基于功率控制參數設置的GSM無線網絡優化

張洪麗

（中國移動通信集團河北有限公司保定分公司，保定 071000）

GSM無線參數主要包括網絡識別參數、系統控制參數、小區選擇參數和網絡功能參數。網絡識別參數主要用于移動臺和網絡相互識別身份；系統控制參數主要指涉及系統配置的參數；小區選擇參數主要指與移動臺進行小區選擇、小區重選相關的參數；網絡功能參數主要指與顯示系統各種功能相關參數。作為網絡功能參數之一，功率控制參數在不影響無線傳輸質量的前提下，優化移動臺（MS，Mobile Station）和基站收發信機（BTS，Base Transceiver Station）的發射功率，以便既能改善頻譜效率，又能降低移動臺和基站的平均發射功率，減少對系統的干擾，從而改善系統的掉話率，提高指配成功率、切換成功率，提升用戶的感知。

1 功率控制的目的及分類

1.1 功率控制的目的

功率控制是一項提高頻譜利用率和減少功率損耗的關鍵技術，它是在保持鏈路通話質量的前提下，根據需要，依據上、下行測量結果，盡可能地控制手機和基站的發射功率。移動臺功率控制的目的是調整移動臺的輸出功率，使基站收發信機獲得穩定的接收信號強度，以限制同信道用戶的干擾，降低移動臺功耗，延長移動臺的平均使用時間；收發信機功率控制的目的是為了使移動臺獲得穩定接收信號強度，以限制整網干擾，減少基站功耗。

1.2 功率控制的分類

GSM系統中，按照方式可以將功率控制劃分為靜態和動態功率控制，動態功率控制又可劃分為普通和快速功率控制。普通功率控制的調整步長可以采用固定值如2、4、6dB；快速功率控制的調整步長不是由OMCR所確定，而是根據實際條件決定，功率控制的步長比較大時，該參數能很快調節到理想值。

根據鏈路區分可以將功率控制分為上行和下行功率控制兩種：

（1）上行功率控制是針對MS的發射功率進行控制，MS發射功率可以在規定的最大發射功率和最小發射功率之間調節，變化步長為2dB；

（2）下行功率控制是針對BSS的發射功率進行控制，BSS 的發射功率可以在其最大發射功率到降低30dB功率之間調節。

根據功率控制的判決依據進一步細分，又可以將功率控制分為電平功率控制和質量功率控制。

按照業務劃分，功率控制可分為CS功率控制和PS功率控制。

2 功率控制的整體流程

功率控制是依據對MS/BTS的測量報告的處理結果，與設置的啟動門限進行對比，如果滿足了調整原則就進行功率的增減調整，如果不滿足調整原則就保持目前的功率。以下行鏈路的功率控制為例，功率控制的整體流程主要如下：

（1）基站收發信機接收移動臺的測量報告。

移動臺的測量結果在 (RR) MEASurement REPort消息中發到基站，該消息包含對當前專用信道和相鄰小區的測量結果。

（2）基站收發信機對移動臺的測量報告進行存儲，并對下行接收電平RxLev(等級)和接收質量RxQual（等級）的測量數據進行處理（即放入各自的循環隊列中），當達到各自的平均閾值時，這些測量報告進行加權平均。

（3）基站收發信機對移動臺的平均值進行統計和判決處理。

當平均隊列的值累計到滿足判決條件時，對平均隊列按滿足功率增、滿足功率保持和滿足功率減3類進行統計，分別進行上調發射功率、保持發射功率和下調發射功率的處理。

3 功率控制的算法和特點

功率控制算法主要分為CS/PS獨立功率控制、上/下行獨立普通功率控制和上/下行獨立快速功率控制3種。其特點主要是測量結果的滑窗、加權平均處理，有效分散了信號波動的影響；能夠靈活的控制速度調節。

功率控制根據測量數據的多少，對各部分的數據分別進行正常的加權平均，然后將平均值和相應的閥值比較，根據比較結果的統計值進行MS和BTS的功率控制。根據現場環境對功率控制速度的要求，還可以進行快速平均、快速功率控制，從而加快功率控制的速度。

