基于功率控制参数设置的GSM无线网络优化

张洪丽

（中国移动通信集团河北有限公司保定分公司，保定 071000）

GSM无线参数主要包括网络识别参数、系统控制参数、小区选择参数和网络功能参数。网络识别参数主要用于移动台和网络相互识别身份；系统控制参数主要指涉及系统配置的参数；小区选择参数主要指与移动台进行小区选择、小区重选相关的参数；网络功能参数主要指与显示系统各种功能相关参数。作为网络功能参数之一，功率控制参数在不影响无线传输质量的前提下，优化移动台（MS，Mobile Station）和基站收发信机（BTS，Base Transceiver Station）的发射功率，以便既能改善频谱效率，又能降低移动台和基站的平均发射功率，减少对系统的干扰，从而改善系统的掉话率，提高指配成功率、切换成功率，提升用户的感知。

1 功率控制的目的及分类

1.1 功率控制的目的

功率控制是一项提高频谱利用率和减少功率损耗的关键技术，它是在保持链路通话质量的前提下，根据需要，依据上、下行测量结果，尽可能地控制手机和基站的发射功率。移动台功率控制的目的是调整移动台的输出功率，使基站收发信机获得稳定的接收信号强度，以限制同信道用户的干扰，降低移动台功耗，延长移动台的平均使用时间；收发信机功率控制的目的是为了使移动台获得稳定接收信号强度，以限制整网干扰，减少基站功耗。

1.2 功率控制的分类

GSM系统中，按照方式可以将功率控制划分为静态和动态功率控制，动态功率控制又可划分为普通和快速功率控制。普通功率控制的调整步长可以采用固定值如2、4、6dB；快速功率控制的调整步长不是由OMCR所确定，而是根据实际条件决定，功率控制的步长比较大时，该参数能很快调节到理想值。

根据链路区分可以将功率控制分为上行和下行功率控制两种：

（1）上行功率控制是针对MS的发射功率进行控制，MS发射功率可以在规定的最大发射功率和最小发射功率之间调节，变化步长为2dB；

（2）下行功率控制是针对BSS的发射功率进行控制，BSS 的发射功率可以在其最大发射功率到降低30dB功率之间调节。

根据功率控制的判决依据进一步细分，又可以将功率控制分为电平功率控制和质量功率控制。

按照业务划分，功率控制可分为CS功率控制和PS功率控制。

2 功率控制的整体流程

功率控制是依据对MS/BTS的测量报告的处理结果，与设置的启动门限进行对比，如果满足了调整原则就进行功率的增减调整，如果不满足调整原则就保持目前的功率。以下行链路的功率控制为例，功率控制的整体流程主要如下：

（1）基站收发信机接收移动台的测量报告。

移动台的测量结果在 (RR) MEASurement REPort消息中发到基站，该消息包含对当前专用信道和相邻小区的测量结果。

（2）基站收发信机对移动台的测量报告进行存储，并对下行接收电平RxLev(等级)和接收质量RxQual（等级）的测量数据进行处理（即放入各自的循环队列中），当达到各自的平均阈值时，这些测量报告进行加权平均。

（3）基站收发信机对移动台的平均值进行统计和判决处理。

当平均队列的值累计到满足判决条件时，对平均队列按满足功率增、满足功率保持和满足功率减3类进行统计，分别进行上调发射功率、保持发射功率和下调发射功率的处理。

3 功率控制的算法和特点

功率控制算法主要分为CS/PS独立功率控制、上/下行独立普通功率控制和上/下行独立快速功率控制3种。其特点主要是测量结果的滑窗、加权平均处理，有效分散了信号波动的影响；能够灵活的控制速度调节。

功率控制根据测量数据的多少，对各部分的数据分别进行正常的加权平均，然后将平均值和相应的阀值比较，根据比较结果的统计值进行MS和BTS的功率控制。根据现场环境对功率控制速度的要求，还可以进行快速平均、快速功率控制，从而加快功率控制的速度。

