MS动态功率控制专题.doc

MS动态功率控制专题第一阶段：MS动态功率控制原理：上行动态功控就是通过调整M S 发射功率，使得在基站接收到满足预期质量和强度的信号，在满足这样条件的前提下尽量降低手机的发射功率，以减少本连接对其他连接的干扰，节省手机有限的功耗，延长手机电池的待机和通话时间，并降低在手机与基站很近情况下基站接收机饱和导致灵敏度下降的可能性。 上图显示的是手机功率调整发生的区域，区域1 由于手机与基站很近，Pathloss很小，手机发射功率降至最小，但信号强度仍高于设定的SSDESUL；区域3 由于手机与基站较远，Pathloss 较大，手机发射功率升至最大，但信号强度仍低于设定的SSDESUL；区域2 是手机功率在最小值与最大值间调整的区域。 MS功控的调整也考虑到质量的因素，如上图所示：当基站接收到的上行信号质量恶化时，手机的输出功率也相应地上升。 MS功率控制在TCH和SDCCH上完成。在通话过程中，BTS测量上行信号场强和质量，这些测量数据和MS发送的测量报告一起，作为测量结果送到BSC，用于计算MS发射功率。表1列出了在测量结果中被用于MS功控运算的测量数据。MS功率控制运算法则中用到的测量数据在B S C 收到这些数据后，分三个步骤：测量数据的准备、数据过滤、功率等级的计算。 Ø 􀁺 测量数据的准备 首先根据MS是否使用DTX 选择是使用Fullset 或Subset数据；如果发生切换，原服务小区激活了DTXU，那么不管目的小区是否激活了DTXU，手机在参数DTXFUL规定的SACCH周期内继续使用DTX，相应上行功率调整所用数据也是Subset的数据。对于SDCCH信道，总是使用Fullset 数据。上行信号质量期望值QDESUL及BTS实测的上行通话质量Rxqual必须转换成为C/I后才能在MS功控算法中用到，信号与C/I的转换是按照以下非线性关系进行映射： 如果Rxqual不是上表中的值，那么将通过线性插补来转换： 若QDESUL = 35 那么C/I = 15 + (13 - 15) * 0.5 = 14 dB 测量到的信号强度SSm必须按照以下公式进行补偿： SS_COMP = SSM + (min (MSTXPWR, MSPWRMAX) - PWR_U) SS_COMP是 补偿后的场强，PWR_U是MS在测量期间的发射功率，MSTXPWR是当前小区允许的MS最大发射功率，MSPWRMAX是power class给出的最大输出功率。 如果测量结果丢失，动态功率调整将停止，同时REGINTUL计数器暂停，直至接收到下一个测量结果，算法和REGINTUL计数器才继续运行。 如果测量报告中的场强数据丢失，滤波器将无法更新，当前信号强度将被保持，直到接收到下一个信号强度的值。 如果测量报告中的信号质量数据丢失，滤波器反馈一个最差值，也就是说，丢失的信号质量会被当成是rxqual=7参与运算。 Ø 􀁺 测量数据的过滤 对于信号强度和质量我们都使用指数非线性滤波器，信号强度的滤波公式如下： SSFILTERED(k) = b * SS_COMP(k) + a * SSFILTERED(k-1) 其中，滤波器系数b=1-a,具体值与滤波器长度L 有关,大于30 按30 计算，见下表。 滤波器长度按以下规律决定： IF SS_COMP(k) < SS FILTERED (k-1) （补偿后的场强值<上一次功控运算滤波后的场强值，说明上行接收信号强度在下降) THEN L = SSLENUL ELSE L = SSLENUL * UPDWNRATIO / 100 在分配信道或切换后开始启用MS功控，滤波器要先给参数赋初始值：SS FILTERED (k-1) = SSDESUL，当BSC收到第一个有效的测量报告，算法就开始启动。 