定义
流量调度(Traffic Scheduling)是基站MAC层调度器在共享无线信道中将时频资源(RB/PRB、时隙)按优先级与策略分配给多用户、多业务的过程,旨在实现QoS保障、多用户公平性与系统吞吐量最大化。LTE中调度周期为1ms TTI,5G NR支持更灵活的时隙(Slot)与微时隙(Mini-Slot)调度,适配eMBB、URLLC、mMTC等差异化业务需求。调度决策依赖CQI反馈、QoS等级(QCI/5QI)、缓存状态(BSR)、时延预算等输入。
典型调度算法
轮询(Round Robin, RR)
按用户顺序轮流分配资源,实现绝对公平但吞吐量较低,适用于对速率不敏感的业务。
最大C/I(Max C/I)
优先将资源分配给信道质量最好的用户,吞吐量最高但边缘用户易被饿死,适用于信道质量差异大的场景。
比例公平(Proportional Fair, PF)
在吞吐量与公平性间折中,按用户瞬时速率与平均速率之比进行调度,兼顾系统容量与多用户公平性,是LTE最常用算法。
时延敏感调度
针对URLLC、语音等低时延业务,采用Earliest Deadline First(EDF)或基于剩余时延预算的优先级调度,保障关键业务时延。
与相关机制的关系
流量调度与速率控制、拥塞控制协同:调度器决定"谁在何时获得多少资源",速率控制则约束"发送多快"。优先级QoS通过QCI/5QI映射为调度权重,差异化服务依赖调度策略实现业务隔离。
达希物联的物联网设备在接入蜂窝网络时,其上行数据由基站调度器按PF等算法分配PRB。NB-IoT、Cat.1等窄带业务通常采用覆盖增强模式与长TTI调度,牺牲部分时延换取覆盖与功耗优化。达希物联在方案设计中会结合业务时延需求,选择合适制式与QoS配置,确保关键指令与批量数据在调度层面获得合理优先级。
比例公平比的是瞬时速率和历史均值
调度器在每个传输时间间隔决定把哪些资源块给哪些用户。轮询按顺序发,人人有份,小区总吞吐偏低。最大载干比永远先满足信道最好的用户,总吞吐最高,边缘用户可能长时间拿不到块。比例公平用用户此刻能达到的速率除以它自己近期的平均速率,谁“相对自己的常态更值得发”谁优先,因此近点用户不会永远独占,边缘用户在信道偶尔变好时也能得到补偿。时延敏感的调度再把剩余时延预算放进优先级,截止日期近的控制包可以插到前面。
输入包括信道质量、缓存里有多少数据、承载的优先级和这一帧还剩多少资源。终端没有上报缓存状态,调度器就不知道该给上行资源;上报的质量过时,块会分给已经衰落的用户,误块后再重传,等于把资源分了两次。
低时延业务要单独占权重
普通上报可以接受比例公平。急停、遥控和语音若与大文件下载混在同一优先级,文件传输会在信道好时连续占用,控制包等到下一轮。应把低时延承载映射到更高的调度权重,并限制单用户每帧能拿走的块数。5G的微时隙可以把一次调度缩到更少的符号,但只有业务被识别成对应的QoS流才用得上,默认数据流仍按普通时隙排队。
窄带物联网常用更长的重复和更长的调度间隔,覆盖换来的是单用户占用时间变长,小区里能同时调度的终端数下降。这时错开终端的上报秒点,比更换调度算法更有效。调度也不解决空闲态唤醒:终端还没被寻呼进连接态时,调度队列里没有它。连接态长期无数据仍占着上下文,则会减少别人可用的调度表项。拥塞丢弃发生在队列之后,和丢包策略相接,不要把“没被调度到”和“已经被丢弃”记成同一种失败。
只把小区吞吐调到最大
容易出错的是用最大载干比冲高小区吞吐指标,边缘电表和地下室网关的成功率下降,平均速率报表却更好看。另一类是所有承载同一权重,再在应用层把告警多发几遍,告警和批量数据一起把队列垫高。终端缓存状态报告若被固件节流得太稀,上行资源总是来晚,应用看到的是发送缓冲堆积,误以为服务器限速。
验收应分开近点吞吐、边缘成功率和高优先级包的排队时延。三个数同时变好才说明调度合理。只有第一个变好,多半是牺牲了后两个。还要看重传占用的资源比例,重传高时继续提高首次传输的调制,会让调度器把块分给送不达的用户。
上行没有缓存状态报告时,调度器不知道终端有数据要发,资源会先分给报告更及时的用户。固件若把报告间隔拉得过长,应用只看到发送缓冲堆积,容易误判成服务器限速。低时延包和大数据包若权重相同,信道好的大数据会连续占满若干帧。应限制单用户每帧可拿走的资源,并把临近时限的控制包单独加权。重传比例已经很高时,继续提高首次传输的调制,只会让分出去的资源块更多落在送不达的用户上。