GSM中的功率控制

1.1 功率控制算法

功率控制的主要目的是在保证通话质量的前提下尽量降低发信功率，从而有效地降低网络平均干扰电平。并节省手机电池。（本节所涉及到的参数将在下一节“功率控制参数”中详细描述。

1.1.1 步进功率控制（Step by step power control） Pc1算法

该算法是步进全路径损耗补偿法。即根据接受信号电平和功率控制门限之间的差值，按规定的步长一步一步地提高或降低发射功率，直至接收信号电平达到功率控制门限。

步进功率控制算法的基本原则是：

当接收信号电平高于门限值，并且误码率低于门限值时降低发射功率 当接收信号电平低于门限值，或误码率高于门限值时提高发射功率（如果发射功率还未达到最大值）。

功率控制过程按照参数runPowerControl设置的时间间隔定期执行，算法根据无线接口的测量平均值，分别对移动台和基站作如下计算和判断： 移动台发射功率控制：

（（RXLEV_UL>uRxLevULP）且（RXQUAL_UL若（（RXLEV_UL<1RxLevULP）且（RXQUAL_UL>1RxQualULP）） 则按照设置的步长提高移动台的发射功率。 基站发射功率控制：

若（（RXLEV_DL>uRxLevDLP）且（RXQUAL_DL若（（RXLEV_DL<1RxLevDLP）且（RXQUAL_DL>1RxQualDLP））

则按照设置的步长提高移动台的发射功率。

注意：基站发射功率的提高总是要受基站最大发射功率(bsTxPwrMax)的。

上式中：

RXLEV_UL： 基站接收到的上行信号电平 RXLEV_DL： 移动台接收到的下行信号电平 RXQUAL_UL： 基站接收到的上行信号质量 RXQUAL_DL： 移动台接收到的下行信号质量 URxLevXXP： 上下行信号电平的上门限 lRxLevXXP： 上下行信号电平的下门限 uRxQualXXP： 上下行信号质量的上门限 lRxQualXXP： 上下行信号质量的下门限 其中XX表示UL或DL

1.1.2 直接功率控制(One shot power control) Pc2算法

该算法对部分路径损耗作一步到位的补偿。该算法先计算路径损耗，然后确定最佳发射功率，并直接将基战或移动台的发射功率调整到该最佳值。 移动台在发往基站的测量报告中汇报其当前发射功率。LIM将通过计算得到的新的发射功率值通知移动台。

对基站，LIM并不知道BTS的最大发射功率。需通过调整功率衰减值（基站当前发射功率和最大发射功率的差值）来控制发射功率。LIM计算出新的最佳功率衰减值并将该值通知基站。 计算公式如下：

MSPWR=PWR_MAX –

K_UL*(RXLEV_UL+(PWR_MAX-MS_PW_CURR)-L_RxLev_UL_P)

BTSATT=K_DL*(RXLEV_DL-ATTCUR)-L_RxLev_DL_P 式中：

RXLEV_XX：接收电平（0-63）

MSPWR： 移动台信的最佳发射功率值。用dBm表示 L_RxLev_XX_P：功率控制的信号电平门限 MS_PW_CURR：移动台当前发射功率 L_RxQual_XX_P：功率控制的信号质量门限

PWR_MAX：移动台在小区内可能的最大发射功率。即Min(msTxPwrMaxCell(n),msTxPwrMax) K_UL、K_DL：因子

BTSATT：基站新的最佳功率衰减值 ATTCUR：基站当前的功率衰减值

因子K_UL和K_DL的取值取决于L_RxQual_XX_P（功率控制的信号质量门限）的取值和网络是否采用跳频。下表为假设L_RxQual_XX_P=7，通过模拟得到K值：

RXQUAL 跳频时的K值 0 1 2 3 4 5 6 7 0.9 0.8 0.7 0.5 不跳频时的K值 0.7 0.6

通常门限值L_RxQual_XX_P小于7，当加权平均值RXQUAL_XX超过该门限值时K值等于0。即此时系统为满功率发射。

如果RXQUAL_UL>LrxQual_UL_P – K_UL = 0 如果RXQUAL_DL>LrxQual_DL_P – K_UL = 0

直接功率控制算法大跨度调整发射功率。但是有的移动台可能会由于接收信号强度的大幅度变化而陷入混乱，而产生不真实的测量报告。例如，移动台接通时距离基站很近，因为信号很强，基站功率会大幅度直接降低到最佳发射功率，而移动台测量反馈的滞后可能使基站功率进一步下降而造成信号恶化，反过来有时基站在提高到最大发射功率，产生震荡效应。鉴于此，引入8dB最大功率变化步长。即在每一次执行算法，发射功率最多可变化8dB。

1.1.3 移动台的功率控制

在RACH(随机接入信道)信道，移动台的功率为Min(msTxPwrMax,msTxPwrMaxCCH)。前者为移动台最大发射功率，后者为系统定义的移动台在RACH信道上的最大允许功率。在实际网络中，最大允许功率一般按手机功率定义，即2W或33dBm。当移动台从RACH信道转到SDCCH或TCH 信道时保持该发射功率。即在接通过程中，普通手机将以全功率2W发射。

在专用模式下，移动台按照基站发送的功率命令（POWER COMMAND）指定的功率发射。功率命令在第一层的SACCH块的头部发送，移动台在报告结束时（SDCCH为102帧，TCH为104帧）接收到，然后移动台在下一个SACCH报告周期以每13帧2dB的变化速率开始执行该功率命令。（如下图所示） 在越区切换时，目的小区允许移动台发射的最大功率（msTxPwrMaxCell）随越区切换命令由基站发送给移动台。 小区内切换时，移动台保持功率不变。

移动台要保存当前发射功率值，以便在下一个上行SACCH中将该值发送给基站。对于基站，整个过程（从基站发出命令到基站收到确认）持续三个复帧。 SA0 SA1 SA2 SA3 SA0 SA1 SA2 SA3 SA0 SA1 SA2 SA3

基站在第一层的SACCH块的头部门发送功率命令（PC）和定时提前命令（TA） 26帧，SACCH在第12帧发送

移动台开始执行新的功率命令和定时提前命令 移动台接收到有基站发送的SACCH块

移动台构造SACCH以申请新的功率命令和定时提前命令 移动台开始向基站立发送关于前一个复帧的SACCH 基站接收测量报告

一个SACCH报告周期 26*4=104帧（480毫秒）