對(duì)高數(shù)據(jù)率的時(shí)候，可以采用很長(zhǎng)的RLC PDU，因?yàn)轭~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(dòng)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(dòng)態(tài)調(diào)度示意圖
上圖說明簡(jiǎn)單描述了一個(gè)上行動(dòng)態(tài)調(diào)度的示意圖，

首先在UE端有一個(gè)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(qǐng)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(qǐng)求，或者通過PRACH，此時(shí)是采用競(jìng)爭(zhēng)的方式發(fā)送調(diào)度請(qǐng)求；
eNB按照一定的調(diào)度原則，如果可以的話就會(huì)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(bào)告告訴eNB對(duì)應(yīng)的邏輯信道組有多少數(shù)據(jù)要發(fā)送，對(duì)于上行eNB調(diào)度是針對(duì)邏輯信道組而不是一個(gè)無線承載；
然后eNB對(duì)用戶請(qǐng)求的資源情況，分配相應(yīng)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(jí)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(duì)于UL & DL VoIP)，RRC信令負(fù)責(zé)靜態(tài)調(diào)度參數(shù)(周期)的配置，PDCCH信令負(fù)責(zé)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(duì)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(shí)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(yīng)的減少了空口資源的使用。

當(dāng)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(gè)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(gè)HARQ進(jìn)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(yīng)的配置授權(quán)與配置的資源要丟棄。

3.4.4.2.1 下行

當(dāng)下行SPS資源分配配置好以后，在每一個(gè)子幀，UE通過計(jì)算下面的公式來判斷是不是在這個(gè)子幀有這個(gè)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(gè)值的設(shè)置可以在初始化或者重配的時(shí)候告訴UE的。

3.4.4.2.2 上行

當(dāng)上行SPS授權(quán)（Grant）配置好，則UE認(rèn)為在滿足下式的子幀都會(huì)存在這個(gè)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(gè)值的設(shè)置可以在初始化或者重配的時(shí)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(gè)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(dāng)然這個(gè)資源就要按照通常的調(diào)度來獲得了。

回答者： xhy1331 回答時(shí)間：2013-07-27 15:58

3.4.5 調(diào)度請(qǐng)求

調(diào)度請(qǐng)求（SR）用于請(qǐng)求上行共享信道資源用于發(fā)送上行數(shù)據(jù)所用，當(dāng)觸發(fā)了SR時(shí)，它就會(huì)一直處于掛起的狀態(tài)知道它被取消為止，也就是要么當(dāng)這次請(qǐng)求得到滿足或者這個(gè)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(bào)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(dú)占式的資源，UE應(yīng)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(jìng)爭(zhēng)方式來獲得調(diào)度機(jī)會(huì)。
如果觸發(fā)了一個(gè)SR，并且同時(shí)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(gè)SR正被掛起，那么在每一個(gè)TTI，UE都要按照下面流程處理：

如果在這個(gè)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(gè)隨機(jī)接入的過程，并且取消所有掛起的SR，這段話的意思就是，當(dāng)UE有數(shù)據(jù)要發(fā)送，這是就要向eNB請(qǐng)求上行資源，但是卻沒有PUCCH來發(fā)送SR，那么就要通過隨機(jī)接入來發(fā)送調(diào)度請(qǐng)求。
如果在這個(gè)TTI UE有合法的PUCCH資源用于發(fā)送SR，并且這個(gè)TTI不屬于測(cè)量時(shí)間（由于在切換的情況下，UE要測(cè)量鄰小區(qū)的信號(hào)，根本無法處理當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的服務(wù)，因此即使在當(dāng)前屬于UE的服務(wù)時(shí)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(hào)；
否則，
指示RRC釋放PUCCH/SRS資源（一般來說eNB會(huì)響應(yīng)UE的SR請(qǐng)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(cuò)了，此時(shí)相當(dāng)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(jī)接入過程并且取消所有掛起的SR。
2. 如果在這個(gè)TTI里有可用的上行資源，那么就取消所有掛起的SR，因?yàn)榇藭r(shí)請(qǐng)求已經(jīng)得到eNB的確認(rèn)，并且被eNB調(diào)度了。
【注】由于這里的排版問題，可以對(duì)照協(xié)議來看吧。這一節(jié)相對(duì)比較簡(jiǎn)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(xué)習(xí)了�。�

yuci 2014-07-10 16:24

學(xué)習(xí)了，相關(guān)內(nèi)容的原協(xié)議是哪個(gè)啊

秋末枯草 2014-07-16 17:10

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