4 功率控制參數取值

不同頻段下，基站的功率控制參數取值有所不同。

MS與BTS的通信過程中，其發射功率受網絡控制，網絡通過功率命令對MS進行功率設置，該命令在慢速隨路控制信道SACCH上傳送。MS從SACCH信道中提取相關信息（即功率控制頭），并以規定的發射功率為輸出功率工作。若該參數設置過大，則BTS較近的MS會對鄰信道造成干擾，過小則會導致基站小區邊緣的MS接入成功率低。當小區覆蓋區域的面積越大，MS所需要的輸出的功率電平越大。

一般情況下，對于MS最大功率控制參數，GSM900基站設置的默認值為5（即33dBm），對DCS1800/GSM1900的基站小區，該參數默認可以設置為0（即30dBm）。在BSC進行功率控制時，MS最小功率控制電平是小區內的MS可以使用的最小發射功率，即功率控制的下限。對GSM900小區，最小功率控制電平參數默認可以設置為16（即11dBm），對DCS1800/GSM1900小區，該參數默認可以設置為11（即8dBm）。

在實際應用中，設定參數后，可以通過實驗方式，在基站邊緣做撥打實驗，在不同的參數設置下測試MS的最大功率電平以決定提高或降低功率控制參數的數值。

表1 修改參數前唐縣小馬莊D指標

5 功率控制參數調整實例分析

唐縣小馬莊D為新開共址1800MHz基站，開通后后臺指標如表1所示（時間粒度1h）。由表1中數據可見，該站存在明顯的高掉話現象，嚴重影響網絡指標和用戶感知。

由表1數據顯示，該小區掉話全部是無線鏈路掉話，同時切入成功率和切換成功率均較低。由于是新開站，初步懷疑是無線環境或頻點干擾所致，勘察現場反饋新開站覆蓋區域與共址900MHz小區重疊，無明顯的高大建筑物和阻擋，且后臺檢查顯示與該站共址的900MHz小區指標正常，排除了無線環境導致掉話的可能。頻點檢查未發現同鄰頻干擾的現象。

進一步分析，基站為V3站型，所用載頻和耦合器均利舊，懷疑硬件存在問題。后臺告警管理界面未發現基站告警，經現場維護人員檢查，硬件和天饋系統連線均正常。后臺進行載頻測量發現，掉話不是集中在某一套載頻上，考慮到所有載頻全壞的概率很小，所以排除了硬件問題導致的掉話。

對該小區的CS信令進行跟蹤，信令趨勢圖顯示該小區下行接收電平良好，上行接收電平偏低。提取該小區的掉話測量性能參數，發現掉話原因全部為上行電平低導致的掉話，懷疑是天饋系統或小區的參數設置出現了問題。因之前已對基站進行了檢查，排除了天饋系統存在問題的可能性，故著重對小區參數進行核查。核查發現小區的功率控制參數設置值出現錯誤，現場將DCS1800小區的功率控制參數按照GSM900的小區進行了設置。功率控制參數中1800MHz小區的最大、最小發射功率存在問題，如圖1所示。

圖1 現場1800MHz小區錯誤的功率控制參數設置

表2 修改參數后唐縣小馬莊D指標

圖2 修改后正確的1800M功率控制參數設置

對錯誤參數進行修改，如圖2所示。

修改完畢，對該小區的CS信令重新進行跟蹤檢查，信令趨勢圖顯示，上行電平和用戶分布矩陣恢復正常。

檢查該小區后臺指標，掉話現象消失，指標恢復正常，同時切換成功率也有明顯提升（如表2，時間粒度 1h）。

6 結論

在GSM系統中，大量的無線參數是基于小區或局部區域設置的，不同頻段的小區參數通常有較大的差別，因此在新開站入網時，必須考慮小區的頻段范圍，仔細核查無線參數如功率控制和切換參數的設置值是否符合規范，否則錯誤的參數值會導致指標的惡化，從而影響到用戶感知。

此外，當網絡中發現小區指標出現問題時，可以首先排查是否由于設備硬件故障（包括連接問題）造成，然后再根據指標測量，確定網絡中的問題是否因參數設置錯誤導致，才能進行無線參數的調整。

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