1、ERICSSON动态功率控制目录1 BTS动态功控 21.1 动态功控的原理 21.1.1 动态功控的作用 21.1.2 技术原理 21.1.3 功控的公式 31.1.4 功率控制示例 81.2 优化调整 91.2.1 各个features的内在联系 91.2.2 频率规划 91.2.3 参数设置的建议 91.2.4 filter的调整 121.3 参数小结 131.3.1 BTS功率控制主要参数 131.3.2 特别的参数 131.3.3 参数的取值范围和默认值 132 MS动态功率控制 142.1 概述 142.2 基本原理 152.3 MS功率控制的流程 162.3.1 准备测量报告 1
2、62.3.2 测量数据过滤 182.3.3 计算功率单（Power Order） 192.4 影响功控等级的其它因素 202.4.1 功控余量（Power margin） 错误！未定义书签。2.4.2 HOPB（Handover power boost切换功率突发脉冲） 202.5 参数设置建议 202.5.1 理想接收电平(SSDESUL)参数设置 202.5.2 电平滤波器长度(SSLENUL)和话音质量滤波器长度(QLENUL)参数设置 212.5.3 理想话音质量(QDESUL)参数设置 212.5.4 补偿因子（LCOMPUL,QCOMPUL）参数设置 212.5.5 参数的取值范围
3、和默认值 211 BTS动态功控1.1 BTS动态功控的原理1.1.1 BTS动态功控的作用 BTS动态功控的主要作用，是增加有足够C/I的MS的数量，这主要是通过降低全网的干扰水平来实现。C/I存在一定的冗余度，接收电平高，通话质量较好的MS可以适当降低C/I而不会影响通话质量；而接收电平低，通话质量较差的MS，即使BTS满功率发射，也无法再提高其接收电平，这时降低干扰可以有效提高C/I。因此当全网的BTS的运用功控，降低发射功率的时候，全网的同邻频干扰也会减少，提高了网络质量； 采用了动态功控的BTS可以减少发射功率，减少耗电量； MS太接近BTS时，如果不采取功控，太大的发射功率会使BT
4、S的接收机接近饱和状态，这样会降低接收机的灵敏度。采用动态功控可以减少此类情况的发生； 动态功率控制就是在CI许可的前提下降低BTS发射功率，降低全网干扰1.1.2 技术原理1.1.2.1 由接收电平触发的动态功控 接收电平和接收质量的变化同时会触发动态功控的过程，为了便于分析其原理，我们将两种情况分开来讨论。下面是采取功控时，不同的路径损耗，BTS发射功率和MS接收电平的变化情况：从上图我们可以看到，在C区，BTS以满功率发射，按照无线电波在空中传播的特性，MS接收电平随着路径损耗的减小近似呈线性的上升；在B区由于路径损耗比较小，接收电平会增加，当采取了BTS功控，BTS的发射功率随着路径损
5、耗增大而增大，接收电平增加得比较平缓；在A区时，BTS达到所允许的最小的功率发射，这时，MS接收电平随着路径损耗的减小近似呈线性的上升。1.1.2.2 由接收质量触发的动态功控BTS发射功率随MS接收质量的变化情况如下图所示：从上图可以看到，BTS的发射功率会随MS的接收质量变化，当BTS达到最大发射功率，这时MS即使是接收质量比较低也无法通过提高发射功率来提高接收质量了。BTS的发射功率会与语言质量成反比CI成反比1.1.3 功控的公式1.1.3.1 简介 动态功控可以同时运用于TCH和SDCCH上，当运用于SDCCH的时候，则要打开SDCCH的功控参数SDCCHREG； 在通话中，MS对下
6、行的电平和质量进行测量，并把测量结果发回给BTS和BSC，BSC据此计算出BTS的发射功率。由MS发出的测量报告有两种，FULL SET 和SUB SET，BSC采用哪种参与功控的运算过程，视乎BTS是否采用了下行DTX。 两次连续的动态功控单的最短间隔由参数REGINTDL控制，REGINTDL是以SACCH为单位的，取值是1-10。（武汉REGINTDL设置为1） BTS发射功率变化的步长为2dB,最大变化值为30dB. 通过STEPLIMDL可以限制每个SACCH的下调功率幅度为2dB，通常这个参数的默认值是OFF。 动态功率控制包含了三个步骤：准备输入数据、滤波处理过程、计算功率单。1
