LTE中PA/PB的理解

LTE中下行业务信道PDSCH的功率分配是采用固定功率分配方式的，其中涉及2个参数PA和PB比较难理解，这里介绍一下对这2个参数的理解。

PA/PB理论描述

首先，让我们回顾一下LTE时频资源图，在2个CRS端口的条件下，一个RB在时域和频域上的资源分布如下图（其中横向是时域，7个符号；纵向是频域，12个子载波），每个小格子代表一个RE。

我们先把RE分成如下3类：

• RS：代表发射CRS的RE，上图大红色格子
• TypeA：代表不包含CRS的列的RE，上图蓝色格子
• TypeB：代表包含CRS的列，除CRS和空载RE（既上图不发射）外的其他RE，上图绿色格子

既然下行是采用固定功率分配的，那么上述3类符号分别应该分配多少功率呢？实际上PA、PB本质就是决定上述3类符号的功率分配关系。这里再引入2个中间变量ρa和ρb，那么3类符号的功率可以分别用如下公式表示：

• RS功率：固定值，网管可配置其绝对值
• TypeA功率 = RS功率 + ρa
• TypeB功率 = RS功率 + ρb

其中，RS功率为网管配置的绝对值（单位dbm），在SIB2下发：

TypeA/TypeB功率均为RS功率加上一个偏置ρa/ρb（单位db），ρa/ρb可以理解为TypeA/TypeB相对RS的功率值，例如ρa = -3db，那么TypeA的功率就是RS功率的1/2。
借助ρa/ρb两个中间变量，就可以进一步表示PA/PB了：

• PA = ρa，即PA和ρa的值相等，表示TypeA相对RS的功率值，是一个枚举变量，一共可取8种值（-6,-4.77，-3，-1.77，0,1,2,3）dB
  
  PA在RRCConnectionSetup消息中下发：
  
• PB实际上是一个索引值，也是一个枚举变量，可取（0,1,2,3）4种值：
  
  其意义是表示ρb和ρa的比值，并且在PB索引值相同的情况下，CRS端口不同会导致ρb/ρa取值不同，可通过下表查询：
  
  例如PB = 0，CRS端口数 = 1的情况下，查表得ρb/ρa = 1，即ρb和ρa相等，故TypeA和TypeB功率相等；再比如PB = 0，CRS端口数 = 2，ρb/ρa = 5/4，这个5/4是绝对值，涉及到绝对值和相对值的转化，假设PA = ρa = -3dB，TypeA功率 = RS功率 * 0.5，将0.5 * 5/4再转化为dB即可得到ρb的值。
  因为TypeA和TypeB功率都是以RS功率为基准加上偏置得到的，故ρb/ρa实际上就是TypeB功率和TypeA功率的比值。
  PB是在系统消息SIB2中与RS功率一起下发的：
  

由上面的分析可以看出，RS功率是一个基准，通过网管配置，PA决定了TypeA功率与RS功率的关系，PB又决定了TypeB功率与TypeA功率的关系。那么在RS确定了的情况下，根据PA的值即可得出TypeA的功率，进而根据PB的值得出TypeB的功率，这样一来，所有类型的RE的功率就都确定了，这就是下行业务信道固定功率分配。

PA/PB现网应用

根据之前分析，PA有8种取值，PB有4种取值，排列组合一下一共有32种取值，那么现网究竟是如何设置PA，PB的呢？

一般情况下，对于宏站（CRS端口数=2或4），PA/PB = -3/1；对于室分（CRS端口数=1），PA/PB = 0/0。为何这样设置呢？答案是为了最大化RRU功率的利用率，我们以宏站CRS端口数 = 2的情况来分析一下，继续看之前的RB图：

CRS端口数 = 2，PA = -3dB，PB = 1的情况下，查表可得ρb/ρa = 1，故可得到

TypeA功率 = TypeB功率 = 0.5 * RS功率

包含CRS的列的总功率（如上图时域的0列） = 8 * TypeB功率 + 2 * RS功率 = 6 * RS功率

不包含CRS的列的总功率（如上图时域的1列） = 12 * TypeA功率 = 6 * RS功率

这样时域上0列和1列的总功率相等，假如我们设置的功率达到RRU功率最大值，那么在时域上任何一个符号上，都能将RRU的功率用满。如果PA/PB不取-3/1的组合，会导致时域上包含CRS的列与不包含CRS的列总功率不相等，导致总功率较小的列不能充分利用RRU的功率。

在CRS端口数 = 0的室分场景下，PA/PB为何配置成0/0也是一样的道理，大家可以自己分析下。

这里还有1个小问题，在室外宏站CRS端口数 = 2的情况下，PA/PB取值-3/1，会造成RS功率比其他RE功率高3dB，相当于人为提高覆盖，抬升了CQI与MCS，但这么做是否会造成RS功率和业务RE功率不匹配的情况，反而导致吞吐率下降呢？一般是不会的，虽然在小区覆盖边缘，无线环境比较差，人为抬升MCS会造成UE无法正确解调数据，但在宏站MIMO模式下，一般会采用发射分集，RS功率固定为单天线发射，而采用发射分集之后，相当于原来的业务RE功率多了一倍，也就是刚好多了3dB，能和RS功率匹配上