基于功控策略改善网络性能的研究与实践

中国电信广东无线网络运营中心 郑锦然 冼 健 王棉儿

一、引言

掉话率一直以来都是网络优化的重点，它直接体现网络质量的好坏，是网络重要的KPI指标，更是用户感知的重要体现。现网中，导致业务信道掉话的因素很多，可能是弱覆盖、切换失败、基站故障、用户行为等等。对此，一般通过邻区优化、FR优化、故障处理、功率调整等优化手段来优化网络结构，改善掉话率。而从CDR的掉话原因分析，85%以上的掉话原因都是“SDM_Link_Fail_RevTooManyBadFrm（链路失败，SDM在一段时间内从BTS侧收到的几乎都是坏帧）”，主要原因可能是空口无线环境差导致终端对前向业务信道的捕获能力下降，所以可以从提升终端对前向业务信道的捕获能力入手来改善业务信道掉话率。

二、掉话分析及处理方法

1.从掉话产生的现象分析

从产生掉话的现象分析，以下几种情况是比较常见的导致掉话的现象：

⊙ 弱覆盖掉话（网络盲区、越区覆盖等）。

⊙ RSSI异常掉话（内外部干扰等）。

⊙ 基站故障掉话（掉站、GPS故障等）。

⊙ 邻区配置不合理掉话（邻区列表设置、优先级别、ONE-WAY/TWO-WAY等）。

⊙ 参数设置不合理掉话（搜索窗、功率参数等）。

⊙ 用户行为掉话（异常终端、不合理使用等）。

针对上述情况的分析，常见优化手段有以下几种：

（1）新增资源、RF优化、加装手机伴侣等解决弱覆盖掉话。

（2）干扰排查、板件更换、天馈整改等解决RSSI异常掉话。

（3）故障修复、器件更换等解决基站故障掉话。

（4）邻区优先级、邻区互配、ONE-WAY/TWO-WAY消除等解决邻区配置不合理掉话。

（5）调整搜索窗、优化功率参数等解决参数设置不合理掉话。

2.从掉话产生的原因分析

而根据CDR统计，90%以上的掉话原因都是“SDM_Link_Fail_RevTooManyBadFrm（链路失败，SDM在一段时间内从BTS侧收到的几乎都是坏帧）”，主要原因可能是空口无线环境差导致终端对前向业务信道的捕获能力下降（见图1）。而针对这一具体原因，可以通过功控参数调整，以提升终端对前向业务信道的捕获能力，从而改善业务信道掉话率。

图1 掉话原因分析

本文从掉话产生的原因出发，结合功率控制的原理分析，探讨通过调整功控参数，改善网络业务信道掉话率方法。

3.功控参数介绍

功率控制是CDMA系统的一项关键技术。CDMA系统是干扰受限的系统，移动台的发射功率对小区内通话的其他用户而言就是干扰，所以要限制移动台的发射功率，使系统的总功率电平保持最小。功率控制能保证每个用户所发射功率到达基站础保持最小，既能符合最低的通信要求，同时又避免对其他用户信号产生不必要的干扰。功率控制的作用是减少系统内的相互干扰，使系统容量最大化。

功率控制分为前向功率控制和反向功率控制：

前向功率控制。受控对象是基站的发射功率，移动台起辅助作用，包括IS-95功控控制和1X快速功率控制。

反向功率控制。受控对象是移动台的发射功率，基站起辅助作用，包括开环功率控制、闭环功率控制、外环功率控制。

本文以前向快速功率控制为切入点，探讨通过调整前向功率控制参数优化业务信道掉话率的方法。

（1）1X前向功控原理

为了克服多径衰落对前向链路信号衰落的影响，在CDMA2000标准中，前向链路使用了和IS-95反向链路类似的闭环功率控制，该闭环功率控制就是前向功率控制，也叫快速功率控制。CDMA2000的前向闭环功率控制也分内环功控（FILPC）和外环功控（FOLPC）

