LTE系统无线资源管理汇总课件.ppt
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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TD-LTE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TD-LTE的无线资源管理5,TD-LTE,LTE系统的特点LT
2、E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/O
3、FDMA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
4、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,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UMTS RRM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
5、,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- ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents malldeveloped by Guild Design Inc.11,TD-LTE,多种系统带宽配置E-UTRAN是一个宽带系统,为支持更高的峰值传输速率,其系统带宽配置最大可以达到20MHz。同时
6、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。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,12,TD-LTE,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13,TD-LTE,LTE系统RRM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
7、资源,E-UTRAN,UMTS智能天线,14,TD-LTE,LTE中的RRM过程RBC(无线承载控制)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)Inter-RAT RRM(系统间无线资源管理)15,TD-LTE,RRM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节点中16,TD-LTE,RRM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
8、调,其它Inter-RATRRM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(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(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,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
9、,20,TD-LTE,RBC(2)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,RBC与其它,以分解到其它的RRM模块如DRA和CMC模块,模块的关系,21,TD-LTE,RAC(1)RAC,RAC需要考虑E-UTRAN中资
10、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,RAC,接纳DRB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接纳基本思想,小区负荷状况,如果小区塞拒绝接纳,拥, MME负荷状况,根据
11、MME的指示判断是否可以接纳24,25,TD-LTE,RAC(4) DRB接纳基本思想硬件资源限制资源占用情况QoS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 资源利用率门限,TD-LTE,RAC(5)接纳控制模块与其它RRM模块的关系26,其它,TD-LTE,RAC(6)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,RBC在RB控制过程中需要调,DRA,RBC,用R
12、AC,并根据RAC的反馈,结果决定后续处理过程LB,RAC,RAC还有可能考虑终端,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,发送功率限制,基站接收总功率等因素来进行接纳判决,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,CMC,RAC与其它RRM模块的关系,27,R,TD-LTE,RAC算法,无线接纳控制基于时频资源进行接纳控制对于切换用户,接纳判决公式为Ru _ old + Ru Ru _ thresholdRd _ old + Rd Rd _ threshold,对于非切换用户,Ru _
13、 threshold 、Rd _ threshold 用,Ru _ threshold Ru _ h,、 d _ threshold Rd _ h代替,Ru _ old、Rd _ old 计算Rd _ old 已有下行GBR业务占用的资源+已有下行NGBR业务最小比特速率需要占用的资源;Ru _ old 已有上行GBR业务占用的资源已有上行NGBR业务PBR需要占用的资源。已有上行NGBR业务PBR速率需要占用的资源= PBR速率/实际服务速率*占用的PRB个数已有下行NGBR业务最小比特速率需要占用的资源计算方法相同。28,TD-LTE,RAC算法,无线接纳控制资源增量计算初始传输资源增量,
14、Rinitial =,R 5msB PRB,Ru Rinitial + Rretransmission ,重传资源增量Rretransmission =,R 5ms NBPRB,Rd Rinitial + Rretransmission ,R :对于GBR业务,取GBR速率;对于下行NGBR业务,取最小比特速率;对于上行NGBR,取PBR速率值:平均重传次数N :每个PRB可以传送的比特数BPRB :初始传输需要新增的资源Rinitial :重传需要新增的资源Rretransmission29,TD-LTE,CMC(1)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
15、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,Connected模式,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负责管理与UE移动性相关(Idle或Connected)的无线资源30,TD-LTE,CMC(2),小区选择 目的:找到一个suitable cell或者accept cell 准则,S准则,Srx le v 0,Srxlev = Q rxlev
16、m eas (Q rxlevm in Qrxlevminoffset) - Pcompensation,SrxlevQrxlevmeasQrxlevminQrxlevminoffset,Cell Selection RX level value (dB)Measured cell RX level value (RSRP).Minimum required RX level in the cell (dBm)Offset to the signalled Qrxlevmin taken into account in the Srxlevevaluation as a result of a
17、periodic search for a higher priorityPLMN while camped normally in a VPLMN 5,Pcompensation,FFS,31,Qmeas,TD-LTE,CMC(3)小区重选频内及等优先级频间小区重选准则,R s = Q,m e a s , s,+ Q h yst s,R n = Q m e a s , n - Q o ffs e tRSRP measurement quantity used in cell reselections.,Qoffset,For intra-frequency: Equals to Qoffse
18、ts,n, if Qoffsets,n isvalid, otherwise this equals to zero.For inter-frequency: Equals to Qoffsets,n plusQoffsetfrequency, if Qoffsets,n is valid, otherwise thisequals to Qoffsetfrequency.,32,TD-LTE,CMC(4)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,切换类型,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
19、基站之间切换系统间切换UE在2G/3G与LTE之间进行切换33,34,TD-LTE,CMC(5)切换控制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,无线链路质量小区负荷业务类型UE的频点优先级考虑因素,标小区负荷情况,提高切换成功率多准备集小区,降低掉话率向目标小区上行同步时采用专用preamble,降低切换时延基站间数据前转,保证无损切换基本思想,TD-LTE,切换控制,切换控制测量量RSRP,RSRQ测量事件Event A1:服务小区的测量量 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。Ev
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