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解决MTC通信信令拥塞的块信令处理机制
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解决MTC通信信令拥塞的块信令处理机制
关注微信公众号LTE时代，如何打造高效可靠的信令网？
LTE时代，如何打造高效可靠的信令网？
&&& 在传统固定网络和2G/移动网络中，SS7数字信令网作为整个网的神经，支撑着全网通信业务的稳定运行。而随着LTE时代的到来，信令技术和承载方式已完全IP化，网络拓扑已向全互联网状网发展，再加上基于EPC/PCC/IMS的LTE核心网对网元之间的通信更加复杂和频繁，这就给LTE的信令网组网带来了极大挑战。
&&& LTE信令网络的组网关键
&&& Diameter在LTE核心网架构中被广泛应用于核心网元之间通信，是LTE网络中应用最广泛的IP信令基础协议。Diameter作为新一代AAA协议体系，主要用于认证、授权和计费，其通过不同的应用扩展可以适用于多种应用环境。随着LTE网络中大量网元之间使用Diameter信令互通，DRA(DiameterRoutingAgent，路由代理)成为构建LTE信令网络的关键网元。
&&& DRA类似传统2G/3G网络的信令转接点（STP），是LTE信令网中的信令路由中枢，负责LTE网络中Diameter信令的转接和路由，包括MME、HSS之间的S6a接口，PCRF与EPC的Gx接口，未来在VoLTE的部署时,DRA还可以承载Cx、Sh等接口之间的信令转接功能。DRA工作原理就是根据用户国际移动用户识别码（IMSI）、移动用户号码（MSISDN）、网络域（Realm）等信息进行域内LTE网元（例如HSS、PCRF）寻址或者域间DRA的寻址。
&&& 图1& 上海贝尔5020SGDRA
&&& 5020SG DRA多层次组网方案
&&& 上海贝尔很早就发现LTE网元之间激增的Diameter信令流会给运营商LTE组网带来很大挑战，因此在中国移动TD-LTE网络建设初期，就与中国移动携手合作，创新性地设计了5020SG& DRA。上海贝尔5020SG DRA基于最新ATCA通用硬件平台，与IMS、MME、HSS等网元共用同一硬件平台，并支持网络向新硬件平台的演进。该平台支持百万级Diameter信令消息处理能力和上万条Diameter链路，可强有力地支持超大型LTE信令网组网和超高信令流量。
&&& 针对大规模复杂LTE信令网，5020SG DRA可以提供多层次多方式的组网方案。
&&& 1）省际/大区层面成对DRA节点之间可以采用两种组网方式：网状网组网、分A/B平面组网。这些DRA负责省际/大区之间Diameter信令中继和路由。
&&& 2）省内层面成对部署DRA节点之间可以采用负荷分担或“1+1”冗余保护进行组网。这些DRA负责中继省内、省际Diameter信令。省内层面DRA与所属省/大区层面DRA相连。
&&& 图2& 5020SG DRA组网方案
&&& 5020SG DRA的八大组网优势
&&& 采用上海贝尔5020SG DRA组建LTE信令网，可以帮助运营商实现以下功能。
&&& 1）简化信令网结构
&&& 消除多个LTE网元Diameter信令全互联方式下导致的网络复杂性，提升网络运行效率；降低Diameter信令组网对网元的要求，便于维护；层次化的网络结构，充分继承了传统信令网组网特点。
编 辑：孙秀杰
新浪科技罗亮在唱衰PC行业的声音达到顶峰之时，登上全球最大P..
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(最多只允许输入30个字)成果上报申请书成果名称 成果申报单位 成果承担部门 /分公司 项目负责人姓名 成果专业类别* 成果研究类别* 许时彰 无线 LTE 信令所含关键参数在流程中的作用及其优化应用 中国移动通信集团广东有限公司 部门/佛山分公司
网络线条 优秀项目负责人联系电话 和 Email 所属专业部门*相关网络解决方 省内评审结果* 案 LTE；信令；流程；参数关键词索引（3～5 个） 应用投资 产品版权归属单位0 万元（指别的省引入应用大致需要的投资金额） 中国移动通信集团广东有限公司对企业现有标准规范的符合度： （按填写说明 5）本成果的研发基于 3GPP 协议，完全符合企业现有标准规范。成果来源：如果该成果来源于集团研发计划内项目，请填写研发项目年度、项目名称及类型；否则填写“计划外项目” （按填写说明 6）本成果来源于 “省公司自立项目” ， 是 2013 年广东公司第二批省级重点研发项目。 详情请见 《2013 年第二批省级研发项目复审会纪要》 （粤移纪要[ 号）专利情况：如果该成果产出相关专利，且专利处于国知局专利申请审查阶段或已授权，请说明专利名称、类型、申请号、状态、是否海外申请等情况。 （按填写说明 7）两项 LTE 领域的发明专利申请： 发明专利一： 1）类型：发明专利 2）名称： 《一种解决 LTE 网络与终端 CQI 反馈机制不一致的算法》 3）申请号：GD）状态：已经通过集团公司评审，并推荐至国家知识产权局，申请中。发明专利二： 1）类型：发明专利12）名称： 《一种 LTE 异频点组网模式下的随机接入方案》 3）申请号：GD）状态：已经通过集团公司评审，并推荐至国家知识产权局，申请中。成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。从过去 2/3G 的优化经验来看，信令、流程、关键参数的分析起着举足轻重的作用，是沟通 理论与实践的桥梁。信令是网络健康度的最直接表现形式，流程是网络从“肌肤”到“内脏” 的各种运作机制，参数是构成各种运作机制的发动机和零部件。 目前，所有的主设备厂家都没有关于 LTE 信令所含参数在关键流程中的作用及其优化应用 成果。要么只有简单参数的说明、要么只有关于流程的说明，没有将信令中的参数与关键流程 有机结合起来、缺乏相应的优化应用建议，无法对实践进行有效指导。 对于同样从 3GPP 协议衍生而来的 LTE 技术，我们可以举一反三地提出以下思考： ? ? ? LTE 有哪些常用信令？它们包含的多个关键参数是哪些？（总结理论） 这些关键参数在 LTE 主要流程中所起的作用是什么？（如何从理论过渡到实践） 如何将这些关键参数与 LTE 的主要流程有机结合起来，并给出最优化设置建议？（如 何上升到实践层面） 本项目致力解决的，就是以上一系列问题。本项目在详细解读 10 余份 3GPP 协议的基础上， 提取 LTE 主要信令中的各项关键参数， 将 其与 LTE 应用层、MAC 层、物理层中的 9 大关键流程有机结合，详细阐述了各项参数在以上 流程中所起作用，以及流程工作机制，最终给出不同场景下的参数最优化应用建议。 本项目创造性地打破了信令、参数与流程之间的界限，成为集团首份 LTE 信令所含参数在 关键流程中的作用及其优化应用指导手册，几乎涵盖了 LTE 网络所有的流程与参数优化工作， 具有极高的创新价值与实用价值。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。本成果试运行效果列举如下： 1、 本成果是 2013 年广东公司第二批省级重点研发项目， 已经成功佛山移动试用， 计划 20142年向全省推广。 2、本成果已经产生 2 项 LTE 领域的发明专利申请，均已通过集团公司评审并推荐至国家 知识产权局。 3、本成果产生一篇技术论文《TD-LTE 下行功率分配最优化策略》 ，获 2013 年广东通信青 年论坛优秀论文集录用。 4、本成果的构思与实施均由我司技术人员自主完成，无需引入任何软件、硬件投资，成本 投资均为 0，便于其它兄弟公司引入。 5、本成果是基于 3GPP 协议标准研发，适用于所有的主设备厂家，如华为、中兴、爱立信 等等。 6、本成果涵盖了 LTE TDD 与 LTE FDD 两种制式，适用于 LTE TDD/FDD 融合组网。 7、本成果几乎涵盖了 LTE 网络所有的关键参数与主要流程优化，为 LTE 优化工作提供了 有力的指导手册，极大提升我司技术人员 LTE 自主优化能力。 基于该成果，我们可以知道： ? 每个参数的调整，会对网络有什么正面影响？又会有什么负面影响？ ? 出现故障的时候，是哪个流程中的哪个环节出问题了？ ? 怎么样将各种参数组合应用，使得流程和网络性能最优化？ 因此，该成果所提供的优化应用建议，将为我司 LTE 网络性能提升带来巨大的潜在收益。文章主体（3000 字以上，可附在表格后） ：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明 8” 。“LTE 信令所含关键参数在流程中的作用及其优化应用”成果详细技术内容请见表格后。LTE 信令所含关键参数在流程中的作用及其优化应用中国移动通信集团广东有限公司 31、 成果背景与目标 ...................................................................................................................... 5 1.1 背景与现有问题 ................................................................................................................ 5 1.2 成果简介 ............................................................................................................................ 6 1.3 研究总体框架 .................................................................................................................... 6 2、系统参数及物理信道配置 ........................................................................................................ 7 2.1 系统参数配置 .................................................................................................................... 7 2.1.1 系统带宽与系统帧号 ............................................................................................. 7 2.1.2 时隙配比与工作频段 ............................................................................................. 8 2.1.3 小区基本信息 ........................................................................................................11 2.2 下行物理信道配置 .......................................................................................................... 12 2.2.1 PCFICH 信道 ........................................................................................................ 12 2.2.2 PHICH 信道 .......................................................................................................... 14 2.3 上行物理信道配置 .......................................................................................................... 15 2.3.1 PRACH 信道......................................................................................................... 15 2.3.2 PUCCH 信道......................................................................................................... 16 3、小区选择及小区重选流程 ...................................................................................................... 17 3.1 小区选择流程 .................................................................................................................. 17 3.2 小区重选流程 .................................................................................................................. 18 3.2.1 同频小区重选 ....................................................................................................... 18 3.2.2 异频小区重选 ....................................................................................................... 20 3.2.3 异系统小区重选 ................................................................................................... 