【關(guān)鍵字】PUSCH、上行功控、優(yōu)化

【問題描述】

LTE下行主要為功率分配，上行則涉及PRACH、PUCCH、PUSCH、SRS信道的功率控制，其中華為L(zhǎng)TE除PRACH為開環(huán)功控外，其他均采用閉環(huán)功控，而PUSCH信道的功控參數(shù)設(shè)置優(yōu)劣直接會(huì)影響到上行速率的快慢。為了驗(yàn)證不同PUSCH信道的功控參數(shù)設(shè)置對(duì)速率的影響，通過對(duì)功控原理的分析，選取T市縣城實(shí)施了四組不同功控參數(shù)與現(xiàn)網(wǎng)配置進(jìn)行前臺(tái)測(cè)試與后臺(tái)指標(biāo)聯(lián)合對(duì)比，從而得出最利于現(xiàn)網(wǎng)功控參數(shù)設(shè)置建議。

【告警信息】無

【處理過程】

涉及功控參數(shù)具體如下：

現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置：（α：0.8，Po_pusch：-87）

第一組：（α：0.7，Po_pusch：-87）

第二組：（α：0.9，Po_pusch：-87）

第三組：（α：0.8，Po_pusch：-97）

第四組：（α：0.7，Po_pusch：-82）

其中，alpha為路損補(bǔ)償因子，Po_pusch為網(wǎng)絡(luò)期望的發(fā)射功率值。在alpha固定時(shí)，Po_pusch越小，終端發(fā)射功率相對(duì)越�。辉赑o_pusch固定時(shí)，alpha越小，終端發(fā)射功率相對(duì)越小。在LTE中，功率也是一種資源，終端功率的大小不僅會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)的上行底噪，也會(huì)影響到上行RB占用的數(shù)量，最終將對(duì)上行速率造成一定影響。

• 上行速率對(duì)比:通過調(diào)整后測(cè)試驗(yàn)證，第四組參數(shù)平均上傳速率最高，為5672kbps；現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置參數(shù)次之，為5556kps，第一組速率最低，為5219kbps。第四組參數(shù)較現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置參數(shù)速率上漲116kbps、漲幅2%；較第一組參數(shù)上漲454kbps、漲幅9%。
  

可見，在Po_pusch取值-87dbm時(shí)，alpha為0.8時(shí)可獲得比0.7、0.9較高上傳速率；在Po_pusch取值-82dbm、alpha取值0.7時(shí)可獲得最高上傳速率。

• MCS調(diào)制階數(shù)、上行BLER對(duì)比：選取最高24階對(duì)比，第三組參數(shù)占比最高、達(dá)到69.37%，第二組次之，第一組最低、僅為59.59%，其他幾組居中。相應(yīng)的，第三組BLER值最低（7.31），第二組次之，第一組最高（8.87）。
  
  
  
  
  
  可見，上行高階占比與上行BLER強(qiáng)相關(guān)，在BLER較低時(shí)，可獲得更高的MCS階數(shù)。第三組因整體發(fā)射功率較低，導(dǎo)致上行BLER較低，從而MCS24階占比較高。
  
• 平均占用RB數(shù)、發(fā)射功率對(duì)比：第四組參數(shù)平均占用RB數(shù)最多（67個(gè)），現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置次之，第一組最少（63個(gè)）；由功率余量（PHR）可反推出，第二組發(fā)射功率最高（約為11dbm，12.5mW），第四組次之，第三組最低。
  
  
  
  
  可見，第四組（α：0.7，Po_pusch：-82）時(shí)，可獲得較多的平均RB占用，以及適中的手機(jī)發(fā)射功率（與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置相差不大），其他三組雖然手機(jī)發(fā)射功率較低或MCS較高，但因占用RB數(shù)較少，導(dǎo)致整體下載速率較低。
  
• 后臺(tái)指標(biāo)對(duì)比：
  

四組參數(shù)分為四個(gè)時(shí)段修改驗(yàn)證，提取后臺(tái)指標(biāo)對(duì)比可見修改前后無線側(cè)KPI指標(biāo)均在正常波動(dòng)范圍內(nèi)，第二組因發(fā)射功率較低RRC建立成功率略有下降，第四組指標(biāo)最好。通過觀測(cè)調(diào)整前后上行干擾無變化。

結(jié)論：采取第四組（α：0.7，Po_pusch：-82）參數(shù)時(shí)，在對(duì)現(xiàn)網(wǎng)底噪影響較小情況下可獲得相對(duì)較多的平均RB占用，以及適中的手機(jī)發(fā)射功率（與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置相差不大），其他三組雖然具備手機(jī)發(fā)射功率較低或MCS編碼階數(shù)較高的優(yōu)勢(shì)，但因占用RB數(shù)較少，導(dǎo)致整體下載速率較低。

