4.5.4.1. Yêu cầu lập lịch
Bộ lập lịch cần biết về lƣợng dữ liệu đang chờ phát đi từ các thiết bị đầu cuối để gán một lƣợng tài nguyên đƣờng lên thích hợp cho chúng. Hiển nhiên là sẽ khơng cần cung cấp tài nguyên đƣờng lên cho một thiết bị đầu cuối khơng cĩ dữ liệu phát vì điều này chỉ làm cho thiết bị đầu cuối phải tạo nên một phần độn để lấp đầy các tài nguyên đƣợc cấp. Vì thế, tối thiểu của bộ lập lịch cũng cần biết xem thiết bị đầu cuối cĩ dữ liệu để phát hay khơng để cịn cung cấp chấp nhận. Đây đƣợc gọi là yêu cầu lập lịch. Yêu cầu lập lịch là cờ đơn giản, cờ này đƣợc dựng lên khi một thiết bị đầu cuối yêu cầu các tài nguyên đƣờng lên từ bộ lập lịch.
Để quyết định hàng đợi của UE nào đƣợc phục vụ và bao nhiêu dữ liệu đƣợc phép truyền, một kỹ thuật lập lịch rất đơn giản cĩ thể đƣợc dùng là FIFO (First In First Out). Kỹ thuật này rất đơn giản nhƣng lại khơng cơng bằng. Một kỹ thuật lập lịch phức tạp hơn một chút là RR (Round Robin). Kỹ thuật này tạo sự cơng bằng giữa các thuê bao nhƣng khơng thoả mãn các yêu cầu QoS nhƣ thơng lƣợng, tỉ lệ lỗi hay độ trễ. Trong phần này sẽ đề cập đến các nhân tố mà các bộ lập lịch phải quan tâm, hay là những yêu cầu của bộ lập lịch.
- Các thơng số QoS: Bộ lập lịch phải cĩ thể đảm bảo các thơng số QoS cho các lớp dịch vụ khác nhau. Các thơng số chính là tốc độ lƣu lƣợng tối thiểu, trễ cho phép tối đa và sự chịu đựng dao động trễ. Ví dụ, bộ lập lịch cần phải lập lịch lại hoặc chèn các gĩi để đạt đƣợc các yêu cầu về trễ và thơng lƣợng. EDF (Earliest Deadline First) là một ví dụ của kỹ thuật đƣợc sử dụng để đảm bảo yêu cầu về trễ. Tƣơng tự nhƣ thế LWDF (Largest Weighted Delay First) đƣợc sử dụng để đảm bảo thơng lƣợng tối thiểu.
- Tối ƣu thơng lƣợng: Tài nguyên vơ tuyến trong các mạng khơng dây là cĩ giới hạn, vì thế vấn đề là phải tìm cách tối đa tổng thơng lƣợng của hệ thống. Ở đây cĩ thể là tối đa số lƣợng UE đƣợc hỗ trợ hoặc đƣờng truyền đƣợc tận dụng hồn tồn. Một trong những cách tốt nhất để hình dung về thơng lƣợng, đĩ là những dữ liệu thực tế đƣợc truyền đi khơng bao gồm các thơng tin điều khiển và các gĩi bị mất. Thơng tin điều khiển bao gồm thơng tin điều khiển lớp MAC, các thơng tin điều khiển phân mảnh và đĩng gĩi, thơng tin điều khiển cụm (burst). Thơng tin này dùng để tối ƣu số lƣợng cụm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
trong một khung và chỉra cách đĩng gĩi hoặc phân mảnh các SDU vào trong lớp MAC. Các yêu cầu băng thơng đƣợc biểu thị bằng một số lƣợng bytes nhất định. Yêu cầu này khơng thể chuyển thành số lƣợng slot đƣợc, bởi vì một slot cĩ thể chứa một số lƣợng bytes khác nhau, tuỳ thuộc vào kỹ thuật điều chế đƣợc sử dụng. Ngồi ra, tỉ lệ mất gĩi cũng rất quan trọng. Bộ lập lịch cần sử dụng các thơng tin về trạng thái kênh truyền và tốc độ lỗi bit để quyết định phƣơng thức điều chế và mã hố cho từng thuê bao.
