LTE功率控制綜述綜述

1、LTE功率控制功率控制下行功率分配上行功率控制 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的功率控制下行功率分配由于LTE下行采用OFDMA技術(shù)，一個小區(qū)內(nèi)發(fā)送給不同UE的下行信號之間是相互正交的，因此不存在CDMA系統(tǒng)因遠(yuǎn)近效應(yīng)而進(jìn)行功率控制的必要性。就小區(qū)內(nèi)不同UE的路徑損耗和陰影衰落而言，LTE系統(tǒng)完全可以通過頻域上的靈活調(diào)度方式來避免給UE分配路徑損耗和陰影衰落較大的RB，這樣，對PDSCH采用下行功控就不是那么必要了。另一方面，采用下行功控會擾亂下行CQI測量，影響下行調(diào)度的準(zhǔn)確性。因此，LTE系統(tǒng)中不對下行采用靈活的功率控制，而只是采用靜態(tài)或

2、半靜態(tài)的功率分配（為避免小區(qū)間干擾采用干擾協(xié)調(diào)時靜態(tài)功控還是必要的， （PDSCH/PDCCH/PCFICH/PHICH）采用半靜態(tài)的功率分配）。 下行功率分配的目標(biāo)是在滿足用戶接收質(zhì)量的前提下盡量降低下行信道的發(fā)射功率，來降低小區(qū)間干擾。下行功率分配在頻率和時間上采用恒定的發(fā)射功率，基站通過高層信令指示該發(fā)射功率數(shù)值。在LTE系統(tǒng)中，使用每資源單元容量（Transmit Energy per Resource Element, EPRE）來衡量下行發(fā)射功率大小。下行功率分配方法：u提高參考信號的發(fā)射功率(Power Boosting)u與用戶調(diào)度相結(jié)合實(shí)現(xiàn)小區(qū)間干擾抑制的相關(guān)機(jī)制2021-1

3、0-155p 對于PDSCH信道的EPRE可以由下行小區(qū)專屬參考信號功率EPRE以及每個OFDM符號內(nèi)的PDSCH EPRE和小區(qū)專屬RS EPRE的比值A(chǔ)或B的得到。 PDSCH_EPRE =小區(qū)專屬RS _ EPRE A PDSCH_EPRE =小區(qū)專屬 RS_ EPRE Bp 下行小區(qū)參考信號EPRE定義為整個系統(tǒng)帶寬內(nèi)所有承載下行小區(qū)專屬參考信號的下行資源單元（RE）分配功率的線性平均。UE可以認(rèn)為小區(qū)專屬RS_EPRE在整個下行系統(tǒng)帶寬內(nèi)和所有的子幀內(nèi)保持恒定，直到接收到新的小區(qū)專屬RS_EPRE。小區(qū)專屬RS_EPRE由高層參數(shù)Reference-Signal-power通知。提高

4、參考信號的發(fā)射功率-Power Boosting2021-10-156pA或 B表示每個OFDM符號內(nèi)的PDSCH EPRE和小區(qū)專屬RS EPRE的比值，且A或B是UE專屬的。p 在包含RS的數(shù)據(jù)OFDMA的EPRE與小區(qū)專屬RS EPRE的比值標(biāo)識用B表示；p 在不包含RS的數(shù)據(jù)OFDMA的EPRE與小區(qū)專屬RS EPRE的比值標(biāo)識用A表示。提高參考信號的發(fā)射功率-Power Boosting一個時隙內(nèi)不同OFDMA的比值標(biāo)識， A或 B與OFDMA符號索引對應(yīng)關(guān)系 2021-10-157 小區(qū)通過高層信令指示 ，通過不同比值設(shè)置RS信號在基站總功率中的不同開銷比例，來實(shí)現(xiàn)RS發(fā)射功率的提

5、升/BA提高參考信號的發(fā)射功率-Power Boosting2021-10-158 小區(qū)專屬比值與PDSCH使用的不同傳輸模式有關(guān)。對于16QAM、64QAM調(diào)制、多層空分復(fù)用，或多用戶MIMO的PDSCH傳輸： 當(dāng)UE接收使用4小區(qū)特定天線端口發(fā)送分集預(yù)編碼傳輸?shù)腜DSCH數(shù)據(jù)時：A= 其他情況下：A=其中，在除了多用戶MIMO之外的所有傳輸模式中， 均為0；在指示 基礎(chǔ)上，通過高層參數(shù) 確定 A的具體數(shù)值，得到基站下行針對用戶的PDSCH發(fā)射功率。 用戶功率分配和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào))2(log1010offset-powerAPAPoffset-poweroffset-power/BAAP20

