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第一章 功率控制概述
1.1 LTE功率控制主要是向上的
1.2 LTE上行功率控制的意义
1.3 LTE上行功率控制的目的
1.4 功率控制的信道对象
第2章 上行功率控制的原理
2.1 UE向上发送功率公式
2.2开环功控基准
2.3 闭环动态功率偏移 (基站检测UE上行信号)
第一章 功率控制概述
1.1 LTE功率控制主要是向上的
LTE中,不同用户之间的上行数据设计为正交数据。
因此同WCDMA相比之下,干扰的管理相对容易得多,
LTE功率控制主要在上行,LTE上行功率控制是慢速而不是WCDMA快速功率控制。
1.2 LTE上行功率控制的意义
无线系统中的上行功控非常重要。通过上行功控,社区中的移动平台可以使用:
- 既保证了向上发送数据的质量,
- 尽量减少对系统和其他用户的干扰,
- 提高移动台功耗效率,尽可能以最小功率发送,延长移动台电池的使用时间。
1.3 LTE上行功率控制的目的
LTE通过功率控制,主要用于同一向上传输,包括路损、阴影、快速衰落、社区和社区间其他用户的干扰等。
LTE中间,上行功率控制使相同MCS(Modulation And Coding Scheme),到达eNodeB功率谱密度(Power Spectral Density, PSD 即单位带宽上的功率)。
eNodeB根据UE不同的物理信道、距离等,是不同的UE分配不同的发送带宽编码机制和调制MCS,在不同的条件下UE获得不同的向上发射率。
1.4 功率控制的信道对象
LTE功率控制的对象包括PUCCH,PUSCH,SRS等。
第2章 上行功率控制的原理
2.1 UE向上发送功率公式
尽管这些上行信号和各不相同,其具体功控也不一样。
但其原理基本相同,可概括为(对于上行接入的功能控制,如RA preamble, RA Msg3会有所不同,会在相应的接入部分进行描述):
UE发射的功率谱密度(即每次RB上的功率) = + 。
2.2
开环功控基准= + 开环的路损补偿α×(PL)。
标称功率P0又分为和两部分。
eNodeB为小区内的所有UE半静态设置标称功率P0_PUSCH和P0_PUCCH,该值通过SIB2系统消息(UplinkPowerControlCommon: p0-NominalPUSCH, p0-NominalPUCCH)广播;
P0_PUSCH值范围为-126dBm 到 +24 dBm (均指每RB而言)。
P0_PUCCH值范围为-126 dBm到-96 dBm。
除此之外,每个UE还可以有UE specific的标称功率偏移,该值通过dedicated RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: p0-UE-PUSCH, p0-UE-PUCCH)下发给UE。
P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH的单位是dB,在-8到+7之间取值,是不同UE对于系统标称功率P0_PUSCH和P0_PUCCH的一个偏移量。
需要注意的是,半静态调度的上行传输,P0_PUSCH的值也有所不同(SPS-ConfigUL: p0-NominalPUSCH-Persistent)。
半静态调度应用于VoIP等,通常情况下希望尽量减少信令传输引起的系统开销,包括重传所需要的PDCCH信令。因此,对于SPS半静态上行传输,可以应用较高的发射功率, 以达到更好的BLER(Block Error Rate)工作点。
,基于UE对于。
UE通过测量收到的下行参考信号RSRP,并与已知的RS信号的功率(通过SIB消息获得基站发送时RS的功率)进行相减,从而进行路损估计。
RS信号的原始发射功率在SIB2中广播PDSCH-ConfigCommon : referenceSignalPower,范围是-60dBm到50dBm。
为了抵消快速衰落的影响,UE通常在一个时间窗口内对下行的RSRP进行平均。时间窗口的长度一般在100ms 到500ms之间。
对于PUSCH和SRS, eNodeB通过参数α来决定路损在UE的上行功率控制中的权重。比如说,对于处于小区边缘的UE,如果其发送功率过高,会对别的小区造成干扰,从而降低整个系统的容量。通过α可以对此加以控制。α在系统消息中半静态设定(UplinkPowerControlCommon: alpha)。
对于PUCCH来说,由于不同的PUCCH用户是码分复用的, α取值为1,可以更好地控制不同PUCCH用户之间的干扰。
2.3 闭环动态的功率偏移 (基站检测UE的上行信号)
动态的功率偏移包含两个部分,基于MCS的功率调整△TF和闭环的功率控制。
基于MCS的功率调整可以使得UE根据基站设定的MCS来动态地调整相应的发射功率谱密度。
UE的MCS是由eNodeB来调度的,通过设置UE的发射MCS,可以较快地调整UE的发射功率密度谱,达到类似快速功控的效果。△TF的具体计算公式在36.213的5.1.1.1节。
eNodeB还可以基于每个UE关闭或开启基于MCS的功率调整,通过dedicated RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: deltaMCS-Enabled)实现。
PUCCH中基于MCS的功率调整体现为:LTE系统会对每个PUCCH format定义相对于format 1a的功率偏移(UplinkPowerControlCommon: DeltaFList-PUCCH),具体计算公式在36.213的5.1.2.1节。
闭环的功率控制是指基站通过PDCCH中的TPC命令来对UE的发射功率进行调整。
可以分为累积调整和绝对值调整两种方式。
累积调整方式适用于PUSCH,PUCCH和SRS,绝对值调整方式只适用于PUSCH。
这两种不同的调整方式之间的转换是半静态的,eNB通过专用RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: accumulationEnabled)指示UE采用累积方式还是绝对值方式。
累积方式是指当前功率调整值是在上次功率调整的数值上增加/减少一个TPC中指示的调整步长,累积方式是UE缺省使用的调整方式。
LTE中累积方式的TPC可以有两套不同的调整步长,第一套步长为(-1,0,1,3)dB,对于PUSCH,由DCI format 0/3指示;对于PUCCH,由DCI format 1/1A/1B/1D/2/2A/3指示。第二套步长为(-1,1),由DCI format 3a指示(适用于PUCCH和PUSCH)。
绝对值方式是指直接使用TPC中指示的功率调整数值,只适用于PUSCH。此时,eNodeB需要通过RRC信令显式地关闭累积方式地功率调整方式。当采用绝对值方式时,TPC数值为(-4,-1,1,4)dB,由DCI format 0/3指示,其功率调整地范围可达8db,适用于UE不连续的上行传输,可以使得eNodeB一步调整UE的发射功率至期望值。
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