HW功控II代、III代交流材料
功控目的
1.1 功控目的
功控是什么？
为什么要功控？
z功率控制：根据需要调整基站与手机的发射功率。
z依据：手机和基站上报的测量报告。
z目的：在保证通话质量的情况下，降低发射功率，从而降
低整网干扰、减少功耗。
从网络分层的观点来看，功率控制是无线资源管理层对物理层的直接控制。这也是无线通信网中特殊的地方。
1.2 功控分类
z功率控制分为上行功率控制和下行功率控制，上下行
控制独立进行。
?上行功控：调整M S的输出功率，使B T S获得稳定
接收信号强度，以减少对同邻频的干扰，降低移
动台功耗。
?下行功控：调整B T S输出功率，使M S获得稳定接
收信号强度，减少同邻频干扰，降低基站功耗。
1、在切换过程中，将采用目标小区所允许的最大发射功率（在“HO-Command”内），若“切换后功率预算允许”打开，则使用优化后的功率进行接入。
2、在小区内部切换过程中，当前的功率将被保持。
3、功控只能在TCH载频上实施，BCCH所在载频不允许进行下行功控，但可以进行上行功控。因为MS一直要测量邻小区的BCCH频点的接收电平，一旦功控，就不准确。
4、功控可以针对每一个信道进行控制，即针对每一个MS所占用的信道，可以单独进行控制。
SA0SA1SA0SA0SA1SA1SA2SA2SA2SA3
SA3SA3BTS 通过SACCH 发送调整功率和TA 的命令MS 获得功控信息
MS 开始发送上个复帧中的测量报告
在26复帧中，第12帧发送SACCH
BTS 收到测量报告
SACCH 报告周期为26 ×4＝104帧（480ms ）
MS 开始采用新的功率和TA
MS 开始通过新的SACCH 来报告新的TA 和功率控制消息
1.3 功控执行
z 功控命令的执行过程－?
从发送命令到执行需要3个测量报告周期
MS 通过RACH 信道接入网络时，是以空闲状态下BCCH 下发的系统消息“MS 最大发射功率”来发射功率的，在专用信道上所发出的第一个消息也是以“MS 最大发射功率”来发射的。直到收到SDCCH 或TCH 上SACCH 携带的功控命令，才开始接受系统的控制。另外对于1800的三类手机，其发射功率是“MS 最大发射功率”与“功率偏移”之和。具体实现过程为： 1、BSC 根据BTS 上报的上行链路的接收电平和接收质量，同时考虑移动台的最大传输功率来计算移动台所需的发射功率。
2、改变MS 发射功率和时间提前量的值在每一个下行的SACCH 信息块所带的第一层的报头传送给MS 。
3、MS 在每一个SACCH 报告周期结束时收到SACCH 报头上携带的功控命令，将在下一个报告周期开始执行新的功控命令。移动台的功率最大变化速度是每13帧（60ms ）以2dB 变化。
4、MS 执行了功控命令之后，将在下一个上行SACCH 第一层报头设置当前的功率电平并随测量报告发送给基站。
因此，从BSS 发送功控命令到得到证实，需要三个测量报告周期。
注：每一个完整的SACCH 消息块（测量报告）由4个突发脉冲组成，一个完整的功率执行过程需要3个测量报告时间。
网络
下行测量值
上行测量值
BTS
2.2 测量报告预处理
功控原始数据－测量报告
功控的原始数据就是测量报告，MS 以480ms/次的频率在SACCH 信道上向网络侧上报测量报告。MS 上报的内容是MS 接收到的下行测量值。上行测量值是BTS 接收的上行测量情况，一起构成测量报告的内容。
上行测
量值
2.2 测量报告预处理
测量报告有两个值：FULL （全局测量）和SUB （局部测量）
FULL——对100个TCH 的突发脉冲进行平均（4个26复帧中的4个空闲帧除外） SUB ——对12个突发脉冲进行平均（4个SACCH 突发脉冲，8个特定位置的TCH 突发脉冲）。
当不连续发射（DTX ）功能打开时，需要选择SUB ，否则取FULL 。
测量报告序号n
测量报告序号n + 4
3个丢失的测量报告
2.2 测量报告预处理
z
测量报告预处理－插补
?
