LTE功率控制參數(shù)優(yōu)化

黃文全

（廈門縱橫集團(tuán)建設(shè)開發(fā)有限公司，廈門 361000）

1 LTE功率控制介紹

LTE具有低時(shí)延，高速率的有點(diǎn)，但是同時(shí)LTE系統(tǒng)是一個(gè)同頻組網(wǎng)，干擾受限系統(tǒng)，其優(yōu)越性有賴于功率控制的應(yīng)用。有效的功率控制算法能夠降低小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾，在可以在滿足每個(gè)用戶通信質(zhì)量的前提下，最小化其發(fā)射功率，從而減少干擾、增加系統(tǒng)容量，并能延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。

1.1 LTE下行功率控制

LTE下行采用OFDMA技術(shù)，一個(gè)小區(qū)內(nèi)的不通用戶占用不通的頻率資源，并且之間是相互正交的，在本小區(qū)內(nèi)，下行不存在干擾，因而LTE對(duì)下行的功率控制并不是迫切需求，同時(shí)下行信號(hào)在傳輸過程中，同樣會(huì)存在路徑損耗與陰影衰落的問題，如果使用功率控制方式進(jìn)行調(diào)整，將會(huì)影響下行CQI的測(cè)量，而UE上報(bào)的CQI與基站的下行資源調(diào)度之間有密切的聯(lián)系，所以下行的功率控制將會(huì)影響下行資源調(diào)度的準(zhǔn)確性，影響用戶的吞吐速率，因而PDSCH信道不采用功率控制方式。

1.2 LTE上行功率控制

LTE中，同小區(qū)內(nèi)的不通用戶之間的上行數(shù)據(jù)位相互正交，LTE通過上行功控，可以使上行數(shù)據(jù)傳輸適應(yīng)不同的無線環(huán)境（例如陰影、快衰、路損等），以及降低小區(qū)內(nèi)、小區(qū)間其他用戶之間的干擾。

上行功率控制采用慢速上行功控，分為閉環(huán)功控、開環(huán)功控。

開環(huán)功控：UE通過路徑損耗值的測(cè)量來計(jì)算UE的發(fā)射功率，不需要得到接收端的反饋。開環(huán)功控主要用戶LTE網(wǎng)絡(luò)UE初始接入階段，由于系統(tǒng)上下行鏈路在同一個(gè)載頻上傳送，通過對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的路徑損耗估計(jì)，接收端可以對(duì)發(fā)送信號(hào)的路徑損耗進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，相應(yīng)調(diào)整發(fā)送功率。

閉環(huán)功控：閉環(huán)的功率控制是指UE通過PDCCH中的TPC命令來對(duì)UE的發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整?？梢苑譃槔鄯e調(diào)整和絕對(duì)值調(diào)整兩種方式。累積調(diào)整方式適用于PUSCH，PUCCH和SRS，絕對(duì)值調(diào)整方式只適用于PUSCH。這兩種不同的調(diào)整方式之間的轉(zhuǎn)換是半靜態(tài)的，eNB通過專用RRC信令指示UE采用累積方式還是絕對(duì)值方式。

2 LTE功率控制算法介紹

2.1 LTE下行功率分配

LTE中，PDSCH信道不采用功率控制，下行主要針對(duì)RSRE的功率配置（采用RS POWER Boosting）以及傳送MIMORS取消掉的RE的功率進(jìn)行配置。

覆蓋：RS設(shè)置過大會(huì)造成越區(qū)覆蓋，對(duì)其他小區(qū)造成干擾；RS設(shè)置過小，會(huì)造成覆蓋不足，出現(xiàn)盲區(qū)；

干擾：由于受周圍小區(qū)干擾影響，RS功率設(shè)置也不同，干擾大的地方需要留出更大的干擾余量；

信道估計(jì)：RS功率設(shè)置會(huì)影響信道估計(jì)。RS功率越大，信道估計(jì)精度越高，解調(diào)門限越低，接收機(jī)靈敏度越高，但是對(duì)鄰區(qū)干擾也越大；

容量：RS功率越高，覆蓋越好，但用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓β试叫?，?huì)造成系統(tǒng)容量的下降；

2.2 LTE上行信道功率控制

2.2.1 LTE上行信道PUSCH功率控制

PPUSCH（i）：UE在子幀iPUSCH的發(fā)射功率

PCMAX：UE最大發(fā)射功率

MPUSCH：在子幀i中傳輸?shù)腜USCH的資源塊數(shù)目

DTF（i）=10 log 10（2MPRKs–1）當(dāng)Ks=1.25時(shí)當(dāng)Ks=0，Ks由高層提供的參數(shù)UE專屬參數(shù)deltaMCS-Enabled給出。

f（i）：TPC（閉環(huán)功控補(bǔ)償）

PL：pathloss[dB]=referenceSignalPower – higher layer filtered RSRP 路損，UE側(cè)估計(jì)的下行路損。