7、.1.3.2 准备输入数据BTS的发射功率由PLused(调整的功率等级)控制，下降的步长为2，公式如下：为了使理想的接收质量值QDESDL和测量的接收质量值rxqual同时参与计算，必须将两者转换成C/I（以dB表示）。这些转换是非线性的，转换的方法如下表所示：如果QDESDL = 35 then C/I = 15+(13-15)*0,5 = 14 dB当QDESDL和rxqual不等于上表的值时，可以在上面所给的区间进行线性计算得出。由于BCCH频率不采用功率控制，而TCH频率会参与跳频，所以MS的测量结果必须加以校准。校准公式如下：注：SSTCH是接收到经过功控后的TCH载频电平，SSM
8、是MS的测量报告中的接收电平，BSPWR是BTS的BCCH最大发射功率，BSTXPWR是BTS的TCH最大发射功率。Nf 是跳频组内的频率数。当同时采用了跳频和动态功控后，接收电平较正值SS_COMP为：如果BSC没有收到从BTS发过来的测量报告，功率调整过程会停止。与此同时，计数器REGINTDL也会暂时停止。直到再次收到测量报告，这两个过程才重新开始。如果丢失测量报告，电平滤波器不会更新，而质量滤波器此时会设为最差的情况，即rxqual为7.。1.1.3.3 滤波处理过程接收电平和接收质量测量报告过滤过程是采用非线性阶滤波器进行的。对下行的功率控制进行校正，也就是如果不采用功控的MS应该接
9、收到的电平值用SSFIFTERED表示，它定义为：注：在这里a和b（b=1-a）代表滤波器的系数。SS_COMP为下行功控后跳频校正后的接收电平值，请参考上一节。a是由给定的滤波器长度定义的（参考附录一），每一滤波器长度值L对应一个特定的a值。L值的定义如下：在这里，L值对应于SACCH周期。当长度超过30个SACCH周期的时候，长度设为30.为了在指配TCH或切换之后立刻计算和发出功控制单，滤波器的初始值SSFELTERED（k-1）=SSDESDL,这使滤波器有了第一个有效的测量报告。同样，质量滤波器也是采用了电平滤波器一样的方式。质量滤波值如下：在这里，QFILTERED是下行功控的校正
10、值，即没有实行功控时，MS应该接收到的C/I（以dB表示）。Q_COMP是根据以下方法校正的。相应地，a和b（b=1-a）代表滤波器的系数，也是由滤波器长度L定义的，L由下面的方法得出：为了在指配TCH或切换之后立刻计算和发出功控制单，滤波器的初始值QFELTERED（k-1）=QDESDL_dB1.1.3.4 计算功率单（Power Order）计算功率单有三个步骤： 计算出两个基本的功率单 运用特定的限制条件 在输入到BTS前，输出数据最后转换成功率单位，即PLUSED，基本的调整功率单由下表的式子得出(pu:The basic power orders for regulation)：其
11、中，ii的定义如下：由上面几个式子可以看到，1和1是由路径损耗和质量的校正值LCOMPDL和QCOMPDL决定的，而2和2是固定的。最后pu由两个基本功率的最大一个值决定。pu=max(pu1,pu2)之所以要采用两个基本功率单是为了功率快速调整到接近噪声电平而不会破坏质量，而采用最大值则可以使调整量最小，减少质量突然变差的可能性。通常2和2是不起限制作用的，只有在接近噪声电平的时候才起限制作用。1.1.3.5 应用限制条件实际的功率单是受一些外部条件的限制的，当不满足这些限制条件的时候，就必须将这些条件运用到功率单之中 最高的功率单是0，这时对应于BTS的最大发射功率BSPWRT。 最小允许
12、的功率单由以下条件的最大值决定： -30 BSPWRT-BTS最小的输出功率（硬件限制） BSTXPWR-BSPWRMINBSPWRMINN :Minimum Base Transceiver Station (BTS) effective radiated power negative offset另外，即使是实际的BTS输出功率BSPWRT设成最小值，当采用功控时BTS能达到更小的功率值。如RBS2000 GSM900 MHZ最小设置的功率值为35 dBm,，但采用功控时，最小的功率输出可以达到47-30=17 dBm.1.1.3.6 转换输出数据在传送到BTS之前，新的功率单必须转换成d
