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调整CFI动态门限提升LTE下行速率案例

一、PDCCH原理

PDCCH信道是一组物理资源粒子的集合，其上承载上下行控制信息，根据其作用域不同，PDCCH承载信息区分公共控制信息（公共搜索空间搜索）和专用控制信息（专用搜寻空间），搜索空间定义了盲检的开始位置和信道搜索方式（见PDCCH检测过程章节）， PDCCH信道主要承载着PUSCH和PDSCH信道控制信息（DCI），不同终端的PDCCH信息通过其对应的RNTI信息区分，即其DCI的crc由RNTI加扰。

1 PDCCH占用的资源

1.1PDCCH 时域资源

PDCCH占用的时域资源主要是指，PDCCHs信道信息占用的符号数，其占用的OFDM符号由PCFICH信道承载的CFI信息指示，根据CFI信息动态决定一个子帧中PDCCH可以最多占用的OFDM符号个数（PCFICH信道指示的符号个数是指PDCCH,PHICH和PCFICH一起一共占用的符号个数），其配置值可以是(0,1,2,3,4)。详细如下图所示：

Table 6.7-1:Number of OFDM symbols used for PDCCH.（211）

因为PDCCH是解析PDSCH数据的指示信息，因此PDCCH在时域上是在PDSCH（数据域）之前，即占用一个子帧的前几个符号。

1.2 PDCCH频域资源

为了有效地配置下行控制信道的时频资源，定义了两个专用的控制信道资源单位：REG和CCE。REG是指除RS占用的RE外，连续的4个RE构成的资源粒子组。 CCE是组成PDCCH信道的资源单位，由一组连续REG的构成，即一个CCE由9个REG构成。一个系统中CCE的个数标示为，由公式得出，其编号从0到，其中是指除PHICH和PCFICH占用的REG以外的未使用的REG。根据一个PDCCH使用的资源数量，PDCCH可由1，2，4，8个CCE构成，分别对应PDCCH格式0，1，2，3（如图6.8.1-1）。在一个子帧中可以同时复用多个PDCCH信道。一个PDCCH的CCE起始位置必须满足，其中是CCE的编号，是构成该PDCCH使用的CCE的个数。

Table6.8.1-1:Supported PDCCH formats.

1.3PDCCH时频资源

当带宽、天线数目、PHICH配置等确定以后，系统中CCE的数目由PCFICH的数值动态配置。下图是以PDCCH占用3个符号举例说明。

二、LTE下载速率计算

下面以一个简单的例子，介绍下LTE-FDD下行峰值速率的计算。首先，大家知道LTE下行可以达到几百Mbps，但需要满足如信道带宽、循环前缀的类型、发射模式、PDCCH的配置等条件才能实现。

下行峰值速率计算首先，以信道带宽20MHz、正常CP、发射模式为2*2 MIMO、PDCCH配置3个符号、调制方式为64QAM、编码速率为1为前提，估算结果如下： 20MHz带宽可获得的RE数为：12子载波（1个PRB）*7个符号(0.5ms)*100个资源块*2*10(帧长）=168000个，而每个RE可承载一个调制符号，那么采用64QAM调制方式，一帧中总共有：168000*6bits/每个调制符号=1008000bits，在编码速率为1的情况下，速率为1008000bits/10ms=100.8Mbps，又由于采用2*2 MIMO(双发双收模式）会使速率翻倍，按照75%的系统开销，因此在以上条件下可计算到的最大速率为151.2Mbps，但这是没有考虑控制信道的开销的，即所有的无线资源均用于承载数据，而实际上配置PDCCH为3个符号，加之PSS\SSS\PBCH\RS等开销，大约占29%左右，那么最终速率为151.2Mbps*71%=107.4Mbps. 计算过程如下图所示：

速率=1200*14*6*20.001
*75%*（1-29%）=107.4Mbps

从以上计算过程可以看出，影响速率的几个因素主要是信道带宽、循环前缀的类型、发射模式、PDCCH的配置等。

PDCCH配置：

PDCCH信道配置作为发送上/下行资源调度信息、功控命令的专用信道，必定是在占用的系统资源的前提下实现的，但就现阶段LTE用户数而言，完全没有必要最大限度配置PDCCH信道资源来承载调度信息、功控命令等信息，可以减少PDCCH信道开销，让业务信道PDSCH/PUSCH占用最大信道资源，达到高速率要求。

三、PDCCH信道容量估算

在LTE网络中，PDCCH（下行物理控制信道）承载特定UE的调度、资源分配信息-DCI，如下行资源分配、上行授权、PRACH接入响应、上行功率控制命令、信令消息（如系统消息、寻呼消息等）的公共调度指配。

