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【LTE基礎知識】LTE中RRM功能及架構分析

LTE的E—UTRAN 系統中RRM管理部分涉及到如下幾個功能:接納控制、負荷管理、移動性管理、小區間干擾協調、無線承載控制。

2 RRM 功能架構分析

2.1 接納控制

接納控制功能用於在請求建立新的無線承載時判斷允許接入或拒絕接入。為得到合理、可靠的判決結果,在進行接納判決時,接納控制需要考慮E—UTRAN中無線資源狀態的整體情況(包括資源的已使用情況和剩餘情況)、正在進行中的會話的Qos情況以及該請求新建無線承載的QoS需求。接納控制的目標是在無線資源許可的情況下,在保證已接入承載的QoS的同時,儘可能多的接人承載,並保證接入承載的QoS,提高系統的容量和資源利用率。

2.2 負荷管理

負荷管理的作用是在系統發生過載的情況下,採取措施使系統的負荷儘快恢復正常,以保持系統的穩定。

其中,負荷過載是指系統的上行或下行負荷超過網路規劃時設定的負荷過載門限,此時系統容量接近於極限,系統處於不穩定狀態,需要採取措施降低系統負荷。解決負荷過載的方法有很多,一般都涉及到和其他功能、流程的互動。比如和接納控制、移動性管理的互動等。

負荷管理功能的實現需要實時測量各小區的負荷資訊並在各鄰區之間互動這些負荷資訊,以供負荷管理功能選擇負荷解決措施時使用。負荷管理功能如以集中式來實現,需要各個eNB把關於小區的負荷資訊集中報給該集中網元,而這些負荷資訊的測量是週期性的並且一般都比較頻繁,大量的頻繁的網元之間資訊上報會給介面帶來極大衝擊和壓力並帶來處理上的時延增加。而負荷管理的處理一般以小區為單位,以分散式架構反而能很好的實現,並且分屬不同eNB上鄰區之間資訊的互動通過eNB之間的X2口互動即可完成。由此可知,負荷管理功能的實現架構基於分散式更合適一些。

2.3 移動性管理

移動性管理用於對空閒模式及連線模式下的無線資源進行管理。在空閒模式下,為小區重選提供一系列引數以確定最好的小區,使得UE能夠選擇新的服務小區。在連線模式下,支援無線連線的移動性,基於UE與eNB的測量結果進行切換判決,將連線從一個服務小區切換到另一個小區。切換決策還需要依據其他方面的資訊,如小區負荷狀況、業務量分佈情況、UE的移動速度等。移動性管理還包括無線接入技術之間的連線移動性管理,即無線接入技術之問的切換,也涉及基於覆蓋、基於負荷和基於業務等的切換。

對於空閒模式而言,移動性管理主要涉及廣播引數的配置下發,而這些廣播引數,都是以小區為單位的,並且需要通過空口發給UE,很自然的就依從小區分佈於各個eNB處理。如果以集中式架構實現,反而會增加處理的複雜度。

對於連線模式而言,移動性管理以UE為單位,對於基於覆蓋的切換,移動性管理分析和處理UE的測量

報告並作出切換的決策。由於在LTE系統中,eNB得不到UE的IMSI,所以在eNB內部對於UE的識別只

能是一個臨時的識別並且在eNB內部是惟一的。如果以集中式架構實現移動性管理,則存在集中網元對於不同eNB上UE臨時識別值相同的兩個UE如何識別的問題(見圖3)。如果為了做這個識別而限制各個eNB之間UE臨時識別值的分段限制,又增加了各個eNB之問的耦合並帶來極大的複雜度。對於基於業務、移動速度、負荷的切換,也同樣存在問題。其次,移動性決策的效率也影響切換的時延,對於集中式而言,由於RRC存在於eNB,則會導致切換時存在各個eNB和集中處理網元之間的互動,會在很大程度上增加切換的時延。而移動性管理如果分佈於eNB,則這些問題都可以很容易解決。

2.4 小區間干擾協調

小區間干擾是蜂窩移動通訊系統的一個固有問題。在LTE系統中,OFDM 技術保證了小區內使用者之間的

正交性,比CDMA技術更好地解決了小區內干擾的問題,但在同頻組網場景下,小區間干擾依然存在,小區間干擾協調用於降低小區間干擾對於使用者的影響,保證使用者的QoS。小區間干擾協調功能的基本思想就是通過小區問協調的方式對使用者資源的使用進行限制,包括限制那些時頻資源可用,或在一定的時頻資源上限制其發射功率,從而達到避免和降低干擾、保證邊緣覆蓋速率的目的。小區間干擾協調本質上是一種多小區無線資源管理功能,它需要同時考慮來自多個小區的資源使用狀態資訊和業務負載狀態資訊。

ICIC功能除了需要在小區之間傳遞HI,OI指示相關資訊外,對於RRM 來說,需要能根據UE的測量

報告識別出UE的位置並將該位置告知底層排程。因此同負荷管理及移動性管理功能的分析,ICIC功能適合以分散式架構存在於eNB中。

2.5 無線承載控制

無線承載控制包括無線承載的建立、保持、釋放,是對無線承載相關的資源進行配置。當為一個服務連線建立無線承載時,無線承載控制需要綜合考慮eNB中無線資源的整體狀況、正在進行中的業務的QoS需求以及新建業務的Qos需求。由於移動性等各種原因,無線承載控制還需要對正在進行中的會話的無線承載進行動態管理。無線承載控制還需要處理會話結束、切換以及與無線承載相關的無線資源的釋放。具體體現在對於UE和eNB的各種協議實體(如PHY,MAC,RLC等)進行合理的配置。其中也包括用於不同承載控制的控制通道的配置。

在LTE架構中,所有使用者面的無線接入層面處理都位於eNB,這樣為了完成無線承載的配置與重配置,

無線承載控制功能很自然的應該放到eNB中,配置信令可以直接從eNB發給UE。同時,由於這種操作方

式,無線承載和操作實體如PHY,MAC,RLC等位於同一個網元eNB中,因此可以有效降低信令互動的複雜

性和降低時延。