22 4、寻呼流程 .................................................................................................................................. 23 5、随机接入流程 .......................................................................................................................... 25 5.1 随机接入主要参数 .......................................................................................................... 25 5.2 随机接入流程解析 .......................................................................................................... 26 5.2.1 Random Access Preamble 的选择与发送 ............................................................ 26 5.2.2 随机接入反馈 ....................................................................................................... 29 5.2.3 L2/L3 消息发送 .................................................................................................... 30 5.2.4 竞争消息解决与 L2/L3 消息反馈 ....................................................................... 30 6、下行功率分配流程 .................................................................................................................. 31 6.1 RS 的功率分配 ................................................................................................................ 31 6.1.1 RS 的作用 ............................................................................................................. 31 6.1.2 关键功率参数 ...................................................................................................... 31 6.1.3 单天线端口 CRS 功率最大值计算..................................................................... 32 6.1.4 多天线端口 CRS 功率最大值计算..................................................................... 33 6.2 PDSCH 的功率分配 ........................................................................................................ 34 6.3 下行功率最优化配置建议 .............................................................................................. 34 7、上行功控流程 .......................................................................................................................... 35 7.1 PUSCH 上行功控 ............................................................................................................ 36 7.2 PUCCH 上行功控............................................................................................................ 38 7.3 SRS 上行功控 .................................................................................................................. 40 8、切换流程 .................................................................................................................................. 41 8.1 切换流程及事件分类 ...................................................................................................... 41 8.2 A3 事件下切换关键参数解析 ........................................................................................ 43 8.2.1 测量控制信息 ....................................................................................................... 4348.2.2 测量报告信息 ....................................................................................................... 46 8.2.3 判决切换信息 ....................................................................................................... 47 9、RLC 层关键参数与流程解析 ................................................................................................. 47 9.1 数据传输流程 .................................................................................................................. 48 9.1.1 发送端工作机制 ................................................................................................... 48 9.1.2 接收端工作机制 ................................................................................................... 49 9.2 ARQ 流程 ......................................................................................................................... 52 9.2.1 重传机制 ............................................................................................................... 52 9.2.2 POLL 流程 ............................................................................................................ 53 9.2.3 POLL 流程关键参数作用 .................................................................................... 54 10、MAC 层关键参数与流程解析 .............................................................................................. 57 10.1 Scheduling Reqeust 关键参数与流程解析 ................................................................... 57 10.1.1 SR 流程解析 ....................................................................................................... 57 10.1.2 SR 流程关键参数 ............................................................................................... 58 10.2 Buffer Status Reporting 关键参数与流程解析 ............................................................. 59 10.3 Power Headroom Reporting 关键参数与流程解析 ...................................................... 611、 成果背景与目标1.1 背景与现有问题2013 年，是佛山移动的 LTE 元年。在 4G 一阶段站点仍未建设之际，无线优化中心需要利用这 个时间空档期，做好 LTE 技术的提前储备，以应对未来几年 LTE 的高速发展。从过去几年 3G 的优 化经验来看，信令、流程、关键参数的分析起着举足轻重的作用，是沟通理论与实践的桥梁。 目前，所有主流设备厂家，都没有关于 LTE 信令所含参数在关键流程中的作用及其优化应用成 果。要么只有简单参数的说明、要么只有关于流程的说明，没有将信令中的参数与关键流程有机结合 起来、缺乏相应的优化应用建议，无法对实践进行有效指导。 对于同样从 3GPP 协议衍生而来的 LTE 技术，我们可以举一反三地提出以下思考： ? ? ? LTE 有哪些常用信令？它们包含的多个关键参数是哪些？（总结理论） 这些关键参数在 LTE 主要流程中所起的作用是什么？（如何从理论过渡到实践） 如何将这些关键参数与 LTE 的主要流程有机结合起来，并给出最优化设置建议？（如何上 升到实践层面） 本成果致力解决的，就是以上一系列问题。51.2 成果简介本成果在详细解读 10 余份 3GPP 协议的基础上，提取 LTE 主要信令中的各项关键参数，将其与 LTE 应用层、MAC 层、物理层中的 9 大关键流程有机结合，详细阐述了各项参数在以上流程中所起 作用，以及流程工作机制，最终给出不同场景下的参数最优化应用建议。 本成果创造性地打破了信令、参数与流程之间的界限，成为集团首份 LTE 信令所含参数在关键 流程中的作用及其优化应用指导手册，几乎涵盖了 LTE 网络所有的流程与参数优化工作，具有极高 的创新价值与实用价值。1.3 研究总体框架本课题的研究总体框架如下图所示：Master Information Block 系统参数及物理信道基 本配置System Information Block Type 1小区选择及小区重选流 程System Information Block Type 2 随机接入流程 System Information Block Type 3 上行功控流程 System Information Block Type 4、5 下行功率分配机制 System Information Block Type 6、7 寻呼流程 RRC Connection Request AM下的RLC传输流程 RRC Connection Setup MAC层传输流程 RRC Connection Reconfiguration 切换流程给出主要层三信令中的 关键参数在某特定流程 中的优化应用建议Measurement Report整个方案的实施思路分成三大步骤： 1、收集现网主要层三信令，剖析层三信令中所含的关键参数。主要层三信令如下所示：6Master Information Block System Information Block Type 1 System Information Block Type 2 System Information Block Type 3 System Information Block Type 4 System Information Block Type 5 System Information Block Type 6 System Information Block Type 7 RRC Connection Request RRC Connection Setup RRC Connection Reconfiguration Measurement Report 2、对每条层三信令中所含的关键参数进行流程属性归纳，在 3GPP 相关协议的基础上，详细剖 析这些参数在某特定流程中所起作用，该流程的运作机制。 