6、21-10-159用戶功率分配和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)小區(qū)專屬天線端口下的A/B比 小區(qū)專屬天線端口下的A/B比。其由高層信令通知的小區(qū)專用參數(shù) 以及 eNodeB 配置的小區(qū)專用天線端口數(shù)目決定。2021-10-1510下行功率控制目錄目錄上行功率控制 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2021-10-1511上行功控目的：上行功控，可以使得小區(qū)中的UE在保證上行發(fā)射數(shù)據(jù)的質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡可能的降低對其它用戶的干擾，延長終端電池的使用時間。手段：采用閉環(huán)功率控制機(jī)制LTE系統(tǒng)，上行采用SC-FDMA技術(shù)，小區(qū)內(nèi)的用戶通過頻分實(shí)現(xiàn)正交，因此小區(qū)內(nèi)

7、干擾影響較小，不存在明顯的“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。但小區(qū)間干擾是影響LTE系統(tǒng)性能的重要因素上行功率控制2021-10-1512上行功率控制可以分為：p 小區(qū)內(nèi)功率控制小區(qū)內(nèi)功率控制（補(bǔ)償路損和陰影衰落）：上行功率控制決定每一個上行物理信道上的一個SC-OFDMA符號的功率。小區(qū)內(nèi)功率控制目的是為了達(dá)到上行傳輸?shù)哪繕?biāo)SINR。p 小區(qū)間功率控制小區(qū)間功率控制（基于鄰小區(qū)的負(fù)載信息調(diào)整UE的發(fā)送功率）。小區(qū)間功率控制的目的是為了降低小區(qū)間干擾水平以及干擾的抖動性。通過X2接口交換小區(qū)間干擾信息，進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，抑制小區(qū)間的同頻干擾，交互的信息有：p 過載指示OI（被動）：指示本小區(qū)每個PRB上受到的上行干擾

8、情況。相鄰小區(qū)通過交換該消息了解對方的負(fù)載情況。p 高干擾指示HII（主動）：指示本小區(qū)每個PRB對于上行干擾的敏感程度。反映了本小區(qū)的調(diào)度安排，相鄰小區(qū)通過交換該信息了解對方將要采用的調(diào)度安排，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的調(diào)度。上行功率控制2021-10-1513下行功率控制目錄目錄上行功率控制 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2021-10-1514 由于LTE上行采用OFDMA技術(shù)，同小區(qū)內(nèi)不同UE之間的上行數(shù)據(jù)是相互正交的，LTE中的上行功控是慢速而非CDMA中的快速功率控制。LTE上行功控是對每個資源塊的功率譜密度（Powe

9、r Spectral Density，PSD）進(jìn)行設(shè)定，且即使如果一個UE在一個子幀中發(fā)射的數(shù)據(jù)多于多個RB，每個RB的功率對于該UE占用的所有RB都是相同的。LTE的上行功率控制包括：u上行共享信道PUSCH的功率u上行控制信道PUCCH的功率控制u SRS的功率控制2021-10-1515下行功率控制目錄目錄上行功率控制小區(qū)內(nèi)功率功控u 上行共享信道(PUSCH)的功率控制u 上行控制信道(PUCCH)的功率控制u SRS的功率控制小區(qū)間功率控制2021-10-1516上行共享信道上行共享信道(PUSCH)的功率控制的功率控制 采用部分功控（對抗大尺度衰落）+閉環(huán)功率控制（對抗小尺度衰落）

