概述
文章目录
- 1. 概述
- 2. 最大发射功率 P C M A X , c ( i ) P_{mathrm{CMAX,c}}(i) PCMAX,c(i)
- 3. 最大发射功率线性值 P ^ C M A X , c ( i ) hat{P}_{mathrm{CMAX,c}}(i) P^CMAX,c(i)
- 4. PUCCH发射功率线性值 P ^ P U C C H ( i ) {hat{P}}_{mathrm{PUCCH}}(i) P^PUCCH(i)
- 5. M P U S C H , c ( i ) M_{mathrm{PUSCH,c}}(i) MPUSCH,c(i)
- 6. 标称功率 P O _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j) PO_PUSCH,c(j)
- 6.1 小区标称功率 P O _ N O M I N A L , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL,c}}(j) PO_NOMINAL,c(j)
- 6.2 UE标称功率 P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)
- 6.3 标称功率计算过程
- 7. 路损补偿因子 α c ( j ) alpha_c(j) αc(j)
- 8. 下行路损 P L c PL_c PLc
- 9. Δ T F , c ( i ) Delta_{mathrm{TF,c}}(i) ΔTF,c(i)
- 9.1. B P R E BPRE BPRE
- 9.2. β o f f s e t P U S C H beta_{offset}^{PUSCH} βoffsetPUSCH
- 10. f c ( i ) f_c(i) fc(i)
- 10.1 累计方式的 f c ( i ) f_c(i) fc(i)
- 10.1.1 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c
- 10.1.2 K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH
- 10.2 绝对方式下的 f c ( i ) f_c(i) fc(i)
- 10.2.1 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c
- 10.2.2 K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH
- 10.1 f c ( i ) f_c(i) fc(i)的初始值 f c ( 0 ) f_c(0) fc(0)
- 参考文献
1. 概述
在LTE网络PUCCH功控计算一文中，已经介绍了如何计算PUCCH发射功率，本文将继续介绍如何计算PUSCH发射功率。
当UE在子帧
i
i
i只发送PUSCH但没有发送PUCCH时，那么UE在子帧
i
i
i在serving cell上的PUSCH发射功率计算公式如下式1：
P
P
U
S
C
H
,
c
(
i
)
=
m
i
n
{
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
,
10
l
o
g
10
(
M
P
U
S
C
H
,
c
(
i
)
)
+
P
O
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
+
α
c
(
j
)
⋅
P
L
c
+
Δ
T
F
,
c
(
i
)
+
f
c
(
i
)
[
d
B
m
]
(
1
)
P_{mathrm{PUSCH,c}}left(iright)=minleft{begin{matrix}P_{mathrm{CMAX,c}}(i),\10log_mathrm{10}(M_{mathrm{PUSCH,c}}(i))+P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j)+alpha_c(j) cdot PL_c+Delta_{mathrm{TF,c}}(i)+f_cleft(iright)&\end{matrix}right. [dBm] (1)
PPUSCH,c(i)=min{PCMAX,c(i),10log10(MPUSCH,c(i))+PO_PUSCH,c(j)+αc(j)⋅PLc+ΔTF,c(i)+fc(i)[dBm] (1)
当UE在子帧
i
i
i同时发送PUSCH和PUCCH时，那么UE在子帧
i
i
i在serving cell上的PUSCH发射功率计算公式如下式2：
P
P
U
S
C
H
,
c
(
i
)
=
m
i
n
{
10
l
o
g
10
(
P
^
C
M
A
X
,
c
(
i
)
+
P
^
P
U
C
C
H
(
i
)
)
,
10
l
o
g
10
(
M
P
U
S
C
H
,
c
(
i
)
)
+
P
O
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
+
α
c
(
j
)
⋅
P
L
c
+
Δ
T
F
,
c
(
i
)
+
f
c
(
i
)
[
d
B
m
]
(
2
)
P_{mathrm{PUSCH,c}}left(iright)=minleft{begin{matrix}10log_mathrm{10}({hat{P}}_{mathrm{CMAX,c}}(i)+{hat{P}}_{mathrm{PUCCH}}(i)),\10log_mathrm{10}(M_{mathrm{PUSCH,c}}(i))+P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j)+alpha_c(j) cdot PL_c+Delta_{mathrm{TF,c}}(i)+f_cleft(iright)&\end{matrix}right. [dBm] (2)
PPUSCH,c(i)=min{10log10(P^CMAX,c(i)+P^PUCCH(i)),10log10(MPUSCH,c(i))+PO_PUSCH,c(j)+αc(j)⋅PLc+ΔTF,c(i)+fc(i)[dBm] (2)
当UE没有发送PUSCH，考虑收到DCI3/3A指示的PUSCH传输里面的TPC command累计，那么UE在子帧
i
i
i在serving cell上的PUSCH发射功率计算公式如下式3：
P
P
U
S
C
H
,
c
(
i
)
=
m
i
n
{
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
,
P
O
_
P
U
S
C
H
