5G NR 上行调度算法流程

1 基本概念

• PHR功率攀升空间：指示UE上行最大发送功率和UE上行已经使用的发射功率的差值，并上报给gNodeB，包括周期和事件上报两种模式
• BSR缓存状态报告：指示上行数据缓存区包含的数据的大小，并上报给gNodeB。
• SR调度请求：通过1bit信息通知gNodeB，用于UE有数据需要发送，需要为数据信道分配上行资源；

2 上行调度器处理过程

上行调度器的输入信息如下：

UE信息输入：

• UE能力：　3GPP协议中规定了UE类别，其中包含了每种类别对应的每个TTI能够传输的最大比特数以及层数；
• 同步信息：用于指示UE上行同步或者失步状态

数据信息输入：

• SR(Scheduling Request) ：通过PUCCH告知gNodeB，UE上行数据需要发送，gNodeB据此为UE数据信道分配上行资源；
• BSR（Buffer Status Reqort）：指示上行数据缓存区包含的数据量的大小，并上报gNodeB；
• HARQ反馈：HARQ反馈包括ACK、NACK，指示初传数据和重传数据的正确性；

信道状态输入：

• SINR（UL）：上行调度器调度用户时需要考虑用户的信道质量信息（UL SINR），上行信道质量信息通过SRS（Sounding Reference Signal)和DMRS（Demodulation Reference Signal)测量获得。

功率余量报告：

• PH （Power Headroom）指示UE功率的使用状态，定义UE上行最大发射功率和UE上行已经使用的发射功率的差值，UE通过PHR上报给gNodeB，包括周期和事件上报两种模式。
• PHR中上报的PH取值范围为[XX,XX]dB,调度器根据UE上报的PHR计算维持功率谱密度最大的RB数。维持功率谱密度由上行功率控制模块输出。

MIMO机制：MIMO机制指示上行调度器进行上行MIMO相关的资源分配机制。

上行调度器的输出信息如下：

• 调度用户：RB、MCS等分配成功的用户，用于基带针对用户级进行发射；
• MCS：即每个调度成功的MCS，用于发射编码；
• RB资源分配结果：即每个调度成功用户的RB 数，RB位置和TBS，用于数据发射。
• MIMO传输形式：即每个调度成功用户的rank和MIMO传输形式

3 上行调度流程

调度器提供端到端的QoS保障，与下行业务QoS保障不同的是，上行QoS是通过gNodeB侧及gNodeB下发给UE的相关参数共同保障的。其原因是，gNodeB侧可以获得下行各业务的数据量，并根据下行各业务的数据量和业务优先级进行调度；而gNodeB侧无法准确获得UE上行各业务的数据量，只能控制单个UE的调度优先级，被调度的UE根据上行各业务的数据量及优先级进行二次调度，控制UE各业务的差异化。

5G上行调度用来给UE分配PUSCH资源，其流程比下行流程要复杂，主要区别包括以下几个方面：

• 上行调度由UE触发和维持，消息包括“Scheduling request”，“Buffer status report”，“Power headroom report";
• 上行调度包括两个调度器，一个位于gNodeB侧，针对每个UE的逻辑信道进行调度，另一个位于UE侧，针对逻辑信道内的每个逻辑信道进行调度；
• 上行调度的MCS选择和RB计算协议中没有明确的定义，算法由各厂家定义；

上行调度流程如下：

• 当UE有数据需要发送时，需要在其所属的PUCCH SRI资源上发射Scheduling Request（SR）给gNodeB；
• gNodeB 收到SR后，会响应SR对该用户进行调度，这种用户称为SR用户；
• SR用户会在gNodeB分配的资源上传送MAC PDU，其中包括BSR等；
• 如果gNodeB收到的BSR大于0，会继续调度该用户，使得UE进行数据传输；

4 上行QoS调度控制-gNB侧

 gNodeB侧的QoS保障主要是通过综合考虑信道质量，历史传输速率以及业务的QCI级别确定UE的调度优先级；

• Non-GBR业务：保障mini GBR可选，最大速率不超过UE-AMBR
• GBR业务：保障GBR，最大速率不超过MBR；

5 上行QoS调度控制-UE侧

UE获取上行调度机会后，被调度的UE根据以下信息进行二次调度，从而控制UE各承载的差异化：

• 逻辑信道分组：5G协议规定了gNodeB支持8个逻辑信道分组，其中SRB1和SRB2默认映射逻辑信道0，DRB和逻辑信道的映射通过各承载对应的gNBDUMacParamGroup.LogicChnGrpld配置分组信息；
• UE侧针对每个逻辑信道按照以下参数进行QoS保障：逻辑信道保障速率、逻辑信道优先级、逻辑信道Packet Delay Budget

上行每个逻辑信道的保障速率配置原则如下：

• GBR承载采用网络下发的GBR速率向下取证到枚举值
• 非GBR承载固定采用8kbps

逻辑信道优先级用于UE管理各逻辑信道的调度优先级，在各承载对应的gNBDUMacParamGroup.LogicChnPriority中配置，

Packet Delay Budget 与下行调度一样，可以通过gNBQciBearer.PacketDelayBudget进行配置，默认值和协议表中的值一致；