宣城深度优化报告功控.docx
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宣城深度优化报告功控
宣城联通G网深度优化报告
—动态功控研究与参数优化
二零零八年四月
（仅供内部参考）
目录
一、工作概述3
二、上行动态功控原理3
1、测量数据过滤3
2、功率等级的计算4
3、主要控制参数4
三、下行动态功控原理6
1测量数据过滤6
2、功率等级的计算7
3、主要控制参数7
四、效果评估办法8
五、上行动态功控的研究9
1、调整区域选择9
2、爱立信地区参数设置调查9
3、宣城参数调整方案10
4、效果的评估11
4.1稠密区域11
4.2稀疏区域14
5．上行动态功控结论19
六、下行动态功控的研究19
1、调整区域选择19
2、爱立信地区参数设置调查20
3、宣城参数调整方案20
4、效果的评估21
4.1稠密区域21
4.2稀疏区域23
5、下行动态功控结论27
七、功率参数调整期间指标变化27
八、工作总结28
一、工作概述
动态功率控制功能是移动通信网络实现紧密频率复用的一个重要手段。
它的的合理使用可以在不增加任何成本的情况下有效提升网络质量，特别是对于一些基站分布较密、容量配置较高大城市。
本次深度优化工作对动态功控原理进行了深入的研究，在此基础上，结合实际网络情况，进行了功率控制参数的调整，在完成效果评估后，找到一套适合宣城网络的上、下行控制参数的设置。
二、上行动态功控原理
上行动态功率控制就是通过调整手机的发射功率，在满足基站接收到足够预期的质量和强度的信号前提下，尽量降低手机的发射功率，以减少本连接对其它连接的干扰，节省手机有限的功耗，延长手机电池的待机时间，并最终达到降低全网手机用户之间的干扰，提升用户上行通话质量的目的。
如下图所示，列出了MS输出功率与路径损耗的关系。
MS只能以一个个固定的功率等级发。
该图显示了BTS接收到的信号强度随着MS与BTS之间的路径损耗变化而变化。
当一个连接有较低的路径损耗和好的通话质量时（见上图左边部分），MS以最小功率发射，此时如果BTS接收到的信号强度超过其需要值，但MS也不能再减小发射功率。
相反地，当一个通话有较高的路径损耗时（见上图右边部分），MS以最大功率发射，此时如果BTS接收到的信号强度依然较差，但MS也不能再增大发射功率。
1、测量数据过滤
在测量数据准备好了之后，信号强度值首先经过补偿，然后直接求平均，补偿公式如下：
SScomp=（1/SSLEN）∑（SS+（MSTXPWR-PWRused））
（1）
其中：
SS是BTS收到的信号强度，PWRused是测量报告中MS输出功率，MSTXPWR是MS最大输出功率，SSLEN是滤波器长度参数。
质量参数首先将单位转换位dtqu，dtqu=rxqual*10，然后直接求平均。
最后将直接平均的质量和需要达到的质量转换成C/I：
Q_AVE_dB=32-10*Q_AVE/25
（2）
QDES_dB=32-10*QDESUL/25（3）
2、功率等级的计算
功率等级计算分两步。
首先计算不受限制的功率等级pu，功率等级最后传送给MS之前运用一些限制条件，这些约束条件涉及到功率步长大小限制和MS功率范围。
实际发送给MS的信息是功率级别PL，可参考GSM规范05.05。
功率级别是一个固定的输出功率。
在初始阶段，不受限制的功率等级pu由下式计算：
pu=MSTXPWR-α（SScomp-SSDESUL）（4）
在稳态阶段也需要考虑质量，不受限制的功率等级pu由下式计算：
pu=MSTXPWR-α（SScomp-SSDESUL）-β（Q_AVE_dB-QDES_dB）（5）
参数α和β定义如下：
α=LCOMPUL/100（路径损耗补偿）（6）
β=QCOMPUL/100（质量补偿）（7）
通过将可调参数引入公式，并考虑到最大发射功率MSTXPWR和计算值的不同，我们可以得到不受限制的功率等级pu向下调整的dB数。
dpu=LCOMPUL/100*（SScomp-SSDESUL）-QCOMPUL/100*4/10*（Q_AVE-QDESUL）
第一阶段与基于SSDESUL值的功率减小相关，设SSDESUL为-92dBm，信号强度是-60dBm，相差32dB。
LCOMPUL是放大因子，如果LCOMPUL=50，这种情况下不受限制的功率等级pu会要求功率下降16dB。
BTS能上报的最大信号强度是-47dBm（rxlev=63），这意味着SSCOMP的最大值是-47dBm加上向下调整量。
