非授权频谱中LTE系统的调度方法

张远见　京信通信技术（广州）有限公司



非授权频谱中LTE系统的调度方法

张远见京信通信技术（广州）有限公司

目前业界提及的LTE非授权频谱的共享机制，皆采用频谱分时复用机制，导致LTE系统无法满时间片使用非授权频段，影响用户体验。因此，本文提出了一种非授权频谱中的调度方法：基带单元根据设定的非授权频段调度策略，确定出待调度的终端分组，然后根据终端的分组情况以及非授权频段调度策略，在每个时间片内调度待调度的终端分组。采用本文的调度方法实现了满时间片地运行本小区的频谱，达到频谱应有的理论速率。由于在非授权频段仅调度待调度的终端分组，从而使得未调度的终端分组处于未调度状态，其他小区或者系统可以在该时间片内进行通信，实现频谱共享。

LTE；非授权频谱；调度

1　引言

随着移动互联网的蓬勃发展，高带宽无线业务需求与频谱资源稀缺之间的矛盾日益尖锐，如何有效利用非授权频段成为业界探讨用以克服频谱资源稀缺的热点话题。目前，在3GPPR13版本中，开始探讨在LTE中，采用非授权频段。然而，由于LTE系统是频谱

IP流量及内容监控技术包括流量监测技术、流量控制技术和内容监控技术。其中，流量监测技术包括xFlow、包分析、SNMP等技术；流量控制技术包括ACL、黑洞路由、流量清洗、干扰限制和阻断等技术。

这些技术得到广泛应用，常见的IP网络流量及内容监控系统包括流量流向监测系统、异常流量监测系统、应用监控系统、内容监控系统、流量清洗系统等。系统的技术特点、应用环境和系统架构各不相同，但同时有一定的相关性。因此，系统的部署应该统一规划、独占式系统，在现有的LTE机制下使用非授权频段，会由于LTE长时间占有非授权频段，而对Wi-Fi等带LBT机制的现有系统产生致命影响，甚至逼停该类系统，容易遭受投诉而影响商用。因此，LTE采用非授权频谱进行通信后，需要解决非授权频谱共享问题。

目前，业界提及的LTE非授权频谱的共享机制，皆采用频谱分时复用机制，导致LTE系统无法满时间片使用非授权频段，最终小区的总速率下降，影响用户体验。

综上，目前急需一种有效的调度方法，以实现LTE系统可以满时间片使用频谱。

2　非授权频谱中LTE系统调度方法

2.1LTE系统结构

如图1所示，LTE系统包含一个基带单元，N个射频单元，其中射频单元个数N要根据基站覆盖范围及每个射频单元的覆盖范围确定。

图1　LTE系统结构

2.2LTE系统终端分组

终端分组是指LTE基带单元根据终端归属的射频单元对终端进行分组。具体终端分组方法为：基带单元确定出其所对应的N个射频单元，并将N个射频单元划分为第一至第M单元分组；其中，一个单元分组包括一个或多个射频单元；N、M均为正整数，N≥M；基带单元将归属于一个单元分组内的射频单元的终端确定为一个终端分组，依次得到第一至第M单元分组对应的第一至第M终端分组。例如，如图2所示，基站包含8个射频单元，且将8个射频单元划分为3个单元分组，则每个单元分组内的射频单元下的终端为一个终端分组，如单元分组1下包含射频单元1和射频单元2，则射频单元1和射频单元2下的终端为一个终端分组，依次类推可以得到其他单元分组。

图2　终端分组

基带单元可以根据终端的定位结果，确定出终端所归属的射频单元；其中，终端所归属的射频单元是指终端最佳质量收发射频单元，即终端从该射频单元获得最佳的接收质量，且终端所发送的信号该射频单元接收质量最佳。

2.3LTE系统调度方法

（1）调度原理

基带单元根据终端的分组情况以及非授权频段调度策略，在每个时间片内调度待调度的终端分组，从而实现满时间片地运行本小区的频谱，达到频谱应有的理论速率。由于在非授权频段仅调度待调度的终端分组，从而使得未调度的终端分组处于未调度状态，此时，其他小区或者系统可以在该时间片内进行通信，实现频谱共享。采用该调度方法，不仅有效实现了LTE系统满时间片使用频谱，而且与其他小区或系统达成频谱共享的目标，大大提升系统的用户体验。

基带单元可以在第K至第K+M时间片内按照调度顺序依次调度第一至第M终端分组内的终端，或者也可以在一个时间片内随机调度任意一个终端分组内的终端。

其中，时间片由至少一个传输时间间隔构成，不同时间片的时间长度可以是定长的，也可以是不定长的。

（2）未被调度的终端分组对应的射频单元是否发送信号，有以下两种方法：

●若基带单元在第K+i时间片内调度第P终端分组内的终端，此时没被调度的终端分组所对应的单元分组内的射频单元，即除与第P终端分组对应的第P单元分组以外的单元分组内的射频单元，可以关闭射频，不发射任何信号，从而保证在第P终端分组内的终端被调度时，其他终端分组内的终端处于空闲状态，处于空闲状态的终端分组对应的射频单元关闭发射信号。因此，其他小区或者系统检测到当前频段是空闲频段，可以在该时间片内进行通信，实现频谱共享。