10、的方案 UE在PUSCH信道上第i子幀的發(fā)送功率（單位dBm）為： )()()()()(log10,min)(_10ifiPLjjPiMPiPTFPUSCHOPUSCHCMAXPUSCHl PCMAX： UE的最大發(fā)射功率;l MPUSCH：分配給該UE的PUSCH的傳輸帶寬RB數(shù)量;lPO_PUSCH ：是一個半靜態(tài)設(shè)置的功率基準(zhǔn)值， j的取值為0、1或2，j=0對應(yīng)于半靜態(tài)調(diào)度授權(quán)的PUSCH傳輸或重傳，j=1對應(yīng)于動態(tài)調(diào)度授權(quán)的PUSCH傳輸或重傳；而j=2對應(yīng)于隨機(jī)接入響應(yīng)授權(quán)的PUSCH傳輸； l在j=0或者1時， ， 為針對一個eNodeB的半靜態(tài)功率基準(zhǔn)值， 為針對一個UE配置的

11、半靜態(tài)功率基準(zhǔn)值；l j=2時， PO_PUSCH=0， ，其中PO_PRE和 由高層信令配置，此時對于隨機(jī)接入過程。)()()(PUSCH O_UE_PUSCH O_NOMINAL_jPjPjPPUSCHO)(PUSCH O_NOMINAL_jP)(PUSCH O_UE_jP3_0_PREPUSCHO_NOMINAL_P(2)PMsgPREAMBLE3_ MsgPREAMBLE2021-10-1517上行共享信道上行共享信道(PUSCH)的功率控制的功率控制)()()()()(log10,min)(_10ifiPLjjPiMPiPTFPUSCHOPUSCHCMAXPUSCHl ：小區(qū)特定的路

12、損補(bǔ)償系數(shù)（取決于部分功控的幅度）。對于 j =0 或 1， =0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1 是一個由高層信令3bit指示本小區(qū)所使用的數(shù)值，由高層信令控制。當(dāng) j=2時， （2）=1即進(jìn)行完全的路損補(bǔ)償。l PL：UE測量的下行路損值。l 由調(diào)制編碼方式和數(shù)據(jù)類型（控制或數(shù)據(jù)信息）所確定的功率偏移量。如果 ，KS=1.25則 ；如果 ， KS=0，則為0。其中KS是針對一個UE的半靜態(tài)配置參數(shù),是高層配置的UE專用參數(shù)deltaMCS-Enabled 給出；MPR(i)=TBS（i）/NRE(i)，其中， TBS（i）表示傳輸塊的大小， NRE(i)表示第i子幀時U

13、E在PUSCH上占用的RB數(shù)。 表示當(dāng)PUSCH用于傳輸控制信息時可能進(jìn)行的補(bǔ)償，對于控制信息在沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)?PUSCH 情況下， = 其他情況為 1。) (iTFPUSCHoffsetKSiMPRTFi) 12(log10)()(10PUSCHoffsetCQIoffset2021-10-1518 上行共享信道上行共享信道(PUSCH)的功率控制的功率控制)()()()()(log10,min)(_10ifiPLjjPiMPiPTFPUSCHOPUSCHCMAXPUSCHl f(i)：由終端閉環(huán)功控所形成的調(diào)整值，通過PDCCH發(fā)送，大小根據(jù)PDCCH format 0/3/3A上的功控命

14、令進(jìn)行調(diào)整。物理層有兩種閉環(huán)功率控制類型：累計(jì)型和絕對值型。 如果UE達(dá)到了最大發(fā)射功率，則正的TPC命令將不再累加。 如果UE達(dá)到了最小發(fā)射功率，則負(fù)的TPC命令將不再累加。在下列情況下，UE 將重置累加器n 當(dāng) 值由高層改變時n 接收到隨機(jī)接入響應(yīng)消息2021-10-1519功率上升空間)()()()()(log10)(_10ifiPLjjPiMPiPHTFPUSCHOPUSCHCMAX 功率上升空間取值步進(jìn)為1dB，在區(qū)間40; -23 的范圍內(nèi)取值，且功率上升空間PH由物理層傳輸?shù)礁邔印＝K端最大發(fā)射功率與當(dāng)前實(shí)際發(fā)射功率的差值2021-10-1520下行功率控制目錄目錄上行功率控制小區(qū)

15、內(nèi)功率功控u 上行共享信道(PUSCH)的功率控制u 上行控制信道(PUCCH)的功率控制u SRS的功率控制小區(qū)間功率控制2021-10-1521上行控制信道上行控制信道(PUCCH)的功率控制的功率控制)()()(,min)(_,_igFnnhPLPPiPPUCCHFHARQCQIPUCCHOCMAXPUCCHl PCMAX：UE的最大發(fā)射功率；lPO_PUCCH ：為PUCCH期望接收功率， 。lPL：UE測量的下行路損值，進(jìn)行完全的路損補(bǔ)償。l 根據(jù)所承載的CQI和ACK/NCK比特的數(shù)目，所設(shè)置的PUCCH發(fā)送功率的偏移量; 其中 是信道質(zhì)量信息的信息比特數(shù)， 是HARQ的比特數(shù).l

