PA、PB參數(shù)調(diào)整對(duì)下載速率提升的應(yīng)用

王祥國(guó)

【摘要】 隨著中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)正式商用，越來(lái)越多的用戶加入中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，帶給用戶最直觀的改變就是網(wǎng)絡(luò)速度的提升。但逐漸增加的4G手機(jī)用戶，所體驗(yàn)到的速率都會(huì)降低，這是因?yàn)門D-LTE網(wǎng)絡(luò)和WiFi一樣，都是多人共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。根據(jù)LTE release10協(xié)議查閱并研究相關(guān)文獻(xiàn)資料，重點(diǎn)對(duì)RS功率、PA、PB參數(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)功率配置類參數(shù)調(diào)整，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，結(jié)論表明LTE網(wǎng)絡(luò)下載速率有所提高。

【關(guān)鍵詞】 LTE下載速率 PA參數(shù) RS功率

一、引言

由于中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)用戶的增加，小區(qū)內(nèi)所有用戶共享網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，造成整網(wǎng)平均吞吐率有所下降。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，整網(wǎng)的下載速率基本穩(wěn)定，常規(guī)優(yōu)化方法也沒有進(jìn)一步提高，通過(guò)研究功率配置類參數(shù)RS功率、PA參數(shù)、PB參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功率配置類參數(shù)協(xié)同調(diào)整來(lái)提高整網(wǎng)的下載速率，從而為用戶帶來(lái)卓越的網(wǎng)絡(luò)使用體驗(yàn)。

二、LTE功率配置類參數(shù)簡(jiǎn)析

2.1 RS功率

和其他系統(tǒng)類似，LTE下行信道或符號(hào)的功率開銷是相對(duì)于參考信號(hào)（RS）功率進(jìn)行設(shè)置的。RS、PBCH、PCFICH、PSS+SSS信道采用靜態(tài)值方式功率設(shè)置，而PHICH、PDCCH， PDSCH信道既可以采用靜態(tài)值方式也可以采用動(dòng)態(tài)功率分配方式，采用哪種方式取決于PDCCH或PDSCH信道傳輸?shù)膬?nèi)容。對(duì)于采用靜態(tài)功率分配方式的信道，很好理解，即配置一個(gè)與RS信號(hào)功率的偏置，而動(dòng)態(tài)功率分配方式有些復(fù)雜。

為了更好了解動(dòng)態(tài)功率分配方式，首先，要明確一個(gè)概念，EPRE（即每RE上的能量）： Energy Per Resource Element，因?yàn)槠渌β试O(shè)置是基于EPRE的。

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

RS功率設(shè)置需要綜合各方面因素，既要保證覆蓋與容量的平衡，又要保證信道估計(jì)的有效性，還要保證干擾的合理控制。

2.1 Pb參數(shù)

為了解碼下行數(shù)據(jù)，首先要檢測(cè)或者解碼參考信號(hào)，如果RS的功率與其他信道或信號(hào)的功率相同，那樣將很難檢測(cè)RS信號(hào)，因此要設(shè)置RS信號(hào)功率明顯高于其他信號(hào)或信道。因此引入了參數(shù)Pb，Pb取值越大，ReferenceSignalPwr在原來(lái)的基礎(chǔ)上抬升得越高，能獲得更好的信道估計(jì)性能，增強(qiáng)PDSCH的解調(diào)性能，但同時(shí)減少了PDSCH（與RS共符號(hào)）的發(fā)射功率，合適的Pb取值可以改善邊緣用戶速率，提高小區(qū)覆蓋性能。如下公式，相當(dāng)于RS信號(hào)功率抬升10lg（Pb+1）。

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

根據(jù)上面公式，可以推算出當(dāng)Pb設(shè)置為1時(shí)，對(duì)應(yīng)20M帶寬的RS信號(hào)的功率為15.2dbm，那么對(duì)于PDSCH信道，功率如何分配？這里又引入了一個(gè)參數(shù) -ρB /ρA（小區(qū)專用PDSCH比例），即PDSCH信道功率與參考信號(hào)功率的比值。當(dāng)PB設(shè)置一個(gè)之后，根據(jù)規(guī)范36.213，表5.2-1規(guī)定，如當(dāng)PB=1、兩天線端口對(duì)應(yīng)的ρB /ρA為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

對(duì)于一個(gè)時(shí)隙中哪些符號(hào)使用ρA或是ρB表征小區(qū)專用PDSCH比例，規(guī)范36.213 Table 5.2-2也有明確規(guī)定。

2.2 Pa參數(shù)

Pa值的設(shè)置與Pb值和天線端口數(shù)相關(guān)，因此UE在業(yè)務(wù)建立過(guò)程中才能通過(guò)高層獲得，通常Pa值包含在RRC Connection Setup消息或重配置消息中。參數(shù)Pa的含義是PDSCH功控算法關(guān)閉，且靜態(tài)ICIC算法關(guān)閉時(shí)，采用均勻功率分配，小區(qū)所有用戶的Pa值。

