LTE无线资源管理

LTE无线资源管理目录无线资源管理概述TD-LTE系统特点TD-LTE的无线资源管理无线资源管理（RRM）就是对移动通信系统中的有限无线资源进行分配和管理，使系统性能和容量达到联合最佳状态无线资源管理的定义与作用►►RRMRRM的作用的作用确保计划业务的QOS确保计划业务的QOS确保小区的覆盖确保小区的覆盖充分的利用频谱资源充分的利用频谱资源无线资源管理的目的无线资源管理的目的是在保证网络服务质量(QoS)的前提下，最大限度地提高频谱利用率和系统容量目录TD-LTE系统特点无线资源管理概述TD-LTE的无线资源管理LTE系统的特点LTE系统的特点共享信道多种系统带宽配置对PS域进行优化网络结构多址技术多天线技术网络结构E-UTRAN侧仅包括eNB一种网络结点，由于目前的网络架构中没有引入进行多小区RRM功能的网元（如RRMServer），RRM功能只能位于eNB中多址技术UMTS系统的多址技术E-UTRAN的多址技术UMTS系统采用CDMA多址技术。在CDMA中多个用户在同一频率上进行通信，任何一个用户的信号对其它用户来说都是干扰，因此CDMA系统是一个干扰受限的自干扰系统，干扰既来自小区内部，也来自小区间E-UTRAN上下行分别采用SC-FDMA/OFDMA的多址技术，SC-FDMA是一种与OFDMA类似的技术。与CDMA相比，OFDMA能够提高频谱效率。同时由于同一小区的不同用户之间资源以频分方式复用，不存在小区内干扰，干扰仅来自小区间由于多址技术的差异，UMTS系统中的RRM与E-UTRAN系统中的RRM存在很多不同之处，如资源计算方法、干扰计算方法等多址技术对RRM带来影响多天线技术在每种MIMO模式下，资源的空间组织形式都是不同的，物理资源在空间维度的变化必然会导致RRM算法的不同UMTS系统的LCR-TDD模式下引入了智能天线技术，其主要作用是通过降低小区间/小区内干扰来提升系统容量在LTE中采用MIMO技术，改变了单天线情况下的物理资源组织形式，引入了资源的“空间维度”。LTE支持多种MIMO模式，并支持在多种模式之间的动态切换对PS域进行优化与UMTS既支持CS域，也支持PS域不同，在E-UTRAN中仅针对PS域中的业务进行优化设计。PS域中的业务具有分组大小不固定，突发性到达的特点，业务参数的定义与CS域业务不同。由于业务参数是多种RRM过程的输入，所以也将导致E-UTRANRRM过程与UMTSRRM的不同E-UTRANRRM过程与UMTSRRM的不同共享信道LTE抛弃了UMTS所采用的专用信道机制，取而代之采用了共享信道机制。在共享信道中，多业务共享同样的资源，并通过分组调度的方式在业务之间进行分配。具体来讲，eNB通过控制信令为每一个TB动态分配所需的传输资源；传输完成后，所使用的资源立即被回收，继续用于其它TB的传输。UMTS主要基于专用信道设计，虽然也引入分组调度功能，但受专用信道的限制，分组调度功能具有很大的局限性-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.LTE中采用共享信道机制多种系统带宽配置E-UTRAN是一个宽带系统，为支持更高的峰值传输速率，其系统带宽配置最大可以达到20MHz。同时E-UTRAN系统也允许灵活的系统带宽配置，如同时支持1.4/3/5/10/20MHz带宽配置带宽配置系统带宽的不同将导致资源数量、频率选择性调度性能和MIMO模式中Precoding性能等方面的差异，从而影响RRM的过程。