16、 表示由PUCCH format 1/1a/1b/2/2a/2b所設(shè)置的發(fā)送功率的偏移量。lg(i)：由終端閉環(huán)功控所形成的調(diào)整值，功率控制命令由下行調(diào)度消息PDCCH format 1/1A/1B/1D/2/2A或者功率控制消息PDCCH format 3/3A所承載。 采用部分功控（對抗大尺度衰落）+閉環(huán)功率控制（對抗小尺度衰落）的方案。 終端PUCCH信道的發(fā)射功率P計(jì)算公式（單位dBm）：PUCCH O_UE_PUCCH O_NOMINAL_PPPPUCCHO)(,HARQCQInnhCQInHARQn_( )FPUCCHF2021-10-1522下行功率控制目錄目錄上行功率控制小區(qū)內(nèi)

17、功率功控u 上行共享信道(PUSCH)的功率控制u 上行控制信道(PUCCH)的功率控制u SRS的功率控制小區(qū)間功率控制2021-10-1523 與PUSCH信道功率控制相類似 采用部分功控（對抗大尺度衰落）+閉環(huán)功率控制（對抗小尺度衰落）的方案 終端SRS的發(fā)射功率P計(jì)算公式（單位dBm）：p PCMAX：UE的最大發(fā)射功率；p ：表示用于SRS的功率偏移，由用戶高層信令半靜態(tài)的指示。對于KS=1.25 ， 是一個4-bit終端專用的由高層半靜態(tài)配置的參數(shù)，步進(jìn)為1dB ，范圍是-3, 12 dB 。對于KS=10， 是一個4-bit終端專用的由高層半靜態(tài)配置的參數(shù)，步進(jìn)為1.5dB，范圍

18、-10.5,12 dB。p ：表示SRS的傳輸帶寬RB數(shù)量。_SR SO F F SE TPSRSMSRS的功率控制)()()()(log10,min)(_10_ifPLjjPMPPiPPUSCHOSRSOFFSETSRSCMAXSRS_SR SO F F SE TP_SR SO F F SE TP2021-10-1524下行功率控制目錄目錄上行功率控制小區(qū)內(nèi)功率功控u 上行共享信道(PUSCH)的功率控制u 上行控制信道(PUCCH)的功率控制u SRS的功率控制小區(qū)間功率控制2021-10-1525 小區(qū)間功率控制的目的小區(qū)間功率控制的目的：是實(shí)現(xiàn)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)，即協(xié)調(diào)小區(qū)間的干擾，提高小

19、區(qū)邊緣用戶的吞吐量。 上行小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)方法：上行小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)方法：p Reactive方法：方法：小區(qū)干擾水平超過一定門限時，通過向鄰區(qū)發(fā)送過載指示，以通知調(diào)度器和功率控制機(jī)制采取措施p Pro-active方法：方法：通過調(diào)度鄰區(qū)不用的資源塊或者對干擾不敏感的資源塊，試圖避免小區(qū)邊緣用戶之間的資源沖突。小區(qū)間功率控制小區(qū)間功率控制2021-10-1526基于過載指示（OI）的小區(qū)間功率控制“Reactive方法”是通過在X2接口交互過載指示信息（OI，Overload Indicator），以進(jìn)行上行功率控制和干擾協(xié)調(diào)。該技術(shù)具有如下特點(diǎn)和要求： p OI攜帶當(dāng)前小區(qū)基于每個PRB的干擾水平； p 報告值的范圍包含3種干擾水平指示：低（low）、中（medium）、高（high）； p 報告是基于事件觸發(fā)，報告頻率不高于20ms一次（這受限于X2接口時延20ms）； OI是一個反映過去狀態(tài)的測量，基于eNodeB對上行一些子帶的干擾測量（例如RIP，包含熱噪聲），當(dāng)檢測到干擾水平超過一定的門限時，通過X2接口觸