lte网络功率参数研究 华为案例

1、LTE网络功率分配参数研究 中 国 电 信 陕 西 公 司 2014年12月28日LTE 网络功率分配参数研究 摘要：不同的导频发射功率和PDSCH功率偏置配比对网络吞吐率的影响比较大，本文旨在通过对理论分析、空载和加载仿真对比、实际路测经验对比三方面来研究Pa、Pb配比关系对吞吐率的影响。通过理论结合实际，给出一个完整的Pa、Pb配比方案研究，作为新建网络和商用网络功率规划或优化的参考，从而达到网络性能最优化。关键词：Pa、Pb、加载、SINR、吞吐率、导频功率配比1 LTE功率分配概述LTE下行采用OFDM技术，小区内不同UE的子载波之间是相互正交的，所以小区内的干扰很小。但由于LTE同频

2、组网，所有小区同时使用整个系统宽带，所以小区间的干扰不可忽视，影响网络性能。功率控制主要用于补偿信道的路径损耗和阴影衰落，并抑制LTE同频小区间干扰，保证网络覆盖和容量需求。合理的配置导频的发射功率和PDSCH的功率偏置，使LTE系统性能最优化，是LTE功率规划的关键。导频功率配比在通过修改RS、PA、PB改变小区数据和导频功率以及相互关系，主要影响数据业务吞吐率。本文旨在通过PDSCH功率分配理论、仿真结果、实际测试对比三方面来研究PA、PB的配比关系对吞吐率的影响。2 LTE 功率分配参数详解对于PDSCH功率控制来说，一个slot上的OFDM符号可以分为两类：没有参考信号的称为A符号（T

3、YPE A），有参考信号的称为B符号（TYPE B）。图1 RS分布图数据信道的发射功率是以ERRE的方式给出的，不同符号相对Cell-specific Reference Signal的EPRE的比值由A和B决定。A：无RS的OFDM符号上的PDSCH RE功率相对于RS RE功率的比值，线性值；B：有RS的OFDM符号上的PDSCH RE功率相对于RS RE功率的比值，线性值；表1 OFDM符号相对Cell-specific Reference Signal的EPRE的比值定义PDSCH功率控制，通过调整A及B来决定某一个UE的PDSCH上不同OFDM符号的EPRE。简单地说，A用来确定不

4、包含Cell-specific Reference Signal的OFDM符号上的PDSCH EPRE，而B用来确定包含Cell-specific Reference Signal的OFDM符号上PDSCH的EPRE。PDSCH的两种OFDM符号对应的数据RE发射功率分别为PPDSCH_A和PPDSCH_B，计算公式如下：PPDSCH_AA+PDSCHCfg.ReferenceSignalPwrPPDSCH_BB +PDSCHCfg.ReferenceSignalPwrAPa，Pa通过RRC信令下发到UE，用于PDSCH解调。Pa可配置的离散值有：-6,-4.77,-3,-1.77,0,1,2

5、,3。Pb表示PDSCH上EPRE的功率因子比率B/A的指示，由参数PDSCHCfg.Pb设置。B通过PDSCH上EPRE的功率因子比率B/A确定，不同Pb和天线端口数配置下，根据协议取值，B/A取值如表2所示。表2 天线端口数1, 2, 4时的B/A取值3 LTE 功率分配参数设置对网络的影响LTE功率分配参数中，参考信号功率、Pa、Pb主要影响单用户SINR、吞吐率等指标，控制信道功率设置主要影响整网接入、切换等KPI。本文主要研究参考信号功率、Pa、Pb对网络的影响，主要影响功率利用率、SINR和吞吐率。3.1 功率利用率根据图1 RS分布图所示，B符号上有2个导频，8个非导频RE，则每

6、RB上B符号功率为2*PRS+8*PPDSCH_B，由表示。A符号上没导频，12个非导频RE，则每RB上A符号功率为12*PPDSCH_A，由表示。和相等且等于最大发射功率时，功率利用率最高，功率利用率公式为：以双天线端口为例，当Pa= -3dB，Pb=0时，A= -3dB=1/2，B =A*5/4=1/2*5/4=5/8，PPDSCH_A = 1/2*PRS，PPDSCH_B=5/8*PRS，则：=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

