基於MCS的功率調整可以使UE根據選擇的MCS動態調整相應的發射功率譜密度。UE的MCS由eNodeB調度。通過設置UE的發射MCS,可以快速調整UE的發射功率密度譜,達到類似快速功率控制的效果。△TF的具體計算公式在36.213的5.1.1.1部分。eNodeB還可以基於每個UE關閉或打開基於MCS的功率調整,並且可以通過專用RRC信令(啟用增量MCS)來實現。
PUCCH中基於MCS的功率調整如下:LTE系統將為每個pucch格式定義相對於格式1a的功率偏移(Delta Flist-pucch),具體計算公式在36.213的5.1.2.1部分。
閉環功率控制意味著UE通過PDC中的TPC命令來調整UE的發射功率。可以分為累計調整和絕對調整兩種方式。累積調整方法適用於PUSCH、PUCCH和SRS,絕對調整方法僅適用於PUSCH。這兩種不同調整模式之間的轉換是半靜態的,eNB通過專用RRC信令(上行鏈路功率控制啟用)指示UE采用累加模式或絕對值模式。
累加模式意味著當前功率調整值從上壹個功率調整值增加/減少了TPC中指示的調整步長,並且累加模式是ue默認使用的調整模式。LTE中的累積TPC可以有兩個不同的調整步驟。第壹步是(-1,0,1,3)dB。對於PUSCH,由DCI格式0/3指示;對於PUCCH,它由DCI格式1/1a/1b/1d/2/2a/3來指示。第二步長為(-1,1),由DCI格式3a表示(適用於PUCH和PUSCH)。
絕對值意味著直接使用TPC中指示的功率調整值,該值僅適用於PUSCH。此時,eNodeB需要通過RRC信令明確關閉累加模式的功率調整模式。采用絕對值法時,TPC值為(-4,-1,1,4)dB,用DCI格式0/3表示,其功率調整範圍可達8db,適用於ue的非連續上行傳輸,使eNodeB能夠壹步將ue的發射功率調整到期望值。
功率控制可以總結為以下公式
其中假設表達式:
前四個公式很常見,可以表示為:p _ channel(I)= min { p _ Cmax,formula}?
功率余量的公式是不同的:PH(I)= P _ CMAX公式。
其中P_CMAX是UE的最大發射功率(“6.2.5配置的發射功率”為36.101),
PUSCH功率控制
先看下面的公式:
P _ PUSCH(I)= min { P _ CMAX,10 log(M _ PUSCH(I))+P _ O _ PUSCH(j)+alpha(j)PL+Delta _ TF(I)+f(I)
【如果!支持列表】1。?【endif】I:子幀號
【如果!支持列表】2。?j:它可以是0或1。
【如果!支持列表】3。?【endif】m _ pusch(I):由UE分配的RB的數量。
【如果!支持列表】4。?P _ O _ PUSCH(j):?P _ O _ NOMINAL _ PUSCH(j)+P _ O _ UE _ PUSCH(j),
其中j = 0,1的P _ O _ NOMINAL _ PUSCH(j)和P _ O _ UE _ PUSCH(j)來自高電平。
【如果!支持列表】【endif】p _ o _ nominal _ pusch(j)來自SIB2中的p0-NominalPUSCH。
【如果!支持列表】【endif】p _ o _ UE _ pusch(j)來自P0-UE-pusch(例如,RRC連接建立、RRC連接重新配置)。
【如果!支持列表】1。?【endif】alpha(j):對於j = 0,1,alpah(j)可以是{0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1}中的壹個,具體值來自高層。
【如果!支持列表】2。?【endif】PL:下行鏈路路徑損耗,由UE自己根據參考信號的RSRP計算得出,參考信號功率由SIB2:
【如果!支持列表】1。?【endif】當Ks = 1.25時,則delta _ TF(I)= 10 log((2(MPR * Ks)-1)beta _ pusch _ offset)。
當Ks = 0時,Delta _ TF(I)= 0。
其中,Ks來自頂端。
【如果!支持列表】2。?【endif】f(I)= f(I?1)+delta _ PUSCH(I?K_PUSCH),
其中delta_PUSCH是DCI格式0或帶有DCI格式3/3a消息的TPC命令,TPC的值如下:
功率控制的目標是控制PSD,它可以等效為不同的目標SINR;;不同位置的UE的目標信噪比不同;功率控制需要折衷系統容量和邊緣用戶的速率。在閉環功率控制中,上行鏈路SINR需要被平滑並與目標值進行比較。
左邊的“SINRtarget”是每個UE的目標信噪比。當α不是1時,PL越大,UE的目標信噪比越小。
假設PLmax為125,alpha為0.7,SINRtarget為0dB,當PL增加30dB時,SINR target‘將減少9dB。
Plmax和SINRtarget都是系統的設計值,不同的場景對應不同的值。