Pa參數(shù)調(diào)整對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響：采用均勻分配功率時(shí)，為了保證當(dāng)下行帶寬全部分配，eNB功率正好用完，則每個(gè)RB上的功率應(yīng)該 等于 eNB最大發(fā)射功率平攤到每個(gè)RB上的功率，而每個(gè)RB上的功率的絕對(duì)值是由PA和RS功率共同決定的，所以在eNB總功率不變的情況下，對(duì)于不同的RS功率（或者對(duì)于不同的RS功率抬升），為了盡量保證當(dāng)下行帶寬全部分配時(shí)，eNB功率盡可能用完，對(duì)所有UE設(shè)置的PA應(yīng)不同。

三、功率配置類參數(shù)調(diào)整策略

以某市中興LTE網(wǎng)絡(luò)為例，RS功率綜合覆蓋、干擾、信道估計(jì)、容量等因素進(jìn)行配置，現(xiàn)網(wǎng)大部分RS功率設(shè)置值為12dBm，有一小部分RS功率設(shè)置值低于12dbm，保持現(xiàn)網(wǎng)RS功率不變；

RS功率一定時(shí)，增大Pa參數(shù)，就會(huì)增加小區(qū)所有用戶的功率，提高小區(qū)所有用戶的MCS，但可能造成功率受限，影響吞吐率；反之，降低小區(qū)所有用戶的功率和MCS，降低小區(qū)吞吐率。

PB取值越大，RS功率在原來(lái)的基礎(chǔ)上抬升越高，能獲得更好的信道估計(jì)，增強(qiáng)PDSCH的解調(diào)性能，但同時(shí)減少了PDSCH（Type B）的發(fā)射功率，合適的PB取值可以改善邊緣用戶速率，提高小區(qū)覆蓋性能。

現(xiàn)網(wǎng)Pa參數(shù)和Pb參數(shù)根據(jù)集團(tuán)規(guī)范統(tǒng)計(jì)設(shè)置為-3和1，根據(jù)RS功率進(jìn)行PA、PB參數(shù)協(xié)同調(diào)整，這樣既能保持網(wǎng)絡(luò)覆蓋和切換關(guān)系不變，又能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的功率，具體調(diào)整方案如下：

①RS功率=18， （Pa，Pb）調(diào)整為（-6，1）

②RS功率=16， （Pa，Pb）調(diào)整為（-4.77，1）

③RS功率=15， （Pa，Pb）調(diào)整為（-3，1）

④RS功率=13、14， （Pa，Pb）調(diào)整為（-1.77，1）

⑤RS功率=12， （Pa，Pb）調(diào)整為（0，1）

⑥RS功率=11， （Pa，Pb）調(diào)整為（1，1）

⑦RS功率=10， （Pa，Pb）調(diào)整為（2，1）

⑧RS功率≤9， （Pa，Pb）調(diào)整為（3，1）

四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用設(shè)置測(cè)試驗(yàn)證

某市中興LTE網(wǎng)絡(luò)市區(qū)網(wǎng)格內(nèi)有103個(gè)宏站， 309個(gè)小區(qū)，保持現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)不改動(dòng)，進(jìn)行市區(qū)網(wǎng)格拉網(wǎng)測(cè)試，統(tǒng)計(jì)下行吞吐速率在25.32Mbps。

2014年4月20日下午將RS功率配置<=12的小區(qū)，根據(jù)制定的調(diào)整方案執(zhí)行參數(shù)修改，網(wǎng)格內(nèi)涉及調(diào)整參數(shù)的宏站94個(gè)，共有229個(gè)小區(qū)，現(xiàn)網(wǎng)的PB值已經(jīng)為1，符合網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)效果，這樣只需按照RS功率設(shè)置對(duì)應(yīng)的PA參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，參數(shù)修改后進(jìn)行拉網(wǎng)測(cè)試，前后測(cè)試路線均保持一致，測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)下行吞吐速率在27.74Mbps。

通過(guò)前后拉網(wǎng)測(cè)試對(duì)比，參數(shù)修改后的提升幅度在9.00%。測(cè)試結(jié)論表明，根據(jù)站點(diǎn)RS功率設(shè)置對(duì)應(yīng)的pa、pb值，對(duì)下載速率有提升作用。

圖1 修改前DLPDCHPDUThrougput

圖2 修改后DLPDCHPDUThrougput

圖3 參數(shù)修改前后對(duì)比

五、總結(jié)

Pa和Pb這兩個(gè)參數(shù)的價(jià)值在于，一個(gè)是對(duì)于采用16QAM或者64QAM調(diào)制的PDSCH信道的解調(diào)，由于具有相同相位的調(diào)制符號(hào)，幅度值不同才能易解調(diào)，PB取值越大，RS功率在原來(lái)的基礎(chǔ)上抬升越高，能獲得更好的信道估計(jì)，增強(qiáng)PDSCH的解調(diào)性能，但同時(shí)減少了PDSCH（Type B）的發(fā)射功率，合適的PB取值可以改善邊緣用戶速率，提高小區(qū)覆蓋性能。

另一個(gè)是若采用小區(qū)干擾協(xié)作降低干擾，可以靈活對(duì)小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶進(jìn)行功率分配，或者進(jìn)行下行動(dòng)態(tài)功率控制，增大該參數(shù)，增加了小區(qū)所有用戶的功率，提高小區(qū)所有用戶的MCS，使整網(wǎng)平均吞吐率上升，但可能造成功率受限，影響吞吐率。

通過(guò)測(cè)試分析看出，在不同SINR情況下，下行流量都有所提升，建議在全網(wǎng)推廣。