LTE上行功控实验.docx

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LTE上行功控实验

【关键字】PUSCH、上行功控、优化

【问题描述】

LTE下行主要为功率分配，上行则涉及PRACH、PUCCH、PUSCH、SRS信道的功率控制，其中华为LTE除PRACH为开环功控外，其他均采用闭环功控，而PUSCH信道的功控参数设置优劣直接会影响到上行速率的快慢。

为了验证不同PUSCH信道的功控参数设置对速率的影响，通过对功控原理的分析，选取T市县城实施了四组不同功控参数与现网配置进行前台测试与后台指标联合对比，从而得出最利于现网功控参数设置建议。

【告警信息】无

【处理过程】

涉及功控参数具体如下：

现网设置：

（α：

0.8，Po_pusch：

-87）

第一组：

（α：

0.7，Po_pusch：

-87）

第二组：

（α：

0.9，Po_pusch：

-87）

第三组：

（α：

0.8，Po_pusch：

-97）

第四组：

（α：

0.7，Po_pusch：

-82）

其中，alpha为路损补偿因子，Po_pusch为网络期望的发射功率值。

在alpha固定时，Po_pusch越小，终端发射功率相对越小；在Po_pusch固定时，alpha越小，终端发射功率相对越小。

在LTE中，功率也是一种资源，终端功率的大小不仅会影响到网络的上行底噪，也会影响到上行RB占用的数量，最终将对上行速率造成一定影响。

1.上行速率对比:

通过调整后测试验证，第四组参数平均上传速率最高，为5672kbps；现网设置参数次之，为5556kps，第一组速率最低，为5219kbps。

第四组参数较现网设置参数速率上涨116kbps、涨幅2%；较第一组参数上涨454kbps、涨幅9%。

可见，在Po_pusch取值-87dbm时，alpha为0.8时可获得比0.7、0.9较高上传速率；在Po_pusch取值-82dbm、alpha取值0.7时可获得最高上传速率。

1.MCS调制阶数、上行BLER对比：

选取最高24阶对比，第三组参数占比最高、达到69.37%，第二组次之，第一组最低、仅为59.59%，其他几组居中。

相应的，第三组BLER值最低（7.31），第二组次之，第一组最高（8.87）。

可见，上行高阶占比与上行BLER强相关，在BLER较低时，可获得更高的MCS阶数。

第三组因整体发射功率较低，导致上行BLER较低，从而MCS24阶占比较高。

2.平均占用RB数、发射功率对比：

第四组参数平均占用RB数最多（67个），现网设置次之，第一组最少（63个）；由功率余量（PHR）可反推出，第二组发射功率最高（约为11dbm，12.5mW），第四组次之，第三组最低。

可见，第四组（α：

0.7，Po_pusch：

-82）时，可获得较多的平均RB占用，以及适中的手机发射功率（与现网设置相差不大），其他三组虽然手机发射功率较低或MCS较高，但因占用RB数较少，导致整体下载速率较低。

3.后台指标对比：

四组参数分为四个时段修改验证，提取后台指标对比可见修改前后无线侧KPI指标均在正常波动范围内，第二组因发射功率较低RRC建立成功率略有下降，第四组指标最好。

通过观测调整前后上行干扰无变化。

结论：

采取第四组（α：

0.7，Po_pusch：

-82）参数时，在对现网底噪影响较小情况下可获得相对较多的平均RB占用，以及适中的手机发射功率（与现网设置相差不大），其他三组虽然具备手机发射功率较低或MCS编码阶数较高的优势，但因占用RB数较少，导致整体下载速率较低。

∙PUSCH功控原理概述

LTE上行主要涉及PRACH、PUCCH、PUSCH、SRS信道的功率控制，其中华为LTE除PRACH为开环功控外，其他均采用闭环功控。

开环与闭环的主要区别在于，闭环功控时需eNodeB根据上行信道质量情况，计算功率调整量，并发送给UE，UE根据功率调整量计算出上行的功率值。

PUSCH信道主要用于用户上行数据的传输，与上传速率密切相关，PUSCH功控原理如下：

其中，PCMAX为UE最大发射功率，3GPP规定为23dbm；

MPUSCH为系统分配给UE的RB数量；

P0_PUSCH为网络期望的接受功率，现网设置为-87dbm；

α（alpha）为路损补偿因子，通过参数PassLossCoeff设置，现网设置为0.8；

PL为UE测量到的下行路损；

ΔTF（i）为不同的MCS相对于参考MCS的功率偏置值，现网未设置；

f（i）为UE的PUSCH发射功率的调整量，由PDCCH中的TPC信息映射获得。

f（i）分为直接型和累积型两种计算方式，直接型取值区间为{-1、0、1、3}；累积型为参考历史数值，进行叠加计算，调整更为精确，为现网采用方式，其计算方式为：

f（i）=f（i-1）+δpusch（i-KPUSCH），δpusch同直接型取值区间，i取值范围为0-9，KPUSCH在不同SA配比下取值不同（需查表），现网SA2配比下，取值为4。