●若基带单元在第K+i时间片内调度第P终端分组内的终端，此时没被调度的终端分组所对应的射频单元内的射频单元也可以只发送广播信道、同步信道、寻呼信道。由于处于空闲状态的单元分组内的射频单元所发射的广播信道、同步信道、寻呼信道等的发射频度低，因此其他小区及其他系统所检测到的处于空闲状态的单元分组对应的射频单元所发射的信号平均强度较小，频谱依然可以共享使用。

（3）采用上述调度方法时，若有待接入终端发起随机接入，则有以下3种处理方法：

●基带单元根据随机接入过程的上行信令，在当前调度的终端分组（即第P终端分组）对应的射频单元中发送所述随机接入过程的下行信令。采用这种方式，基带单元仅在当前调度的终端分组对应的射频单元中发送所述随机接入过程的下行信令，而不在未调度的终端分组对应的射频单元中发送所述随机接入过程的下行信令，从而避免对在该时间片内使用非授权频段的其它小区或系统造成干扰，更好地实现了频谱共享。

●基带单元根据随机接入过程的上行信令，在各个所述终端分组对应的射频单元中发送所述随机接入过程的下行信令。采用这种方式，基带单元在各个所述终端分组对应的射频单元中发送所述随机接入过程的下行信令，从而大大提高了待接入终端成功接收到下行信令的可能性，便于待接入终端成功接入。

●基带单元接收到随机接入过程的上行信令后，确定所述待接入终端归属的射频单元，并在所述待接入终端归属的射频单元中发送所述随机接入过程的下行信令。采用这种方式，基带单元仅在待接入终端归属的射频单元中发送所述随机接入过程的下行信令，从而既保证了频谱共享，又能提高待接入终端成功接收到下行信令的可能性，便于待接入终端成功接入。

图3　一种分布式系统覆盖示意图

2.4试验分析

如图3所示，基带单元与射频单元采用星形连接方式，在本小区，一个基带单元对应6个射频单元，分别为射频单元0、射频单元1、射频单元2、射频单元3、射频单元4、射频单元5。基带单元将射频单元0、射频单元1划分为一个单元分组，将射频单元2、射频单元3划分为一个单元分组，将射频单元4、射频单元5划分为一个单元分组。

其中，射频单元0、射频单元1协同完成楼栋1、楼栋2的覆盖；射频单元2、射频单元3协同完成楼栋3、楼栋4的覆盖；射频单元4、射频单元5协同完成楼栋5、楼栋6的覆盖。根据终端的定位结果可知：终端0、终端1、…、终端9归属于射频单元0；终端10、终端11、…、终端19归属于射频单元1；终端20、终端21、…、终端29归属于射频单元2；终端30、终端31、…、终端39归属于射频单元3；终端40、终端41、…、终端49归属于射频单元4；终端50、终端51、…、终端59归属于射频单元5。

基带单元将归属于一个单元分组内的射频单元的终端确定为一个终端分组，具体地，将归属于射频单元0、射频单元1的终端划分为第0终端分组，即终端0、终端1、…、终端18、终端19属于第0终端分组；将归属于射频单元2、射频单元3的终端划分为第1终端分组，即终端20、终端21、…、终端38、终端39属于第1终端分组；把位置归属于射频单元4、射频单元5的终端划分为第2终端分组，即终端40、终端41、…、终端58、终端59属于第2终端分组。

基带单元基于上述终端分组的结果，依次循环地完成三个终端分组内的终端的调度。具体地，在第一个时间片内，先调度第0终端分组，此时，没有被调度的第1终端分组对应的射频单元2、射频单元3，以及没有被调度的第2终端分组对应的射频单元4、射频单元5均不发射任何信号；在第二个时间片，调度第1终端分组，此时，没有被调度的第0终端分组对应的射频单元0、射频单元1，以及没有被调度的第2终端分组对应的射频单元4、射频单元5均不发射任何信号；在第三个时间片，调度第2终端分组，此时，没有被调度的第0终端分组对应的射频单元0、射频单元1，以及没有被调度的第1终端分组对应的射频单元2、射频单元3均不发射任何信号。后续的调度过程依次类推。

3　结束语

本文给出一种非授权频谱中的调度方法：基带单元根据设定的非授权频段调度策略，确定出待调度的终端分组，然后根据终端的分组情况以及非授权频段调度策略，在每个时间片内调度待调度的终端分组；其中，终端分组是根据终端归属的射频单元对终端进行分组得到的；非授权频段调度策略用于指示每个时间片内使用非授权频段的终端分组。采用本文的调度方法实现了满时间片地运行本小区的频谱，达到频谱应有的理论速率。由于在非授权频段仅调度待调度的终端分组，从而使得未调度的终端分组处于未调度状态，其他小区或者系统可以在该时间片内进行通信，实现频谱共享。

Scheduling method for LTE system in non authorized spectrum

ZHANG Yuanjian

at present， the industry mentioned the LTE non authorized spectrum sharing mechanism are using the spectrum time division multiplexing mechanism， which leads to LTE system can’t filled with non authorized frequency band and affects the user experience. Therefore， this paper proposed a scheduling method in the non authorized spectrum: the baseband unit according to the set of non authorized spectrum scheduling strategy determine terminal group， and according to the terminal group and non authorized frequency band scheduling strategy， schedules the terminal group to be scheduled in each time. By using the scheduling method this paper proposed achieve the spectrum of full time， and achieve the theoretical speed of the spectrum. And because in unlicensed frequency band only scheduling to be scheduled terminal block， which makes non scheduling packet in no scheduling state， and other areas or systems can be communication in this time， realizes the sharing of spectrum.

LTE；non authorized spectrum； scheduling（

2016-07-20）