W网规高培-WCDMA功率规划综述

1、WCDMA功率规划功率规划2课程目标课程目标l了解下行信道功率配比的分析了解下行信道功率配比的分析l了解下行信道功率参数配置了解下行信道功率参数配置学习完本课程，您将能够：学习完本课程，您将能够：3功率配比分析功率配比分析l目的：在下行链路中，基站中所有用户和公共信道一起分享总的发射功率；在有限的基站发射总功率下，合理地进行公共信道和各个不同业务专用信道的功率分配以获得尽可能好的容量和覆盖。l功率控制：专用信道：有内外环功控过程，需要指定最大最小发射功率公共信道：没有功控过程，发射功率在小区建立时由高层直接指定4下行公共信道下行公共信道l功率参数配置的公共信道主要包括：功率参数配置的公共信道主

2、要包括：nCPICHnP-CCPCHnSCH(P-SCH,S-SCH)nS-CCPCHnPICHnAICH5影响功率的因素影响功率的因素l性能要求性能要求不同公共信道，信道BLER、Eb/Io或Ec/Io的性能要求不同l处理增益处理增益信道处理增益指在解调信号时获得的编码增益和扩频增益P-CCPCH、S-CCPCH除扩频增益外，还有3dB编码增益CPICH、PICH、AICH等只有扩频增益SCH不经扩频处理，但发射时在时间上重复，也有增益l传播环境传播环境不同环境，BER/BLER与Eb/Io的对应关系不同6功率配比分析功率配比分析l在满足小区覆盖的前提下，为各条公共信道配置尽量低的发射在满足

3、小区覆盖的前提下，为各条公共信道配置尽量低的发射功率。功率。l不同信道，达到相同的不同信道，达到相同的BER/BLER要求，对应要求，对应Eb/No要求不同；要求不同；又不同信道的编码增益和扩频增益不同，所以对应不同的又不同信道的编码增益和扩频增益不同，所以对应不同的Ec/Io要求，即发射端的功率要求。要求，即发射端的功率要求。7参数配置问题参数配置问题l问题：问题：不同信道的性能指标在协议中没有要求在配置时可以为不同信道假设一个性能指标，但在假设数据时没有相关方面的参考8专用信道功率分配专用信道功率分配l单个用户分配的最大发射功率应满足:在小区边缘能够达到业务质量目标（BER/BLER）上下

4、行专用信道覆盖平衡：根据上行移动台最大发射功率、目标负荷确定上行覆盖范围，从而得到下行覆盖范围和对应的最大耦合损耗，和已知的下行目标负荷一起，计算得到下行单用户所需最大发射功率Pmax。9专用信道功率分配专用信道功率分配Pmax计算公式为: 其中，Lmax为下行最大耦合损耗，a是非正交因子，Ptot.bs为中心基站总发射功率，Iother为其它基站产生的干扰，Pn为背景噪声，Pmax为基站为业务分配的下行发射功率，Eb/N0为当前业务正常工作所需的信干比。NotherbstotbPILPLPNEmax,maxmax0/a10专用信道功率分配专用信道功率分配l单用户下行发射功率门限:如果小区边缘

5、部分用户需要的下行发射功率过大，有可能大大降低整个下行小区容量，因此需要设置一个单用户功率分配门限PmaxThreshold，这个门限和小区下行最大耦合损耗、平均耦合损耗、小区目标容量（支持的用户数）相关。PmaxThreshold越小，系统为处于“恶劣情况”的用户预留的功率资源越少。单用户下行最大发射功率不应超过minPmax，PmaxThreshold11公共信道功率分配公共信道功率分配l分配原则：实际小区下行覆盖范围=min公共信道覆盖范围，专用信道覆盖范围公共信道覆盖范围应和专用信道一致，过小会使得小区覆盖达不到按照专用信道规划的目标，过大则浪费总功率资源，增大下行本小区和邻区干扰，降