PUSCH动态功控的目的在于：

跟踪大尺寸衰落，周期性的动态调整PUSCH的发射功率，从而降低对邻区的干扰并提升小区吞吐量。

现网条件下，在ΔTF（i）为配置情况下，仅alpha和P0_PUSCH可做调整，以期在干扰与容量间寻求一个平衡值，尽可能提升用户上传速率。

【根因】

PUSCH信道的功控参数设置不合理，对速率有影响。

【解决方案】

1.验证区域及测试路线

本次功控对比实验选取T市县城中心区域进行，测试区域及涉及站点情况如下：

共选取T市35个站点，105个小区进行本次功控验证，测试路线13.1km，平均站距约为300米，部分路段存在站距过大情况。

1.功控参数设置方案

为了较为精确预估路损（PL），本次实验使用cost231-HaTa路损模型计算测试区域路损情况，该模型计算公式如下：

结合测试区域具体情况，a（hre）取中小城市值，CM取0，fc为eNodB所使用频段的中心频率，因测试区域主要为F频段、fc取1890，hte为天线挂高，d为站距，hre为UE高度，具体值分析选取如下：

按上述取值，以cost231-HaTa路损模型计算除T市县城路覆盖边缘区域路损值约为117db，假设在边缘区域UE上传占满100RB情况下（20M），按上述PUSCH功控公式可计算出不同alpha取值下，P0_PUSCH需满足电平值。

可见，在alpha取值为0.8时，P0_PUSCH需小于-91dbm，方可满足UE在基站覆盖边缘地带占满100个RB，当取值-87dbm时，将会因终端功率余量过少，不足以支持更多RB的占用。

为了验证alpha、P0_PUSCH参数设置对上传速率的影响，进而在干扰与容量间选择一组最优平衡参数设置，本次实验设定四组不同取值与现网设置进行对比，每组指标修改后持续一小时，具体参数选取如下：

现网设置：

（α：

0.8，Po_pusch：

-87）

第一组：

（α：

0.7，Po_pusch：

-87）

第二组：

（α：

0.9，Po_pusch：

-87）

第三组：

（α：

0.8，Po_pusch：

-97）

第四组：

（α：

0.7，Po_pusch：

-82）

现网（0.8，-87）为集团建议值，本次实验围绕建议值进行，为避免对现网用户造成影响，未设置过于极端参数对。

第一、二组在维持现网Po_pusch为-87dbm不变情况下，改变alpha进行对比；第三组在维持现网alpha为0.8不变情况下，改变Po_pusch进行对比；第四组alpha、Po_pusch均改变，为本次理论推算最优值（综合考虑现网用户量、底噪要求、RB最大占用）。

∙指标对比

1.测试指标

1.整体指标情况

（1）、上行速率对比:

通过调整后测试验证，第四组参数平均上传速率最高，为5672kbps；现网设置参数次之，为5556kps，第一组速率最低，为5219kbps。

第四组参数较现网设置参数速率上涨116kbps、涨幅2%；较第一组参数上涨454kbps、涨幅9%。

可见，在Po_pusch取值-87dbm时，alpha为0.8时可获得比0.7、0.9较高上传速率；在Po_pusch取值-82dbm、alpha取值0.7时可获得最高上传速率。

（2）、MCS调制阶数、上行BLER对比：

选取最高24阶对比，第三组参数占比最高、达到69.37%，第二组次之，第一组最低、仅为59.59%，其他几组居中。

相应的，第三组BLER值最低（7.31），第二组次之，第一组最高（8.87）。

可见，上行高阶占比与上行BLER强相关，在BLER较低时，可获得更高的MCS阶数。

第三组因整体发射功率较低，导致上行BLER较低，从而MCS24阶占比较高。

（3）、平均占用RB数、发射功率对比：

第四组参数平均占用RB数最多（67个），现网设置次之，第一组最少（63个）；由功率余量（PHR）可反推出，第二组发射功率最高（约为11dbm，12.5mW），第四组次之，第三组最低。

可见，第四组（α：

0.7，Po_pusch：

-82）时，可获得较多的平均RB占用，以及适中的手机发射功率（与现网设置相差不大），其他三组虽然手机发射功率较低或MCS较高，但因占用RB数较少，导致整体下载速率较低。