内环功控：移动台用接收到的“测量Eb/Nt”与“标定Eb/Nt”比较，调整基站发射功率。

外环功控：移动台根据目标前向误帧率（FFER）调整“标定Eb/Nt“的设置值。

图2 前向功控原理图

（2）前向外环功控参数优化

前向外环功控是移动台根据目标前向误帧率（FFER）调整“标定Eb/Nt“的设置值。中兴公司前向功控参数组包含10条可调参数，参数名称及标称如下：

⊙ FPC_RCC2_FCH_PWR_V：语音业务RCC2前向基本信道初始发射功率。

⊙ NOMINAL_PWR1_VOICE：语音业务标称功率（1条腿）。

⊙ NOMINAL_PWR2_VOICE：语音业务标称功率（2条腿）。

⊙ NOMINAL_PWR3_VOICE：语音业务标称功率（3条腿）。

⊙ DELTA_PWR1_VOICE：语音业务前向基本信道功率变化范围（1条腿）。

⊙ DELTA_PWR2_VOICE：语音业务前向基本信道功率变化范围（2条腿）。

⊙ DELTA_PWR3_VOICE：语音业务前向基本信道功率变化范围（3条腿）。

⊙ PWR_STEPSIZE_UP1：前向功控上升步长（1条腿）。

⊙ PWR_STEPSIZE_UP2：前向功控上升步长（2条腿）。

⊙ PWR_STEPSIZE_UP3：前向功控上升步长（3条腿）。

以上每条参数各有其作用且互为相关，总体优化思路为提升前向信道发射功率，增强终端捕获前向信道能力，但会牺牲部分容量。

第一，提升FPC_RCC2_FCH_PWR_V，可以增加F-FCH初始发射功率，相应的容量会降低；

第二，降低前向信道功率上限（MAX_PWR），可减少对其他信道干扰；提升前向信道功率下限（MIN_PWR），可增加前向功率资源。

信道功率上限和下限由NOMINAL_PWR和DELTA_PWR共同作用确定，计算公式为：

MIN_PWR=NOMINAL_PWR-DELTA_PWR/2

MAX_PWR=NOMINAL_PWR+DELTA_PWR/2MIN_PWR

本次参数优化，将通过增加NOMINAL_PWR_VOICE，减少DELTA_PWR_VOICE来降低前向信道功率上限（MAX_PWR），提升前向信道功率下限（MIN_PWR）。

第三，增大PWR_STEPSIZE_UP，缩短前向快速功控的反向时间，但相应的会增大稳定状态时的功率偏差。

（3）前向内环功控参数优化

前向内环功控是移动台用接收到的“测量Eb/Nt”与“标定Eb/Nt”比较，调整基站发射功率。

⊙ Eb/Nt的初始门限值如果设置太高，将导致基站在捕获移动台时要求移动台升高功率，增加基站捕获概率，但会带来更大的反向干扰；

⊙ Eb/Nt的最大门限如果太小，将导致移动台在特定无线情况下发射功率不足，从而增加反向错帧发生的可能性，严重时甚至导致掉话；

⊙ Eb/Nt的最小门限值如果太大，将会导致在很好的无线环境下，移动台也以较大的发射功率发送，带来反向干扰。

前向内环功控参数组主要包含3条可调参数，参数名称及标称如下：

①FPCFCHMINSETPVOICE：针对语音业务的前向基本信道外环Eb/Nt最小门限值。

②FPCFCHMAXSETPVOICE：针对语音业务的前向基本信道外环Eb/Nt最大门限值。

③FPCFCHINITSETPVOICE：针对语音业务的前向基本信道外环Eb/Nt初始设置值。

因为前向外环功控参数主要是提升信道发射功率，这样会降低系统容量，为保证网络稳定，均衡容量与性能的关系，需要将前向内环功控参数适当降低，减少发射功率，增加容量，主要将FPCFCHINITSETPVOICE由64改为56。

三、实例优化

1.场景选择

因本次参数优化主要是提升前向信道发射功率，增强终端捕获前向信道能力，并牺牲部分容量，所以优化场景适合选择话务量较低、基站分布稀疏的郊区开阔区域（具体优化区域为潮安古巷镇及凤塘镇）。具体场景地理位置如图3。

图3 场景地理位置

2.参数优化方案

（1）前向外环功控参数优化

通过增加NOMINAL_PWR_VOICE，减少DELTA_PWR_VOICE来降低前向信道功率上限（MAX_PWR），提升前向信道功率下限（MIN_PWR），从而达到提升前向信道发射功率，增强终端捕获前向信道能力的效果。

（2）前向内环功控参数优化

将FPCFCHMAXSETPVOIC修改为默认值80（部分载扇由64改为80），FPCFCHINITSETPVOICE改为56（默认值为64，现网大部分为56，现统一改为56），适当减少前向功率，提升容量。

将两组参数结合起来联动调整，在提升前向信道发射功率，增强终端捕获前向信道能力的同时，又均衡系统容量，保证既能有效改善掉话率指标，又能保障网络正常稳定。

3.优化效果评估

（1）掉话率趋势对比

图4 掉话率改善

优化后，掉话率及掉话次数均有较大改善，凤塘忙时掉话率由0.272%下降为0.172%，全天掉话率由0.277%下降为0.137%；古巷忙时掉话率由0.223%下降为0.134%，全天掉话率由0.225%下降为0.137%，而且指标变动趋于平稳，有效保证网络稳定。

（2）Ec/Io趋势对比

图5 Ec/Io优良比

凤塘Ec/Io优良比由88.57%下降为88.46%，古巷由90.86%下降为90.38%。Ec/Io优良比下降应与前向功率提升导致干扰增大有关系。

（3）掉话原因分析

对比优化前后掉话原因，优化后失败原因为“SDM_Link_Fail_RevTooManyBadFrm[1231024130]”的掉话明显减少，即有效提升终端对前向业务信道的捕获能力，减少因空口无线环境差导致掉话的次数（见表1）。

表1 掉话率原因分析

（4）其他主要指标变化情况

优化后，呼建成功率及软切换因子也相应有所改善（见表2）。

表2 优化前后主要指标变化情况

四、结束语

掉话率一直都是网络优化的重点，因为它对用户感知起着非常重要的影响，而且随着网络优化的深入开展，网络结构日渐趋于稳定，通过邻区优化、RF优化等常规优化手段已经很难对掉话率有大的优化改善。所以在网优工作中，需要深度发掘掉话产生的原因，结合CDMA原理分析，寻求更快捷更有效的优化方法。本文正是从掉话产生的原因出发，以增强终端捕获前向信道能力优化目的，结合功率控制的原理分析，通过调整功控参数，有效改善网络业务信道掉话率。

见www.dcw.org.cn