WCDMA专用物理信道功率设置

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摘要 从理论上探讨了各种业务信道的发射功率与CPICH Ec/No之间的关系,并进行了现场测试。该关系将网络的负荷情况与业务的性能联系在一起,在实际网络规划和优化中,可利用该关系提升网络性能。

在WCDMA无线网络中,不同的业务具有不同的覆盖,每种业务的覆盖范围与其下行无线链路的最大发射功率有关。在WCDMA网络中,为了保证某种业务的连续覆盖,需要合理设定该种业务的最大发射功率;同时,为了更加有效地利用无线资源,需要设定合适的下行最小无线链路功率,这种情况经常应用在室内覆盖等无线条件比较好的无线环境中。文章对WCDMA无线网络中各种无线接入承载(RAB:Radio Access Bearer)的DPCH信道功率设置进行了探讨。

一、各种业务的下行发射功率与CPICH Ec/No的关系

对于不同的业务,需要不同的下行码发射功率来维持该业务所需的块误码率(BLER:Block Error Rate)。对于特定的业务,Node B发射的下行码发射功率取决于下面的几个因素:无线传播环境、该业务的BLER目标、用户设备(UE)是否处于宏分集状态和UE的移动速度等。

当UE处于单链路(Active Set Size为1)时,每种业务专用物理信道(DPCH)所需的功率相对公共导频信道(CPICH)可以表示为:

式中Ec/No为CPICH的信号质量,EcRAB/No=Φ(RAB,BLER Target, Channel);EcRAB/No=Φ(RAB,BLER Target,Channel),表示为了维持某一RAB所需的BLER Target,DCH需要的信号质量EcRAB/No。一般地,EcRAB/No是RAB和BLER目标的函数(实际上,EcRAB/No还和信道环境及UE移动速度有关)。因此,某种业务相对CPICH的功率(dB)在一定的BLER目标和信道条件下与CPICH的Ec/No呈线性关系,如图1所示。

图1 业务的下行功率(相对于CPICH)与CPICH Ec/No的关系

从图中可以看出,当网络的负荷变化时(表现为CPICH Ec/No的变化),业务所需的下行发射功率也将发生变化。因此,一方面,可以根据CPICH Ec/No来相应地确定各种业务下行的发射功率;另一方面,通过考察网络的CPICH Ec/No的分布情况,能够了解各种业务相应的覆盖范围。这样,就能准确地对网络性能作出判断,为网络规划和优化作出指导。例如,当需要保证某种业务的连续覆盖时,可以根据该业务所需的CPICH Ec/No,调整该业务的dlPowerOffset值。

各种业务的dlPowerOffset的设置具有一定的范围。在无线环境和网络负荷都比较好的情况下,下行发射码功率(Downlink Transmitted Code Power)非常低,此时无线环境的突变(如出现新干扰)和Node B硬件资源的限制就可能会导致该无线链路的掉话。为了防止出现这种现象,需要合适地设置最小下行发射码功率dlMinPower(单位为dB,表示相对CPICH信道的功率)。一方面,dlMinPower不能设置地过小,否则起不到保护无线链路的作用;另一方面,dlMinPower也不能设置地过大,否则会大大浪费Node B的功率,减小系统容量。各种业务的最大下行发射码功率dlMaxPower(单位为dB,表示相对CPICH信道的功率)也不能设置地过大,否则会占据大量的下行发射功率,容易导致整个网络性能的下降。

需要注意的是,Ec/No与dlPowerOffset的关系与UE是相关的,这是因为下行的功控是UE控制的,并且不同的UE解调能力和功控算法都不相同。尽管如此,我们还是可以选择一种具有代表性的UE作为实验对象,考察各种业务的下行功率(相对于CPICH)与CPICH Ec/No的关系。

二、现场实验结果

采用摩托罗拉A835作为终端进行实验,现场测试语音、视频电话、PS64K、PS128K和PS384K五种业务的下行发射码功率与CPICH信道的Ec/No的关系,结果如图2所示。

图2 摩托罗拉A835各种业务的下行发射功率与CPICH Ec/No关系(现场测试)

现场测试中各种业务的下行发射功率与CPICH Ec/No的关系表达式如表1所示。

表1 现场测试中各种业务的下行发射功率与CPICH Ec/No定量关系

上述公式中的功率与理论值(为-1)不同,是由于无线环境变化和功率控制造成的;当为了能尽快保持业务所需的BLER Target而使无线环境变差时,UE要求抬高下行的发射功率;当无线环境变好时,UE则会适当下调下行的发射功率。也就是说,该UE的功控算法相对比较保守,以最大可能地保持用户的感知。

三、网络规划和优化建议

利用各种业务的下行发射功率与CPICH Ec/No的关系,可以了解各种业务在特定的Ec/No条件下所需的下行发射码功率。当网络负荷变大时,通过路测CPICH的Ec/No,就能了解各种业务的覆盖范围,从而准确判断网络的性能,为网络规划和优化作出指导。例如,当需要保证某种业务的连续覆盖时,可以根据保证该业务所需的Ec/No,调整该业务dlPowerOffset的最大值,即dlMaxPower。

对不同的无线环境设置合理的dlPowerOffset最小值,即dlMinPower,可以达到既保证通话质量,又不浪费下行的发射功率,同时减小干扰的目的。利用各种业务的下行发射功率与Ec/No的关系,只需了解CPICH的Ec/No的分布情况,就可以设置dlMinPower。

从某种意义上来说,业务信道的发射功率与CPICH Ec/No之间的关系将网络的负荷情况(表现为Ec/No)与业务的性能联系在一起。在实际的规划和优化中,可以利用该关系提升网络的性能。
 

   来源:中国联通网站
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