• 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，其中華為L(zhǎng)TE除PRACH為開環(huán)功控外，其他均采用閉環(huán)功控。開環(huán)與閉環(huán)的主要區(qū)別在于，閉環(huán)功控時(shí)需eNodeB根據(jù)上行信道質(zhì)量情況，計(jì)算功率調(diào)整量，并發(fā)送給UE， UE根據(jù)功率調(diào)整量計(jì)算出上行的功率值。PUSCH信道主要用于用戶上行數(shù)據(jù)的傳輸，與上傳速率密切相關(guān)，PUSCH功控原理如下：


其中，PCMAX為UE最大發(fā)射功率，3GPP規(guī)定為23dbm；

MPUSCH為系統(tǒng)分配給UE的RB數(shù)量；

P0_PUSCH為網(wǎng)絡(luò)期望的接受功率，現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置為-87dbm；


α(alpha）為路損補(bǔ)償因子，通過參數(shù)PassLossCoeff設(shè)置，現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置為0.8；

PL為UE測(cè)量到的下行路損；


ΔTF(i)為不同的MCS相對(duì)于參考MCS的功率偏置值，現(xiàn)網(wǎng)未設(shè)置；

f(i)為UE的PUSCH發(fā)射功率的調(diào)整量，由PDCCH中的TPC信息映射獲得。

f(i)分為直接型和累積型兩種計(jì)算方式，直接型取值區(qū)間為{-1、0、1、3}；累積型為參考?xì)v史數(shù)值，進(jìn)行疊加計(jì)算，調(diào)整更為精確，為現(xiàn)網(wǎng)采用方式，其計(jì)算方式為：f(i)=f（i-1）+δpusch（i-KPUSCH），δpusch同直接型取值區(qū)間，i取值范圍為0-9，KPUSCH在不同SA配比下取值不同（需查表），現(xiàn)網(wǎng)SA2配比下，取值為4。
PUSCH動(dòng)態(tài)功控的目的在于：跟蹤大尺寸衰落，周期性的動(dòng)態(tài)調(diào)整PUSCH的發(fā)射功率，從而降低對(duì)鄰區(qū)的干擾并提升小區(qū)吞吐量�，F(xiàn)網(wǎng)條件下，在ΔTF(i)為配置情況下，僅alpha和P0_PUSCH可做調(diào)整，以期在干擾與容量間尋求一個(gè)平衡值，盡可能提升用戶上傳速率。
【根因】

PUSCH信道的功控參數(shù)設(shè)置不合理，對(duì)速率有影響。
【解決方案】

• 驗(yàn)證區(qū)域及測(cè)試路線
  

本次功控對(duì)比實(shí)驗(yàn)選取T市縣城中心區(qū)域進(jìn)行，測(cè)試區(qū)域及涉及站點(diǎn)情況如下：


[attach]320453[/attach]
共選取T市35個(gè)站點(diǎn)，105個(gè)小區(qū)進(jìn)行本次功控驗(yàn)證，測(cè)試路線13.1km，平均站距約為300米，部分路段存在站距過大情況。

• 功控參數(shù)設(shè)置方案
  

為了較為精確預(yù)估路損(PL)，本次實(shí)驗(yàn)使用cost231-HaTa路損模型計(jì)算測(cè)試區(qū)域路損情況，該模型計(jì)算公式如下：


結(jié)合測(cè)試區(qū)域具體情況，a(hre)取中小城市值，CM取0，fc為eNodB所使用頻段的中心頻率，因測(cè)試區(qū)域主要為F頻段、fc取1890，hte為天線掛高，d為站距，hre為UE高度，具體值分析選取如下：

[attach]320454[/attach]

按上述取值，以cost231-HaTa路損模型計(jì)算除T市縣城路覆蓋邊緣區(qū)域路損值約為117db，假設(shè)在邊緣區(qū)域UE上傳占滿100RB情況下（20M），按上述PUSCH功控公式可計(jì)算出不同alpha取值下，P0_PUSCH需滿足電平值。

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可見，在alpha取值為0.8時(shí)，P0_PUSCH需小于-91dbm，方可滿足UE在基站覆蓋邊緣地帶占滿100個(gè)RB，當(dāng)取值-87dbm時(shí)，將會(huì)因終端功率余量過少，不足以支持更多RB的占用。為了驗(yàn)證alpha、P0_PUSCH參數(shù)設(shè)置對(duì)上傳速率的影響，進(jìn)而在干擾與容量間選擇一組最優(yōu)平衡參數(shù)設(shè)置，本次實(shí)驗(yàn)設(shè)定四組不同取值與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置進(jìn)行對(duì)比，每組指標(biāo)修改后持續(xù)一小時(shí)，具體參數(shù)選取如下：

