GSM BSS 功控性能技术交底书.docx
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GSMBSS功控性能技术交底书
GSMBSS功控性能技术交底书
（仅供内部使用）
拟制:
GSM&UMTS网络性能部
日期：
2008-1-16
审核:
日期：
yyyy-mm-dd
审核:
日期：
yyyy-mm-dd
批准:
日期：
yyyy-mm-dd
华为技术有限公司
版权所有XX
修订记录
日期
修订版本
修改描述
作者
2008-1-16
0.6
初稿完成
王亦鸥51350
目录
1总体介绍8
1.1背景描述8
1.2功控算法II基本原理介绍8
1.2.1概述8
1.2.2测量报告处理9
1.2.3功控判决13
1.2.4功控执行18
1.2.5功控算法II涉及参数表18
1.2.6功控算法II算法兼容性分析21
1.3功控算法III基本原理介绍22
1.3.1概述22
1.3.2测量报告处理23
1.3.3功控判决24
1.3.4功控执行25
1.3.5功控算法III涉及参数表25
1.3.6功控算法III算法兼容性分析28
1.4功控算法应用场景说明28
1.5BSC6000版本说明29
1.6友商对比分析29
2性能分析29
2.1覆盖性能29
2.2容量和质量性能29
2.3成本分析29
2.4KPI影响分析29
3网络规划30
3.1覆盖规划30
3.2容量规划30
3.3频率规划30
3.4其他30
4网络优化30
4.1参数说明30
4.2参数基线31
4.3KPI基线31
5附录31
表目录
表1功率调整表17
表2功控算法II参数表18
表3功控算法II参数表（AMR）20
表4功控算法III基本参数表25
表5功控算法IIIBTS功控基本参数表26
表6功控算法IIIMS功控基本参数表27
图目录
图1功控算法II流程图9
图2测量报告补偿算法流程图12
图3测量报告预测滤波算法流程图13
图4功控判决流程14
图5功控算法II九宫格示意图17
图6功控执行示意图18
图7功控算法III功控流程23
文档摘要和缩略语错误！
未找到引用源。
关键词：
功率控制、功控算法II、功控算法III
摘要：
对华为功率控制技术II代、III代的技术原理及流程处理描述。
缩略语清单：
缩略语
英文全名
中文解释
BEP
BitErrorProbability
误比特率
BER
BitErrorRate
误码率
BSC
BaseStationController
基站控制器
BSIC
BaseStationIdentityCode
基站识别码
BTS
BaseTransceiverStation
基站子系统
DTX
DiscontinuousTransmission
非连续性发射
MR
MeasurementReport
测量报告
OMC
OperationandMaintenanceCenter
操作维护中心
RxLev
Receivedsignallevel
接收信号等级
RxQual
Receivedsignalquality
接收信号质量
SACCH
SlowAssociatedControlCHannel
慢速随路控制信道
SDCCH
Stand-aloneDedicatedControlChannel
独立专用控制信道
参考资料
[1]《GSM性能V7.0功率控制算法说明书》，张良51995等；
[2]《GSMBSSV70功控III算法设计说明书》，郭宏伟12793，
[3]
[4]
1
总体介绍
1.1背景描述
功率控制作为无线链路控制的一个重要手段，主要是根据OMC数据管理系统设置的期望值、BTS上报的包括上/下行链路的接收电平以及接收质量的MR，进行综合判决，调整MS和BTS的发射功率。
功率控制的基本规则：
（1）电平或者质量高于期望值，则适当减少功率。
（2）电平或者质量低于期望值，则适当增加功率。
（3）综合考虑电平、质量因素，提高功率控制的准确性和有效性。
控制无线链路上的发射功率是为了在不需要最大发射功率就能达到较好的传输质量的情况下，降低发射功率。
这样既能保持传输质量高于给定的门限，又能降低MS和基站的平均发射功率，减少对其它信道的干扰。
本文对华为功控算法II、功控算法III算法原理、应用场景、相关参数等进行技术交底说明。
说明
