基于TDD—LTE系統(tǒng)PDSCH下行功控策略創(chuàng)新機制

1、基于TDDLTE系統(tǒng)PDSCH下行功控策略創(chuàng)新機制【關鍵詞】TDD-LTE 物理下行共享信道 下行功率1 引言隨著LTE網(wǎng)絡大規(guī)模建設以及用戶的不斷增長，用戶對網(wǎng)絡的體驗和需求也越來越高。由于LTE基站越來越密集，網(wǎng)內(nèi)干擾水平也逐漸升高，因此需要更加合理的功率分配策略，以降低網(wǎng)內(nèi)干擾、避免功率分配受限和利用率不足的情況發(fā)生。PDSCH（Physical Downlink Shared Channel，物理下行共享信道）信道是唯一用來承載高層業(yè)務數(shù)據(jù)及信令的信道，因此是LTE系統(tǒng)最重要的物理信道。當PDSCH信道承載接入響應消息、尋呼消息和系統(tǒng)消息時，功率控制用于保證覆蓋；當PDSCH信道承載普

2、通業(yè)務時，功率控制可有效提高系統(tǒng)吞吐率和頻譜效率。本文主要針對TDD-LTE系統(tǒng)PDSCH信道下行功控進行研究和實驗，通過對PDSCH信道的功率配置來優(yōu)化系統(tǒng)性能，提升用戶感知。2 PDSCH信道下行功控的原理對于PDSCH功率控制來說，一個時隙上的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用技術）符號可以根據(jù)是否有小區(qū)參考信號分為2類：不包含RS（Reference Signal，參考信號）的OFDM符號為A類符號；包含RS的OFDM符號為B類符號。不同符號相對小區(qū)參考信號的EPRE（Transmit Energy per Re

3、source Element，每資源單元容量）的比值由ρA和ρB決定，其中：ρA用來確定不包含小區(qū)參考信號的OFDM符號上的PDSCH EPRE。一般情況下ρA=PA，根據(jù)協(xié)議TS 36.331定義，PA是一個離散的枚舉值，其取值范圍為-6，-4.77，-3，-1.77，0，1，2，3，通過RRC信令下發(fā)到UE，用于PDSCH解調。ρB用來確定包含小區(qū)參考信號的OFDM符號上的PDSCH EPRE。PB通過PDSCH上EPRE的功率因子比率ρB/ρA確定，不同PB和天線端口數(shù)配置下對應ρB/ρA的取值如表1所示：3 PDS

4、CH信道下行功控優(yōu)化本研究方法基于4G華為設備，針對現(xiàn)網(wǎng)PDSCH下行功控策略進行分析研究與實驗驗證，并提出具體參數(shù)設置方法，對于其他機型也同樣適用。3.1 PDSCH信道下行功控策略分析對于雙天線端口，每個符號的發(fā)射功率總和是恒定的，與CRS（Cell Reference Signal，小區(qū)參考信號）設置的功率值有關，公式如下：DL_RS_Power=Psingleantenna+10lg（1+PB）-10lg（12xNRB）（1）其中，Psingleantenna為每通道的發(fā)射功率。共天線的情況下，兩種制式的載波功率之和不能超出RRU額定輸出功率，所以CRS的功率值不能設置過大。在3G、4

5、G共模的環(huán)境下，20M帶寬雙天線端口CRS現(xiàn)網(wǎng)典型設置范圍為6.2dBm至9.2dBm，PDSCH下行功控參數(shù)PA、PB設置為。通過RS Power Boosting（RS功率增強）技術可提升RS功率，增強小區(qū)覆蓋能力，但同時會帶來RS同頻干擾，影響區(qū)域整體下載速率，導致用戶感知差。3.2 PDSCH信道下行功控優(yōu)化不同組合方式下RRU（Remote Radio Unit，遠端射頻模塊）功率利用率情況如表2所示：確?？偣β世鹍yLw.nET用率為100%的情況下，PA=-3、PB=1，雖然提供較好的覆蓋，但也產(chǎn)生了同頻干擾影響速率，因此可將PDSCH下行功控策略調整為PA=0、PB=0，通過提

6、升業(yè)務信道功率提高低SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信號與干擾加噪聲比）采樣點所對應的MCS（Modulation and Coding Scheme，調制與編碼策略）編碼，從而有效提升下載速率。PA、PB設置為、這2種情況下參考信號和業(yè)務信道的覆蓋范圍如圖1所示：由于在不同PB設置下，包含參考信號的OFDM符號中CRS的功率及PDSCH的功率占比變化方向相反，因此需要驗證不同的下行功率分配策略對信號電平、信噪比以及下載速率的影響。4 不同功控策略的優(yōu)化驗證4.1 拉網(wǎng)測試驗證本次選取天津塘沽城區(qū)網(wǎng)格進行PDSCH下行功控參數(shù)優(yōu)化實驗，

