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1 引言
本文介紹了一種業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商采用該技術(shù)，在保證網(wǎng)絡(luò)KPI和用戶(hù)通信質(zhì)量的前提下可顯著提高前向功率的利用效率(提高20％以上)，從而提高CDMA網(wǎng)絡(luò)的前向容量，降低運(yùn)營(yíng)商的投資成本。
對(duì)現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)而言，大容量、高質(zhì)量、低成本相互關(guān)聯(lián)。運(yùn)營(yíng)商面臨著低成本的競(jìng)爭(zhēng)，極力要求新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及容量升級(jí)的額外開(kāi)支降到最低，又要在保證服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，吸納更多的用戶(hù)。CDMA 1x前、反向業(yè)務(wù)的不對(duì)稱(chēng)性，使得前向容量受影響程度最大。如何減少每愛(ài)爾蘭的前向功率，如何在保證網(wǎng)絡(luò)KPI和用戶(hù)通信質(zhì)量的前提下提升運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)容量，減少建立基站的數(shù)量，降低成本，是運(yùn)營(yíng)商非常關(guān)心的問(wèn)題。
2 功率不平衡影響功率效率，導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降
提高CDMA通信系統(tǒng)容量的基本方法是功率控制處理，即控制發(fā)射單元的輸出功率，使得接收單元接收到足夠的信號(hào)強(qiáng)度并保證良好的接收質(zhì)量，同時(shí)把干擾的可能性降低到最小。功率控制的效果如何，通常采用“功率效率”指標(biāo)來(lái)衡量。就cdma2000系統(tǒng)的前向而言，功率效率體現(xiàn)為平均每Walsh愛(ài)爾蘭話務(wù)量的功率消耗。
在載頻額定發(fā)射功率一定的情況下，功率效率越高，即平均每愛(ài)爾蘭話務(wù)量的功率消耗越小，系統(tǒng)能夠容納的用戶(hù)必然就越多。所以，提高cdma2000系統(tǒng)前向容量的重要手段之一，就是提高功率效率。
cdma2000系統(tǒng)引入了前向快速功控，當(dāng)呼叫處于軟切換狀態(tài)時(shí)，每個(gè)基站獨(dú)立調(diào)整各自分支上的前向業(yè)務(wù)信道功率。但由于不同分支上的反向鏈路上誤碼相互獨(dú)立，導(dǎo)致不同基站解調(diào)出的手機(jī)的前向快速功控比特可能會(huì)有差別，從而導(dǎo)致不同基站的前向業(yè)務(wù)/導(dǎo)頻信道的功率比例不同。這種現(xiàn)象，我們稱(chēng)之為功率不平衡。
在軟切換過(guò)程中，手機(jī)以最大比合并的方式對(duì)來(lái)自不同基站的前向信號(hào)進(jìn)行合并。最大比合并方式的特點(diǎn)是：手機(jī)檢測(cè)來(lái)自不同扇區(qū)相關(guān)導(dǎo)頻信道的能量，并根據(jù)導(dǎo)頻信道的能量加權(quán)對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)信道信號(hào)，從而合并不同扇區(qū)的業(yè)務(wù)信道信號(hào)。在合并過(guò)程中，如果功率不平衡，即不同BTS的前向業(yè)務(wù)信道功率和導(dǎo)頻信道的功率比率（At/Ap）失調(diào)，就會(huì)影響移動(dòng)臺(tái)接收時(shí)的最大合并比實(shí)現(xiàn)，使得移動(dòng)臺(tái)接收性能下降，要求提升前向功率，造成了功率的浪費(fèi)，導(dǎo)致前向功率效率下降，系統(tǒng)容量下降。
特別是在軟切換狀態(tài)下，移動(dòng)臺(tái)的反向功控通常以好的一個(gè)鏈路為基準(zhǔn)，從而導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)不能為反向鏈路差的基站正確解調(diào)。當(dāng)基站長(zhǎng)時(shí)間不能解調(diào)轉(zhuǎn)入失鎖狀態(tài)后，為保證連接，就以最大功率發(fā)射，嚴(yán)重浪費(fèi)了前向功率，導(dǎo)致前向功率效率急劇下降，從而系統(tǒng)容量也明顯下降。
3 “前向功率智能調(diào)整”算法成功解決功率不平衡問(wèn)題