6、低下行容量；12公共信道功率分配公共信道功率分配l分配方法：根据专用信道覆盖要求，得到公共信道在小区边界处的最大下行耦合损耗，再根据对公共信道的质量要求，得到公共信道所需的发射功率13PCPICHlPCPICH作用作用在小区搜索step3中，用于识别扰码组中的扰码，决定小区搜索、小区选择重选和各类切换区域的大小在接收数据时可用于信道估计，决定除同步信道外其它所有专用、公共信道的接收性能，从而直接影响各个信道的覆盖范围和小区半径配置原则配置原则该信道的发射功率根据小区覆盖半径、小区环境而定典型取值为基站总发射功率的5%10%其他公共信道的发射功率以它为基准进行配置14PCPICHlFrame s

7、tructure for CPICH Pre-defined bit sequenceSlot #0Slot #1Slot #iSlot #14Tslot = 2560 chips , 20 bits1 radio frame: Tf = 10 msCPICH激活因子1CPICH上的内容是已知序列，具体参见25.211协议15PCPICHlCPICH信道信道固定速率，30kbps，SF=256，无编码增益譬如，下行每业务最大发射功率30dBm，考虑编码增益余量3dB，为提供相同覆盖能力，CPICH功率设为33dbml参数配置参数配置协议规定取值范围： -10 . 50dBm缺省配置：33dBm

8、，相对基站发射总功率 -10dBlMML命令ADD PCPICH16PCPICHPCPICH的发射功率应满足 其中，PC P I C H为基站为CPICH分配的下行发射功率 ,EcCPICH应能满足UE的正常小区搜索以及切换、专用信道、公共信道的正常工作等要求，当EcCPICH以及PCPICH已知时，可以推出允许的下行最大耦合损耗Lmax，从而得到小区的覆盖范围0,/NEPILPLPcCPICHNotherbstotCPICHa17PCPICH当已知下行最大耦合损耗时，除同步信道以外其它公共信道的发射功率为： 其中，PD L C H为基站为公共信道分配的下行发射功率 ,Ec/N0DLCH为公共

9、信道正常工作所需的信干比)(0max,0NILPNEPotherbstotDLCHcDLCHa18SCHlP-SCH作用作用在小区搜索step1中，用于获得时隙同步配置原则配置原则UE在小区边缘搜网成功率达到目标值lS-SCH作用作用在小区搜索step2中，用于帧同步、码组识别配置原则配置原则同P-SCH19SCH时隙同步帧同步和码组识别扰码识别UE使用SCH的主同步码PSC去获得该小区的时隙同步UE使用SCH的辅助同步码SSC去找到帧同步，并对第一步中找到的小区的码组进行识别。UE通过CPICH对码组进行相关确定小区主扰码，然后检测PCCPCH，UE读取BCH信息。20SCH对于同步信道PS

10、CH和SSCH，由于不使用OVSF码，不需要考虑正交因子，其信道的发射功率为：由于同步信道没有和其它信道一样通过OVSF码扩频，因此它们对于同时存在的其它信道的干扰是比较大的，应注意不要让它们的发射功率过大，这可以通过在关键指标分解时适当调整小区搜索中时隙同步和帧同步、扰码组识别的成功率要求来实现)(0max,0NILPNEPotherbstotSCHcSCH21SCHlStructure of Synchronisation Channel (SCH) PrimarySCHSecondarySCH256 chips2560 chipsOne 10 ms SCH radio frameacsi

11、,0acpacsi,1acpacsi,14acpSlot #0Slot #1Slot #14激活因子0.1PSC是已知序列，对所有小区相同，长度16chip，重复16次22SCHlSCH信道信道无编码，在时间上重复发射，获得增益。考虑到SCH用于小区搜索可在任何时隙，搜索失败可以重新搜索，因此降低了SCH的发射功率l参数配置参数配置协议规定取值范围： -35.+15dB协议25.133的测试环境中SCH发射功率为-2dB缺省配置： -5dB lMML命令命令ADD PSCHADD SSCH23P-CCPCH(BCH)lP-CCPCH(BCH)作用作用在该信道上接收系统消息，用于小区选择重选、接