7、=6* PRS*NRB/7* PRS*NRB=6/7=86%当Pa= -3dB，Pb=1时，A= -3dB=1/2，B =A=1/2, PPDSCH_A= PPDSCH_B=1/2*PRS.=12*PPDSCH_A*NRB=12*1/2*PRS*NRB=6* PRS*NRB=（2*PRS+8*PPDSCH_B）*NRB=（2*PRS+8*1/2*PRS）*NRB=6* PRS*NRB=100%此时功率利用率最高。依据此计算方法可以计算出不同和组合下的功率利用率，如表3所示：表3 不同和组合下的功率利用率3.2 SINR和下载速率网络优化中，更加关注整网SINR值和吞吐率。为了更加量化的研究不同

8、Pa、Pb对SINR值和吞吐率的影响，采用仿真来进行说明。n SINR仿真选取15个站点覆盖区域仿真研究相同无线环境下，不同Pa、Pb设置值时不同网络负载下的SINR变化趋势。SINR仿真时采用的主要参数如表4所示。表4 仿真主要参数设置参数 取值 频段(MHz) DL:1850-1870 UL:1755-1775 传播模型Clutter Related Cost Hata，并依据不同的地物设置天线增益(dBi) 2T4R 17dBiPCI 根据软件最优规划进行设置 RS功率（Pa、PB）（-3,1）、（0，1）、（0，0）分别仿真Actual Load(DL)0%、50%、70%分别仿真Ac

9、tual Load(UL)0%、50%、70%分别仿真Main Resolution(m)20（地图精度）Transmission ModeOL_Adaptive空载时，（Pa、Pb）为（-3,1）、（0,1）和（0,0）时SINR分布如图2所示（蓝色到红色表示SINR由高到低）。（15.2,-3,1）空载（15.2,0,1）空载（15.2,0,0）空载图2 不同参数组空载SINR仿真图70%加载时，（Pa、Pb）为（-3,1）、（0,1）和（0,0）时SINR分布如图3所示（蓝色到红色表示SINR由高到低）。（15.2,-3,1）加载70%（15.2,0,1）加载70%（15.2,0,0）加

10、载70%图3 不同参数组加载70% SINR仿真图在参考信号功率均为15.2dBm的情况下，针对（Pa、Pb）为（-3,1）、（0,1）和（0,0）参数组，在空载、50%加载和70%加载下的仿真结果表5所示。表5 不同参数组不同负载SINR对比表(Pa,Pb）负载SINR均值(dB)相对于空载SINR变化幅度(-3,1)空载7.47 -(-3,1)50%加载6.20 -17.00%(-3,1)70%加载4.78 -36.01%(0,1)空载6.87 -(0,1)50%加载3.90 -43.23%(0,1)70%加载2.95 -57.06%(0,0)空载6.61 -(0,0)50%加载3.28

11、-50.38%(0,0)70%加载2.27 -65.66%从SINR分布图和仿真汇总表可以看出：1. 网络负载相同时，（Pa、Pb）设置为（-3,1）时SINR均值最好，（0,1）次之，（0,0）最差；2. 针对（Pa、Pb）不同的设置，随着负载的增加，SINR均值均会呈现下降趋势，但是（0,0）参数组随着网络负载的增加，SINR均值下降幅度最大，（0,1）参数组次之，（-3,1）参数组表现最好。n 吞吐率仿真吞吐率仿真受到地理模型权重、业务、话务地图等多方面的影响，较为复杂。因此借鉴协议针对（，-3,1）、（15.2,0,0）和（15.2,0,1）的仿真结果（此处参考信号功率分别为、和主要是

12、考虑到RRU发射功率一致）。如下图，通过对10MHz单小区空载情况下，三组参数的仿真，得到不同SINR下吞吐率表现如图4所示。图4 不同SINR下不同参数组吞吐率表现图从图4可以看出：1. 整体看，(15.2,0,1)和(15.2,0,0)两种场景吞吐率均优于(18.2,-3,1)。在功率配比为(15.2,0,0)时最高；(15.2,0,1)次之；(18.2,-3,1)最差。 2. 由于 (0,0)的导频SINR相比(-3,1)低3dB，但B类符号数据功率较高，从AvgSINR-THP曲线来看，(0,0)还是优于(-3,1)的。 3. 根据仿真情况进行预测，(15.2,-3,1)相比(18.2

