高话务场景LTE小区容量瓶颈分析

1、1.1 高话务场景LTE小区容量瓶颈分析1.1.1 PDCCH信道容量评估PDCCH信道影响的是同时调度用户数，因此在一定配置条件下PDCCH信道容量定义为可以同时调度的用户数。PDCCH信道容量受限于PDCCH可用CCE资源以及PDCCH聚合度。因此计算在控制区域内除去PCFICH信道以及PHICH信道所占的无线资源后，剩下的资源即为最大的承载PDCCH信道的资源。因此在每个子帧分配k个OFDM符号给控制区域时，一个TTI内能够支持的最大调度用户数可以表示为：其中为下行控制区域内可用REG数，为PCFICH信道占用的REG数，为PHICH信道占用的REG数，为1个PDCCH信道占用的CCE个

2、数。PCFICH信道占用的REG数是固定的，2bit的CFI信息经过1/16编码为32bit，进行小区级加扰和QPSK调制变成16个符号，映射到控制区域第一个OFDM符号的4个REG上。一个PHICH组占用的资源长度在PBCH信道中进行广播。一般来讲，经过扩频后的一个PHICH组信道符号经过小区级加扰、层映射及预编码之后，映射到控制区域上第一个OFDM符号上，占用了3个REG。因此在常规CP条件下，结合上面的公式，PDCCH信道容量公式就变为：由于在不同的天线端口数条件下参考信号RS消耗的RE数目有所变化，因此可用REG数不仅与控制区域符号数k有关，还与天线端口的配置情况相关。下表给出系统带宽

3、20Mhz，常规CP下，控制区域符号数k，也就是CFI分别为1、2、3，TDD子帧配比为1时，非子帧0和子帧5条件下PDCCH信道可用CCE数目。表Error! No text of specified style in document.-1系统带宽20Mhz,PDCCH信道可用CCE数目Ng天线端口数=2k=1k=2k=31/62054871/219528611750842134680因此，可以得到在Ng取值为1时，PDCCH不同聚合度下，在非子帧0和子帧5条件下可以同时调度用户数见下表。表Error! No text of specified style in document.-2 P

4、DCCH信道容量PDCCH天线端口数=2k=1k=2k=3117508429254245132183710需要说明的是在实际网络中PDCCH聚合度是自适应变化的。因此，可以根据现网中平均PDCCH占用CCE个数来进行网络所容许的最大同时调度用户数的估算，即每TTI可调度最大用户数为21，每秒可调度最大用户数为2100个。由于PDCCH信道承载调度相关信息，因此PDCCH信道数只会限制同一TTI调度的用户数，但不会限制同时在线用户数。1.1.2 PUCCH信道容量评估CQI容量评估CQI容量评估相关参数如下表。表Error! No text of specified style in docum

5、ent.-3CQI容量评估相关参数参数名所在表单名参数含义备注ucNumPucchCqiRBR_PUCHPUCH2/2a/2b占用RB数可能包含PUCCH Blanking的RB数aucCQIRptPeriod3R_PUCHCQI支持的周期配置四维数组，数组取值由小到大排列aucCQIRptTTINum3R_PUCHCQI各个周期分配的TTI数四维数组，与aucCQIRptPeriod3参数中的元素一一对应，表示以aucCQIRptPeriod3中最小有效周期包含的上行TTI数为基准，给各个周期分配的TTI数。ucMaxUserPucchfmt2R_SCENECFGPUCCH格式2系列每RB复

6、用的用户数B类参数，网管无体现ucPucchBlankFlagR_PUCHPUCCH Blanking使能开关ucPucchBlankNumR_PUCHPUCCH Blanking RB数根据协议定义，CQI容量计算公式为：CQI容量评估相关参数在后台配置数据中的位置如下图所示。图Error! No text of specified style in document.-1CQI容量评估相关参数在网管的位置根据上图，可以看到：1、ucNumPucchCqiRB现网取值为3；2、默认未开启PUCCH blanking功能，所以ucPucchBlankFlag为0；3、aucCQIRptTTIN

7、umi现网取值为1;3;0；4、aucCQIRptPeriodi现网取值为20;80.160；5、aucCQIRptPeriod3中最小有效周期现网取值为20；6、ucMaxUserPucchfmt2是个B类参数，当前版本默认取值为6；将以上取值代入公式进行计算，可以得出：支持的最大用户数=3*6*（1*20+3*80+0*160）/20=234个。由此可见，PUCCH信道的CQI容量是影响小区容量的一块短板。1.1.3 PUCCH信道容量评估SR信道容量评估SR信道容量评估相关参数如下表所示。表Error! No text of specified style in document.-4S

8、R信道容量评估相关参数参数名所在表单名参数含义备注wNPucchSrR_PUCHSR每子帧分配的码道数aucSRTrPeriod4R_PUCHSR支持的周期列表四维数组，数组取值由小到大排列aucSRTrCHNum4R_PUCHSR各个周期分配的码道数四维数组，与aucSRTrPeriod4参数中的元素一一对应，表示对应周期每RB复用的用户数ucMaxUserPucchfmt1R_PUCHPUCCH格式1/1a/1b每RB复用码道数根据协议定义，SR信道容量评估计算公式如下：SR容量评估相关参数在后台配置数据中的位置如下图所示。图Error! No text of specified styl

9、e in document.-2SR信道容量评估相关参数在网管上的位置根据上图，可以看到：1、当子帧配比为2时，aucSRTrPeriodi内的上行子帧数取值为2；2、wNPucchSr现网取值为36；3、ucMaxUserPucchfmt1现网取值为12；4、aucSRTrCHNum现网取值为1;1;10;0；5、上行子帧数，10ms里2个，依次类推，20ms里4个，40ms里8个。将以上取值代入公式计算：支持的最大用户数=2*（36/12）*1+4*（36/12）*1+8*（36/12）*10=258个由此可见，PUCCH信道的SR容量也是影响小区容量的一块短板。1.1.4 PRACH信道

10、容量评估按照TDD配比2，当PRACH configuration Index=3时，通过查下表，可以看到RA的密度为每10ms一个RA，因此PRACH时域资源为：100个/秒；图Error! No text of specified style in document.-3TD-LTE 随机接入preamble 格式0-4的配置格索引每个小区有64个前导码，其中现网配置52个用于基于竞争额随机接入，则每秒可支持的基于竞争的随机接入个数=52*100个/秒=5200由此可见，PRACH信道的容量不是影响小区容量的瓶颈。1.1.5 信道容量评估小结从上述分析来看，限制接入用户数的瓶颈不在PDCCH和PRACH，及与下行控制信道和随机接入