1、功率控制功率控制是無線系統中重要的一個功能。UE在不同的區域向基站發送信號，這樣發送的功率就會有不一致。遠的UE發送的功率應該大一些，近的稍微小一些，這樣以便基站能夠更好的將不同的UE能夠解調岀來。功率控制也通常分為開環功率控制和閉環功率控制。開環功率控制通常不需要UE反饋，基站通過自身的一些測量或者其他信息，來控制UE的功率發送或者自身的功率發送。閉環功率控制通常需要UE的一些相應的信息，包括信噪比(SIR/ SINR)或者是BLER/FER等信息，來調整 UE的發送功率。閉環功率控制又一般分 為兩種，一種是內環功率控制，一種是外環功率控制。內環功率控制是通過SIR來進行相應的功率控制，基站

2、通過接收到 UE的SIR，發現與預期的 SIR有差距，然后產生功率控制命令，指示UE進行調整發送功能，以達到預期的SIR。外環功率通常是一種慢功率調整，主要是通過鏈路的質量來調整SIR，通過測量鏈路的BLER，來指示 SIR的調整情況。LTE的功率控制，有別于其他系統的功率控制。LTE在一個小區是一個信號正交的系統，所以小區內相互干擾比較小，LTE主要是在小區之間的干擾。所以LTE對于小區內的功率控制的頻率相對比較慢。LTE有個概念下行功率分配時要使用到，the energy per resource element (EPRE)，可以立即為每個 RE的平均功率。1上行功率控制1.1PUSCH

3、1.1.1 PUSCH的功率控制UE需要根據eNB的指示設置每個子幀的PUSCH的發射功率Ppusch ：Ppusch (i) = min Pcmax , 10 log 10(M PUSCH (i) + Po_pusch (j) + & (j) 'PL + tf (i) + f (i) dBm以下對于各個參數進行相應的解析。Pcmax是UE的發射的最大的功率，在協議36101中定義的，M pusch (i)是UE在子幀i所分配的PUSCH的RB的數目或者 PUSCH的RB帶寬，用RB數目來表示；Po_pusch (j)是預期的PUSCH的功率，包括兩部分，一部分是小區屬性的參數

4、Po_nominal_ pusch (j)， 一個是UE屬性的參數Po_ue_pusch (j)。對于小區屬性，是各個 UE都相同的這樣一個預期的小區的功率，而UE的參數，則是根據不同的UE所設置的參數；po_pusch (j)= Po_ .NOMINAL. PUSCH (j) + p°_ ue_pusch (j)當j=0時，是半靜態調度；j=1時是動態調度；j=2時是RA接入是功率控制的情況，Po_ue_pusch=0 ;這幾個參數都是在高層指派下來的，在36331中的UplinkPowerControl中，其中Po_nominal_ pusch (j)范圍為(-126.24)，精

5、度為1dBm，需要使用8比特來表示；Po_ue_pusch范圍為(-8.7),精度為1db。?是路損的補償權值，范圍為 二三0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,1 ，只有動態調度和半靜態調度才需要高層 指派，RA過程時=1。這個：值通常為0.7-0.8之間能夠達到相對比較好的性能，既能提升UE的發送功能，又不產生很大的小區間干擾；PL是UE計算的下行路損，UE通過參考信號功率和RSRP(參考信號接收功率)來計算，PL=參考信號功率-RSRP,RSRP需要通過濾波器來處理，濾波器的權值在高層中定義；參考信號功率即基站的參考信號的發射功率。RS的發射功率在 SIB2中廣

6、播，范圍在-60dbm 50dbm琳。)=1°1090(尹"1)隙SCH)，TF(i)是PUSCH的傳輸格式，KS等于1.25或者0 ;當 deltaMCS-E nabled 使能時，該值為 0 ；MPR的值，如果 PUSCH上沒有UL-SCH MPR =Ocqi /Nre，這里Ocqi是包括CRC的CQI的比特數目；C _1其他的情況下 MPR= V Kr / Nre， C是編碼塊數，Kr是編碼塊r的大小，r -0n =M P U SCLHi ti，NP U S-CnHi，即 PUSCH 的 RE 數目。REscs y m bPUSCH是用于UE進行功率校正的值；UE通過

