LTE2583: Support of High-power UE

The LTE2583: Support of High-power UE feature introduces the support of high-power devices for public safety communication (for services such as the police, fire brigade, and ambulance).

3.20.1 LTE2583 benefits

The LTE2583: Support of High-power UE feature improves the coverage of an LTE network and reduces network deployment costs.

3.20.2 LTE2583 functional description

Currently there is only one power class defined for E-UTRAN UE, power-class-3 (with UL power 23 dBm), for a public safety band (3GPP band 14). This limitation on UL power was a bottleneck to enable higher achievable data rate with better coverage (particularly in rural areas), which is essential to provide the necessary population coverage and UL throughput for public safety purposes. For this reason, the LTE2583: Support of High-power UE feature has been introduced, and power-class-1 UEs (with UL power target 31 dBm) are supported; this is compliant with 3GPP release 11. Increasing UL power up to 8 dB leads to extended coverage and increases interference in adjacent cells.

The LTE2583: Support of High-power UE feature introduces the extended power headroom report (ePHR) for cells supporting high-power UEs. The ePHR is an information element that is contained in a medium access control (MAC) service data unit to indicate the available uplink transmission power resources, including the maximum power the UE can apply to UL transmissions. The eNB uses this information for detecting the high-power UEs.

The LTE2583: Support of High-power UE feature does not require a feature flag for activation. The support of high-power UEs is activated by an appropriate O&M parameter setting:

• The earfcnUl LNCEL parameter refers by the selected E-UTRA absolute radio frequency channel number in UL to an E-UTRAN band for which power-class-1 is specified by 3GPP (currently only E-UTRAN band 14 supports power-class-1 UEs).

• The maximum transmission power in the cell is set by the O&M pMaxOwnCell SIB parameter to a value greater than 23 dBm. This parameter is relevant whenever the power condition is propagated during a handover.

Performance measurement

To monitor the presence of high-power UEs in the network, the following measurements are introduced:

• Sum of Active UEs with power class 1

• Denominator for Active UEs with power class 1

The counter Sum of Active UEs with power class 1, divided by the counter Denominator for Active UEs with power class 1, provides the average number of active high-power UEs. A UE is active if at least a single non-guaranteed bit rate (non-GBR) data radio bearer (DRB) has been successfully configured for it.

3.20.2.1 Extended power headroom report (ePHR)

The LTE2583: Support of High-power UE feature introduces the extended power headroom report (ePHR) for cells supporting high-power UEs. The ePHR is an information element that is contained in a medium access control (MAC) service data unit to indicate the available uplink transmission power resources, including the maximum power the UE can apply to UL transmissions. The eNB uses this information for detecting the high-power UEs.

Whenever the cell is configured to maintain high-power UEs (the pMaxOwnCell parameter is greater than 23 dBm for the E-UTRAN band supporting power-class-1 UEs), the UE that is compliant to 3GPP release 11 and higher reports its power condition by means of the extended power headroom report (ePHR). The reporting of power conditions by the ePHR is configured as soon as the UE capabilities are known in the eNB. This means that the ePHR cannot be applied before the Initial Context Setup or Incoming Handover has been completed. The legacy power headroom report (PHR) is applied to the UEs to which the ePHR cannot be applied. Provided the O&M parameter pMaxOwnCell changes after the Initial Context Setup or Incoming Handover has been completed, the initially assigned PHR format is kept.

With the introduction of ePHR, the relevant MAC overhead for calculating the transport block size (TBS) varies depending on which format of the power headroom report is applied to the UE. Whereas the legacy PHR consumes a 2-byte-inclusive MAC

subheader, the ePHR allocates at least 4 bytes. The ePHR MAC-c is bigger than 4 bytes (Type 1, PCell) only if the ePHR provides the power conditions of a UE which transfers the user data in a UL carrier aggregation mode, and hence the conditions of a PCell and SCell have to be reported.

3.20.2.2 Detection of power-class-1 UEs based on the ePHR

The classification of UE power class is based on the maximum power which is available for UL transmissions. UEs that are compliant to 3GPP release 11 specification provide, by means of the extended power headroom report (ePHR), the present power condition (power headroom (PH) information element) and, in addition, the maximum transmission power available for UL transmissions. UEs which provide the present power conditions by means of the legacy PHR are not compliant to 3GPP release 11 and did not belong to the set of power-class-1 UEs. UEs reporting the present power conditions by means of the legacy PHR are always UEs of power-class-3.