華為“前向功率智能調(diào)整”算法目前已成功地解決了功率不平衡導(dǎo)致功率效率下降的難題，可使網(wǎng)絡(luò)容量提升20%以上。
軟切換狀態(tài)下，出現(xiàn)功率不平衡的一個(gè)直接原因就是各個(gè)基站之間相互不能通信，獨(dú)立調(diào)整各個(gè)鏈路的前向發(fā)射功率。功率智能調(diào)整算法讓BSC（基站控制器）參與到前向功控中來(lái)，作為各個(gè)BTS(基站)聯(lián)系的紐帶，來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)BTS的發(fā)射功率，避免功率不平衡現(xiàn)象的出現(xiàn)。
BSC以一定的周期，獲取各個(gè)BTS的前向發(fā)射功率和反向鏈路質(zhì)量信息，并判斷是否有功率不平衡的現(xiàn)象。如果出現(xiàn)了功率不平衡，BSC在綜合考慮各個(gè)BTS的反向鏈路質(zhì)量信息和前向發(fā)射功率效率的基礎(chǔ)上，給出統(tǒng)一的有利于提高功率效率的參考值，各個(gè)BTS都參考這個(gè)統(tǒng)一的值并進(jìn)行調(diào)整。這樣，各個(gè)BTS的前向發(fā)射功率就不再是獨(dú)立的，每隔一定周期就會(huì)做一次同步。調(diào)整周期的選擇，綜合考慮了Abis鏈路的負(fù)荷，CPU的占用率以及功率效率的最大化。
由于有了功率智能調(diào)整方案，規(guī)避了軟切換狀態(tài)下各個(gè)前向鏈路的功率不平衡，影響前向功率效率的一個(gè)重大障礙就被清除了。功率效率提升，也就提升了CDMA網(wǎng)絡(luò)容量。
4 “前向功率智能調(diào)整”算法已成功應(yīng)用于多個(gè)商用網(wǎng)絡(luò)
在也門(mén)商用網(wǎng)絡(luò)，對(duì)比前向功率智能調(diào)整方案啟動(dòng)前后，運(yùn)營(yíng)商獲得以下利益：
（1）每愛(ài)爾蘭話務(wù)量的功率效率提升45％（見(jiàn)圖1）
圖1 每愛(ài)爾蘭話務(wù)量的功率效率提升45%
可見(jiàn)，功率智能調(diào)整方案啟動(dòng)后，每愛(ài)爾蘭話務(wù)量的功率效率提升45％，不含軟切換話務(wù)量的功率效率提升41%。
（2）系統(tǒng)可承載話務(wù)量的能力提高21％（見(jiàn)圖2）
圖2 系統(tǒng)可承載話務(wù)量的能力提高21％
也門(mén)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)基本載波、兩個(gè)疊加載波。其中，兩個(gè)基本載波承載基本的話務(wù)。只有當(dāng)基本載波的話務(wù)量高于一定門(mén)限后，基站才通過(guò)一定的策略將話務(wù)引導(dǎo)到疊加載波。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在啟動(dòng)功率智能調(diào)整方案后，基本載波實(shí)際承載的話務(wù)量提升了21％（表明基本載波可承載容量提升了），而疊加載波實(shí)際承載的話務(wù)量下降了17％（疊加載波的話務(wù)流向基本載波，疊加載波可承載容量也加大了）。
如圖3所示，啟動(dòng)功率智能調(diào)整方案后，基本載波和疊加載波的話務(wù)量分布有了很大的變化。
圖3 基本載波和疊加載波Walsh話務(wù)量變化對(duì)比
由此可見(jiàn)，功率智能調(diào)整方案啟動(dòng)后，基本載波的功率消耗大幅降低，系統(tǒng)可承載話務(wù)量的能力大幅提高。總之，功率效率的提升，沒(méi)有犧牲網(wǎng)絡(luò)KPI和用戶(hù)通信質(zhì)量，但帶來(lái)的直接好處就是系統(tǒng)容量的提升。
目前，前向功率智能調(diào)整算法功能已成功服務(wù)于國(guó)內(nèi)外華為的多個(gè)cdma2000商用網(wǎng)絡(luò)。不僅在也門(mén)，其它商用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比數(shù)據(jù)也顯示了該功率智能調(diào)整算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能提升帶來(lái)的效果。中國(guó)廣西局點(diǎn)表明，提升功率效率在郊區(qū)約10％，城區(qū)20％；孟加拉局點(diǎn)，提升功率效率25％；尼日利亞局點(diǎn)，提升功率效率20％。功率效率的提升帶來(lái)CDMA通信系統(tǒng)容量的提升，在保證網(wǎng)絡(luò)KPI和用戶(hù)通信質(zhì)量的前提下使運(yùn)營(yíng)商的收益擴(kuò)大化。
