843-5G MIMO下的功率控制.docx
5GMIMO下的功率控制NR中最大的特点是引入了MassiveMIMO,而功率控制的目的是控制干扰，这会不会影响波束赋形，并且定向波束赋形可能会改变干扰情况。因为5G需要在各种载波频率下工作，频率范围从700MHZ到70GHZ以上。为了避免更高载波频率（即6GHz）下的路径损耗问题，在波束赋形的帮助下高效利用高定向传输和接收可以被视为基站和UE侧的主要技术。随着天线数量的增加，最大波束赋形增益也将增加，它将对上行链路质量起到重要作用。因此，在NR上行MIMo中，上行链路质量更与实际实现的波束赋形增益相关，包括发射和接收波束赋形增益。在以下情况下，详细解释了波束赋形增益或实际发射波束因UE移动而改变。由于上行链路的动态范围大、质量变化率高，这将给上行功率控制带来挑战。Case 1如图1所示，当UE在波束内和波束之间移动时，在不同的UE位置下，波束赋形增益将发生变化。由于波束中心的波束赋形增益较大，当UE移动到波束边缘时，链路质量会发生很大变化。因此，链路质量的动态范围很大。在这种情况下，需要上行链路功率控制机制跟上上行链路质量的范围，尤其是对于高速移动。Case 2对于UE,由于体积小、重量轻，更容易进行旋转。上行链路波束可以随着UE的旋转而更频繁地改变。如图2所示，随着姿势的改变，旋转会对波束方向产生很大的影响。这将在短时间内导致上行链路波束赋形增益发生较大变化。基站因为移动或诙转带来的UE波束改变图2:UE旋转带来的上行波束快速改变场景在异构网络中，各基站的发射功率可能不同。如图3所示，高功率站点传输46dBm,低功率站点仅传输30dBm0当UE进行移动时，接收点可以从具有高发射功率的点改变到具有低发射功率的点。然后，发射波束和相应的波束赋形增益将突然改变。Q 0 下行波束 上行波束图3:接收站点改变带来的上行波束快速改变对于图2和图3中的场景，由于波束切换，上行链路质量可能会快速变化。在这种情况下，需要上行链路功率控制机制跟上上行链路质量的变化率。Case 3当在IJE侧使用波束赋形时，由于支持的天线数量等原因，波束图将不同。对于UE,不同的发射波束图，对相邻小区的干扰将不同。如果UE侧的波束较窄，则其对相邻小区的干扰较小。如果使用全向天线或UE侧波束较宽，则其对相邻小区的干扰较大。因此，上行链路功率控制机制需要考虑UE侧的波束赋形模式。对于LTE系统，制定了详细的功率控制机制。UE传输功率的公式如下所示:P(z) = mindBm£：MAX(')，IOlog10(MW)+Z(7)+a(j)PL÷tf(/)+f(i)其中，Pcu4(i)是配置的最大允许发射功率；M(i)是分配的上行链路PRB数；P0(j)是由小区特定参数和UE特定参数组成的名义暴；PL是在UE中估计的下行链路路径损耗，单位为dB,PL=referenceSignalPower-高层过滤的RSRP,其中referenceSignalPower由高层信令提供；a(j)是特定于小区的路径损耗补偿因子，用于实现小区平均吞吐量和小区边缘吞吐量之间的平衡；Po(j)÷a(j)*PL为开环功率控制部分提供基线发射功率；.(i)是与PlJSeH传输格式相关的补偿项，例如MCS；f(i)是从动态信令的发射功率控制(TPCtransmitpowercontrol)字段导出的功率调整。5G提出了一种上行链路功率控制的替代方法，其中明确考虑了IJE对相邻同信道部署小区产生的干扰，如下所示：Pa)=minmaxr(0+10Iog10MG)+POo)+PL+a(j)(PLt-PQ,10logl0M(D+Pmn>Pcmax这里，P仆是UE的最小每RB发射功率，PL,是UE对其主要干扰源的路径损耗(以dB为单位)，该路径损耗可以从其相邻小区的RSRP测量中得出。功率控制原则上可分为开环功率控制部分和闭环功率控制部分。对于开环控制部分，通过根据路径损耗设置适当的基线发射功率来保证所需的链路质量。对于闭环功率控制部分，根据信道和干扰条件，对一个特定的传输使用更精细的功率调整。一般来说，为了保证上行链路功率的可靠有效控制，可以在开环部分或闭环部分考虑补偿波束赋形增益的大而快的变化。对于开环部分，可以认为PL、PL,和P。(j)反映了波束赋形增益。对于闭环部分，f(D可用于调整发射功率以补偿波束形成增益的变化。对于PUCCH,性能的可靠性和鲁棒性是首要考虑的。可以使用健壮的上行波束赋形方案。对于PUSCH,可以考虑高传输效率。精确的波束赋形方案可用于实现高波束赋形增益。由于PUCCH和PUCCH可以根据不同的设计目标使用不同的波束赋形方案，因此PUSCH和PUCCH可以使用单独的功率控制方案来补偿波束赋形增益的变化。对于上行功率控制，路径损耗是部分或完全补偿的。路径损耗基于下行参考信号进行测量，其中使用特定于小区的CRS。因此，只有特定于小区的波束赋形增益可以隐含地包括在路径损耗测量中。对于大规模MIMO系统，UE的发射波束可能不同，并且一个UE的发射波束也可能如前所示改变。基于公共参考信号的路径损耗测量不能保证所有UE的精度。因此，可以引入特定于波束的RSRP测量来跟踪与发射和接收波束相关的波束赋形增益的变化。在波束快速切换的情况下，它可以为精确的功率控制提供必要的信息。例如，波束参考信号可用于特定于波束的RSRP测量。然后，可以使用快速上行功率控制机制来跟踪波束赋形增益的快速变化。在许多可能的解决方案中，它可以通过动态信令来实现。一种直接的方案是将波束赋形增益的变化合并到f(i)中。通过引入波束赋形增益的变化，进一步考虑f(D的值和范围。另一个直接方案可以指示使用的特定于波束的RSRP,其中实际波束赋形增益包括在用于计算PL的该使用的RSRP中。动态信令开销与用于上行功率控制的监控RSRP数有关。在LTE系统中，Po(j)和a(j)在开环功率控制中共同工作，考虑到接收功率和对其他小区的干扰之间的权衡，为传输PSD设置粗略的工作点。在5G中，随着UE中传输波束图的不同，对相邻小区的干扰也会不同。此外，如在LTE系统中一样，测量的路径损耗值可以隐式地反映服务基站和相邻基站的位置。然而，5G系统支持波束赋形技术。如果基于波束赋形参考信号测量路径损耗，则该路径损耗值不能简单地指示UE在小区中的位置，因为波束赋形增益包括在路径损耗测量中。例如，基于特定于波束的RSRP测量，两个用户的波束赋形路径损耗结果相同。一个用户具有更大的波束赋形增益和更大的路径损耗。另一个用户的波束赋形增益和路径损耗更小。然而，由于UE在小区中的位置不同，对相邻小区的干扰也不同。