4 功率控制参数取值

不同频段下，基站的功率控制参数取值有所不同。

MS与BTS的通信过程中，其发射功率受网络控制，网络通过功率命令对MS进行功率设置，该命令在慢速随路控制信道SACCH上传送。MS从SACCH信道中提取相关信息（即功率控制头），并以规定的发射功率为输出功率工作。若该参数设置过大，则BTS较近的MS会对邻信道造成干扰，过小则会导致基站小区边缘的MS接入成功率低。当小区覆盖区域的面积越大，MS所需要的输出的功率电平越大。

一般情况下，对于MS最大功率控制参数，GSM900基站设置的默认值为5（即33dBm），对DCS1800/GSM1900的基站小区，该参数默认可以设置为0（即30dBm）。在BSC进行功率控制时，MS最小功率控制电平是小区内的MS可以使用的最小发射功率，即功率控制的下限。对GSM900小区，最小功率控制电平参数默认可以设置为16（即11dBm），对DCS1800/GSM1900小区，该参数默认可以设置为11（即8dBm）。

在实际应用中，设定参数后，可以通过实验方式，在基站边缘做拨打实验，在不同的参数设置下测试MS的最大功率电平以决定提高或降低功率控制参数的数值。

表1 修改参数前唐县小马庄D指标

5 功率控制参数调整实例分析

唐县小马庄D为新开共址1800MHz基站，开通后后台指标如表1所示（时间粒度1h）。由表1中数据可见，该站存在明显的高掉话现象，严重影响网络指标和用户感知。

由表1数据显示，该小区掉话全部是无线链路掉话，同时切入成功率和切换成功率均较低。由于是新开站，初步怀疑是无线环境或频点干扰所致，勘察现场反馈新开站覆盖区域与共址900MHz小区重叠，无明显的高大建筑物和阻挡，且后台检查显示与该站共址的900MHz小区指标正常，排除了无线环境导致掉话的可能。频点检查未发现同邻频干扰的现象。

进一步分析，基站为V3站型，所用载频和耦合器均利旧，怀疑硬件存在问题。后台告警管理界面未发现基站告警，经现场维护人员检查，硬件和天馈系统连线均正常。后台进行载频测量发现，掉话不是集中在某一套载频上，考虑到所有载频全坏的概率很小，所以排除了硬件问题导致的掉话。

对该小区的CS信令进行跟踪，信令趋势图显示该小区下行接收电平良好，上行接收电平偏低。提取该小区的掉话测量性能参数，发现掉话原因全部为上行电平低导致的掉话，怀疑是天馈系统或小区的参数设置出现了问题。因之前已对基站进行了检查，排除了天馈系统存在问题的可能性，故着重对小区参数进行核查。核查发现小区的功率控制参数设置值出现错误，现场将DCS1800小区的功率控制参数按照GSM900的小区进行了设置。功率控制参数中1800MHz小区的最大、最小发射功率存在问题，如图1所示。

图1 现场1800MHz小区错误的功率控制参数设置

表2 修改参数后唐县小马庄D指标

图2 修改后正确的1800M功率控制参数设置

对错误参数进行修改，如图2所示。

修改完毕，对该小区的CS信令重新进行跟踪检查，信令趋势图显示，上行电平和用户分布矩阵恢复正常。

检查该小区后台指标，掉话现象消失，指标恢复正常，同时切换成功率也有明显提升（如表2，时间粒度 1h）。

6 结论

在GSM系统中，大量的无线参数是基于小区或局部区域设置的，不同频段的小区参数通常有较大的差别，因此在新开站入网时，必须考虑小区的频段范围，仔细核查无线参数如功率控制和切换参数的设置值是否符合规范，否则错误的参数值会导致指标的恶化，从而影响到用户感知。

此外，当网络中发现小区指标出现问题时，可以首先排查是否由于设备硬件故障（包括连接问题）造成，然后再根据指标测量，确定网络中的问题是否因参数设置错误导致，才能进行无线参数的调整。

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