基于LTE干擾協調的調度方案

楊超煒，沈雪

（國家信息技術安全研究中心，北京 100084）

基于LTE干擾協調的調度方案

楊超煒，沈雪

（國家信息技術安全研究中心，北京 100084）

LTE 系統下行選用 OFDMA 接入方式，使小區內的用戶信息承載在相互正交的不同載波上,解決了小區內干擾的問題，提高了小區整體的吞吐量。但是各小區采取相同頻率通信加劇了小區間干擾問題。目前的靜態干擾協調算法，因資源占用和服務用戶的質量來說都與現實情況有很大的出入，正在傾向于改為動態干擾協調策略，使用的調度策略通常也要采用動態方式。

LTE；動態調度；干擾協調；小區切換

1 LTE 干擾協調中存在的調度問題

小區間干擾協調是位于小區邊緣和小區中心的用戶分配不同的資源。中心用戶包括：正在通信的用戶、新發起業務的用戶和資源重分配的用戶邊緣用戶分為四種：正在通信的用戶、新發起業務的用戶、切換用戶和資源重分配用戶。中心用戶使用中心資源和邊緣資源；邊緣用戶只使用邊緣資源。這種資源分配方案會帶來兩個問題：

（1）小區邊緣的容量受限問題。在將小區劃分為小區中心與小區邊緣后，小區邊緣用戶的可用資源嚴重下降，而且小區邊緣區域需要服務的用戶數量相對較多，小區邊緣的服務質量更難保證。如果分組調度算法試圖為每個邊緣用戶都提供較好的 QoS 水平，將導致部分邊緣用戶無法正常通信，則小區邊緣的服務質量下降，阻塞率和掉話率上升。

（2）借用資源的調度問題。在干擾協調中，為了保證中心用戶資源利用率，中心用戶在沒有中心資源的情況下，可以借用邊緣用戶資源。但這種借用會帶來邊緣業務服務水平下降。該問題核心是中心用戶與邊緣用戶的數據包在邊緣調度器中如何調度。若在邊緣分組調度中將借用用戶業務優先，會導致邊緣用戶服務質量下降，而且如果發生大量借用的情況，會導致邊緣用戶無法正常通信。但是如果考慮優先邊緣用戶業務，會使借用用戶陷入長時間等待，并可能造成借用用戶掉話。借用資源釋放會影響中心和邊緣的調度器對同一用戶不同數據包的處理難度。

（3）如果按照小區中心和邊緣用戶需求的數據量來劃分，可以得到以下四種情況：①中心用戶需求少，邊緣用戶需求少時，資源足夠分配中心和邊緣用戶，并且由于采用干擾協調策略，小區間干擾較小。②中心用戶需求多，邊緣用戶需求少時，事先干擾協調分配給小區邊緣的資源就會出項浪費，導致系統吞吐量的整體下降。③中心用戶需求少，邊緣用戶需求多時，小區邊緣資源分配不足，導致邊緣用戶的通話質量降低，而小區中心資源則造成浪費。④中心用戶需求多，邊緣用戶需求多時，中心邊緣的協調資源不會是其用戶最佳資源選擇范圍，會導致系統的整體吞吐量下降。

2 解決方案

（1）小區內不同區域，分別進行不同的資源分配方案。中心區域——基于最大化吞吐量的小區中心分組調度：在小區中心區域，使用基于最大化吞吐量的分組調度算法對中心資源進行調度，以確保用戶的服務質量和系統整體的吞吐量，體現了分組調度對于系統資源利用的高效性。

邊緣區域——基于最大化容量的小區邊緣分組調度：小區邊緣采用基于最大化容量的分組調度。該方案可以適當降低用戶的業務 QoS 水平。在邊緣分組調度中，邊緣區域存在正在通信的用戶、新發起業務的用戶、切換用戶和資源重分配用戶。邊緣分組調度應為其中的切換用戶和資源重分配用戶提供適當的優先級，以提高用戶切換和資源重分配的成功率。這種邊緣調度算法目的在于讓更多的用戶在小區邊緣享受常規服務，更側重于保證用戶間公平性。

通過在小區中心區域和邊緣區域使用不同的分組調度算法，該方案實現在小區邊緣最大化用戶數、小區整體最大化吞吐量的目的，體現了分組調度的高效性與用戶間公平性的結合。

（2）小區內不同區域之間的調度協調方案。為了提高小區整體的頻譜利用率，中心用戶在沒有剩余中心資源的情況下，可以借用剩余邊緣資源。在借用的過程中，需要兩種分組調度算法的區域間調度協調。區域間調度協調主要是兩種分組調度算法中數據塊傳輸優先級的動態調整。在這種動態調整中，兩種調度器要相互關聯，彼此協作。同樣，由于中心區域的負載變化，當中心區域有資源剩余時，借用用戶數據塊需要重新回歸到中心調度器，并釋放占用邊緣調度器的資源，這一借用資源釋放過程也需要中心調度器與邊緣調度器再次協作，重新調整兩種調度隊列中數據塊的優先級。在借用資源和借用資源釋放過程中，合理地進行區域間的調度協調，既保證借用用戶維持正常業務水平又不對邊緣區域的整體性能造成嚴重影響。

（3）通過調整干擾協調策略中的功率限制。通過功率分配解決，小區中心用戶較多，而邊緣用戶資源剩余的時候，可以使中心區域的功率限制值減小，縮小小區中心區域的范圍，使得邊緣區域分擔一定數量的原中心小區用戶；而當邊緣用戶較多時，可以考慮將中心區域功率值適當增大，以緩解邊緣區域的資源壓力。

（4）關于用戶在小區邊緣和中心區域的移動。對從小區中心到小區邊緣慢速移動的用戶，可以考慮利用“拖尾現象”，不對用戶進行重新的資源調度，而是仍使用原來的資源，對快速用戶來說，則要在移動到邊緣后，迅速地分配邊緣部分資源，以免對其他用戶造成干擾。

［1］許健華，戎蒙恬，劉洋.無線移動網絡中的一種呼叫接入控制方案［J］.上海交通大學學報，2004，（2）.

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Scheduling Scheme based on LTE Interference Coordination

YANG Chao-wei，SHEN X ue
（National Information Technology Security R esearch Center，Beijing 100084，China）

The downlink of LTE system selects OFDMA access mode，so that the user information in the cell is carried on different orthogonal carriers，which solves the problem of cell interference and improves the overall throughput of the cell.But each cell adopts the same frequency communication to aggravate the inter cell interference.Because of the quality of resource and service users，static interference coordination algorithms at present and the reality of the situation are very different，which are inclined to change the dynamic interference coordination strategy.The scheduling strategy is usually using dynamic mode.

LTE；dynamic scheduling；interference coordination；cell switching

TN929.5

A

2095-980X（2016）12-0056-01

2016-11-25

楊超煒（1985 -），男，黑龍江人，碩士，主要研究方向：信息技術。