WCDMA專用物理信道功率設(shè)置

摘要　從理論上探討了各種業(yè)務(wù)信道的發(fā)射功率與CPICH Ec/No之間的關(guān)系，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。該關(guān)系將網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷情況與業(yè)務(wù)的性能聯(lián)系在一起，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化中，可利用該關(guān)系提升網(wǎng)絡(luò)性能。

在WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)中，不同的業(yè)務(wù)具有不同的覆蓋，每種業(yè)務(wù)的覆蓋范圍與其下行無線鏈路的最大發(fā)射功率有關(guān)。在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，為了保證某種業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋，需要合理設(shè)定該種業(yè)務(wù)的最大發(fā)射功率；同時(shí)，為了更加有效地利用無線資源，需要設(shè)定合適的下行最小無線鏈路功率，這種情況經(jīng)常應(yīng)用在室內(nèi)覆蓋等無線條件比較好的無線環(huán)境中。文章對(duì)WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)中各種無線接入承載（RAB：Radio Access Bearer）的DPCH信道功率設(shè)置進(jìn)行了探討。

一、各種業(yè)務(wù)的下行發(fā)射功率與CPICH Ec/No的關(guān)系

對(duì)于不同的業(yè)務(wù)，需要不同的下行碼發(fā)射功率來維持該業(yè)務(wù)所需的塊誤碼率（BLER：Block Error Rate）。對(duì)于特定的業(yè)務(wù)，Node B發(fā)射的下行碼發(fā)射功率取決于下面的幾個(gè)因素：無線傳播環(huán)境、該業(yè)務(wù)的BLER目標(biāo)、用戶設(shè)備（UE）是否處于宏分集狀態(tài)和UE的移動(dòng)速度等。

當(dāng)UE處于單鏈路（Active Set Size為1）時(shí)，每種業(yè)務(wù)專用物理信道（DPCH）所需的功率相對(duì)公共導(dǎo)頻信道（CPICH）可以表示為：

式中Ec/No為CPICH的信號(hào)質(zhì)量，EcRAB/No=Φ（RAB，BLER Target，　Channel）；EcRAB/No=Φ（RAB，BLER Target，Channel），表示為了維持某一RAB所需的BLER Target，DCH需要的信號(hào)質(zhì)量EcRAB/No。一般地，EcRAB/No是RAB和BLER目標(biāo)的函數(shù)（實(shí)際上，EcRAB/No還和信道環(huán)境及UE移動(dòng)速度有關(guān)）。因此，某種業(yè)務(wù)相對(duì)CPICH的功率（dB）在一定的BLER目標(biāo)和信道條件下與CPICH的Ec/No呈線性關(guān)系，如圖1所示。

圖1　業(yè)務(wù)的下行功率（相對(duì)于CPICH）與CPICH Ec/No的關(guān)系

從圖中可以看出，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷變化時(shí)（表現(xiàn)為CPICH Ec/No的變化），業(yè)務(wù)所需的下行發(fā)射功率也將發(fā)生變化。因此，一方面，可以根據(jù)CPICH Ec/No來相應(yīng)地確定各種業(yè)務(wù)下行的發(fā)射功率；另一方面，通過考察網(wǎng)絡(luò)的CPICH Ec/No的分布情況，能夠了解各種業(yè)務(wù)相應(yīng)的覆蓋范圍。這樣，就能準(zhǔn)確地對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能作出判斷，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化作出指導(dǎo)。例如，當(dāng)需要保證某種業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋時(shí)，可以根據(jù)該業(yè)務(wù)所需的CPICH Ec/No，調(diào)整該業(yè)務(wù)的dlPowerOffset值。