第二阶段考虑到差质量补偿，假设QDESUL=0（rxqual=0），测得的rxqual质量值是4（Q_AVE=40），第二阶段使功率下降减小。
如果QCOMPUL=60，此时对应9.6dB。
这样，不受限制的功率等级pu会要求功率下降16-9.6=6.4dB。
3、主要控制参数
SSDESUL：
上行信号强度的期望值。
QDESUL：
上行信号质量的期望置。
从上述的功率调整公式可知，当基站接收的信号强度和质量高于上述两个期望值时，手机才开始降低其发射功率，具体降低多少，要通过上述调整公式计算得出。
上述两个值得设置不能太大，如果设置的太大，那么手机在离基站很近的情况下，仍然以最大功率发射，网络的干扰势必会加大，但也不能设的太小，因为当基站上行接收的信号较弱或质量较差时，手机仍然再降低其发射功率，势必会造成弱信号掉话。
所以这个要根据实际网络特性来设置。
这两个参数的设置实际上决定了整个功率控制调整地范围。
LCOMPUL：
路径衰耗补偿因子。
QCOMPUL：
质量补偿因子。
从上述的功率调整公式可知，这两个参数决定了功率下调的一个比率，也就是说当信号强度或质量高于期望期时下调的单位值，上述两个参数设置越大，那么下调的幅度越大。
同样这两个参数的设置也很讲究，不能太大，也不能太小，要结合网络的实际情况来调整。
下表为主要参数及其设置范围：
Parametername
Defaultvalue
Recommendedvalue
Valuerange
Unit
SSDES
（1）
-85
-92
-110to-47
dBm
LCOMPUL
70
50
0to100
%
QCOMPUL
30
60
0to60
%
SSLEN
5
5
3to15
SACCHperiods
INILEN
2
2
0，2to5
SACCHperiods
QLEN
8
6
1to20
SACCHperiods
QDESUL
20
0
0to70
dtqu
INIDES
（1）
-70
-70
-110to-47
dBm
REGINT
5
1
1to30
SACCHperiods
PMARG
8
6
0to20
dB
DTXFUL
5
5
0to40
SACCHperiods
MSTXPWR
（2）
13to43
dBm
三、下行动态功控原理
下行动态功率控制是在保证手机能接收到足够强度或质量的信号前提下，尽量降低基站的发射功率。
它的目的是通过降低基站的发射功率，来减少网内同、邻频的干扰，在话务量不变得情况下提高C/I，在话务量增加的情况下，维持C/I或实现更为紧密地频率复用，与此同时也可大大降低基站的功耗。
如上图所示，列出了BTS输出功率、MS接收功率与路径损耗的关系。
BTS只能以一个个固定的功率等级发射。
当一个通话有较低的路径损耗时（见上图左边部分），BTS以最小功率发射，此时如果MS接收到的信号强度超过其需要值，但BTS也不能再减小发射功率。
相反地，当一个通话有较高的路径损耗时（见上图右边部分），BTS以最大功率发射，此时如果MS接收到的信号强度依然较差，但BTS也不能再增大发射功率。
1测量数据过滤
信号强度和质量都要经过指数非线性滤波，SSBSTXPWR是滤波后的信号强度补偿，即不使用功率控制情况下MS收到的信号强度。
SSBSTXPWR定义如下：
SSBSTXPWR（k）=b*SS_COMP（k）+a*SSBSTXPWR（k-1）（4）
其中：
b和a（b=1-a）是滤波器系数，SS_COMP是对下行调整和跳频的信号强度补偿，k是序列号，系数a由指数滤波器的长度决定。
质量滤波与信号强度滤波一样采用指数非线性滤波，质量滤波参见式6。
QBSTXPWR（k）=b*Q_COMP（k）+a*QBSTXPWR（k-1）（6）
其中：
QBSTXPWR是滤波后的质量补偿，即不使用功率控制情况下MS的C/I（dB），Q_COMP是根据式7计算出来的质量补偿。
Q_COMP=（BSTXPWR-PWR_U（k））+RXQUAL_dB（7）
其中，RXQUAL_dB是根据rxqual转换成的SIR（dB）。
式6中的系数a由指数滤波器长度决定。
2、功率等级的计算
功率等级首先是计算两个基本的功率等级，然后比较其中一个较大值，在考虑一些条件限制后，将得到的结果转化为发往BTS的功率调整PLuse。
用来调整的2个基本功率等级（pu1和pu2）通过如下计算得到。
pui=BSTXPWR+αi*（SSDESDL-SSBSTXPWR）+βi*（QDESDL_dB-QBSTXPWR）（9）
i=1,2
其中，参数αi和βi定义如下：
α1=LCOMPDL/100（pathlosscompensation）（10）