7、解碼DCI，包括DCI0的TPC的功率控制指示或者是 DCI3/3A下的TPC命令，分兩種情況，一種是累計的功率控制，另外是絕對方式的功率控制， 采用那種方式是高層通過命令Accumulatio n-en abled來指派：f(i)的復位或者初始值情況，如果 Po_ue_pusch 發生了變化，f(0)T ；否則其他情況f (0) - pampup =;msg2，這里、msg2是RAR指示的TPC值，厶Prampup為從第一個preamble功率爬坡的總的累計值累計功率控制方式，f(i) =f(i -1) -'pusch (i - Kpusch )， i 是子幀號，表示在子幀i - K

8、pusch 接收到 DCI0 或者 DCI3/3a，在FDD模式下K pusch =4，在TDD模式下，如果配置是1-6，Kpusch參見 協議36213的，此外，在配置0的情況下，如果PUSCH在子幀2或者7發送，Kpusch = 7 ,其他情況如配置1-6。如果UE同時解碼到了 DCI0和DCI3/3a的PUSCH，此時只取值 DCI0在DRX過程中，:pusch =0如果UE收到了 DCI0的信息，則 UE按照表格 進行調整如果UE收到了 DCI0，其中的信息為 SPS激活或者去激活的驗證，j.puscH =0如果UE收到了 DCI3/3a的情況，則按照表格或者3進行功率調整；accum

9、ulated，-PUSCH values.TPC Command Field inDCI format 3AAccumulated 5PUSCH dB0-111pusch values.TPC CommandField inDCI format 0/3Accumulated5pusch dBAbsolute6pusch dBonly DCI format 00-1-410-1211334Note:這里有個問題，SPS如何進行功率調整？原理上來講，SPS可以通過DCI0或者DCI3/3a來進行功率調整，不過 SPS發送DCI0的概率降低了，只是可能的情況下會再次發送DCI0更新相應的信息。所以S

10、PS的功率調整如果必要的話，可能通過DCI3/3a進行調整；如果沒有必要就不在發送功率調整。如果UE調整達到最大的功率，則TPC的命令不在生效，UE不在進行增加功率；反之也是這樣的，如果達到下限，UE就不在進行調整了；UE在以下兩種情況下，重啟累加的值f(i):Po_ue_pusch高層通知進行變化(2) UE收到了 RAR的消息絕對功率控制方式，f (i -'pusch (i - Kpusch )，Accumulaten-enabled 關閉的情況下，：;pusch (i - Kpusch )是在子幀i -KpuscH檢測到DCI0的情況Kpusch的確定方式還是如累計功率控制方式一

11、致；:PUSCH在檢測到DCI0時其值由表格給岀；如果在DCI0中包含是SPS的激活和去激活的驗證，'-'pusch =0dbf(i)二f (i -1)如果子幀沒喲 DCI0的PDCCH檢測到，則保持1.1.2 PH 以及 PHRPower headroom即功率容量，是一個非常重要的參數，功率容量的范圍在40; -23 dB，通過 MAC消息傳達給基站。這是一個很重要的參量，這個可以通知基 站，UE還可以發送多少數據或者最大能夠發送多少數據量。periodicPHR-Timer and prohibitPHR-Timer，在 MAC-MainConfig 的 RRC 消息中。

12、即如下消息:phr-ConfigCHOICE releaseNULL,setupSEQUENCEperiodicPHR-TimerENUMERATED sf10, sf20, sf50, sf100, sf200.sf500, sf1000, infinity,prohibitPHR-TimerENUMERATED sf0, sf10, sf20, sf50, sf100,sf200, sf500, sf1000,dl-PathlossChangeENUMERATED dB1, dB3, dB6, infinity從消息來看，periodicPHR-Timer 可以至少為 10個子幀，proh

