基于功率控制參數(shù)設(shè)置的GSM無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

張洪麗

（中國移動通信集團(tuán)河北有限公司保定分公司，保定 071000）

GSM無線參數(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)識別參數(shù)、系統(tǒng)控制參數(shù)、小區(qū)選擇參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)功能參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)識別參數(shù)主要用于移動臺和網(wǎng)絡(luò)相互識別身份；系統(tǒng)控制參數(shù)主要指涉及系統(tǒng)配置的參數(shù)；小區(qū)選擇參數(shù)主要指與移動臺進(jìn)行小區(qū)選擇、小區(qū)重選相關(guān)的參數(shù)；網(wǎng)絡(luò)功能參數(shù)主要指與顯示系統(tǒng)各種功能相關(guān)參數(shù)。作為網(wǎng)絡(luò)功能參數(shù)之一，功率控制參數(shù)在不影響無線傳輸質(zhì)量的前提下，優(yōu)化移動臺（MS，Mobile Station）和基站收發(fā)信機(jī)（BTS，Base Transceiver Station）的發(fā)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(fā)射功率，減少對系統(tǒng)的干擾，從而改善系統(tǒng)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(xiàng)提高頻譜利用率和減少功率損耗的關(guān)鍵技術(shù)，它是在保持鏈路通話質(zhì)量的前提下，根據(jù)需要，依據(jù)上、下行測量結(jié)果，盡可能地控制手機(jī)和基站的發(fā)射功率。移動臺功率控制的目的是調(diào)整移動臺的輸出功率，使基站收發(fā)信機(jī)獲得穩(wěn)定的接收信號強(qiáng)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(shí)間；收發(fā)信機(jī)功率控制的目的是為了使移動臺獲得穩(wěn)定接收信號強(qiáng)度，以限制整網(wǎng)干擾，減少基站功耗。

1.2 功率控制的分類

GSM系統(tǒng)中，按照方式可以將功率控制劃分為靜態(tài)和動態(tài)功率控制，動態(tài)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(diào)整步長可以采用固定值如2、4、6dB；快速功率控制的調(diào)整步長不是由OMCR所確定，而是根據(jù)實(shí)際條件決定，功率控制的步長比較大時(shí)，該參數(shù)能很快調(diào)節(jié)到理想值。

根據(jù)鏈路區(qū)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(fā)射功率進(jìn)行控制，MS發(fā)射功率可以在規(guī)定的最大發(fā)射功率和最小發(fā)射功率之間調(diào)節(jié)，變化步長為2dB；

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

根據(jù)功率控制的判決依據(jù)進(jìn)一步細(xì)分，又可以將功率控制分為電平功率控制和質(zhì)量功率控制。

按照業(yè)務(wù)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(jù)對MS/BTS的測量報(bào)告的處理結(jié)果，與設(shè)置的啟動門限進(jìn)行對比，如果滿足了調(diào)整原則就進(jìn)行功率的增減調(diào)整，如果不滿足調(diào)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(fā)信機(jī)接收移動臺的測量報(bào)告。

移動臺的測量結(jié)果在 (RR) MEASurement REPort消息中發(fā)到基站，該消息包含對當(dāng)前專用信道和相鄰小區(qū)的測量結(jié)果。

（2）基站收發(fā)信機(jī)對移動臺的測量報(bào)告進(jìn)行存儲，并對下行接收電平RxLev(等級)和接收質(zhì)量RxQual（等級）的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（即放入各自的循環(huán)隊(duì)列中），當(dāng)達(dá)到各自的平均閾值時(shí)，這些測量報(bào)告進(jìn)行加權(quán)平均。

（3）基站收發(fā)信機(jī)對移動臺的平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和判決處理。

當(dāng)平均隊(duì)列的值累計(jì)到滿足判決條件時(shí)，對平均隊(duì)列按滿足功率增、滿足功率保持和滿足功率減3類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別進(jìn)行上調(diào)發(fā)射功率、保持發(fā)射功率和下調(diào)發(fā)射功率的處理。

3 功率控制的算法和特點(diǎn)

功率控制算法主要分為CS/PS獨(dú)立功率控制、上/下行獨(dú)立普通功率控制和上/下行獨(dú)立快速功率控制3種。其特點(diǎn)主要是測量結(jié)果的滑窗、加權(quán)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(diào)節(jié)。

功率控制根據(jù)測量數(shù)據(jù)的多少，對各部分的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行正常的加權(quán)平均，然后將平均值和相應(yīng)的閥值比較，根據(jù)比較結(jié)果的統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行MS和BTS的功率控制。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境對功率控制速度的要求，還可以進(jìn)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(shù)取值