,
c
(
1
)
+
α
c
(
1
)
⋅
P
L
c
+
f
c
(
i
)
}
[
d
B
m
]
(
3
)
P_{mathrm{PUSCH,c}}(i)=min{left{P_{mathrm{CMAX,c}}(i), P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(1)+alpha_c(1)cdot PL_c+f_c(i) right}} [dBm] (3)
PPUSCH,c(i)=min{PCMAX,c(i),PO_PUSCH,c(1)+αc(1)⋅PLc+fc(i)} [dBm] (3)
下面介绍公式1~3里面各项的含义。
2. 最大发射功率 P C M A X , c ( i ) P_{mathrm{CMAX,c}}(i) PCMAX,c(i)
P C M A X , c ( i ) P_{mathrm{CMAX,c}}(i) PCMAX,c(i)是UE最大发射功率，在3GPP 36.101的表6.2.5中指定，参考LTE网络PUCCH功控计算的第2节。
3. 最大发射功率线性值 P ^ C M A X , c ( i ) hat{P}_{mathrm{CMAX,c}}(i) P^CMAX,c(i)
P
^
C
M
A
X
,
c
(
i
)
hat{P}_{mathrm{CMAX,c}}(i)
P^CMAX,c(i)是UE最大发射功率
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
P_{mathrm{CMAX,c}}(i)
PCMAX,c(i)的线性值，而
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
P_{mathrm{CMAX,c}}(i)
PCMAX,c(i)是UE最大发射功率绝对值。
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
P_{mathrm{CMAX,c}}(i)
PCMAX,c(i)的单位是dBm，经过公式转换后，就可以得到
P
^
C
M
A
X
,
c
(
i
)
hat{P}_{mathrm{CMAX,c}}(i)
P^CMAX,c(i)，其单位为mw或者W。功率线性值与功率绝对值的转换公式如下式4和5所示：
功率绝对值
(
d
B
m
)
=
10
l
o
g
(
功率线性值
/
1
m
w
)
(
4
)
功率绝对值(dBm)=10log(功率线性值/1mw) (4)
功率绝对值(dBm)=10log(功率线性值/1mw) (4)
功率线性值
(
m
w
)
=
1
0
(
d
B
m
V
a
l
u
e
/
10
)
(
5
)
功率线性值(mw)=10^{mathrm(dBmValue / 10)} (5)
功率线性值(mw)=10(dBmValue/10) (5)
因此，
P
^
C
M
A
X
,
c
(
i
)
hat{P}_{mathrm{CMAX,c}}(i)
P^CMAX,c(i)与
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
P_{mathrm{CMAX,c}}(i)
PCMAX,c(i)相互转换公式如下式6和7所示：
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
(
d
B
m
)
=
10
l
o
g
(
P
^
C
M
A
X
,
c
(
i
)
)
(
6
)
P_{mathrm{CMAX,c}}(i)(dBm)=10log(hat{P}_{mathrm{CMAX,c}}(i)) (6)
PCMAX,c(i)(dBm)=10log(P^CMAX,c(i)) (6)
P
^
C
M
A
X
,
c
(
i
)
(
m
w
)
=
1
0
(
P
C
M
A
X
,
c
(
i
)
/
10
)
(
7
)
hat{P}_{mathrm{CMAX,c}}(i)(mw)=10^{mathrm(P_{mathrm{CMAX,c}}(i)/ 10)} (7)
P^CMAX,c(i)(mw)=10(PCMAX,c(i)/10) (7)
关于功率线性值与功率绝对值互相转换的更多介绍，可以参考dBm、mw、dB三者之间的关系这篇博客。
4. PUCCH发射功率线性值 P ^ P U C C H ( i ) {hat{P}}_{mathrm{PUCCH}}(i) P^PUCCH(i)
P
^
P
U
C
C
H
(
i
)
{hat{P}}_{mathrm{PUCCH}}(i)
P^PUCCH(i)是
P
P
U
C
C
H
(
i
)
P_{mathrm{PUCCH}}(i)
PPUCCH(i)的线性值，从上面第三节已经知道功率绝对值与线性值的转换关系，因此
P
^
P
U
C
C
H
(
i
)
{hat{P}}_{mathrm{PUCCH}}(i)
P^PUCCH(i)与
P
P
U
C
C
H
(
i
)
P_{mathrm{PUCCH}}(i)
PPUCCH(i)的转换公式如下式8和9所示：
P
P
U
C
C
H
(
i
)
(
d
B
m
)
=
10
l
o
g
(
P
^
P
U
C
C
H
(
i
)
)
(
8
)
P_{mathrm{PUCCH}}(i)(dBm)=10log({hat{P}}_{mathrm{PUCCH}}(i)) (8)
PPUCCH(i)(dBm)=10log(P^PUCCH(i)) (8)
P
^
P
U
C
C
H
(
i
)
(
m
w
)
=
1
0
(
P
P
U
C
C
H
(
i
)
/
10
)
(
9
)
hat{P}_{mathrm{PUCCH}}(i)(mw)=10^{mathrm(P_{mathrm{PUCCH}}(i)/ 10)} (9)
P^PUCCH(i)(mw)=10(PPUCCH(i)/10) (9)
5. M P U S C H , c ( i ) M_{mathrm{PUSCH,c}}(i) MPUSCH,c(i)
根据36.213第5.1.1.1节， M P U S C H , c ( i ) M_{mathrm{PUSCH,c}}(i) MPUSCH,c(i)是网络在子帧 i i i分配给UE的PUSCH资源的带宽，其大小为PUSCH资源块的数量。
M P U S C H , c ( i ) M_{mathrm{PUSCH,c}}(i) MPUSCH,c(i) is the bandwidth of the PUSCH resource assignment expressed in number of resource blocks valid for subframe/slot/subslot i and serving cell otherwise.