在現有系統中,它不是根據前面介紹的方案實現的。
為了實現前面的方案,第壹步是獲得路徑損耗值。當前方案通過UE的報告PHR來計算:
PWR/RB = P _ MAX–PHR–10 log(PRB UL)
PL = PWR/r B- SINR-(-121+4)
以上都是對數值,-121是白噪聲的冪,4是平臺的噪聲系數。
在完成路徑損耗估計之後,計算每個UE的目標信噪比。
trg SINR =((1-alpha)*(125-路徑損耗)+0
假設最大路徑損耗為125,對應的系統目標信噪比為0dB。
使用trgSinr,可以根據與當前crntUlSinr的比較來調整功率。從理論上講,通過傳輸TPC提高的功率正是SINR提高的值。
其中crntUlSinr是當前UE的上行鏈路信噪比,它是通過基站測量UE的上行鏈路信號來確定的。
delta = trg SINR–crntUlSinr
計算出的增量是要調整的功率差。
PUCCH功率控制
P _ PUCCH(I)= min { P _ CMAX,P _ 0 _ PUCCH+PL+h(n _ CQI,n _ HARQ)+Delta _ F _ PUCCH(F)+g(I)}
【如果!支持列表】1。?【endif】I:子幀號
【如果!支持列表】2。?j:它可以是0或1。
【如果!支持列表】3。?【endif】P _ O _ PUCCH:?P_O_NOMINAL_PUCCH + P_O_UE_PUCCH
其中P_O_NOMINAL_PUCCH和P_O_UE_PUCCH來自高層。
【如果!支持列表】1。?【endif】Delta _ F _ puc ch(F)來自SIB2消息。
PUCCH格式定義如下:
【如果!支持列表】1。?【endif】h(n _ CQI,n_HARQ):由PUCCH格式指定的數、CQI位數和HARQ值數。
【如果!支持列表】1。?【endif】G(I)由前壹子幀的G()和M子幀之前的增量確定。
DCI格式1A/1B/1d/1/2A/2/3降低了Delta_PUCCH:
【如果!支持列表】1.1?【endif】PHR
CMAX -?10 log(M _ PUSCH(I))+P _ O _ PUSCH(j)+alpha(j)PL+Delta _ TF(I)+f(I)
可以看出,以下公式是PUSCH的功率計算公式,因此PH(I)是P_CMAX和PUSCH功率之差。
功率余量指示UE還剩下多少傳輸功率來完成該數據傳輸。可以看到下面的公式:
功率余量= UE最大傳輸功率- PUSCH功率= Pmax - P_pusch
如果功率余量為正,則意味著最大傳輸功率仍有盈余;如果為負,則意味著您已經超過了允許的最大發射功率。
PHR是MAC CE,用於向余量報告。根據報告的值,eNodeB確定ue下次可以有多少剩余功率,並且通過上面的功率計算公式,它還可以獲得UE下次可以使用多少上行鏈路帶寬來發送上行鏈路數據。因此,UE不能無限地使用上行鏈路帶寬,這受到其最後壹個PHR的限制。
實際使用的PHR映射到下表,可以看出實際PHR值是估計值。它約等於“pH–23”。
UE通常有兩個條件來觸發PHR報告:
1.道路損耗的變化超過閾值。
2.UE的PHR的報告周期,在RRC連接設置中配置。
功率控制
P_PRACH = min{P_CMAXPREAMBLE _ RECEIVED _ TARGET _ POWER+PL }
隨機接入過程如下進行:
-將前同步碼接收目標功率設置為。
preambleInitialReceivedTargetPower+DELTA _ PREAMBLE+(PREAMBLE _ TRANSMISSION _ COUNTER)* powerRampingStep;
其中,Preambleinitialreceivedtargetpower來自SIB2:
DELTA_PREAMBLE定義如下:
對於前導碼格式0.1,初始PRACH功率如下:
P_PRACH_Initial = min{P_CMAX?+ PL}
MSG 3電源控制
RAR攜帶MSG3的調度信息,每個RAR的長度固定為6字節。每個字段的含義是:
【如果!支持列表】l?【endif】時間推進命令:時間推進命令字段,占11位。通知ue上行鏈路同步的TA值。
【如果!支持列表】l?【endif】UL授權:上行鏈路授權,占20位。指示UE用於MSG3上行傳輸的資源,包括時頻定位、跳頻、功率控制和其他參數。低字節Oct2為高位,高字節Oct4為低位。
【如果!支持列表】l?【endif】臨時C-RNTI:臨時C-RNTI,占16位。UE隨後發送的MSG3消息用該值加擾。
20位UL授權包括以下內容:
【如果!支持列表】l?【Endif】跳頻標誌–1位,指示PUSCH是否執行跳頻。
【如果!支持列表】l?【endif】固定大小資源塊分配–10位,表示MSG3的RB資源分配,與帶寬相關。
【如果!支持列表】l?【endif】截斷調制和編碼方案–4位,表示MSG3使用的MCS。?