质量滤波公式如下：Q FILTERED (k) = b * Q_COMP(k) + a * Q FILTERED (k-1) Q FILTERED 表示滤波后的信号质量，即使用功控前BTS接收到的信号C/I值（dB），Q_COMP 是补偿后质量，由以下公式计算： Q_COMP = RXQUAL_dB + (min(MSTXPWR, MSPWRMAX) - PWR_U) RXQUAL_dB 是将rxqual转换为 C/I (dB) 形式后的表示；PWR_U是测量期间MS的发射功率； MSTXPWR 是当前小区允许使用的MS最大发射功率；MSPWRMAX是power class给出的最大发射功率； 滤波器系数与信号强度相同，滤波器长度则按以下规律确定： IF Q_COMP(k) < Q FILTERED (k-1) THEN L = QLENUL ELSE L = QLENUL * UPDWNRATIO / 100 为保证在Assignment 或者handover 后即可进行基站功率调整，在Assignment或者handover 后，Q FILTERED (k-1)=QDESDL_dB,这样在第一个测量报告到达后即进行功率调整。 Ø 􀁺 功控等级的计算 R10的手机功控等级的计算与R9的完全不同，计算步骤如下： 根据两种基本算法计算功率； 对输出结果进行限制； 最终输出数据转换成功控命令发送给手机。 基本的功率调整通过以下公式计算： Pu1与Pu2同时计算，取最大值（即下调功率最小）为最终的功率下调等级： Pu=Max(Pu1,Pu2) 最后计算出的功率值取整： PUint=Int(Pu/2)*2 如果Puint>=0，那么未限制的手机发射功率PWR_O=MSTXPWR； 如果Puint<0，那么未限制的手机发射功率PWR_O=MSTXPWR-Puint； 功率限制： 功控步长的限制：如果未限制的功控命令超过功控的动态调整范围（每SACCH周期最大16dB），那么本次功控将限制在16dB，无论是功率上调还是下调。 手机发射功率范围限制：如果加上功控命令后手机的最低发射功率超过GSM标准定义的范围，那么本次功控的手机发射功率将限制在GSM标准定义的最小功率值。如下表： R10功控算法改进 在R9算法中，从信号质量到C/I的映射为线性映射，而在R10中为非线性映射。 R9 信号质量到C/I映射R10 信号质量到C/I映射非线性映射的目的是为了在质量特别好或特别差的时候进行快速的调整。 􀁺 在R9算法中，pu（功率调整值）的计算是线性过程，在R10中，系统中还有一套默认参数，相当与LCOMPUL30，QCOMPUL40。在用两套参数计算出功率调整级别后，取最大者作为最终功控级别。 􀁺 R10升版前后相同上行功控参数的MRR上行信号强度分布对比： 上图是某城市R10升版前后的MRR上行接收电平分布变化情况 现网上行功控策略 SSDESUL SSLENUL LCOMPUL QDESUL QLENUL QCOMPULREGINTUL DTXFUL 92 4 60304401 5 现网上行功控参数现网上行动态功控的问题： 􀁺 现网的上行功控参数鼓励强信号进行大幅度下调，即使在强信号出现强质差的时候也进行功率下调，这对于存在上行干扰的无线网络来说，很容易由于功控引起更多的内切及掉话。 􀁺 上行功控信号强度期望值设置在-92、上行质量期望值设置在30，这对于目前梅州的无线网络来说，期望值偏高，未能有效地降低全网的背景噪音。 􀁺 LCOMPUL及QCOMPUL分别设置为60、40，大于或等于内置的LCOMPUL=30，QCOMPUL=40，设置无效。在此可以比较一下LCOMPUL=30，QCOMPUL=40的功控效果模拟图： .上行功控试验 􀁺 Lcompul及Qcompul试验 对全网实施上行功控试验，将Lcompul设置为30，Qcompul设置为40，比较上行MRR电平及手机发射功率分布情况。