12、入、切换等各个过程中在UTRAN 下行，BCCH只能使用TM模式传输，没有重传过程，如果UE端解码错误，就认为该次接收失败，UE会再一次尝试重新进行系统消息的读取 配置原则配置原则UE读取BCH的成功率达到目标值24P-CCPCH(BCH)lFrame structure for Primary Common Control Physical Channel Data Ndata1= 18 bits Slot #0 Slot #1 Slot #i Slot #14 Tslot = 2560 chips , 20 bits 1 radio frame: Tf = 10 ms (Tx OFF) 2

13、56 chips 激活因子0.925P-CCPCH(BCH)lBCH的格式配置lSIB的长度随着类型和实际发送内容的不同而不同，传送一个完整的SIB所需要的最大TB块数可以达到16个。假设最大个数为3个，假设所需误块率为BLERPCCPCH ，则UE在一次接收中成功收到SIB的概率为：p = (1-BLERPCCPCH )3，失败的概率为：q = 1-p = 1-(1-BLER PCCPCH )3 26P-CCPCH(BCH)l那么UE在最多N2次中成功读取BCH的概率为：27P-CCPCH(BCH)lPCCPCH(BCH)1/2卷积码，SF256，相比CPICH获得更多处理增益l参数配置参数

14、配置协议规定取值范围： -35 . +15dBP-CCPCH有3dB编码增益，在相同性能要求下，其发射功率可以是PCPICH的-3dB缺省配置：-2dBlMML命令ADD BCH28S-CCPCHlFrame structure for Secondary Common Control Physical Channel 29S-CCPCHl支持一个小区配置12条SCCPCH公共物理信道lSCCPCH承载情况：A.)承载1条PCH和3条FACH（分别承载传输信令、业务数据以及CTCH）；B.)承载两条FACH（分别承载传输信令、业务数据）；C.)承载PCH； D.)承载1条PCH和2条FACH（

15、分别承载传输信令、业务数据）；Etc。30S-CCPCHlFACH的格式配置：lPCH的格式配置：31S-CCPCH(FACH)lS-CCPCH(FACH)作用：作用：RNC在该信道发送RRC CONNECTION SETUP消息（影响RRC连接建立）传送低速数据业务配置原则：配置原则：UE收到RRC CONNECTION SETUP消息的成功率达到目标值数据业务的BLER达到目标值32S-CCPCH(FACH)lRRC建链过程UE在PRACH的message发RRC_CONECTION_REQUEST； 如果UE等待T300（缺省值为1000ms）没有收到SETUP消息，则重发REQUEST

16、消息； 如果重发次数，超过N300(缺省值为3)，则输出建链失败；UTRAN在SCCPCH下发RRC_CONECTION_SETUP；l重发的原因一种是UTRAN没有正确接收RRC_CONECTION_REQUEST；一种是UE没有正确接收RRC_CONECTION_SETUP；33S-CCPCH(FACH)l假设：RRC连接建立时UE成功接收到RRC_CONNECTION_SETUP的成功率是x3 PRACH message部分解码误块率BLERPRACH lPRACH Message的TB块数为1块；FACH的TB块为8块，假设所需 误 块 率 为 B L E RF A C H， 那 么

17、最 终 U E 成 功 收 到RRC_CONNECTION_SETUP的概率为： l其 中 P1 , i为 U T R A N 在 3 次 机 会 中 只 有 i 次 成 功 接 收RRC_CONECTION_REQUEST的概率，P2,i为UE在i次机会中的最后一次成功接收RRC_CONECTION_SETUP的概率。 34S-CCPCH(FACH)l令 p 为 U T R A N 在 一 次 接 收 中 成 功 收 到RRC_CONECTION_REQUEST的概率： l失败概率则为q = BLERPRACH l则UTRAN只有一次成功接收RRC_CONECTION_REQUEST的概率等

18、于： l有两次成功的概率为： l有三次成功的概率为： PRACHBLERp1pqpqpP21 , 1222, 12pqpP33, 1pP188, 2)1 (1 )1 (iFACHFACHiBLERBLERP35S-CCPCH(FACH)lFACH参数配置参数配置取值范围：-3515dB缺省配置：-1dB lMML命令命令ADD FACH36AICHlAICH作用：作用： RNC通过该信道发送AI（接入指示）配置原则：配置原则：UE处于小区边缘时能正确接收接入指示的概率达到目标值37AICHlStructure of Acquisition Indicator Channel (AICH) 38

