愛立信IPM功能應用及效果分析

李守業(yè)

（廣東省電信工程有限公司網(wǎng)優(yōu)維護分公司,510000）

0 概述

愛立信RBS6000系列基站設備的射頻單元均采用了MCPA功放技術(shù)，采用了IPM算法進行功放冗余設計，使得信道無失真，可以達到更高的發(fā)射功率，采用該功能可以有效提高網(wǎng)絡覆蓋，吸收潛在話務，深挖網(wǎng)絡潛力。

1 設備與功能介紹

1.1 RBS6000系列基站

RBS6000系列基站是愛立信最新的高集成基站設備，現(xiàn)網(wǎng)使用較多的是RBS6201和RBS6601兩種。

RBS6601是一款射頻拉遠基站，可應用在室內(nèi)與戶外，主要由主單元（MU）與多個遠端射頻單元（RRUS）組成，二者通過光纖電纜連接。

RBS6201是一款室外宏站，特點是配置高，可以有效緩解機房空間壓力,硬件采用數(shù)字單元DUG與射頻單元RUS，最大支持24TRX。

1.2 MCPA與IPM

RBS6000所采用的射頻單元均采用MCPA 。

多載波功率放大器MCPA：理想的軟件無線電在發(fā)射方向上把多個載波合成一路信號，通過上變頻后，對寬帶的模擬混合信號進行低噪音放大。因為混合信號中信號與信號的包絡幅度相差很大，所以對放大器的非線性特別敏感，MCPA 采用前向反饋技術(shù)抑制不需要的互調(diào)載波，得到有效的功率利用。

MCPA技術(shù)的特點是多路信號共用1個PA(功放)。功放的峰均比是非常重要的無線設計指標，業(yè)界一般控制峰均比采用削峰的做法，這種方案較直接，但帶來的后果是信號失真，導致誤碼率上升。愛立信的設計是通過擴大功放的設計冗余度，這種方法信號無失真，從而達到更高的發(fā)射功率。

正是由于這樣的設計，RUS以及RRUS能在任何配置情況下達到標稱的發(fā)射功率。RBS6000基站載波功率對照參加表1

IPM（Intelligent Power Management，智能功率管理）是MCPA的一種功率管理軟件，采用IPM功能，可以使MCPA達到80W功率，即可以為每個TRX分配20W的功率，給網(wǎng)絡提供更好的覆蓋。在保證網(wǎng)絡硬件性能及無線特性的同時，盡可能降低對網(wǎng)絡KPI的影響。而在忙時，則可能會回退部分功率，來保證網(wǎng)絡的正常業(yè)務。

需要注意的是，IPM功能的實現(xiàn)僅在載波配置為4的時候才有效，原因是當RRUS(RUS)配置小于4載波時，每載波平分MCPA的功率已經(jīng)不低于20W。

圖1 MCPA示意圖與愛立信MCPA采用的不同算法

2 功能實現(xiàn)

2.1 開通條件

1）IPM功能只能在RBS6000系列設備上開通，且需要BSC在R12/G10B版本或者以上。

2）愛立信在BSS G10B及以上的軟件版本引入了License管理機制，開通IPM功能需要檢查相應的網(wǎng)元是否已有HWAC和LICENSE。

＜DBTSP:TAB=LMCONTRPARS;

? DATABASE TABLE

? BLOCK TAB TABLE WRAPPED

? LMCLI LMCONTRPARS NO

? NAME SETNAME CNTRLMD VALUE CNTRLST MODST

? EMERGENCYMODE AXELMCPF EMG 0 UNAVAIL INB

? AOIP CME20BSCF LM 65535 AVAIL INB

? AUTOFLP CME20BSCF LM 1 AVAIL INB

? AUTOIRCT CME20BSCF LM 1 AVAIL INB

? IPM CME20BSCF LM 1 AVAIL INB

如果IPM對應的VALUE為0 ，則說明BSC版本不支持IPM功能，需要對BSC版本升級處理。

3）IPM功能只對配置4載波的小區(qū)有效。

2.2 開通過程

IPM功能的開通過程簡便。以小區(qū)JMJSJH1為例，閉站后做如下修改：

1)開啟小區(qū)IPM功能&修改小區(qū)TX功率

2)修改小區(qū)發(fā)射功率&裝載小區(qū)TG

之后重啟小區(qū)，即完成了IPM功能開啟。

3 效果驗證

開啟小區(qū)IPM功能&修改小區(qū)TX功率

修改小區(qū)發(fā)射功率&裝載小區(qū)TG

2013年1月11日，針對現(xiàn)網(wǎng)G10B局內(nèi)部分滿足條件的RBS6000設備進行開通實驗，共計開通26個小區(qū)，均為4或8載波配置，載波功率均從原15W（42dBm）提升到20W(43dBm)。

為了驗證IPM功能效果，分別從指標統(tǒng)計和DT測試方面進行對比分析。

3.1 話務與性能指標

3.1.1 業(yè)務量對比

取開通前后各一周，每天6忙時（早9點至11點，晚8點至10點）數(shù)據(jù)取平均進行統(tǒng)計對比，見表2：

功能開通后，總體話務增長22.46erl，數(shù)據(jù)業(yè)務流量增加125.62MB，分別提升21.72%和27.09%。

3.1.2 單站話務吸收能力比較

以沙津橫1_JMJSJH1為例，取開通前后各1周24小時話務量取平均，得到該站點開通IPM功能前后單站吸收話務能力比較，沙津橫1_JMJSJH1開通IPM前后24小時話務走勢如圖2：

圖2 IPM開通前后單小區(qū)吸收話務能力變化圖

3.1.3 其它重要指標對比

?