每个测量报告都有一个序列号, 如果网络发现接收的测量报告序列号不连续, 说明有测量报告丢失, 此时网络将会根据插值算法补全测量报告
MR
MR MR
MR
MR
连续的测量报告流
网络收到测量报告 n, n+4, 它发现测量报告序列号不连续, 所以会使用一种算法将3个丢失的测量报告 n+1, n+2, n+3补全。针对上下行接收电平, 上下行接收质量, TA 分别都有滤波器。
说明：由于功控判决需要依据连续的测量报告，所以要对丢失的测量报告进行插补。
MR MR MR
MR
MR
MR
连续的测量报告流
滤波
2.2 测量报告预处理
z
测量报告预处理－滤波
?
将连续的几个测量报告结果综合起来反映手机这段时间内的情况，避免只根据一个测量结果去判断手机的当时情况的片面性。
对后4个测量报告滤波。
3.1 HW Ⅱ代功控算法实现
功控判决过程
功控综合判决
按接收质量提出
功控需求
测量报告预处理
按接收电平提
出功控需求
HW Ⅱ代功控的判决过程分为四步，对测量报告预处理以后（插补、滤波），分别按接收电平和接收质量提出功控需求，最后对二者综合判决，不是简单的相加。
3.1 HW Ⅱ代功控算法实现
z 测量报告预处理之后，功控模块对当前接收电平
的评估值与期望目标值进行比较。
z
计算需调整的发射电平步长，调整的方向是使接收电平值与期望目标接近。
z
按接收电平进行发射功率调整时采用可变步长，可达到快速功控的目的。
按接收电平提出功控需求
按接收电平进行发射功率调整时，针对不同接收质量情况，采用三种不同步长：
“质量带0最大允许调整步长”（接收质量等级0）
“质量带1最大允许调整步长”（接收质量等级1～2）
“质量带2最大允许调整步长”（接收质量等级3～7）
质量越差，可调步长越短。
3.1 HW Ⅱ代功控算法实现
按接收质量提出功控需求
z测量报告预处理之后，功控模块对当前接收质量的评
估值与期望目标值进行比较；
z计算需调整的发射电平步长，
z当接收质量差时提高发射功率
z当接收质量好时降低发射功率
z按接收质量进行发射功率调整时采用固定步长
按接收质量进行发射功率调整时采用固定步长－“按质量功控允许调整步长”。
3.1 HW Ⅱ代功控算法实现
功控综合判决
接收电平功控调整接收质量功控调整综合电平质量功控调整
↓ AdjStep_Lev↓ AdjStep_Qul↓max(AdjStep_Lev,AdjStep_Qul)
↓ AdjStep_Lev↑ AdjStep_Qul No action
↓ AdjStep_Lev No action↓ AdjStep_Lev
↑AdjStep_Lev↓ AdjStep_Qul↑AdjStep_Lev
↑AdjStep_Lev↑ AdjStep_Qul↑max(AdjStep_Lev,AdjStep_Qul)
↑AdjStep_Lev No action↑AdjStep_Lev
No action↓ AdjStep_Qul↓AdjStep_Qul
No action↑ AdjStep_Qul↑AdjStep_Qul
No action No action No action
注：
1、当只有电平或质量一方需调整，按需调整；
2、当电平和质量调整方向相反，且电平要求降，则不调整；若电平要求升，则调整为升。
3、当电平和质量朝同一方向调整，则按调整值更大的调整。
3.2 HW Ⅱ代功控主要特点
z 目的：保证滤波前，所使用历史测量报告电平值的准确性z
具体实施步骤：
?1、将当前收到的测量报告放入测量报告补偿队列中；?
2、根据测量报告中的MS 和BTS 功率值记录下发射功率改变的信息；
?
3、在完成测量报告插补后，根据功率改变信息来对历史测量报告的接收电平值进行补偿；处理过后的测量报
告将作为滤波的原始测量报告。
?
