LTE裡的功率分配和功率控制
阿新 • • 發佈：2019-02-20
LTE下行功率控制
由於LTE下行採用OFDMA技術，一個小區內傳送給不同UE的下行訊號之間是相互正交的，因此不存在CDMA系統因遠近效應而進行功率控制的必要性。就小區內不同UE的路徑損耗和陰影衰落而言，LTE系統完全可以通過頻域上的靈活排程方式來避免給UE分配路徑損耗和陰影衰落較大的RB，這樣，對PDSCH採用下行功控就不是那麼必要了。另一方面，採用下行功控會擾亂下行CQI測量，影響下行排程的準確性。因此，LTE系統中不對下行採用靈活的功率控制，而只是採用靜態或半靜態的功率分配（為避免小區間干擾採用干擾協調時靜態功控還是必要的）。
其中，下行小區參考訊號EPRE定義為整個系統頻寬內所有承載下行小區專屬參考訊號的下行資源單元（RE）分配功率的線性平均。UE可以認為小區專屬RS_EPRE在整個下行系統頻寬內和所有的子幀內保持恆定，直到接收到新的小區專屬RS_EPRE。小區專屬RS_EPRE由高層引數Reference-Signal-power通知。
ρA或 ρB表示每個OFDM符號內的PDSCH EPRE和小區專屬RS EPRE的比值，且ρA或ρB是UE專屬的。具體來說，在包含RS的資料OFDMA的EPRE與小區專屬RS EPRE的比值標識用Bρ表示；在不包含RS的資料OFDMA的EPRE與小區專屬RS EPRE的比值標識用ρA表示。
一個時隙內不同OFDMA的比值標識ρA或ρB與OFDMA符號索引對應關係
圖1
l OFDMA系統如果要使用下行功控，主要用於補償通道的路徑損耗和陰影。但下行功控和頻域排程存在一定的衝突。
1. 系統完全可以通過頻域排程的方式避免在那些路徑損耗較大的RB進行傳輸，因此對PDSCH採用下行功率控制就不是很重要了。
2. 採用下行功率控制反而會擾亂下行CQI測量，由於功控補償了某些RB的路徑損耗，UE無法獲得真實的下行通道質量資訊，從而影響到下行排程的準確性。
在頻率和時間上採用恆定的發射功率，基站通過高層信令指示該發射功率數值。下行功率分配以每個RE為單位，控制基站在各個時刻各個子載波上的發射功率。
下行功率分配方法：
1. 提高參考訊號的發射功率(Power Boosting)
2. 與使用者排程相結合實現小區間干擾抑制的相關機制
小區通過高層信令指示或ρB/ρA，通過不同比值設定RS訊號在基站總功率中的不同開銷比例，來實現RS發射功率的提升
圖2
l 在指示 ρB/ρA基礎上，通過高層引數 確定 的具體數值，得到基站下行鍼對使用者的PDSCH發射功率。
l 關係：
其中，在除了多使用者MIMO之外的所有傳輸模式中，δpower-offset均為0；為高層指示的UE特定引數。
l δpower-offset 用於MU-MIMO的場景
l δpower-offset = -3dB 表示功率平均分配給兩個使用者
l 為了支援下行小區間干擾協調，定義了基站窄帶發射功率限制（RNTP，Relative Narrowband Tx Power）的物理層測量，在X2口上進行互動。它表示了該基站在未來一段時間內下行各個PRB將使用的最大發射功率的情況，相鄰小區利用該訊息來協呼叫戶，實現同頻小區干擾協調。
圖3 1、2或4小區專屬天線埠下的ρB/ρA比
LTE上行功率控制
無線系統中的上行功控是非常重要的，通過上行功控，可以使得小區中的UE在保證上行發射資料的質量的基礎上儘可能的降低對其它使用者的干擾，延長終端電池的使用時間。
CDMA系統中，上行功率控制主要的目的是克服“遠近效應”和“陰影效應”，在保證服務質量的同時抑制使用者之間的干擾。而LTE系統，上行採用SC-FDMA技術，小區內的使用者通過頻分實現正交，因此小區內干擾影響較小，不存在明顯的“遠近效應”。但小區間干擾是影響LTE系統性能的重要因素。尤其是頻率複用因子為1時，系統內所有小區都使用相同的頻率資源為使用者服務，一個小區的資源分配會影響到其他小區的系統容量和邊緣使用者效能。對於LTE系統分散式的網路架構，各個eNodeB的排程器獨立排程，無法進行集中的資源管理。因此LTE系統需要進行小區間的干擾協調，而上行功率控制是實現小區間干擾協調的一個重要手段。
