带你读《5G 无线增强设计与国际标准》第二章接入增强2.1 2步随机接入(五)

2.1.5  功率控制

1.  MsgAPRACH功率控制

 

MsgAPRACH与 4步 RACH中 Msg1的功率控制原理类似[7]。首先根据下面的公式确定 PRACH目标接收功率(PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER):

preambleReceivedTargetPower+DELTA_PREAMBLE+(PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER–1)×PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP

其中,preambleReceivedTargetPower     为前导目标接收功率;DELTA_PREAMBLE     为与前

导码相关的功率偏移,其取值沿用4步 RACH的设计,这里不再赘述。PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER为前导功率抬升计数器,其取值 始化为 1;PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP为前导功率抬升步长。

然后 UE根据下面的公式确定传输机会 i上的 PRACH发射功率:

PPRACH,c(i)=min {PCMAX,c   (i ) , PPRACH,target,c+ PL} 「LdBmlu


其中,PCMAX, c(i) 为 UE在服务小区 c的传输机会 i上配置的最大输出功率, PPRACH, target,c为上述确定的 PRACH目标接收功率 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER, PLc为UE通过测量下行参考信号得到的路径损耗。

与 4步 RACH相比,MsgAPRACH功率控制的参数配置需要注意以下几点。

·MsgA PRACH 的前导目标接收功率参数(preambleReceivedTargetPower)沿用 4 步 RACH的参数。

·对于共享RO资源的情况,MsgAPRACH的前导功率抬升步长沿用4步 RACH

的参数 powerRampingStep对于 RO资源独立配置的情况,MsgAPRACH的前导功率抬升步长可以通过参数msgApreamble-powerRampingStep独立配置,如果没有独立配置,则沿用 4步 RACH的参数 powerRampingStep。

当MsgA   接入失败时,可以尝试重新接入,此时 UE   可以将前导功率抬升计数器

(PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER)增加    1,然后根据上述方法重新确定

PRACH    目标接收功率(PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER)以及    PRACH    发射

功率 PPRACH, c(i。需要注意的是,如果 UE重新接入时改变了空域传输波束(Beam),UE会将前导功率抬升计数器挂起或暂停,也就是说不会进行功率抬升。

 

 

2.  MsgAPUSCH功率控制

 

MsgA   PUSCH的功率控制在公式形式上沿用了常规PUSCH的功率控制公式,并且与 4步 RACH中 Msg3的功率控制比较相似。不过由千整个 MsgA传输都是基千竞争的,因此在传输 MsgA之前没有基站调度信息,MsgAPUSCH采用了开环功率控制,并且会和 MsgAPRACH一样进行功率抬升。

MsgAPUSCH在传输机会 i的发射功率根据下面的公式确定:

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其中:


·  PCMAX, c(i) 为 UE在服务小区 c的传输机会 i上配置的最大输出功率。

·  PO_PUSCH, c为一个由 PO_NOMINAL_PUSCH,c和PO_UE_PUSCH, c之和构成的参数。对于 MsgA

PUSCH, PO_UE_PUSCH,c0, PO_NOMINAL_PUSCH, cPO_PREmsgA_PUSCH,其 , PO_PRE为前导目标接收功率参数 preambleReceivedTargetPower     msgA_PUSCH为相对于前导目标接收功率的功率偏移,由参数msgADeltaPreamble提供,如果没有提供msgADeltaPreamble参数,则

 msgA_PUSCH   =   PREAMBLE_msg3,    PREAMBLE_msg3由参数 msg3-DeltaPreamble 提供,并且,如果没有提供 msg3-DeltaPreamble 参数,   PREAMBLE_msg3  =0。也就是说,MsgA PUSCH 的功率

偏移可以独立配置,如果没有独立配置,则沿用4步 RACH       Msg3的功率偏移。

·  

MPUSCH(i) 为 UE在传输机会 i的 PUSCH资源带宽,具体为资源块的数量, µ

NR协议支持的子载波间隔配置,,据该配置可以实现不同子载波间隔配置下带宽资源的调整,从 实现相应的功率调整。

·ac为路径损耗补偿因子,对于 MsgA PUSCH,如果提供了 msgA-a参数,则ac为msgA-a参数的取值,如果没有提供该参数,则ac可以沿用msg3-a参数的取值,如果msg3-a参数也没有提供,则ac1。也就是说,MsgAPUSCH的路径损耗补偿因子可以独立配置,如果没有独立配置,则沿用 4步 RACH    Msg3的路径损耗补偿因子。此外,msgA-a参数和msg3-a参数均为UE特定的参数,适用于RRC连接态,对于RRC空闲或非激活状态,ac等于1。