13、Bm为单位的Plused表示，以2 dBm作为步长。Plused=int(-pu/2)0.15在这里Plused是功率等级，Plused等于0的时候表示为满功率发射，等于15的时候表示是降低30dB功率。1.1.3.7 HPB（Handover power boost切换功率突发脉冲）采用切换功率突发脉冲时，BSC/BTS可以最大功率向MS发出切换指令，切换指令包括了MS在服务小区时的上行功率的信息。MS收到信息后，用最大的发射功率对切换指令进行响应。如果出现切换失败，切换失败的信息同样会以最大功率发射。当切换功率突发的功能触发的时候，通常的调整会禁止，直到MS收到切换指令。BTS在MS做出切
14、换指令响应前会忽略掉任何由BTS发向BTS或MS的功率单。GSM的语音/信道编码和交织都很强健，少量的脉冲/帧丢失不会影响到话音质量（当然多少个脉冲/帧会影响到话音质量要取决于误码的分布）。因此，功率控制可以运用于在小区边境上的通话链路中。切换过程的信令是很关键的，所以，为了保证切换过程，必须以最大的功率发射。HPB当信号电平迅速降低的时候会非常有用的。例如，当MS绕过街角的时候，信号会迅速降低，由于系统地延迟和向上调整功率步长的限制，没有HOPB的时候，信令只会以很低的功率发射。因此为了提高切换的成功率，必须采用HOPB。另外，HPB仅是在功率控制激活时，提高切换过程的性能。它影响的MS是很
15、少量的，所以并不会增大系统的干扰水平。HPB是由HPBSTATE设置。1.1.3.8 调整过程当TCH建立连接的时候，BTS通常会使用最大功率发射 指配TCH 指配失败或切换失败 小区内切换或同心圆小区切换 不同小区间切换下行功率调整是在收到第一个测量报告后进行的。增加功率的调整是由参数QLENDL和SSLENDL，QLENDL决定了高干扰的反应时间，而SSLENDL决定了电平下降的反应时间。而降低功率的的反应时间是由QLENDL*UPDWNRATIO/100和SSLENDL*UPDOWNRATIO/100。这样使功率增加比较迅速而功率下降比较平滑。UPDWNRATIO是BSC交换参数一个功率
16、调整指令发出后，要等过了REGINTDL个SACCH长的时间后，才能发新的功率调整指令。当要发的指令和上一个指令不同，这个指令才能发出。1.1.4 功率控制示例在上面我们说了功率调整的过程，两个基本公式是相互平行运作的，不同的设置都会影响到功率调整的过程。我们可以用图形表示不同的参数对功率调整的作用。上图中，Rxqual, Rxlev两条轴构成平面1，每一个点表示各种不同的情况。在第三维表示功率调整的情况。底平面为0，表示没有做任何调整，BTS以满功率发射。另外还有两个独立的面2和面3.这些面的位置是由SSDESDL和QDESDEL决定的，LCOMPDL，QCOMPDL决定了面3的斜率（其中L
17、COMPDL决定的是沿一Rxqual值的斜率，而QCOMPDL决定的是沿一Rxlev值的斜率），而面2的斜率是固定的。1.2 优化调整1.2.1 各个features的内在联系动态功率控制和DTX，跳频，小区内切换，紧急切换等别的features一起运用，所以必须协调各个features的参数设置。一般说来，我们希望在小区内切换和质量紧急切换前执行功率调整过程。一个合理的调整过程需要结合以下几方面一起考虑： BTS功控参数SSDESDL和QDESDL设置与噪声电平的接近程度，BTS能调整的程度； 质量较正因子QCOMPDL和路径损耗因子LCOMPDL决定的调整的斜率。 QOFFSETDL定义小
18、区内切换的区域 QLIMDL定义触发紧急切换的门限 LOCATING的滤波器长度QLENSD和功控滤波器长度QLENDL例如：当QDESDL=30，QOFFSETDL=5，QLIMDL=55的时候，通常会在小区内切换和紧急切换发生前用满功率发射。1.2.2 频率规划为了使BTS功率控制有最好的效果，最好是使用固定的BCCH带。这时，BCCH频点不用于TCH，采用功控后，所有的TCH频点上的干扰电平都会降低。BCCH不受这个影响，而且会随着TCH发射功率下降，其邻频干扰也会减少。BCCH频点的排列有连续和步进这两种，两种排列方法各有优劣。从功率控制的角度来说，采用连续的BCCH频点会更有利，因为
19、BCCH频点一直是以最大功率发射， 如果BCCH频点与TCH频点不是分开的，则TCH功率降低时会受到BCCH频点的严重的邻频干扰。当然，如果采用连续的BCCH，BCCH之间本身也会有邻频干扰的。1.2.3 参数设置的建议BTS功率调整一般应采取比较“温和”的调整方式，即调整幅度不要太大，以免造成话音质量突然变差或掉话。最好的方法是，降低尽量多的通话链路上的发射功率，甚至包括在小区边境上的MS上的通话链路，但是每一个链路降低的功率不要太大。这时系统的干扰电平就会显著降低了。功率控制调整主要在于功控公式中参数模式的调整。功率控制的参数QDESDL，SSDESDL，LCOMPDL，QCOMPDL必须