----36.213第5.1.1.1节
6. 标称功率 P O _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j) PO_PUSCH,c(j)
标称功率 P O _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j) PO_PUSCH,c(j)由小区标称功率 P O _ N O M I N A L , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL,c}}(j) PO_NOMINAL,c(j)和UE标称功率 P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)两部分组成，下面对这两部分进行介绍。
6.1 小区标称功率 P O _ N O M I N A L , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL,c}}(j) PO_NOMINAL,c(j)
eNB首先为该小区内的所有UE半静态设定一标称功率 P O _ N O M I N A L , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL,c}}(j) PO_NOMINAL,c(j)（对PUSCH和PUCCH有不同的标称功率，分别记为 P O _ N O M I N A L _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j) PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)和 P O _ N O M I N A L _ P U C C H , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL_PUCCH,c}}(j) PO_NOMINAL_PUCCH,c(j)），该值通过系统消息SIB2（UplinkPowerControlCommon: p0-NominalPUSCH, p0-NominalPUCCH）广播给所有UE； P O _ N O M I N A L _ P U S C H , c P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}} PO_NOMINAL_PUSCH,c的取值范围是（-126，24）dBm。需要注意的是对于动态调度的上行传输和半持久调度(SPS)的上行传输， P O _ N O M I N A L _ P U S C H , c P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}} PO_NOMINAL_PUSCH,c的值也有所不同（SPS-ConfigUL: p0-NominalPUSCH-Persistent）。
另外RA Msg3的标称功率不受以上值限制，而是根据RA preamble初始发射功率（preambleInitialReceivedTargetPower）加上 Δ P R E A M B L E _ M s g 3 Delta_{PREAMBLE_Msg3} ΔPREAMBLE_Msg3（UplinkPowerControlCommon: deltaPreambleMsg3）。
6.2 UE标称功率 P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)
小区标称功率 P O _ N O M I N A L , c P_{mathrm{O_NOMINAL,c}} PO_NOMINAL,c是小区内所有UE共用的一个标称功率，除此之外， 每个UE还有自己特定(UE specific)的标称功率偏移（对PUSCH和PUCCH有不同的UE标称功率，分别记为 P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)和 P O _ U E _ P U C C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUCCH,c}}(j) PO_UE_PUCCH,c(j)），该值通过dedicated RRC信令（UplinkPowerControlDedicated: p0-UE-PUSCH, p0-UE-PUCCH）下发给UE。p0-UE-PUSCH和p0-UE-PUCCH的单位是dB，因此这个值可以看成是不同UE对于eNB范围标称功率 P O _ N O M I N A L _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j) PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)和 P O _ N O M I N A L _ P U C C H , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL_PUCCH,c}}(j) PO_NOMINAL_PUCCH,c(j)的一个偏移量。对于动态调度的上行传输和半持久调度的上行传输， P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)的值也有所不同。最终UE所使用的标称功率 P O _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j) PO_PUSCH,c(j)是（eNB范围标称功率 P O _ N O M I N A L , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL,c}}(j) PO_NOMINAL,c(j) + UE Specific偏移量 P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)）。
6.3 标称功率计算过程
下面介绍标称功率
P
O
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j)
PO_PUSCH,c(j)计算过程。
P
O
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j)
PO_PUSCH,c(j)由
P
O
_
N
O
M
I
N
A
L
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j)
PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)和
P
O
_
U
E
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j)
PO_UE_PUSCH,c(j)两项组成，其计算公式如下式10所示：
P
O
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
=
P
O
_
N
O
M
I
N
A
L
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
+
P
O
_
U
E
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
(
10
)
P_{mathrm{O_PUSCH,c}}(j) = P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j)+P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) (10)
PO_PUSCH,c(j)=PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)+PO_UE_PUSCH,c(j) (10)
j
j
j的取值范围为
{
0
,
1
,
2
}
{0,1,2}
{0,1,2}，其取值大小取决与PUSCH传输(新传或重传)所对应的UL grant的类型，当
j
j
j为0或1时，
P
O
_
N
O
M
I
N
A
L
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j)
PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)和
P
O
_
U
E
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j)
PO_UE_PUSCH,c(j)的值由RRC层提供。
j
j
j的取值如下所述：
- 如果PUSCH传输对应的是半静态grant(semi-persistent grant)，那么 j = 0 j=0 j=0
- 如果PUSCH传输对应的是动态调度grant，那么 j = 1 j=1 j=1
- 如果PUSCH传输对应的是RAR中的grant，那么 j = 2 j=2 j=2
当
j
=
2
j=2
j=2时，
P
O
_
N
O
M
I
N
A
L
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j)
PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)和
P
O
_
U
E
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j)
PO_UE_PUSCH,c(j)项大小如下式11和12所示：
P
O
_
N
O
M
I
N
A
L
_
P
U
S
C
H
,
c
(
2
)
=
0
(
11
)
P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(2)=0 (11)
PO_NOMINAL_PUSCH,c(2)=0 (11)
P
O
_
N
O
M
I
N
A
L
_
P
U
S
C
H
,
c
(
2
)
=
P
O
_
P
R
E
+
Δ
P
R
E
A
M
B
L
E
_
M
s
g
3
(
12
)
P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(2)=P_{mathrm{O_PRE}}+Delta_{PREAMBLE_Msg3} (12)
PO_NOMINAL_PUSCH,c(2)=PO_PRE+ΔPREAMBLE_Msg3 (12)
式12中，
P
O
_
P
R
E
P_{mathrm{O_PRE}}
PO_PRE就是preambleInitialReceivedTargetPower这个IE，preambleInitialReceivedTargetPower和
Δ
P
R
E
A
M
B
L
E
_
M
s
g
3
Delta_{PREAMBLE_Msg3}
ΔPREAMBLE_Msg3由RRC层提供。
当 j = 0 或 1 j=0或1 j=0或1时， P O _ N O M I N A L _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j) PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)和 P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)为RRC层提供的参数，RRC层会在SIB2消息中给出p0-NominalPUSCH，这个字段就是 j = 0 或 1 j=0或1 j=0或1时 P O _ N O M I N A L _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j) PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)的值；类似地，RRC层会在SIB2、RRC Connection Setup或RRC Connection Reconfig中给出p0-UE-PUSCH，这个字段就是就是 j = 0 或 1 j=0或1 j=0或1时 P O _ U E _ P U S C H , c ( j ) P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j) PO_UE_PUSCH,c(j)的值。
一个SIB2消息实网例子如下图所示，由下图可见，
P
O
_
N
O
M
I
N
A
L
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
=
−
85
d
B
m
,
j
=
0
或
1
P_{mathrm{O_NOMINAL_PUSCH,c}}(j)=-85dBm,j=0或1
PO_NOMINAL_PUSCH,c(j)=−85dBm,j=0或1。
一个RRC Connection Setup消息实网例子如下图所示，由下图可见，
P
O
_
U
E
_
P
U
S
C
H
,
c
(
j
)
=
0
d
B
m
,
j
=
0
或
1
P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}}(j)=0dBm,j=0或1
PO_UE_PUSCH,c(j)=0dBm,j=0或1。
7. 路损补偿因子 α c ( j ) alpha_c(j) αc(j)
在标称功率基础上，UE还需要根据测量得到的路损数据自动进行功率补偿。UE通过测量下行参考信号（RSRP）计算得到下行路损 P L c PL_c PLc，乘以一个补偿系数α后作为上行路损补偿。系数α由eNB在系统消息中半静态设定（UplinkPowerControlCommon: alpha）。对于PUCCH和Msg 3，α总是为1。
标称功率设定和路损补偿都属于半静态功率控制，UE的动态功率控制有基于MCS的隐式功率调整和基于PDCCH的显示功率调整，文中后续会讨论UE的动态功率控制。
这里继续讨论补偿系数α，当
j
=
0
或
1
j=0或1
j=0或1时，
α
c
(
j
)
∈
{
0
,
0.4
,
0.5
,
0.6
,
0.7
,
0.8
,
0.9
,
1
}
alpha_c(j)in{0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1}
αc(j)∈{0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1}，
α
c
(
j
)
alpha_c(j)
αc(j)为该集合中的一个值，由RRC层指示，RRC层会在SIB2消息中给出该值；当
j
=
2
j=2
j=2时，
α
c
(
j
)
=
1
alpha_c(j)=1
αc(j)=1。一个实网的例子如下图所示，由图可见，
α
c
(
j
)
=
0.8
,
j
=
0
或
1
alpha_c(j)=0.8,j=0或1
αc(j)=0.8,j=0或1。
8. 下行路损 P L c PL_c PLc
P
L
c
PL_c
PLc计算公式如下式13所示，关于其细节描述，参考LTE网络PUCCH功控计算一文第4节路损
P
L
c
PL_c
PLc。
P
L
c
=
r
e
f
e
r
e
n
c
e
S
i
g
n
a
l
P
o
w
e
r
−
h
i
g
h
e
r
l
a
y
e
r
f
i
l
t
e
r
e
d
R
S
R
P
(
12
)
PL_c=referenceSignalPower-higher layer filtered RSRP (12)
PLc=referenceSignalPower−higher layer filtered RSRP (12)
9. Δ T F , c ( i ) Delta_{mathrm{TF,c}}(i) ΔTF,c(i)
前面提到，UE的动态功率控制有基于MCS的隐式功率调整和基于PDCCH的显示功率调整。公式1中 Δ T F , c ( i ) Delta_{mathrm{TF,c}}(i) ΔTF,c(i)项就是基于MCS的隐式功率调整的调整量。
根据Shannon公式，发射功率需要正比于传输数据速率。在LTE系统中，MCS决定了每个RB上行数据量的大小，因此调度信息中的MCS隐式地决定了功率调整需求。
基于MCS的功率调整仅针对PUSCH数据，对PUCCH和SRS不适用。eNB可以对某UE关闭或开启基于MCS的功率调整，通过dedicated RRC信令（UplinkPowerControlDedicated: deltaMCS-Enabled）实现。对于PUCCH来说，没有基于MCS的功率调整，但是对于不同的PUCCH format，系统会设定其他format相对于format 1a的功率偏移（UplinkPowerControlCommon: DeltaFList-PUCCH）。
