EGPRS 上行功控实验
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（ASB 南京网优组）
目 录
1 EGPRS 上行功控目的.......................................................................................................................................................... 2 2 EGPRS 上行功控原理.......................................................................................................................................................... 2 3 EGPRS 上行功控实验参数设置.......................................................................................................................................... 3 4 EGPRS 上行功控实验.......................................................................................................................................................... 4 4.1 实验区域 . .......................................................................................................................................................................4 4.2 实验步骤： . ...................................................................................................................................................................5 4.3 实验进度安排 . ...............................................................................................................................................................5 5 试验评估 . ............................................................................................................................................................................... 6 5.1 RMS 电平与质量对比 . ..................................................................................................................................................6 5.1.1 上下行平均电平对比情况 ...................................................................................................................................6 5.1.2 上下行平均质量对比情况 ...................................................................................................................................6 5.1.3 上下行质量5,6.7级别比例情况 ........................................................................................................................7 5.2 网络指标对比(GSM) . ...................................................................................................................................................7 5.2.1 SDCCH 掉话率 . ...................................................................................................................................................7 5.2.2 TCH 掉话率...........................................................................................................................................................8 5.2.3 TCH 分配失败率...................................................................................................................................................8 5.2.4 切换成功率 ...........................................................................................................................................................9 5.3 网络指标(GPRS)...........................................................................................................................................................9 5.3.1 下行TBF 建立成功率 ...........................................................................................................................................9 5.3.2 上行TBF 建立成功率 .........................................................................................................................................10 5.3.3 DL_RLC数据重传率(MCSx) ............................................................................................................................10 5.3.4 