1、一、PA 、 PBLTE 下行信道或符号的功率控制基于两种方式:静态方式和动态方式。所谓静态方式即为信道配置一个固定值,例如 RS、 PBCH、PCFICH、PSS+SSS信道采用静态值方式设置功率,并且 PBCH、PCFICH、PSS+SSS 信道功率值是相对于 RS 功率进行设置的一个偏置值。而动态方式即所谓的功率分配,就是把基站总功率在某个时刻按照一定规则分配到各个信道上,例如 PHICH、PDCCH, PDSCH 信道。(注: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。那么什么
2、是功率分配呢?首先,要明确一个概念,EPRE(即每 RE 上的能量): Energy Per Resource Element,功率分配是基于 EPRE 的。在时域上,由于 OFDM 符号是时分复用的,每个 OFDM 符号时刻(时域上=66.7us)都以基站的最大功率发射。但在系统带宽内,每个 OFDM 符号时刻包含多个 OFDM 符号(例如 20MHz 带宽,每个 OFDM 时刻包含 1200 个 OFDM符号),那么每个 OFDM 符号可获取的发射功率为多少呢?于是就有了所谓的功率分配。根据 OFDM 符号中是否存在 RS 信号,把 PDSCH OFDM 符号分为两类,即 A 类(TYPE
3、 A)和 B 类(TYPE B)。A 类符号:不存在 RS 的 PDSCH OFDM 符号B 类符号: 存在 RS 的 PDSCH OFDM 符号 TYPEA A:将 A 类符号的 PDSCH RE 功率(单位 mw)与 RS 功率(单位 mW)比值记作 A=TYPE A/RS B:将 B 类符号的 PDSCH RE 功率(单位 mw)与 RS 功率(单位 mw)比值记作 B=TYPE B/RSLTE 设备中,为了控制分配给 UE 的 PDSCH RE 功率,引入了 PA 参数,PB 参数。PA 是一个 UE 级参数,通过 RRC 信令发送给 UE,可随时改变,PA越小则 A 类符号功率相对于
4、 RS 符号功率比值越小;PB 是一个小区级参数,由SIB2 广播。PA 定义为:该参数表示 PDSCH 功率控制 PA 调整开关关闭且下行 ICIC 开关关闭时,PDSCH 采用均匀功率分配时的 PA 值,数值上 PA=10log A。PB 定义为:表示 PDSCH 上 EPRE(Energy Per Resource Element )的功率因子比率指示,它和天线端口共同决定了功率因子比率的值,数值上 PB 表示 B/ A 的索引。假定把基站分配给每个 RB 的功率均分为 48 份,则针对 RS RE 及 PDSCH RE有如下分配情况:(2/4 天线端口)第一图:PA ,PB=0,0 每
5、一列的功率总和算 48 个单位,因为 PA=0,所以第二列数据 RE 和第一列的 RS 功率是一样的,图中都以 4 来表示,而第一列中有 2 个 RE 是不发的,因此多出来 8 个单位的功率,而这 8 个功率被均匀的分配到了 8 个数据 RE 上,因此第一列的 8 个数据 RE 都是 5 个单位的功率,因此 B/ A 也就是 5/4,这种情况比较少用。第二图: PA,PB=-3,1就是把那 2 个 RE 空出来的 8 个功率分给了 2 个 RS 的 RE,因此每个 RS是 8。相当于 RS 功率增加了 1dB。这种配置是最常用的,保证 RS 的正确接收。第三图: PA,PB=-4.77,2除了
6、把那 2 个 RE 空出来的 8 个功率分给了 2 个 RS 的 RE,还把 B 类符号的每个 PDSCH RE 功率的让出来 2 个单位给 RS,相当于 RS 功率增加了 2dB.第四图: PA,PB=-6,3除了把那 2 个 RE 空出来的 8 个功率分给了 2 个 RS 的 RE,还把 B 类符号的每个 PDSCH RE 功率的让出来 3 个单位给 RS,相当于 RS 功率增加了 3dB.因此上面 2,3,4 中分配方式可以看到 RS 被明显增强,因此对覆盖会有正增益,常用来做(超)远覆盖。这种方式也叫 RS 功率 Boosting 技术。但同时对业务数据(TYPE B)是有负增益的,牺
7、牲了部分容量。根据上图,可以得到几个参数的组合情况: B/ APA A EPRE/RS PB单天线端口 2/4 天线端口0 1 1 0 5/5 5/4-3 1/2 4/8 1 4/5 4/4-4.77 1/3 4/12 2 3/5 3/4-6 1/4 4/16 3 2/5 2/4PA 和 PB 的单位都是 db, PA 等于 0,说明 A 和 RS 的功率比是 1:1,-3说明比 RS 小一倍,-4.77 就是 1/3,-6 就是 1/4。A 和 B 可以看成单位是dbm,它反映的是实际功率的比值。下表为 PA 和 PB 参数设置对于业务信道数据传输功率利用率!换句话的意思:保障基站输出功率最