主要對比了以下指標：接通率、擁塞率對比、話務掉話比、下行TBF建立成功率、無線接入性。由圖3看出，開通IPM后，實驗小區(qū)主要性能指標保持穩(wěn)定。

3.2 MRR指標對比

通過MRR統(tǒng)計，可以較直觀的通過上下行電平、質(zhì)差和小區(qū)TA分布的變化來看出IPM功能的影響。同樣取開通功能前后各一周的數(shù)據(jù)進行分析。

3.2.1 電平統(tǒng)計

?

小區(qū)上行電平穩(wěn)定，下行電平值平均增長5.31。

3.2.2 TA統(tǒng)計

?

小區(qū)載波發(fā)射功率的提升必然帶來覆蓋范圍增大，通過MRR TA統(tǒng)計，IPM開通前后小區(qū)TA總體略有上升，個別小區(qū)變化較大。

3.2.3 質(zhì)量統(tǒng)計

?

上下行質(zhì)差話務比基本保持穩(wěn)定。

3.3 測試分析

測試設備：索尼愛立信K790、GPS

測試軟件：TEMS 8.03

測試區(qū)域：江門沙津橫1_JMJSJH1覆蓋區(qū)域，主要是城中村，村中房屋密集。

3.4 DT路測覆蓋分析

3.4.1 開通前后覆蓋圖對比

由覆蓋圖可見，小區(qū)覆蓋方向信號強度明顯改善。

3.5 信號強度統(tǒng)計

?

平均信號強度提升7.8dBm。且由于信號強度提升，C/I提高，相應的RXQual統(tǒng)計也有上升。

3.6 CQT測試覆蓋分析

在小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)選取5個點進行CQT測試。

統(tǒng)計信號強度如下（單位dBm）：

?

?

信號強度差隨距離變化曲線：

圖5 信號強度差與距離變化關(guān)系圖

從測試結(jié)果可得，開通IPM前后，下行信號強度可以獲得5db以上提升。在下行功控范圍內(nèi)，效果不明顯，但在小區(qū)覆蓋遠端，獲得增益較大。

4 與TCC功能的對比

為了滿足特殊區(qū)域的覆蓋要求，愛立信設備有類似增加覆蓋的功能，比如TCC。

采用TCC的超遠覆蓋基站一般使用在人煙稀少的地方、沙漠、沿海地區(qū)。在覆蓋得到增強的前提下，將GSM小區(qū)的服務距離從常規(guī)的35公里擴展到最遠121公里，從而實現(xiàn)為超遠覆蓋的目標。開啟超遠覆蓋基站會使基站小區(qū)的容量會降低，功率增大，覆蓋范圍會擴大到121KM。開啟TCC功能的超遠覆蓋基站是正常小區(qū)容量的1/2。

下面就TCC和IPM功能進行對比：

?

由于原理、實現(xiàn)方法以及支持的設備均不同，所以兩種功能應用場景也不同。IPM不需要硬件改動，且不犧牲容量，TCC功能可以得到更大功率，但需要硬件改造，并且容量減半。

所以，TCC可以應用于一些話務需求小，但對覆蓋有要求的區(qū)域：如偏遠山區(qū)、海域；而IPM則可以應用到有一定容量需求，但是用傳統(tǒng)覆蓋方式較難保證覆蓋深度的區(qū)域，如：類似城中村的房屋密集區(qū)域、選址困難區(qū)域等。

5 總結(jié)

對于開通了IPM功能的小區(qū)，我們分別從性能指標和測試分析兩方面分別進行了驗證。

性能方面，開通IPM的小區(qū)業(yè)務量平均上升20%，MRR統(tǒng)計下行電平增強5dB左右，其他主要指標如接通率、掉話率、擁塞率等均保持穩(wěn)定。

現(xiàn)場測試，開通IPM小區(qū)主覆蓋方向的信號強度有明顯提升，CQT測試平均信號強度提升5dB以上。

總結(jié)IPM功能具有以下特點：

1) 開通簡便，純軟件操作。只需要對小區(qū)IDB進行重新設置匹配功率，載波、天饋等硬件無需改造；

2) 沒有容量損失。保證可用信道不變的前提下提高發(fā)射功率；

3) RBS6000設備本身功率較低，不開IPM功能4載波配置功率最大只能設置到42dBm。從路測和MRR統(tǒng)計方面看，開通IPM功能后下行信號強度平均提高5dB以上，遠端信號提升更為明顯，可以有效提升邊緣覆蓋，對網(wǎng)絡深度覆蓋起到良好作用；

4) 只有RUS（RRUS）配置4載波才可以開通IPM功能；

圖3：主要性能指標對比

圖4 開通前（左）開通后（右）場強覆蓋圖

[1]Ericsson Documents in ALEX Library RBS6000 Family,GSM

[2]BTS Parameter Limitations

[3]Ericsson Documents in ALEX Library GSM BSS

[4]User Description,Dynamic BTS Power Control

[5]User Description,GPRS/EGPRS Dynamic MS Power Control

[6]User Description,BSS handling of software licenses and hardware activation codes

[7]Mixed Mode in Multistandard RBS