20、要结合起来调整。现在我们举几个例子来说明调整的过程。 上图是SSDESDL=-90，QDESDL=20，LCOMPDL=5，QCOMPDL=56时的情况，在这种情况下，只有在通话质量相当好，接收电平比较高的情况下才降低BTS发射功率，这是一种相对适中的参数。当然，我们可以在此基础上进行调整。具体的参数调整要视乎当地的无线环境。下面我们用图的形式表示，在改变不同参数模式的具体效果： 改变SSDESDL和QDESDLSSDESDL由-90变成-97，QDESDL由20变成30，其他参数不变的情况，功控的范围扩大了，功控的斜率不变，这和参照模式一样，不失为一种较为温和的模式。 改变LCOMPDLLC
21、OMPDL的由5变成10，其他参数不变的时候，功控范围基本是不变，但是功控面沿rxqual的斜率会增加，这意味着由路径损耗触发的功控调整的范围更大了。 改变QCOMPDLQCOMPDL由55变成63，其他参数不变的时候，功控的范围也基本不变，功控面沿rxlev的斜率增加，这意味着由质量触发的功控调整幅度会更大一些。从上面的几个参数模式我们可以看到，“温和”的功控参数模式不是唯一的，它可以有几种；另一方面不同的环境有不同的侧重点，比如城区覆盖较好，接收电平高，通常因质量触发功控过程，而郊区则覆盖差，干扰也相对少，通常因接收电平触发功控过程，因此不同的无线环境下会有不同的参数模式。1.2.4 fi
22、lter的调整通常来说，BTS功率控制的质量滤波器QLENDL可以设置在2到5，这对功控过程没有什么大的影响。如果QLENDL设得太小，比如为1的时候，会导致过多的功率调整过程。实验证明，QLENDL=2和QLENDL=3的时候都可以实现快速上调功率，两者的调节过程是差不多的。但是，下调功率则必须避免一些不稳定的情况。实验证明，当滤波器长度是6到9之间的时候会比较好的。当然，还可以采取更长的滤波器，这会产生更平稳的过程。向下调整的滤波器长度是由QLENDL和UPDWNRATIO两个参数共同控制的。例如，当QLENDL=2，UPDWNRATIO=600，这时向下调整的滤波器长度为2*600%=1
23、2，即12个SACCH的长度。虽然，设置STEPLIMDL可以控制功率控制的步长，但是我们通常还是推荐用UPDWNRATIO控制功率调整的程度。BTS的信号电平滤波器没有什么限制，和质量滤波器是一样工作原理。向上调整的滤波器长度也是由SSLENDL和UPDWNRATIO两个参数共同控制的。SSLENDL推荐用3.UPDWNRATIO对质量和电平滤波器都有用，但我们通常以质量滤波器来决定UPDWNRATIO。REGINTDL必须设成1，这样可以在质量差的情况下迅速增加功率。1.3 参数小结1.3.1 BTS功率控制主要参数 SSDESDL 下行功率控制中的理想接收电平 QDESDL 下行功率控制
24、中的理想接收质量 LCOMPDL 下行功控路径损耗补偿因子 QCOMPDL 下行功控质量补偿因子1.3.2 特别的参数 REGINTDL 功率调整间隔 SSLDNDL 下行功率控制的信号强度滤波器长度 QLENDL 下行功率控制的语音质量滤波器长度 SDCCHREG SDCCH实现功率控制的开关 BSPWRMIN BTS最小允许发射功率 BSTXPWR BTS最大允许发射功率 UPDWNRATIO BSC交换参数，定义功率控制中向下调整与向上调整过滤器长度的比率 STEPLIMDL BSC交换参数，定义功率控制中每个SACCH的调整幅度。1.3.3 参数的取值范围和默认值Table 3 Par
25、ameter SummaryParameter nameDefault valueRecommended valueValue rangeUnitSSDESDL (1)-90-90-110 to -47DBmQDESDL30300 to 76DtquSSDESDLAFR (1)-90-90-110 to -47DBmQDESDLAFR40400 to 76DtquSSDESDLAHR (1)-90-90-110 to -47DBmQDESDLAHR30300 to 76DtquLCOMPDL550 to 100%QCOMPDL55550 to 100%REGINTDL111 to 10SACC