根据公式13可以得到功率调整量
Δ
T
F
,
c
(
i
)
Delta_{mathrm{TF,c}}(i)
ΔTF,c(i)，
Δ
T
F
,
c
(
i
)
Delta_{mathrm{TF,c}}(i)
ΔTF,c(i)的计算公式如下式13所示：
Δ
T
F
,
c
(
i
)
=
{
10
l
o
g
10
(
(
2
B
P
R
E
⋅
K
s
−
1
)
⋅
β
o
f
f
s
e
t
P
U
S
C
H
)
f
o
r
K
S
=
1.25
0
f
o
r
K
S
=
0
(
13
)
Delta_{mathrm{TF,c}}(i)=left{begin{matrix}10{{log}_{10}{left(left(2^{BPREcdot K_s}-1right)cdotbeta_{offset}^{PUSCH}right)}}&mathrm{for }K_{S}=1.25\0&mathrm{for }K_{S}=0\end{matrix}right. (13)
ΔTF,c(i)={10log10((2BPRE⋅Ks−1)⋅βoffsetPUSCH)0for KS=1.25for KS=0 (13)
上式中，
K
S
K_S
KS由RRC层通过deltaMCS-Enabled参数给出，如下图所示。对TM mode 2(transmission mode 2)，
K
S
=
0
K_S=0
KS=0。一般情况下
K
S
=
1.25
K_S=1.25
KS=1.25。
对每个serving cell c，
B
P
R
E
BPRE
BPRE和
β
o
f
f
s
e
t
P
U
S
C
H
beta_{offset}^{PUSCH}
βoffsetPUSCH的计算公式如下所述。
9.1. B P R E BPRE BPRE
B P R E BPRE BPRE在各种情况下的计算公式如下所述。
当RRC层给UE配置了uplinkPower-CSIPayload时, 如果控制数据通过子帧PUSCH发送，且没有UL-SCH数据传输，那么，
B
P
R
E
=
O
C
Q
I
/
N
R
E
(
14
)
BPRE=O_{mathrm{CQI}}/N_{mathrm{RE}} (14)
BPRE=OCQI/NRE (14)
对其它情况，
B
P
R
E
=
∑
r
=
0
C
−
1
K
r
/
N
R
E
(
15
)
BPRE=sum_{r=0}^{C-1}K_r/N_{mathrm{RE}} (15)
BPRE=r=0∑C−1Kr/NRE (15)
在上面的式子中，
C
C
C是码块(code block)的数量，
K
r
K_r
Kr是码块
r
r
r的大小，
O
C
Q
I
O_{mathrm{CQI}}
OCQI是包含CRC比特数在内的CQI/PMI比特数，
N
R
E
N_{mathrm{RE}}
NRE是RE(resource element)的数量，其大小如下式16所示。
N
R
E
=
M
s
c
P
U
S
C
H
−
i
n
i
t
i
a
l
⋅
N
s
y
m
b
P
U
S
C
H
−
i
n
i
t
i
a
l
(
16
)
N_{mathrm{RE}}=M_{sc}^{PUSCH-initial}cdot N_{mathrm{symb}}^{mathrm{PUSCH-initial}} (16)
NRE=MscPUSCH−initial⋅ NsymbPUSCH−initial (16)
上面的式子中，
C
C
C，
K
r
K_r
Kr，
M
s
c
P
U
S
C
H
−
i
n
i
t
i
a
l
M_{sc}^{PUSCH-initial}
MscPUSCH−initial及
N
s
y
m
b
P
U
S
C
H
−
i
n
i
t
i
a
l
N_{mathrm{symb}}^{mathrm{PUSCH-initial}}
NsymbPUSCH−initial均在参考文献[1]中定义。
9.2. β o f f s e t P U S C H beta_{offset}^{PUSCH} βoffsetPUSCH
对控制数据通过PUSCH发送，且没有UL-SCH数据发送的情况(换言之，上行数据全为控制数据（如CQI）而无其他上行数据情况下)，
β
o
f
f
s
e
t
P
U
S
C
H
=
β
o
f
f
s
e
t
C
Q
I
(
17
)
beta_{offset}^{PUSCH}=beta_{offset}^{CQI} (17)
βoffsetPUSCH=βoffsetCQI (17)
对于其它情况(即如果有其他上行数据)，
β
o
f
f
s
e
t
P
U
S
C
H
=
1
(
18
)
beta_{offset}^{PUSCH}=1 (18)
βoffsetPUSCH=1 (18)
10. f c ( i ) f_c(i) fc(i)
eNB可以在DCI format 0（UE标识C-RNTI）中携带TPC，或者使用专门用于功控命令的DCI format 3/3a（UE标识TPC-RNTI）来调整 f c ( i ) f_c(i) fc(i)的值，从而动态地调整PUSCH发射功率，这就是基于PDCCH的功控调整。
基于PDCCH的功控调整可以分为累积调整方式和绝对值调整方式两种。累积方式是在当前功率调整数值上增加/减少一个TPC中指示的调整步长；绝对值方式是指直接使用TPC中指示的功率调整数值。累积方式可以适用于PUSCH，PUCCH和SRS，而绝对值方式只适用于PUSCH。
eNB通过专用RRC信令（UplinkPowerControlDedicated: accumulationEnabled）指示UE采用累计方式还是绝对值方式。
当采用累积方式时，TPC可以指示两套不同的调整步长，第一套步长为（-1，0，1，3）dB，由DCI format 0/3指示；第二套步长为（-1，1），由DCI format 3a指示；当采用绝对方式时，TPC数值为（-4，-1，1，4）dB，由DCI format 0/3指示。除了DCI format 0/3以外，eNB还可以在下行调度DCI format 1上指示仅用于PUCCH功控的TPC。
下面讨论这两种调整方式下 f c ( i ) f_c(i) fc(i)的计算方式。
10.1 累计方式的 f c ( i ) f_c(i) fc(i)
10.1.1 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c
在介绍 f c ( i ) f_c(i) fc(i)之前，先介绍一个概念，这个概念决定了 f c ( i ) f_c(i) fc(i)的大小，它就是 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c。 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c是一个校准值，也叫TPC command，用来对当前UE在PUSCH信道上的发射功率进行微调。网络会在PDCCH上以DCI format 0/0A/0B/0C/4/4A/4B向UE发送TCP command，指示 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c的大小。 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c也可能与其它TPC command以DCI format 3/3A共同编码，它们的CRC校验位会用TPC-PUSCH-RNTI来进行加扰。
δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c is a correction value, also referred to as a TPC command and is included in PDCCH/EPDCCH with DCI format 0/0A/0B/0C/4/4A/4B or in PDCCH/SPDCCH with DCI format 7-0A/7-0B or in MPDCCH with DCI format 6-0A for serving cell c c c or jointly coded with other TPC commands in PDCCH/MPDCCH with DCI format 3/3A whose CRC parity bits are scrambled with TPC-PUSCH-RNTI.