E-UTRAN中的RRM算法必须适应灵活的系统带宽配置在UMTS系统中带宽配置的灵活性较小，TDD系统允许1.6/5/10MHz三种配置；而FDD只允许5MHz一种配置，RRM算法受系统带宽的影响较小目录TD-LTE的无线资源管理无线资源管理概述TD-LTE系统特点LTE系统RRM的对象√码道资源√智能天线√空间资源√√功率资源√√时间资源√√频率资源UMTSE-UTRANLTE中的RRM过程RAC（无线接纳控制）CMC（连接移动性管理）DRA（动态资源分配）ICIC（小区间干扰协调）LB（负载均衡）RBC(无线承载控制）Inter-RATRRM（系统间无线资源管理）无论对于UMTS还是E-UTRAN，RRM都是一个有机的整体，任何RRM过程都不是孤立的，在设计其中一种RRM过程的算法时，需要考虑该过程和其它过程的关系。只有周全的考虑到这种固有的关系，设计出的算法才能更加符合实际需求RRM模块之间的关系（1）一个过程可能调用另一个过程触发信息调用一个过程可能触发另一个过程一个过程需要为另一个过程提供信息RRM模块间有三类交互RRM模块之间的关系（2）E-UTRAN系统中RRM过程之间的关系示意图RBC（1）RBC负责与RB的建立、维持和释放相关的资源配置当为一个业务建立RB时，RBC功能需要考虑E-UTRAN中资源的整体情况、已经建立业务的QoS需求和新业务的QoS需求在发生切换或其它原因导致无线资源情况发生变化时，RBC需要维护已经建立的RB在出现RB终止、切换等事件时，RBC需要释放与之相关的无线资源RBC（2）RBCRBC与其它与其它模块的关系模块的关系RBC需要调用RAC决定某一RB是否允许被建立，根据RAC的输出进行后续的操作——允许RB建立或拒绝RB建立切换过程如果成功，将在源小区和目标小区触发RBC过程：源小区RBC将回收相关的资源，目标小区RBC则开始建立RB的过程RBC与DRA也有密切的关系，DRA将为RBC提供小区资源的总体情况，而RBC将针对RB的QoS需求指示DRA采用适合的资源调度机制RBC负责与RB的建立、维持和释放相关的资源配置，其资源配置功能可以分解到其它的RRM模块如DRA和CMC模块RAC（1）RAC的任务是准许或拒绝新的RB的建立请求RAC需要考虑E-UTRAN中资源的整体情况、QoS需求、优先级水平和已建立RB的QoS需求，以及请求建立的RB的QoS需求RACRAC的目标是确保较高的资源利用效率（当存在有效资源时，接纳RB建立请求），并且同时保证已经建立的RB的QoS（当无法提供有效资源时，拒绝新RB的建立请求）RAC（2）接纳或拒绝RRC连接建立请求包括接纳或拒绝新的承载建立请求、已建立承载QoS参数更新请求以及切换用户的接纳请求RACSRB的接纳DRB的接纳RAC（3）SRB接纳基本思想•硬件资源限制•小区负荷状况，如果小区拥塞拒绝接纳•MME负荷状况，根据MME的指示判断是否可以接纳RAC（4）硬件资源限制资源占用情况基于资源利用率接纳，设定合适的资源利用率门限，当满足下述条件时，接纳成功，否则接纳失败：（现有用户资源利用量＋新增业务资源需求的预测值）/系统总的可用资源数资源利用率门限QoS参数，包括GBR，PBR以及UE-AMBR，ARP，ARP的抢占属性等•DRB接纳基本思想RAC（5）接纳控制模块与其它RRM模块的关系RAC（6）DRALBCMC其它RBCRAC还有可能考虑终端发送功率限制，基站接收总功率等因素来进行接纳判决DRA将根据目前已建立的RB及其资源分配状态，提供RAC所需的小区资源整体使用情况的信息LB可以判断小区是否处于拥塞状态，RAC根据LB的拥塞状态指示来判断是否进行接纳判决过程Handover过程中，目标小区将调用RAC，并根据RAC的反馈结果决定是否允许UE切换到本小区RAC与其它RRM模块的关系RBC在RB控制过程中需要调用RAC，并根据RAC的反馈结果决定后续处理过程RACCMC（1）CMC负责管理与UE移动性相关（Idle或Connected）的无线资源Connected模式Idle模式•在Idle模式下，CMC通过参数设置（如门限等）来控制小区重选算法，这些参数定义了最好的小区或者决定UE应该何时选择一个新的小区。同时，E-UTRAN通过广播一些参数来配置UE测量上报的过程•在Connected模式下，CMC必须支持无线连接的移动性。