上行链路与下行链路分组调度器之间存在着一些不同,主要区别列举如下:
1)eNodeB无法完全获知UE处缓存的数据量。关于缓冲器状态报告(Buff-er Status Report,BSR)的详细信息参见8.5.1.2节。
2)由于与eNodeB相比,UE的功率较低,因而上行链路方向比下行链路方向更容易受到功率的限制。这意味着尤其是在宏蜂窝部署中,无法为用户分配高传输带宽,以补偿较差的SINR状态。
3)由于采用的是单载波FDMA传输技术,因而只有邻近物理资源块可以分配给上行链路中的一个用户。LTE中上行链路和下行链路PRB分配的根本区别源于上行链路信道设计,图8-12给出了一个实例。LTE上行链路中的单载波限制条件对频率和多用户分集都会产生不利的影响。
图8-12 单载波限制条件对上行链路中频域分组调度的影响实例
4)上行链路典型特征是干扰的高可变性[24,25]。干扰变化随着TTI的不同而不同,其变化范围可达15~20dB,这使得精确估计上行链路瞬时干扰变得非常困难。因此,在LTE上行链路中,快速自适应调制和编码方案以及信道感知FDPS通常是基于信道状态信息的,这些信息与其自身理想信号路径有关,而与瞬时干扰电平无关。
5)PDCCH上传输的上行链路认可消息,实际上是在TTIn内上行链路传输的信息。存在的4ms时延是由于UE处的PDCCH解码和处理时间,它说明了上行链路中链路自适应和信道感知分组调度具有更大的局限性。更多详细信息,参见第5章中关于PDCCH物理层的描述。
图8-13 分组调度、链路自适应单元和其他上行链路RRM功能之间的互通(www.xing528.com)
上行链路RRM功能及其交互过程如图8-13所示。对下行链路来说,上行链路快速自适应调制和编码(Adaptive Modulation and Coding,AMC)以及频域分组调度器都依靠频率选择性信道状态信息(CSI)。上行链路信道状态信息是根据UE传输的SRS来估计的。上行链路RRM功能的核心是分组调度器之间的交互,包括自适应传输带宽(Adaptive Transmission Bandwidth,ATB)以及所谓的链路自适应(LA)单元。后者是由功率控制(Power Control,PC)、自适应调制和编码(AMC)以及外环链路自适应(Outer Loop Link Adaptation,OLLA)三部分构成的。缓冲器状态报告和调度请求也是上行链路调度器的核心输入部分。
上行链路动态分组调度器与自适应调制和编码功能之间的交互:自适应调制和编码功能负责为分组调度器提供与特定传输带宽下特定用户的信道状态信息。从这个意义上讲,自适应调制和编码功能是上行链路分组调度器和上行链路信道状态信息管理器之间的链路,它根据上行链路传送的SRS,来收集上行链路信道状态信息。如果上行链路分组调度器已为对应的UE分配了特定的上行链路频段,则快速自适应调制和编码功能还负责选择合适的MCS方案。
分组调度器与功率控制功能之间的交互:LTE上行链路中的功率控制功能负责根据QoS限制条件、蜂窝负荷和UE功率能力,在满足SINR最低要求的前提下,对蜂窝内干扰进行限制。上行链路传输功率(dBm)由UE根据如下标准公式进行设定[26]:
PPUSCH=min{PMAX,10lg(MPUSCH)+PO_PUSCH+αPL+ΔMCS+f(Δi)} (8-2)
式中,PMAX是最大允许功率,取决于UE功率等级;MPUSCH是物理上行链路共享信道(PUSCH)上分配的PRB数;PL是UE测量的下行链路路径损耗值(包括与距离有关的路径损耗、遮蔽和天线增益);PO_PUSCH、α、ΔMCS是功率控制参数;f(Δi)是eNodeB传送的闭环功率控制校正值[26]。
在式(8-1)中,假定ΔMCS=0和f(Δi)=0,则可以绘出上行链路SINR的分布情况(因而可以得到系统性能),它与功率控制参数和传输场景密切相关,如图8-14所示[27]。通常情况下,上行链路的功率控制参数决定了用户工作的SINR平均值区域,它与下行链路中的G因子类似。由于UE根据分配的传输带宽来执行功率标定过程,分组调度器需要具备UE发射功率频谱密度等信息,这样分配的传输带宽不会造成UE功率能力超额。在这种应用中,LTE上行链路中的功率余量报告已经实现了标准化,详细信息参见8.5.3.1节。
外环链路自适应功能与自适应调制和编码功能之间的交互:正如前面所指出的,自适应调制和编码功能负责完成两项任务:在分组调度器和信道状态信息管理器之间提供链路;上行链路分组调度器选择最合适的MCS,用于在所选的上行链路频段上传输数据。为了完成这些任务,自适应调制和编码功能需要将信道状态信息从信道状态信息管理器映射到SINR和/或MCS上。这种功能与下行链路相似。OLLA的主要目标是在信道状态信息管理器的输出端,补偿信道状态信息中的系统误差,这样分组调度器与自适应调制和编码功能就能正常工作。
图8-14 在不同传输场景和功率控制参数下,每个用户SINR平均值的CDF[27]
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