- Tính cơng bằng: Bên cạnh sự đảm bảo các thơng số QoS, các tài nguyên cịn thừa phải đƣợc cấp phát một cách cơng bằng. Thời gian để thực hiện sự cơng bằng cũng quan trọng, bởi vì cĩ thể là cơng bằng trong thời hạn ngắn hoặc trong thời hạn dài. Cơng bằng trong thời hạn ngắn dẫn đến cơng bằng trong thời hạn dài, nhƣng điều ngƣợc lại chƣa chắc đúng.
- Sự tiêu thụ năng lƣợng và điều khiển cơng suất: Bộ lập lịch cần phải quan tâm đến cơng suất tối đa cho phép. Dựa vào tốc độ lỗi bit BER và tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu SINR mà eNodeB cĩ thể chấp nhận các dữ liệu đƣợc truyền, bộ lập lịch cĩ thể tính tốn cơng suất thích hợp đƣợc sử dụng cho từng MS tuỳ theo vịtrí của chúng. Với những ngƣời sử dụng di động, cơng suất là rất giới hạn. Vì thế, bộ lập lịch MS cũng cần phải tối ƣu cơng suất truyền.
- Sự phức tạp trong thực thi: Vì eNodeB phải xử lý rất nhiều kết nối đồng thời và quyết định phải đƣợc tạo ra trong vịng khoảng thời gian 10 ms của khung LTE, các thuật tốn lập lịch phải đơn giản, nhanh và sử dụng tối thiểu tài nguyên nhƣ là bộ nhớ.
- Khả năng mở rộng của thuật tốn: thuật tốn phải hoạt động cĩ hiệu quả khi số lƣợng kết nối tăng lên, số eNodeB tăng lên, sốUE tăng lên, băng thơng tăng lên.
4.5.4.2. Báo cáo trạng thái kênh
Khả năng lập lịch phụ thuộc kênh ở đƣờng xuống, tức là lựa chọn cấu hình truyền dẫn đƣờng xuống và các thơng số liên quan phụ thuộc vào các điều kiện kênh đƣờng xuống tức thời, là một đặc điểm then chốt của LTE. Một phần quan trọng trong việc lập lịch phụ thuộc kênh đƣờng xuống là báo cáo trạng thái kênh đƣợc thiết bị đầu cuối cung cấp cho mạng, các báo cáo mà mạng cĩ thể dựa trên đĩ để đƣa ra quyết định lập lịch. Thƣờng thì các thiết bị đầu cuối sẽ đƣa ra các khuyến nghị này dựa trên các ƣớc lƣợng điều kiện kênh đƣờng xuống tức thời, do đĩ nĩ đƣợc gọi là báo cáo trạng thái kênh. Các báo cáo trạng thái kênh bao gồm các thơng tin sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
Chỉ thị hạng (RI): Cung cấp thơng tin về hạng của kênh hoặc nĩi cách khác là số các lĩp nên đƣợc sử dụng cho truyền dẫn đƣờng xuống tới thiết bị đầu cuối. RI chỉ cần đƣợc báo cáo bởi các thiết bị đầu cuối đã đƣợc cấu hình ở một trong các chế độ truyền ghép kênh khơng gian.
Chỉ thị ma trận mã hĩa trước (PMI): Cung cấp một ma trận ma hĩa trƣớc sẽ đƣợc sử dụng cho truyền dẫn đƣờng xuống. Ma trận mã hĩa trƣớc sẽ đƣợc xác nhận bằng cách thừa nhận số lớp đƣợc chỉ thị bởi RI. PMI chỉ đƣợc báo cáo nếu thiết bị đầu cuối đƣợc cấu hình ở chế độ ghép kênh trong khơng gian vịng kín.
Chị thị chất lượng kênh (CQI): Biểu diễn sơ đồ điều chế và tốc độ mã hĩa đƣợc khuyến nghị nên đƣợc sử dụng cho truyền dẫn đƣờng xuống. CQI sẽ chỉ và một bảng gồm một tập hợp các phép kết hợp giữa tốc độ mã hĩa với sơ đồ điều chế định trƣớc.
4.5.5. Các kỹ thuật lập lịch trong LTE [24] 4.5.5.1. Kỹ thuật lập lịch Round Robin