1、由于GSM的慢速功控，同时考虑质量和电平可以使用户维持在一个较稳定的范围，不至于一些突发的影响带来了掉话等严重后果。
2、文中【】格式的字段，表示产品手册中的正式参数名称。
1.2功控算法II基本原理介绍
1.2.1概述
功控算法II分为以下几个方面：
1．测量报告处理；
2．功控判决
3．功控执行
功控算法II流程：
功控算法II流程图
1.2.2测量报告处理
测量报告的处理分为四个方面：
（1）测量报告插补；
（2）测量报告补偿；
（3）初始阶段MR丢弃；
（4）测量报告预测滤波；
测量报告的处理包括测量报告插补处理和滤波处理，可以在BSC侧处理，也可以在BTS侧处理。
设置BSC6000【BTS测量报告预处理】开关为“是”后，可配置【传送原始测量报告】、【传送BS/MS功率级别】、【预处理测量报告上报频率】参数控制预处理报告的上报内容和上报周期，以减小Abis接口的信令流量，降低BSC的CPU处理负荷。
如果BTS上报的是测量结果消息，则按照测量报告插补和滤波流程处理；
如果BTS上报的是预处理的测量结果消息，则直接参与切换判决。
正常测量报告在BSC触发功控，预处理测量报告在BTS触发功控，即功控过程由BTS完成，处理过程基本与BSC功控相同。
测量报告的处理主要包括以下几部分：
测量报告中测量数据的选择
根据测量报告的类型REPORT_TYPE对测量报告（普通测量报告或增强型测量报告）上报信息进行不同处理，当接收到BTS上报的测量报告后，从中获取服务小区的测量结果和邻区的测量结果。
测量报告中，服务小区TCH的测量分为fullset和subset两种，其中FULLSET是正常满速率发射时，TCH信道的测量值（电平接收强度和质量），SUBSET是对DTX期间的测量值（电平接收强度和质量）。
MS和BTS上报测量报告时，会指示当前测量期间是否使用DTX。
如果测量报告指示中指示使用DTX，则不管后续测量报告中是否使用DTX，这个呼叫过程中都选择SUBSET的测量值，否则使用FULLSET的测量值。
邻区BCCH的电平接收强度，无FULLSET和SUBSET之分。
&说明：
增强型测量报告EMR简要介绍：
协议44018中规定通过系统消息MI/2QUATER可以命令MS以MR还是EMR形式上报服务小区和邻区测量信息。
EMR是一种包含更多测量值的新型测量报告，其比MR拥有更多的优势：
1）由于得到更多的邻区信息（BSIC）使得MS能以更优化的邻区信息编码方式可以比MR上报更多的邻区；
2）采用新的信号编码模式，比如新增加了标识信道质量元素BEP，BEP对burst逐个估计的，是当前C/I值、信号的时延扩展和终端速度的一个综合反映，且BEP采用5BIT编码（RXQUAL3BIT编码），特别是在无线信号比较差的情况下，BEP比RXQUAL（BER）精度高。
所以BEP能够改进那些依靠无线信号质量算法的性能，因此以前使用RXQUAL作为衡量无线信号质量的算法都建议用BEP进行替代，比如功率控制算法等。
3）新增加了正确接收的语音帧数，其能够用来计算删帧率（FER）。
由于FER是对语音信号编解码性能的测量，而RXQUAL是对无线信号的测量，所以，与RXQUAL相比，FER对语音质量的测量效果更佳。
测量报告的插值处理
当收到的最新测量报告与测量报告的缓存队列不连续，并且丢失的测量报告不超过【差补运算允许丢失的测量报告数】时（超过即清空测量报告的缓存队列），进行测量报告的插值处理。
插值方法适用于：
1）.服务小区上行TCH，接收电平RXLEV、质量RXQUAL
2）.服务小区下行TCH，接收电平RXLEV、质量RXQUAL
3）.服务小区下行发射功率BSPwr
功控算法II对上行发射功率MSPwr测量丢失不进行插补，手机功控命令维持不变，但对测量报告的滤波处理仍正常进行。
测量报告补偿处理
对测量报告中的电平进行补偿，补偿到当前发射功率。
每收到一个测量报告，就放在测量报告队列中作为功控与切换判决的原始素材。
要进行判决时，取若干最新的测量报告进行综合考虑评估。
但是，所取得这些最新的测量报告可能是在不同的发射功率条件下得到的。
这样利用功率调整时刻前的测量报告来进行当前发射功率下的接收电平评估肯定会带来误差。
为了减少这种误差，就要对功率调整前的测量报告进行补偿。
