lte網(wǎng)絡(luò)功率參數(shù)研究 華為案例

1、LTE網(wǎng)絡(luò)功率分配參數(shù)研究 中 國 電 信 陜 西 公 司 2021年12月28日LTE 網(wǎng)絡(luò)功率分配參數(shù)研究 摘要：不同的導(dǎo)頻發(fā)射功率和PDSCH功率偏置配比對網(wǎng)絡(luò)吞吐率的影響比擬大，本文旨在通過對理論分析、空載和加載仿真比照、實際路測經(jīng)驗比照三方面來研究Pa、Pb配比關(guān)系對吞吐率的影響。通過理論結(jié)合實際，給出一個完整的Pa、Pb配比方案研究，作為新建網(wǎng)絡(luò)和商用網(wǎng)絡(luò)功率規(guī)劃或優(yōu)化的參考，從而到達(dá)網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)化。關(guān)鍵詞：Pa、Pb、加載、SINR、吞吐率、導(dǎo)頻功率配比LTE功率分配概述LTE下行采用OFDM技術(shù)，小區(qū)內(nèi)不同UE的子載波之間是相互正交的，所以小區(qū)內(nèi)的干擾很小。但由于LTE同頻組網(wǎng)

2、，所有小區(qū)同時使用整個系統(tǒng)寬帶，所以小區(qū)間的干擾不可無視，影響網(wǎng)絡(luò)性能。功率控制主要用于補償信道的路徑損耗和陰影衰落，并抑制LTE同頻小區(qū)間干擾，保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量需求。合理的配置導(dǎo)頻的發(fā)射功率和PDSCH的功率偏置，使LTE系統(tǒng)性能最優(yōu)化，是LTE功率規(guī)劃的關(guān)鍵。導(dǎo)頻功率配比在通過修改RS、PA、PB改變小區(qū)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻功率以及相互關(guān)系，主要影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐率。本文旨在通過PDSCH功率分配理論、仿真結(jié)果、實際測試比照三方面來研究PA、PB的配比關(guān)系對吞吐率的影響。LTE 功率分配參數(shù)詳解對于PDSCH功率控制來說，一個slot上的OFDM符號可以分為兩類：沒有參考信號的稱為A符號TYPE A

3、，有參考信號的稱為B符號TYPE B。圖1 RS分布圖數(shù)據(jù)信道的發(fā)射功率是以ERRE的方式給出的，不同符號相對Cell-specific Reference Signal的EPRE的比值由A和B決定。A：無RS的OFDM符號上的PDSCH RE功率相對于RS RE功率的比值，線性值；B：有RS的OFDM符號上的PDSCH RE功率相對于RS RE功率的比值，線性值；表1 OFDM符號相對Cell-specific Reference Signal的EPRE的比值定義PDSCH功率控制，通過調(diào)整A及B來決定某一個UE的PDSCH上不同OFDM符號的EPRE。簡單地說，A用來確定不包含Cell-s

4、pecific Reference Signal的OFDM符號上的PDSCH EPRE，而B用來確定包含Cell-specific Reference Signal的OFDM符號上PDSCH的EPRE。PDSCH的兩種OFDM符號對應(yīng)的數(shù)據(jù)RE發(fā)射功率分別為PPDSCH_A和PPDSCH_B，計算公式如下：PPDSCH_AA+PDSCHCfg. HYPERLINK :/localhost:7890/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/lte/mml/ratL/para/PDSCHCfg-ReferenceSignalPwr.html Referenc

5、eSignalPwrPPDSCH_BB +PDSCHCfg. HYPERLINK :/localhost:7890/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/lte/mml/ratL/para/PDSCHCfg-ReferenceSignalPwr.html ReferenceSignalPwrAPa，Pa通過RRC信令下發(fā)到UE，用于PDSCH解調(diào)。Pa可配置的離散值有：-6,-4.77,-3,-1.77,0,1,2,3。Pb表示PDSCH上EPRE的功率因子比率B/A的指示，由參數(shù)PDSCHCfg. HYPERLINK :/localhost:7890