3、 给出以上关键参数在某特定流程中的优化应用建议。2、系统参数及物理信道配置2.1 系统参数配置系统参数配置主要涉及系统带宽、系统帧号、上下行时隙配置、特殊时隙配置、工作频段等。此 类信息主要分布在空闲态下的系统消息 MIB 与 SIB1 中。2.1.1 系统带宽与系统帧号系统带宽和系统帧号在 MIB 消息中获取。以下是某条 MIB 的解码： { message { dl-Bandwidth n100, phich-Config { phich-Duration normal, phich-Resource oneSixth }, systemFrameNumber ';B,7spare ''B } } 1、 系统带宽： dl-Bandwidth n100。 100 指的是 20MHz 带宽下的 RB 数目。 一共有 5 种取值： n6, n15, n25, n50, n75, n100。对应的带宽分别为 1.4、3、5、10、20MHz。以每种带宽下所带的 RB 个数的值 来暗示该系统采用的带宽。注意，该 RB 个数仅仅针对该带宽的 Transmission Bandwidth，即用于传输 数据、或者理解成是工作的的 RB。 2、系统帧号信息同样在 MIB 消息中获取。系统帧号：systemFrameNumber ';B。 System Frame Number 一共是有 10 bits。MIB 中只广播前 8 位，因此在 MIB 中看到的 SFN 的比 特数只有 8 位。末 2 位由 UE 对 P-BCH 进行“暗含”解码得来，如在 1 个 40ms 的 P-BCH TTI 中，第 一个 radio frame 就是 00，第二个 radio frame 是 01，第三个 radio frame 是 10，第四个 radio frame 是 11。 根据协议规范，The first transmission of the MIB is scheduled in subframe #0 of radio frames for which the SFN mod 4 = 0, and repetitions are scheduled in subframe #0 of all other radio frames. 也就是 说，我们在看到的第 1 条 MIB 的 SFN mod4 = 0，也就是说，所有的 MIB 的 SFN 都是在 MIB 消息中 看到的 8 位 systemFrameNumber 后面加上 2 个 0 ，刚好 mod4 为 0 。我理解是， MIB 中的 systemFrameNumber 实际上是一个 MIB 40ms 周期的组号，一共有 256 组（2 个 8 次方） ，从 0-255， 每组 4 个分别是 00、01、10、11。SFN 是从 0-1023 反复循环，大周期是 1024*10ms=10.24s。2.1.2 时隙配比与工作频段上下行时隙配置、 特殊时隙配置、 工作频段等分布于 SIB1 消息中。 以下是某条 SIB1 消息的解码： 以下是一条 systemInformationBlockType1 中关于的详细解析： { message c1 : systemInformationBlockType1 : { cellAccessRelatedInfo { plmn-IdentityList { { plmn-Identity { mcc { 4, 6, 0 }, mnc { 0,88 } }, cellReservedForOperatorUse notReserved } }, trackingAreaCode '0000'B, cellIdentity '0010'B, cellBarred notBarred, intraFreqReselection allowed, csg-Indication FALSE }, cellSelectionInfo { q-RxLevMin -60 }, freqBandIndicator 40, schedulingInfoList { { si-Periodicity rf8, sib-MappingInfo { sibType3 } }, { si-Periodicity rf64, sib-MappingInfo { sibType4, sibType5, sibType6, sibType7 } } }, tdd-Config { subframeAssignment sa1, specialSubframePatterns ssp7 }, si-WindowLength ms10, systemInfoValueTag 3 } } 1 、 subframeAssignment ：标示了上下行时隙比例配置， sa0 就是 Configuration 0, sa1 就是 Configuration 1。在协议 TS 36.211 [21, table 4.2.2]中可以查找到。如下所示：9Uplink-downlink configuration 0 1 2 3 4 5 6Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity 5 ms 5 ms 5 ms 10 ms 10 ms 10 ms 5 ms 0 D D D D D D D 1 S S S S S S S 2 U U U U U U USubframe number 3 U U D U U D U 4 U D D U D D U 5 D D D D D D D 6 S S S D D D S 7 U U U D D D U 8 U U D D D D U 9 U D D D D D D因此该信令中，上行下时隙比例配置为 Configuration 1，即一个 radio frame 配置的“DSUUD DSUUD”上下行时隙比例。 2、specialSubframePatterns：特殊子帧的上下行配比。在协议 TS 36.211 [21, table 4.2.1] 中可以查 到，如下所示。ssp0 代表 Configuration 0, ssp1 代表 Configuration 1，等等。Normal cyclic prefix in both downlink and uplink Special subframe configuration 0 1 2 3 4 5 6 7 8 DwPTS 3 9 10 11 12 3 9 10 11 GP 10 4 3 2 1 9 3 2 1 UpPTS 1 1 1 1 1 2 2 2 2本信令中，Configuration 7 即是现网配置的 DwPTS:GP:UpPTS = 10:2:2 的比例。 3、freqBandIndicator：标示了工作频段。在协议 36.101 [42, table 5.5-1]中可以获知。查阅 36.101 可知本信令中的 freqBandIndicator 40 对应的是 MHz，室内频段。如果是室外站的话， freqBandIndicator 应该对应的是 38：MHz。以下是所有 TDD 的频段标示。1033 34 35 36 37 38 39 401900 MHz 2010 MHz 1850 MHz 1930 MHz 1910 MHz 2570 MHz 1880 MHz 2300 MHzC C C C C C C C1920 MHz 2025 MHz 1910 MHz 1990 MHz 1930 MHz 2620 MHz 1920 MHz 2400 MHz1900 MHz 2010 MHz 1850 MHz 1930 MHz 1910 MHz 2570 MHz 1880 MHz 2300 MHzC C C C C C C C1920 MHz 2025 MHz 1910 MHz 1990 MHz 1930 MHz 2620 MHz 1920 MHz 2400 MHzTDD TDD TDD TDD TDD TDD TDD TDD2.1.3 小区基本信息小区基本信息可以在 SIB1 中查找到，如下所示： message c1 : systemInformationBlockType1 : { cellAccessRelatedInfo { plmn-IdentityList { { plmn-Identity { mcc { 4, 6, 0 }, mnc { 0, 8 } }, cellReservedForOperatorUse notReserved } }, trackingAreaCode '0000'B, cellIdentity '0010'B, cellBarred notBarred, 1、plmn-Identity（mcc+mnc） 如以上信令所示，mobile country code = 460，mobile network code = 08 2、cellReservedForOperatorUse 参考 3GPP TS36.304 的[4]。如果该值设为 reserved，而且 cellBarred 设成 notBarred，Access Class 为 11 或者 15 的 UE 可以在此小区进行正常的小区选择和重选； 对于 Access Class 为 0-9、 12-14 的 UE， 该小区对于它们来说，如同设置为 barred 一样的效果，即该 cell 不允许小区选择、重选、甚至是紧急 呼叫。113、 trackingAreaCode 0000。 LTE 的跟踪区作用类似于 2、 3G 的路由区。 Tracking Area Code 一共 16 位，换算成 10 进制，就是一共有 65536 个。 4、cellIdentity 0010。一共 28 位。这个跟 PCI（Physical Cell Identity） 是完全不同的，这个 cell Identity 实际上是 CellGlobalIdEUTRA 的一部分。The IE CellGlobalIdEUTRA specifies the Evolved Cell Global Identifier (ECGI), the globally unique identity of a cell in E-UTRA，由 PLMN-Identity 和 cell Identity 组成。因此 CellGlobalIdEUTRA 在全球的 E-UTRA 是唯一的，而 cell Identity 在 PLMN 中则是唯一的。 cell Identity 左 20 位是 Macro eNB id，右 8 位是是本小区在所属 eNB 中的序号，是 eNB 根据本 eNB 的小区数配置依次分配。 5、cellBarred notBarred。参考 3GPP TS36.304，如果 cell 改成 barred，则该 cell 不允许小区选择、 重选、甚至是紧急呼叫。2.2 下行物理信道配置LTE 主要下行物理信道有 PBCH、PSS、SSS、PDCCH、PHICH、PCFICH、PDSCH 等。 其中，协议规定 PBCH、PSS、SSS 是固定位置的，方便 UE 在小区搜索时进行盲检。因此在信 令解析是没有这几个信道的位置提示的。 PDCCH 占据一个子帧的最多前 3 个 Symbol（对于 LTE TDD 来说，subframe1 和 6 最多前 2 个 symbol） 。 而 PCIFCH 和 PHICH 则穿插在 PDCCH 中。 如何从信令中的关键参数解析 PCIFCH 和 PHICH 的位置，请见下文。2.2.1 PCFICH 信道PCFICH 的具体位置取决于 PCI 与 Bandwidth 两个参数。UE 在进行小区搜索时可以获得 PCI 信 息，在 MIB 中可以获取 Bandwidth 信息。 The physical control format indicator channel carries information about the number of OFDM symbols used for transmission of PDCCHs in a subframe. 或者说，间接告诉 UE data region 从哪里开始。 PCFICH 携带的信息为 CFI（Control Format Indicator） ，取值范围是 1~3（即 CFI = 1, 2 or 3；用 2DL ? 10 时，PDCCH Symbol 个数 bit 表示，CFI=4 为预留，不使用） 。根据协议 36.212 中 5.3.4，当 N RB DL ? 10 时（即带宽为 1.4MHz） =CFI 取值；当 N RB ，PDCCH Symbol 个数=CFI 取值+1，此时 PDCCH 可能占 2、3 或 4 条 OFDM Symbol。12该信道在每个小区有且仅有一条。The PCFICH shall be transmitted when the number of OFDM symbols for PDCCH is greater than zero。 时域上：在每个下行 Sub Frame 的第 1 个 Symbol 上（one or two antenna ports） 频域上：PCFICH 由 4 个 REG 组成，共 16 个 RE，在频域上均匀分布，由 PCI 和 Bandwidth 两个 参数决定，具体位置由以下公式可以计算得知：z ( p ) (0) is mapped to the resource- element grouprepresente d by k ? k z ( p ) (1) z( p)DL RB is mapped to the resource- element grouprepresente d by k ? k ? N RB 2 ? N sc 2(2) is mapped to the resource- element grouprepresente d by k ? k ?z ( p ) (3) is mapped to the resource- element grouprepresente d by k ? k ?? ? DL RB ?2 N RB 2?? N sc DL RB 2?? N sc ?3N RB2 2DL RB N sc , where the additions are modulo N RB RB cell DL k ? Nsc 2 ? N ID mod 2 N RB????cell and N ID is the physical-layer cell identity as given by Section 6.11.