功率控制问题优化ppt课件

11 模块1LTE概述模块2LTE基本原理及关键技术模块3LTE基本信令流程模块4LTE覆盖问题优化模块5接入问题优化模块6小区选择和重选问题优化模块7切换问题优化模块8功率控制问题优化 课程目标 2 课程目标 了解移动网络的发展理解LTE的系统架构 掌握各模块的功能了解LTE的协议标准 重点掌握各层相关协议规范及S1 X2网络接口协议了解LTE平滑演进策略了解ZTELTE产品及解决方案 3 课程内容 掌握功率控制的概念及作用 掌握开环功控与闭环功控的特点 掌握内环功控与外环功控的特点 领会LTE功率控制与3G的码分多址系统功率控制的差异 掌握LTE下行功控概念及作用 领会下行专用小区参考信号 PDSCH及其它物理下行控制信道的功率控制 掌握LTE下行功控概念及作用 领会上行探测参考信号 PUSCH及其它物理上行控制信道的功率控制 4 任务1功率控制概述 知识链接1 功率控制的基本概念及作用1 功率控制的概念系统中某个用户信号的功率较强 对该用户的信号被正确接收是有利的 但却会增加对共享频带内其它的用户的干扰 甚至淹没有用信号 结果使其它用户通信质量劣化 导致系统容量下降 为了克服远近效应 必须根据通信距离的不同 实时地调整发射机所需的功率 这就是 功率控制 5 任务1功率控制概述 2 功率控制的作用及主要参数1 功率控制的作用功控最主要目的是当手机离基站较近时 需要降低发射功率 减少对其它用户的干扰 当手机离基站较远时 就应该增加功率 克服路径损耗的增加 功率控制还可以降低小区内和小区间用户的相互干扰 降低手机功率消耗 增加手机待机时间 6 任务1功率控制概述 2 功率控制的两个主要参数功率控制中最重要的参数就是功控的频率和功控的步长 功控的频率就是多长时间进行一次功率调整 单位是Hz 例如 3G中的WCDMA系统其功控频率是1500Hz 即系统一秒钟调整1500次功率 7 功率控制的步长就是每次功率控制调整的功率增加或减少的幅度 有些资料也叫做功率增量 功率控制步长的单位是dB 在网络优化中功率调整的步长一般宜采用 快升慢降 原则 如功率每次增加0 5dB 但需降低时 每次只降低0 2dB 任务1功率控制概述 8 想一想 功率控制的主要作用是什么 功率控制的两个主要参数是什么 它们的调整会有怎样的影响 9 任务1功率控制概述 知识链接2 功率控制的分类 10 BLER BlockErrorRateSIR SignaltoInterferenceRateTPC TransmitPowerControl 11 想一想 开环功控与闭环功控的区别 内环功控与外环功控的区别 12 任务1功率控制概述 知识链接3 LTE网络功率控制的特点LTE系统与3GCDMA系统中远近效应的影响不同CDMA系统为自干扰系统 并且采用相干解调 如果没有功率控制 小区边缘用户的信号会被淹没在小区中心用户的信号中而无法正确解调 有了功控 大家的功率都刚刚好 这样小区中心用户功率低一些 小区边缘用户功率高一些 就避免了远近效应 由于LTE当中上下行分别采用OFDMA和SC FDMA的多址方式 所以各子载波之间是正交不相关的 这样就克服了CDMA当中远近效应的影响 13 任务1功率控制概述 知识链接3 LTE网络功率控制的特点2 LTE系统与3G的CDMA系统下行功率控制重要性不同在LTE中 同一个小区内的下行用户是互相正交的 所以 功率控制显得不是特别重要 尤其在分组交换 PS 及全IP的网络中 由于经常可能有bursttraffic 因此通过调整功率而获取相对稳定的速率的需求并不大 相比之下 在下行速率控制ratecontrol就更为有效在3G系统中从功控频率就可看出功控对CDMA系统非常重要 14 任务1功率控制概述 3 LTE系统与3G的CDMA系统上行功率控制侧重点不同LTE上行功控有几个目的 省电 控制干扰等 LTE上行功控主要用于补偿信道的路径损耗和阴影 并用于抑制小区间干扰 用于这些目的的功率控制不需要采用像CDMA那样快的频率 而采用慢功控方式即可 