算法分析
LTE系统上行调度算法研究
杨洋1吴翠先12籍慧琴1
(1.重庆邮电大学重庆400065;2.重庆信科设计有限公司重庆400065)
数事执本与或用
摘要：无线资源调度是LTE系统研究的一个热点问题。LTE上行链路采用了单载波正交频多址(SC-FDMA)技术,要求在调度时为任一用户分配的 RB必须是连续的，使得LTE下行调度算法不能直接应用上行调度。本文对LTE系统上行链路资源调度同题的研究状况进行了概述，分别从信道感知、比例公平、QaS保证三个方面，对现有调度算法进行了分析和比较。重点分析比较了各个算法在保证分配的RB连续的前提下系统性能,并提出了进一步研究的方向
关键词：上行调度信道感知PFQoS保证
中图分类号:TP393
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2013)08-0118-03
Abstract: Wireless resource scheduling has been a bot issue of research in LTE. Due to LTE uses Single Carrier Frequency Division Multiple Access(SC-FDMA)as the uplink transmission scheme, resource assigned to the same user equipment (UE) must be contiguous for the uplink, so scheduling algorithms in LTE downlink can't be used for the uplink directly. In this paper, we overviewed recent developments in scheduling algorithms and allocation problems in LTE system, and evaluated the performance of some LTE uplink scheduling algorithms for channelaware, Proportional Fair, and QoS guaranteed. This was emphases that we analysed the performance of these algorithms on the promise that resource ssigned to the same user UE must be contiguous, fiurthemore the problems to be fiurther investigated were presented.
Key Words: uplink scheduling channelaware PF QoS guaranteed
1引言
LTE是继第三代移动通信之后3GPP组织启动的新一代移动通信标准，以OFDM主要技术为基础，目标是实现更低时延、更高用户传输速率，更大系统容量和更好的QoS保证。无线资源管理(RRM)是实现这些目标的一条重要的途径。LTE系统采用了共享信道的机制，为了更加有效地利用和分配共享资源，需要在不同用户之间进行调度，调度功能是由位于eNodeB侧的MAC层中调度器完成的。LTE系统中，上行采用SC-FDMA技术，要求分配给任一用户的RBs必须是连续的，所以传统的用于下行调度的分组调度算法最大载干比(Max C/I)，轮询(RR)"，比例公平(PF)都不能直接用于上行调度。LTE 上行调度首要考的就是，要保证分配给用户的RBs是连续的，然后才能考患影响调度的优先级因子。
资源调度对实现资源的合理利用，用户业务的QoS保证起着重要作用，目前国内外围绕上行调度展开了大量的研究。本文对现有 LTE上行调度的研究现状进行了概述，明确了研究的问题难点所在，阐述了解决这些问题的方法和思路。在此基础之上，提出了下一步研究的重点和方向。
UE
待传数据
SR上报调度授权 BSR上报上行调度准许上行数据
图1上行调度流程
eNodeB
2上行调度流程
LTE系统上行调度过程如图1所示，UE首先向eNodeB发送调度请求(SR),SR只负责告知eNodeB是否有资源需求，面具体需要多少资源则由之后的信令交互完成。eNodeB接收SR之后，向UE发送调度准许，先配置一少部分资源给UE用于上传BSR。UE通过发送 BSR，告知eNodeB自已待传输的数据量大小,eNodeB接收到BSR之后，根据该UE上报的SRS及UE业务的QoS需求等上行调度的决策因素，通过具体的调度算法决定是否给UE分配资源，若UE获得上行调度准许，则eNodeB向该UE发送上行发送需要的的资源块分配信息，并封装到上行调度准许信息发送给UE。UE接收到上行调度准许信息之后，解析出调度资源块的分配信息，然后在相应的上行
子顿连续的RB上发送上行数据。（图1) 3基于信道感知的调度算法
调度算法的好坏决定了系统的性能，面分组调度是LTE系统调度的关键所在。无线信道具有时变特性，所以人们提出了依赖于信道状态的调度算法。这些算法的基本思路是：依据对信道的感知，充分利用无线信道的时变特性，优先为信道质量好的用户提供调度资源，同时要保证分配给用户的RB具有连续性
文献所提算法采取了最简单的方式，利用搜索树给每个用户只分配一个RB，这样虽然保证了用户所分配的资源在频域上是连续的，但是当用户数小于RBs数的时候就会造成资源浪费。文献(提出了三种基于信道感知的上行调度算法，分别是优先最大扩张(FME) 算法、递归最大扩张(RME)算法，最小不同区封装(MADE)算法。 FME算法以信道质量的好坏作为调度的标准，在N个UE和M个RB 形成的N+M的矩阵中，在矩阵中查找信道质量最好的UE，将对应的 RB分配给UE，然后扩需到RB和RB，比较它们的信道质量，选取信道质量好的那个，如果该RB对应的UE是UEj且此RB尚未分配，则该RB分配给UE，如果该RB对应的UE是新的UE.且此RB尚未分配，则该RB分配给UE，依此查找直到所有的RB扩张查找结束，算法复杂度为O(N+M),RME算法的思想和FME算法一样，不同的是
基金项目：重庆市自然科学基会(cstc2012jA40054)。
作者简介：杨洋，男，1987年出生，项士研究生。主要研究方向为LTE系统上行资源调度算法 118