按照實現的功能不同，上行功率控制可以分為小區內功率控制（補償路損和陰影衰落），以及小區間功率控制（基於鄰小區的負載資訊調整UE的傳送功率）。其中小區內功率控制目的是為了達到上行傳輸的目標SINR，而小區間功率控制的目的是為了降低小區間干擾水平以及干擾的抖動性。
終端的功率控制目的：節電和抑制使用者間干擾
手段：採用閉環功率控制機制
控制終端在上行單載波符號上的發射功率，使得不同距離的使用者都能以適當的功率達到基站，避免“遠近效應”。
通過X2介面交換小區間干擾資訊，進行協調排程，抑制小區間的同頻干擾，互動的資訊有：
過載指示OI（被動）：指示本小區每個PRB上受到的上行干擾情況。相鄰小區通過交換該訊息瞭解對方的負載情況。
高干擾指示HII（主動）：指示本小區每個PRB對於上行干擾的敏感程度。反映了本小區的排程安排，相鄰小區通過交換該資訊瞭解對方將要採用的排程安排，並進行適當的調整以實現協調的排程。
l TDD系統可以利用上下行通道的對稱性進行更高頻率的功率控制。
l 小區間干擾抑制的功控機制和單純的單小區功控不同。單小區功控只用於路損補償，當一個UE的上行通道質量下降時，eNodeB根據該UE的需要指示UE加大發射功率。但當考慮多個小區的總頻譜效率最大化時，簡單的提高小區邊緣UE的發射功率，反而會由於小區間干擾的增加造成整個系統容量的下降。
應採用部分功控的方法，及從整個系統總容量最大化角度考慮，限制小區邊緣UE功率提升的幅度。具體的部分功控操作通過X2介面傳遞的相鄰小區間的小區間干擾協調信令指示來實現。
分成3種：
p 上行共享通道PUSCH的功率控制
p 上行控制通道PUCCH的功率控制
p SRS的功率控制
終端的功率空間：終端最大發射功率與當前實際發射功率的差值作為功率控制過程的引數，物理層對終端的功率空間進行測量，並上報高層。
1 小區內功率控制原理
由於LTE上行採用OFDMA技術，同小區內不同UE之間的上行資料是相互正交的。因此同WCDMA相比，小區內上行干擾的管理就容易的多，LTE中的上行功控是慢速而非WCDMA中的快速功率控制，功控頻率不高於200Hz。
與上行功控不同的是，LTE上行功控是對每個資源塊的功率譜密度（Power Spectral Density，PSD）進行設定，且即使如果一個UE在一個子幀中發射的資料多於多個RB，每個RB的功率對於該UE佔用的所有RB都是相同的。
LTE的上行包括：接入通道、業務共享通道（PUSCH）和公共控制通道（PUCCH），它們都有功率控制的過程，此外，為了便於eNodeB實現精確的上行通道估計，UE需要根據配置在特定的PRB傳送上行參考訊號（SRS），且SRS也要進行功率控制。除接入通道外（對於上行接入的功控如隨機接入前導碼，RA Msg3會有所區別）：其他3類通道上的功率控制的原理是一樣的，主要包括eNodeB信令化的靜態或半靜態的基本開環工作點和UE側不斷更新的動態偏移。
UE發射的功率譜密度（即每個RB上的功率）=開環工作點+動態的功率偏移
1) 開環工作點
開環工作點=標稱功率P0+開環的路損補償（PL×α）
標稱功率P0又分為小區標稱功率和UE特定的標稱功率兩部分。eNodeB為小區內所有UE半靜態的設定一標稱功率P0-PUSCH和P0-PUCCH，通過SIB2系統訊息廣播。P0-PUSCH的取值範圍是-126dBm~+24 dBm(均指每RB而言)，P0-PUSCH的取值範圍是-126dBm~--96 dBm。
除此之外，每個UE還可以有UE特定的標稱功率偏移，該值通過專用RRC信令下發給UE。P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH取值範圍-8dB~+7dB，是不同UE對於小區標稱功率P0-PUSCH和P0-PUCCH的一個偏移量。
開環的路損補償PL基於UE對於下行的路損估計。UE通過測量下行參考訊號RSRP，與已知的RS訊號功率進行相減進行路損估計。RS訊號的原始傳送功率在SIB2中廣播。