----36.213第5.1.1.1节
如果网络在服务小区c(serving cell c c c)给UE配置了RRC层参数UplinkPowerControlDedicated-v12x0，且子帧 i i i属于上行功控子帧集2(uplink power control subframe set 2)，当前的PUSCH功控调整量应该是 f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i)，式1~3中的 f c ( i ) f_c(i) fc(i)应该替换为 f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i)；否则，当前的PUSCH功控调整量应该是 f c ( i ) f_c(i) fc(i)。上行功控子帧集2由RRC层参数tpc-SubframeSet-r12给出。
If the UE is configured with higher layer parameter UplinkPowerControlDedicated-v12x0 for serving cell and if subframe belongs to uplink power control subframe set 2 as indicated by the higher layer parameter tpc-SubframeSet-r12, the current PUSCH power control adjustment state for serving cell c c c is given by f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i), and the UE shall use f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i) instead of f c ( i ) f_c(i) fc(i) to determine P P U S C H , c ( i ) P_{mathrm{PUSCH,c}}(i) PPUSCH,c(i) . Otherwise, the current PUSCH power control adjustment state for serving cell c c c is given by f c ( i ) f_c(i) fc(i).
----36.213第5.1.1.1节
如果网络给UE配置了多个上行SPS配置，那么，功率微调量就是 δ P U S C H , c , x delta_{mathrm{PUSCH,c,x}} δPUSCH,c,x， δ P U S C H , c , x delta_{mathrm{PUSCH,c,x}} δPUSCH,c,x也被称为TPC command。 δ P U S C H , c , x delta_{mathrm{PUSCH,c,x}} δPUSCH,c,x与其它TPC commands在PDCCH上以DCI format 3/3A共同编码，其CRC校验位以TPC-PUSCH-RNTI加扰。x是SPS-ConfigIndex-r14， f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i)和 f c ( i ) f_c(i) fc(i)此时被替代为 f c , 2 , x ( i ) f_{c,2,x}(i) fc,2,x(i)和 f c , x ( i ) f_{c,x}(i) fc,x(i)。
下面讨论 f c ( i ) f_c(i) fc(i)和 f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i)的计算公式。网络会通过RRC参数Accumulation-enabled或accumulationEnabledsTTI来使能功率调整累计功能(accumulation)。在下面两种情况下， f c ( i ) f_c(i) fc(i)和 f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i)的计算公式如下式19和20。
- 当网络使能了功率调整累计功能
- 网络以DCI format 0在PDCCH上向UE发送了TPC command
δ
P
U
S
C
H
,
c
delta_{mathrm{PUSCH,c}}
δPUSCH,c
f c ( i ) = f c ( i − 1 ) + δ P U S C H , c ( i − K P U S C H ) ( 19 ) f_c(i)=f_c(i-1)+delta_{mathrm{PUSCH,c}}(i-K_{mathrm{PUSCH}}) (19) fc(i)=fc(i−1)+δPUSCH,c(i−KPUSCH) (19)
f c , 2 ( i ) = f c , 2 ( i − 1 ) + δ P U S C H , c ( i − K P U S C H ) ( 20 ) f_{c,2}(i)=f_{c,2}(i-1)+delta_{mathrm{PUSCH,c}}(i-K_{mathrm{PUSCH}}) (20) fc,2(i)=fc,2(i−1)+δPUSCH,c(i−KPUSCH) (20)
下面讨论 f c , x ( i ) f_{c,x}(i) fc,x(i)和 f c , 2 , x ( i ) f_{c,2,x}(i) fc,2,x(i)的计算公式。在下面三个条件都满足的情况下， f c ( i ) f_c(i) fc(i)和 f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i)的计算公式如下式20和21。
- 当网络使能了功率调整累计功能
- 网络以DCI format 3/3A在PDCCH上向UE发送了TPC command δ P U S C H , c , x delta_{mathrm{PUSCH,c,x}} δPUSCH,c,x，DCI format 3/3A的CRC校验位以TPC-PUSCH-RNTI加扰
- 网络给UE配置了多个UL SPS(semi-persistent schedule，半静态调度)配置
f
c
,
x
(
i
)
=
f
c
,
x
(
i
−
1
)
+
δ
P
U
S
C
H
,
c
,
x
(
i
−
K
P
U
S
C
H
)
(
21
)
f_{c,x}(i)=f_{c,x}(i-1)+delta_{mathrm{PUSCH,c,x}}(i-K_{mathrm{PUSCH}}) (21)
fc,x(i)=fc,x(i−1)+δPUSCH,c,x(i−KPUSCH) (21)