举例 1：Physical Cell ID=1，则第 1 个 k=(12/2)*(1mod200)=6，则第 1 个 REG 则从 k=6 开始，一 连 4 个 RE，组成 1 个 REG（中间可能有 CRS） ，第 2 个 REG 开始的位置则是：k=6+50*12/2=306。 以此类推，第 3 个则从 606 开始，第 4 个则从 906 开始。 举例 2：Physical Cell ID=199，则第 1 个 k=(12/2)*(199mod200)=1194，但实际上，这已经是最后 一组的 REG 了。 那么第 1 组 REG， 则是从 0=294 开始， 第 2 组 REG 则是从 294+300=594 开始，第 3 组 REG 则是从 894 开始。 举例 3：Physical Cell ID=50，则第 1 个 k=300，第 2 个 k=600，第 3 个 k=900，第 4 个 k=0。 如果相邻小区的 PCFICH 在同一位置， 容易造成相互之间的干扰， 使得 UE 无法正确解码 PCFICH。 为了规避 PCFICH 在同一位置，我们需要注意相邻小区的 PCI 取值。由于第一个 REG 的起始位置由RB cell DL 2 ? N ID mod 2 N RB 以下公式决定： k ? Nsc ，????为了让 PCFICH 更准确地让 UE 解码，可以采用 PCFICH power boosting 技术，即 eNode B 可以13让 PCFICH 向 PDCCH“借”功率。2.2.2 PHICH 信道PHICH 信道的具体位置由 phich-Duration 与 phich-Resource（Ng）所共同决定，在 MIB 中可以获 取。 The PHICH carries the hybrid-ARQ ACK/NACK in response to UL-SCH transimission. Table 6.9.3-1: PHICH duration in MBSFN and non-MBSFN subframes.Non-MBSFN subframes PHICH duration Subframes 1 and 6 in case of frame structure type 2 Normal Extended 1 2 1 3 All other cases MBSFN subframes On a carrier supporting both PDSCH and PMCH 1 2通过上表我们可以知道 PHICH 在时域上的占用的 symbol 数量， 一般情况下都是占用 1 个 symbol。 那么 PHICH 在频域上的占用情况则可以从下面的公式中计算出来。group The number of PHICH groups N PHICH is constant in all subframes and given byDL ? N g N RB 8 ? group N PHICH ?? DL ? ?2 ? N g N RB 8? ? ? ?????for normal cyclicprefix for extendedcyclicprefixgroup 1 6 ,1 2 ,1,2? is provided by higher layers. The index nPHICH where N g ? ? ranges from 0 togroup N PHICH ?1.For frame structure type 2, the number of PHICH groups may vary between downlink subframes and isgroup given by mi ? N PHICH group where m i is given by Table 6.9-1 and N PHICH by the expression above. The indexgroup group nPHICH ?1 . in a downlink subframe with non-zero PHICH resources ranges from 0 to mi ? N PHICHTable 6.9-1: The factor m i for frame structure type 2.14Uplink-downlink configuration 0 0 1 2 3 4 5 6 2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1Subframe number i 2 3 1 0 4 1 0 0 0 5 2 0 0 0 0 0 1 6 1 1 0 0 0 0 1 7 0 0 0 8 1 1 1 1 9 1 0 1 1 0 1通过以上公式，我们可以计算出 PHICH 在哪几个下行 symbol 上，以及 The number of PHICHgroup groups。 一个 PHICH group 占用 3 个 REG， 共 12 个 RE。 那么 PHICH 占用的所有 RE 数就等于 12* N PHICH 。举例：如果采用 Uplink-downlink configuration=1 的配置，则 PHICH 只在 subframe1、4、6、9 上，group 占用 1 个 symbol。如果 Ng=1，且带宽是 100MHz，则 N PHICH =13。 mi ? N PHICH =13，则 1 个 PHICHgroup大组共有 13 个 REG，合计 52 个 RE。那么这个 symbol 上共有 52*3=156 个 RE 用于 PHICH。 至于 PHICH 每个大组的起始位置，比较复杂，暂不研究。但是从仿真来看，似乎两个大组之间 都是相隔 396 个 RE。 如果是 FDD-LTE，UE 可以从 MIB 中获得 PHICH 的所占用的资源，但是 TD-LTE，UE 只能知道 部分的 PHICH 信息，从而在读取 PHICH 信息后基于推测信息，盲检 PDCCH。2.3 上行物理信道配置LTE 主要上行物理信道有 PRACH、PUCCH、PUSCH。2.3.1 PRACH 信道在 TD-LTE 系 统 中 ， PRACH 的 位 置 由 prach-ConfigIndex 和 prach-FreqOffset 以 及 subframeAssignment 所共同决定的。 prach-ConfigIndex：在 SIB 2 中，现网设置为 3。 prach-FreqOffset：在 SIB 2 中，现网设置为 2。 subframeAssignment：在 SIB1 中，现网设置为 sa1。15参考 36.211 的 Table 5.7.1-4，可知道，当 prach-ConfigIndex 设置为 3，subframeAssignment 设置为 sa1（即 UL/DL Configuration 为 1）的时候，PRACH 的时域位置为（0、0、0、1） 。 第 1 个 0 表示 a frequency resource index within the considered time instance，起作用具体请参见 36.211 的 5.7.1 的公式（P34，910 版本） 。 第 2 个 0 表示，PRACH 在每个 Radio Frame 都出现； 第 3 个 0 表示 PRACH 在第 1 个 Half Frame； （半帧的概念是 TDD 才有的） 第 4 个 1 表示，the uplink subframe number where the preamble starts, counting from 0 at the first uplink subframe between 2 consecutive downlink-to-uplink switch points。也就是说，这个数字代表的是 上行的 subframe number，从 0 开始算，在两个上下行转换点之间。在现网“DSUUD DSUUD”的配 置下，PRACH 位于每个 Radio Frame 的红色的 U 上。 prach-FreqOffset 设置为 2，决定了 PRACH 的频域位置：在从低频率的 Resource Block 开始往上 数第 2 个（前面是 0 和 1）Resource Block 是 PRACH 开始的位置，并且占用连续的 6 个 RB。2.3.2 PUCCH 信道在 SIB 2 中可以查询到 PUCCH 信息，如下所示： pucch-Config { deltaPUCCH-Shift ds1, nRB-CQI 1, nCS-AN 0, n1PUCCH-AN 0 }, PUCCH Format 主要有 1/1a /1b 与 2/2a/2b 两种， 两种格式的 PUCCH 所在的 PRB 是不一样的， 由 以下公式决定：?? m ? ?? ? ?? 2 ? ?? ? N UL ? 1 ? ? m ? ?2? ? RB ? ? ? if ?m ? ns mod 2? mod 2 ? 0 if ?m ? ns mod 2? mod 2 ? 1nPRB对于 PUCCH Format 1/1a /1b，(2) ? N RB ? ? (1) (1) ? c ? N cs ?PUCCH m ? ?? n PUCCH shift ? ? RB PUCCH c ? N sc ? shift ? ? ?? (1) (1) if n PUCCH ? c ? N cs ?PUCCH shift? ? N (1) ? (2) ? ? cs ? otherwise ? ? N RB ? ? 8 ? ??3 normal cyclicprefix c?? ?2 extendedcyclicprefix在本信令中，161、(1) N PUCCH对应的是 n1PUCCH-AN，为 0；取值范围：INTEGER (0..2047)，通过该值，再经过一个很复杂的公式计算，可以得到 PUCCH Format 1/1a/1b 所在 RB 的 Cyclic Shift（频域上的）与 Orthogonal Sequence （时域上的） 。 注： 只有 PUCCH Format 1/1a/1b 才同时具有 Cyclic Shift 与 Orthogonal Sequence， PUCCH Format 2/2a/2b 只有 Orthogonal Sequence， 因此 ?s hift 只对 PUCCH 1/1a/1b 起作用。 2、(1) N cs 对应的是 nCS-AN，为 0；取值范围：INTEGER (0..7)，表示 PUCCH Format 1/1a/1b 与PUC C HPUCCH Format 2/2a/2b 混合一起的时候，PUCCH Format 1/1a/1b 所占用的 Cyclic Shift 的数量。该值 取 0 的时候，表示不存在 PUCCH Format 1/1a/1b 与 PUCCH Format 2/2a/2b 的混合组合。而且在一个 Slot 中，最多也只能有 1 个 RB 用于 PUCCH Format 1/1a/1b 与 PUCCH Format 2/2a/2b 的混合组合。 3、 ?s hift 对应的是 deltaPUCCH-Shift，为 1；取值范围 ENUMERATED {ds1, ds2, ds3} 4、 N RB 对应的是 nRB-CQI，为 1。取值范围：INTEGER (0..98)，表示 PUCCH Format 2/2a/2b 在 一个 Slot 中占用的 RB 数。 通过上述公式可以计算得 m = 1。 对于奇数号码的 Slot， nPRB = 0， 表示对于奇数号码的 Slot， PUCCH 1/1a/1b 位于 n=0 的 PRB 上； 对于偶数号码的 Slot，nPRB = 100 C 1 C 0 = 99，表示对于偶数号码的 Slot，PUCCH 1/1a/1b 位于 n=99 的 PRB 上； 对于 PUCCH Format 2/2a /2b，(2) RB m ? nPUCCH Nsc(2)PUC C H??PUCCH Format 2/2a/2b 是用于传送周期性 CSI，现网一般都是使用非周期性 CSI，因此不需要预 留 PUCCH Format 2/2a/2b 的信道位置。3、小区选择及小区重选流程3.1 小区选择流程小区选择流程的算法可以任取以下两种之一： 1、初始小区选择。初始小区选择不需要提前知道哪些频点是 LTE 频段的。UE 会扫描它支持的 LTE 频段中所有的频点。对于一个频点上的所有小区，UE 只需要扫描信号强度最强的那个小区。一 旦确定合适的小区，UE 就会选择到该小区上。172、基于储存信息的小区选择。该流程要求存储的频点信息、和来自之前驻留过或探测到的小区 信息。如果 UE 选择不到合适的小区，则开始初始小区选择流程。 小区选择使用 S 准则，如下所示：Srxlev & 0Srxlev = Qrxlevmeas C (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) - Pcompensation下面对上述公式的每个参数进行详细解析。 1、QrxlevminOffset，当 UE 驻留在普通的 VPLMN 时，周期性搜寻更高优先级的 PLMN 时，才 会使用 QrxlevminOffset。因此该值一般情况下默认为 0。 2、Qrxlevmin 是该小区的最小接入电平。该值在 SIB1 中携带。如下所示： cellSelectionInfo { q-RxLevMin -60 }, 根据 TS36.304 的描述，Qrxlevmin：This specifies the minimum required Rx level in the cell in dBm。 但是 LTE 现网的最小接入电平不可能是-60dBm。有可能是其参照了 3G 的算法，如下所示：Parameter Qrxlevmin, see TS 25.304 [40]. Actual value = IE value * 2+1. Specifies the minimum required Rx level in the cell expressedin dBm。也就是说这个 q-RxLevMin 的实际值是-60*2+1 = -119 dBm。 3、Pcompensation 的定义：max(PEMAX_H CPPowerClass, 0) (dB)。PEMAX_H 是 UE 在上行信道发射时用 到的最大功率； PPowerClass 定义为 UE 最大的发射功率， 协议中规范是 23dBm。 因此， 一般来说， PEMAX_H CPPowerClass 都不会大于 0。即 Pcompensation 一般情况下都是 0。 那么通常情况下，只要 Srxlev 大于 Qrxlevmin，即可通过小区选择流程驻留至该小区。我们可以通 过调整 Qrxlevmin 去控制小区的覆盖范围。