不同頻段下，基站的功率控制參數(shù)取值有所不同。

MS與BTS的通信過程中，其發(fā)射功率受網(wǎng)絡(luò)控制，網(wǎng)絡(luò)通過功率命令對MS進(jìn)行功率設(shè)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(guān)信息（即功率控制頭），并以規(guī)定的發(fā)射功率為輸出功率工作。若該參數(shù)設(shè)置過大，則BTS較近的MS會對鄰信道造成干擾，過小則會導(dǎo)致基站小區(qū)邊緣的MS接入成功率低。當(dāng)小區(qū)覆蓋區(qū)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(shù)，GSM900基站設(shè)置的默認(rèn)值為5（即33dBm），對DCS1800/GSM1900的基站小區(qū)，該參數(shù)默認(rèn)可以設(shè)置為0（即30dBm）。在BSC進(jìn)行功率控制時(shí)，MS最小功率控制電平是小區(qū)內(nèi)的MS可以使用的最小發(fā)射功率，即功率控制的下限。對GSM900小區(qū)，最小功率控制電平參數(shù)默認(rèn)可以設(shè)置為16（即11dBm），對DCS1800/GSM1900小區(qū)，該參數(shù)默認(rèn)可以設(shè)置為11（即8dBm）。

在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)定參數(shù)后，可以通過實(shí)驗(yàn)方式，在基站邊緣做撥打?qū)嶒?yàn)，在不同的參數(shù)設(shè)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(shù)的數(shù)值。

表1 修改參數(shù)前唐縣小馬莊D指標(biāo)

5 功率控制參數(shù)調(diào)整實(shí)例分析

唐縣小馬莊D為新開共址1800MHz基站，開通后后臺指標(biāo)如表1所示（時(shí)間粒度1h）。由表1中數(shù)據(jù)可見，該站存在明顯的高掉話現(xiàn)象，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)和用戶感知。

由表1數(shù)據(jù)顯示，該小區(qū)掉話全部是無線鏈路掉話，同時(shí)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(huán)境或頻點(diǎn)干擾所致，勘察現(xiàn)場反饋新開站覆蓋區(qū)域與共址900MHz小區(qū)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(qū)指標(biāo)正常，排除了無線環(huán)境導(dǎo)致掉話的可能。頻點(diǎn)檢查未發(fā)現(xiàn)同鄰頻干擾的現(xiàn)象。

進(jìn)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(fā)現(xiàn)基站告警，經(jīng)現(xiàn)場維護(hù)人員檢查，硬件和天饋系統(tǒng)連線均正常。后臺進(jìn)行載頻測量發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)致的掉話。

對該小區(qū)的CS信令進(jìn)行跟蹤，信令趨勢圖顯示該小區(qū)下行接收電平良好，上行接收電平偏低。提取該小區(qū)的掉話測量性能參數(shù)，發(fā)現(xiàn)掉話原因全部為上行電平低導(dǎo)致的掉話，懷疑是天饋系統(tǒng)或小區(qū)的參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)了問題。因之前已對基站進(jìn)行了檢查，排除了天饋系統(tǒng)存在問題的可能性，故著重對小區(qū)參數(shù)進(jìn)行核查。核查發(fā)現(xiàn)小區(qū)的功率控制參數(shù)設(shè)置值出現(xiàn)錯(cuò)誤，現(xiàn)場將DCS1800小區(qū)的功率控制參數(shù)按照GSM900的小區(qū)進(jìn)行了設(shè)置。功率控制參數(shù)中1800MHz小區(qū)的最大、最小發(fā)射功率存在問題，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場1800MHz小區(qū)錯(cuò)誤的功率控制參數(shù)設(shè)置

表2 修改參數(shù)后唐縣小馬莊D指標(biāo)

圖2 修改后正確的1800M功率控制參數(shù)設(shè)置

對錯(cuò)誤參數(shù)進(jìn)行修改，如圖2所示。

修改完畢，對該小區(qū)的CS信令重新進(jìn)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(fù)正常。

檢查該小區(qū)后臺指標(biāo)，掉話現(xiàn)象消失，指標(biāo)恢復(fù)正常，同時(shí)切換成功率也有明顯提升（如表2，時(shí)間粒度 1h）。

6 結(jié)論

在GSM系統(tǒng)中，大量的無線參數(shù)是基于小區(qū)或局部區(qū)域設(shè)置的，不同頻段的小區(qū)參數(shù)通常有較大的差別，因此在新開站入網(wǎng)時(shí)，必須考慮小區(qū)的頻段范圍，仔細(xì)核查無線參數(shù)如功率控制和切換參數(shù)的設(shè)置值是否符合規(guī)范，否則錯(cuò)誤的參數(shù)值會導(dǎo)致指標(biāo)的惡化，從而影響到用戶感知。

此外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)小區(qū)指標(biāo)出現(xiàn)問題時(shí)，可以首先排查是否由于設(shè)備硬件故障（包括連接問題）造成，然后再根據(jù)指標(biāo)測量，確定網(wǎng)絡(luò)中的問題是否因參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致，才能進(jìn)行無線參數(shù)的調(diào)整。

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