為了抵消快速衰落對路損估計的影響，UE通常在一個時間窗內對下行的RSRP進行平均。時間視窗的長度一般在100ms~500ms之間。
對於PUSCH和SRS，eNodeB通過引數α來決定路損在UE的上行功控中的權重。α表示對路徑損耗的補償因子，是針對一個eNodeB由上層配置的3個位元的半靜態數值，且α∈{1,9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,4.0,0}。
α=0，UE均以最大功率傳送，這導致高的干擾水平，惡化了小區邊緣的效能；
α=1，邊緣使用者以最大功率傳送，小區內其他使用者進行完全的路損補償，每個使用者到達接收端的功率相同，則SINR相同，這降低了系統的頻譜效率；
0<α<1，UE的傳送功率處於最大功率和完全的路損補償之間，小區內部的使用者越靠近小區中心，到達接收端的SINR越高，具有更高的傳輸速率，實現了小區邊緣效能和系統頻譜效率的平衡。
下圖給出了α=0 (全功率補償)、α=1和α=0.5三種功控方式的使用者吞吐量CDF曲線，表明了FPC實現了小區邊緣資料速率和系統整體吞吐量的折中。
圖4 不同功控方案的使用者吞吐量比較
實際系統中，為了獲得小區平均吞吐量和小區邊緣速率的效能折中，(,0Pα)的設定還與應用場景、業務和小區配置有關。
對於PUCCH來說，由於不同的PUCCH使用者是碼分複用的，α取值為1，可以更好的控制不同PUCCH使用者之間的干擾。
2) 動態功率偏移
動態功率偏移包含兩個部分，基於MCS的功率調整ΔTF和閉環的功率控制。
基於MCS的功率調整ΔTF可以使得UE根據選定的MCS來動態的調整相應的發射功率譜密度。UE的MCS是由eNodeB來排程的，通過設定UE的發射MCS,可以較快的調整UE的發射功率譜密度，達到類似快速功控的效果。eNodeB還可以基於每個UE關閉或開啟基於MCS的功率調整，通過專用RRC信令實現。
PUCCH中基於MCS的功率調整體現為：LTE系統會對每個PUCCH format定義相對於format 1a的功率偏移。具體計算公式參見協議36.213的5.1.2.1節。
閉環的功率控制是指UE通過PDCCH中的TPC命令來對UE的發射功率進行調整。閉環功控TPC命令可以分為累積調整和絕對值調整兩種方式。累積調整方式適用於PUSCH、PUCCH和SRS，絕對值調製方式只適用於PUSCH。這兩種不同的調整方式的轉換是半靜態的，eNodeB通過專用RRC信令指示UE採用累積方式還是絕對值方式。
對於累積TPC命令，每個TPC命令相對於前面的水平傳送一個功率階躍訊號。累積TPC命令是預設模式並且特別適用於一個UE在一組連續子幀中接收功率控制命令的情況。在LTE中，提供兩種不同的調整步長。第一套步長為{-1，0，+1，+3}dB，對於PUSCH，由DCI format 0/3指示；對於PUCCH,由DCI format 1/1A/1B/1D/2/2A/3指示。第二套步長為{-1，+1}，由DCI format 3a指示（適用於PUCCH和PUSCH）。使用這兩套步長的哪一個由TPC命令格式和RRC配置決定。相對於絕對性TPC，累積TPC命令可以實現較大的功率步進，也可以通過累積TPC命令和基於MCS的功率階躍組合實現更大的功率步進。此外，包括0dB步進值的一套功率步進值可以使功率保持恆定，尤其適用於干擾不會顯著變化的場景。
絕對型TPC命令是指直接使用TPC中指示的功率調整數值，只適用於PUSCH。此時，eNodeB需要通過RRC信令顯式的關閉累積方式的功率調整方式。當採用絕對值方式時，TPC數值為{-4，-1，+1，+4}dB，由DCI format0/3指示。絕對型功控模式只能控制功率在半靜態工作點的+4dB~-4dB範圍內，相對較大的功率步進可以通過一個單獨命令觸發（範圍+8dB~-8dB）。因此，絕對調整模式特別適合於UE不連續的上行傳輸，可以使得eNodeB一步調整UE的發射功率至期望值。
