TD-LTE网络中PDCCH配置对网络的影响分析

陆增光，潘方升，宋巍

（1 中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司，杭州 310015; 2 中国移动通信集团设计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系统中一个重要的下行控制信道，该信道主要传输上下行数据调度信令、上行功控信令等，通过下行控制信息块DCI承载，不同的用户使用不同的DCI资源，在频域上加以区分。DCI占用的物理资源可变，范围在1～8个CCE之间。PDCCH信道可以占用每个下行子帧的第1～3个OFDM符号，根据用户和容量需求不同进行配置。因此PDCCH信道在网络侧通常有关的两个配置：单个用户的DCI配置和整体占用OFDM符号的CFI配置，本文将通过测试结果验证在上述两个配置的主要作用。

2 PDCCH配置对LTE网络覆盖的影响

因为单个用户使用不同的DCI资源，DCI资源配置对用户的影响更大，而整个PDCCH信道占用多少OFDM符号资源，对用户的覆盖没有太大影响。对于单个用户可以占用的PDCCH信道的DCI资源，目前TD-LTE网络对于单用户主要常用的1CCE、2CCE、4CCE和8CCE 4种配置，根据实验室仿真的结果，单用户PDCCH占用资源越多，可以获得越低的解调门限，仿真结果见图1所示。

2.1 单用户PDCCH配置对RSRP的影响

图1 CCE与解调门限的仿真结果

在单一用户的小区下，分配给该用户不用的DCI资源，进行锁小区的拉远测试，具体测试结果见图2所示。从相同的定点测试可以看出，不同的配置下RSRP的数值和变化趋势相同，同时关注两种配置掉线点的信号电平，测试结果可以基本相同，掉线点的RSRP基本都在-110 dBm左右，RSRP不是用户掉线的主要原因，因此对于不用的单用户PDCCH信道占用资源配置，对RSRP的影响不大。

图2 不同CCE配置下RSRP的测试结果

2.2 单用户PDCCH配置对SINR的影响

从2.1节的分析可以看出，不同的PDCCH格式配置，覆盖距离不同，但是PDCCH的格式配置不影响RSRP，覆盖距离的差距可能是SINR引起的，分析SINR的变化趋势，具体测试结果见图3。

图3 不同CCE配置下SINR的测试结果

单用户占用PDCCH信道的资源不同，对该小区覆盖区内的各点测得的SINR没有根本的影响，两种聚合度下，SINR的变化趋势和数值基本相同。对于断线点的SINR数值，可以看到在4CCE的配置方式下，SINR低于0的情况下断线，8CCE的配置模式下，达到-5dB才断线，在相同的信号电平下，PDCCH占用8个CCE时的解调门限可以更低，因此可以达到更远的覆盖距离。

3 PDCCH配置对LTE网络容量的影响

下行控制信道可以占用下行子帧的第1～3个OFDM符号，占用方式是全频域占用，占用后该符号无法用于PDSCH信道，PDCCH信道占用上述OFDM符号中除去参考信号、PCFICH和PHICH之外的RE块，因此当PDCCH需求占用的资源越多，可以用于PDSCH业务信道的RE粒子越少，网络容量随之被影响下降，表1是CFI=2和CFI=3的情况下的网络峰值速率测试结果。

PDCCH所需总资源的多少，不单和每个用户DCI资源多少有关，还和网络需要支持的调度用户数量有关，表2是两端口天线情况下，在20 MHz带宽下可以调用的用户数。

从表2可以看出，当PDCCH资源有限，单个用户的DCI占用资源越多，将会导致PDCCH支持用户的容量下降。PDCCH占用OFDM符号和分配个单个用户的DCI资源要综合考虑，在建网初期，因为用户数不多，可以考虑控制信道占用1～2个OFDM信号，既满足网络高速率的需求，也满足调度用户的需求。

4 PDCCH配置对LTE网络速率的影响

从上节分析可以看出，DCI资源越大，用户的解调门限越低，但是过大的DCI占用资源较多，不利于网络用户的调度，本章讨论在占用一定的OFDM码字情况下，不同DCI对用户速率的影响。

在CFI设置为1的情况下，测试小区下有15个激活用户， 其中14个用户保持连接态但没有进行业务下载，剩余1用户做业务下载，图4是在4CCE和8CCE配置下的改用户的速率变化图。

表1 不同CFI下的峰值速率测试结果

表2 DCI和调度用户对应计算表

图4 不同CCE配置下下载速率的测试结果

从表3定点测试结果可以看出，DCI配置为4CCE时在370～430 m的下载速率比8CCE的配置高50%以上，2节分析DCI的配置改变不会影响RSRP和SINR的变化，因此在该段的用户速率下载变化不是由于信号变化带来的改变。根据从后台数据分析，8CCE配置下的用户无法在该环境下做双码字传输，造成速率偏低。

表3 不同DCI配置下定点单双码字测试结果

如表4所示，双码字传输下，每个码字要单独进行调度，在8CCE配置下，由于PDCCH资源有限，在无线环境满足双码字传输的情况下也不能对该用户双码字调度，造成速率下降的原因，在测试小区下的路测统计也验证了在8CCE的配置下，单码字传输的比例远高于4CCE配置下的单码字传输比例。

表4 不同DCI配置下路测单双码字测试结果

5 小结

PDCCH的配置对网络覆盖所需的解调门限有一定影响，DCI配置越高，解调门限越低，小区的覆盖距离也越大，另一方面，PDCCH占用资源越多，网络可以用于业务的资源越少，网络峰值速率下降，同时单用户DCI占用资源越多，PDCCH可以调度的用户数越少，在网络用户较多环境下，用户调度受限造成速率下降。

PDCCH占用资源建议根据基站密度和用户数进行配置，在市区基站密度大，用户多的情况下，PDCCH聚合度可以略低，增加网络容量，在郊区基站密度较小，用户少的情况下，PDCCH聚合度可以增大，降低网络的解调门限，提升覆盖距离。

[1]王映民, 孙韶辉. TD-LTE技术原理与系统设计[M]. 北京：人民邮电出版社, 2011.

[2]赵训威，林辉.3GPP长期演进（LTE）系统架构与技术规范[M]. 北京：人民邮电出版社, 2010.

[3]罗凡云，郭俊峰. LTE网络覆盖性能分析[J]. 移动通信,2010.