4、把当前经过插补处理和经过补偿的测量报告，一起进行滤波。
测量报告补偿
功控功能模块在进行功控判决时，会提取若干个历史测量报告中的接收电平及接收质量值进行滤波。这些测量报告可能是在不同的发射功率下得到的，因此为保证滤波时所使用的接收电平值的准确性，必须对与当前发射功率不同的历史测量报告中的接收电平值进行补偿。
接收电平调整目标：30（电平等级）
在有测量报告补偿后，功控会更有效
接收电平调整目标：30（电平等级）在有测量报告补偿后，功控会更有效1
234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950X轴
10
20304050
6070Y 轴
有测量报告补偿功控图无功率控制示意图无测量报告补偿功控图
测量报告补偿功控效果图
3.2 HW Ⅱ代功控主要特点
测量报告补偿
增加功率控制后，接收信号电平更加稳定。有测量报告补偿功能的功控算法，信号更加稳定。
3.2 HW Ⅱ代功控主要特点
z 目的：避免传输时延造成功控滞后z
具体实施步骤：
?1、分析经过插补的测量报告里测量值的变化趋势；?
2、依据变化趋势，去预测将要收到的测量报告值，需要预测的测量报告数0～3个，在数管台配置。?
3、把预测的测量报告与插补后的测量报告，以及补偿过的测量报告一同进行滤波，实施功控判决。
测量报告预测
功控功能模块在发出功率调整命令后，由于存在传播延迟及功率调整耗时，发射功率一般要滞后几个测量报告周期才能得到调整。这种滞后现象会影响功控的有效性。为了在一定程度上抵消功控滞后造成的影响，采用测量报告预测措施，使功率调整命令具有一定的超前性。
123456789101112131415161718192021222324252627282930
313233343536373839
4041424344454647484950
X轴
15
20
2530
3540
4550Y 轴
无功率控制均值滤波功控预测滤波功控
预测滤波与均值滤波功控效果比较图
接收电平调整目标：30（电平等级）采用预测滤波比均值滤波功控会更有效
接收电平调整目标：30（电平等级）采用预测滤波比均值滤波功控会更有效3.2 HW Ⅱ代功控主要特点
测量报告预测
增加预测功能的算法更准确，信号更加稳定。
自适应功控
3.2 HW Ⅱ代功控主要特点
z
自适应功控是根据通信环境的不同改变功控策略，使功控更有效，更稳定。这主要指两方面：
?
根据通信环境的不同(接收质量不同)自动改变功控可调最大步长
?
根据通信环境不同(接收质量和电平)采取不同的功控策略
自动可调步长：按接收电平进行功率调整时，II 代功控算法中按照接收信号的质量（RQ 值）划分三个质量带（0，1～2，≥3），每个质量带设置不同的最大允许功率调整步长。质量越差，可调步长越小。
允许调整的最大步长设置过小，算法不能达到快速功控的目的；设置过大，会降低功控的有效性。
按接收质量进行功率调整时，步长固定。
不同功控策略是指：按电平和质量分别提出不同的功控调整方案时，由功控模块综合考虑，采纳其中一种方案。
功控目标在上下门限内
功控目标在上下门限内3.2 H W Ⅱ代功控主要特点
z
H W Ⅱ代功控在按照信号电平计算功控步长的时候，信号电平分上、下门限。信号在上、下门限之间时不做调整，只有信号电平超出上、下门限时才进行功控。
z
避免了H W I 代功控逼近期望电平值时的来回功控的情况。
上行链路信号强度上门限、下门限 下行链路信号强度上门限、下门限 上行链路信号质量上门限、下门限 下行链路信号质量上门限、下门限
简单灵活的参数配置
简单灵活的参数配置3.2 H W Ⅱ代功控主要特点
z
主要参数如下：
?上下行链路的信号强度和质量上下门限?按电平调整的三类步长?