6、/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/lte/mml/ratL/para/PDSCHCfg-Pb.html Pb設(shè)置。B通過PDSCH上EPRE的功率因子比率B/A確定，不同Pb和天線端口數(shù)配置下，根據(jù)協(xié)議取值，B/A取值如 HYPERLINK :/localhost:7890/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/zh-cn_bookmap_0000848642.html?ft=0&fe=10&hib=3.2.13&id=GZC0304J_02_10021 l table60556557 表2所示。表2 天

7、線端口數(shù)1, 2, 4時的B/A取值LTE 功率分配參數(shù)設(shè)置對網(wǎng)絡(luò)的影響LTE功率分配參數(shù)中，參考信號功率、Pa、Pb主要影響單用戶SINR、吞吐率等指標(biāo)，控制信道功率設(shè)置主要影響整網(wǎng)接入、切換等KPI。本文主要研究參考信號功率、Pa、Pb對網(wǎng)絡(luò)的影響，主要影響功率利用率、SINR和吞吐率。功率利用率根據(jù)圖1 RS分布圖所示，B符號上有2個導(dǎo)頻，8個非導(dǎo)頻RE，那么每RB上B符號功率為2*PRS+8*PPDSCH_B，由表示。A符號上沒導(dǎo)頻，12個非導(dǎo)頻RE，那么每RB上A符號功率為12*PPDSCH_A，由表示。和相等且等于最大發(fā)射功率時，功率利用率最高，功率利用率公式為：以雙天線端口為例，

8、當(dāng)Pa= -3dB，Pb=0時，A= -3dB=1/2，B =A*5/4=1/2*5/4=5/8，PPDSCH_A = 1/2*PRS，PPDSCH_B=5/8*PRS，那么：=12*PPDSCH_A*NRB=12*1/2*PRS*NRB=6* PRS*NRB=2*PRS+8*PPDSCH_B*NRB=2*PRS+8*5/8*PRS* NRB=7* PRS*NRB=6* PRS*NRB/7* PRS*NRB=6/7=86%當(dāng)Pa= -3dB，Pb=1時，A= -3dB=1/2，B =A=1/2, PPDSCH_A= PPDSCH_B=1/2*PRS.=12*PPDSCH_A*NRB=12*1/

9、2*PRS*NRB=6* PRS*NRB=2*PRS+8*PPDSCH_B*NRB=2*PRS+8*1/2*PRS*NRB=6* PRS*NRB=100%此時功率利用率最高。依據(jù)此計算方法可以計算出不同和組合下的功率利用率，如表3所示：表3 不同和組合下的功率利用率SINR和下載速率網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，更加關(guān)注整網(wǎng)SINR值和吞吐率。為了更加量化的研究不同Pa、Pb對SINR值和吞吐率的影響，采用仿真來進(jìn)行說明。SINR仿真選取15個站點覆蓋區(qū)域仿真研究相同無線環(huán)境下，不同Pa、Pb設(shè)置值時不同網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下的SINR變化趨勢。SINR仿真時采用的主要參數(shù)如表4所示。表4 仿真主要參數(shù)設(shè)置參數(shù) 取值 頻段

10、(MHz) DL:1850-1870 UL:1755-1775 傳播模型Clutter Related Cost Hata，并依據(jù)不同的地物設(shè)置天線增益(dBi) 2T4R 17dBiPCI 根據(jù)軟件最優(yōu)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)置 RS功率Pa、PB-3,1、0，1、0，0分別仿真Actual Load(DL)0%、50%、70%分別仿真Actual Load(UL)0%、50%、70%分別仿真Main Resolution(m)20地圖精度Transmission ModeOL_Adaptive空載時，Pa、Pb為-3,1、0,1和0,0時SINR分布如圖2所示藍(lán)色到紅色表示SINR由高到低。15.2,-

