PA、PB参数调整对下载速率提升的应用

王祥国

【摘要】 随着中国移动TD-LTE网络正式商用，越来越多的用户加入中国移动TD-LTE网络，带给用户最直观的改变就是网络速度的提升。但逐渐增加的4G手机用户，所体验到的速率都会降低，这是因为TD-LTE网络和WiFi一样，都是多人共享网络带宽。根据LTE release10协议查阅并研究相关文献资料，重点对RS功率、PA、PB参数进行研究，通过对TD-LTE网络功率配置类参数调整，经现场测试验证，结论表明LTE网络下载速率有所提高。

【关键词】 LTE下载速率 PA参数 RS功率

一、引言

由于中国移动TD-LTE网络用户的增加，小区内所有用户共享网络带宽资源，造成整网平均吞吐率有所下降。经过长期的LTE网络优化，整网的下载速率基本稳定，常规优化方法也没有进一步提高，通过研究功率配置类参数RS功率、PA参数、PB参数，结合现有网络的功率配置类参数协同调整来提高整网的下载速率，从而为用户带来卓越的网络使用体验。

二、LTE功率配置类参数简析

2.1 RS功率

和其他系统类似，LTE下行信道或符号的功率开销是相对于参考信号（RS）功率进行设置的。RS、PBCH、PCFICH、PSS+SSS信道采用静态值方式功率设置，而PHICH、PDCCH， PDSCH信道既可以采用静态值方式也可以采用动态功率分配方式，采用哪种方式取决于PDCCH或PDSCH信道传输的内容。对于采用静态功率分配方式的信道，很好理解，即配置一个与RS信号功率的偏置，而动态功率分配方式有些复杂。

为了更好了解动态功率分配方式，首先，要明确一个概念，EPRE（即每RE上的能量）： Energy Per Resource Element，因为其他功率设置是基于EPRE的。

如PDSCH信道功率 ：EPRE pdsch = ρ_B /ρ_A * EPRE RS （1）

RS功率设置需要综合各方面因素，既要保证覆盖与容量的平衡，又要保证信道估计的有效性，还要保证干扰的合理控制。

2.1 Pb参数

为了解码下行数据，首先要检测或者解码参考信号，如果RS的功率与其他信道或信号的功率相同，那样将很难检测RS信号，因此要设置RS信号功率明显高于其他信号或信道。因此引入了参数Pb，Pb取值越大，ReferenceSignalPwr在原来的基础上抬升得越高，能获得更好的信道估计性能，增强PDSCH的解调性能，但同时减少了PDSCH（与RS共符号）的发射功率，合适的Pb取值可以改善边缘用户速率，提高小区覆盖性能。如下公式，相当于RS信号功率抬升10lg（Pb+1）。

RS Power =Total power per channel（dBm）-10lg（totalsubcarrier）+10lg（Pb+1） （2）

根据上面公式，可以推算出当Pb设置为1时，对应20M带宽的RS信号的功率为15.2dbm，那么对于PDSCH信道，功率如何分配？这里又引入了一个参数 -ρB /ρA（小区专用PDSCH比例），即PDSCH信道功率与参考信号功率的比值。当PB设置一个之后，根据规范36.213，表5.2-1规定，如当PB=1、两天线端口对应的ρB /ρA为1。

PB ρB/ρA

One Antenna Port Two and Four Antenna Ports

0 1 5/4

1 4/5 1

2 3/5 3/4

3 2/5 1/2

对于一个时隙中哪些符号使用ρA或是ρB表征小区专用PDSCH比例，规范36.213 Table 5.2-2也有明确规定。

2.2 Pa参数

Pa值的设置与Pb值和天线端口数相关，因此UE在业务建立过程中才能通过高层获得，通常Pa值包含在RRC Connection Setup消息或重配置消息中。参数Pa的含义是PDSCH功控算法关闭，且静态ICIC算法关闭时，采用均匀功率分配，小区所有用户的Pa值。