現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置：（α：0.8，Po_pusch：-87）

第一組：（α：0.7，Po_pusch：-87）

第二組：（α：0.9，Po_pusch：-87）

第三組：（α：0.8，Po_pusch：-97）

第四組：（α：0.7，Po_pusch：-82）

現(xiàn)網(wǎng)（0.8，-87）為集團(tuán)建議值，本次實(shí)驗(yàn)圍繞建議值進(jìn)行，為避免對(duì)現(xiàn)網(wǎng)用戶造成影響，未設(shè)置過于極端參數(shù)對(duì)。第一、二組在維持現(xiàn)網(wǎng)Po_pusch為-87dbm不變情況下，改變alpha進(jìn)行對(duì)比；第三組在維持現(xiàn)網(wǎng)alpha為0.8不變情況下，改變Po_pusch進(jìn)行對(duì)比；第四組alpha、Po_pusch均改變，為本次理論推算最優(yōu)值（綜合考慮現(xiàn)網(wǎng)用戶量、底噪要求、RB最大占用）。

• 指標(biāo)對(duì)比
  

• 測(cè)試指標(biāo)
  
  • 整體指標(biāo)情況
    

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(1)、上行速率對(duì)比:通過調(diào)整后測(cè)試驗(yàn)證，第四組參數(shù)平均上傳速率最高，為5672kbps；現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置參數(shù)次之，為5556kps，第一組速率最低，為5219kbps。第四組參數(shù)較現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置參數(shù)速率上漲116kbps、漲幅2%；較第一組參數(shù)上漲454kbps、漲幅9%。



可見，在Po_pusch取值-87dbm時(shí)，alpha為0.8時(shí)可獲得比0.7、0.9較高上傳速率；在Po_pusch取值-82dbm、alpha取值0.7時(shí)可獲得最高上傳速率。

(2)、MCS調(diào)制階數(shù)、上行BLER對(duì)比：選取最高24階對(duì)比，第三組參數(shù)占比最高、達(dá)到69.37%，第二組次之，第一組最低、僅為59.59%，其他幾組居中。相應(yīng)的，第三組BLER值最低（7.31），第二組次之，第一組最高（8.87）。




可見，上行高階占比與上行BLER強(qiáng)相關(guān)，在BLER較低時(shí)，可獲得更高的MCS階數(shù)。第三組因整體發(fā)射功率較低，導(dǎo)致上行BLER較低，從而MCS24階占比較高。

(3)、平均占用RB數(shù)、發(fā)射功率對(duì)比：第四組參數(shù)平均占用RB數(shù)最多（67個(gè)），現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置次之，第一組最少（63個(gè)）；由功率余量（PHR）可反推出，第二組發(fā)射功率最高（約為11dbm，12.5mW），第四組次之，第三組最低。




可見，第四組（α：0.7，Po_pusch：-82）時(shí)，可獲得較多的平均RB占用，以及適中的手機(jī)發(fā)射功率（與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置相差不大），其他三組雖然手機(jī)發(fā)射功率較低或MCS較高，但因占用RB數(shù)較少，導(dǎo)致整體下載速率較低。

• 分段指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況
  

(1)、分段平均RB數(shù)對(duì)比

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對(duì)測(cè)試log中各電平區(qū)間平均上行占用RB數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，第四組參數(shù)時(shí)絕大部分區(qū)段平均RB數(shù)占用最高，在-105～-110dbm區(qū)間占用RB數(shù)明顯抬高，結(jié)合PUSCH最大RB數(shù)理論計(jì)算（以RSRP發(fā)現(xiàn)功率9.2dbm，8T8R，2*2MIMO計(jì)算），第四組參數(shù)在-110dbm時(shí)為RB數(shù)拐點(diǎn)（-110dbm前功率余量可支撐100RB，之后支撐RB數(shù)下降）,與實(shí)際測(cè)試情況相一致。第二組在-86dbm后，因單RB過高功率消耗，終端功率余量已不足以再支撐100個(gè)RB。



(2)、分段平均功率余量、MCS24階占比對(duì)比

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從分段平均功率余量統(tǒng)計(jì)看，在-110dbm時(shí)，各組參數(shù)下終端均以最大發(fā)射功率發(fā)射（23dbm）。其中，第三組（0.8，-97）整體發(fā)射功率較小，結(jié)合MCS24階占比看，可見第三組在電平較好時(shí)高階占比較高；在-95～-105dbm電平區(qū)間時(shí)，終端接近最大功率發(fā)射，第四組MCS高階占比明顯優(yōu)于其他幾組。


(2)、分段平均速率對(duì)比

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由分段上傳速率統(tǒng)計(jì)可看出，閉環(huán)功控模式下，各組參數(shù)整體速率變化影響不大，但第四組參數(shù)因在-95dbm以上能分配較多RB數(shù)，速率較其他各組設(shè)置始終領(lǐng)先在100kbps以上，且隨著電平下降、呈線下下降趨勢(shì)；-95dbm以下，各組參數(shù)整體都成指數(shù)下降趨勢(shì)。