3.2 小区重选流程小区重选流程按照重选对象的不同，可以分为同频小区重选、异频小区重选、异系统小区重选。 其中， 异系统小区重选可以分为重选 GSM 小区、 重选 3G （WCDMA 或 TD-SCDMA） 小区、 重选 CDMA 小区。对于中国移动，只需要考虑重选 GSM 和重选 TD 小区两种情况。3.2.1 同频小区重选小区重选流程与本小区相关的参数在 SIB3 中，与同频小区重选相关的同频邻小区参数在 SIB318和 SIB4 中，如下所示： sib3 : { cellReselectionInfoCommon { q-Hyst dB1 }, cellReselectionServingFreqInfo { s-NonIntraSearch 0, threshServingLow 0, cellReselectionPriority 0 }, intraFreqCellReselectionInfo { q-RxLevMin -60, presenceAntennaPort1 TRUE, neighCellConfig '00'B, t-ReselectionEUTRA 1 } sib4 : { intraFreqNeighCellList { { physCellId 36, q-OffsetCell dB3 }, { physCellId 44, q-OffsetCell dB3 } } } 启动重选之前，需要有测量的过程。同频的重选测量，按照 Sintrasearch 分成两种情况： 1、当 Sintrasearch 在 SIB3 中发送，且当前小区信号强度大于 Sintrasearch，UE 不会进行同频邻小区的 测量。 2、如果当前小区信号强度小于等于 Sintrasearch、或 Sintrasearch 不在 SIB3 中发送时，UE 会进行同频 邻小区的测量。 启动测量后，同频邻小区的重选执行流程按照 R 准则进行，如下所示：Rs = Qmeas,s + QHyst Rn = Qmeas,n - Qoffset除满足 Rn 大于 Rs 外，对于所有的重选流程，还需要满足以下两个条件方能执行重选： 1、持续 TreselectionRAT 时间； 2、UE 在当前小区驻留超过 1 秒钟时间。19以上的流程解析可以看到， 同频小区重选涉及 4 个参数： Sintrasearch、 q-Hyst、 q-Offset、 TreselectionRAT。 Sintrasearch 在以上信令中并未出现，按照协议规范，则 UE 始终进行同频邻小区的测量。 q-Hyst：取值范围 ENUMERATED {dB0, dB1, dB2, dB3, dB4, dB5, dB6, dB8, dB10,dB12, dB14, dB16, dB18, dB20, dB22, dB24}，共 16 种取值，占用 4 个比特。该信令中取值为 dB1。该值在 R 准则 中与本小区的电平相加。 q-Offset： 取值范围 ENUMERATED {dB-24, dB-22, dB-20, dB-18, dB-16, dB-14, dB-12, dB-10, dB-8, dB-6, dB-5, dB-4, dB-3, dB-2, dB-1, dB0, dB1, dB2, dB3, dB4, dB5, dB6, dB8, dB10, dB12, dB14, dB16, dB18, dB20, dB22, dB24}，共 31 种取值，占用 5 个比特。该信令中取值为 dB3。 TreselectionRAT 取值范围 INTEGER (0..7)，共 8 种取值，占 3 个比特。该信令中取值为 1s。3.2.2 异频小区重选小区重选流程与本小区相关的参数在 SIB3 中，如下所示： sib3 : { cellReselectionInfoCommon { q-Hyst dB1 }, cellReselectionServingFreqInfo { s-NonIntraSearch 0, threshServingLow 0, cellReselectionPriority 0 }, intraFreqCellReselectionInfo { q-RxLevMin -60, presenceAntennaPort1 TRUE, neighCellConfig '00'B, t-ReselectionEUTRA 1 } 与异频小区重选相关的同频邻小区参数在 SIB5 中，如下所示： sib5 : { interFreqCarrierFreqList { { dl-CarrierFreq 39350, q-RxLevMin -60, t-ReselectionEUTRA 1, threshX-High 0, threshX-Low 0, allowedMeasBandwidth mbw100, presenceAntennaPort1 TRUE,20cellReselectionPriority 0, neighCellConfig '01'B, q-OffsetFreq dB3, interFreqNeighCellList { { physCellId 101, q-OffsetCell dB3 } } } } }, 启动重选之前，需要有测量的过程。启动异频邻小区重选测量，按照小区的优先级别，分成两种 情况： 1、高优先级的异频邻小区。当异频邻小区具有较高的优先级时，UE 需要执行对异频邻小区的测 量。这个可以看 SIB5 中的 cellReselectionPriority。在该信令中，SIB5 的 cellReselectionPriority 与 SIB3 的 cellReselectionPriority 取值一样，都是 0，因此异频邻小区与本小区的优先级是同等的。 2、异频邻小区具有同等或较低的优先级。分成两种情况： 1）当 s-NonIntraSearch 出现在 SIB3 中，且当前小区的 RSRP 大于 s-NonIntraSearch，UE 不会对 具有同样等级或更低等级的异频小区进行测量，以减少终端测量任务。 2）当前小区信号强度小于等于 s-NonIntraSearch，或当 s-NonIntraSearch 没有出现在 SIB3 中时， UE 会对具有同样等级或更低等级的异频、异系统频点进行测量。 注意，并不是当前小区的 RSRP 绝对值与 s-NonIntraSearch 进行比较，而是当前小区 RSRP 的绝 对值减去当前小区的最小接入电平（q-RxLevMin 相关）后，与 s-NonIntraSearch 进行比较。在该信令 中，当前小区最小接入电平为-60*2+1 = -119 dBm。也就是说，只要当前小区的电平大于-119dBm， UE 不会对具有同样等级或更低等级的异频小区进行测量； 当前小区的电平小于等于-119dBm 的时候， UE 才会对具有同样等级或更低等级的异频、异系统频点进行测量。 。 重选执行流程，按照小区的优先级别，分成三种情况： 1、高优先级的异频邻小区。当拥有更高优先级的异频邻小区的信号强度高于 Threshx,high持续TreselectionRAT 时间，且 UE 在当前小区驻留超过 1s 时间，则重选至更高优先级别的异频邻小区。在 此信令中，Threshx, high 的值就是 threshX-High 0。 2、同等优先级的异频邻小区。对于同等优先级的异频邻小区，需要遵循以下法则执行小区重选， 与 Intra-Frequency 的重选法则一致。21Rs = Qmeas,s + QHyst Rn = Qmeas,n - Qoffset当 Rn 大于 Rs 并且持续 TreselectionRAT 时间，以及 UE 在当前小区驻留超过 1 秒钟时间。3、较低 优先级的异频邻小区。重选至较低优先级的异频邻小区，需满足以下 6 个条件： 1）如果没有高优先级的异频或异系统邻小区可供重选 2）没有同频邻小区可供重选 3）没有同等优先级的异频邻小区可供重选 4）当前小区的信号强度& Threshserving, low 5）较低优先级别的异频邻小区信号强度在 TreselectionRAT 时间内大于 Threshx, low 6）UE 在当前小区驻留超过 1 秒钟时间3.2.3 异系统小区重选异系统小区重选流程与异频小区重选流程类似。与异系统小区重选相关的同频邻小区参数在 SIB6、SIB7 中。其中 SIB6 是 3G 邻小区信息、SIB7 是 2G 邻小区信息。 sib6 : { carrierFreqListUTRA-TDD { { carrierFreq 10054, cellReselectionPriority 0, threshX-High 0, threshX-Low 0, q-RxLevMin -57, p-MaxUTRA 33 } }, t-ReselectionUTRA 1 }, sib7 : { t-ReselectionGERAN 1, carrierFreqsInfoList { { carrierFreqs { startingARFCN 1, bandIndicator dcs1800, followingARFCNs variableBitMapOfARFCNs : 'FF'H },22commonInfo { cellReselectionPriority 0, ncc-Permitted ';B, q-RxLevMin 10, threshX-High 0, threshX-Low 0 } 启动重选之前，需要有测量的过程。启动重选测量流程，按照小区的优先级别，分成两种情况： 1、高优先级的异系统邻小区。当异系统邻小区具有较高的优先级时，UE 需要执行对异系统邻小 区的测量。 2、异系统邻小区具有同等或较低的优先级。分成两种情况： 1）当 s-NonIntraSearch 出现在 SIB3 中，且当前小区的 RSRP 大于 s-NonIntraSearch，UE 不会对 具有同样等级或更低等级的异系统小区进行测量，以减少终端测量任务。 2）当前小区信号强度小于等于 s-NonIntraSearch，或当 s-NonIntraSearch 没有出现在 SIB3 中时， UE 会对具有同样等级或更低等级的异系统频点进行测量。 重选执行流程，按照小区的优先级别，分成两种情况： 1、高优先级的异系统邻小区。当拥有更高优先级的异系统邻小区的信号强度高于 Threshx,high 持续 TreselectionRAT 时间， 且 UE 在当前小区驻留超过 1s 时间， 则重选至更高优先级别的异系统邻小区。 在此信令中，SIB6、7 中的 Threshx, high 的值都是 threshX-High 0。 2、较低优先级的异系统邻小区。重选至较低优先级的异系统邻小区，需满足以下 6 个条件： 1）如果没有高优先级的异频或异系统邻小区可供重选 2）没有同频邻小区可供重选 3）没有同等优先级的异频邻小区可供重选 4）当前小区的信号强度& Threshserving, low 5）较低优先级别的异系统邻小区信号强度在 TreselectionRAT 时间内大于 Threshx, low 6）UE 在当前小区驻留超过 1 秒钟时间4、寻呼流程LTE 绝大部分的寻呼都是在 RRC_IDLE 下发生的。寻呼涉及到网络侧与终端侧的 trade-off：如果 终端一直监听寻呼消息，这样寻呼成功率当然高，但是终端会非常耗电；如果终端只选择在某一“约 定”时刻监听可能属于自己的寻呼消息，这样可以节省 UE 的耗电量，但是寻呼效率会降低。那么网 络侧与终端侧需要以一个大家约定的“规则”进行寻呼与监听。网络侧要通过空闲状态下的系统消息23将规则告诉 UE，UE 根据系统消息的参数计算出监听的时刻，在那个时刻进行寻呼消息监听即可。 LTE 寻呼流程主要参考空闲状态 SIB2 中的 pcch-Config，如下所示： pcch-Config { defaultPagingCycle rf256, nB oneT } LTE 寻呼流程主要涉及两个参数， 在 SIB2 中的 pcch-Config。 在 TS36.331 中定义了这两个参数的 范围和含义，如下所示： 1、Default paging cycle, used to derive ‘T’ in TS 36.304 [4]. Value rf32 corresponds to 32 radio frames, rf64 corresponds to 64 radio frames and so on. 2、nB: nB is used as one of parameters to derive the Paging Frame and Paging Occasion according to TS 36.304 [4]. Value in multiples of defaultPagingCycle ('T'). A value of fourT corresponds to 4 * defaultPagingCycle, a value of twoT corresponds to 2 * defaultPagingCycle and so on. 在哪个时刻监听有可能属于自己的寻呼消息，关键在于确定在哪个 radio frame、哪个 sub frame 上监听。 TS36.304 中定义的 radio frame 叫 Paging Frame(PF) ，定义的 sub frame 叫做 Paging Occasion(PO)。 PF 的计算：SFN mod T= (T div N)*(UE_ID mod N) 1、T ：DRX cycle of the UE。如果层三信令没有通知一个 specific DRX 给 UE，那么 UE 就会使 用系统消息中的 default DRX value，也就是 defaultPagingCycle 2、N: min(T,nB). 3、UE_ID: IMSI mod 1024. PO 的计算：i_s = floor(UE_ID/N) mod Ns 1、UE_ID: IMSI mod 1024. 2、N: min(T,nB) 3、Ns: max(1,nB/T) 先计算 i_s，UE 再根据 i_s 和 Ns 的取值，在下表（针对 TDD）中检索哪个 sub frame 是 PO。24NsPO when i_s=0PO when i_s=1 N/A 5 1PO when i_s=2 N/A N/A 5PO when i_s=3 N/A N/A 61 2 40 0 05、随机接入流程5.1 随机接入主要参数随机接入主要参考 3GPP TS 36.321 （MAC Protocol specification） 、 3GPP TS 36.213 （Physical Layer Procedures） 、3GPP TS 36.211（Physical Channels and Modulation） 。 