华为LTE功率配置说明.docx
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华为LTE功率配置说明
TD-LTE功率配置指导书
华为技术有限公司
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1基本知识
1.1LTE导频图案
CP是OFDM系统的循环前缀,用来抵抗无线信道的多径衰落。
LTE支持的MBMS,采用了长CP。
本版本不考虑长CP的物理层帧格式。
图1是NormalCP下的导频图案:
图1NormalCP下的导频图案
1)单天线端口下,每个符号上共有2个导频RE,两个RE之间隔5个子载波。
2)两天线端口下,每个端口的每个符号上有2个导频RE,相隔也是5个子载波。
如果一个天线端口的符号上的有一个RE位置作为RSRE,那么另一个端口上不发信号,避免两个端口之间的信号干扰。
3)四天线端口下,前两个天线端口的导频位置与两天线端口的位置一致;端口3和端口2的导频位置相对于前两个天线端口在时域上延迟一个OFDM符号;同时,在一个天线端口的导频位置上,其它天线端口在相应位置上,不发数据信号。
1.2功率参数的概念
EPRE(EnergyPerResourceElement):
每个资源单元上的能量,可以理解为每个RE的功率。
TypeA符号:
无RS的OFDM符号。
TypeB符号:
含RS的OFDM符号。
:
无导频的OFDM符号上的PDSCHRE功率相对于RSRE功率的比值,线性值。
:
有导频的OFDM符号上的PDSCHRE功率相对于RSRE功率的比值,线性值。
有如下关系:
当采用Precoding的4天线发射分集时,
其它模式下:
其中,当不采用下行MU-MIMO时,
。
目前eRAN产品中,大多采用TM2/3/7自适应的传输模式,所以有:
或者
。
其中,
由高层信令配置的UE级参数,即改变UE的
就改变了基站给UE分配的功率。
该参数就是下行功控的输出值。
增大,说明用户的数据RE功率比较大,在基站总功率不变的情况下,数据RE的接收功率比较大,可以提升SINR。
但如果
过大,对邻区的干扰也严重,且导致控制信道功率降低,覆盖不平衡。
注意:
以上计算结果的单位均是dB。
对于RS功率的配置,期望基站的发射功率能够用完,即TypeA和TypeB符号上的功率相等,否则功率利用率不能够达到100%。
令
表示比值
的索引,有如下关系:
表1
和
关系表
单天线端口
2或4天线端口
0
1
5/4
1
4/5
1
2
3/5
3/4
3
2/5
1/2
也是由RRC信令配置完成,是一个通用的配置值。
针对所有的UE,
是一样的。
从表1中看,
的设置值决定了TypeA类符号和TypeB类符号上的数据RE的功率之比,不合理的设置会造成这两类符号上的数据RE功率不一致,导致功率资源分配不均衡。
1.3天线端口映射方式
天线端口(port):
表示逻辑端口。
每个端口输出的信号由物理天线上的信号通过权值矩阵生成。
以8天线2端口为例,见图2,45°交叉极化的物理天线通过权值
映射成两个端口。
图28天线映射两端口的方式
1.4RSPowerBoosting
RSPowerBoosting实际上是一种下行功控技术,目的是增强小区的覆盖范围。
如图3,根据
的不同,RSRE的功率也不同。
图中,TxAnt表示天线端口。
例如,对于两天线端口下,当
且
时,TypeB符号上的RSRE功率增加至2个单位,而TypeB和TypeA的PDSCHRE功率仍为1个单位,相对于数据信道,RS信号的覆盖有所增强,就是RSPowerBoosting。
这时两个Port的总功率是相等的,保证了eNodeB在频带和时间上能够做到资源分配的公平性。
又如,对于单天线端口,
时,RS功率增加至4个单位,而TypeB上的数据RE功率只有2/5个单位,TypeA上的数据RE功率有1个单位,此时RS相对于数据RE功率有所增强,有效地提升了网络的覆盖。
而当
=0时,两端口或4端口下,TypeB符号上的PDSCHRE功率为5/4个单位,TypeA符号上的功率为1个单位。
RS功率相对于TypeB和TypeA的数据RE功率没有boosting,所以
=0就是非PowerBoosting模式。
图3
与CRSPowerBoosting关系的示意图
2导频功率对网络性能的影响
导频功率对网络性能的影响主要从覆盖和容量两个角度来分析。
实际中,导频功率的配置需要兼顾网络覆盖和容量的平衡。