【如果!支持列表】l?【endif】用於預定pusch的TPC命令–3位,指示PUSCH的TPC參數和相對功率(實際發送MSG3時功率控制公式中的參數?將(preamble _ transmission _ counter–1)* powerrampingstep)與該值相加。見213的表6.2-1;
【如果!支持列表】l?【endif】UL延遲–1位。表示MSG3的發送時間,其中0表示MSG3在n+k個子幀中發送,1表示MSG3在n+k個子幀後發送。其中n是接收到的MSG2的當前幀,k是通過在表321中查找表5.1.1.1-1獲得的。
【如果!支持列表】l?【endif】CQI請求–1位。指示UE是否報告CQI。
【如果!支持列表】1。?【endif】如果消息尚未發送?3,那麽如果有前同步碼組B,以及要發送的MSG?數據大小3大於messageSizeGroupA參數,並且
PL <。= PCMAX?–?preambleInitialReceivedTargetPower?–?deltaPreambleMsg3?–?messagePowerOffsetGroupB
然後選擇前同步組b;否則,選擇前同步碼組a。
preambleinitialreceivedtargetpower表示到達基站端口的目標功率,範圍從-10dbm到-90dBm。參考上面的截圖。
deltaPreambleMsg3參數由SIB2發出,其值的範圍為-1到+6。將該值帶入公式以計算道路損耗時,該值需要為* 2【dB】。例如,空中接口中的參數值=2,則實際公式中的值=4dB。
messagePowerOffsetGroupB參數是選擇preamble的閾值參數,單位為dB。
SIB2發布的preambleinitialreceivedtargetpower參數。
【如果!支持列表】1。?【endif】如果MSG3已經發送並且現在正在重新發送,代碼組將被選擇為上次發送的代碼組。b組或a組隨便選壹個,重發時功率不變。RAR消息中的TPC字段相當於閉環功率控制基站的調整參數。
Msg3的路徑損耗補償是完全補償的,發射功率也是根據PUSCH的發射功率計算的;但是P0 _ normalized的值不是SIB2中配置的值,而是Preambleinitialreceivedtargetpower+?deltaPreambleMsg3。
P_Msg3?= min{P_CMAX,10 log(M _ PUSCH _ msg 3)+preambleInitialReceivedTargetPower+deltapreamblemsg 3+PL }?
因此,假設路徑損耗不變,Msg3的prb數量固定,PreambleinitialreceiveDTargetpower和deltaPreambleMsg3的配置不變,則Msg3的發射功率不變;
在計算上行信噪比的情況下,假設路徑損耗和幹擾不變,白噪聲/RB和噪聲系數分別為-121和5,則Msg3的上行SINR為:
SINR = P _ msg 3-10 log(M _ PUSCH _ msg 3)-(-121dB+5dB)-PL–幹擾
= preambleInitialReceivedTargetPower+deltapreamblemsg 3+116dB–幹擾
也就是說,Preambleinitialreceivedtargetpower和deltaPreambleMsg3基本上決定了Msg3在固定無線環境下的上行信噪比。
假設沒有幹擾,M_PUSCH_Msg3為3 PRBs,PL為60dB,PreambleinitialreceiveDTargetpower根據最大允許設置設置為-90dBm,deltaPreambleMsg3= 4dB * 2。
SINR _ msg 3 =-90+8+116 = 34dB
Msg5的路徑損耗補償基於alpha設置的值,發射功率也是根據PUSCH的發射功率計算的,但f(I)的值不壹定是0,而是(preamble _ transmission _ counter–1)* powerrampingstep。
P_Msg5?= min{P_CMAX,10 log(M _ PUSCH _ ms G5)+P0 _ Norminal+P0 _ UE?+alpha(j)PL+Delta _ TF(I)+(PREAMBLE _ TRANSMISSION _ COUNTER–1)* powerRampingStep }