功率控制频率不高于200Hz UE的发射功率可以通过由eNodeB发送的慢功控指令和通过下行RS测量的路损值等计算 15 想一想 LTE系统功控与3G系统功控作用的异同 16 任务2LTE下行功率控制 LTE下行功控的概念LTE的下行功率分配是以每个RE为单位 控制基站在各个时刻各个子载波上的发射功率 因此LTE的下行功控决定了每个RE上的能量EPRE 在LTE系统中 使用每资源单元容量 TransmitEnergyperResourceElement EPRE 来衡量下行发射功率大小 17 任务2LTE下行功率控制 LTE的下行功率控制分别控制各个物理层信道和物理信号 大致可分为 下行小区专用参考信号功率控制 RSEPRE 物理下行共享信道PDSCH功率控制 PDSCHEPRR 其它物理下行控制信道或信号功率控制 包括PBCH PCFICH PHICH PDCCH PSS SSS等 18 任务2LTE下行功率控制 2 LTE下行功率控制的作用LTE的下行功控第一个主要作用用于减少小区间干扰 第二个主要作用是补偿信道的路径损耗和阴影 19 任务2LTE下行功率控制 想一想 LTE下行功率控制可以控制哪些物理信道和物理信号 LTE下行功率控制作用是什么 20 任务2LTE下行功率控制 知识链接2 下行小区专用参考信号功率下行RS概念及作用小区专用参考信号 RS 通常也称为导频信号 和3G中导频信号的作用是一样的 主要作用包括 下行信道质量测量 下行信道估计 用于UE端的相干检测和解调 小区搜索等 21 任务2LTE下行功率控制 2 下行RS分布方式 22 任务2LTE下行功率控制 3 下行参考信号功率下行小区参考信号传输功率定义为系统带宽内所有承载小区专用参考信息的资源粒子功率的线性平均 取值INTEGER 60 50 之间 在网优路测中通常用RSRP ReferenceSignalReceivingPower 参考信号接收功率 表示 在LTE的协议中用RSEPRE TransmitEnergyperResourceElement 表示 23 任务2LTE下行功率控制 对于单载波20M带宽的配置而言 里面共有1200个子载波 RSRP功率 RRU输出总功率 10log1200就可以了 如果是单天线端口20W的RRU 那么可以推算出RSRP功率为43 10log1200 12 2dBm 例如 单载波10MHZ带宽配置 1200改成600就行了 其他带宽同理可得 在LTE的MIMO技术中如果使用了多天线 可以借用另一个端口不发送CRS的功率 使得本端口CRS发射功率得以加倍 成为12 2 3 15 2dBm 24 任务2LTE下行功率控制 想一想 LTE的下行小区专用参考信号有什么作用 它在时频结构中是如何分布的 LTE的下行小区专用参考信号功率值有什么参数决定 是静态还是动态值 25 任务2LTE下行功率控制 知识链接3 物理下行共享信道PDSCH功率控制 26 任务2LTE下行功率控制 27 任务2LTE下行功率控制 28 任务2LTE下行功率控制 29 任务2LTE下行功率控制 想一想 PDSCH信道的发射功率取决于什么 在一个固定的RB中 RS功率与PDSCH信道的发射功率如何实现动态调整 30 任务3LTE上行功率控制 知识链接1 LTE上行功控概述1 LTE下行功控的概念及作用无线系统中的上行功控是非常重要的 通过上行功控 可以使得小区中的UE在保证上行发射数据的质量的基础上尽可能的降低对其它用户的干扰 延长终端电池的使用时间 31 任务3LTE上行功率控制 按照实现的功能不同 LTE上行功率控制可以分为小区内功率控制 补偿路损和阴影衰落 以及小区间功率控制 基于邻小区的负载信息调整UE的发送功率 小区内功率控制目的是为了达到上行传输的目标SINR小区间功率控制的目的是为了降低小区间干扰水平以及干扰的抖动性 用于这些目的的功率控制不需要采用像CDMA那样快的频率 而采用慢功控方式即可 功率控制频率不高于200Hz UE的发射功率可以通过由eNodeB发送的慢功控指令和通过下行RS测量的路损值等计算 