11、3,1空載15.2,0,1空載15.2,0,0空載圖2 不同參數(shù)組空載SINR仿真圖70%加載時，Pa、Pb為-3,1、0,1和0,0時SINR分布如圖3所示藍(lán)色到紅色表示SINR由高到低。15.2,-3,1加載70%15.2,0,1加載70%15.2,0,0加載70%圖3 不同參數(shù)組加載70% SINR仿真圖在參考信號功率均為15.2dBm的情況下，針對Pa、Pb為-3,1、0,1和0,0參數(shù)組，在空載、50%加載和70%加載下的仿真結(jié)果表5所示。表5 不同參數(shù)組不同負(fù)載SINR比照表(Pa,Pb負(fù)載SINR均值(dB)相對于空載SINR變化幅度(-3,1)空載7.47 -(-3,1)50%

12、加載6.20 -17.00%(-3,1)70%加載4.78 -36.01%(0,1)空載6.87 -(0,1)50%加載3.90 -43.23%(0,1)70%加載2.95 -57.06%(0,0)空載6.61 -(0,0)50%加載3.28 -50.38%(0,0)70%加載2.27 -65.66%從SINR分布圖和仿真匯總表可以看出：1. 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載相同時，Pa、Pb設(shè)置為-3,1時SINR均值最好，0,1次之，0,0最差；2. 針對Pa、Pb不同的設(shè)置，隨著負(fù)載的增加，SINR均值均會呈現(xiàn)下降趨勢，但是0,0參數(shù)組隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增加，SINR均值下降幅度最大，0,1參數(shù)組次之，-3,1參數(shù)

13、組表現(xiàn)最好。吞吐率仿真吞吐率仿真受到地理模型權(quán)重、業(yè)務(wù)、話務(wù)地圖等多方面的影響，較為復(fù)雜。因此借鑒協(xié)議針對，-3,1、15.2,0,0和15.2,0,1的仿真結(jié)果此處參考信號功率分別為、和主要是考慮到RRU發(fā)射功率一致。如下列圖，通過對10MHz單小區(qū)空載情況下，三組參數(shù)的仿真，得到不同SINR下吞吐率表現(xiàn)如圖4所示。圖4 不同SINR下不同參數(shù)組吞吐率表現(xiàn)圖從圖4可以看出：1. 整體看，(15.2,0,1)和(15.2,0,0)兩種場景吞吐率均優(yōu)于(18.2,-3,1)。在功率配比為(15.2,0,0)時最高；(15.2,0,1)次之；(18.2,-3,1)最差。 2. 由于 (0,0)的導(dǎo)

14、頻SINR相比(-3,1)低3dB，但B類符號數(shù)據(jù)功率較高，從AvgSINR-THP曲線來看，(0,0)還是優(yōu)于(-3,1)的。 3. 根據(jù)仿真情況進(jìn)行預(yù)測，(15.2,-3,1)相比(18.2,-3,1)，導(dǎo)頻及數(shù)據(jù)SINR均降低3dB，因此理論上AvgSINR-THP曲線將會比(18.2,-3,1)更差。 實際案例案例背景西安經(jīng)過一段時間的優(yōu)化，RF調(diào)整空間較小，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整和新增站點短時間內(nèi)難以落實，為了滿足快速提升下載速率的要求，提升客戶感知。因此展開對功率參數(shù)的調(diào)整和驗證。實際測試比照西安LTE站點主要為FDD制式，根據(jù)理論研究和仿真結(jié)果，選取城墻以內(nèi)區(qū)域主要驗證ReferenceS

