LTE: 小区特定参考信号功率与RRU发射功率的计算 |
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本文介绍基本的概念和计算过程 一、时域与频域的主要单位 LTE中,时域资源主要包括系统帧、子帧、slot、symbol。一个系统帧为10ms, 一个子帧1ms, 一个slot 0.5ms. 一个系统帧由10个子帧组成,一个子帧由两个slot组成,一个slot由多个符号(symbol)组成,每个符号(用 表示)由循环前缀(Cyclic Prefix,简称CP)和可用的符号时间组成。对于普通子帧,常规循环前缀,一个时隙包括7个OFDM符号,扩展循环前缀,一个时隙包括6个OFDM符号, 不同的OFDM用于携带不同的数据。 LTE中频域资源包括整个系统带宽、RB、子载波等。频域上的系统带宽即小区使用带宽比如2OM, 10M. LTE中,频域上的基本单位为一个子载波(subcarrier),上行和下行的子载波间距均为15 kHz。每个RB包含12个子载波,也就是180KHz。20M带宽下,预留边缘部分作为频率间隔,协议规定20M带宽包含100RB,在物理层是可以超过100RB的。
四、小区特定的参考信号 下行参考信号是预先定义好的,并占用时频资源网格中的某些特定RE。LTE中定义了多种下行参考信息,每种参考信号有各自不同的应用场景,包括小区特定的参考信号、MBSFN参考信号、UE特定的参考信号、定位参考信号、CSI参考信号。 小区特定的参考信号对小区内的所有UE都有效,其作用包括:(1)可被UE用于除PMCH和TM 7/8/9(对应基于非码本的预编码)下的PDSCH传输之外的其它任何下行物理信道的信道估计;(2)可被UE用来获取CSI;(3)基于小区特定的参考信号的终端测量可用作决定小区选择和切换的基础。 小区可以使用1个、2个或4个小区特定的参考信号,分别对应使用1个、2个或4个天线端口。小区特定的参考信号只在天线端口0~3中的一个或几个中传输。小区特定的参考信号在每个下行子帧,整个下行带宽内的每个RB上都会发送,此处在TDD 12.0版本有相关优化,意图在无数据调度的RB上不发送参考信号,从而达到降低其他RB的干扰的目的。MBSFN参考信号在天线端口4上传输,还有其他的下行参考信号在5、6..14、15等端口上传输。此处的端口讲述的是参考信号在RB pairs上的一种摆放方式, 其最终都需要映射到小区中存在的逻辑端口上。目前逻辑端口数最大为8。 五、小区特定参考信号功率与RRU发射功率的计算 1. 小区特定参考信号功率的设置。 可以配置一个小区的参考信号功率,也可以配置一个天线的参考信号功率。此处设置的功率为单位时间内在任一RE频率带宽上发射的参考信号能量。也就是单位时间内一个子载波的发射能量。 2. RRU发射功率的计算 设功率设置值为a(0.1dBm),参考信号功率为p’。 则有0.1a=10lg p’, p’=100.01a,此处P’表示单个RE上的发射功率。 一个20M小区,其RE数目为100*12,假设所有有RE上都发射的是参考信号,则RRU端口上可以检测到的发射功率p应该为: P=1200*p’=1200*100.01a 1个、2个或4个天线端口的小区特定参考信号的映射关系如下图所示,其中绿色为参考信号RE,白色为普通数据RE,空格为不发送数据。功率的单位时间为1s,也就是1个TTI,就是下图中一个大方块的长度,对普通子帧,其包含了14个符合。大方块的高度方面为12个子载波。也就是一个RB pairs包含了12*14=168个RE。为了使参考信号能被有效接收,参考信号的功率通常大于普通信号的功率。总的功率等于一个符号长度内所有RE功率的求和。
图示:小区参考信号端口1,2,4的排序 在一个符号的时间长度内,有的12个RE包含了参考信号RE,有的不包含,有的还包含了不发送信号的空格。定义TypeA RE,TypeB RE 如下: TypeA RE:REs without RS signals on the same symbol TypeB RE: REs with RS singals on the same symbol 对One antenna port,其功率的计算有两种情况:2 RS + 10 TypeB RE;12 TypeA RE。 对Two/Four antenna port: 其功率的计算也有两种情况:2 RS + 8 TypeB RE;12 TypeA RE。 定义EA(mW),EB(mW),ERS(mW)。EA(mW): The RE power of TypeA RE;EB(mW): The RE power of TypeB RE;ERS(mW): The RE power of RS signals。ERS跟MML设置值dbm的换算关系如下:ERS(mW) = 10^(RS(dBm)/10)。 ERS和EA/EB的大小关系来源于port以及PA/PB的设置,端口设置前面已经描述。PB,该参数表示PDSCH上EPRE(Energy Per Resource Element)的功率因子比率指示,它和天线端口共同决定了功率因子比率的值。该参数设置的越小,有导频的符号上的数据功率越小;该参数设置的越大,有导频的符号上的数据功率越大。 ρa(mW) = EA/ERS;ρb(mW) = EB/ERS。 一般情况下有ρa(dBm) = PA + 10log(2) (Transmit diversity)或者ρa(dBm) = PA (Other situations)。ERS一定,PA变大,则EA变大,小区所有用户功率将提高。在传输分集时,PA功率相对非传输分集提高两倍。由PA可以得出ρa, 进而得到EA。 ERS(mW) = 10^(RS(dBm)/10); EA(mW)= 10^((RS(dBm)+ρa(dBm))/10); EB(mW)= 10^((RS(dBm)+ρb(dBm))/10)。 ρb(dBm) 与 ρa (dBm)的关系如下表, 由ρa和PB,进而可以得出ρb,最后算出EB。
3. SIB2中RSP的计算 Sib2(RSP):SIB2消息中下发的RSRP值,是每逻辑天线(port)的小区参考信号的功率。计算原则为当逻辑端口数小于物理小区端口数时,比如物理端口4,逻辑端口2。则SIB2中的值为配置功率换算为功率后的2倍。因为两个天线同时发送的数据在终端侧被叠加。 Sib2(RSP) = 0.1dBm * ReferenceSignalPwr + 10*log10(AntNum / CrsPortNum)。其中AntNum为物理天线个数,CrsPortNum为CRS端口数。 |
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