Once a UE is assigned to the set of power-class-1 UEs, the classification is kept until the UE is released. The UEs which are assigned to the set of power-class-1 UEs are

registered by the UL scheduler and are available when required.

3.20.2.3 Joint scheduling of UEs with a different power class within the same cell

Even though UEs with different power classes (power-class-1 and 3) remain in the same cell, the UL scheduler must schedule all the UEs jointly. In this context, the scheduling criterion of the interference-aware UL scheduler (IAS) is affected. The scheduling

criterion which is based on the UE’s transmission power is different for UEs of power-class-1 and power-class-3 and cannot be deduced simply by evaluating the power headroom reports (PHRs).

The main principle of the interference-aware UL scheduler (IAS) is to separate in the UL spectrum the UEs with high inter-cell interference power between adjacent cells. For this purpose, the IAS evaluates the power conditions of the UEs by means of the power headroom report (PHR) and, based on the evaluation, deduces the transmission power spent for the UL transmission the PHR is carried. The higher the UE’s transmission power, the higher the inter-cell interference the UE is contributing.

3.20.3 LTE2583 system impact

Interdependencies between features

The LTE2583: Support of High-power UE feature impacts the following features:

• LTE619: Interference Aware UL Scheduling

Even though UEs with different power classes (power-class-1 and 3) remain in the same cell, the UL scheduler must schedule all the UEs jointly. In this context, the scheduling criterion of the interference-aware UL scheduler (IAS) is affected. The scheduling criterion which is based on the UE’s transmission power is different for UEs of powerclass- 1 and power-class-3 and cannot be deduced simply by evaluating the power headroom reports (PHRs).

The main principle of the IAS is to separate in the UL spectrum the UEs with high inter-cell interference power between adjacent cells. For this purpose, the IAS evaluates the power conditions of the UEs by means of the power headroom report (PHR) and, based on the evaluation, deduces the transmission power spent for the UL transmission the PHR is carried. The higher the UE’s transmission power, the higher the inter-cell interference the UE is contributing.

Impact on interfaces

The LTE2583: Support of High-power UE feature impacts interfaces as follows:

• Uu interface

– the extended power headroom report (ePHR) has to be supported in the E-UTRAN band 14

Impact on network management tools

The LTE2583: Support of High-power UE feature has no impact on network management tools.

Impact on system performance and capacity

The LTE2583: Support of High-power UE feature has no impact on system performance or capacity.

3.20.4 LTE2583 reference data

Requirements

Table 84 LTE2583 hardware and software requirements System release Flexi Multiradio

BTS

Flexi Multiradio 10 BTS

Flexi Zone Micro BTS

Flexi Zone Access Point FDD-LTE 16A not supported FL16A not supported not supported

Flexi Zone Controller

OMS UE NetAct MME SAE GW

not supported LTE OMS16A 3GPP R11 UE capabilities

NetAct 16.8 support not required

support not required BTS faults and reported alarms

There are no faults related to the LTE2583: Support of High-power UE feature.

Commands

There are no commands related to the LTE2583: Support of High-power UE feature.

Measurements and counters

Table 85 New counters introduced by LTE2583 Counter

ID

Counter name Measurement

M8051C 94

Sum of Active UEs with power class 1

LTE Cell Load

M8051C 95

Denominator for Active UEs with power class 1

LTE Cell Load

For counter descriptions, see LTE Performance Measurements.

Key performance indicators

There are no key performance indicators related to the LTE2583: Support of High-power UE feature.

Parameters

Table 86 Parameters related to the LTE2583

Full name Abbreviated name Managed object

Parent structure

EARFCN uplink earfcnUL LNCEL

-Table 87 Parameters modified by LTE2583

Full name Abbreviated name Managed object

Parent structure

Max. uplink

transmission power own cell

pMaxOwnCell SIB

-For parameter descriptions, see FDD-LTE BTS Parameters.

Sales information

Table 88 LTE2583 sales information

Product structure class License control Activated by default

Basic Software (BSW) - No