1.分段指标统计情况

（1）、分段平均RB数对比

对测试log中各电平区间平均上行占用RB数进行统计发现，第四组参数时绝大部分区段平均RB数占用最高，在-105～-110dbm区间占用RB数明显抬高，结合PUSCH最大RB数理论计算（以RSRP发现功率9.2dbm，8T8R，2*2MIMO计算），第四组参数在-110dbm时为RB数拐点（-110dbm前功率余量可支撑100RB，之后支撑RB数下降）,与实际测试情况相一致。

第二组在-86dbm后，因单RB过高功率消耗，终端功率余量已不足以再支撑100个RB。

（2）、分段平均功率余量、MCS24阶占比对比

从分段平均功率余量统计看，在-110dbm时，各组参数下终端均以最大发射功率发射（23dbm）。

其中，第三组（0.8，-97）整体发射功率较小，结合MCS24阶占比看，可见第三组在电平较好时高阶占比较高；在-95～-105dbm电平区间时，终端接近最大功率发射，第四组MCS高阶占比明显优于其他几组。

（2）、分段平均速率对比

由分段上传速率统计可看出，闭环功控模式下，各组参数整体速率变化影响不大，但第四组参数因在-95dbm以上能分配较多RB数，速率较其他各组设置始终领先在100kbps以上，且随着电平下降、呈线下下降趋势；-95dbm以下，各组参数整体都成指数下降趋势。

由以上测试情况对比，可以看出，第四组参数整体RB占用、上传速率优于现网原始参数设置以及其他三组设置。

1.后台指标

（1）、KPI指标对比

为避免对网络的影响，参数修改验证均在非忙时进行，四组参数自1月4日12:

00起分为四个时段进行修改及测试验证，提取后台指标对比可见修改前后无线侧KPI指标均在正常波动范围内，第二组因发射功率较低RRC建立成功率略有下降，第四组指标最好。

（2）、干扰对比

通过观测调整前后上行干扰无变化，系统上行每个PRB上检测到的干扰噪声的平均值均在-110dbm左右。

（3）、调制方式对比

除第二组16QAM的TB数占比略有下降外，其他组均较为平稳，其中，第四组的16QAM的TB数占比较实验的其他三组数据提升明显。

（4）、用户数、业务量对比

开始时间

平均激活用户数（无）

上行平均激活用户数（无）

上行最大激活用户数（无）

下行平均激活用户数（无）

下行最大激活用户数（无）

小区内的平均用户数（无）

最大激活用户数（无）

01/04/201509:

00:

00

10.18

5.59

168

5.97

136

305.79

185

01/04/201510:

00:

00

11.52

6.42

190

6.77

154

351.61

206

01/04/201511:

00:

00

12.09

7.29

201

6.15

155

384.88

222

01/04/201512:

00:

00

12.89

7.80

217

6.73

155

388.90

237

01/04/201513:

00:

00

13.93

8.62

227

7.10

167

395.28

246

01/04/201514:

00:

00

14.67

8.86

209

7.82

156

384.80

228

01/04/201515:

00:

00

14.27

8.07

191

8.36

159

402.66

213

01/04/201516:

00:

00

13.61

7.82

205

7.71

162

425.29

223

调整前后上、下行流量呈上涨趋势，上、下行平均每秒激活用户数略微上涨，可见功控调整前后无线环境相对公平、稳定，统计结果具备一定可靠性。

【建议与总结】

本次功控实验旨在验证现网功控参数设置的优劣性以及需求更佳的功控参数设置，通过理论分析得出的四组参数与现网设置对比总结、建议如下：

1、在维持现网Po_pusch：

-87dbm不变时，第一组、第二组alpha减小或增大（取值0.7、0.9）情况下，因MCS高阶占比或RB数占用过少，导致上传速率低于现网设置，实际测试结果与理论分析相一致；

2、在维持alpha：

0.8不变时，第三组改变Po_pusch值（取值-97dbm）情况下，虽然功率余量较现网足以支撑更多RB占用，且具备较高的MCS调整方式，但在电平下降时（-100dbm以下），因网络预期接受功率较小，SINR值较低，系统调度分配RB数较少，进而影响整体上传速率，导致上传速率低于现网配置值；

3、通过以上测试及后台指标对比发现，第四组功控参数（α：

0.7，Po_pusch：

-82）在具备更多RB占用、更高上传速率的优势下，对现网干扰及KPI指标无影响（无线掉线率略有改善），优于其他三组及现网设置，较现网设置（α：

0.8，Po_pusch：

-87）上行速率提升116kbps，建议在业务量中等区域应用。