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LTE系统的半静态调度传输解决方案(上)

(2010-05-24 21:48:41)
标签:

lte

悟空的水帘洞

it

摘要:本文介绍了在长期演进LTE系统中,对VoIPVoice Over IP)、视频流等业务采用的半静态调度技术的概念以及实现方式,详细描述了最新版本协议中半静态调度传输中的问题以及解决方案。

 

一、概述

2005年春季,3GPP就启动了长期演进LTE(Long Term Evolution)的标准化工作。经过近3年的时间,其标准化工作在2008年底基本完成,目前国内外各大通信设备厂商已经有了比较明确的设备推出时间表。

LTE系统在初期阶段即提出在20M带宽上达到下行100M,上行50M的峰值速率;接入网用户层时延小于5ms,控制层时延小于100ms等的目标,另外,LTE很重要的一个业务上的特点就是取消了全部电路域的业务,提出了全IP网络的概念,利用VoIP的分组数据传输技术来承载话音业务。LTE系统支持的丰富的业务类型和高速的数据速率,对其分组调度技术也提出了很高的要求。本文将主要介绍LTE系统为了支持VoIP业务,结合系统自身特点所采用的一种新的调度技术—半静态调度传输

 

二、LTE系统中的资源调度

与传统3G移动通信技术不同的是,LTE系统采用下行OFDMA,上行SC-FDMA的接入方式,供基站进行调度的传输资源由以前3G CDMA系统的码域资源变成了时频二维资源。同时,LTE系统中取消了专用信道,采用共享信道的调度式资源分配方式,更加可以使得无线资源得以最大限度的有效利用。

LTE系统采用共享资源的方式进行用户数据的调度传输,eNB(基站)可以根据不同用户的不同信道质量,业务的QoS要求以及系统整体资源的利用情况和干扰水平来进行综合调度,从而更加有效的利用系统资源,最大限度的提高系统的吞吐量。LTE共享资源调度传输的方式如图1所示

 

 LTE系统的半静态调度传输解决方案(上)

LTE系统中,每个用户会配置有其独有的无线网络标识(RNTI),eNB通过用UE的RNTI对授权指示PDCCH进行掩码来区分用户,对于同一个UE的不同类型的授权信息,可能会通过不同的RNTI进行授权指示。如对于动态业务,eNB会用UE的小区无线网络标识(C-RNTI)进行掩码,对于半静态调度业务,使用半静态小区无线网络标识(SPS-C-RNTI)等。



 

三、半静态调度技术介绍

LTE采用的共享式资源分配调度方式可以极大程度的利用无线通信资源,但是同时,这种调度方式带来的开销也是系统设计者必须要考虑的问题之一。在LTE系统中,取消了全部电路域的话音业务,而代之以数据域的VoIP业务。但由于话音用户的数量往往比较庞大,LTE又采用共享式调度的资源分配方式,每次传输都需要相关的控制信息,所以控制信息的开销过大将可能变成限制LTE系统所能够同时支持的用户数,能达到的系统吞吐量的瓶颈。在LTE系统中,其带宽所能支持的VoIP用户数是其可以调度指示用户数的5倍左右,于是,对于VoIP业务而言,LTE系统控制信息的不足将极大的限制其所同时支持的用户数。针对这类数据包大小比较固定,到达时间间隔满足一定规律的实时性业务,LTE引入了一种新的调度方式—半静态调度技术(Semi-Persistent Scheduling)。简单而言,半静态调度方式是指在LTE的调度传输过程中,eNB在初始调度通过PDCCH指示UE当前的调度信息,UE识别是半静态调度,则保存当前的调度信息,每隔固定的周期在相同的时频资源位置上进行该业务数据的发送或接收。容易理解,使用半静态调度传输,可以充分利用话音数据包周期性到达的特点,一次授权,周期使用,可以有效的节省LTE系统用于调度指示的PDCCH资源,从而可以在不影响通话质量和系统性能的同时,支持更多的话音用户,并且仍然为动态调度的业务保留一定的控制信息以供使用。

以典型的VoIP业务举例,其数据包到达周期为20ms,则eNB只要通过PDCCH给UE半静态调度指示,UE即按照PDCCH的指示进行本次调度数据的传输或者接收,并且在每隔20ms之后,在相同的时频资源位置上进行新到达的VoIP数据包的传输或者接收。如图2所示,标记为绿色的资源即为UE周期进行发送或者接收的资源位置。

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