2.1对覆盖的影响
导频功率越大,UE接收RSRP越大,小区覆盖半径越大。
但导频功率过大,会造成如下影响:
越区覆盖,最终导致切换失败和掉线严重现象。
对邻区的干扰(干扰程度体现在干扰余量抬升),导致覆盖半径收缩。
数据信道和公共控制信道的不平衡
上下行链路的不平衡
反之,导频功率过小,覆盖半径减小,可能导致覆盖盲区,各信道链路不平衡,进而引起一系列网络性能恶化现象。
2.2对容量的影响
导频功率过大,在基站总功率不变的情况下,数据RE功率将降低,会导致系统的容量下降。
同时,导频功率过大,在导频位置无法错开的情况下,会对邻区的物理信道造成干扰,导致UE的解调门限抬升,最终也会导致容量下降。
3产品功率配置
3.1基本概念
RRU实际发射功率:
一般以单天线最大发射功率来表示。
该值小于等于产品的RRU额定功率。
RRU总输出功率:
从天线口看,RRU的总输出功率。
:
表示由广播信道PBCH下发,通知各个UE当前小区的单根物理天线上的RSRE功率值,一般由网规根据小区的覆盖范围而定。
该参数就是LMT中配置的ReferenceSignalPwr,其特性举例说明如下:
表1LMT中配置的ReferenceSignalPwr特性说明
MO
PDSCH配置信息
参数ID
ReferenceSignalPwr
参数名称
参考信号功率
所属网元
eNodeB
所属命令
MODPDSCHCFG
LSTPDSCHCFG
含义
该参数表示小区参考信号的功率值。
细节参见3GPPTS36.213。
是否主键
否
是否必配
否
是否动态属性
否
特性编号
LBFD-002003/TDLBFD-002003
LBFD-002009/TDLBFD-002009
LBFD-002016/TDLBFD-002016
特性名称
PhysicalChannelManagement
Broadcastofsysteminformation
DynamicDownlinkPowerAllocation
参数值类型
区间数值类型
界面取值范围
-600~500
枚举编号/比特位
不涉及
单位
0.1毫瓦分贝
实际取值范围
-60~50E
缺省值
182
建议值
无
影响范围
PDSCH配置信息
参数关系
无
可读/可写
可读可写
修改是否中断业务
否(且不影响空闲模式UE)
业务中断范围
不涉及
业务中断时间(min)
不涉及
修改注意事项
无
修改生效方式
修改本参数对设备无影响
对无线网络性能的影响
1.覆盖:
ReferenceSignalPwr设置过大会造成越区覆盖,对其他小区造成干扰;ReferenceSignalPwr设置过小,会造成覆盖不足,出现盲区;
2.干扰:
由于受周围小区干扰的影响,ReferenceSignalPwr设置也会不同,干扰大的地方需要留出更大的干扰余量;
3.信道估计:
ReferenceSignalPwr设置会影响信道估计,ReferenceSignalPwr越大,信道估计精度越高,解调门限越低,接收机灵敏度越高,同时对邻区干扰也越大;
4.容量:
ReferenceSignalPwr越高,覆盖越好,但用于数据传输的功率越小,会造成系统容量的下降;
ReferenceSignalPwr的设置需要综合各方面的因素,既要保证覆盖与容量的平衡,又要保证信道估计的有效性,还要保证干扰的合理控制。
引入版本
V100R001C00
属性
无线
初始值来源
Default/Recommended
3.2配置方法
3.2.1已知RRU功率配置导频功率
大多数情况下,运营商规定了基站产品的机顶口的输出功率
,下面说明如何配置产品功率。
假设机顶口的功率为8X5W的规格,那么
,单根天线上的功率为
结合运营商的需求和产品特性算法。
如果配置成2端口,且保证TypeA和TypeB符号上的数据RE功率是相等的,根据表1需要配置
。
若系统带宽为20MHz,共100个RB,那么,RS功率配置为
这样,后台配置导频的功率为92,PB为1。
正如前述,
是UE的参数,用来控制基站给每个UE分配的功率。
在下行功控关闭的时候,RRC下发的
是对所有的UE是一样的。
而下行功控开启的时候,PA需根据UE反馈的CQI由系统自适应地调整。
3.2.2已知导频功率计算RRU功率
实际操作时,产品中的功率配置是通过配置
、
、
来配置的。
单根天线的发射功率计算公式如下:
对于现在8通道RRU产品来说,两端口时,如果LMT配置
、
、