19、AICHl实值符号 a0, a1, , a31 由下式计算得到：l其中AIs,为第s个singature的捕获指示，有三种可能取值+1, -1, and 0，分别对应捕获成功、失败和没有响应（当当前signature不是对应PRACH可用的signature时）。序列 bs,0, , bs,31 由下表给出： 39AICHlUE如果检测到对应signature上的AIS为1，则表明接入成功，可发送PRACH message内容。l如果检测到AIs为-1，表示被拒绝，向MAC发送“Nack on AICH received”，等待时间（10ms+NB01*10ms，3 NBO1 10），重新尝试

20、。l如果检测到AIS为0，提高PRACH preamble的发射功率，再次尝试；（功率增长小于6dB）如果尝试次数达到最大接入次数或者收到捕获指示，退出随机过程。l如果达到前导最大重传次数PreambleRetransMax（缺省值为8），向MAC发送“No ack on AICH”，等待时间（10ms），重新尝试，并退出本次尝试循环；l总的尝试循环次数不得大于Mmax（缺省值为2）。40AICHl假设当前资源不受限，UE成功接收捕获成功指示的概率x4 l假设AIs值为1，UE正确接收AIs值的概率为PAICH1 ，错判为0的概率为PAICH0，错判为-1的概率PAICH-1=1-(PAICH

21、1+PAICH0)l假设PRACH preamble经过NPRACH次功率攀升 lUE从第NPRACH+1次发送preamble开始，最大可以发送preamble的次数为：Mrepeat = 8- NPRACH +1 l8为前导最大重传次数PreambleRetransMax目前的缺省值 41AICHl成功接收值为+1的AIs有三种可能，一种是UE在第一次循环中就收到捕获指示，假设概率为x41；一种是第一次结束后仍没有收到非0指示，在第二次循环时收到捕获指示，假设概率为x42，第三种可能是在第一次循环中收到拒绝指示，在第二次循环中收到捕获指示，假设概率为x4342AICHlAICH无编码，SF

22、256（固定速率）；l参数配置参数配置取值范围： -10 . +5dB在协议25.133中的测试环境中，AICH的码片能量与总发射功率的比是-10db，即AICH与CPICH的发射功率相同。考虑AICH中发射的接入指示AI数最多16个，因此对每个接入指示AI来说，发射功率是总的AICH功率的1/16(-12db)缺省配置：-6dBlMML命令命令ADD CHPWROFFSET43S-CCPCH(PCH) &PICHlS-CCPCH(PCH)作用：作用：RNC通过该信道发送寻呼消息配置原则：配置原则：UE处于小区边缘时能被正确寻呼的概率值达到目标值lPICH作用：作用：RNC通过该信道发送PI（

23、寻呼指示）配置原则：配置原则：UE处于小区边缘时能正确接收寻呼指示的概率达到目标值44S-CCPCH(PCH) &PICHl寻呼指示信道（PICH）的帧结构 l每个PICH帧携带NP个寻呼指示，NP（the number of paging indications per frame）定义了PICH信道上每帧支持的最多寻呼指示数，UE在小区系统消息中获取NP的值。NP的取值为18，36，72，144，相当于将288个bit分为NP个等份，每等份有288/NP个bits，每等份就是一个寻呼指示（PI）。 45S-CCPCH(PCH) &PICHlPI0, ., PIN-1 到PICH bits b0,.,b287 之间的映射关系如下表： lUE通过计算出自己的寻呼指示下标p来确定和PICH每帧的第q等份bits相关联。 46S-CCPCH(PCH) &PICHlPI = DRX index mod NP = (IMSI div 8192) mod NP，lSFN就是UE的寻呼时刻，为PICH开始出现时PCCPCH的SFN。lUE计算得到自己PI的下标，这样，UE可以仅监视PICH中的与自己关联的bits，一旦发现它们被置为“1”时，UE就知道自己