13、,-3,1)，导频及数据SINR均降低3dB，因此理论上AvgSINR-THP曲线将会比(18.2,-3,1)更差。 4 实际案例4.1 案例背景西安经过一段时间的优化，RF调整空间较小，网络结构调整和新增站点短时间内难以落实，为了满足快速提升下载速率的要求，提升客户感知。因此展开对功率参数的调整和验证。4.2 实际测试对比西安LTE站点主要为FDD制式，根据理论研究和仿真结果，选取城墙以内区域主要验证（ReferenceSignalPwr，Pa，Pb）为（15.2，-3，1）、（15.2，0，0）、（16.4，-3，1）、（，0，0）、（15.2，0，1）、（16.4，0，1）。空载情况下验

14、证结果如下表所示。表6 不同参数组空载实测对比表参考信号功率PaPb测试里程(公里)里程覆盖率(%)平均下行吞吐率(Mbps) 下载速率大于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：n Pa、Pb参数一定的情况下，测试RSRP随ReferenceSignalPwr值变化而变化，ReferenceSignalPwr设置越大，测试平均RSRP越大。n ReferenceSign

15、alPwr值一定的情况下，。即对于SINR来说，（Pa=-3，Pb=1）参数组最优，（Pa=0，Pb=1）参数组次之，（Pa=0，Pb=0）参数组对于SINR负增益最严重；n ReferenceSignalPwr值一定的情况下，相对于（Pa=-3，Pb=1）参数组，（Pa=0，Pb=0）参数组下载速率提升23%，（Pa=0，Pb=1）参数组提升15%。即对于下载速率来说，（Pa=0，Pb=0）参数组最优，（Pa=0，Pb=1）参数组次之，（Pa=-3，Pb=1）参数组对于下载速率负增益最严重；可以看出，空载情况下，（Pa=-3，Pb=1）对于SINR值最优，（Pa=0，Pb=0）对于下载速率最

16、优，（Pa=0，Pb=1）可兼顾下载速率与SINR值。50%加载情况下验证结果如下表所示。表7 不同参数组加载实测对比表参考信号功率PaPb测试里程(公里)里程覆盖率(%)平均下行吞吐率(Mbps) 下载速率大于12M比例(%)平均RSRP (dBm) 平均SINR(dB) -3182.34 0081.09 -79.00 可以看出，实际测试中，空载时（Pa=-3，Pb=1）相对于（Pa=0，Pb=0）SINR增益为2.4%，（Pa=0，Pb=0）相对于（Pa=-3，Pb=1）吞吐率增益为18%；50%加载时（Pa=-3，Pb=1）相对于（Pa=0，Pb=0）SINR增益为67%，（Pa=0，P

17、b=0）相对于（Pa=-3，Pb=1）吞吐率增益为4.8%。可见，与理论趋势相符，随着负载的增加，（Pa=-3，Pb=1）相对于（Pa=0，Pb=0）SINR增益会增加，（Pa=0，Pb=0）相对于（Pa=-3，Pb=1）吞吐率增益会减小。4.3 总结Pa、Pb参数一定的情况下，测试平均RSRP随ReferenceSignalPwr值变化而变化，ReferenceSignalPwr设置越大，测试平均RSRP越大。网络空载时，（Pa=-3，Pb=1）对于SINR值最优，（Pa=0，Pb=0）对于下载速率最优，（Pa=0，Pb=1）可兼顾下载速率与SINR值。网络加载时，随着负载的增加，（Pa=-3，Pb=1）相对于（Pa=0，Pb=0）SINR增益会增加，（Pa=0，Pb=0）相对于（Pa=-3，Pb=1）吞吐率增益会减小。（Pa=0，Pb=0）和（Pa=-3，Pb=1）配置下，功率利用率为100%，（Pa=0，Pb=1）配置下，功率利用率为83%。在RRU功率不共用且站点密集的区域，（Pa=0，Pb=1）参数组由于在SINR和吞吐率两个指标比较折中，也是可以考虑使用的。4.4 后续研究方向本次研究只涉及到对SINR、吞吐率指标影响明显的参考信号功率、Pa、Pb参数，而实际上，控制信道功率也关系到用户的接入和切换等重要指标，对吞吐率也有一定的影