LTE 的随机接入过程主要分为竞争性（如初始接入）的和非竞争性的（如切换） 。我们以下主要 针对初始接入随机过程进行分析。 在发起初始随机过程之前，我们先要确定以下用于随机接入过程的参数，它们在空闲状态下的系 统消息 SIB2 中全部可以找到。 1、prach-ConfigIndex the available set of PRACH resources for the transmission of the Random Access Preamble, 现网中设置为 3。 2、numberOfRA-Preambles and sizeOfRA-PreamblesGroupA 我们在现网的 SIB2 中并未找到 sizeOfRA-PreamblesGroupA。因此默认为 numberOfRA-Preambles 和 sizeOfRA-PreamblesGroupA 是相等的。根据协议规范： If sizeOfRA-PreamblesGroupA is equal to numberOfRA-Preambles then there is no Random Access Preambles group B. 3、ra-ResponseWindowSize the maximum number of preamble transmission，现网设置为 rf10，即为长度为 10 个 Sub Frames， 即 10ms。 4、powerRampingStep 现网设置是 dB2，即为 2dB。 5、preambleTransMax 现网设置是 n10，即 10 次。 6、preambleInitialReceivedTargetPower 现网设置是 dBm-102，即-102dBm。257、DELTA_PREAMBLE DELTA_PREAMBLE 与 Preamble Format 的对应关系在 36.321 的 Table 7.6-1: DELTA_PREAMBLE values 可以查到。 而 Preamble Format 与 prach-ConfigIndex 的对应关系， 可以通过 36.211 的 Table 5.7.1-3: Frame structure type 2 random access configurations for preamble formats 0-4 查到。SIB2 中可以查到 prach-ConfigIndex = 3，对应的 Preamble Format 为 0。因此，DELTA_PREAMBLE 的值为 0dB。在下 面“一”中会详细讲到。 8、maxHARQ-Msg3Tx 现网设置是 4，即 4 次。 9、mac-ContentionResolutionTimer 现网取值是 sf40，即 40 个 Sub Frames，即 40ms5.2 随机接入流程解析LTE 初始随机接入的流程如下图所示，一共分为 5 步：5.2.1 Random Access Preamble 的选择与发送分成以下 4 个步骤： 1、Group A 和 Group B 的选择 LTE 小区一共有 64 个用于随机接入的 Preamble，分为 Group A 和 Group B，这两个 Group 有什 么区别？根据 36.321 的描述，If Msg3 has not yet been transmitted, if Random Access Preambles group B exists and if the potential message size (data available for transmission plus MAC header and, where26required, MAC control elements) is greater than messageSizeGroupA and if the pathloss is less than PCMAX C preambleInitialReceivedTargetPower C deltaPreambleMsg3 C messagePowerOffsetGroupB, then: select the Random Access Preambles group B。 也就是说，在即将要传送的 Msg3（如 RRC Connection Request）的大小比 messageSizeGroupA 要 大 ， 而 且 路 损 系 小 于 PCMAX C preambleInitialReceivedTargetPower C deltaPreambleMsg3 C messagePowerOffsetGroupB, 才选择 Group B 里面的 Preamble。否则，就选择 Group A 中的 Preamble。 PCMAX：the configured UE transmitted power，即 UE 的最大发射功率； preambleInitialReceivedTargetPower：在 SIB2 中显示设置为-102dBm deltaPreambleMsg3：在 SIB2 中显示设置为 2。该参数为 power control 的参数，因此查 36.211 可 知，Actual value = IE value * 2 [dB]，即实际值为 4dB。 Preambles 在 Group A 和 Group B 的 个 数 是 分 别 由 numberOfRA-Preambles and sizeOfRA-PreamblesGroupA 决定的， 如果两者相等， 则没有 Group B。 如果两者不等， Group A 的 Preamble 则 是 从 0 到 sizeOfRA-PreamblesGroupA C 1 ， Group B 的 则 是 从 sizeOfRA-PreamblesGroupA to numberOfRA-Preambles C 1。从以上 36.321 规范，我们也可以看到，numberOfRA-Preambles 是大于等 于 sizeOfRA-PreamblesGroupA 的。 现网 numberOfRA-Preambles 设置是 4。根据 36.331 规范，If the field is not signalled, the size of the random access preambles group A [6] is equal to numberOfRA-Preambles. 由 于 SIB2 中 没 有 sizeOfRA-PreamblesGroupA，因此 sizeOfRA-PreamblesGroupA = numberOfRA-Preambles = 4。于是， 现网设置下，是没有 Group B 的。 2、选择 Preamble 在确定了选择 Group A 还是 Group B 后， then UE Randomly select a Random Access Preamble within the selected group. The random function shall be such that each of the allowed selections can be chosen with equal probability. 在确定的 Group（A or B）中随机选择一个 Preamble，随机方程要求能做到每一个 Preamble 能够 被选中的概率相同。 3、选择 PRACH 选择好 Preamble 后，UE 在给定 PRACH 信道上发送 Preamble。在 TDD-LTE 系统中，PRACH 的 位置由 prach-ConfigIndex 和 prach-FreqOffset 以及 subframeAssignment 所共同决定的。 prach-ConfigIndex：在 SIB 2 中，现网设置为 3。 prach-FreqOffset：在 SIB 2 中，现网设置为 2。27subframeAssignment：在 SIB1 中，现网设置为 sa1。 参考 36.211 的 Table 5.7.1-4，可知道，当 prach-ConfigIndex 设置为 3，subframeAssignment 设置为 sa1（即 UL/DL Configuration 为 1）的时候，PRACH 的时域位置为（0、0、0、1） 。 第 1 个 0 表示 a frequency resource index within the considered time instance，起作用具体请参见 36.211 的 5.7.1 的公式（P34，910 版本） 。 第 2 个 0 表示，PRACH 在每个 Radio Frame 都出现； 第 3 个 0 表示 PRACH 在第 1 个 Half Frame； （半帧的概念是 TDD 才有的） 第 4 个 1 表示，the uplink subframe number where the preamble starts, counting from 0 at the first uplink subframe between 2 consecutive downlink-to-uplink switch points。也就是说，这个数字代表的是 上行的 subframe number，从 0 开始算，在两个上下行转换点之间。在现网“DSUUD DSUUD”的配 置下，PRACH 位于每个 Radio Frame 的红色的 U 上。 prach-FreqOffset 设置为 2，决定了 PRACH 的频域位置：在从低频率的 Resource Block 开始往上 数第 2 个（前面是 0 和 1）Resource Block 是 PRACH 开始的位置，并且占用连续的 6 个 RB。 4、发送 Preamble eNode B 通过系统消息 SIB2 中的 preambleInitialReceivedTargetPower、prach-ConfigIndex 这两个参数告诉 UE，让 UE 算出 eNode B 期望接收 Preamble 的功率。PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER=preambleInitialReceivedTargetPower+DELTA_PREA MBLE + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER C 1) * powerRampingS preambleInitialReceivedTargetPower：在 SIB2 中显示设置为-102dBm DELTA_PREAMBLE：该值与 Preamble Format 密切相关，如下所示。DELTA_PREAMBLE 与 Preamble Format 的关系在 36.321 的 Table 7.6-1: DELTA_PREAMBLE values 可以查到。在 SIB2 中可 以知道，prach-ConfigIndex = 3，再在 36.211 的 Table 5.7.1-3: Frame structure type 2 random access configurations for preamble formats 0-4 中可以查到， prach-ConfigIndex = 3 对应的 Preamble Format 为 0。 因此，DELTA_PREAMBLE 的值为 0dB。 Preamble Format 0 1 2 3 4 DELTA_PREAMBLE value 0 dB 0 dB -3 dB -3 dB 8 dBPREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER：在 36.321 的随机接入过程描述的第一步里面，就说28了 set the PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER to 1。因此当第一次发送 Preamble 的时候，该值 为 1。 总结起来， eNode B 侧希望接收到的功率 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER = -102dBm （现网设置下） UE 算出这个值之后，再根据下行的路损，根据开环功控来设置初始的 Preamble 的发射功率。下 行路损，是 UE 根据基站发射功率减去接收到的 RSRP 估算出来的。 （ UE 根据 SIB2 里面的 referenceSignalPower 得知基站发射功率）5.2.2 随机接入反馈UE 发送了 Preamble 之后，将会在 PDCCH 上监听 Random Access Response(s)，开始监听的时间 是从发送 Preamble 的最后那个 Subframe 开始往后推 3 个 Subframe，并且持续 ra-ResponseWindowSize 个 Subframes（在这里就是 10 个 Subframes，即 10ms） 。如果在这段时间内没有收到属于自己的 RAR， 则此次随机接入失败。 UE 会根据 RA-RNTI 来辨认这个 RAR 是否发给自己的。 The RA-RNTI associated with the PRACH in which the Random Access Preamble is transmitted, is computed as: RA-RNTI= 1 + t_id+10*f_id RA-RNTI 与 UE 发送 Preamble 的时域频域位置一一对应。 t_id 是 PRACH 的第 1 个 subframe(0≤ t_id &10)，指明了该 PRACH 的时域位置；f_id is the index of the specified PRACH within that subframe, in ascending order of frequency domain (0≤ f_id& 6)，指明了该 PRACH 的频域位置。TDD 制式下，一个 subframe 最多有 6 个 PRACH 块 （可参见 Table 5.7.1-4） ， 因此 f_id 取值范围是从 0 到 5； FDD 制式下， 36.211 指示：For frame structure type 1 with preamble format 0-3, there is at most one random access resource per subframe――因此 f_id 永远都是 0。 