7、對PA、PB設置為、這2種功控策略進行測試驗證。實驗網(wǎng)格為塘沽的核心區(qū)域，4G用戶量相對較大且無線環(huán)境復雜，網(wǎng)格具體情況如圖2所示：目前實驗網(wǎng)格RS功率設置情況如表3所示：將PA、PB分別設置為、網(wǎng)格，RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號接收功率）、SINR以及下載速率的對比情況如表4所示。DT（Drive Test，驅車測試）拉網(wǎng)測試結果表明，PA、PB設置為后，網(wǎng)格RSRP和SINR的最大值及均值都略小于設置為，而平均下載速率卻比設置為提升2.2M左右。4.2 單站定點測試驗證選取塘沽新河船廠基站近點（信號電平-75dBm）和遠點（信號電平-

8、90dBm）這2個位置，分別進行了PA、PB設置為、空載和加擾CQT（Call Quality Test，通話質量測試）對比測試。（1）近點CQT測試驗證情況在基站近點（信號電平-75dBm）分別進行空載及100%加擾CQT測試，測試對比情況如表5所示。測試結果表明，近點空載及100%加擾CQT測試中PA、PB設置為的平均SINR、平均RSRP都略小于設置為，而平均下載速率均大于設置為。（2）遠點CQT測試驗證情況在基站遠點（信號電平-90dBm）分別進行空載及100%加擾CQT測試，測試對比情況如表6所示。測試結果表明，遠點空載及100%加擾CQT測試中PA、PB設置為的平均SINR、平均R

9、SRP都略小于設置為，2種設置的下載速率基本持平，設置為略小于設置為。這說明在邊緣弱覆蓋區(qū)域，PA、PB設置為可以采用高階的調制編碼方式，通過Power Boosting提升邊緣用戶的速率。4.3 KPI指標監(jiān)控情況將功控參dyLw.nET數(shù)PA、PB設置從調整為后對小區(qū)KPI指標進行監(jiān)控，參數(shù)修改前后3個工作日的KPI指標對比如表7所示，整體變化趨勢平穩(wěn)，無線利用率略有提升。如表8所示，下行每PRB（Physical Resource Bearer，物理資源承載）平均吞吐率提升明顯，空口下行流量也有所增加，下行每PRB平均利用率也有所提升。4.4 測試結果分析通過對城區(qū)網(wǎng)格拉網(wǎng)、單站近點、遠

10、點、輕載、加擾對比測試驗證數(shù)據(jù)分析表明：在當前城區(qū)網(wǎng)絡環(huán)境下，PA、PB配置為網(wǎng)格平均下載速率及主要KPI指標較配置為均有所提升，說明在覆蓋良好的環(huán)境下RS Power Boosting技術并沒有提升MCS編碼，反而影響了信道估計。PA、PB配置為在不改變RS覆蓋的基礎上增大了業(yè)務信道發(fā)射功率，64QAM高階編碼的占比高于PA、PB配置為，說明在覆蓋良好的環(huán)境下采用該配置能夠更合理地對信道進行估計，并通過準確的CQI反饋進行MCS編碼，從而提升下行下載速率。在小區(qū)邊緣弱覆蓋區(qū)域，PA、PB配置為與配置為下載速率接近，且略好于配置為，說明在弱覆蓋區(qū)域可通過RS Power Boosting技術有

11、效提升RS功率，增強小區(qū)覆蓋能力，提升邊緣用戶速率感知度。5 結論通過對PDSCH下行信道功率控制的研究與實驗得出以下結論：針對現(xiàn)網(wǎng)城區(qū)覆蓋良好的無線環(huán)境，PA、PB配置為在不改變RS覆蓋的基礎上可增大業(yè)務信道發(fā)射功率，對網(wǎng)絡指標以及用戶下載速率均有提升dyLw.nET，因此建議采用配置策略。此外，針對邊緣弱覆蓋區(qū)域仍然建議采用配置策略，通過RS Power Boosting技術提升邊緣下載速率。由于TDD-LTE系統(tǒng)速率感知差會嚴重影響用戶的4G體驗，本文研究的內(nèi)容和方法對提升TDD-LTE下載速率、改善用戶感知具有參考意義。參考文獻：【1】 張新程. LTE空中接口技術與性能. 北京： 人民郵電出版社， 2009.【2】 黃韜. LTE/SAE移動通信網(wǎng)絡技術. 北京： 人民郵電出版社， 2009.【3】 陳書貞. LTE關鍵技術與無線性能. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2012.【4】 元泉. LTE輕松進階. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2012.【5】 趙訓威. 3GPP長期演進（LTE）系統(tǒng)架構與技術規(guī)范. 北京： 人民郵電出版社， 2011.【6】