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 2021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拟大，本文旨在通过对理论分析、空载和加载仿真比照、实际路测经验比照三方面来研究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，从而到达网络性能最优化。关键词：Pa、Pb、加载、SINR、吞吐率、导频功率配比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同频组网

2、，所有小区同时使用整个系统宽带，所以小区间的干扰不可无视，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、实际测试比照三方面来研究PA、PB的配比关系对吞吐率的影响。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TYPE A

3、，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用来确定不包含Cell-s

4、pecific 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. HYPERLINK :/localhost:7890/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/lte/mml/ratL/para/PDSCHCfg-ReferenceSignalPwr.html Referenc

5、eSignalPwrPPDSCH_BB +PDSCHCfg. HYPERLINK :/localhost:7890/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/lte/mml/ratL/para/PDSCHCfg-ReferenceSignalPwr.html 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,-1.77,0,1,2,3。Pb表示PDSCH上EPRE的功率因子比率B/A的指示，由参数PDSCHCfg. HYPERLINK :/localhost:7890

6、/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/lte/mml/ratL/para/PDSCHCfg-Pb.html 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 HYPERLINK :/localhost:7890/pages/GZC0304J/02/GZC0304J/02/resources/zh-cn_bookmap_0000848642.html?ft=0&fe=10&hib=3.2.13&id=GZC0304J_02_10021 l table60556557 表2所示。表2 天

7、线端口数1, 2, 4时的B/A取值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。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，那么每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，那么每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，

8、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，那么：=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=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/

9、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Pa、Pb对SINR值和吞吐率的影响，采用仿真来进行说明。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

10、(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Actual 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,-

11、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比照表(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%

12、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 -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

13、组表现最好。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、和主要是考虑到RRU发射功率一致。如下列图，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

14、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,-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。 实际案例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。实际测试比照西安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ReferenceS

15、ignalPwr，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。空载情况下验证结果如下表所示。表6 不同参数组空载实测比照表参考信号功率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：Pa、Pb参数一定的情况下，测试RSRP随Ref

16、erenceSignalPwr值变化而变化，ReferenceSignalPwr设置越大，测试平均RSRP越大。ReferenceSignalPwr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；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

17、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比照表参考信号功率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=0SINR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=

18、1相对于Pa=0，Pb=0SINR增益为67%，Pa=0，Pb=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=0SINR增益会增加，Pa=0，Pb=0相对于Pa=-3，Pb=1吞吐率增益会减小。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=0SINR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拟折中，也是可以考虑使用的。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