LTE的上行功控涉及到的通道包括PUSCH、PUCCH、PRACH以及SRS。除接入通道外其他3類通道上的功率控制的原理是一樣的。這裡僅以PUSCH為例進行說明。
按照協議的規定，UE在PUSCH通道上第i子幀的傳送功率為：
2 小區間功率控制原理
LTE系統小區間功率控制的目的是實現小區間干擾協調，即協調小區間的干擾，提高小區邊緣使用者的吞吐量。小區間干擾協調和功率控制的基本原理是避免相鄰eNodeB服務的UE以較高的功率排程到相同的資源塊，因此關鍵問題是對相鄰小區相同資源塊的使用和這些資源塊功率水平的設定，以避免過載，保證排程UE可接受的上行SINR水平。
LTE系統小區間功率控制的目的是實現小區間干擾協調，即協調小區間的干擾，提高小區邊緣使用者的吞吐量。小區間干擾協調和功率控制的基本原理是避免相鄰eNodeB服務的UE以較高的功率排程到相同的資源塊，因此關鍵問題是相鄰小區相同資源塊的使用和這些資源塊功率水平的設定，以避免過載，保證排程UE可接受的上行SINR水平。
目前上行小區間干擾協調主要有兩個方法：Reactive方法和Pro-active方法。其中，Reactive方法是小區干擾水平超過一定門限時，通過向鄰區傳送過載指示，以通知排程器和功率控制機制採取措施；Pro-active方法是通過排程鄰區不用的資源塊或者對干擾不敏感的資源塊，試圖避免小區邊緣使用者之間的資源衝突。下面將對這兩種方法進行介紹。
1) 基於過載指示（OI）的小區間功率控制
“Reactive方法”是通過在X2介面互動過載指示資訊（OI，Overload Indicator），以進行上行功率控制和干擾協調。該技術具有如下特點和要求（參見提案【R1-080511】）：
􀂊 OI攜帶當前小區基於每個PRB的干擾水平；
􀂊 報告值的範圍包含3種干擾水平指示：低（low）、中（medium）、高（high）；
􀂊 報告是基於事件觸發，報告頻率不高於20ms一次（這受限於X2介面時延~20ms）；
OI是一個反映過去狀態的測量，基於eNodeB對上行一些子帶的干擾測量（例如RIP，包含熱噪聲），當檢測到干擾水平超過一定的門限時，通過X2介面觸發向鄰區的彙報。鄰小區收到OI指示後，將採取一定的措施，以抑制小區間干擾，改善過載小區的效能。
eNodeB可以有下面幾種方式進行功控的自適應調整（參見提案【R1-074042】）：
􀂊 eNodeB調整功控公式的引數，然後廣播到UE；（標準支援）
􀂊 eNodeB調整單個UE的傳輸功率；（標準支援）
􀂊 eNodeB廣播（處理的）X2訊息，然後UE相應地調整各自的傳輸功率。（沒有標準化）
2) 基於高干擾指示（HII）的小區間干擾協調
高干擾指示是“Proactive方法”。在這個概念中，每個小區有一些分配給邊緣使用者的高干擾頻段，小區將高干擾指示通過X2介面傳送給鄰小區，使得鄰小區排程器知道哪些是干擾頻段，即產生最強的干擾的使用者（即小區邊緣使用者）將排程的頻段。這是非常重要的，接收小區將不允許在這些頻段排程邊緣使用者，倘若邊緣使用者的可用資源不充足時，排程器也可以結合鄰小區的高干擾頻段和自己小區內的使用者路損資訊，進行合適的排程決策，以最小化小區間干擾。
假定給每個鄰小區指定一個不同的頻段用於小區邊緣的使用者，則只需要3個高干擾頻段，如圖 5所示。
圖 5 為小區分配不同的高干擾頻段
HII具有如下的特點和要求：
􀂊 HII指示服務eNodeB內排程給小區邊緣使用者的PRB，這些PRB將產生高的小區間干擾，同時這些PRB對於小區間的干擾也是最敏感的；
􀂊 “cell-edge UE”可以通過UE測量的服務小區和鄰小區RSRP確定；
􀂊 HII以Bitmap形式傳送（1bit/PRB），不同鄰小區可以有不同的bitmap，目標小區可以明確自已的HII；
􀂊 基於事件觸發，HII更新頻率不高於20ms一次（這受限於X2介面時延~20ms）；
􀂊 服務小區和目標小區之間不需要handshake過程。
