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LTE功率控制技术分析

时间:2011-12-25


LTE功率控制

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培训目标
学完本课程后,您应该能:
掌握LTE下行功率控制 掌握LTE上行功率控制 掌握SRS功率控制

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目录
1. 下行功率控制 2. 上行功率控制 3. SRS功率控制

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LTE下行功率控制
在频率和时间上采用恒定的发射功率,基站通过高层信令指 示该发射功率数值。 下行功率分配以每个RE为单位,控制基站在各个时刻各个子 载波上的发射功率。 下行功率分配方法:
提高参考信号的发射功率(Power Boosting) 与用户调度相结合实现小区间干扰抑制的相关机制

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LTE下行功率控制
PDSCH不采用功率控制
采用OFDMA技术,不同UE信号互相正交,不存在CDMA系统的远近 效应 频域调度能够避免在深度路径损耗的RB上传输 采用功控会扰乱下行CQI测量,影响下行调度的准确性

下行信道(PDSCH/PDCCH/PCFICH/PHICH)采用半静态的功率 分配

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提高参考信号的发射功率-Power Boosting
小区通过高层信令指示 B / A ,通过不同比值设置RS信号在 基站总功率中的不同开销比例,来实现RS发射功率的提升
5 5 4 4 4 5 5 4 5 5 4 4 4 4 4 4 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 4 5 5 5 5 4 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 8 4 4 8 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 8 4 4 4 4 8 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 12 3 3 3 3 12 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 16 2 2 2 2 16 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

ρ

ρ

4 12 4 4 4 4 4 3 3

4 16 4 4 4 4 4 2 2

4 12

4 16

ρ ρ ρ

B B A

/ ρ

A

5 / 4 5 / 4 4 / 4 4 / 24 = 1 / 6

4 / 4 4 /8 4 /8 8 / 24 = 2 / 6

3 / 4 3 /12 4 /12 12 / 24 = 3 / 6

2 / 4 2 /16 4 /16 16 / 24 = 4 / 6

RS所占功率

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用户功率分配和小区间干扰协调
在指示 ρ B 关系: A ρ

/ ρA

基础上,通过高层参数 P
A

ρA

确定

的具体数值,得到基站下行针对用户的PDSCH发射功率。

= δ power ?offset + PA
用于MU-MIMO的场景 表示功率平均分配给两个用

δ power ?offset


δ power ?offset = ?3dB

为了支持下行小区间干扰协调,定义了基站窄带发射功率限制 (RNTP,Relative Narrowband Tx Power)的物理层测量,在X2口上 进行交互。它表示了该基站在未来一段时间内下行各个PRB将使用的最 大发射功率的情况,相邻小区利用该消息来协调用户,实现同频小区 干扰协调。

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目录
1. 下行功率控制 2. 上行功率控制 3. SRS功率控制

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LTE上行功率控制
终端的功率控制目的:节电和抑制用户间干扰 手段:采用闭环功率控制机制 控制终端在上行单载波符号上的发射功率,使得不同距离的用户都能 以适当的功率达到基站,避免“远近效应”。 通过X2接口交换小区间干扰信息,进行协调调度,抑制小区间的同频 干扰,交互的信息有: 过载指示OI(被动):指示本小区每个PRB上受到的上行干扰情况。 相邻小区通过交换该消息了解对方的负载情况。 高干扰指示HII(主动):指示本小区每个PRB对于上行干扰的敏 感程度。反映了本小区的调度安排,相邻小区通过交换该信息了解 对方将要采用的调度安排,并进行适当的调整以实现协调的调度。
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LTE上行功率控制
分成3种: 上行共享信道PUSCH的功率控制 上行控制信道PUCCH的功率控制 SRS的功率控制 终端的功率空间:终端最大发射功率与当前实际发射功率的差值 作为功率控制过程的参数,物理层对终端的功率空间进行测量, 并上报高层。

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上行共享信道PUSCH的功率控制
采用部分功控(对抗大尺度衰落)+闭环功率控制(对抗小尺 度衰落)的方案 终端PUSCH信道的发射功率P计算公式(单位dBm):

P = min{Pmax ,10 log M + P0 _ PUSCH ( j ) + α ( j ) PL + ?TF + f (i )}
Pmax:UE的最大发射功率 M:分配给该UE的PUSCH的传输带宽RB数量

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上行共享信道PUSCH的功率控制
P0 _ PUSCH ( j ) = P0 _ NOMINAL _ PUSCH ( j ) + P0 _ UE _ PUSCH ( j )
由高层信令设置的功率基准值。反映上行接收端的噪声水平,针对 小区内用户不同类型的上行传输数据包有不同的数值,例如,由PDCCH 调度的数据包j=0,没有PDCCH调度的半静态SPS调度的数据包j=1,根 据随机接入相应发送的数据包j=2
α={0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1}:小区特定的路损(大尺度衰落) 补偿系数(取决于部分功控的幅度,等于1即进行完全的路损补偿)。由 高层信令3bit指示本小区所使用的数值。 PL:UE测量的下行路损值

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上行共享信道PUSCH的功率控制 ? = 10 lg ( ( 2 ? 1) β )
MPR i K s TF PUSCH offset

由调制编码方式和数据类型(控制或数据信息)所确定的功率偏移量。

MPR与采用的调制编码方式相关,表示每个资源符号上传输的比特数; Ks=1.25或0,表示是否针对不同的调制方式进行补偿(通常为1.25); β表示当PUSCH用于传输控制信息时可能进行的补偿。 f(i):由终端闭环功控所形成的调整值,大小根据PDCCH format 0/3/3A上的功控命令进行调整。物理层有两种闭环功率控制类型:累计型 和绝对值型。在FDD下,PDCCH format 0/3/3A功率控制命令和相应的 PUSCH发送之间的时延是4ms;在TDD下,该时延的数值根据上下行时间分 配比例的不同有所不同

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上行控制信道PUCCH的功率控制
v采用部分功控(对抗大尺度衰落)+闭环功率控制(对抗小 尺度衰落)的方案 v终端PUCCH信道的发射功率P计算公式(单位dBm):

P = min{Pmax , P0 _ PUSCH ( j ) + PL + h(nCQI , nHARQ ) + ? F _ PUCCH ( F ) + g (i )}
Pmax:UE的最大发射功率
PL:UE测量的下行路损值,进行完全的路损补偿

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上行控制信道PUCCH的功率控制
h(nCQI , nHARQ )
? F _ PUCCH ( F )

根据所承载的CQI和ACK/NCK比特的数目,所设

置的PUCCH发送功率的偏移量 表示由PUCCH format 1/1a/1b/2/2a/2b所设置

的发送功率的偏移量 g(i):由终端闭环功控所形成的调整值,功率控制命令由下行调度消息 PDCCH format 1/1A/1B/1D/2/2A或者功率控制消息PDCCH format 3/3A所承 载

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1. 下行功率控制 2. 上行功率控制 3. SRS功率控制

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SRS的功率控制
与PUSCH信道功率控制相类似 采用部分功控(对抗大尺度衰落)+闭环功率控制(对抗小尺度衰落)的方案 终端SRS的发射功率P计算公式(单位dBm):

P = min{Pmax , PSRS _ OFFSET + 10 log M SRS + P0 _ PUSCH ( j ) + α ( j ) PL + ?TF + f (i )}
PSRS _ OFFSET

表示用于SRS的功率偏移,由用户高层信令半

静态的指示
M SRS

表示SRS的传输带宽RB数量

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