今天我们来盘一盘NR系统中,物理随机接入信道是如何进行功率控制的。
PRACH此信道是UE 初始接入过程中使用到的第一个上行信道,所以PRACH的功率调整只能是UE根据相关参数自行调整,此方式称为开环功率控制。PRACH功率控制的主要流程看下图:
PRACH功率控制的主要流程可以概括为以下几步。
(1)UE根据系统消息获得相关的参数,包括期望接收功率、基站发射功率、功率抬升、前导码最大次数等。
(2)UE计算传播的路径损耗,计算方法会在本章后面进行介绍。
(3)UE根据上行期望功率和路径损耗,计算第一个前导码的功率,并用当前功率发送前导码。
(4)如果前导码功率不足,导致无响应,则UE会根据相关的功率控制参数自行提升发射功率再次发送前导码,功率提升的量以及前导码的重发次数均由系统参数控制。
在3GPP规范中,通过公式来定义功率控制的过程,PRACH的功率控制公式如下。
PPRACH=min{PCMAX, Po_pre+PL+Δpreamble+(Npre-1) 乘以Δstep}
其中,UE自行计算当前前导的发射功率,但最大功率不允许超过自身的最大发射功率。
公式中相关参数的意义如下。
(1)PCMAX:UE最大的发射功率,和UE功率等级相关,大部分5G手机的最大功率为26dBm,4G手机
(2)Po-pre:基站期望接收功率,指基站为了满足接收性能期望的接收功率,和基站设备的性能相关,该参数会由基站通过系统广播消息传递给UE。
(3)PL:UE估计的下行路径损耗值,通过下行信道的RSRP测量值和SSB(Synchronization SignalBlock)发射功率获得。
(4)Δpreamble:由于PRACH有多种格式,不同格式对应的期望功率要求可能不同,因此可以通过该参数下发相应的偏置。该参数通过广播消息下发,如果未下发,则默认按0计算。
(5)Nre:表示该UE发送前导的次数,其不能超过最大前导发送次数,该参数通过广播消息下发。
(6)Δstep:表示前导功率攀升步长,该参数通过广播消息下发。