由於LTE下行採用OFDMA技術，一個小區內傳送給不同UE的下行訊號之間是相互正交的，因此不存在CDMA系統因遠近效應而進行功率控制的必要性。就小區內不同UE的路徑損耗和陰影衰落而言，LTE系統完全可以通過頻域上的靈活排程方式來避免給UE分配路徑損耗和陰影衰落較大的RB，這樣，對PDSCH採用下行功控就不是那麼必要了。另一方面，採用下行功控會擾亂下行CQI測量，影響下行排程的準確性。因此，LTE系統中不對下行採用靈活的功率控制，而只是採用靜態或半靜態的功率分配（為避免小區間干擾採用干擾協調時靜態功控還是必要的）。
下行功率分配的目標是在滿足使用者接收質量的前提下儘量降低下行通道的發射功率，來降低小區間干擾。在LTE系統中，使用每資源單元容量（Transmit Energy per Resource Element, EPRE）來衡量下行發射功率大小。對於PDSCH通道的EPRE可以由下行小區專屬參考訊號功率EPRE以及每個OFDM符號內的PDSCH EPRE和小區專屬RS EPRE的比值ρA或ρB的得到。
其中，下行小區參考訊號EPRE定義為整個系統頻寬內所有承載下行小區專屬參考訊號的下行資源單元（RE）分配功率的線性平均。UE可以認為小區專屬RS_EPRE在整個下行系統頻寬內和所有的子幀內保持恆定，直到接收到新的小區專屬RS_EPRE。小區專屬RS_EPRE由高層引數Reference-Signal-power通知。
ρA或 ρB表示每個OFDM符號內的PDSCH EPRE和小區專屬RS EPRE的比值，且ρA或ρB是UE專屬的。具體來說，在包含RS的資料OFDMA的EPRE與小區專屬RS EPRE的比值標識用Bρ表示；在不包含RS的資料OFDMA的EPRE與小區專屬RS EPRE的比值標識用ρA表示。
一個時隙內不同OFDMA的比值標識ρA或ρB與OFDMA符號索引對應關係
圖1
l OFDMA系統如果要使用下行功控，主要用於補償通道的路徑損耗和陰影。但下行功控和頻域排程存在一定的衝突。
1. 系統完全可以通過頻域排程的方式避免在那些路徑損耗較大的RB進行傳輸，因此對PDSCH採用下行功率控制就不是很重要了。
2. 採用下行功率控制反而會擾亂下行CQI測量，由於功控補償了某些RB的路徑損耗，UE無法獲得真實的下行通道質量資訊，從而影響到下行排程的準確性。
在頻率和時間上採用恆定的發射功率，基站通過高層信令指示該發射功率數值。下行功率分配以每個RE為單位，控制基站在各個時刻各個子載波上的發射功率。
下行功率分配方法：
1. 提高參考訊號的發射功率(Power Boosting)
2. 與使用者排程相結合實現小區間干擾抑制的相關機制
小區通過高層信令指示或ρB/ρA，通過不同比值設定RS訊號在基站總功率中的不同開銷比例，來實現RS發射功率的提升
圖2
l 在指示 ρB/ρA基礎上，通過高層引數 確定 的具體數值，得到基站下行鍼對使用者的PDSCH發射功率。
l 關係：
其中，在除了多使用者MIMO之外的所有傳輸模式中，δpower-offset均為0；為高層指示的UE特定引數。
l δpower-offset 用於MU-MIMO的場景
l δpower-offset = -3dB 表示功率平均分配給兩個使用者
l 為了支援下行小區間干擾協調，定義了基站窄帶發射功率限制（RNTP，Relative Narrowband Tx Power）的物理層測量，在X2口上進行互動。它表示了該基站在未來一段時間內下行各個PRB將使用的最大發射功率的情況，相鄰小區利用該訊息來協呼叫戶，實現同頻小區干擾協調。
圖3 1、2或4小區專屬天線埠下的ρB/ρA比
LTE上行功率控制
無線系統中的上行功控是非常重要的，通過上行功控，可以使得小區中的UE在保證上行發射資料的質量的基礎上儘可能的降低對其它使用者的干擾，延長終端電池的使用時間。
CDMA系統中，上行功率控制主要的目的是克服“遠近效應”和“陰影效應”，在保證服務質量的同時抑制使用者之間的干擾。而LTE系統，上行採用SC-FDMA技術，小區內的使用者通過頻分實現正交，因此小區內干擾影響較小，不存在明顯的“遠近效應”。但小區間干擾是影響LTE系統性能的重要因素。尤其是頻率複用因子為1時，系統內所有小區都使用相同的頻率資源為使用者服務，一個小區的資源分配會影響到其他小區的系統容量和邊緣使用者效能。對於LTE系統分散式的網路架構，各個eNodeB的排程器獨立排程，無法進行集中的資源管理。因此LTE系統需要進行小區間的干擾協調，而上行功率控制是實現小區間干擾協調的一個重要手段。