具体补偿方法是在功率调整改变（考虑到调整延迟，可根据实时的测量报告来判定发射功率是否改变）时刻对历史测量报告进行接收电平的补偿，是否进行测量报告补偿可配置参数【测量报告补偿开关】（默认值为“是”），由于对测量报告进行补偿有利于测量报告的误差修正，故一般推荐配置为“是”。
功率调整后对测量报告进行补偿也是为保证功控算法II的测量报告预测功能的准确性而做的必要准备。
测量报告补偿算法流程图
初始阶段MR丢弃处理
在信道占用初始阶段，经验数据认为测量报告中的数据波动较大，因此，不进行功控，功控II算法固定丢弃4个测量报告，且这4个测量报告是不参与滤波。
测量报告预测和滤波处理
功控判决是依据对历史测量报告的平均滤波值来进行的。
采用均值而不是当前实际接收值目的主要是去除野点及毛刺对功控算法稳定性及有效性的影响，也就是说用历史测量报告的均值作为目前接收状况的参考值。
考虑到功率调整的滞后，这种简单地用历史均值作为代表的值并不是最佳的选择。
于是我们采取在滤波中加入预测功能，可以在一定程度上抵消功率调整的滞后。
测量报告预测滤波算法流程图
说明
相关参数参见产品手册：
【上行预测测量报告个数】、【下行预测测量报告个数】、【AMR上行预测测量报告个数】和【AMR下行预测测量报告个数】。
测试结果显示，当前的预测算法预测结果不准确，且预测个数越多，预测结果准确率越低，因此，数据配置预测个数建议改为0，关闭预测功能来规避此问题。
1.2.3功控判决
华为功控算法II根据不同的功率调整需求组合反映出来的实际通信状况，采取有针对性的功控策略。
这样既能保证功控算法的有效性，又能保证功控算法的稳定性。
每个功控周期，计算调整功率时分三步进行：
1．按接收电平计算调整功率步长；
2．按接收质量计算调整功率步长；
3．将两种功率调整需求放在一起综合考虑；
功控判决是由测量报告触发的，也就是说每480ms触发一次功控判决，由于功控的滞后，在每次发出功控命令后的【功率控制调整周期】内停止进行功控判决，且上、下行使用同一个数据配置。
上行、下行功控计算步长的算法是一致的，以下是功控判决的流程：
功控判决流程
【功率控制调整周期】配置
【功率控制调整周期】的作用是，在同一次呼叫期间，发送功控命令后，在【功率控制调整周期】内，禁止进行功控判决。
按接收电平计算调整功率步长
为增加系统的灵活性及防止出现功控振荡现象，采用双门限功控策略（类似于磁滞的作用）。
为使功率调整能快速准确到位，采用可变步长功控。
在最终决定调整步长时还要参考当前接收质量情况。
这样是为了能更好地与实际情况匹配，使得功率调整更有效。
华为功控算法II是直接对控制目标提出要求：
电平目标值＝（【上/下行链路信号强度上门限】+【上/下行链路信号强度下门限】）/2；
1、当经预测滤波等处理后得到的接收电平值RxLev>【上/下行链路信号强度上门限】时，引起功率减少；当RxLev<【上/下行链路信号强度下门限】时，引起功率增加；
建议两门限之差取6-10dB较为合适，根据实际需要，这个带可上下浮动。
2、按接收电平计算功率调整步长＝电平目标值－RxLev
按接收电平计算功率调整步长为正时表示升功率，为负时表示降功率；
对于升功率，按接收电平计算功率调整步长不能超过【按电平向上功控最大允许调整步长】（0～32dB）；
说明
1、若根据功控算法II计算获得的按接收电平计算功率调整步长超过了【按电平向上功控最大允许调整步长】，则将【按电平向上功控最大允许调整步长】配置数值作为按接收电平计算功率调整步长。
2、协议规定手机在一个测量报告周期内执行功控的最大步长能力为16dB，按接收电平计算功率调整步长若超过该值，则手机需要用超过1个测量报告周期的时间来执行功控。
3、当RxLev落在上下限之间时，不调整发射功率；
4、因为接收质量越差，对电平下降调整越敏感，华为功控算法II中按照接收信号质量（滤波处理后的RQ值）划分三个质量带（0，1～2，≥3），每个质量带设置不同的允许向下功控最大步长。
接收质量越好，步长越大，质量越差，步长越小。
只有在按电平降低功率时，接收质量的参考调整步长才起作用。
建议【质量带0按电平向下功控最大步长】为6-16dB，【质量带1按电平向下功控最大步长】为4-8dB，【质量带2按电平向下功控最大步长】为2-4dB。
最终获得的按接收电平计算调整步长分为以下两种情况：
（1）功率升高时，按接收电平计算功率调整步长=min（|电平目标值－RxLev|，【按电平向上功控最大允许调整步长】）；
（2）功率减低时，按接收电平计算功率调整步长=min（|电平目标值－RxLev|，当前RQ所处质量带允许的向下功控最大步长）；
