屈刚 唐欣

【摘要】无线分组调度是无线资源管理的核心，有效的无线调度算法是实现LTE性能要求的关键之一。本文在对LTE系统的调度机制进行介绍的基础上对其优缺点进行了分析，有一定的指导意义。

【关键词】LTE;无线资源;调度机制

1.引言

资源调度是根据一定的规则，完成时间、频率、功率、空间（MIMO情况下）资源的分配。所谓的一定的规则指的是资源调度算法，分配对象是时间、频率、空间、功率等资源，接受资源的竞争者是接入用户。

2.LTE资源调度

2.1 调度颗粒

LTE物理资源在频域和时域上共同定义，RB（Resource Block，资源块）是调度的最小单元，在频域上由12个子载波组成，在时域上包括7个OFDM符号（常规CP下），时间长度为一个时隙的时间长度即0.5ms。调度在1ms的时间间隔即一个TTI（Transmission Time Interval，传输时间间隔）内，时域上连续的14个OFDM符号上执行。通过在不同调度周期内，对不同用户、不同业务动态分配RB和功率资源来实现最佳的LTE系统性能。

2.2 调度器

在LTE系统中调度功能由调度器完成。调度器位于MAC层，又可具体分为上行调度器和下行调度器，分别执行上下行的资源分配，分组调度是MAC层的核心作用[1]。

CQI（Channel Quality Indicator，信道质量指示）反映无线网络的信道质量，信道的CQI可由SINR、BER（bit error rate，误比特率）、PLR（packet loss rate，丟包率）等计算出。

LTE下行分组调度的一般模型如图1所示。每个TTI内，调度器接收用户上报的信道状况，同时接收来自高层（应用层）的用户队列信息和QoS信息，将用户队列信息放入缓存区内等待分配资源。每个TTI内，分组调度器根据分组调度算法决定哪些用户被调度。在这个系统中，每TTI内每个用户被分到0个，1个或多个RB的情况均可能出现。

图1 LTE下行分组调度的一般模型

分组调度可分为TDPS（Time Domain Packet Scheduler，时域分组调度）和FDPS（Frequency Domain Packet Scheduler，频域分组调度）。TDPS根据来自HARQ管理器的信息，决定调度候选者，即能在下个TTI中获得资源的用户，把他们交给FDPS，FDPS为挑选出的用户分配资源。上行调度过程和下行相似，不同点是上行调度时缓存区在UE端，但调度器仍位于eNodeB端。调度前需向eNodeB上报缓存区状态，获得调度允许后进行资源分配。

2.3 被调度个体

从被调度个体来看，LTE的调度有两种方式，一是以UE为单位，二是以RB为单位。

（1）以UE为单位

资源分配时先以UE为单位进行，然后在不同RB间按照一定的规则再进一步划分资源。具体做法是先根据某一算法计算所有用户的优先级，之后按照优先级顺序为用户分配资源。

（2）以RB为单位

资源分配以RB为单位时，直接把每个RB分配给相应的用户。具体做法是，根据某一算法计算所有用户在每个RB上的优先级，把RB分配给优先级最高的用户。与以UE为单位的方式相比，调度颗粒更小，可更好地保证业务QoS要求，但同时也往往增大了信令开销。

根据系统性能需求来选择资源分配方式，保证QoS时使用以RB为单位的方式，而要最大化资源利用率时应使用以UE为单位的方式。

2.4 调度方式

相对于3G的调度方式，LTE系统在MAC层的调度是完全动态的，但每种业务依然可根据其特性选择不同的调度方式。调度方式一般可分为持续调度、半静态调度和动态调度三种。

（1）持续调度

持续调度又被称为静态调度，是一种周期性调度，主要针对广播消息，即SIB消息映射到共享信道，然后周期性的发送。其特点是周期在RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）层已配置好，且一旦配置好就不会再改变，占用的资源就是按照固定分配的形式来使用。

持续调度不需要在每次调度时都传送信道状态信息、下行调度信令等，所以此调度方式的优点是信令开销小。此外，该调度方式的用户分集增益和频率分集增益较低，灵活性也较低。

（2）半静态调度

半静态调度可以看成对持续调度的一种补充，也是由RRC层预先设置好RB、MCS等的配置以及修改配置信息。该调度方式适合突发特征不明显，有保证速率要求的业务，最典型的业务是VoIP。在持续调度中，系统预先为VoIP用户配置各种资源，然后按照配置信息在预留资源上传输VoIP数据。该调度方式控制信令开销也小，灵活性较动态调度稍差。

（3）动态调度

动态调度是指由MAC层根据信道质量实时地、动态地为接入用户分配时频资源、MCS等级以及允许接入速率，其资源利用率和灵活性很高。该调度方式合适突发特征明显的业务。

3.小结

本文针对LTE网络特点对其资源调度机制进行了分析，并总结了其优点和不足。

参考文献

[1]杨星宇，谷向阳.LTE系统中上行调度的研究与实现[J].电视技术，2011，35（01）：63-65.

[2]Mourad Abdel-Majid，Brunel Loic，Okazaki Akihiro，et al.Channel Quality Indicator Estimation for OFDMA Systems in the Downlink[C].2007 IEEE 65th Vehicular Technology Conference.2007：1771-1775.