15、ignalPwr，Pa，Pb為15.2，-3，1、15.2，0，0、16.4，-3，1、，0，0、15.2，0，1、16.4，0，1。空載情況下驗證結(jié)果如下表所示。表6 不同參數(shù)組空載實測比照表參考信號功率PaPb測試?yán)锍?公里)里程覆蓋率(%)平均下行吞吐率(Mbps) 下載速率大于12M比例(%)平均RSRP(dBm)平均SINR(dB)-3114.53 -84.90 00014.80 -81.32 11.610114.87 -86.13 -3114.58 -83.67 0014.50 -81.00 0114.52 -84.15 0可以看出：Pa、Pb參數(shù)一定的情況下，測試RSRP隨Ref

16、erenceSignalPwr值變化而變化，ReferenceSignalPwr設(shè)置越大，測試平均RSRP越大。ReferenceSignalPwr值一定的情況下，。即對于SINR來說，Pa=-3，Pb=1參數(shù)組最優(yōu)，Pa=0，Pb=1參數(shù)組次之，Pa=0，Pb=0參數(shù)組對于SINR負(fù)增益最嚴(yán)重；ReferenceSignalPwr值一定的情況下，相對于Pa=-3，Pb=1參數(shù)組，Pa=0，Pb=0參數(shù)組下載速率提升23%，Pa=0，Pb=1參數(shù)組提升15%。即對于下載速率來說，Pa=0，Pb=0參數(shù)組最優(yōu)，Pa=0，Pb=1參數(shù)組次之，Pa=-3，Pb=1參數(shù)組對于下載速率負(fù)增益最嚴(yán)重；可以

17、看出，空載情況下，Pa=-3，Pb=1對于SINR值最優(yōu)，Pa=0，Pb=0對于下載速率最優(yōu)，Pa=0，Pb=1可兼顧下載速率與SINR值。50%加載情況下驗證結(jié)果如下表所示。表7 不同參數(shù)組加載實測比照表參考信號功率PaPb測試?yán)锍?公里)里程覆蓋率(%)平均下行吞吐率(Mbps) 下載速率大于12M比例(%)平均RSRP (dBm) 平均SINR(dB) -3182.34 0081.09 -79.00 可以看出，實際測試中，空載時Pa=-3，Pb=1相對于Pa=0，Pb=0SINR增益為2.4%，Pa=0，Pb=0相對于Pa=-3，Pb=1吞吐率增益為18%；50%加載時Pa=-3，Pb=

18、1相對于Pa=0，Pb=0SINR增益為67%，Pa=0，Pb=0相對于Pa=-3，Pb=1吞吐率增益為4.8%?？梢姡c理論趨勢相符，隨著負(fù)載的增加，Pa=-3，Pb=1相對于Pa=0，Pb=0SINR增益會增加，Pa=0，Pb=0相對于Pa=-3，Pb=1吞吐率增益會減小?？偨Y(jié)Pa、Pb參數(shù)一定的情況下，測試平均RSRP隨ReferenceSignalPwr值變化而變化，ReferenceSignalPwr設(shè)置越大，測試平均RSRP越大。網(wǎng)絡(luò)空載時，Pa=-3，Pb=1對于SINR值最優(yōu)，Pa=0，Pb=0對于下載速率最優(yōu)，Pa=0，Pb=1可兼顧下載速率與SINR值。網(wǎng)絡(luò)加載時，隨著負(fù)載的增加，Pa=-3，Pb=1相對于Pa=0，Pb=0SINR增益會增加，Pa=0，Pb=0相對于Pa=-3，Pb=1吞吐率增益會減小。Pa=0，Pb=0和Pa=-3，Pb=1配置下，功率利用率為100%，Pa=0，Pb=1配置下，功率利用率為83%。在RRU功率不共用且站點密集的區(qū)域，Pa=0，Pb=1參數(shù)組由于在SINR和吞吐率兩個指標(biāo)比擬折中，也是可以考慮使用的。后續(xù)研究方向本次研究只涉及到對SINR、吞吐率指標(biāo)影響明顯的參考信號功率、Pa、Pb參數(shù)，而實際上，控制信道功率也關(guān)系到用戶的接入和