UL_RLC数据重传率(MCSx).............................................................................................................................11 5.4 CQT 对比.....................................................................................................................................................................11 5.4.1 CQT 下载:RLC层下行平均吞吐量(Kb/S) ......................................................................................................11 5.4.2 CQT 上传:RLC层上行平均吞吐量(Kb/S) ......................................................................................................12 6 GAMMA 与ALPHA 的最优组合选择............................................................................................................................. 12 7 试验结论 . ............................................................................................................................................................................. 12
1 EGPRS 上行功控目的
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通过EGPRS 上行动态功率控制，可以使EGPRS 手机在满足一定的接收电平前提下，以尽可能低的功率发射信号，有利于降低网内干扰水平，从而提升各个无线连接的信号质量，改善话务及数据业务的性能表现。
功率控制能保证每个用户的发射功率到达基站处保持最小，既能符合最低的通信要求，同时又避免对其他用户信号产生不必要的干扰。
2 EGPRS 上行功控原理
在EGPRS 中使用的MS 动态功率控制算法与GSM 中不同。EGPRS 动态功率控制算法采用的是开环功率控制，通过测量手机接收到的电平，计算路径损耗，对手机发射电平进行调整，使BTS 的接收电平达到预期值。在EGPRS 的动态功率控制中，不考虑信号质量。
动态功控参数GAMMA 和ALPHA ：
ALPHA ：该参数设定了在使用手机EGPRS 动态功率控制时，与路径损耗的对应关系中手机发射功率减少的等级。
GAMMA ：该参数设定了在使用手机EGPRS 动态功率控制时，BTS 端预期接收的信号强度。要使BTS 的实际接收信号强度提高，减少此参数的数值；要使BTS 的实际接收信号强度降低，增加此参数的数值。
在上行EGPRS 功控算法中，手机的发射功率由下式决定：
其中，P MAX 是手机的最大发射功率，C 是经补偿和平均后的下行信号接收电平，GAMMA0是常数，对于GSM900为39，对于GSM1800为36。
ALPHA 的设定决定了动态功率控制的效果，ALPHA 的单位为0.1（取值范围0-10），GAMMA 步长2DB ，取值范围（0-31），即0-62。
在上行功控范围内，基站发射功率为P_BTS，手机发射功率为P_MS，基站上行接收电平值为SS_DES。
PATHLOSE = P_MS－SS_DES = P_BTS － C 即C = P_BTS －P_MS ＋ SS_DES
代入手机发射功率的计算公式
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P_MS = GAMMA0 －GAMMA －ALPHA(P_BTS －P_MS ＋ SS_DES ＋ 48) 整理后得到以下计算基站上行接收电平的公式：
SS_DES = (GAMMA0 －GAMMA)/ALPHA －(1 －ALPHA)P_MS/ALPHA －(P_BTS ＋ 48)
由于P_MS
SS_DES = (GAMMA0 －GAMMA)/ALPHA －(1 －ALPHA)MSTXPWR/ALPHA －(BSPWRB ＋ 48)
以上公式意义还在于量化了上行功控范围内期望基站接受到电平与GAMMA 设置的关系
GAMMA = GAMMA0－(1－ALPHA)MSTXPWR －ALPHA(BSPWRB＋SS_DES ＋48)
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3 EGPRS 上行功控实验参数设置
通过测试软件数据回放，我们可以看到，当下行电平在－80时，数据业务占用编码以及重传误块现象就会有较明显的上升，吞吐量也会逐步降低。考虑5DB 冗余量，我们认为这个值应该设置为－75。
而对于基站上行接收电平值为SS_DES，一般会比下行电平小10DB ，即在这里取－85，同样考虑5DB 冗余量，我们认为这个值应该设置为－80。
即当上行电平－80时，手机可以按照上行功控参数进行上行功率控制。
考虑实际中会存在一些冗余量，我们定义－80和33为对应关系1，另外再定义－75和33为对应关系2，－70和33为对应关系3。期望能在这3组假设的对应关系前提下，分别寻找ALPHA 和GAMMA 的3组对应参数设置值，通过一系列实验评估方式来验证，得到现场优化经验值。
把假设条件代入上述公式，另外考虑PS 业务以占用GSM900为主，即GAMMA0取定值39，另外P_BTS也取定值43，通过公式计算，得到以下实验值：
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4 EGPRS 上行功控实验
4.1 实验区域
选择下图蓝色区域为实验区域，BSC 为NJ-G3-BSC45-1。
4.2 实验步骤：
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1. 参数修改：以天为单位进行以上参数修改，共需10天完成。
2. 测试相关：当前状态GAMMA 和ALPHA 均为0的情况下，选择2个室内蜂窝和室外宏站，做EGPRS CQT 测试，每个点做2M 文件下载3次，记录下载速率。然后按照9组实验值，再次分别对以上的4个点进行每个点2M 文件下载3次。
3. 指标相关：分别取全天的BSC 级别的GSM 和GPRS 主要指标，进行对比分析。GSM 指标包括常规的掉话率、TCH 分配成功率、SD 分配成功率、切换成功率、RMS 报告，GPRS 指标包括UL/DL TBF 建立成功率、UL/DL TBF 正常释放率、重传率、PDCH 分配成功率、PDCH 平均复用度等。
4. 实验结束，参数恢复为GAMMA 为0和ALPHA 为0的状态。
4.3 实验进度安排
5 试验评估
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5.1 RMS 电平与质量对比
5.1.1
上下行平均电平对比情况
数据业务上行功控开启与关闭前后,GSM 的上下行平均电平基本没有变化 5.1.2
上下行平均质量对比情况
数据业务上行功控开启时, 除了参数设置序号4的上行质量恶化外, 其它参数设置序号的上行平均质量均有一定提升, 其中参数设置序号5的提升效果最为明显, 而参数设置序号5下行质量有所恶化, 其它参数设置序号的下行质量基本没有变化.
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数据业务上行功控开启时, 除了参数设置序号7的上行质量恶化外, 其它参数设置序号的上行平均质量均有一定提升, 其中参数设置序号3的提升效果最为明显, 而下行质量基本没有变化.