通常，PDCCH信道位于每一个子帧开始的1、2、3个符号内，具体占用几个符号是按照PCFICH指示的值来定的。（PCFICH位于每一个子帧的第一个符号内，占用16RE资源），那么PDCCH信道需要占用多少个符号呢？由于现网中CFI指示是动态自适应调整的，依据厂家eNodeB算法而定，需要考虑在一个TTI中被调度的用户数量（用户数越多，PDCCH承载的DCI越多）、下行无线环境因素（无线线环境越好，所需CCE也越少）。PDCCH信道占用的符号数也是不确定。

首先，PDCCH信道的容量用什么来衡量？大家都知道PDCCH信道是由CCE构成的，一个CCE包含36（4*9=36）RE资源。一个PDCCH信道中包含的CCE的数量，叫CCE的聚合等级，可以是1、2、4、8个连续的CCE.在一个子帧中，不同的PDCCH信道可以使用不同的CCE聚合等级（n），也就是包含不同数量的RE资源。所以说PDCCH的容量是由CCE的数量决定的。那为什么需要不同的CCE聚合等级呢，一个是要支持不同的DCI格式，提升资源利用率，因为DCI信息量的多少与其格式及信道带宽有着密切的关系。另一个是，适应不同的无线环境。DCI信息量大小与PDCCH容量的比例表明了编码效率，如果DCI格式固定，越高的聚合等级将提供编码效率越高，越能对抗较差的无线环境。对于较好的无线环境，采用较低的聚合等级将能节约资源。最后，由于控制信息的重要性，更高的聚合等级将能对控制信息提供更强的保护。通常控制信息（如系统消息、寻呼）都是采用聚合等级4或8.而对特定UE的调度就可以用1、2、4、8.其次，那么PDCCH的容量如何计算？以20MHz信道带宽为例，PDCCH分别占用不同数量的符号可提供的CCE数量如下表：

计算CCE数量的公式：CCE的数量=（总RE数-参考（RS)占用RE数-PCFICH占用RE数-PHICH占用RE数）/36。

最后，知道了CCE数据就不难算出每一个调度周期（TTI）能调度的用户数是多少，因为调度特定UE的CCE最小聚合等级是1，若以20MHz带宽，3个PDCCH符号为例，可调度84个用户（实际可调度的用户数还受其他因素影响）。但现网中PDCCH信道不仅承载用户面资源的分配与调度，控制消息也需要占用PDCCH，上面也提到了控制消息包括系统消息、寻呼消息、PRACH接入响应、上行TPC功控命令等。也就是说实际调度的用户数肯定小于84个（因控制消息的CCE聚合等级为4或者8）。

PDCCH的容量越大，实际能调度的用户数也就越多，但PDCCH属于控制信道，开销过大将影响实际用户的吞吐率，所以现网中CFI采用自适应算法，可根据需要调度用户数的多少及无线环境调整PDCCH占用符号数的多少，动态调整PDCCH容量，提升资源利用效率。

四、动态CFI门限介绍

五、方案实施

4.1西区参数修改

基于以上理论支撑，决定对衢州西区宏站的CFI动态门限进行调整，提升下行速率。目前西区共35个宏站，不考虑到室分站点，故对35个站点进行参数调整，参数调整时间为2015年5月19日。

4.2参数修改

（1）第一组修改参数配置

（2）第二组修改后参数配置

4.3 参数调整后结果验证

（1）数据对比

从以上数据对比结果来看，在CFI动态阀值设为第一组，下行速率提升较为明显。

（2）效果图

第一组RSRP图

第二组RSRP图

第一组SINR图

第二组SINR图

第一组PDCH DL速率图

第二组PDCH DL速率图

4.4 后台指标监控

进行参数调整后，对西区FDD-LTE全网指标进行为期一周的监控，包含RRC连接建立成功率、E-RAB连接建立成功率、无线接通率、无线掉线率等指标，结果如下：

从监控结果来看，参数调整未对指标造成影响。

五、总结

LTE速率一直是网络工作者关注的重点，如何提升网络速率是摆在眼前的重中之重，就目前而言，LTE还处于建网初期，考虑到现网用户数量较少，没有过大的信令负荷，通过CFI参数调整，减小PDCCH信道开销，让更多的RB（radioresource）资源被业务信道PDSCH、PUSCH占用，达到资源最大限度的利用，提升全网速率。

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2016-3-12 09:35:06