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LTE功率控制技术分析

时间:2015-09-14


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学完本课程后,您应该能:
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掌握LTE下行功率控制

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掌握LTE上行功率控制
掌握SRS功率控制

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1. 下行功率控制 2. 上行功率控制 上行PUSCH功率控制 上行PUCCH功率控制 3. SRS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

?

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

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
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5 5 5 5 4 5 5 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 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 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 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 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 4 4 4 4 4 2 2 2 2 2 2 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 12

4 16

4 12

4 16

? ? ?

B B A

/ ?

A

RS所占功率

5 5 4 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

?

在指示

?B / ? A

基础上,通过高层参数 PA

? A 确定

的具体数值,得到基站下行针对用户的PDSCH发射功率。
? ? ? ?

关系:

? power ?offset 用于MU-MIMO的场景 ? power ?offset ? ?3dB 表示功率平均分配给两个用户
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

? A ? ? power ?offset ? PA

(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。

1. 下行功率控制 2. 上行功率控制 上行PUSCH功率控制 上行PUCCH功率控制 3. SRS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。
?

?

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。
?

1. 下行功率控制 2. 上行功率控制 上行PUSCH功率控制 上行PUCCH功率控制 3. SRS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{P max ,10log M ? P 0_ PUSCH ( j ) ? ? ( 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

P ? min{P max ,10log M ? P 0_ PUSCH ( j ) ? ? ( j ) PL ? ?TF ? f (i)}
P 0_ PUSCH ( j ) ? P 0_ NOMINAL _ PUSCH ( j ) ? P 0_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 pathloss [dB] = referenceSignalPower –higher layer filtered RSRP
?

PUSCH ?TF ? 10lg 2MPR ?K s ? 1 ?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

??

?

?

1. 下行功率控制 2. 上行功率控制 上行PUSCH功率控制 上行PUCCH功率控制 3. SRS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):
?

?
? ?

Pmax: UE的最大发射功率。
PL: UE测量的下行路径损耗值。

Po_pucch: PoNomPucch+PoUePucch。

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 ? (F ) ? 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
?
F _ PUCCH

h(nCQI , nHARQ )

1.下行功率控制 2.上行功率控制 3.SRS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):

? ?

Pmax

表示最大允许功率。

PSRS _ OFFSET 表示用于SRS的功率补尝,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

?

Po_pusch (j)

表示PoNomPusch+PoUePusch。
This path loss compensation factor
表示路径损耗 表示基于TPC(Transmit Power Control)

? ?

alpha pl

?

F(i)


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