5.2 网络指标对比(GSM)
改善
5.2.1
SDCCH 掉话率
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号2,4的SDCCH 掉话率比关闭上行功控时有改善.
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改善
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号2,4的TCH 掉话率比关闭上行功控时有改善. 5.2.3
TCH 分配失败率
开启数据业务上行功控时, 除了参数设置序号9, 其它参数设置序号的TCH 掉话率均比关闭上行功控时有改善.
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开启数据业务上行功控时, 参数设置序号3,4,5,6,9的切换成功率比关闭上行功控时有改善.
5.3 网络指标(GPRS)
5.3.1
下行TBF 建立成功率
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号6,7,9的下行TBF 建立成功率比关闭上行功控时恶化, 其它参数设置序号该指标基本没有变化.
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开启数据业务上行功控时, 参数设置序号6,7,9的上行TBF 建立成功率比关闭上行功控时恶化, 其它参数设置序号该指标基本没有变化. 5.3.3
DL_RLC数据重传率(MCSx)
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号2,3,4,5,6的下行RLC 重传率(MCSx)有改善,(参数设置序号9由于为星期六, 可不做考虑)
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开启数据业务上行功控时, 参数设置序号3,4的上行RLC 重传率(MCSx)略有恶化.( 参数设置序号9由于为星期六, 可不做考虑)
5.4 CQT 对比
5.4.1
CQT 下载:RLC层下行平均吞吐量(Kb/S)
开启数据业务上行功控时, 除了参数设置序号5的RLC 下行平均吞吐量略有下降外其它参数设置序号该项指标与关闭上行功控时基本没有变化
网络优化技术报告 第 11 页 共 13 页
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RLC 层上行平均吞吐量基本没有变化
6 GAMMA 与ALPHA 的最优组合选择
通过对10种组合的10个指标综合排名看, 组合3为最佳组合(分数越低, 平均每项排名越靠前)
7 试验结论
对语音业务的影响
网络优化技术报告 第 12 页 共 13 页
数据业务上行功控开启后, 大部分参数组合设置下的上行平均质量, 上行质量5,6,7级比例
w r i t t e n a u t h o r i z a t i o n f r o m A l c a t e l .
均比功控开启前有一定的改善, 同时下行质量基本没有变化. 这说明数据业务功控的开启可降低对语音业务的干扰, 提高语音业务的上行质量.
从数据业务上行功控开启前后的语音业务网络指标看, 大部分参数组合设置下的TCH 掉
话率,TCH 分配失败率, 切换成功率指标都有一定的改善 ● 对数据业务的影响
c o m m u n i c a t i o n o f i t s c o n t e n t s
P a s s i n g o n a n d c o p y i n g o f t h i s
. d t u e d o v a n r e t h i e s s u w e , r t s n e d t t h e t i g m i r u r m l c l e A o d p o t n ●
从数据业务上行功控开启前后的数据业务网络指标看, 基本没有变化, 说明该功能的开启对
数据业务没有负面影响
从数据业务上行功控开启前后,CQT 的上传, 下载速率基本没有变化
综合各项指标情况看, 3号组合, 即GAMMA=7,ALPHA为3的组合为最优设置. 文件结束
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EGPRS 上行功控实验
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1 EGPRS 上行功控目的
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通过EGPRS 上行动态功率控制，可以使EGPRS 手机在满足一定的接收电平前提下，以尽可能低的功率发射信号，有利于降低网内干扰水平，从而提升各个无线连接的信号质量，改善话务及数据业务的性能表现。
功率控制能保证每个用户的发射功率到达基站处保持最小，既能符合最低的通信要求，同时又避免对其他用户信号产生不必要的干扰。
2 EGPRS 上行功控原理
