高話務(wù)場景LTE小區(qū)容量瓶頸分析

1、1.1 高話務(wù)場景LTE小區(qū)容量瓶頸分析1.1.1 PDCCH信道容量評估PDCCH信道影響的是同時調(diào)度用戶數(shù)，因此在一定配置條件下PDCCH信道容量定義為可以同時調(diào)度的用戶數(shù)。PDCCH信道容量受限于PDCCH可用CCE資源以及PDCCH聚合度。因此計算在控制區(qū)域內(nèi)除去PCFICH信道以及PHICH信道所占的無線資源后，剩下的資源即為最大的承載PDCCH信道的資源。因此在每個子幀分配k個OFDM符號給控制區(qū)域時，一個TTI內(nèi)能夠支持的最大調(diào)度用戶數(shù)可以表示為：其中為下行控制區(qū)域內(nèi)可用REG數(shù)，為PCFICH信道占用的REG數(shù)，為PHICH信道占用的REG數(shù)，為1個PDCCH信道占用的CCE個

2、數(shù)。PCFICH信道占用的REG數(shù)是固定的，2bit的CFI信息經(jīng)過1/16編碼為32bit，進行小區(qū)級加擾和QPSK調(diào)制變成16個符號，映射到控制區(qū)域第一個OFDM符號的4個REG上。一個PHICH組占用的資源長度在PBCH信道中進行廣播。一般來講，經(jīng)過擴頻后的一個PHICH組信道符號經(jīng)過小區(qū)級加擾、層映射及預(yù)編碼之后，映射到控制區(qū)域上第一個OFDM符號上，占用了3個REG。因此在常規(guī)CP條件下，結(jié)合上面的公式，PDCCH信道容量公式就變?yōu)椋河捎谠诓煌奶炀€端口數(shù)條件下參考信號RS消耗的RE數(shù)目有所變化，因此可用REG數(shù)不僅與控制區(qū)域符號數(shù)k有關(guān)，還與天線端口的配置情況相關(guān)。下表給出系統(tǒng)帶寬

3、20Mhz，常規(guī)CP下，控制區(qū)域符號數(shù)k，也就是CFI分別為1、2、3，TDD子幀配比為1時，非子幀0和子幀5條件下PDCCH信道可用CCE數(shù)目。表Error! No text of specified style in document.-1系統(tǒng)帶寬20Mhz,PDCCH信道可用CCE數(shù)目Ng天線端口數(shù)=2k=1k=2k=31/62054871/219528611750842134680因此，可以得到在Ng取值為1時，PDCCH不同聚合度下，在非子幀0和子幀5條件下可以同時調(diào)度用戶數(shù)見下表。表Error! No text of specified style in document.-2 P

4、DCCH信道容量PDCCH天線端口數(shù)=2k=1k=2k=3117508429254245132183710需要說明的是在實際網(wǎng)絡(luò)中PDCCH聚合度是自適應(yīng)變化的。因此，可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)中平均PDCCH占用CCE個數(shù)來進行網(wǎng)絡(luò)所容許的最大同時調(diào)度用戶數(shù)的估算，即每TTI可調(diào)度最大用戶數(shù)為21，每秒可調(diào)度最大用戶數(shù)為2100個。由于PDCCH信道承載調(diào)度相關(guān)信息，因此PDCCH信道數(shù)只會限制同一TTI調(diào)度的用戶數(shù)，但不會限制同時在線用戶數(shù)。1.1.2 PUCCH信道容量評估CQI容量評估CQI容量評估相關(guān)參數(shù)如下表。表Error! No text of specified style in docum

5、ent.-3CQI容量評估相關(guān)參數(shù)參數(shù)名所在表單名參數(shù)含義備注ucNumPucchCqiRBR_PUCHPUCH2/2a/2b占用RB數(shù)可能包含PUCCH Blanking的RB數(shù)aucCQIRptPeriod3R_PUCHCQI支持的周期配置四維數(shù)組，數(shù)組取值由小到大排列aucCQIRptTTINum3R_PUCHCQI各個周期分配的TTI數(shù)四維數(shù)組，與aucCQIRptPeriod3參數(shù)中的元素一一對應(yīng)，表示以aucCQIRptPeriod3中最小有效周期包含的上行TTI數(shù)為基準，給各個周期分配的TTI數(shù)。ucMaxUserPucchfmt2R_SCENECFGPUCCH格式2系列每RB復(fù)

