lte系统无线资源管理

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1、TD- LTE LTE系统无线资源管理 1 TD- LTE 目录 无线资源管理概述 TD- LTE系统特点系统特点 TD- LTE的无线资源管理的无线资源管理 2 TD- LTE 无线资源管理的定义与作用 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 RRM的作用确保计划业务 的QOS 确保小区的覆盖 充分的利用频 谱资源 3 TD- LTE 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 4 TD- LTE 目录 无线资源管理概述 TD- LTE系统特点系统特点

2、 TD- LTE的无线资源管理的无线资源管理 5 TD- LTE LTE系统的特点系统的特点 LTE系统的特点系统的特点 网络结构 共享信道 多址技术 多种系统带宽配置 对PS域进行优化 多天线技术 6 TD- LTE 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RRM Server），RRM功能只能位 于eNB中 7 TD- LTE 多址技术 UMTS系统的多址技术 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

3、的自干扰系统，干扰既 来自小区内部，也来自小区间 多址技术对RRM 带来影响 E- UTRAN的多址技术 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 8 TD- LTE 多天线技术 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

4、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 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算法的不同算法的不同 式，并支持在多种模式之间的 动态切换 9 TD- LTE 对PS域进行优化 E- UTRAN RRM过程与过程与UMTS RRM的不同的不同 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

5、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- UTRAN RRM 过程与UMTS RRM的不同 10 TD- LTE 共享信道 LTE中采用共享信道机制中采用共享信道机制 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 - T

6、hemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 11 TD- LTE 多种系统带宽配置 E- UTRAN是一个宽带系统，为支持更高的峰是一个宽带系统，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。同时E- UTRAN系统也允许灵活的系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 系统带宽的不同将导致资源数量、频率选 带宽配置 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。

7、 E- UTRAN中的中的RRM算法必须适应灵活的系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系统允许系统允许1.6/5/10MHz三种配置；而三种配置；而 FDD只允许只允许5MHz一种配置，一种配置，RRM算法受系算法受系 统带宽的影响较小 12 TD- LTE 目录 无线资源管理概述 TD- LTE系统特点系统特点 TD- LTE的无线资源管理的无线资源管理 13 TD- LTE LTE系统系统RRM的对象的对象 资源对象 频率资源 时间资源 码道资源 功率资源 空间资源 E- UTRAN UMTS 智能天线 14 TD- LTE LTE中的中的RR

8、M过程过程 RBC(无线承载控制）无线承载控制） RAC（无线接纳控制）（无线接纳控制） CMC（连接移动性管理）（连接移动性管理） DRA（动态资源分配）（动态资源分配） ICIC（小区间干扰协调）（小区间干扰协调） LB（负载均衡）（负载均衡） Inter- RAT RRM（系统间无线资源管理）（系统间无线资源管理） 15 TD- LTE RRM过程在网络节点中的位置过程在网络节点中的位置 目前E- UTRAN的网络结构中没有引入管理 多小区无线资源的节点，所以RBC、RAC、 CMC、DRA、ICIC和LB功能都将位于 eNB中。Inter- RAT RRM功能需要位于连 接异系统的网关

9、节点中 16 TD- LTE RRM过程在协议层中的位置过程在协议层中的位置 MAC层 调度算法 RRC层 接纳算法 切换算法 干扰协调 其它 Inter- RAT RRM在协议 层中的位置 与异系统之 间的交互机 制相关 17 TD- LTE RRM模块之间的关系（模块之间的关系（1） 触发 RRM模块间有 三类交互 调用信息 18 TD- LTE RRM模块之间的关系（模块之间的关系（2） E- UTRAN系统中RRM过程之间的关系示意图 19 TD- LTE RBC（1） RBC负责与负责与RB的建立、维持和释放相关的资源配置的建立、维持和释放相关的资源配置 当为一个业务 建立RB时，

10、RBC功能需要 考虑E- UTRAN 中资源的整体 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 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 情况、已经建 立业务的QoS 需求和新业务 的QoS需求 已经建立的 RB 20 TD- LTE RBC（2） RBC需要调用需要调用RAC决定某一决定某一RB是否允许被是否允许被 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的过程的过程 RBC与与DRA也有密切

11、的关系，也有密切的关系，DRA将将 为RBC提供小区资源的总体情况，而 RBC将针对将针对RB的的QoS需求指示需求指示DRA采采 用适合的资源调度机制 RBC负责与负责与RB的建立、维持和释放的建立、维持和释放 相关的资源配置，其资源配置功能可 RBC与其它 以分解到其它的RRM模块如DRA和 CMC模块模块 模块的关系 21 TD- LTE RAC（1） RAC 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 RAC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

12、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的任务是准许或拒绝新的RB的建立请求 22 TD- LTE RAC（2） SRB的的 RAC 接纳 DRB的的 接纳 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 23 TD- LTE RAC（3） 硬件资源限制 SRB接纳接纳 基本思想 小区负荷状况，如果小区 塞拒绝接纳 拥 MME负负荷状况荷状况，根据根据MME的的 指示判断是否可以接纳 24 25 TD- LTE RAC（4） DRB接纳基本思想接纳基本思想 硬件资源限制 资

13、源占用情况 QoS参数，包括参数，包括GBR，PBR 以及UE- AMBR，ARP，ARP 的抢占属性等 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 绝对门限 Event A2：服务小区的测量量 服务小区测量量（offset可以为 正值或负 值） Event A4：邻小区的测量量绝对门限。 Event A5：服务小区的测量量 门 限2 切换判决 由事件A3触发切换，即当基站收到事件A3的测量报告后，触发切换过程 目标小区选择 1. 测量值大小绝对门限值 2. 邻小区测量值

14、服务小区测量值+相对门限值 满足上面两个条件的上报的小区添加到目标小区列表，目标小区列表 中的小区按测量值的大小降序排序 35 TD- LTE 切换控制 切换控制 切换流程 最后一步中，源基站选择回复确认消息 的最好的小区作为目标小区，原则为： 1 判断是否有可以接纳所有承载的目标 基站，如果有，则在能接纳所有承载的 目标基站中选择在目标小区列表中位置 最靠前的小区； 2 如果没有，则判断切换用户是否有 GBR业务，如果有，则转至步骤3，否 则至步骤4； 3选择能接纳所有GBR业务承载的目标 基站，在这些基站中选择在目标小区列 表中位置最靠前的小区，如果没有能接 纳所有GBR业务承载的目标基站

15、，则认 为切换准备失败 4 选择能接纳承载数最多的目标基站， 在这些基站中选择在目标小区列表中位 置最靠前的小区 36 TD- LTE ENB间的间的切换切换 ENB间切换的四种可能 服务MME和SGW均不发生变化 服务MME不变而SGW改变 服务MME改变而SGW不变 服务MME和SGW均改变 ENB是否存在X2接口 无X2接口 经SGW间接前转分组数据 有X2接口 经X2接口直接前转分组数据 37 38 TD- LTE 基于X2的切换过程 UE Source eNodeB Target eNodeB MME Serving GW PDN GW Downlink and uplink dat

16、a Handover preparation Handover execution Forwarding of data Downlink data Uplink data 1 Path Switch Request Downlink data Handover completion 2 User Plane Update Request 3a Update Bearer Request (A) 3b Update Bearer Response 4 User Plane Update Response 5. End marker 5. End marker 6 Path Switch Request Ack 7 Release Resource 8. Tracking Area Update procedure TD- LTE 基于S1的切换过程 39 TD- LTE 基于S1的切换过程 40 TD- LTE CMC（6） CMC模块与其它RRM模块间