5G 下行信道调度流程:选合适的MCS以及分配PDSCH资源
5G君 2020-06-03

在LTE和NR系统中均采用共享信道传输数据,时频资源在UE之间是动态共享的,gNodeB通过调度实现上下行链路时频资源的分配。调度功能主要在MAC层实现,调度过程中需要考虑到业务的优先级,确定MCS,为UE分配适合的时域、频域以及空域资源。


其中下行调度主要基于UE的CQI反馈选择合适的MCS以及分配相应的PDSCH资源。

下行调度流程:

一、确定所需调度内容

在进行数据调度之前,调度器需要先了解空口的信道状况和确定所需调度的内容

  • CSI:主要包括CQI、PMI、RI等信息,CQI为调度器提供了下行的信道质量信息,而PMI为调度器在闭环空分复用传输模式下提供建议使用的预编码矩阵。

  • HARQ反馈:HARQ反馈的结果包括ACK、NACK和DTX,指示初传数据和重传数据的传输正确性。

  • 上层配置及用户能力:上层配置信息主要是指用户对应业务的QoS要求,主要包括QCI、GBR、MBR、AMBR等

  • RLC数据缓存状态:RLC缓存中的数据量,指示用户待调度的数据量。

  • 基站及UE能力:包括基站发射功率、测量GAP、UE同步状态、UE支持的调制方式等等。

  • 调度内容:是发送的公共控制信息(系统消息、paging消息、随机接入消息)还是用户专业控制信息(即在SRB上传输的信息)亦或是用户的业务数据(VOIP业务、视频业务、游戏业务等等)


二、调度内容优先级计算

广播消息、寻呼和随机接入消息等公共控制消息具有最高优先级,需要优先调度(即资源有限的情况下,优先发送),其次为用户级的专用控制信息。在调度完控制面信息后,优先调度用户的HARQ反馈消息,然后考虑用户初传数据。


三、计算MCS

MCS的选择主要依赖于UE上报的CQI,CQI是UE基于导频信道的SINR测量计算后量化而成。CQI的值越大,说明信道质量越好。

3GPP对CQI和MCS分别定义了三个表格,表格1与LTE相一致,表格2为NR在LTE基础上新增的,表格3用于URLLC场景,最大支持64QAM。对于目前eMBB业务选择哪个表这主要考虑到UE能力是否能够支持256QAM的调制方式,如果最高只能支持到64QAM则采用和LTE完全一致的CQI、MCS映射关系,如果能支持256QAM则采用新增CQI、MCS映射,即表格二。这里给出基于QPSK、16QAM、64QAM以及256QAM的CQI和MCS映射关系。


系统按照UE上报的CQI自动选择传输用户数据时所用的MCS,如果MCS不能真实反映调度时刻的信道质量,初传误块率IBLER就不能收敛于最优值。因此下行调度器会定期检查用户是否有HARQ反馈,如果存在HARQ反馈,gNodeB根据HARQ反馈结果,判断调度器当前选择的MCS与实际信道质量的偏离程度,并自适应调整MCS,确保调度器选择的MCS与信道质量匹配,使得IBLER能够收敛到最优值,从而提升系统的下行吞吐量。

  • IBLER的目标值设置越低,下行数据包MCS选择的调制阶数越低,会导致传输效率降低。

  • IBLER的目标值设置越高,下行数据包MCS选择的调制阶数越高,会导致下行数据包重传的增加。


四、分配PDSCH资源

PDSCH时频域资源包括PDSCH时域资源和PDSCH频域资源。分配PDSCH时频域资源是指给用户分配合适的资源大小和资源位置。

时域资源分配通过SLIV去控制,其中S和L分别代表PDSCH起始符号,及持续的符号长度。频域上与LTE相比,NR仅支持2种资源分配方式,type0采用bitmap的分配方式,type1采用RIV资源分配方式。

bitmap方式:以连续的RB组成一个RBG,不同的系统带宽下RBG包含的RB数目不同,以RBG为最小单位进行调度,支持非连续分配和连续分配,适用于数据量比较大的下行调度。

RIV方式:以PRB为最小资源调度单位,通过RIV指示起始RB位置及连续的PRB数目,仅支持连续PRB分配适用于数据量比较小的下行调度。


五、选择PDSCH DMRS端口

DMRS的分配主要为了UE对下行数据的解调。

不同类型的DMRS对应的天线端口数不同,多个天线端口的DMRS可以通过CDM进行复用,即多个天线端口可以采用相同的时频资源发送DMRS。DMRS的端口数和PDSCH的复用层数相关,即DMRS端口数必须要大于PDSCH的层数。DMRS包含两种类型,支持单符号和双符号配置。

  • Type1:单符号最大支持4端口,双符号8端口

  • Type2:单符号最大支持6端口,双符号12端口






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