2.2.2 LTE上行信道PUCCH功率控制PPUCCH：在第i個(gè)子幀上PUCCH發(fā)射功率Pmax：max.設(shè)置的UE最大發(fā)射功率

P0_PUCCH=P0_NOMINAL_PUCCH+P0_UE_PUCCH

P0_PUCCH由小區(qū)級(jí)參數(shù)P0_NOMINAL_PUCCH以及UE級(jí)參數(shù)P0_UE_PUCCH定義，其具體只由高層指配。

PL ：pathloss[dB]=referenceSignalPower – higher layer filtered RSRP 路損，UE側(cè)估計(jì)的下行路損。

h（n） 為 PUCCH format決 定值。nCQI為 CQI對(duì) 應(yīng) 的位 數(shù)，nHARQ為HARQ對(duì)應(yīng)的位數(shù)。

DF_PUCCH（F）：dFListPUCCH

DF_PUCCH（F）為高層網(wǎng)絡(luò)提供，為PUCCH format（F）相對(duì)于PUCCH format 1a的值。

g（i）：TPC（閉環(huán)功率補(bǔ)償）

2.2.3 LTE上行信道閉環(huán)功率控制

PUSCH以及PUCCH閉環(huán)功控主要由以上四組（UPQUAL/LOWQUAL/UPLEV/LOWLEV）共計(jì)8個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制，Enb會(huì)根據(jù)接收到UE發(fā)射上行信道（PUSCH/PUCCH）的SIR以及RSSI來進(jìn)行UE發(fā)射功率的相應(yīng)調(diào)整。

3 LTE功率優(yōu)化案例（福建移動(dòng)項(xiàng)目UE發(fā)射功率較高問題分析）

3.1 問題描述

福州移動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行ATU測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)UE高發(fā)射功率里程占比較高，達(dá)到了59.3%。存在較多路段UE高功率發(fā)射的現(xiàn)象。

通過對(duì)測(cè)試log的分析，發(fā)現(xiàn)。UE在RSRP-85dBm的無線環(huán)境下，UE PUSCH發(fā)射功率會(huì)大于16dBm。在SINR較好的情況下，仍會(huì)保持著較高的發(fā)射功率，閉環(huán)功控效果未體現(xiàn)出來。

3.2 原因查找

通過現(xiàn)網(wǎng)配置參數(shù)核查：Pmax=43dBm，P0NomPusch=-100 dBm，路損補(bǔ)償因子α=1，在無線環(huán)境為RSRP為-85dBm的CQT點(diǎn)，PL=12.2-（-85dBm）=97.7dBm?？梢杂?jì)算得出UE初始接入時(shí)的發(fā)射功率約為17dBm。

3.3 測(cè)試驗(yàn)證

通過對(duì)五組參數(shù)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證：

路損因子α以及PUSCH初始發(fā)射功率的調(diào)整對(duì)改善UE PUSCH發(fā)射功率影響較小，SIR閉環(huán)功控參數(shù)對(duì)UE PUSCH發(fā)射功率有明顯效果。

下行業(yè)務(wù)終端的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以看到：調(diào)整SINR門限后，連續(xù)UE高發(fā)射功率里程占比明顯下降。

結(jié)論：調(diào)整p0和alpha，對(duì)UE發(fā)射功率稍有影響，變化不大；調(diào)整SINR門限，對(duì)UE發(fā)射功率影響很大，UE連續(xù)高發(fā)射功率占比下降了一半；低于正常上報(bào)SINR后，幾種SINR的門限組合[14，12]，[9，7]，[3，1]對(duì)高功率連續(xù)發(fā)射比的影響不大。

4 結(jié)束語

LTE功率控制技術(shù)可以有效的降低網(wǎng)絡(luò)干擾，增大網(wǎng)絡(luò)容量。通過下行的參考信號(hào)dlRS boosting功率分配參數(shù)調(diào)整，可以有效地提高RS參考信號(hào)功率，達(dá)到增強(qiáng)覆蓋的效果，但是會(huì)造成業(yè)務(wù)信道功率的降低，因而在進(jìn)行dlRS boosting參數(shù)設(shè)置時(shí)，需要謹(jǐn)慎考慮。避免RS信號(hào)功率過強(qiáng)，反而造成干擾。另外對(duì)LTE PUSCH信道以及PUCCH信道進(jìn)行功控參數(shù)調(diào)整，可以有效的降低UE發(fā)射功率，達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)干擾，延長(zhǎng)UE使用時(shí)間的目的。