32 任务3LTE上行功率控制 2 LTE下行小区内功率控制LTE的上行信道包括 接入信道 PRACH 业务共享信道 PUSCH 和公共控制信道 PUCCH 它们都有功率控制的过程 此外 为了便于eNodeB实现精确的上行信道估计 UE需要根据配置在特定的PRB发送上行参考信号 SRS 且SRS也要进行功率控制 除接入信道PRACH外 对于上行接入的功控如随机接入前导码 RAMsg3会有所区别 其他3类信道上的功率控制的原理是一样的 主要包括eNodeB信令化的静态或半静态的基本开环工作点和UE侧不断更新的动态偏移 UE发射的功率谱密度 即每个RB上的功率 开环工作点 动态的功率偏移 33 任务3LTE上行功率控制 1 开环工作点开环工作点 标称功率P0 开环的路损补偿 PL 标称功率P0又分为小区标称功率和UE特定的标称功率两部分 eNodeB为小区内所有UE半静态的设定标称功率P0 pusch和P0 pucch 通过SIB2系统消息广播 每RB而言P0 pusch的取值范围是 126dBm 24dBm P0 pucch的取值范围是 126dBm 96dBm 开环的路损补偿PL基于UE对于下行的路损估计 UE通过测量下行参考信号RSRP 并与已知的RS信号功率进行相减 从而进行路损估计 RS信号的原始发射功率在SIB2中广播 范围是 60dBm到50dBm 对于PUSCH和SRS eNodeB通过参数 来决定路损在UE的上行功率控制中的权重 34 任务3LTE上行功率控制 2 动态功率偏移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 TF的具体计算公式在协议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dedicatedRRC信令 UplinkPowerControlDedicated deltaMCS Enabled 实现 闭环的功率控制是指UE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 35 任务3LTE上行功率控制 3 LTE下行小区间功率控制LTE系统小区间功率控制的目的是实现小区间干扰协调 即协调小区间的干扰 提高小区边缘用户的吞吐量 目前上行小区间干扰协调主要有两个方法 Reactive方法是小区干扰水平超过一定门限时 通过向邻区发送过载指示 以通知调度器和功率控制机制采取措施 Proactive方法是通过调度邻区不用的资源块或者对干扰不敏感的资源块 试图避免小区边缘用户之间的资源冲突 36 任务3LTE上行功率控制 1 基于过载指示 OI 的小区间功率控制 Reactive方法 是通过在X2接口交互过载指示信息 OI OverloadIndicator 以进行上行功率控制和干扰协调 OI是一个反映过去状态的测量 eNodeB可以有下面几种方式进行功控的自适应调整 eNodeB调整功控公式的参数 然后广播到UE eNodeB调整单个UE的传输功率 eNodeB广播 处理的 X2消息 然后UE相应地调整各自的传输功率 37 任务3LTE上行功率控制 2 基于高干扰指示 HII 的小区间干扰协调高干扰指示是 Proactive方法 每个小区有一些分配给边缘用户的高干扰频段 小区将高干扰指示通过X2接口传送给邻小区 使得邻小区调度器知道哪些是干扰频段 即产生最强的干扰的用户 即小区边缘用户 将调度的频段 这是非常重要的 接收小区将不允许在这些频段调度边缘用户 倘若边缘用户的可用资源不充足时 调度器也可以结合邻小区的高干扰频段和自己小区内的用户路损信息 进行合适的调度决策 以最小化小区间干扰 假定给每个邻小区指定一个不同的频段用于小区边缘的用户 则只需要3个高干扰频段 如图8 9所示 38 任务3LTE上行功率控制 39 任务3LTE上行功率控制 想一想 LTE上行功率控制可以控制哪些物理信道和物理信号 LTE上行功率控制作用是什么 40