f
c
,
2
,
x
(
i
)
=
f
c
,
2
,
x
(
i
−
1
)
+
δ
P
U
S
C
H
,
c
,
x
(
i
−
K
P
U
S
C
H
)
(
22
)
f_{c,2,x}(i)=f_{c,2,x}(i-1)+delta_{mathrm{PUSCH,c,x}}(i-K_{mathrm{PUSCH}}) (22)
fc,2,x(i)=fc,2,x(i−1)+δPUSCH,c,x(i−KPUSCH) (22)
δ P U S C H , c ( i − K P U S C H ) delta_{mathrm{PUSCH,c}}(i-K_{mathrm{PUSCH}}) δPUSCH,c(i−KPUSCH)由网络在子帧 i − K P U S C H i-K_{mathrm{PUSCH}} i−KPUSCH在PDCCH上通过DCI format 0/0A/0B/0C/4/4A/4B、DCI format 7-0A/7-0B、或DCI format 3/3A 向UE发送。 f c ( 0 ) f_c(0) fc(0)是对累计值重置后的初始值。
δ
P
U
S
C
H
,
c
delta_{mathrm{PUSCH,c}}
δPUSCH,c累计值由网络在PDCCH上通过DCI format 0/0A/0B/0C/4/4A/4B或者DCI format 7-0A/7-0B给出，其值如表5.1.1.1-2。
在下面条件下，
δ
P
U
S
C
H
,
c
=
0
delta_{mathrm{PUSCH,c}}=0
δPUSCH,c=0，
- 在serving cell c c c上没有解码到TPC command
- DRX发生
- i i i不是TDD的上行子帧，或者不是FDD-TDD且serving cell c c c使用帧结构2下的上行子帧
10.1.2 K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH
接下来介绍 K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH，这个参数描述了从接收到TPC command δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c到发送PUSCH之间间隔的子帧数。首先讨论FDD情况下 K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH的值，对以下两种情况， K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH的值为4。
- FDD
- FDD-TDD且服务小区采用帧结构1
- The value of K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH is
- For FDD or FDD-TDD and serving cell frame structure type 1
- otherwise, K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH = 4 (in unit of slots for slot-PUSCH and the TPC command is included in a PDCCH/ SPDCCH with DCI format 7-0A/7-0B, and in units of subframe for subframe-PUSCH and for slot/subslot-PUSCH with a TPC command provided in the PDCCH with DCI format 3/3A).
接下来讨论TDD情况下 K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH的值。
对TDD UL/DL 配置 1-6，且UE在serving cell
c
c
c没有配置RRC参数symPUSCH-UpPts-r14的情况下，
K
P
U
S
C
H
K_{mathrm{PUSCH}}
KPUSCH的值由表5.1.1.1-1给出。
对TDD UL/DL配置0，且UE在serving cell
c
c
c没有配置RRC参数symPUSCH-UpPts-r14的情况下，如果网络通过PDCCH上的DCI format 0/4调度在子帧2或7上的PUSCH传输，则
K
P
U
S
C
H
=
7
K_{mathrm{PUSCH}}=7
KPUSCH=7；否则，
K
P
U
S
C
H
K_{mathrm{PUSCH}}
KPUSCH的值由表5.1.1.1-1给出。
对TDD UL/DL配置0-5，且UE在serving cell
c
c
c配置了RRC参数symPUSCH-UpPts-r14的情况下，
K
P
U
S
C
H
K_{mathrm{PUSCH}}
KPUSCH的值由表5.1.1.1-4给出。
对TDD UL/DL配置6，且UE在serving cell
c
c
c配置了RRC参数symPUSCH-UpPts-r14的情况下，如果网络通过PDCCH上的DCI format 0/4调度在子帧2或7上的PUSCH传输，且UE没有配置RRC参数shortProcessingTime，则
K
P
U
S
C
H
=
6
K_{mathrm{PUSCH}}=6
KPUSCH=6；否则，
K
P
U
S
C
H
K_{mathrm{PUSCH}}
KPUSCH的值由表5.1.1.1-4给出。
10.2 绝对方式下的 f c ( i ) f_c(i) fc(i)
根据RRC层参数Accumulation-enabled或accumulationEnabledsTTI，假如网络没有使能累计调整功能时，
f
c
(
i
)
f_c(i)
fc(i)和
f
c
,
2
(
i
)
f_{c,2}(i)
fc,2(i)的计算公式如下式23和24所示，此时网络采用绝对值方式调整
f
c
(
i
)
f_c(i)
fc(i)和
f
c
,
2
(
i
)
f_{c,2}(i)
fc,2(i)的值。
f
c
(
i
)
=
δ
P
U
S
C
H
,
c
(
i
−
K
P
U
S
C
H
)
(
23
)
f_c(i)=delta_{mathrm{PUSCH,c}}(i-K_{mathrm{PUSCH}}) (23)
fc(i)=δPUSCH,c(i−KPUSCH) (23)
f
c
,
2
(
i
)
=
δ
P
U
S
C
H
,
c
(
i
−
K
P
U
S
C
H
)
(
24
)
f_{c,2}(i)=delta_{mathrm{PUSCH,c}}(i-K_{mathrm{PUSCH}}) (24)