按照實現的功能不同，上行功率控制可以分為小區內功率控制（補償路損和陰影衰落），以及小區間功率控制（基於鄰小區的負載資訊調整UE的傳送功率）。其中小區內功率控制目的是為了達到上行傳輸的目標SINR，而小區間功率控制的目的是為了降低小區間干擾水平以及干擾的抖動性。
終端的功率控制目的：節電和抑制使用者間干擾
手段：採用閉環功率控制機制
控制終端在上行單載波符號上的發射功率，使得不同距離的使用者都能以適當的功率達到基站，避免“遠近效應”。
通過X2介面交換小區間干擾資訊，進行協調排程，抑制小區間的同頻干擾，互動的資訊有：
過載指示OI（被動）：指示本小區每個PRB上受到的上行干擾情況。相鄰小區通過交換該訊息瞭解對方的負載情況。
高干擾指示HII（主動）：指示本小區每個PRB對於上行干擾的敏感程度。反映了本小區的排程安排，相鄰小區通過交換該資訊瞭解對方將要採用的排程安排，並進行適當的調整以實現協調的排程。
l TDD系統可以利用上下行通道的對稱性進行更高頻率的功率控制。
l 小區間干擾抑制的功控機制和單純的單小區功控不同。單小區功控只用於路損補償，當一個UE的上行通道質量下降時，eNodeB根據該UE的需要指示UE加大發射功率。但當考慮多個小區的總頻譜效率最大化時，簡單的提高小區邊緣UE的發射功率，反而會由於小區間干擾的增加造成整個系統容量的下降。
應採用部分功控的方法，及從整個系統總容量最大化角度考慮，限制小區邊緣UE功率提升的幅度。具體的部分功控操作通過X2介面傳遞的相鄰小區間的小區間干擾協調信令指示來實現。
分成3種：
p 上行共享通道PUSCH的功率控制
p 上行控制通道PUCCH的功率控制
p SRS的功率控制
終端的功率空間：終端最大發射功率與當前實際發射功率的差值作為功率控制過程的引數，物理層對終端的功率空間進行測量，並上報高層。
1 小區內功率控制原理
由於LTE上行採用OFDMA技術，同小區內不同UE之間的上行資料是相互正交的。因此同WCDMA相比，小區內上行干擾的管理就容易的多，LTE中的上行功控是慢速而非WCDMA中的快速功率控制，功控頻率不高於200Hz。
與上行功控不同的是，LTE上行功控是對每個資源塊的功率譜密度（Power Spectral Density，PSD）進行設定，且即使如果一個UE在一個子幀中發射的資料多於多個RB，每個RB的功率對於該UE佔用的所有RB都是相同的。
LTE的上行包括：接入通道、業務共享通道（PUSCH）和公共控制通道（PUCCH），它們都有功率控制的過程，此外，為了便於eNodeB實現精確的上行通道估計，UE需要根據配置在特定的PRB傳送上行參考訊號（SRS），且SRS也要進行功率控制。除接入通道外（對於上行接入的功控如隨機接入前導碼，RA Msg3會有所區別）：其他3類通道上的功率控制的原理是一樣的，主要包括eNodeB信令化的靜態或半靜態的基本開環工作點和UE側不斷更新的動態偏移。
UE發射的功率譜密度（即每個RB上的功率）=開環工作點+動態的功率偏移
1) 開環工作點
開環工作點=標稱功率P0+開環的路損補償（PL×α）
標稱功率P0又分為小區標稱功率和UE特定的標稱功率兩部分。eNodeB為小區內所有UE半靜態的設定一標稱功率P0-PUSCH和P0-PUCCH，通過SIB2系統訊息廣播。P0-PUSCH的取值範圍是-126dBm~+24 dBm(均指每RB而言)，P0-PUSCH的取值範圍是-126dBm~--96 dBm。
除此之外，每個UE還可以有UE特定的標稱功率偏移，該值通過專用RRC信令下發給UE。P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH取值範圍-8dB~+7dB，是不同UE對於小區標稱功率P0-PUSCH和P0-PUCCH的一個偏移量。