6、用的用戶數(shù)B類參數(shù)，網(wǎng)管無體現(xiàn)ucPucchBlankFlagR_PUCHPUCCH Blanking使能開關(guān)ucPucchBlankNumR_PUCHPUCCH Blanking RB數(shù)根據(jù)協(xié)議定義，CQI容量計算公式為：CQI容量評估相關(guān)參數(shù)在后臺配置數(shù)據(jù)中的位置如下圖所示。圖Error! No text of specified style in document.-1CQI容量評估相關(guān)參數(shù)在網(wǎng)管的位置根據(jù)上圖，可以看到：1、ucNumPucchCqiRB現(xiàn)網(wǎng)取值為3；2、默認未開啟PUCCH blanking功能，所以ucPucchBlankFlag為0；3、aucCQIRptTTIN

7、umi現(xiàn)網(wǎng)取值為1;3;0；4、aucCQIRptPeriodi現(xiàn)網(wǎng)取值為20;80.160；5、aucCQIRptPeriod3中最小有效周期現(xiàn)網(wǎng)取值為20；6、ucMaxUserPucchfmt2是個B類參數(shù)，當(dāng)前版本默認取值為6；將以上取值代入公式進行計算，可以得出：支持的最大用戶數(shù)=3*6*（1*20+3*80+0*160）/20=234個。由此可見，PUCCH信道的CQI容量是影響小區(qū)容量的一塊短板。1.1.3 PUCCH信道容量評估SR信道容量評估SR信道容量評估相關(guān)參數(shù)如下表所示。表Error! No text of specified style in document.-4S

8、R信道容量評估相關(guān)參數(shù)參數(shù)名所在表單名參數(shù)含義備注wNPucchSrR_PUCHSR每子幀分配的碼道數(shù)aucSRTrPeriod4R_PUCHSR支持的周期列表四維數(shù)組，數(shù)組取值由小到大排列aucSRTrCHNum4R_PUCHSR各個周期分配的碼道數(shù)四維數(shù)組，與aucSRTrPeriod4參數(shù)中的元素一一對應(yīng)，表示對應(yīng)周期每RB復(fù)用的用戶數(shù)ucMaxUserPucchfmt1R_PUCHPUCCH格式1/1a/1b每RB復(fù)用碼道數(shù)根據(jù)協(xié)議定義，SR信道容量評估計算公式如下：SR容量評估相關(guān)參數(shù)在后臺配置數(shù)據(jù)中的位置如下圖所示。圖Error! No text of specified styl

9、e in document.-2SR信道容量評估相關(guān)參數(shù)在網(wǎng)管上的位置根據(jù)上圖，可以看到：1、當(dāng)子幀配比為2時，aucSRTrPeriodi內(nèi)的上行子幀數(shù)取值為2；2、wNPucchSr現(xiàn)網(wǎng)取值為36；3、ucMaxUserPucchfmt1現(xiàn)網(wǎng)取值為12；4、aucSRTrCHNum現(xiàn)網(wǎng)取值為1;1;10;0；5、上行子幀數(shù)，10ms里2個，依次類推，20ms里4個，40ms里8個。將以上取值代入公式計算：支持的最大用戶數(shù)=2*（36/12）*1+4*（36/12）*1+8*（36/12）*10=258個由此可見，PUCCH信道的SR容量也是影響小區(qū)容量的一塊短板。1.1.4 PRACH信道

10、容量評估按照TDD配比2，當(dāng)PRACH configuration Index=3時，通過查下表，可以看到RA的密度為每10ms一個RA，因此PRACH時域資源為：100個/秒；圖Error! No text of specified style in document.-3TD-LTE 隨機接入preamble 格式0-4的配置格索引每個小區(qū)有64個前導(dǎo)碼，其中現(xiàn)網(wǎng)配置52個用于基于競爭額隨機接入，則每秒可支持的基于競爭的隨機接入個數(shù)=52*100個/秒=5200由此可見，PRACH信道的容量不是影響小區(qū)容量的瓶頸。1.1.5 信道容量評估小結(jié)從上述分析來看，限制接入用戶數(shù)的瓶頸不在PDCCH和PRACH，及與下行控制信道和隨機接入