,带宽为20MHz,则RRU机顶口输出功率为40W,每根天线的功率为5W。
计算过程如下:
表示单根天线上的RSRE功率为9.2dBm。
表示采用了采用RSPowerBoosting,即RSRE功率比PDSCHRE功率高。
单根物理天线上的发射功率计算为:
转换为线性域就是5W。
8通道的RRU,总功率就是8×5W(一般按这个形式表示RRU的输出功率)。
从整个天线口看,TypeA和TypeB的数据RE功率可以通过下面两式计算:
A类符号数据RE功率(dBm)=RRU总发射功率(dBm)
-10×lg(全带宽子载波数目)
B类符号数据RE功率(dBm)=A类符号数据RE功率(dBm)+10×lg(ρB/ρA)
两端口下,
表示
,结合
,可知TypeB和TypeA上数据RE的功率相等。
那么,单个端口下的TypeA和TypeB符号上的数据RE功率均为15.2dBm。
整个天线口由8根物理天线组成,那么单根天线的数据RE功率为6.2dBm。
注
在配置产品功率的时候,计算出来的RRU输出总功率不应超过其RRU产品的额定总发射功率。
3.3功率配置原则
上下行链路能够达到平衡,公共信道和业务信道能够达到平衡
既能够保证覆盖,又能够降低干扰,保证容量和覆盖平衡
TypeA符号和TypeB符号上的数据RE功率尽量相等
TypeA和TypeB符号上的总功率尽量相等,功率利用率尽量高
TDS网络升级TDL的场景,保持TDS功率不变。
如果TDS网络经过充分优化,则继承TDS功率优化结果来配置TDL功率,且两个制式的载波功率之和不能超出RRU额定输出功率。
3.4功率配置建议
功率规划需要根据产品特性的支持情况和应用场景要求而定,附录A是不同场景下的功率配置。
下面结合不同通道数几款的RRU产品示例给出产品功率配置的建议。
3.4.1两天线
产品RRU3231是两通道RRU,发射功率为2x20W,2个port,那么系统带宽为20MHz时候,配置
,
,ReferenceSignalPwr配置为122。
3.4.2四天线
2.5G的RRU3235功率配置为4X5W,2个Port,那么系统带宽为20MHz的时候,配置配置
,
,ReferenceSignalPwr配置为122。
3.4.3八天线
八通道RRU3233产品,发射功率为8X5W,默认配置2天线端口、
,
,ReferenceSignalPwr配置为92。
3.4.4继承TDS功率场景
对于八通道双模RRU产品,ReferenceSignalPwr配置为92,建议对应TDS的PCCPCH双码道功率配置为33dBm。
表2TDS和TDL功率配置建议对应值
ReferenceSignalPwr
PCCPCH双码道功率(dBm)
62
30
92
33
122
36
在实际规划时,建议根据RRU产品特性,先采用默认配置。
网络优化时候,根据实际的路测结果,适当微调ReferenceSignalPwr,解决弱覆盖、过覆盖和干扰过强等RF优化问题。
注
除非有特别要求,为了保证TypeA和TypeB符号上的功率同时用完,网络优化过程中不再调整
和天线端口配置。
面向中国移动的网络,目前常用的是8通道和2通道RRU,4通道RRU主要面向海外市场,例如日本软银。
4结论
目前产品中,下行功率分配方案大多采用如下方式:
基站的发射功率是平均到每个子载波上,即子载波均分基站的发射功率。
因此,每个子载波的发射功率受到配置的系统带宽的影响(5M,10M,…)。
在总功率不变的情况下,带宽越大,每个子载波的平均功率越小。
LTE通过配置
、
和ReferenceSignalPwr这些参数做功率调整。
业务信道的功率配置可以根据参考信号功率计算。
目前推荐使用PB=1,PA=-3dB(参考信号功率,能够使得网络性能最优,并且能够使得TypeA和TypeB两类符号上的导频功率与业务信道功率相当。
PDCCH,PHICH,PCFICH,PBCH,主同步信道,辅同步信道功率是通过配置与参考信号的偏移进行设置。
附录A
TD-LTE功率换算
LTE基站名称
LTE小区名称
本地小区标识
簇号
网格号
覆盖类型
参考信号功率(0.1毫瓦分贝)
PB
PA
收发模式
功率瓦数
升功率
断链
亦庄核心区1
室内
122
1
-3
8
79.85
=IF(I2=H2,10^(G2/100)*1200*J2/1000,10^((G2-30)/100)*1200*J2/1000)
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