上行链路分组调度优化方案

上行链路分组调度器的主要功能是充分考虑其他RRM功能针对它施加的限制条件和/或要求，在用户之间共享可用无线资源。

1）分组调度器和DRX/DTX。如果用户不监听L1/L2控制信道，则无法调度它们通过PUSCH来传送数据。

2）分组调度器和功率控制。当分组调度器（ATB）将上行链路传输带宽分配给特定用户时，必须考虑UE的传输功率能力。

3）分组调度器和QoS。分组调度器负责满足用户QoS的要求。

4）分组调度器和BSR。只有当用户拥有待传输数据时，才可以调度它们进行数据传输。同时，用户之间的优先级可以根据BSR传送的信息来分配（如具有高优先级数据的用户的优先级要比拥有低优先级数据的用户的优先级高）。

5）分组调度器和HARQ。同步HARQ主要用于LTE上行链路。因此，如果早期传输失败，则必须对UE进行调度。

6）分组调度器和MIMO。在3GPP规范Release8中，引入了上行链路多用户MIMO（Multi-userMIMO，MU MIMO）。采用MU-MIMO技术，上行链路分组调度器可以同时为两个用户分配相同的频率资源。用户之间的正交性可以通过使用根据SRS测量值得到的可用频域信道状态信息来实现。无论是在下行链路，还是在上行链路，都不需要支持上行链路MU-MIMO的特殊信令。

至于下行链路（见图8-6），上行链路分组调度器可分为两个子单元：一个子单元工作在时域（TD），另一个子单元工作在频域（FD）。时域量度通常根据QoS经验值、QoS要求以及缓冲器占有率来计算。信道感知时域调度量度只需要考虑宽带信道状态信息。基本上，上行链路和下行链路的时域调度器工作原理相同。唯一的不同之处在于，由于存在着上行链路同步HARQ，上行链路中的时域调度器在为包含未决重传数据的用户分配优先级时，通常与其他用户的优先级、QoS和信道状态无关。

频域中的优先级分配是根据特殊的频域调度量度来进行的，即通常是基于根据从SRS测量值得出的频率选择性信道状态信息计算出来的。在推导频域调度量度时，需要考虑QoS要求和BSR。上行链路和下行链路频域PS之间的主要区别在于，在上行链路中，FDPS算法必须符合由单载波传输和UE功率能力有限导致的限制条件。

8.5.3.1 具有快速自适应传输带宽的频域分组调度器实例

LTE支持上行链路中的快速自适应传输带宽（ATB）技术，即用户传输带宽可以基于每个TTI进行修改，它取决于信道状态、流量、QoS条件的满足程度等。使用快速ATB技术，用户传输带宽的分配可以集成到FDPS算法中。使用这种方法，通过简单引入基于每个UE的QoS量度（该量度取决于其QoS要求的满足程度），QoS感知调度器可以与信道感知调度结合实现。在时域中，可以根据QoS量度，向用户发送命令，而在频域中，频率特性调度量度可能会受到基于QoS量度的影响。这样，通过在时域或频域内，根据蜂窝临时负荷情况，将不同QoS用户的资源分配区分开来，就能够保证快速ATB自动适应蜂窝负荷的变化。

根据上行链路SRS测量值，假定上行链路分组调度器处的频率选择性上行链路信道状态信息是可用的（参见8.5.1节），则我们可以根据上行链路信道状态信息、QoS要求满足程度、缓冲器状态信息等，来对每用户每PRB的调度量度进行定义。图8-18给出了FDPS算法的一个实例，首先为位于相应PRB上具有最高级调度量度的用户分配资源。然后，根据LTE上行链路单载波传输限制条件对用户进行“扩展”，直到另一个具有较高调度量度的用户满足要求，或者超过UE传输功率限制条件（可以通过UE报告的功率余量信息来实现），或者UE没有更多的待传输数据（可以通过UE报告的缓冲器状态信息来实现）。这样，不断重复类似的过程，直到整个带宽被使用或者没有更多用户可供调度为止。(www.xing528.com)

图8-18 LTE上行链路中的快速自适应传输带宽和频域分组调度算法组合实例

与更复杂的FDPS算法相比，该实例中描述的快速ATB框架能够实现大部分增益。这些复杂算法试图通过使用穷举法^[31，32]，来得到近似最优FDPS解决方案。由于算法本身具有迭代特性，因而除非时域框架能够有效限制系统的调度次序，否则算法本身的复杂性仍然比较高。正是由于这个原因，3GPP工作项目阶段已经完成的许多仿真，都假定上行链路分组调度的带宽是一个固定值^[33]。

图8-19和图8-20给出了与频域的盲调度相比，上行链路FDPS（正比公平）增益的一些实例。

通常情况下，当采用用户吞吐量中断标准来测量系统容量时，可以观察到较高的增益值。其原因在于来自于正比调度的SINR增益通常映射到SINR较低区域的高吞吐量增益中。同时，需要注意的是，给定用户传输带宽，当并发用户数达到15时，来自于频域调度的蜂窝吞吐量增益通常会趋于饱和。

图8-19 当存在1个宏蜂窝，且固定用户传输带宽为6PRB时，来自于上行链路频域调度的增益，它是用户数的函数

图8-20 当存在1个宏蜂窝，并发用户数为60时，来自于上行链路频域调度的增益，它是用户传输带宽的函数

通过降低用户传输带宽，频域调度增益将会增加（见图8-20）。由于单载波限制条件的存在，在每个TTI中，需要调度大量用户，以充分利用信道的频率选择性。在实际应用中，由于PDCCH限制条件的存在，在每个TTI内，能够调度的用户数大约为8～10户，这意味着用户传输带宽大约是5或6个PRB。因此，当来自于上行链路频域调度的潜在增益分别是平均蜂窝吞吐量的40%、中断用户吞吐量的85%时，单载波限制条件和PDCCH实际实现方案分别会将实际可实现的增益限制在25%和50%左右。