Pa参数调整对网络性能的影响：采用均匀分配功率时，为了保证当下行带宽全部分配，eNB功率正好用完，则每个RB上的功率应该 等于 eNB最大发射功率平摊到每个RB上的功率，而每个RB上的功率的绝对值是由PA和RS功率共同决定的，所以在eNB总功率不变的情况下，对于不同的RS功率（或者对于不同的RS功率抬升），为了尽量保证当下行带宽全部分配时，eNB功率尽可能用完，对所有UE设置的PA应不同。

三、功率配置类参数调整策略

以某市中兴LTE网络为例，RS功率综合覆盖、干扰、信道估计、容量等因素进行配置，现网大部分RS功率设置值为12dBm，有一小部分RS功率设置值低于12dbm，保持现网RS功率不变；

RS功率一定时，增大Pa参数，就会增加小区所有用户的功率，提高小区所有用户的MCS，但可能造成功率受限，影响吞吐率；反之，降低小区所有用户的功率和MCS，降低小区吞吐率。

PB取值越大，RS功率在原来的基础上抬升越高，能获得更好的信道估计，增强PDSCH的解调性能，但同时减少了PDSCH（Type B）的发射功率，合适的PB取值可以改善边缘用户速率，提高小区覆盖性能。

现网Pa参数和Pb参数根据集团规范统计设置为-3和1，根据RS功率进行PA、PB参数协同调整，这样既能保持网络覆盖和切换关系不变，又能够充分利用网络的功率，具体调整方案如下：

①RS功率=18， （Pa，Pb）调整为（-6，1）

②RS功率=16， （Pa，Pb）调整为（-4.77，1）

③RS功率=15， （Pa，Pb）调整为（-3，1）

④RS功率=13、14， （Pa，Pb）调整为（-1.77，1）

⑤RS功率=12， （Pa，Pb）调整为（0，1）

⑥RS功率=11， （Pa，Pb）调整为（1，1）

⑦RS功率=10， （Pa，Pb）调整为（2，1）

⑧RS功率≤9， （Pa，Pb）调整为（3，1）

四、现场应用设置测试验证

某市中兴LTE网络市区网格内有103个宏站， 309个小区，保持现网参数不改动，进行市区网格拉网测试，统计下行吞吐速率在25.32Mbps。

2014年4月20日下午将RS功率配置<=12的小区，根据制定的调整方案执行参数修改，网格内涉及调整参数的宏站94个，共有229个小区，现网的PB值已经为1，符合网络性能最优效果，这样只需按照RS功率设置对应的PA参数进行调整，参数修改后进行拉网测试，前后测试路线均保持一致，测试结果统计下行吞吐速率在27.74Mbps。

通过前后拉网测试对比，参数修改后的提升幅度在9.00%。测试结论表明，根据站点RS功率设置对应的pa、pb值，对下载速率有提升作用。

图1 修改前DLPDCHPDUThrougput

图2 修改后DLPDCHPDUThrougput

图3 参数修改前后对比

五、总结

Pa和Pb这两个参数的价值在于，一个是对于采用16QAM或者64QAM调制的PDSCH信道的解调，由于具有相同相位的调制符号，幅度值不同才能易解调，PB取值越大，RS功率在原来的基础上抬升越高，能获得更好的信道估计，增强PDSCH的解調性能，但同时减少了PDSCH（Type B）的发射功率，合适的PB取值可以改善边缘用户速率，提高小区覆盖性能。

另一个是若采用小区干扰协作降低干扰，可以灵活对小区中心用户和小区边缘用户进行功率分配，或者进行下行动态功率控制，增大该参数，增加了小区所有用户的功率，提高小区所有用户的MCS，使整网平均吞吐率上升，但可能造成功率受限，影响吞吐率。

通过测试分析看出，在不同SINR情况下，下行流量都有所提升，建议在全网推广。