13、ibitPHR-Timer也類似。PHR會在如下的事件中觸發：當UE需要新傳一個 UL資源，此時從上傳 PHR發送后，禁止 PHR定時器(prohibitPHR-Timer) 已經 到期了，并且路損已經超過了dl-PathlossChange，這種情況下可以觸發PHR(2) periodicPHR-Timer 已經到期了，此時觸發PHR(3) PHR的配置或者重配，觸發PHR如果在TTI內，UE有一個UL資源需要 新傳，PHR過程如下，從最近的MAC復位后如果是第一個 UL資源，啟動periodicPHR-Timer，如果至少有一個 PHR已經觸發或者分配的UL資源可以容納 PHR MAC控制

14、元素和子頭部，則要如下動作，從物理層得到PH值，指示MAC復用過程生成 PHR MACCE資源啟動或者重啟周期 PHR定時器啟動或者重啟禁止 PHR定時器 取消所有的觸發的 PHR從協議的描述來看，禁止PHR定時器的功能在于 PHR上報后一定時間內 UE不能在上報 PHR，以免pHR多次上報。在禁止 PHR的時間內，PHR是不能上報的；禁止 PHR定時器也只有過期后與路損一起才能夠觸發PHR ；PHR周期定時器，是 PHR 一個周期觸發的過程。不過有個問題，這兩個定時器的功能有一些什么差別？是否一定需要兩個定時器。這里在總結以下 PHR的過程，PHR的觸發主要是以子幀作為單位的，也就是如果觸發

15、時，UE在某個子幀上報PUSCH的PH，觸發之后會啟動兩個定時器，這兩個定時器單位是以子幀作為單位的。如果這些子幀內 定時器沒有超時，UE不會在啟動 PHR上報的過程。如果超時了，對于禁止定時器而言，還需要路損發生了 比較大的變化才會觸發；而周期定時器是超時即可以進行觸發。PHR觸發條件具備后，就需要等待UE的新傳的過程才會真正啟動PHR的過程。總之，PHR對于eNB的PUSCH的分配很重要，如果 PH比較大，說明UE還有比較大的空間，基站可以在之前的基礎上進一步擴大RB的分配；如果 PH變化不大，eNB可以在原來的基礎上進行處理。1.2 PUCCHUE看在子幀i發送PUCCH的發射功率為 P

16、pucch定義如下：Ppucch (i )= minMAx ,Po_ PUCCHpl h ncQI ,nHARQ )+ 也 F_PUCCH F g i dBm這里，Pcmax是UE配置的發送的最大功率，在協議 36101中定義，Po_pucch由兩個參數組成，包括小區屬性的參數Po_nominal_ pucch和UE特性的參數 Po_ue_pucch ，這兩個參數由咼層提供，PO_PUCCH = PO_NOMINAL_ PUCCH + PO_UE_PUCCH ，即表示基站期望 UE所需要發送PUCCH的目標的功率；Po_ .NOMINAL. PUCCH 的范圍為(-127.-96)dbm，單位

17、為 1dbm， PO_ UE_PUCCH 的范圍為(-8.7)db，精度單位為 1dbPL為UE估計的下行的路損，定于如在PUSCH ；h ncQi ,nHARQ是PUCCH格式的相關的參數，ncqi為信道質量信息的信息比特(在36212中定義)，nharq為HARQ的比特數:For PUCCH format 1,1a and 1b , h nCQI , nHARQ 值為 0PUCCH format 2, 2a, 2b + 正常 CP 時，Format2+ 擴展 CP,f_pucch(F)為高層所提供，Af_pucch(F)的值都是相對與格式1a的，格式的定義包括1a,1,1b, 2,2a,2