·PLc为 UE 通过测量下行参考信号得到的下行路径损耗。

·TF, c (i) 为与传输格式相 的功率调整量,,据参数8MCS确定是否进行功率调整。

这里仍然沿用 4步 RACH      Msg3的参数和处理机制。

·  fc(i原本为,据 TPC命令确定的功率调整量, 对于 MsgAPUSCH,在传输之

前并没有 TPC命令信息,这里保留使用该参数,用于携带 MsgAPUSCH的功率抬升量,

且可以与常规 PUSCH的功率控制在公式形式上保持一致。具体的,当 UE在传输机会 i发送 MsgAPUSCH时, fc(0) Prampup, c,其 :


r      (


其中, P


rampuprequested,c


为总的功率抬升量; MPUSCH(i为UE在传输机会 i的 PUSCH传输资源块数量;  TF, c(i为 UE在传输机会 i的 PUSCH传输功率调整量。

关千 MsgAPUSCH的功率抬升,需要说明的是,MsgAPUSCH和 MsgAPRACH会使用相同的空域传输波束,因此,二者可以共用一个功率抬升计数器,即前导功率抬升计数器(PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER)。此外, MsgAPUSCH和 MsgAPRACH会使用相同的功率抬升步长。那么,MsgAPUSCH与 MsgAPRACH 的总的功率抬升量相同,即( PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER – 1)× ( PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP)。

 

3.    回退情况下的功率控制

 

如前文所述,对千 2步 RACH,有两种回退机制,一种是 MsgA重传次数达到一定阅值时会切换到 4步 RACH发送 Msg1重新进行接入尝试,另一种是 MsgA前导被正确检测而MsgAPUSCH解调失败,此时基站可以反馈一个FallbackRAR,类似千4步RACH中的Msg2,用来调度 Msg3的传输。

对千第一种回退机制,需要考虑对 Msg1功率控制的影响。这种情况下,由千切换到了 4步 RACH,将会按照4步 RACH的机制进行功率控制,包括根据 Msg1前导的格式确定功率偏移量 DELTA_PREAMBLE、使用 4步 RACH中的前导功率抬升步长参数 powerRampingStep。不同的是,由千 MsgA前导已经进行了多次传输,当切换到 4步 RACH发送 Msg1时,前导功率抬升计数器会继承使用,并且,如果没有挂起或暂停的话,会在之前的基础上继续递增。进一步,由千MsgA前导和 Msg1前导的功率抬升步长可能是不同的,其造成的功率抬升偏差可以包含在一个功率偏移量中,这样做可以尽量复用原有的 PRACH目标接收功率确定公式。综上所述,切换到4步 RACH后, PRACH目标接收功率(PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER)可以根据下面的公式确定:

preambleReceivedTargetPower+DELTA_PREAMBLE+(PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER–1)×PREAMBLE_POWER_

RAMPING_STEP+POWER_OFFSET_2STEP_RA

其中,POWER_OFFSET_2STEP_RA为继承 MsgA前导的功率抬升量时存在的功率偏差,

始化为 0dB,当随机接入类型由 2步 RACH切换到 4步 RACH这一事件发生时,将

POWER_OFFSET_2STEP_RA         设置为(PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER–1)×

(MSGA_PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP-PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP),

其中,MSGA_PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP    为   MsgA    前导的功率抬升步长,

PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP为 Msg1前导的功率抬升步长。

对千第二种回退机制,需要考虑对 Msg3功率控制的影响。这种情况下,MsgA前导类似千 4步 RACH中的 Msg1,基站反馈的FallbackRAR类似千 4步 RACH中的 Msg2,那么,Msg3的功率控制机制可以仍然沿用 4步 RACH中 Msg3的功率控制。不同的是,上行调度信息以及TPC命令包含在 FallbackRAR中,并且使用 MsgA前导的总的功率提升量。

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