按质量调整的步长
参数名含义
取值范围建议值
上行电平滤波器长度表示进行MS 测量报告数
1～206下行电平滤波器长度表示进行B T S 功率调整之前对下行链路的信号强度取平均的测量报告数。1～206上行质量滤波器长度表示进行MS 测量报告数
1～206下行质量滤波器长度表示进行B T S 功率调整之前对下行链路的信号质量取平均的测量报告数。
1～20
6
测量报告补
偿开关
MS 和BTS 功率值记录下发
是、否
是
上行预测测量报告个数采用II
0～3个
2
下行预测测量报告个数
采用II
率调整的滞后。本参数规定了
0～3个
23.3 H W Ⅱ代功控数据配置
z
【H W II 代功率控制数据表】
3.3 H W Ⅱ代功控数据配置
z
【H W II 代功率控制数据表】
参数名
含义
取值范围建议值功率控制调周期
1～30S A C C H 复帧周期
5
上行链路信号强度上门限
本参数规定了进行功率控制的上行链路信号上门限。信号电平超出后，计算一个功率减少值（＝接收电平－上下门
限之和/2）该减少值与接收信号质量所处的质许调整步长一起决定功率调整的实际步长。
0～63d b m
35
上行链路信号强度下门限本参数规定了进行功率控制的上行链路信号下门限。信号电平超出后，计算一个功率增加值（＝上下门限之和/2－接收电平），该增加值与接收信号质量所处的质量带最大允许调整步长一起决定功率调整的实际步长。
0～63d b m
25
上行链路信号质量好门限在按照
信号质量计算功控步长的时候，将接收信
号质量分
0～7级0
上行链路信号质量差门限
0～7级2
配置强度门限值需注意：上下门限均要求 > 边缘切换门限＋小区间切换磁滞。这是为避免还未进行功控就发生切换。
3.3 H W Ⅱ代功控数据配置
z
【H W II 代功率控制数据表】
参数名含义
取值范围建议值下行链路信号强度上门限
信号
电平超出后，计算一个功率减少值（＝接收电平－上下门限之和/2），该减少值与接收信号质量所处的质量带最大允许调整步长一起决定功率调整的实际步长。
0-63
40
下行链路信号强度下门限
在按照信号电平计算功控步长的时候，信号电平分
上门限。信号在上、下门限之间时不做调整，只有信号电平超出上、下门限时才进行功控。本参数规定了进行功率控制的下行链路信号下门限。信号电平超出后，计算一个功率增加值（＝上下门限之和/2－接收电平），该增加值与接收信号质量所处的质量带最大允许调整步长一起决定功率调整的实际步长
0-6330
下行链路信号质量好门限在按照信号质量计算功控步长的时候，将接收信号质量分
0～7级0
下行链路信号质量差门
限
在按照信号质量计算功控步长的时候，将接收信号质量分0～7级2
参数名
含义
取值范围建议值质量带0最大允许调整步长本参数规定了在按照电平进行功率调整时，RQ 值为0时允许调整的最大功率步长。
0～30db
16
质量带1最大允许调整步长本参数规定了在按照电平进行功率调整时，RQ 值在（1，2）之间时允许调整的最大功率步长0～30db 8质量带2最大允许调整步长本参数规定了在按照电平进行功率调整时， RQ 值≥3时允许调整的最大功率步长。
0～30db
4
按质量功控允许 3.3 HW Ⅱ代功控数据配置
z
【HW II 代功率控制数据表】
习题
z
已知：上行的接收电平为-85dbm ，质量为等级4。采用II 代
功控，数据配置情况如下：
z
上行链路信号强度上门限：-60dbm ，上行链路信号强度下门限：－80dbm ，上行链路信号质量好门限：0等级，上行链路信号质量差门限：等级2，质量带0可调步长为16db ，质量带1可调步长为8db ，质量带2可调步长为4db 。按质量功控可调步长为4db
z
问题：经过功控之后，上行链路的稳定接收电平是多少？
HW Ⅱ代功控题
HW Ⅱ代功控习题
答案
z
答：1、首先：按接收电平应该增加的发射功率＝（上行链路信号强度上门限＋上行链路信号强度下门限）/2－实际接收电平值＝[－60＋(－80)]/2－(－85)＝(－70)－(－85)＝15db ，即增加15db 。由于接收质量为等级4，所以只能用质量带2的可调步长——增加4db 。其次：按接收质量应该增加的发射功率＝由于“按质量功控调整的步长”为4db ，所以与按电平调整一样，也是增加4db 。所以，根据功控的综合判决，按电平与按质量都是增加4db ，所以综合判决结果是增加4db 。
HW Ⅱ代功控解答
HW Ⅱ代功控解答
HW Ⅱ代功控解答
答案
z
答：2、第一步功控实施之后，接收电平变成：－85dbm ＋4db ＝－81dbm ，此时假设质量已经为等级2。依旧没有在期望带内－80dbm ～－60dbm 。所以要继续调整。首先：按电平调整——重复上一步：按电平调整＝(－70)－(－81)＝11db ，即增加11db 。接收质量为2，需要用质量带1的可调步长——8db 。所以按电平调整结果为：增加8db 。其次：按质量调整——因为质量等级在0～2内，所以不需要调整。所以，上行链路稳定接收电平＝(－81)＋8＝－73dbm