5G课程干货 5GNR—下行功率控制

发布人:小e君 发布时间:2020-03-20 10:33:07

一、概述

功率控制通过动态调整发射功率,维持接收端一定的信噪比,从而保证链路的传输质量,当信道条件较差时需要增加发射功率,当信道条件较好时需要降低发射功率,从而保证了恒定的传输速率。功率控制保证了网络覆盖和容量的要求的前提下,可以补偿链路损耗,有效地避免相邻小区用户间的干扰(由于NR采用OFDMA和SC-FDMA这两种多址技术,保证了用户子载波的正交性,因而不存在小区内用户之间的干扰),同时可以降低gNB和UE的能耗。

 

5GNR下行干扰示意图

 

下行干扰示意图

 

5GNR上行干扰示意图

上行干扰示意图

二、LTE下行功率控制先来回顾一下LTE中下行是如何进行下行功控的。在LTE中,下行功率控制主要包括固定功率分配和动态功率分配两种策略,比如PBCH、PCFICH、CRS、PSS/SSS固定采用功率分配的方式,而PDCCH、PDSCH以及PHICH可以采用固定功率分配,也可以采用动态功率分配。固定功率分配:对于固定功率分配,LTE中最最最重要的就是小区参考信号RS功率的计算。

RS功率计算公式:

RS功率计算公式

把单位统一化成dBm,上式变成:
5G课程干货  5GNR—下行功率控制
 

简单理解:把单通道的功率分配到所有子载波(12*NRB)上得到每个子载波分配到的功率,再通过(1+PB)修改RS功率的大小。RS功率实际值:对于多天线技术还要考虑到多个物理信号映射到一个天线端口传输的问题,比如对于8T8R,2*2MIMO配置时,4个物理信号映射到一个天线端口传输,那么RS功率的实际值还要加上6dB,比如网管配置RS功率12.2dBm,那么实际值为18.2dBm,实际值会在SIB2中下发。

其他信道采用固定功率分配基本上是小区参考信号功率的固定偏置进行功率控制的。比如:广播信道PBCH的功率根据参数PBCHPwr设置其相对于参考信号的功率偏置,参数值越大,PBCH功率越大,PBCH覆盖范围越广。

动态功率分配:对于下行动态功率分配的信道一般含有相应的动态功控开关,当开关打开时采用动态功率分配,关闭时采用固定功率分配。比如PHICH根据参数PhichInnerLoopPcSwitch设置是否打开PHCIH动态功控开关。当开关打开时,eNodeB根据UE反馈的CQI去估算SINR值,然后用计算的SINR值与设定的目标SINR值进行比较来判定应该增大或减小PHICH的发射功率。

PHICH的发射功率

三、NR中的下行功率控制与LTE一样,NR下行功率控制同样包括固定功率分配和动态功率分配两种策略。SSB(PBCH+SS)、TRS(跟踪参考信号)采用固定功率分配,PDCCH、PDSCH既可以采用固定功率分配又可以采用动态功率分配。固定功率分配:相对于LTE,NR下行缩减了部分信道及信号,最最最不同的就是NR中去除LTE中一直发送的小区参考信号CRS。

5G课程干货  5GNR—下行功率控制

没了CRS,没有了功率的基准值咋办呢?于是3GPP重新定义了一个叫小区基准功率ReferencePwr,NR中的下行信道和信号均可通过设置对ReferencePwr的功率偏置进行功率控制。

ReferencePwr功率计算公式:

ReferencePwr功率计算公式

其中MaxTransmitPower等同于LTE中的P单,即单通道的最大发射功率。把单通道的功率分配到所有子载波(12*NRB)上得到每个子载波分配到的功率作为基准功率,比LTE少乘1+Pb要来的更为简单。与LTE一样,SSB和TRS采用的固定功率分配方式是基于ReferencePwr设置相应的功率偏置进行功率分配的。比如SSB功率计算公式为:

SSB功率计算公式

其中MaxSSBPwrOffset即相对于ReferencePwr的功率偏置,参数值越大,SSB功率越大,SSB覆盖范围越广。N_RF为物理天线通道的数目,为多个物理信号映射到一个逻辑端口时的增益值,最终得到实际值。TRS功率公式(固定功率分配的基本一致):

TRS功率公式

动态功率分配:与LTE一样,对于下行动态功率分配的信道一般含有相应的动态功控开关,当开关打开时采用动态功率分配,关闭时采用固定功率分配。以PDCCH为例,公共PDCCH(传递SI、Paging、RAR的调度信息)仅可采用固定功率分配,计算公式与SSB/TRS基本一致。而专用PDCCH(传递用户数据的调度信息)既可以固定功率分配又可以动态功率控制。PDCCH动态功控是根据PDCCH的误码率来调整其发射功率的。

 

发射功率

 

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