18、b六種，在高層中定義了岀1a之外的5種delta dB值，note:這里有一些問題，(1)1a的功率是固定的？基站和UE如何知道1a的功率，(2) PUCCH的格式是RB中固定一個格式，UE在發送的時候如何計算，通過RB數目來加權？ (3)對于混合PUCCH格式的功率，如何進行考慮的/.pucch 是UE校正的功率值，這個值主要是通過DCI 1A/1B/1D/1/2A/2/2B 或者DCI3/3A 的TPC命令進行調整的，如果 UE通過解碼得到 DCIX的TPC的命令值，則 UE根據該值進行 PUCCH的功率調整，否則 -PUCCH =0(不進行該項調整)，調整如下M Jg(i)二g(i -1

19、)J.PUCCH (i -km)，m =0對于 FDD 而言，M =1, k0=4 ;對于TDD而言，上行可能會將前面的下行的信息度進行反饋，所以有多個下行需要反饋，M and km在表格 Table 10.1-1當半靜態配置時，如果DCI格式為SPS驗證作用(包括激活與去激活)，此時j.puccH為0db-PUCCH 調控的值如一下兩個表格：; pucch values.TPC Command Field inDCI format1A/1B/1D/1/2A/2B/2/3冠 pucch 【dB0-1102133"PUCCH values.TPC Command Field inDCI

20、 format 3A云 pucch 【dB0111這里還是有個SPS的問題，對于PUCCH,SPS的功率調制主要是通過 DCI3/3A來進行的？如果UE調制到功率的最大值，此時TPC不在生效，UE不能在進行增加發射功率；同樣，如果UE調整到功率的下限，此時 TPC也不再生效了在以下兩種情況下，UE需要重置PUCCH的累計值(1) Po_ue_pucch高層指示進行變更 UE收到RAR消 息重置g(0)的結果，如果是 Po_ue_pucch變化，g(0)=0 ;如果是RAR的情況，g(0) F；Pampup 、msg2，;msg2 為 RAR 中的 TPC 功率指示，上Rampup 為 Prea

21、mble 累計值1.3 SRSUE在子幀i上發送SRS的功率為：rsQ) =min Pcmax , psrs_offset +1°log io(M srs*'pO_pusch (j) +a(j) ,pL + f (i) dBm這里，Pcmax為UE配置的發送的最大的功率，Psrs_offset，該參數是咼層配置的半靜態UE參數，分為兩種情況，如果Ks =1.25, Psrs_offset的范圍為-3, 12 dB，步長為 1db ;如果 Ks =0，則 PSrs_offset 范圍為-10.5,12，步長為 1.5db;M SRS是SRS發射的帶寬，用 RB塊數來表示f(i)

22、是PUSCH的當前功率調整值Po_pusch (j)和 口(j)都是 PUSCH 相關的值，j=1 ；1.4 Preamble這部分主要是在 36321中描述，描述的過程比較簡單，就是將 Preamble的發射功率設置為PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER=preamble In itialReceivedTargetPower + DELTA_PREAMBLE+ (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER T) * powerRampingStep其中 preambleInitialReceivedTargetPower 和 powerRamping

23、Step 的參數在 RRC 的消息 RACH-ConfigCommon 中 攜帶。直到發送功率到最大的值；1.5 PUSCH功率控制的討論公式如下對于UE而言，所要做的主要是估計路損以及根據基站的TPC功率命令進行功率控制，其中的過程相對比較簡單。對于基站而言，則是需要將TPC命令發生給UE，用來通知UE進行功率調制。基站則是要通過接收上行的PUSCH的信號，通過計算 UE上行PUSCH的PSD(即單個RB的功率)，不同的UE具有不同的PSD。公式中分為兩個部分，一個部分是開環功率調整，另外一個部分是閉環功率調整；開環功率調整部分是Po_pusch (ja(j) PL，閉環則是f(i);對于一