β1=QCOMPDL/100（qualitycompensation）（11）
α2=0.3（pathlosscompensation）（12）
β2=0.4（qualitycompensation）（13）
参数αi和βi控制路径损耗和质量的补偿，参数α1和β1由LCOMPDL和QCOMPDL决定，而参数α2和β2是常量。
两个功率等级同时计算（式9），最高值（向下调整最小的值）被采用，这个结果叫不受限制的功率等级pu。
pu=max（pu1,pu2）
3、主要控制参数
SSDESDL：
下行信号强度的期望值。
QDESDL：
下行信号质量的期望置。
从上述的功率调整公式可知，当手机接收的信号强度和质量高于上述两个期望值时，基站才开始降低其发射功率，具体降低多少，要通过上述调整公式计算得出。
上述两个值得设置不能太大，如果设置的太大，那么手机在离基站很近的情况下，基站仍然以最大功率发射，网络的干扰势必会加大，但也不能设的太小，因为当手机接收的信号较弱或质量较差时，基站仍然再降低其发射功率，势必会造成弱信号掉话。
所以这个要根据实际网络特性来设置。
这两个参数的设置实际上决定了整个功率控制调整地范围。
LCOMPDL：
路径衰耗补偿因子。
QCOMPDL：
质量补偿因子。
从上述的功率调整公式可知，这两个参数决定了功率下调的一个比率，也就是说当信号强度或质量高于期望期时下调的单位值，上述两个参数设置越大，那么下调的幅度越大。
同样这两个参数的设置也很讲究，不能太大，也不能太小，要结合网络的实际情况来调整。
另外下行功率控制只能在TCH载频上进行，BCCH载频是不能改变其发生功率，因为手机在空闲状态下所要接收的系统信息都是从BCCH载频下发，一旦其功率降低，将会导致一系列些问题，比如说用户脱网，不能正常位置更新，网络无法寻呼等。
因此对于网络中只有一个载频配置的小区，下行动态功率控制是不起作用的。
下表为主要参数及设置范围：
Parametername
Defaultvalue
Recommendedvalue
Valuerange
Unit
SSDESDL
（1）
-90
-90
-110to-47
dBm
QDESDL
30
30
0to70
dtqu
LCOMPDL
70
5
0to100
%
QCOMPDL
30
55
0to100
%
REGINTDL
5
1
1to10
SACCHperiods
SSLENDL
5
3
3to15
SACCHperiods
QLENDL
8
3
1to20
SACCHperiods
SDCCHREG
OFF
ON
ON，OFF
BSPWRMIN
-20
-20
-20to+50
dBm
BSTXPWR
（2）
0to80
dBm
UPDWNRATIO
200
300
100to700
%
STEPLIMDL
OFF
OFF
ON，OFF
四、效果评估办法
主要是通过爱立信专有的MRR测量报告关于上行及下行质量统计来验证动态功率控制的效果。
通常手机在通话过程中，为了给切换提供数据参考，要不断的上报测量报告，该份报告包括手机上报的服务小区接收的信号强度和质量、6个最强邻小区信号的强度以及BTS接收到信号强度和质量。
爱立信MRR功能就是收集全网所有用户所上报测量报告，也就是说通过MRR所收集的报告，可以了解全网所有用户的通话场强和质量。
它是以小区为单位的，收集该小区下在不同强度、不同质量和不同距离下上、下连接的数量，从而可以让优化人员大致了接该小区用户的分布与基站的距离、通话的平均信号强度与质量。
具体操作方法将后面的实际调整中述说。
五、上行动态功控的研究
1、调整区域选择
宣城地理环境较为特殊，宣城、郎溪、广德地形以平原为主，地势较为平坦，基站分布较为稠密，信号交叉覆盖较为普遍，而宁国、绩溪、泾县、旌德处于皖南山区，地形以山区为主，基站分布较稀少，信号很少有交叉覆盖。
此次调整按照上述地形特性将调整区域分为两片，分别为稠密区域和稀疏区域，对于稠密区域，由于站点分布较密集，网络存在的干扰相对较大，动态功率控制降低干扰的作用将得到很好的体现，而对于稀疏区域，由于站点分布较为稀少，信号较为干净，彼此之间几乎很少会存在干扰，此时动态功率控制几乎是起不到多大作用。
因此此次调整优化主要以稠密区域为主。
下面为两个区域划分示意图：
从上述示意图可以看到，稠密区域主要包括宣州区、郎溪以及广德北片平原地区，而剩下的位于山区的站点基本都被归为稀疏区域。
2、爱立信地区参数设置调查
上行控制参数
宣城
黄山
淮南
滁州
蚌埠
合肥2
合肥3
芜湖
SSDESUL（dbm）
90
94
96
96
94
94
94