说明
1、由于上下行功控判决采取相同算法，故上下行类似参数合用“上/下”表示；
2、【上/下行链路信号强度上门限】和【上/下行链路信号强度下门限】需配置合理，设置过大则控对接收电平的变化不敏感且接收电平的变化会较大；设置过小则对接收电平的变化过于敏感，易形成功控振荡，且会过分地限制接收质量差提高发射功率进行改进的空间。
各质量带最大允许调整步长设定需配置合理，设置太小使算法不能达到快速功控的目的，设置太大起不到应有的质量参考作用，会降低功控的有效性。
3、功控算法II中相关参数已实现AMR呼叫与普通呼叫功控参数分离，详见产品手册。
4、具体参数建议参见《GSMBSC6000V9R8参数基线》。
按接收质量计算调整功率步长
接收质量门限同样设置成双门限，接收质量在带内的不需调整发射功率，在带外的要进行调整发射功率。
因无法预计改变发射电平对接收质量的影响程度，并且为了保证算法的稳定性，在调整时尽量避免大步长。
按接收质量功控功控时采取固定步长，此参数可设。
Ø接收质量差时提高发射功率
经滤波等处理后得到的接收质量值RxQual>=【上/下行链路信号质量差门限】时，提高发射功率，提高步长为【按质量向上功控最大允许调整步长】；
但此时（RxLev＋【按质量向上功控最大允许调整步长】）不能超过【上/下行链路信号强度上门限】，否则可能因为质量把电平控上去之后，又因电平超过上门限而又进行按电平的下控。
为避免出现质量差有无法进行功率提升的情况，功控算法II增加了【上/下行质量差启动门限】、【上/下行质量差电平上门限偏移】，当RxQual>=【上/下行质量差启动门限】时，【上/下行链路信号强度上门限】要向上偏移【上/下行质量差电平上门限偏移】。
Ø接收质量好时降低发射功率
经滤波等处理后得到的接收质量值RxQual<【上/下行链路信号质量好门限】时，降低发射功率，降低步长为【按质量向下功控最大允许调整步长】；
此时（RxLev－【按质量向下功控最大允许调整步长】）不能低于【上/下行链路信号强度下门限】，否则可能因为质量把电平控下来之后，又因电平低于下门限而又进行按电平的上控。
目前算法中，如果（RxLev－【按质量向下功控最大允许调整步长】）<【上/下行链路信号强度下门限】，则不会降低发射功率。
当RxQual落在质量好坏门限之间时，不调整发射功率。
将两种功率调整需求放在一起综合考虑
将按接收电平计算调整步长AdjStep_Lev和按接收质量计算调整步长AdjStep_Qual进行综合考虑，尽量满足调整要求的同时，充分考虑算法的稳定性，不过调且禁止不稳定的乒乓调整过程。
根据这样的原则，得到下面的功率调整表，并依此获得功率调整步长AdjStep，以及调整方向（正/负值调整）：
功率调整表
电平
质量
减少AdjStep_Lev
增加AdjStep_Lev
不动作
减少AdjStep_Qual
减少
Max（AdjStep_lev
AdjStep_Qual）
增加AdjStep_Lev
减少AdjStep_Qual
增加AdjStep_Qual
不动作
增加
Max（AdjStep_lev
AdjStep_Qual）
增加AdjStep_Qual
不动作
减少AdjStep_Lev
增加AdjStep_Lev
不动作
功控算法II九宫格示意图
1.2.4功控执行
对MS执行功控需要3个测量报告周期：
MS会在每个报告周期结束时收到BTS的功控指令（TCH为104帧，SDCCH为102帧），并在下一个周期内开始采用新的功率，最终在第三个周期通过新的SACCH报头上报TA、功控信息和发送上个复帧中的测量报告。
功控执行示意图
对BTS执行功控比对MS执行功控要快，在BTS收到功控命令后的第一个测量报告中就携带了新的功率等级。
说明
协议规定手机在一个测量报告周期内的功率调整最大范围为16dB，故功控命令中功率调整值超过16dB时，手机是无法在一个测量报告周期内达到该次功控的期望值的。
协议没有明确规定手机在第三个测量报告周期继续进行剩余部分的功率控制还是对16dB以上的那部分功控要求不做处理，等待下一个功控命令到达进行新一轮功控。
1.2.5功控算法II涉及参数表
功控算法II参数表
中文说明
取值范围
上行功率控制允许
[是,否]
下行功率控制允许
[是,否]
功控算法选择
[功控算法II、功控算法III]
功率控制调整周期