24、個已經分配好了的UE的PUSCH，其匯總的log(M)和傳輸格式部分是固定的。開環部分主要是通過UE調整PL來進行相應的功率調整，這樣就使得在不同位置的UE有不同的發送功率。f(i)則是根據 UE的SINR進行的閉環功率調整。同步計算得到SINR，對于SINR進行相應的控制，如果比較高的SINR則相應的降低功率，如果較低的SINR則增加相應的功率；相應的功率控制的命令可以見下圖來表示：非常經典的LTE功率控制方法，主要是Bilal Muhamma 提岀來的，之后可以參考其中的文獻。2下行功率控制2.1協議部分下行功率分配下行功率的發送情況，有基站來決定，并且對于各個RE進行相應的分配。Note

25、:這里有個問題 EPRE是是單天線段端口還是多天線端口的總和？應該理解為單天線端口的，RE的概念應該就是單天線端口的一個概念，一個RE即使一個天線端口對應的時頻上的資源；在整個下行帶寬中，UE認為下行小區相關的CRS的EPRE是一個常量值，直到有不同的小區CRS的功率接收到了，下行參考信號的EPRE，可以通過高層的參數Reference-signal-power來獲得，下行參考信號發射功率定義為攜帶小區參考信號的系統帶寬的所有RE的線性平均功率（單位為W）。PDSCH的EPRE與CRS的EPRE的比值由兩個參數來表示PA or，其中的相對應的符號如下表格，這兩個參數是UE特定的參數，一般使用P

26、B= :-B / :?A來表示。Table 5.2-1: The cell-specific ratio：?B /A for 1,2, or 4 cell specific antenna portsOne Antenna PortTwo and Four Antenna Ports015/414/5123/53/432/51/2the cell-specific RS EPRE is denoted byable 5.2-2: OFDM symbol in dices within a slot where the ratio of the correspo nding PDSCH EPRE

27、 topower-offsetPa 10log1c(2)-power-offsetPa-3Numberofantenna portsOFDM symbol indices within a slot where the ratio of the corresponding PDSCH EPRE to the cell-specific RS EPRE is denoted by 仕OFDM symbol indices within a slot where the ratio of the corresponding PDSCH EPRE to the cell-specific RS EP

28、RE is denoted by PBNormalcyclicprefixExtended prefixcyclicNormalcyclicprefixExtended cyclic prefixOne or two1,2, 3, 5, 61, 2, 4, 50, 40, 3Four2, 3, 5, 62, 4, 50, 1,40, 1, 3'a or ?b對于傳輸模式 7,如果PDSCH映射中包括了 UE-Spec的RS,貝U PDSCH的EPRE與UE-Spec的RS EPRE 的比值是一個常數，在所有包括 UE-Spec的RS的PRB上應該一直保持常數，特別是 16QAM or

29、64QAM 的情 況下，比值是 OdB，也就是相等的；傳輸模式 8的UE-Spec也類似，PDSCH的EPRE與UE-Spec的相等傳輸模式1-7或者沒有UE-Spec RS的傳輸模式8情況下，對于 16QAM,64QAM 層數大于1的空分復用或 者多用戶的 MIMO的發送機制時，如果使用4個CSR的天線端口發送時其他情況下:A = " power-offset 巳-power-offset僅僅對多用戶 MIMO值非°, PA由高層給岀。這個幾個參數在消息PDSCH-Config中給岀，其中參考信號的功率范圍為(-60.50)，單位為dbm2.1.2 RNTPRNTP 即

30、Relative Narrowband TX Power indication RNTP n PRB，是一個指示，用來表示是否超過某個門限值，Ea(npRB)為在未來一段時間內天線端口 p上不包含 RS的PDSCH的最大的EPRE值，“prb為物理資源塊號，nprb 0, - -N-RB 1 ;RNTPthreshold ，RNTPthreshold 的取值 范圍在以下的集合中：RNTPthreshoid 二，11,10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0, 1, 2, 3，并且有:其中Pmax為基站發生的最大功率，f NDB andNSB即是通常的單個