開環的路損補償PL基於UE對於下行的路損估計。UE通過測量下行參考訊號RSRP，與已知的RS訊號功率進行相減進行路損估計。RS訊號的原始傳送功率在SIB2中廣播。
為了抵消快速衰落對路損估計的影響，UE通常在一個時間窗內對下行的RSRP進行平均。時間視窗的長度一般在100ms~500ms之間。
對於PUSCH和SRS，eNodeB通過引數α來決定路損在UE的上行功控中的權重。α表示對路徑損耗的補償因子，是針對一個eNodeB由上層配置的3個位元的半靜態數值，且α∈{1,9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,4.0,0}。
α=0，UE均以最大功率傳送，這導致高的干擾水平，惡化了小區邊緣的效能；
α=1，邊緣使用者以最大功率傳送，小區內其他使用者進行完全的路損補償，每個使用者到達接收端的功率相同，則SINR相同，這降低了系統的頻譜效率；
0<α<1，UE的傳送功率處於最大功率和完全的路損補償之間，小區內部的使用者越靠近小區中心，到達接收端的SINR越高，具有更高的傳輸速率，實現了小區邊緣效能和系統頻譜效率的平衡。
下圖給出了α=0 (全功率補償)、α=1和α=0.5三種功控方式的使用者吞吐量CDF曲線，表明了FPC實現了小區邊緣資料速率和系統整體吞吐量的折中。
圖4 不同功控方案的使用者吞吐量比較
實際系統中，為了獲得小區平均吞吐量和小區邊緣速率的效能折中，(,0Pα)的設定還與應用場景、業務和小區配置有關。
對於PUCCH來說，由於不同的PUCCH使用者是碼分複用的，α取值為1，可以更好的控制不同PUCCH使用者之間的干擾。
2) 動態功率偏移
動態功率偏移包含兩個部分，基於MCS的功率調整ΔTF和閉環的功率控制。
基於MCS的功率調整ΔTF可以使得UE根據選定的MCS來動態的調整相應的發射功率譜密度。UE的MCS是由eNodeB來排程的，通過設定UE的發射MCS,可以較快的調整UE的發射功率譜密度，達到類似快速功控的效果。eNodeB還可以基於每個UE關閉或開啟基於MCS的功率調整，通過專用RRC信令實現。
PUCCH中基於MCS的功率調整體現為：LTE系統會對每個PUCCH format定義相對於format 1a的功率偏移。具體計算公式參見協議36.213的5.1.2.1節。
閉環的功率控制是指UE通過PDCCH中的TPC命令來對UE的發射功率進行調整。閉環功控TPC命令可以分為累積調整和絕對值調整兩種方式。累積調整方式適用於PUSCH、PUCCH和SRS，絕對值調製方式只適用於PUSCH。這兩種不同的調整方式的轉換是半靜態的，eNodeB通過專用RRC信令指示UE採用累積方式還是絕對值方式。
對於累積TPC命令，每個TPC命令相對於前面的水平傳送一個功率階躍訊號。累積TPC命令是預設模式並且特別適用於一個UE在一組連續子幀中接收功率控制命令的情況。在LTE中，提供兩種不同的調整步長。第一套步長為{-1，0，+1，+3}dB，對於PUSCH，由DCI format 0/3指示；對於PUCCH,由DCI format 1/1A/1B/1D/2/2A/3指示。第二套步長為{-1，+1}，由DCI format 3a指示（適用於PUCCH和PUSCH）。使用這兩套步長的哪一個由TPC命令格式和RRC配置決定。相對於絕對性TPC，累積TPC命令可以實現較大的功率步進，也可以通過累積TPC命令和基於MCS的功率階躍組合實現更大的功率步進。此外，包括0dB步進值的一套功率步進值可以使功率保持恆定，尤其適用於干擾不會顯著變化的場景。
絕對型TPC命令是指直接使用TPC中指示的功率調整數值，只適用於PUSCH。此時，eNodeB需要通過RRC信令顯式的關閉累積方式的功率調整方式。當採用絕對值方式時，TPC數值為{-4，-1，+1，+4}dB，由DCI format0/3指示。絕對型功控模式只能控制功率在半靜態工作點的+4dB~-4dB範圍內，相對較大的功率步進可以通過一個單獨命令觸發（範圍+8dB~-8dB）。因此，絕對調整模式特別適合於UE不連續的上行傳輸，可以使得eNodeB一步調整UE的發射功率至期望值。