fc,2(i)=δPUSCH,c(i−KPUSCH) (24)
可见， f c ( i ) f_c(i) fc(i)和 f c , 2 ( i ) f_{c,2}(i) fc,2(i)由TPC command直接给出。
10.2.1 δ P U S C H , c delta_{mathrm{PUSCH,c}} δPUSCH,c
δ
P
U
S
C
H
,
c
delta_{mathrm{PUSCH,c}}
δPUSCH,c绝对值由网络在PDCCH上通过DCI format 0/0A/0B/0C/4/4A/4B，或者在PDCCH上通过DCI format 7-0A/7-0B给出，其值如表5.1.1.1-2所示。
10.2.2 K P U S C H K_{mathrm{PUSCH}} KPUSCH
参考10.1.1节与协议36.213。
10.1 f c ( i ) f_c(i) fc(i)的初始值 f c ( 0 ) f_c(0) fc(0)
不管是对累计方式还是绝对值方式下的 f c ( i ) f_c(i) fc(i)，在下面任意一种情况下，其初始值 f c ( 0 ) f_c(0) fc(0)都会等于0。
- 如果RRC层改变了 P O _ U E _ P U S C H , c P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}} PO_UE_PUSCH,c的值，且serving cell c c c是primary cell
- RRC层收到了 P O _ U E _ P U S C H , c P_{mathrm{O_UE_PUSCH,c}} PO_UE_PUSCH,c的值，且serving cell c c c是secondary cell
如果UE在serving cell
c
c
c上收到了RAR消息(random access response message)，那么
f
c
(
0
)
f_c(0)
fc(0)的值如式25所示。
f
c
(
0
)
=
Δ
P
r
a
m
p
u
p
,
c
+
δ
m
s
g
2
,
c
(
25
)
f_c(0)=Delta P_{rampup,c}+delta_{msg2,c} (25)
fc(0)=Δ Prampup,c+δmsg2,c (25)
式25中，
δ
m
s
g
2
,
c
delta_{msg2,c}
δmsg2,c是RAR中指示的TPC command，对应在serving cell
c
c
c上发生的RA preamble(random access preamble, 即msg 1)。而
Δ
P
r
a
m
p
u
p
,
c
Delta P_{rampup,c}
Δ Prampup,c项大小如式26所示。
Δ
P
r
a
m
p
u
p
,
c
=
m
i
n
[
{
m
a
x
(
0
,
P
C
M
A
X
,
c
−
(
10
l
o
g
10
(
M
P
U
S
C
H
,
c
(
0
)
)
+
P
O
_
P
U
S
C
H
,
c
(
2
)
+
δ
m
s
g
2
+
α
c
(
2
)
⋅
P
L
+
Δ
T
F
,
c
(
0
)
)
)
}
,
Δ
P
r
a
m
p
u
p
r
e
q
u
e
s
t
e
d
,
c
]
(
26
)
Delta P_{rampup,c}=min{left[left{max{left(begin{matrix}\0\\end{matrix},P_{CMAX,c}right.}-left(begin{matrix}10{log}_{10}{(}M_{PUSCH,c}(0))\+P_{O_PUSCH,c}(2)+delta_{msg2}\+alpha_c(2)cdot PL+Delta_{TF,c}(0)\end{matrix}left. begin{matrix}\\\end{matrix}right)right.right.right.}left. begin{matrix}\\\end{matrix}right)left. begin{matrix}\\\end{matrix}right},begin{matrix}&begin{matrix}\\\end{matrix}&left. begin{matrix}\Delta P_{rampuprequested,c}\\end{matrix}right]\end{matrix} (26)
Δ Prampup,c=min⎣
⎡⎩
⎨
⎧max⎝
⎛0,PCMAX,c−⎝
⎛10log10(MPUSCH,c(0))+PO_PUSCH,c(2)+δmsg2+αc(2)⋅PL+ΔTF,c(0) ⎠
⎞ ⎠
⎞ ⎭
⎬
⎫, ΔPrampuprequested,c⎦
⎤ (26)
上式中， Δ P r a m p u p r e q u e s t e d , c Delta P_{rampuprequested,c} ΔPrampuprequested,c由MAC层提供，表示在serving cell c c c上从第一次发送preamble到最近一次发送preamble，一共提升了多少功率(total power ramp-up)。 M P U S C H , c ( 0 ) M_{PUSCH,c}(0) MPUSCH,c(0)是分配给UE的PUSCH资源带宽，其大小为在serving cell c c c上第一次PUSCH传输时，在那个子帧上分配给PUSCH传输的有效资源块。 Δ T F , c ( 0 ) Delta_{TF,c}(0) ΔTF,c(0)是serving cell c c c上第一次PUSCH传输时的功率调整量。如果UE进行非竞争接入，且配置了高层参数pusch-EnhancementsConfig，那么 δ m s g 2 = 0 delta_{msg2}=0 δmsg2=0。如果PUSCH传输对应ul-ConfigInfo-r14，那么 Δ P r a m p u p r e q u e s t e d , c = δ m s g 2 , c = 0 Delta P_{rampuprequested,c}=delta_{msg2,c}=0 ΔPrampuprequested,c=δmsg2,c=0。
参考文献
[1] 3GPP TS 36.212: “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding”.
[2] 3GPP 36.213
[3] 4G/LTE - Power Control
[4] LTE网络PUCCH功控计算
[5] LTE功率控制
[6] LTE里的功率分配和功率控制
最后
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