切换判决可以基于UE或eNB的测量。此外，切换判决也可以考虑其它输入，例如邻小区负荷，业务分布、传输和硬件资源，以及运营商策略等CMC（2）小区选择−目的：找到一个suitablecell或者acceptcell−准则yS准则Srxlev0Srxlev=Qrxlevmeas–(Qrxlevmin–Qrxlevminoffset)-Pcompensation[FFS]PcompensationOffsettothesignalledQrxlevmintakenintoaccountintheSrxlevevaluationasaresultofaperiodicsearchforahigherpriorityPLMNwhilecampednormallyinaVPLMN[5]QrxlevminoffsetMinimumrequiredRXlevelinthecell(dBm)QrxlevminMeasuredcellRXlevelvalue(RSRP).QrxlevmeasCellSelectionRXlevelvalue(dB)Srxlev小区重选频内及等优先级频间小区重选准则Rs=Qmeas,s+QhystsRn=Qmeas,n-QoffsetForintra-frequency:EqualstoQoffsets,n,ifQoffsets,nisvalid,otherwisethisequalstozero.Forinter-frequency:EqualstoQoffsets,nplusQoffsetfrequency,ifQoffsets,nisvalid,otherwisethisequalstoQoffsetfrequency.QoffsetRSRPmeasurementquantityusedincellreselections.QmeasCMC（3）CMC（4）切换控制切换控制同一个基站下不同小区之间的切换同一个MME及同一个S-GW下的不同的基站之间的切换同一个MME及不同的S-GW下的不同基站之间切换不同的MME及相同或不同S-GW下的不同基站之间切换系统间切换——UE在2G/3G与LTE之间进行切换切换类型CMC（5）切换控制切换控制9无线链路质量9小区负荷9业务类型9UE的频点优先级9选择目标小区时综合考虑参考信号强度或质量、源小区和目标小区负荷情况，提高切换成功率9多准备集小区，降低掉话率9向目标小区上行同步时采用专用preamble，降低切换时延9基站间数据前转，保证无损切换考虑因素基本思想CMC（6）CMC模块与其它RRM模块间的关系CMC模块与其它RRM模块间的关系CMC（7）LB可以触发UE移动到其它小区接受服务在切换过程中，必然会在源小区和目标小区触发RBC过程。目标小区需要调用RAC功能决定是否能够提供相应的资源为切换UE继续服务切换判决过程根据UE的测量报告，邻小区负荷信息以及UE速度等信息决定是否进行切换以及切换到哪个小区小区重选主要是UE侧的动作，系统负责设置相应的门限，因此在系统侧小区重选模块非常简单Inter-RAT之间的切换或小区重选，将导致Inter-RATRRM功能DRA（1）调度的目标实现有限的共享资源在多用户之间的分配。位于eNB的UL调度器和DL调度器分为为UL_SCH和DL_SCH分配物理层共享资源调度可以分配的资源9时间资源9频率资源9功率资源9空间资源•调度的原则„对于下行，eNB可以准确知道每个RB的buffer状态，因此下行调度可以基于RB，但是每个TTI对于一个UE只发送一条PDCCH，不存在perUEperRBgrant„对于上行，BSR上报机制是基于RBG的，eNB可能不能准确知道UE每个RB的具体信息，因此LTE系统上行调度基于UE•调度的粒度„时间粒度：指的是资源分配持续时间，在LTE系统中一次资源分配可以分配一个TTI的资源也可以一次分配多个TTI的资源，时域资源分配的最小粒度