8、大化且同类符号平均利用的效率模型。其中有 4 组参数可以是功率利用率最大化。分别是(PA ,PB ): (0,0)、(-3,1)、(-4.77,2) 、(-6,3)。从上面分析可以得出以下几个规律: 1、每个 OFDM 符号总体功率之和应该相同。即所有 B 类符号子载波功率+所有 RS 符号子载波功率 =所有 A 类符号子载波功率,同一种符号的功率都应该相同,而最大化地分担基站功率。 2、P B 设置不同的值,实质对应了 B 类符号与 A 类符号的功率比。PB 值越大(注意,PB 值其实是一个索引值),则 B 类符号的功率比 A 类符号的功率的比值越小,由于 OFDM 符号子载波功率之和相同,
9、因此相当于抬升了 RS符号功率。3、PA 值与 A 类符号的功率和 RS 符号功率的比值有对应关系,根据 2 的推导,RS 功率抬升,B 类符号功率减小,若 A 类符号功率不变,则 PA 值将会减少。二、RS 功率RS 功率是一个小区级参数,由网管配置,一旦确定就不受其他参数影响而改变,通过 SIB2 广播。覆盖:RS 设置过大会造成越区覆盖,对其他小区造成干扰;RS 设置过小,会造成覆盖不足,出现盲区; 干扰:由于受周围小区干扰影响,RS 功率设置也不同,干扰大的地方需要留出更大的干扰余量; 信道估计:RS 功率设置会影响信道估计。 RS 功率越大,信道估计精度越高,解调门限越低,接收机灵敏
10、度越高,但是对邻区干扰也越大。 容量:RS 功率越高,覆盖越好,但用于数据传输的功率越小,会造成系统容量的下降; 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。三、参数设置PB 参数的含义及设置参考: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。 参数 PA 的含义及设置参考:含义: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
11、户的 PA 值。 PA 取值越小,表示 A 类 PDSCH 符号发射功率相对于 RS 功率越小。界面取值范围:-6, -4.77, -3, -1.77, 0, 1, 2, 3 参数调整对网络性能的影响:均匀分配功率时,为了保证当下行带宽全部分配时,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
12、不同。RS 功率一定时,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,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。传输方式 设置性质 作用 1 作用 2 作用 3 RS 发射功率小区级参数,SIB2 广播一旦设置,则不变作为下行功率分配的基准值RS 越大,A 类符号和 B 类符号功率越小RSPWR=每通道发射功率+10lg(1+PB)-10lg(12*Nrb)PAUE 级参数,RRC 信令通知随时可变,由 eNB确定PA 变化导致 A类符号发射功率变化PA 越大,A 类符号发射功率越大A 类符号功率=RS PWR+PAPB小区级参数
13、,SIB2 广播一旦设置,则不变为维持 PB 不变,当 PA 变化时,B 类符号发射功率要随之变化PB 越大,B 类符号发射功率越小B 类符号功率=A 类符号功率+10lg( B/ A ) , B/ A 根据 PB 索引RS 抬升功率=PB四、计算例子 1、系统带宽 20Mhz,(PA,PB)=(-3,1),总功率 40w,每个天线口的可用功率是 40/8=5w 时:每个 TypeA 的 RE 的符号功率是=5w/1200=6.2dBm, Rs=9.2dBm,每个 TypeB 的 RE 的符号功率是和 TypeA 一样的,是 6.2dBm,RS_Power=每通道发射功率+10lg(1+PB)
14、-10lg(12*Nrb=9.2 dBm当(PA,PB)=(0,0)时,每个 TypeA 的 RE 的符号功率是=5w/1200=6.2dBm, Rs=6.2dBm,每个 TypeB 的 RE 的符号功率是 TypeA 的 1.25 倍,是 7.2dBmRS_Power=每通道发射功率+10lg(1+PB)-10lg(12*Nrb)=6.2 dBm2、以 20M 带宽,2*10W 为例,推荐配置是 Prs=12.2,PA=-3,PB=1,则单根天线上的发射功率计算如下:TypeA 的 RE 的符号功率= RS PWR+PA=9.2 dBm TypeB 的 RE 的符号功率= TypeA 的 RE 的符号功率+lg(B/A )因为 PB=1,单天线,所以 B/A=4/5TypeB 的 RE 的符号功率= TypeA 的 RE 的符号功率+10lg(B/A )=9.2+10lg(4/5)=9.2-1=8.2 dBm