26、H periodsSSLENDL333 to 15SACCH periodsQLENDL831 to 20SACCH periodsBSPWRMIN-20-20-20 to +50DBmBSTXPWR (2)0 to 80DBmUPDWNRATIO200300100 to 700% 总结：动态功率控制就是在CI许可的前提下降低BTS发射功率，降低全网干扰功率控制主要参数 SSDESDL 下行功率控制中的理想接收电平 QDESDL 下行功率控制中的理想接收质量 LCOMPDL 下行功控路径损耗补偿因子（影响路径损耗的斜率） QCOMPDL 下行功控质量补偿因子 （影响质量差的斜率）这4个参数要一
27、起调整2 MS动态功率控制2.1 概述GSM是一个干扰受限制系统，随着网络规模的扩大、频率复用程度的提高，网络的载干比就会降低，恶化话音质量的同时还限制了系统容量的增加。采用了MS动态功率控制，当BTS接收端有较好的接收电平和话音质量时，适当降低MS的发射功率，可以在很大程度上改善网络整体的上行干扰水平。概括来说，采取MS动态功率控制，主要有以下的好处： 降低移动台的耗电量 降低系统总体上行干扰水平 避免移动台距离基站太近时，由于发射功率太大引起接收机的闭塞。2.2 基本原理MS动态功率控制的基本原理，可以通过下图来描述：当一个连接具有低的路径损耗和好的质量时，MS将采用最低发射功率，尽管BT
28、S接收的信号电平超过需要的范围，MS也无法进一步降低发射功率，同时，当该连接具有较高的路径损耗，MS采用最大发射功率，即使到达BTS的电平无法达到要求，MS也不能再增大发射功率。上图的每一个过程解释如下：在路径损耗低时，MS只能以最低的发射功率进行工作。在没有功控的情况下，随着路径损耗的增加，接收的信号强度将会降低，即接收的功率随着路径损耗的增大呈线性减少。当功控功能激活，MS输出功率将按照功控算法进行调整。当路径损耗较大时，MS将只能以最大功率发射。当考虑到话音质量的影响时，输出功率将根据质量情况进行上下调整，一个低质差的测量将会导致MS采用低的发射功率，高质差将会导致MS采用高发射功率。F
29、igure 2 语音质量和MS的发射功率关系图2.3 MS功率控制的流程爱立信系统中MS的动态功率控制，主要分为以下三步骤进行：1收集测量报告2对收集的测量报告进行滤波处理3计算出功控等级MS动态功率控制的流程如下图所示：2.3.1 准备测量报告 MS的动态功率控制里，BSC需要以下数据:Data descriptionSourcesignal strength uplink full setBTSsignal strength uplink subsetBTSQuality uplink full setBTSQuality uplink subsetBTSpower level used
30、by MSMSDTX used by MS or notMS对于signal strength（信号强度）和Quality（话音质量），BTS会向BSC汇报full set和subset两组数据， BSC具体采用哪一种，取决于MS目前所处的小区有没有开启上行的DTX。如果开了上行DTX，则采用Subset的数据，否则采用fullset形式。当MS切换到另一个小区时，如果源小区开启上行DTX功能，而新小区没开。那么切换完成后的一段时间里，BSC仍采用subset形式的数据，持续的时间由参数DTXFUL(一般为5）决定。如果测量报告在收集的过程中有丢失，被丢失的部分会在重新收到测量报告的时候，给予恢复。恢复的规则如下： 对于信号电平测量报告的丢失，丢失的测量值由丢失前后两个测量值中小的一个给予恢复。 对于话音质量测量报告的丢失，丢失的测量值由丢失前后两个测量值中大的一个给予恢复。两次连续功控的最小时间间隔通过参数REGINTUL来控制，REGINTUL最小为一个SACCH，MS可以每13个TDMA帧改变输出功率，大概为每个SACCH可以进行8次，每次改变的步长为2dB,这就意味着每一个SACCH周期最大调整的数值为16 dB由于采用了MS的功率控制后，BTS接收到的信号电平会与没有采用之前存在差异，而上行链路的小区半径是由MS满功率发射(M