LTE的上行功控涉及到的通道包括PUSCH、PUCCH、PRACH以及SRS。除接入通道外其他3類通道上的功率控制的原理是一樣的。這裡僅以PUSCH為例進行說明。
按照協議的規定，UE在PUSCH通道上第i子幀的傳送功率為：
2 小區間功率控制原理
LTE系統小區間功率控制的目的是實現小區間干擾協調，即協調小區間的干擾，提高小區邊緣使用者的吞吐量。小區間干擾協調和功率控制的基本原理是避免相鄰eNodeB服務的UE以較高的功率排程到相同的資源塊，因此關鍵問題是對相鄰小區相同資源塊的使用和這些資源塊功率水平的設定，以避免過載，保證排程UE可接受的上行SINR水平。
LTE系統小區間功率控制的目的是實現小區間干擾協調，即協調小區間的干擾，提高小區邊緣使用者的吞吐量。小區間干擾協調和功率控制的基本原理是避免相鄰eNodeB服務的UE以較高的功率排程到相同的資源塊，因此關鍵問題是相鄰小區相同資源塊的使用和這些資源塊功率水平的設定，以避免過載，保證排程UE可接受的上行SINR水平。
目前上行小區間干擾協調主要有兩個方法：Reactive方法和Pro-active方法。其中，Reactive方法是小區干擾水平超過一定門限時，通過向鄰區傳送過載指示，以通知排程器和功率控制機制採取措施；Pro-active方法是通過排程鄰區不用的資源塊或者對干擾不敏感的資源塊，試圖避免小區邊緣使用者之間的資源衝突。下面將對這兩種方法進行介紹。
1) 基於過載指示（OI）的小區間功率控制
“Reactive方法”是通過在X2介面互動過載指示資訊（OI，Overload Indicator），以進行上行功率控制和干擾協調。該技術具有如下特點和要求（參見提案【R1-080511】）：
􀂊 OI攜帶當前小區基於每個PRB的干擾水平；
􀂊 報告值的範圍包含3種干擾水平指示：低（low）、中（medium）、高（high）；
􀂊 報告是基於事件觸發，報告頻率不高於20ms一次（這受限於X2介面時延~20ms）；
OI是一個反映過去狀態的測量，基於eNodeB對上行一些子帶的干擾測量（例如RIP，包含熱噪聲），當檢測到干擾水平超過一定的門限時，通過X2介面觸發向鄰區的彙報。鄰小區收到OI指示後，將採取一定的措施，以抑制小區間干擾，改善過載小區的效能。
eNodeB可以有下面幾種方式進行功控的自適應調整（參見提案【R1-074042】）：
􀂊 eNodeB調整功控公式的引數，然後廣播到UE；（標準支援）
􀂊 eNodeB調整單個UE的傳輸功率；（標準支援）
􀂊 eNodeB廣播（處理的）X2訊息，然後UE相應地調整各自的傳輸功率。（沒有標準化）
2) 基於高干擾指示（HII）的小區間干擾協調
高干擾指示是“Proactive方法”。在這個概念中，每個小區有一些分配給邊緣使用者的高干擾頻段，小區將高干擾指示通過X2介面傳送給鄰小區，使得鄰小區排程器知道哪些是干擾頻段，即產生最強的干擾的使用者（即小區邊緣使用者）將排程的頻段。這是非常重要的，接收小區將不允許在這些頻段排程邊緣使用者，倘若邊緣使用者的可用資源不充足時，排程器也可以結合鄰小區的高干擾頻段和自己小區內的使用者路損資訊，進行合適的排程決策，以最小化小區間干擾。
假定給每個鄰小區指定一個不同的頻段用於小區邊緣的使用者，則只需要3個高干擾頻段，如圖 5所示。
圖 5 為小區分配不同的高干擾頻段
HII具有如下的特點和要求：
􀂊 HII指示服務eNodeB內排程給小區邊緣使用者的PRB，這些PRB將產生高的小區間干擾，同時這些PRB對於小區間的干擾也是最敏感的；
􀂊 “cell-edge UE”可以通過UE測量的服務小區和鄰小區RSRP確定；
􀂊 HII以Bitmap形式傳送（1bit/PRB），不同鄰小區可以有不同的bitmap，目標小區可以明確自已的HII；
􀂊 基於事件觸發，HII更新頻率不高於20ms一次（這受限於X2介面時延~20ms）；
􀂊 服務小區和目標小區之間不需要handshake過程。