日期SSDESUL SSLENULLCOMPUL QDESUL QLENUL QCOMPULREGINTUL DTXFUL 4月13日-9246030440154月25日-924303044015上行电平对比：上行话音通好率对比上行发射功率对比通过对LCOMPUL参数的调整试验，从试验结果上看，由于4月10日至4月25日期间有部分小区替换成华为站，除了全网的采样点有所减少，而MRR采样点的曲线图变化趋势仍然没有变化。调整后全网上行平均接收电平、上行语音通好率也没有明显变化，因此证明目前功率控制参数LCOMPULQCOMPUL不起作用。第二阶段：通过前一阶段上行功控参数的试验，5月24日开始对上行功率控制参数进行了第二阶段的试验。R10建议的上行功控参数： SSDESUL SSLENULLCOMPUL QDESUL QLENUL QCOMPULREGINTUL DTXFUL 95 420 304501 5 推荐功控参数分析：上行信号强度期望值从-92调到-95，扩大了功控的范围，更能改善弱信号区域的信号底噪。 Lcompul由60下调到20保证强信号质差时不进行大幅度下降，减少掉话的危险。Qcompul由40上升到50使功控对质量的调整更为敏感。 调整前后MRR结果对比如下：从上图可以看出，调整后全网上行平均接收电平下降了1.23dB。上行信号强度采样点的分布图效果较明显，在不影响通话质量的同时，全网上行信号总体下降，这将意味着全网的上行干扰噪音也将有效削弱。上行分布质量情况：上行质量分布图中，25日RXQUAL7的采样点比11日的RXQUAL7的采样点略有下降，其他干扰等级的采样点基本上持平。全网上行平均质量的对比中，功控参数调整后平均质量有明显的上降，平均质量上升了0.09个百分点。功率变化情况：从上图可以看出，功率参数调整后，在功控范围内全网上行功率等级明显下降。第三阶段：在5月24日对全网小区功控参数进行调整后，第三阶段对本月功控调整后进行一次效果评估，主要评估指标话务掉话比指标。由于每周七天的话务模型不一样，本次话务掉话比指标的对比分别以5月份的第四周、第五周的周二、周三、周四（即5月22日、23日、24日与5月29日、30日、31日）这六天的早忙时话务掉话比指标进行对比。话务掉话比计算公式：话务掉话比=60*全网话务量（爱立信）/全网无线掉话次数（爱立信）其中，掉话次数以无线掉话次数来计算，即避开了系统打掉话补丁后的影响，与真实指标接近。DATE话务量无线掉话话务掉话比07052214720.14 4039 218.67 07052314571.73 5151 169.73 07052414860.60 4234 210.59 07052914981.76 3945 227.86 07053015459.52 4013 231.14 07053115264.35 4103 223.22 周二指标对比（5月22日与5月29日进行对）周三指标对比（5月23日与5月30日进行对）周四指标对比（5月24日与5月31日进行对）5月24日功控调整后，经过一周三天指标的对比，话务掉话比指标得到有效的提升，而以上掉话次数均取自于无线掉话次数，是全网真实指标的对比。结论：1、证明功控参数调整后，虽然信号电平下降了，服务小区在不影响通话质量的情况下作出让步，通过牺牲自身的信号强度，来压低干扰电平。即体现干扰程度的C/I比值中，虽然服务小区C值变小了，但也能享受其他小区功控所带的I值变小的益处。而相邻小区I值变小要比C值变小的幅度更大些，因此总体上来说C/I值不会比调整前下降，反而是有所上升，因此，上行链路的通话质量略有提高。2、功率参数调整后，降低了手机的发射功率，能有效地延长手机电池的使用时间。3、在上行功控的作用下，全网底噪下降，突然掉话次数有所减少（其实突然掉话较多是由于上行质差干扰所致，由于上行干扰导致测量报告丢失，最终掉话原因不明确），而话务掉话比改善效果明显。