在EGPRS 中使用的MS 动态功率控制算法与GSM 中不同。EGPRS 动态功率控制算法采用的是开环功率控制，通过测量手机接收到的电平，计算路径损耗，对手机发射电平进行调整，使BTS 的接收电平达到预期值。在EGPRS 的动态功率控制中，不考虑信号质量。
动态功控参数GAMMA 和ALPHA ：
ALPHA ：该参数设定了在使用手机EGPRS 动态功率控制时，与路径损耗的对应关系中手机发射功率减少的等级。
GAMMA ：该参数设定了在使用手机EGPRS 动态功率控制时，BTS 端预期接收的信号强度。要使BTS 的实际接收信号强度提高，减少此参数的数值；要使BTS 的实际接收信号强度降低，增加此参数的数值。
在上行EGPRS 功控算法中，手机的发射功率由下式决定：
其中，P MAX 是手机的最大发射功率，C 是经补偿和平均后的下行信号接收电平，GAMMA0是常数，对于GSM900为39，对于GSM1800为36。
ALPHA 的设定决定了动态功率控制的效果，ALPHA 的单位为0.1（取值范围0-10），GAMMA 步长2DB ，取值范围（0-31），即0-62。
在上行功控范围内，基站发射功率为P_BTS，手机发射功率为P_MS，基站上行接收电平值为SS_DES。
PATHLOSE = P_MS－SS_DES = P_BTS － C 即C = P_BTS －P_MS ＋ SS_DES
代入手机发射功率的计算公式
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P_MS = GAMMA0 －GAMMA －ALPHA(P_BTS －P_MS ＋ SS_DES ＋ 48) 整理后得到以下计算基站上行接收电平的公式：
SS_DES = (GAMMA0 －GAMMA)/ALPHA －(1 －ALPHA)P_MS/ALPHA －(P_BTS ＋ 48)
由于P_MS
SS_DES = (GAMMA0 －GAMMA)/ALPHA －(1 －ALPHA)MSTXPWR/ALPHA －(BSPWRB ＋ 48)
以上公式意义还在于量化了上行功控范围内期望基站接受到电平与GAMMA 设置的关系
GAMMA = GAMMA0－(1－ALPHA)MSTXPWR －ALPHA(BSPWRB＋SS_DES ＋48)
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3 EGPRS 上行功控实验参数设置
通过测试软件数据回放，我们可以看到，当下行电平在－80时，数据业务占用编码以及重传误块现象就会有较明显的上升，吞吐量也会逐步降低。考虑5DB 冗余量，我们认为这个值应该设置为－75。
而对于基站上行接收电平值为SS_DES，一般会比下行电平小10DB ，即在这里取－85，同样考虑5DB 冗余量，我们认为这个值应该设置为－80。
即当上行电平－80时，手机可以按照上行功控参数进行上行功率控制。
考虑实际中会存在一些冗余量，我们定义－80和33为对应关系1，另外再定义－75和33为对应关系2，－70和33为对应关系3。期望能在这3组假设的对应关系前提下，分别寻找ALPHA 和GAMMA 的3组对应参数设置值，通过一系列实验评估方式来验证，得到现场优化经验值。
把假设条件代入上述公式，另外考虑PS 业务以占用GSM900为主，即GAMMA0取定值39，另外P_BTS也取定值43，通过公式计算，得到以下实验值：
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4.1 实验区域
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4.2 实验步骤：
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1. 参数修改：以天为单位进行以上参数修改，共需10天完成。
2. 测试相关：当前状态GAMMA 和ALPHA 均为0的情况下，选择2个室内蜂窝和室外宏站，做EGPRS CQT 测试，每个点做2M 文件下载3次，记录下载速率。然后按照9组实验值，再次分别对以上的4个点进行每个点2M 文件下载3次。
3. 指标相关：分别取全天的BSC 级别的GSM 和GPRS 主要指标，进行对比分析。GSM 指标包括常规的掉话率、TCH 分配成功率、SD 分配成功率、切换成功率、RMS 报告，GPRS 指标包括UL/DL TBF 建立成功率、UL/DL TBF 正常释放率、重传率、PDCH 分配成功率、PDCH 平均复用度等。
4. 实验结束，参数恢复为GAMMA 为0和ALPHA 为0的状态。
4.3 实验进度安排
5 试验评估
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5.1 RMS 电平与质量对比
5.1.1
上下行平均电平对比情况
数据业务上行功控开启与关闭前后,GSM 的上下行平均电平基本没有变化 5.1.2
上下行平均质量对比情况
数据业务上行功控开启时, 除了参数设置序号4的上行质量恶化外, 其它参数设置序号的上行平均质量均有一定提升, 其中参数设置序号5的提升效果最为明显, 而参数设置序号5下行质量有所恶化, 其它参数设置序号的下行质量基本没有变化.