96
QDESUL（dbm）
30
25
30
25
30
30
30
25
LCOMPUL（%）
50
70
30
70
30
30
30
80
QCOMPUL（%）
60
70
75
70
75
75
75
60
从前面的原理分析中可知，SSDESUL、QDESUL的设置决定了动态功率控制调整的范围，LCOMPUL、QCOMPUL的设置决定了动态功率控制调整的幅度。
从上述参数调查可知，各个地市的动态功控调整范围基本一致，宣城相对小一点，这也说明上述设置是厂家的一个经验值，而动态功控调整幅度的设置各个地区迥异，黄山、滁州、芜湖设置较为激进，调整幅度大，而合肥、蚌埠、淮南设置较为保守，调整幅度较小，宣城的设置是介入两者之间。
3、宣城参数调整方案
稠密区域：
稠密区域
原设置
第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
SSDESUL（dbm）
90
90
90
90
90
90
QDESUL（dbm）
30
20
40
45
30
40
LCOMPUL（%）
50
50
50
50
70
70
QCOMPUL（%）
60
60
60
60
70
70
第一组调整范围较原设置要小，功率调整较为保守。
第二组、第三组调整范围较原设置依次增大，功率调整较为激进。
第四组与原设置调整范围相同，但调整幅度加大。
第五组较原设置调整范围和幅度都加大。
稀疏区域：
稀疏区域
原设置
第一组
第二组
第三组
SSDESUL（dbm）
90
85
85
85
QDESUL（dbm）
30
10
0
0
LCOMPUL（%）
50
30
20
10
QCOMPUL（%）
60
60
60
60
对于稀疏区域，本身干扰较小，信号覆盖也不好，再做功率控制时，很容易造成一些弱信号掉话和投诉。
因此此次调整尽量降低功控调整的范围，使手机在信号弱或质量差的时候尽量以满功率发射。
第一组、第二组、第三组调整地范围和幅度依次减小。
4、效果的评估
4.1稠密区域
Ø上行干扰带的统计
从以上统计对比来看，第一组在功率调整设置成更为保守时，干扰带级别1所占的比率减少，也就是说全网的上行干扰增大，而第二组以及之后几组由于功率调整设置更为激进，干扰带级别1所占的比率都有增加，并且是第三组达到最大，也就说第三组参数设置使得全网的上行干扰达到最好。
ØMRR测量报告上行质量的统计
稠密区域
RXQUALUL0
RXQUALUL1
RXQUALUL2
RXQUALUL3
RXQUALUL4
RXQUALUL5
RXQUALUL6
RXQUALUL7
原设置
93.23%
1.12%
1.37%
1.46%
0.93%
0.82%
0.65%
0.41%
第一组
93.43%
1.05%
1.34%
1.42%
0.90%
0.81%
0.66%
0.40%
第二组
93.19%
1.15%
1.41%
1.48%
0.94%
0.82%
0.63%
0.38%
第三组
93.69%
1.03%
1.27%
1.35%
0.83%
0.75%
0.62%
0.47%
第四组
94.28%
0.93%
1.19%
1.27%
0.75%
0.68%
0.53%
0.37%
第五组
93.03%
1.16%
1.44%
1.51%
0.97%
0.84%
0.66%
0.39%
从上述统计来看，第四组0级占比最大，达到94.28%，高于其它几组将近1个百分点，同时质量大于4的所占比率最小，并且平均质量级别也是最小。
GSM系统将话音质量分为8个级别，每个级别对应不同的误码率，0级代表最好，7级是最差，所以从上述统计可知，第四组参数的设置使得网络的上行质量最好。
ØMRR测量报告手机发射功率统计
稠密区域
MSTXPWR_AVE
原设置
25.34
第一组
26.23
第二组
23.99
第三组
23.68
第四组
25.42
第五组
23.99
从以上统计可以看到，第一组手机发射功率最大，这正好印证了该设置动态功率调整地范围最小，同理由于第二组、第三组、第五组动态功率调整范围大，手机的发射功率明显减小。
ØMRR测量报告基站接收功率统计
稠密区域
RXLEVUL_AVG
原设置
88.55
第一组
87.18
第二组
89.45
第三组
90.56
第四组
88.82
第五组
89.42
从以上统计可以看到，第一组由于功率调整范围较小，此时手机发射功率最大，所以此时基站的接收电平最高，达到-87.18dbm。
而第三组由于功率调整范围最大，此时手机发射功率最小，所以此时基站的接收电平最低，为-90.56dbm.