[1,15]SACCH复帧周期
上行电平滤波器长度
[1,20]
下行电平滤波器长度
[1,20]
上行质量滤波器长度
[1,20]
下行质量滤波器长度
[1,20]
测量报告补偿开关
[是,否]
上行预测测量报告个数
[0,3]
下行预测测量报告个数
[0,3]
上行链路信号强度上门限
[0,63]
上行链路信号强度下门限
[0,63]
上行链路信号质量好门限
[0,7]
上行链路信号质量差门限
[0,7]
下行链路信号强度上门限
[0,63]
下行链路信号强度下门限
[0,63]
下行链路信号质量好门限
[0,7]
下行链路信号质量差门限
[0,7]
质量带0按电平向下功控最大步长
[0,30]
质量带1按电平向下功控最大步长
[0,30]
质量带2按电平向下功控最大步长
[0,30]
按质量向下功控最大步长
[0,4]
按电平向上功控最大允许调整步长
[0,32]
按质量向上功控最大允许调整步长
[0,32]
上行质量差启动门限
[0,7]
上行质量差电平上门限偏移
[0,63]
下行质量差启动门限
[0,7]
下行质量差电平上门限偏移
[0,63]
基站功率控制级数
[1,16]
基站最大功率
46dbm
功控算法II参数表（AMR）
中文说明
取值范围
AMR功率控制调整周期
[1,15]
AMR上行电平滤波器长度
[1,20]
AMR下行电平滤波器长度
[1,20]
AMR上行质量滤波器长度
[1,20]
AMR下行质量滤波器长度
[1,20]
AMR测量报告补偿开关
[是,否]
AMR上行预测测量报告个数
[0,3]
AMR下行预测测量报告个数
[0,3]
AMR上行链路信号强度上门限
[0,63]
AMR上行链路信号强度下门限
[0,63]
AMR上行链路信号质量好门限
[0,7]
AMR上行链路信号质量差门限
[0,7]
AMR下行链路信号强度上门限
[0,63]
AMR下行链路信号强度下门限
[0,63]
AMR下行链路信号质量好门限
[0,7]
AMR下行链路信号质量差门限
[0,7]
AMR质量带0按电平向下功控最大步长
[0,30]
AMR质量带1按电平向下功控最大步长
[0,30]
AMR质量带2按电平向下功控最大步长
[0,30]
AMR按质量向下功控最大步长
[0,4]
AMR按电平向上功控最大允许调整步长
[0,32]
AMR按质量向上功控最大允许调整步长
[0,32]
AMR上行质量差启动门限
[0,7]
AMR上行质量差电平上门限偏移
[0,63]
AMR下行质量差启动门限
[0,7]
AMR下行质量差电平上门限偏移
[0,63]
AMR基站功率控制级数
[1,16]
1.2.6功控算法II算法兼容性分析
为提高切换成功率，在BTS收到切换命令后，直到切换检测成功，BTS不处理功控命令，保持最大功率发送，同时通知MS也以最大功率发送。
该功能BTS版本已经支持。
（1）与干扰切换的关系
干扰切换的【干扰切换接收功率门限】与【干扰切换质量门限】的设置要考虑【功控信号强度上门限】的设置，如果【功控信号强度上门限】<【干扰切换接收功率门限】，可能出现由于无法功控到【干扰切换接收功率门限】，而无法触发干扰切换。
（2）与质量差切换的关系
质量差切换的【质量差切换质量门限】的设置要考虑【功控接收质量下门限】的设置，如果【质量差切换质量门限】<【功控接收质量下门限】，会出现由于没有进行功控就触发质量差切换。
（3）与边缘切换的关系
边缘切换的【边缘切换门限】的设置要考虑【功控信号强度下门限】的设置，如果【功控信号强度下门限】<【边缘切换门限】，会出现没有来的及进行功控就触发边缘切换。
1.3功控算法III基本原理介绍
1.3.1概述
功控算法III在以下方面做了优化：
Ø对原测量滤波跟踪速度慢问题，增加指数滤波，提高跟踪速度。
Ø对测量丢失的插值优化，Rxlev丢失保持不变，Rxqual丢失用7代替。
Ø功控算法II中是按质量和电平分别功控判决后再综合判断出功控最终结果，在功控III中被优化为归一化接收等级和接收质量的统一判断公式，并进一步明确了公式的物理意义。
Ø根据不同类型业务设置不同质量门限。
通过对AMRFS和HS业务设置不同功控门限来满足AMR功控优化需求。
Ø考虑跳频增益对质量影响。
Ø可以通过功控算法开关参数【功控
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