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数据业务上行功控开启时, 除了参数设置序号7的上行质量恶化外, 其它参数设置序号的上行平均质量均有一定提升, 其中参数设置序号3的提升效果最为明显, 而下行质量基本没有变化.
5.2 网络指标对比(GSM)
改善
5.2.1
SDCCH 掉话率
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号2,4的SDCCH 掉话率比关闭上行功控时有改善.
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改善
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号2,4的TCH 掉话率比关闭上行功控时有改善. 5.2.3
TCH 分配失败率
开启数据业务上行功控时, 除了参数设置序号9, 其它参数设置序号的TCH 掉话率均比关闭上行功控时有改善.
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开启数据业务上行功控时, 参数设置序号3,4,5,6,9的切换成功率比关闭上行功控时有改善.
5.3 网络指标(GPRS)
5.3.1
下行TBF 建立成功率
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号6,7,9的下行TBF 建立成功率比关闭上行功控时恶化, 其它参数设置序号该指标基本没有变化.
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开启数据业务上行功控时, 参数设置序号6,7,9的上行TBF 建立成功率比关闭上行功控时恶化, 其它参数设置序号该指标基本没有变化. 5.3.3
DL_RLC数据重传率(MCSx)
开启数据业务上行功控时, 参数设置序号2,3,4,5,6的下行RLC 重传率(MCSx)有改善,(参数设置序号9由于为星期六, 可不做考虑)
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开启数据业务上行功控时, 参数设置序号3,4的上行RLC 重传率(MCSx)略有恶化.( 参数设置序号9由于为星期六, 可不做考虑)
5.4 CQT 对比
5.4.1
CQT 下载:RLC层下行平均吞吐量(Kb/S)
开启数据业务上行功控时, 除了参数设置序号5的RLC 下行平均吞吐量略有下降外其它参数设置序号该项指标与关闭上行功控时基本没有变化
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RLC 层上行平均吞吐量基本没有变化
6 GAMMA 与ALPHA 的最优组合选择
通过对10种组合的10个指标综合排名看, 组合3为最佳组合(分数越低, 平均每项排名越靠前)
7 试验结论
对语音业务的影响
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数据业务上行功控开启后, 大部分参数组合设置下的上行平均质量, 上行质量5,6,7级比例
w r i t t e n a u t h o r i z a t i o n f r o m A l c a t e l .
均比功控开启前有一定的改善, 同时下行质量基本没有变化. 这说明数据业务功控的开启可降低对语音业务的干扰, 提高语音业务的上行质量.
从数据业务上行功控开启前后的语音业务网络指标看, 大部分参数组合设置下的TCH 掉
话率,TCH 分配失败率, 切换成功率指标都有一定的改善 ● 对数据业务的影响
c o m m u n i c a t i o n o f i t s c o n t e n t s
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. d t u e d o v a n r e t h i e s s u w e , r t s n e d t t h e t i g m i r u r m l c l e A o d p o t n ●
从数据业务上行功控开启前后的数据业务网络指标看, 基本没有变化, 说明该功能的开启对
数据业务没有负面影响
从数据业务上行功控开启前后,CQT 的上传, 下载速率基本没有变化
综合各项指标情况看, 3号组合, 即GAMMA=7,ALPHA为3的组合为最优设置. 文件结束
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