156 信道相关调度和速率自适应

文摘   2024-09-08 22:01   江苏  

上一篇提到的内容是:155 LTE的传输方案,继续这个主题。

LTE传输方案的核心是共享信道传输的使用。所谓共享信道,指的是多个用户共享相同的时间-频率资源进行数据传输,而不是每个用户拥有固定的信道资源。

LTE系统会根据不同用户的需求,动态分配整体的时频资源。这意味着系统会根据各个用户的实时数据需求,在时间和频域上灵活地调整资源分配。这种动态性可以在不同用户之间有效分配带宽,确保资源利用的最大化。

共享信道传输特别适合于数据包通信。数据包通信的特点是数据需求会快速变化(例如,浏览网页时数据传输速率可能会在某一时刻激增,而在另一时刻减少)。LTE通过共享信道,可以灵活应对这种需求变化。

共享信道传输也是支持LTE其他核心技术的基础。例如,MIMO(多输入多输出)、调度算法以及自适应调制编码等技术,都依赖于共享信道的灵活性,来提高系统的整体效率和性能。

基站调度器负责在每一个时间点,决定哪些用户可以使用共享资源的不同部分,可以对每个时刻的资源分配进行精确控制。

调度器可以决定每次传输所使用的数据速率。通过控制数据速率,系统可以根据不同用户的需求和信道条件,灵活调整传输速率,从而优化传输效率。速率自适应是调度器功能的一部分。通过自适应调整数据速率,系统可以在信道状况变化时,保持传输效率。

调度器在很大程度上决定了整个系统的性能,特别是在网络负载较高的情况下。调度器的有效性和效率,对系统的整体容量和用户体验起着决定性作用。

LTE系统中的上下行传输(下行是基站到用户设备的传输,上行是用户设备到基站的传输)都受到严格的调度控制。调度器在两个方向上同时发挥作用,以优化整体系统性能。

在调度决策中考虑信道条件,可以显著提高系统容量。信道条件指的是用户与基站之间的无线通信质量。通过对信道质量的动态监控,调度器可以选择那些当前信道条件最佳的用户进行数据传输,最大化数据传输效率。

这种依赖于信道条件的调度方式,被称为信道相关调度,它在提高系统性能和容量方面具有重要作用

由于LTE采用OFDM(正交频分复用)技术进行上下行传输,调度器能够同时在时域和频域中进行资源分配。换句话说,调度器可以在每个时间点和每个频率范围内,选择信道条件最好的用户进行数据传输。

这种双域调度的灵活性,使得调度器能够更高效地利用系统资源,尤其是在高负载条件下,能够更好地应对多用户同时接入的情况。

图7.2用图形化的方式,展示了调度器如何在时间和频率两个维度上选择最佳信道条件的用户。这说明了调度器在进行资源分配时不仅考虑时间,还会结合频率资源的使用情况来做出最优决策。

低速移动时,即当信道随时间变化较慢时,频域内的信道相关调度特别有用。也就是说,当用户移动速度较慢时,信道条件变化较为缓慢,可以在不同频率上观察到更稳定的信道质量差异,调度器可以利用这些差异优化资源分配。

信道相关调度的目标,是通过利用不同用户之间的信道质量变化,提升系统容量。例如,某些用户在特定频率下的信道质量可能更好,调度器可以优先分配这些频率资源给信道条件较好的用户,从而提高整体系统性能。

对于时延敏感的服务(如语音或视频通话),调度器仅在时域内进行调度可能会遇到挑战。由于这些服务对时延有严格的要求,调度器可能需要在某些情况下调度特定用户,即使该用户的信道质量在该时刻并不理想。

在这种情况下,如果能够在频域中利用信道质量的变化,则有助于提升系统的整体性能。例如,即便在时间上无法选择最佳的传输时刻,调度器仍可以通过选择更好的频率资源来提高传输效率。

在LTE系统中,调度决策的频率是每1ms一次,频域的粒度则为180 kHz。这种高频率的调度,使得LTE系统能够更好地适应快速变化的无线环境,提升数据传输的效率和稳定性。

为了支持下行链路的调度,用户终端可以向网络提供信道状态报告,这些报告指示了瞬时下行信道的质量,包括时域和频域的信息。

用户终端通过测量基站发送的参考信号,来获得信道状态。这些参考信号为用户提供了当前信道质量的信息,终端将此信息反馈给基站,用于调度决策

基站根据信道状态信息(CSI)来做出调度决策,决定将哪些资源分配给不同的终端设备。在调度过程中,基站会综合考虑时和频域的信道质量,尽可能将资源分配给那些信道条件较好的用户,以优化下行链路的传输效率。

在LTE系统中,上行链路是基于正交分离的,正交分离确保在同一时间和频率资源上,不同用户的信号不会相互干扰,使得多个用户可以同时有效地传输数据。

然而,获取上行链路信道条件的信息,在某些情况下可能并不可行或不合适。例如,当信道条件变化迅速,或者获取信道状态信息需要消耗过多的系统资源时,获取这些信息可能会变得困难。

因此,需要其他手段来确保上行链路的可靠性和性能。这时,上行分集变得非常重要分集技术可以在信道状况较差的情况下,也能确保数据传输的质量。

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阿米尔C,2016年CSDN博客之星。予人玫瑰,手留余香。
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