31、載頻帶寬，下行RB數，下行某個RB的載波數。RNTP主要是用于小區間的功率控制或者干擾控制。基站之間通過X2接口，告訴自己的 RB的功率的分配情況，以便相互能夠進行功率的規避，這樣達到小區間的干擾盡可能減少。一些具體的細節還需要之后在 進行相應的研究。2.2下行功率分配的思路下行功率分配其實相對比較簡單一點。協議描述了這么多，將各種情況下的EPRE度已經上描述清楚了。這樣實際上 PDSCH的每個RE的功率比值也清楚了。這個實際上就變成了一個數學問題，即在給定的總 的PDSCH的功率的情況下，如何給每個UE進行功率分配。在實際分配過程中，一些相應的參數，包括PA，PB要遵守協議要求。在這個基礎上

32、，還需要考慮下行的PDSCH的BLER的情況。BLER 可以通過上行的ACK/NAK 來求的。對于每個不同的BLER，則相應有不同的功率變化情況。這個BLER即所謂的功率外環控制方式。如果 BLER與功率變化有相應的映射算法，則eNB在此基礎上為每個 UE進行RE的功率分配。實際上，各個參數的取值和功率分配，還是需要一套算法流程才能實現。如下舉個實例，假設現在分配的帶寬是100RB，每個符號的發送的最大功率為Pmax=20W，并且假設 =Pa，則對于目前支持的時隙的符號，則對于每個符號的RE的功率的情況，有如下幾種情況：CASE1,不包含參考信號：1200 P(RE) =Pmax ,即1200

33、 *10(PA/10) *Pcrs_re = 20WCASE2，包括參考信號的 1天線：1200 P(RE) =Pmax ,即 1200*1/6*10 L"1。)*P crs_re + 1200*5/6* 矗 / Pa *10"1°)*P crs_re = 20WCASE3，包括參考信號的 2/4天線：1200 P(RE) =Pmax ,即 1200*2/6*10 (PA/10) *P crs_re + 1200*4/6* Pb / Pa*10(吶10)*P crs_re = 20W 通過以上的公式，可以確定Pcrs_re的功率范圍，進一步可以確定PDSCH的功率

34、。3高層的相關的信令3.1上行功率控制-UplinkPowerControlThe IE UplinkPowerControlCommon and IE UplinkPowerControlDedicated are used to specify parameters for uplink power control in the system information and in the dedicated signalling, respectively.Upli nkPowerCo ntrolin formatio n eleme nts-ASN1STARTUplinkPowerCon

35、trolCommon := pO-NominalPUSCH alpha p0-NominalPUCCH deltaFList-PUCCH deltaPreambleMsg3UplinkPowerControlDedicated := p0-UE-PUSCH deltaMCS-Enabled accumulationEnabled p0-UE-PUCCH pSRS-Offset filterCoefficientDeltaFList-PUCCH := deltaF-PUCCH-Format1 deltaF-PUCCH-Format1b deltaF-PUCCH-Format2 deltaF-PU

36、CCH-Format2a deltaF-PUCCH-Format2bSEQUENCEINTEGER (-126.24),ENUMERATED al0, al04, al05, al06, al07, al08, al09, al1,INTEGER (-127.-96),DeltaFList-PUCCH,INTEGER (-1.6)SEQUENCEINTEGER (-8.7),ENUMERATED en0, en1,BOOLEAN,INTEGER (-8.7),INTEGER (0.15),FilterCoefficientDEFAULT fc4SEQUENCEENUMERATED deltaF

37、-2, deltaF0, deltaF2,ENUMERATED deltaF1, deltaF3, deltaF5,ENUMERATED deltaF-2, deltaF0, deltaF1, deltaF2,ENUMERATED deltaF-2, deltaF0, deltaF2,ENUMERATED deltaF-2, deltaF0, deltaF2-ASN1STOPUplinkPowerControl field descriptions pO-NominalPUSCHParameter:po_nominal_ pusch (1)alphaParameter: apO-NominalPUCCHParameter:po_nominal_ pucchdeltaF-PUCCH