各種業(yè)務(wù)的dlPowerOffset的設(shè)置具有一定的范圍。在無線環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷都比較好的情況下，下行發(fā)射碼功率（Downlink Transmitted Code Power）非常低，此時(shí)無線環(huán)境的突變（如出現(xiàn)新干擾）和Node B硬件資源的限制就可能會(huì)導(dǎo)致該無線鏈路的掉話。為了防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象，需要合適地設(shè)置最小下行發(fā)射碼功率dlMinPower（單位為dB，表示相對(duì)CPICH信道的功率）。一方面，dlMinPower不能設(shè)置地過小，否則起不到保護(hù)無線鏈路的作用；另一方面，dlMinPower也不能設(shè)置地過大，否則會(huì)大大浪費(fèi)Node B的功率，減小系統(tǒng)容量。各種業(yè)務(wù)的最大下行發(fā)射碼功率dlMaxPower（單位為dB，表示相對(duì)CPICH信道的功率）也不能設(shè)置地過大，否則會(huì)占據(jù)大量的下行發(fā)射功率，容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能的下降。

需要注意的是，Ec/No與dlPowerOffset的關(guān)系與UE是相關(guān)的，這是因?yàn)橄滦械墓�控是UE控制的，并且不同的UE解調(diào)能力和功控算法都不相同。盡管如此，我們還是可以選擇一種具有代表性的UE作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，考察各種業(yè)務(wù)的下行功率（相對(duì)于CPICH）與CPICH Ec/No的關(guān)系。

二、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用摩托羅拉A835作為終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試語音、視頻電話、PS64K、PS128K和PS384K五種業(yè)務(wù)的下行發(fā)射碼功率與CPICH信道的Ec/No的關(guān)系，結(jié)果如圖2所示。

圖2　摩托羅拉A835各種業(yè)務(wù)的下行發(fā)射功率與CPICH Ec/No關(guān)系（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試）

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中各種業(yè)務(wù)的下行發(fā)射功率與CPICH Ec/No的關(guān)系表達(dá)式如表1所示。

表1　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中各種業(yè)務(wù)的下行發(fā)射功率與CPICH Ec/No定量關(guān)系

上述公式中的功率與理論值（為-1）不同，是由于無線環(huán)境變化和功率控制造成的；當(dāng)為了能盡快保持業(yè)務(wù)所需的BLER Target而使無線環(huán)境變差時(shí)，UE要求抬高下行的發(fā)射功率；當(dāng)無線環(huán)境變好時(shí)，UE則會(huì)適當(dāng)下調(diào)下行的發(fā)射功率。也就是說，該UE的功控算法相對(duì)比較保守，以最大可能地保持用戶的感知。

三、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化建議

利用各種業(yè)務(wù)的下行發(fā)射功率與CPICH Ec/No的關(guān)系，可以了解各種業(yè)務(wù)在特定的Ec/No條件下所需的下行發(fā)射碼功率。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變大時(shí)，通過路測(cè)CPICH的Ec/No，就能了解各種業(yè)務(wù)的覆蓋范圍，從而準(zhǔn)確判斷網(wǎng)絡(luò)的性能，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化作出指導(dǎo)。例如，當(dāng)需要保證某種業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋時(shí)，可以根據(jù)保證該業(yè)務(wù)所需的Ec/No，調(diào)整該業(yè)務(wù)dlPowerOffset的最大值，即dlMaxPower。

對(duì)不同的無線環(huán)境設(shè)置合理的dlPowerOffset最小值，即dlMinPower，可以達(dá)到既保證通話質(zhì)量，又不浪費(fèi)下行的發(fā)射功率，同時(shí)減小干擾的目的。利用各種業(yè)務(wù)的下行發(fā)射功率與Ec/No的關(guān)系，只需了解CPICH的Ec/No的分布情況，就可以設(shè)置dlMinPower。

從某種意義上來說，業(yè)務(wù)信道的發(fā)射功率與CPICH Ec/No之間的關(guān)系將網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷情況（表現(xiàn)為Ec/No）與業(yè)務(wù)的性能聯(lián)系在一起。在實(shí)際的規(guī)劃和優(yōu)化中，可以利用該關(guān)系提升網(wǎng)絡(luò)的性能。