TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中PDCCH配置對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響分析

陸增光，潘方升，宋巍

（1 中國移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司杭州分公司，杭州 310015; 2 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

1 引言

下行物理控制信道（PDCCH信道）TD-LTE系統(tǒng)中一個(gè)重要的下行控制信道，該信道主要傳輸上下行數(shù)據(jù)調(diào)度信令、上行功控信令等，通過下行控制信息塊DCI承載，不同的用戶使用不同的DCI資源，在頻域上加以區(qū)分。DCI占用的物理資源可變，范圍在1～8個(gè)CCE之間。PDCCH信道可以占用每個(gè)下行子幀的第1～3個(gè)OFDM符號(hào)，根據(jù)用戶和容量需求不同進(jìn)行配置。因此PDCCH信道在網(wǎng)絡(luò)側(cè)通常有關(guān)的兩個(gè)配置：?jiǎn)蝹€(gè)用戶的DCI配置和整體占用OFDM符號(hào)的CFI配置，本文將通過測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證在上述兩個(gè)配置的主要作用。

2 PDCCH配置對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響

因?yàn)閱蝹€(gè)用戶使用不同的DCI資源，DCI資源配置對(duì)用戶的影響更大，而整個(gè)PDCCH信道占用多少OFDM符號(hào)資源，對(duì)用戶的覆蓋沒有太大影響。對(duì)于單個(gè)用戶可以占用的PDCCH信道的DCI資源，目前TD-LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)于單用戶主要常用的1CCE、2CCE、4CCE和8CCE 4種配置，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室仿真的結(jié)果，單用戶PDCCH占用資源越多，可以獲得越低的解調(diào)門限，仿真結(jié)果見圖1所示。

2.1 單用戶PDCCH配置對(duì)RSRP的影響

圖1 CCE與解調(diào)門限的仿真結(jié)果

在單一用戶的小區(qū)下，分配給該用戶不用的DCI資源，進(jìn)行鎖小區(qū)的拉遠(yuǎn)測(cè)試，具體測(cè)試結(jié)果見圖2所示。從相同的定點(diǎn)測(cè)試可以看出，不同的配置下RSRP的數(shù)值和變化趨勢(shì)相同，同時(shí)關(guān)注兩種配置掉線點(diǎn)的信號(hào)電平，測(cè)試結(jié)果可以基本相同，掉線點(diǎn)的RSRP基本都在-110 dBm左右，RSRP不是用戶掉線的主要原因，因此對(duì)于不用的單用戶PDCCH信道占用資源配置，對(duì)RSRP的影響不大。

圖2 不同CCE配置下RSRP的測(cè)試結(jié)果

2.2 單用戶PDCCH配置對(duì)SINR的影響

從2.1節(jié)的分析可以看出，不同的PDCCH格式配置，覆蓋距離不同，但是PDCCH的格式配置不影響RSRP，覆蓋距離的差距可能是SINR引起的，分析SINR的變化趨勢(shì)，具體測(cè)試結(jié)果見圖3。

圖3 不同CCE配置下SINR的測(cè)試結(jié)果

單用戶占用PDCCH信道的資源不同，對(duì)該小區(qū)覆蓋區(qū)內(nèi)的各點(diǎn)測(cè)得的SINR沒有根本的影響，兩種聚合度下，SINR的變化趨勢(shì)和數(shù)值基本相同。對(duì)于斷線點(diǎn)的SINR數(shù)值，可以看到在4CCE的配置方式下，SINR低于0的情況下斷線，8CCE的配置模式下，達(dá)到-5dB才斷線，在相同的信號(hào)電平下，PDCCH占用8個(gè)CCE時(shí)的解調(diào)門限可以更低，因此可以達(dá)到更遠(yuǎn)的覆蓋距離。

3 PDCCH配置對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)容量的影響

下行控制信道可以占用下行子幀的第1～3個(gè)OFDM符號(hào)，占用方式是全頻域占用，占用后該符號(hào)無法用于PDSCH信道，PDCCH信道占用上述OFDM符號(hào)中除去參考信號(hào)、PCFICH和PHICH之外的RE塊，因此當(dāng)PDCCH需求占用的資源越多，可以用于PDSCH業(yè)務(wù)信道的RE粒子越少，網(wǎng)絡(luò)容量隨之被影響下降，表1是CFI=2和CFI=3的情況下的網(wǎng)絡(luò)峰值速率測(cè)試結(jié)果。