当 UE 监听到的 RAR 中，带有自己当初发送 Preamble 时候带的 RA-RNTI 后，就标志着 UE 成功 接收到了 RAR，获得了上行的同步时间和同步资源，以及一个临时的 C-RNTI，该 C-RNTI 将在第四 步的 Contention Resolution 中决定是否转为永久的 C-RNTI。 如果在以上的指定时间窗内，UE 没有收到任何 RAR，或者收到了 RAR 但是其 RA-RNTI 却不是 自己发送 Preamble 时候所带的那个，则认为是 RAR 接收失败。此时，UE 需要推迟一段时间 backoff time，再进行重传。backoff time 由 UE 的 backoff parameter 指示，UE 随机地从 0 到 backoff parameter 中 选 取 。 UE 将 设 置 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER =PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER + 1。根据上面所述的 eNode B 期望接收 Preamble 的功率的29公式，PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 增加 1 则意味着 eNode B 期望接收到的功率增加powerRampingStep dB（现网是 2dB） 。但是该值超过 preambleTransMax（现网设置是 10 次）后，UE 就会向 Upper Layer 报告 Random Access Problem（个人理解是在层三信令中上报） 。5.2.3 L2/L3 消息发送当 UE 成功接收到 Radom Access Response 后， 获得了上行的同步时间和同步资源， 但是 UE 并不 能确定 eNode B 发的 RAR 是发给自己而不是发给其它 UE 的，因为存在不同的 UE 在相同时间和相 同的频率资源（RA-RNTI 就是根据这两个维度算出来的，可以参见上面的公式）上，选择相同的 Preamble 的可能性。 那么，有可能出现：不同的 UE 在相同的上行资源上同时发送 Msg3。 初始随机接入过程的 Msg3 就是 RRC Connection Request，在此条信令里面，会携带一个随机生 成的长度为 40 位的 ue-Identity randomValue、或 S-TMSI（a temporary UE identity provided by the EPC which uniquely identifies the UE within the tracking area, see TS 23.003 [27]） ， 用于区分不同的 UE。 现网 使用的是 ue-Identity randomValue，如下所示： 18:13:25:465: PCO_RRC_UL_CCCH_Message: UE Index: 0, HWI: 0, 0xcx5exac000 { message c1 : rrcConnectionRequest : { criticalExtensions rrcConnectionRequest-r8 : { ue-Identity randomValue : '1000'B, establishmentCause mo-Signalling, spare '0'B } } }5.2.4 竞争消息解决与 L2/L3 消息反馈1、竞争消息解决（Contention Resolution） 当 UE 发送完 Msg3 （如上所述的 RRC Connection Request） 后， 启动 mac-ContentionResolutionTimer （sf40，40 subframes = 40ms） ，如果在这个定时器时间范围内，收到的 Contention Resolution 消息中30携带了的 UE ID 与在 RRC Connection Request 中所携带的 UE ID 相同，则此次随机接入成功，并将 Temporary C-RNTI 设为自己的 C-RNTI。 否则， 则认为此次随机接入失败， 丢弃掉 Temporary C-RNTI， 并且重新开始随机接入（可以参考“二、随机接入反馈”中 RAR 接收不成功的情形） 。 2、L2/L3 消息反馈。 如 RRC Connection Setup。6、下行功率分配流程功率的分配是影响 TD-LTE 系统性能的一个非常重要的因素。LTE 系统的功率分配主要包括了两 大部分：参考信号（Reference Signal）与物理专用共享信道（PDSCH） 。其分配原则涉及多个参数： RRU 最大发射功率、系统带宽、天线端口数、referenceSignalPower、Pa、Pb 等等。 针对以上纷繁杂乱的参数，我们在协议规范的功率分配原则基础上，给出各种主要功率的计算方 式、最大取值、以及最优化配置建议。6.1 RS 的功率分配6.1.1 RS 的作用LTE 系统中， RS(Reference Signal)的作用是为 UE 提供信道估计的参考信号，类似 3G 中的 PCCPCH。R9 版本的协议中一共定义了 4 种下行参考信号，分别如下： Cell-specific reference signals MBSFN reference signals UE-specific reference signals Positioning reference signals 现 网 一 般 用 到 的 都 是 Cell-specific reference signals 。 因 此 本 文 所 说 的 RS 都 默 认 指 CRS （Cell-specific reference signals） 。6.1.2 关键功率参数UE 如何获取 RRU 最大发射功率、系统带宽、天线端口数、referenceSignalPower、Pa、Pb 等功 率关键参数？ RRU 最大发射功率：这个是设备参数，UE 无法获取。后台配置 RS 和 PDSCH 等功率的时候，31必须遵循时域上（即 1 个 Symbol 上）功率总和不超过 RRU 最大发射功率原则。 系统带宽：MIB 消息中的 dl-Bandwidth 指示了系统带宽。 天线端口数：在 RRC Connection Reconfiguration 中的 antennaInfoCommon 指示了天线端口数。 referenceSignalPower ： IDLE 态 下 的 UE 从 小 区 广 播 的 SIB2 消 息 中 获 得 RS 的 功 率 referenceSignalPower。该值可以在 SIB2 的 pdsch-Config 中获知，协议规定的取值范围是(-60..50)，单 位是 dBm。 Pa：RRC Connection Setup 或 RRC Connection Reconfiguration 中的 physicalConfigDedicated 指示 了 Pa 的值。 Pb：IDLE 态下的 UE 从小区广播的 SIB2 消息中获得 Pb 取值。6.1.3 单天线端口 CRS 功率最大值计算如上所述，RS 功率的取值范围是(-60..50)dBm。但是，RS 的功率并非可以随心所欲地设置，需 要同时考虑多项因素的约束，如设备（即 RRU）最大的发射功率能力、系统带宽、天线端口数、Pa 取值、Pb 取值等等。 在已知 RRU 最大发射功率、系统带宽、天线端口数、Pa、Pb 等参数的情况下，CRS 的取值最大 能到多少呢？ 我们通过一个实例进行说明。假设某 LTE 网络， RRU 最大发射功率为 43W（20dBm） 、系统带 宽为 20MHz、天线端口数为 1、Pa=-3、Pb=1。 根据 3GPP TS36.213 协议的规范，Pb 的取值与天线端口数、 ? B / ? A 的对应关系如下所示：?B / ? APB0 1 2 3 One Antenna Port 1 4/5 3/5 2/5 Two and Four Antenna Ports 5/4 1 3/4 1/2根据协议规范， ? A 的取值分以下两种情况：? A = ? power -offset ? PA ? 10log10 (2) [dB] ， 当 UE 是由 4 天线端口的带有预编码方式发射分集方式传输时成立；? A = ? power -offset ? PA [dB]，除以上情况。对于所有的 PDSCH 下行传输模式来说， ? power -offset 一般取 0dB，适用于除了 multi-user MIMO 情况下的所有 PDSCH 传输模式。32通过以上规则，结合本例中的参数设置，不难得出 ? B / ? A =4/5、 ? A =-3dB。CRS 的最大功率计算 分成以下两种情况：Type A 和 Type B。 Type A：指不携带 CRS 的 Symbol。 ? A =-3dB，表示的是不包含 RS 的 PDSCH-to-RS EPRE 比例， 即不包含 RS 的 PDSCH 单 RE 功率=RS 功率(dBm)-3dB。设 RS 最大功率为 x dBm，那么 1200 个（带 宽 20MHz，因此 RE 数为 1200 个）PDSCH RE 功率总和最大值=RRU 最大发射功率，即满足以下公 式： 1200*10(x-3)/10=20,000(mw) 可以解得 x=15.22dBm。 Type B：指携带 CRS 的 Symbol。 ? B 表示的是包含 RS 的 PDSCH-to-RS EPRE 比例，由于? B / ? A =4/5、 ? A =-3dB， 那么包含 RS 的 PDSCH 单 RE 功率=10(x-3)/10 *4/5(mw)。 设 RS 最大功率为 x dBm，(1)在单天线端口的情况下，1200 个 RE 中有 200 个用于 RS、其余 1000 个用于 PDSCH。RS 的 200 个 RE 总功率+PDSCH 的 1000 个 RE 总功率最大值=RRU 最大发射功率，即满足以下公式： 200*10x/10 + 1000* 10(x-3)/10 *4/5 =20,000(mw) (2) 可以解得 x=15.22dBm。 运用以上方法思想，我们可以算出各种 RRU 最大发射功率、各种系统带宽、各种 Pa\Pb 设置下 CRS 的最大设置功率，可作为覆盖性能优化提升的参考。6.1.4 多天线端口 CRS 功率最大值计算在计算出单天线端口 CRS 最大功率后，我们延续上述案例，除天线端口数外，其余配置参数均 不变，计算多天线端口 CRS 的最大功率。 根据表 1 可知，在 2 或者 4 天线端口配置下， ? A =-3dB ，因此 Type A 下的 CRS 最大功率值与 单天线端口下一样。? B / ? A =1， ? A =-3dB， 设 RS 最大功率为 x dBm， 因此包含 RS 的 PDSCH 单 RE 功率为 10(x-3)/10 *1,。在 2\4 天线端口配置下， 1200 个 RE 中有 800 个用于 PDSCH。 RS 的 200 个 RE 总功率+PDSCH 的 800 个 RE 总功率最大值=RRU 最大发射功率，即满足以下公式： 200*10x/10+800*10(x-3)/10*1=20,000(mw) 可以看出该公式(3)与公式(2)实际是一样的。 综上所述，单天线端口与多天线端口配置下的 ? B / ? A 虽然不一样，但是多天线端口的 ? B / ? A 刚 好是单天线端口的 5/4 倍，因此我们可以得出一个重要结论：CRS 功率最大取值与天线端口数无关。 (3)336.2 PDSCH 的功率分配RS 功率越高，该小区的覆盖性能自然越好，但是在设备总功率一定的情况下，RS 功率的提升势 必分薄业务信道 PDSCH 的功率，影响系统吞吐量。PDSCH 的功率分配也分为单天线端口 PDSCH 功 率计算和多天线端口 PDSCH 功率计算。 继续沿用上述案例的参数设置，Pa=-3dB，Pb=1。可以算得 ? A =-3dB。 ? 在单天线端口情况下Type A，即不包含 RS 的 PDSCH 总功率为 1200*10(x-3)/10，x 为 RS 的单 RE 功率。 Type B，即包含 RS 的 PDSCH 总功率为 1000* 10(x-3)/10 *4/5，x 为 RS 的单 RE 功率。 ? 在多天线端口情况下Type A，即不包含 RS 的 PDSCH 总功率为 1200*10(x-3)/10，x 为 RS 的单 RE 功率。 Type B，即包含 RS 的 PDSCH 总功率为 800* 10(x-3)/10 *1，x 为 RS 的单 RE 功率。 从以上的计算可以看出，2/4 多天线端口配置下，PDSCH 总功率跟单天线端口下的 PDSCH 总功 率是一样的。运用以上法则，可以准确算出各种 RRU 最大发射功率、各种系统带宽、各种 Pa/Pb 设 置下的 PDSCH 总功率。6.3 下行功率最优化配置建议由于存在 TYPE A 和 TYPE B 两种功率取值，当且仅当 TYPE A 的 RE 总功率与 TYPE B 的 RE 总功率相等时，RRU 的功放利用率达到最大值。此时，下行功率分配达到最优化配置。 在 20MHz 带宽下， PtypeA =TYPE A 的 RE 总功率， PtypeB=TYPE B 的 RE 总功率， P= referenceSignalPower。 PtypeA=×10Pa/10 PtypeB=1000× ? B / ? A ×10P/10×10Pa/10+200×10P/10 设：Utilization=min(PtypeA,PtypeB)/max(PtypeA, PtypeB) 那么当 Utilization 越大， 则证明 PtypeA 与 PtypeB 越接近。 当且仅当 PtypeA= PtypeB 的时候， Utilization 达到最大值。可以得出在不同的 Pa、Pb 的取值下，Utilization 的大小，如下表所示： Utilization -6 Pa (dB) -4.77 -3 -1.77 Pb(dB) 0 67% 75% 86% 92%341 75% 86% 100% 92%2 86% 100% 83% 75%3 100% 83% 67% 58%0 1 2 3100% 97% 94% 92%83% 80% 77% 75%67% 63% 61% 58%50% 47% 44% 42%由以上列表可知，当(Pa,Pb)=(-6,3)、(-4.77,2)、(-3,1)、(0,0)这四种组合的时候，其 RRU 功放利用 率最高，为下行功率最优化配置。7、上行功控流程LTE 的上行功控按照 LTE 上行物理信道的不同，可以划分为三种：PUSCH 上行功控、PUCCH 上行功控、 SRS 上行功控。 跟上行功控有关的参数分布在 SIB2、 RRC Connection Setup、 RRC Connection Reconfiguration 三条信令中。