4.2稀疏区域
Ø上行干扰带统计
从以上统计可知，对于稀疏区域，由于无线信号较为干净，即使在不断的降低功控调整地范围，增加手机的发射功率，网络的上行干扰并没有增大。
ØMRR测量报告上行质量的统计
稀疏区域
RXQUALUL0
RXQUALUL1
RXQUALUL2
RXQUALUL3
RXQUALUL4
RXQUALUL5
RXQUALUL6
RXQUALUL7
原设置
92.71%
1.29%
1.43%
1.44%
0.95%
0.84%
0.80%
0.54%
第一组
92.74%
1.16%
1.34%
1.48%
0.99%
0.93%
0.81%
0.55%
第二组
92.42%
1.34%
1.48%
1.50%
1.00%
0.92%
0.77%
0.56%
第三组
91.28%
1.51%
1.66%
1.70%
1.18%
1.07%
0.96%
0.64%
通过上述统计可知，对于稀疏区域，在第一组、第二组依次降低功控调整的范围和幅度时，网络的上行质量没有多大变化，但在第三组再次降低时，网络的上行质量变差，这说明第三组把调整的幅度降的太低。
第二组参数应该是一个更为合适的设置。
ØMRR测量报告手机发射功率统计
稀疏区域
MSTXPWR_AVE
4月9（区域2）
26.92
4月10（区域2）
30.16
4月11（区域2）
31.24
4月14（区域2）
31.69
从上述统计图可知，随着第一组、第二组、第三组动态功控调整范围的依次减少，手机的发射功率在不断的增加。
ØMRR测量报告基站接收功率统计
稀疏区域
RXLEVUL_AVG
原设置
90.99
第一组
87.79
第二组
87.08
第三组
87.29
从上述统计可知，随着从上述统计图可知，随着第一组、第二组、第三组动态功控调整范围的依次减少，手机的发射功率不断增加，基站的接收功率也不断的增加。
Ø上行弱信号掉话占比统计
从上统计可以看到，对于山区，站点稀疏，本身信号覆盖不好，如果功率控制调整幅度太大，势必会造成一些弱信号掉话，在保证上行质量的前提下，适当降低功率控制调整幅度，增大手机发射功率，可提高网络的上行接收电平，避免一些由于上行弱而造成的掉话。
上述统计进一步证明，我们对于山区站点的调整思路是正确有效的。
5．上行动态功控结论
通过对宣城不同参数的配置及其效果的评估，对于基站稠密区域采用第四组参数更为有效，对于基站稀疏区采用第二组参数更为合理，具体如下：
上行控制参数
基站稠密区
基站稀疏区
SSDESUL（dbm）
90
85
QDESUL（dbm）
30
0
LCOMPUL（%）
70
20
QCOMPUL（%）
70
60
六、下行动态功控的研究
1、调整区域选择
不论是上行还是下行，各个区域的话务模型是一致的。
所以对于下行的调整，与上行一样，分为两片，分别为稠密区域和稀疏区域。
稠密区域包括宣州区、郎溪、和广德北片区域；其余的山区站点归为稀疏区域。
具体划分示意图同上行划分一致，这里就不再给出。
2、爱立信地区参数设置调查
下行控制参数
宣城
黄山
淮南
滁州
蚌埠
合肥2
合肥3
芜湖
SSDESDL（dbm）
90
93
94
94
88
88
89
96
升级会员 