PDCCH所需總資源的多少，不單和每個(gè)用戶DCI資源多少有關(guān)，還和網(wǎng)絡(luò)需要支持的調(diào)度用戶數(shù)量有關(guān)，表2是兩端口天線情況下，在20 MHz帶寬下可以調(diào)用的用戶數(shù)。

從表2可以看出，當(dāng)PDCCH資源有限，單個(gè)用戶的DCI占用資源越多，將會(huì)導(dǎo)致PDCCH支持用戶的容量下降。PDCCH占用OFDM符號(hào)和分配個(gè)單個(gè)用戶的DCI資源要綜合考慮，在建網(wǎng)初期，因?yàn)橛脩魯?shù)不多，可以考慮控制信道占用1～2個(gè)OFDM信號(hào)，既滿足網(wǎng)絡(luò)高速率的需求，也滿足調(diào)度用戶的需求。

4 PDCCH配置對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)速率的影響

從上節(jié)分析可以看出，DCI資源越大，用戶的解調(diào)門限越低，但是過大的DCI占用資源較多，不利于網(wǎng)絡(luò)用戶的調(diào)度，本章討論在占用一定的OFDM碼字情況下，不同DCI對(duì)用戶速率的影響。

在CFI設(shè)置為1的情況下，測(cè)試小區(qū)下有15個(gè)激活用戶， 其中14個(gè)用戶保持連接態(tài)但沒有進(jìn)行業(yè)務(wù)下載，剩余1用戶做業(yè)務(wù)下載，圖4是在4CCE和8CCE配置下的改用戶的速率變化圖。

表1 不同CFI下的峰值速率測(cè)試結(jié)果

表2 DCI和調(diào)度用戶對(duì)應(yīng)計(jì)算表

圖4 不同CCE配置下下載速率的測(cè)試結(jié)果

從表3定點(diǎn)測(cè)試結(jié)果可以看出，DCI配置為4CCE時(shí)在370～430 m的下載速率比8CCE的配置高50%以上，2節(jié)分析DCI的配置改變不會(huì)影響RSRP和SINR的變化，因此在該段的用戶速率下載變化不是由于信號(hào)變化帶來的改變。根據(jù)從后臺(tái)數(shù)據(jù)分析，8CCE配置下的用戶無法在該環(huán)境下做雙碼字傳輸，造成速率偏低。

表3 不同DCI配置下定點(diǎn)單雙碼字測(cè)試結(jié)果

如表4所示，雙碼字傳輸下，每個(gè)碼字要單獨(dú)進(jìn)行調(diào)度，在8CCE配置下，由于PDCCH資源有限，在無線環(huán)境滿足雙碼字傳輸?shù)那闆r下也不能對(duì)該用戶雙碼字調(diào)度，造成速率下降的原因，在測(cè)試小區(qū)下的路測(cè)統(tǒng)計(jì)也驗(yàn)證了在8CCE的配置下，單碼字傳輸?shù)谋壤h(yuǎn)高于4CCE配置下的單碼字傳輸比例。

表4 不同DCI配置下路測(cè)單雙碼字測(cè)試結(jié)果

5 小結(jié)

PDCCH的配置對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋所需的解調(diào)門限有一定影響，DCI配置越高，解調(diào)門限越低，小區(qū)的覆蓋距離也越大，另一方面，PDCCH占用資源越多，網(wǎng)絡(luò)可以用于業(yè)務(wù)的資源越少，網(wǎng)絡(luò)峰值速率下降，同時(shí)單用戶DCI占用資源越多，PDCCH可以調(diào)度的用戶數(shù)越少，在網(wǎng)絡(luò)用戶較多環(huán)境下，用戶調(diào)度受限造成速率下降。

PDCCH占用資源建議根據(jù)基站密度和用戶數(shù)進(jìn)行配置，在市區(qū)基站密度大，用戶多的情況下，PDCCH聚合度可以略低，增加網(wǎng)絡(luò)容量，在郊區(qū)基站密度較小，用戶少的情況下，PDCCH聚合度可以增大，降低網(wǎng)絡(luò)的解調(diào)門限，提升覆蓋距離。

[1]王映民, 孫韶輝. TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京：人民郵電出版社, 2011.

[2]趙訓(xùn)威，林輝.3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)范[M]. 北京：人民郵電出版社, 2010.

[3]羅凡云，郭俊峰. LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能分析[J]. 移動(dòng)通信,2010.