由以上測(cè)試情況對(duì)比，可以看出，第四組參數(shù)整體RB占用、上傳速率優(yōu)于現(xiàn)網(wǎng)原始參數(shù)設(shè)置以及其他三組設(shè)置。

• 后臺(tái)指標(biāo)
  

[attach]320460[/attach]
(1)、KPI指標(biāo)對(duì)比



為避免對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，參數(shù)修改驗(yàn)證均在非忙時(shí)進(jìn)行，四組參數(shù)自1月4日12:00起分為四個(gè)時(shí)段進(jìn)行修改及測(cè)試驗(yàn)證，提取后臺(tái)指標(biāo)對(duì)比可見修改前后無線側(cè)KPI指標(biāo)均在正常波動(dòng)范圍內(nèi)，第二組因發(fā)射功率較低RRC建立成功率略有下降，第四組指標(biāo)最好。

(2)、干擾對(duì)比



通過觀測(cè)調(diào)整前后上行干擾無變化，系統(tǒng)上行每個(gè)PRB上檢測(cè)到的干擾噪聲的平均值均在-110dbm左右。

（3）、調(diào)制方式對(duì)比


除第二組16QAM的TB數(shù)占比略有下降外，其他組均較為平穩(wěn)，其中，第四組的16QAM的TB數(shù)占比較實(shí)驗(yàn)的其他三組數(shù)據(jù)提升明顯。

（4）、用戶數(shù)、業(yè)務(wù)量對(duì)比

開始時(shí)間	平均激活用戶數(shù) (無)	上行平均激活用戶數(shù) (無)	上行最大激活用戶數(shù) (無)	下行平均激活用戶數(shù) (無)	下行最大激活用戶數(shù) (無)	小區(qū)內(nèi)的平均用戶數(shù) (無)	最大激活用戶數(shù) (無)
01/04/2015 09:00:00	10.18	5.59	168	5.97	136	305.79	185
01/04/2015 10:00:00	11.52	6.42	190	6.77	154	351.61	206
01/04/2015 11:00:00	12.09	7.29	201	6.15	155	384.88	222
01/04/2015 12:00:00	12.89	7.80	217	6.73	155	388.90	237
01/04/2015 13:00:00	13.93	8.62	227	7.10	167	395.28	246
01/04/2015 14:00:00	14.67	8.86	209	7.82	156	384.80	228
01/04/2015 15:00:00	14.27	8.07	191	8.36	159	402.66	213
01/04/2015 16:00:00	13.61	7.82	205	7.71	162	425.29	223

調(diào)整前后上、下行流量呈上漲趨勢(shì)，上、下行平均每秒激活用戶數(shù)略微上漲，可見功控調(diào)整前后無線環(huán)境相對(duì)公平、穩(wěn)定，統(tǒng)計(jì)結(jié)果具備一定可靠性。

【建議與總結(jié)】

本次功控實(shí)驗(yàn)旨在驗(yàn)證現(xiàn)網(wǎng)功控參數(shù)設(shè)置的優(yōu)劣性以及需求更佳的功控參數(shù)設(shè)置，通過理論分析得出的四組參數(shù)與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置對(duì)比總結(jié)、建議如下：

1、在維持現(xiàn)網(wǎng)Po_pusch：-87dbm不變時(shí)，第一組、第二組alpha減小或增大（取值0.7、0.9）情況下，因MCS高階占比或RB數(shù)占用過少，導(dǎo)致上傳速率低于現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置，實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論分析相一致；

2、在維持alpha：0.8不變時(shí)，第三組改變Po_pusch值（取值-97dbm）情況下，雖然功率余量較現(xiàn)網(wǎng)足以支撐更多RB占用，且具備較高的MCS調(diào)整方式，但在電平下降時(shí)（-100dbm以下），因網(wǎng)絡(luò)預(yù)期接受功率較小，SINR值較低，系統(tǒng)調(diào)度分配RB數(shù)較少，進(jìn)而影響整體上傳速率，導(dǎo)致上傳速率低于現(xiàn)網(wǎng)配置值；

3、通過以上測(cè)試及后臺(tái)指標(biāo)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，第四組功控參數(shù)（α：0.7，Po_pusch：-82）在具備更多RB占用、更高上傳速率的優(yōu)勢(shì)下，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)干擾及KPI指標(biāo)無影響（無線掉線率略有改善），優(yōu)于其他三組及現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置，較現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置（α：0.8，Po_pusch：-87）上行速率提升116kbps，建議在業(yè)務(wù)量中等區(qū)域應(yīng)用。