如下所示： SIB2 中的 uplinkPowerControl 参数： uplinkPowerControl { p0-NominalPUSCH -89, alpha al1, p0-NominalPUCCH -99, deltaFList-PUCCH { deltaF-PUCCH-Format1 deltaF0, deltaF-PUCCH-Format1b deltaF1, deltaF-PUCCH-Format2 deltaF0, deltaF-PUCCH-Format2a deltaF0, deltaF-PUCCH-Format2b deltaF0 }, deltaPreambleMsg3 0 },RRC Connection Setup 里面的 uplinkPowerControl 参数： uplinkPowerControlDedicated { p0-UE-PUSCH 0, deltaMCS-Enabled en0, accumulationEnabled TRUE, p0-UE-PUCCH 0, pSRS-Offset 7, filterCoefficient fc4 },RRC Connection Reconfiguration 里面的 uplinkPowerControlCommon 参数： uplinkPowerControlCommon {35p0-NominalPUSCH -89, alpha al1, p0-NominalPUCCH -99, deltaFList-PUCCH { deltaF-PUCCH-Format1 deltaF0, deltaF-PUCCH-Format1b deltaF1, deltaF-PUCCH-Format2 deltaF0, deltaF-PUCCH-Format2a deltaF0, deltaF-PUCCH-Format2b deltaF0 }, deltaPreambleMsg3 0 },7.1 PUSCH 上行功控PUSCH 上行功控的主要参数主要从空闲状态的 SIB 2 的 uplinkPowerControl 和连接态 RRC Connection Setup 中 的 uplinkPowerControlDedicated 或 RRC Connection Reconfigauration 中 的 uplinkPowerControlCommon 获取。 SIB2 中涉及 p0-NominalPUSCH -89、alpha al 1 这两个参数。 RRC Connection Setup 或 RRC Connection Reconfiguration 中 涉 及 ： p0-UE-PUSCH 0 ， deltaMCS-Enabled en0、accumulationEnabled TRUE、filterCoefficient fc4 一共 4 个参数。 PUSCH 的上行功控流程可以参考 TS 36.213 的 5.1.1.1。UE 在 PUSCH 上的发射功率由以下公式 定义：PPUSCH (i) ? min{ PCMAX ,10log10 ( M PUSCH (i)) ? PO_PUSCH ( j) ? ? ( j) ? PL ? ?TF (i) ? f (i)}以下将针对上述公式的每一项因子进行详细解析。 第一项： PCMAX 是LTE的终端最大发射功率，根据TS 36.101的6.2.2可知，LTE的UE最大发射功率 是23dBm。 第二项： M PUSCH (i ) 是PUSCH在1个sub frame上所占用的RB个数。该参数的意义在于，PUSCH占 用的RB个数越多，需要UE在PUSCH上的发射功率越大。 第三项： PO_PUSCH ( j ) = PO_NOMINAL_PO_NOMINAL_PUSCH PUSCH( j ) + PO_UE_PUSCH ( j )( j ) 分成两种情况，当 j=0/1 和 j=2 时：1）当 j=0（表示 PUSCH 对于半静态调度的传送、重传）或 j=1（表示 PUSCH 对于静态调度的传36送、重传）时， PO_NOMINAL_ 中是-89dBm。PUSCH( j ) 可以在 SIB 2 中查找到，取值范围 INTEGER (-126..24)。本信令2 ） 当 j=2 （ 表 示 PUSCH 发 送 随 机 接 入 响 应 （ Random Access Response ） ）时：PO_NOMINAL_ PUSCH (2) ? PO_PRE ? ? PREAMBLE _ Msg 3PO_PRE 就是 PREAMBLE_INITIAL_RECEIVED_TARGET_POWER，在 SIB2 中的rach-Config 中可以查找到，本信令中的取值为-96dBm。? PREAMBLE _ Msg 3 在 SIB2 的 uplinkPowerControl 里可以找到，该信令中取值为 0。 P O_UE_PUSCH (2) ? 0 。PO_UE_PUSCH 在 RRC Connection Setup 中可以查到，取值范围 INTEGER (-8..7)，单位是 dB。本信令中是 0。 第四项： ? ( j ) ? PL 。 当 j=0 或 1 时， ? ( j ) 的取值范围： ? ? ?0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1? 共 8 种取值，占用 3 个比特； 当 j=2 时， ? ( j ) =1。本信令中，取值为 1。 PL 是 Path Loss，是 UE 根据 SIB2 的 reference signal power 减去接收到的 RSRP，估算出大约路 损。路损跟 filterCoefficient 也有关。PUSCH 第五项： ?TF (i) ? 10log10 ((2 MPR?K ?1) ?offset ) 。MPR 的计算过于复杂，因此我们只考虑另外两个变S量所涉及的参数。 Ks 由 deltaMCS-Enabled 指示。deltaMCS-Enabled 有两种取值，en0 和 en1。当 deltaMCS-Enabled 取值为 en0 时，Ks=0，代表 disabled；当 deltaMCS-Enabled=1 时，Ks=1.25，代表 enabled。由上述公 式可知，如果是 Ks=0 代表 disabled，则整个值均为 0。本信令中，Ks=0。基于 MCS 的功率调整可以 使得 UE 根据选定的 MCS 来动态地调整相应的发射功率。UE 的 MCS 是由 eNodeB 来调度的，通过 设置 UE 的发射 MCS，可以较快地调整 UE 的发射功率，达到类似快速功控的效果。PUSCH CQI ?offset ? ?offset 适用于，只有控制信息而无其它数据在 PUSCH 上发送。其它情况，则等于 1。因此这一项，我们在优化中只需要考虑 deltaMCS-Enabled 的取值即可。如果选择 enabled，则 UE 在 PUSCH 的发射功率要加一个值上去；如果选择 disabled，则不需要加这个值上去。 第六项： f (i ) 的计算过于复杂，对于无线网络优化一般是用不到的。涉及的层三参数是 accumulationEnabled，有两个取值，True or False。如果 accumulationEnabled 开启（设置为 True） ，代37表使用累计调整， f (i) ? f (i ? 1) ? ? PUSCH (i ? K PUSCH ) ；如果 accumulationEnabled 关闭（设置为 False） ， 代表使用绝对值调整， f (i) ? ? PUSCH (i ? K PUSCH ) 。 我们简述一下累计调整和绝对值调整的特点。 累积调整方式适用于 PUSCH，PUCCH 和 SRS，绝对值调整方式只适用于 PUSCH。 累积方式是指当前功率调整值是在上次功率调整的数值上增加/减少一个 TPC 中指示的调整步 长，累积方式是 UE 缺省使用的调整方式。LTE 中累积方式的 TPC 可以有两套不同的调整步长，第一 套步长为（-1，0，1，3）dB，对于 PUSCH，由 DCI format 0/3 指示；对于 PUCCH，由 DCI format 1/1A/1B/1D/2/2A/3 指示。 第二套步长为 （-1，1） ， 由 DCI format 3a 指示 （适用于 PUCCH 和 PUSCH） 。 绝对值方式是指直接使用 TPC 中指示的功率调整数值，只适用于 PUSCH。此时，eNodeB 需要 通过 RRC 信令显式地关闭累积方式地功率调整方式。当采用绝对值方式时，TPC 数值为（-4，-1，1， 4）dB，由 DCI format 0/3 指示，其功率调整地范围可达 8db,适用于 UE 不连续的上行传输，可以使得 eNodeB 一步调整 UE 的发射功率至期望值。 这 两 种 不 同 的 调 整 方 式 之 间 的 转 换 是 半 静 态 的 ， eNB 通 过 专 用 RRC 信 令 （UplinkPowerControlDedicated: accumulationEnabled）指示 UE 采用累积方式还是绝对值方式。7.2 PUCCH 上行功控PUCCH 上行功控的主要参数主要从空闲状态的 SIB2 的 uplinkPowerControl 和连接态 RRC Connection Setup 中 的 uplinkPowerControlDedicated 或 RRC Connection Reconfigauration 中 的 uplinkPowerControlCommon 获取。 SIB2 中涉及 p0-NominalPUCCH -99、alpha al 1 这两个参数。 RRC Connection Setup 或 RRC Connection Reconfiguration 中 涉 及 p0-UE-PUCCH 0 、 deltaMCS-Enabled en0、accumulationEnabled TRUE、filterCoefficient fc4 这 4 个参数。 PUCCH 的上行功控流程可以参考 TS 36.213 的 5.1.2.1。UE 在 PUCCH 上的发射功率由以下公式 定义：PPUCCH ?i ? ? min?PCMAX , P0_PUCCH ? PL ? h?nCQI , nHARQ ? ? ? F_PUCCH ?F ? ? g ?i ??以下将针对上述公式的每一项因子进行详细解析。 第一项： PCMAX 是LTE的终端最大发射功率，根据TS 36.101的6.2.2可知，LTE的UE最大发射功率 是23dBm。38第二项： PO_PUCCH = PO_NOMINAL_PUCCH+P O_UE_PUCCH 。本信令中，p0-NominalPUCCH -99，p0-UE-PUCCH 0。可以理解为eNode B解调PUCCH的信息，需要UE在PUCCH上发射的最基本的功率 值。 第三项：PL 是 Path Loss，是 UE 根据 SIB2 的 reference signal power 减去接收到的 RSRP，估算 出大约路损。路损跟 filterCoefficient 也有关。 第四项： h nCQI , nHARQ 与 PUCCH Format 相关。 nCQI 是 CQI 的比特数， n HARQ 是 HARQ 的比特 数。当 PUCCH Format 格式不同的时候， h nCQI , nHARQ 的取值也会发生变化。一共分三种情况，如 下所示： 1、For PUCCH format 1,1a and 1b h nCQI , n HARQ ? 0 ； 2、For PUCCH format 2, 2a, 2b and normal cyclic prefix??????h nCQI , n HARQ??? ? nCQI ?10 log10 ? ? 4 ?? ? ?0 ?? ? if nCQI ? 4 ? ? otherwise3、For PUCCH format 2 and extended cyclic prefixh nCQI , nHARQ??? ? nCQI ? nHARQ ?10log10 ? ? ?? 4 ? ? ?0? ? ? if nCQI ? nHARQ ? 4 ? otherwise由于现在没有使用extended cyclic prefix，因此我们只需要考虑第1和第2种情况即可。这一项的意 义在于： PUCCH Format格式越长， 需要UE在PUCCH上发射更大的功率； CQI 和HARQ的比特数越多， 需要UE在PUCCH上发射更大的功率。 第五项： ? F_PUCCH ?F ? 是由层三信令提供的。在 SIB2 或 RRC Connection Reconfiguration 中，可 以查到 ?F_PUCCH ( F ) 的取值。这是根据不同的 PUCCH Format 设置不同的功率偏置。 deltaFList-PUCCH { deltaF-PUCCH-Format1 deltaF0, deltaF-PUCCH-Format1b deltaF1, deltaF-PUCCH-Format2 deltaF0, deltaF-PUCCH-Format2a deltaF0, deltaF-PUCCH-Format2b deltaF0 查询 36.331 可以知道， ?F_PUCCH ( F ) 是针对 PUCCH formats 1, 1b, 2, 2a and 2b 这 5 种格式的。取 值范围如下所示：DeltaFList-PUCCH ::= SEQUENCE {39deltaF-PUCCH-Format1 deltaF-PUCCH-Format1b deltaF-PUCCH-Format2 deltaF-PUCCH-Format2a deltaF-PUCCH-Format2bENUMERATED {deltaF-2, deltaF0, deltaF2}, ENUMERATED {deltaF1, deltaF3, deltaF5}, ENUMERATED {deltaF-2, deltaF0, deltaF1, deltaF2}, ENUMERATED {deltaF-2, deltaF0, deltaF2}, ENUMERATED {deltaF-2, deltaF0, deltaF2}M ?1 m ?0第六项：G g (i) ? g (i ? 1) ?? ? PUCCH (i ? km ) ， g (i ) 使用累计调整的方式。注意：只有PUSCH才有绝对值调整方式。 g ( i ) 的计算过于复杂，对于无线网络优化一般是用不到的，在这里不再解析。7.3 SRS 上行功控SRS（Sounding Reference Signal）上行功控的主要参数主要从连接态 RRC Connection Setup