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功率过载分析和优化
1 前言
功率过载是CDMA网络优化中常见的问题，功率过载和很多因素有关，如:用户数、业务类型、用户分布等。本文主要针对 V820P01 OMC和CBTS I2机型为例，分析与最大过载功率有关的无线参数，对此部分参数给出优化建议，给出IP系统下如何进行功率过载分析和优化建议。
2 前向功率分配计算
2.1 载频设计功率（CELL_PWR）
载频设计功率（CELL_PWR）是ZTE的CDMA2OOO系统中后台可供优化设置一个无线参数。它不表示小区的实际功率，其作用是用来做定标使用的，即用来计算导频信道，同步信道，寻呼信道以及业务信道功率的一个参数。为了同小区实际功率加以区分，小区功率也可称为定标功率。

图 21载频设计功率（CELL_PWR）
2.2 小区实际发射功率
1. 小区实际发射功率指的是某时刻该小区的实际发射功率：是导频信道、同步信道、寻呼信道、扇区下所有基本业务信道、补充信道的功率总和。
2. 由于业务信道功率、补充信道要受前向功率控制的影响，以及用户数的不断变化，切换加去等，小区功率在有用户存在时是不断变化的；在没有用户存在时导频、同步、寻呼信道是一直存在的，因此没有用户时的小区实际发射功率是导频信道、同步信道和寻呼信道的功率之和。
3. 小区实际发射功率与载频设计功率（CELL_PWR）的区别在于：载频设计功率（CELL_PWR）是用来定标的，即用来计算控制信道，业务信道功率的一个无线参数。小区实际发射功率表示的是小区的实际发射功率。
2.3 导频信道功率的计算
1.先根据导频信道增益pilotch_gain计算出导频信道功率占小区功率的百分比。
导频信道功率占小区功率百分比=10(pilotch_gain-255)/40
2. 计算导频信道功率
导频信道功率＝导频信道占小区功率百分比×载频设计功率（CELL_PWR）
说明：在本文档中提及的RF优化都是针对CDMA20001X而言。95系统的控制信道功率，业务信道的功率与20001X是不同的，这里不再做补充。
ZTE的CDMA2000系统中， 导频信道增益默认值设置为225。

图 22 导频信道增益pilotch_gain
2.4 同步信道功率的计算
同步信道功率的计算与导频信道功率一样。只是同步信道的寻呼的增益设置与导频信道的信道增益设置不同而已。
1.先根据同步信道增益syncch_gain计算出同步信道功率占小区功率的百分比。
同步信道功率占小区功率百分比=10(syncch_gain-255)/40
2. 计算同步信道功率
同步信道功率＝同步信道占小区功率百分比×载频设计功率（CELL_PWR）
ZTE的CDMA20000系统中，同步信道增益默认值设置为185。

图 23同步信道增益syncch_gain
2.5 寻呼信道功率的计算
寻呼信道功率的计算与导频信道功率一样。只是寻呼信道的寻呼的增益设置与导频信道的信道增益设置不同而已。
1.先根据寻呼信道增益pagech_gain计算出寻呼信道功率占小区功率的百分比。
寻呼信道功率占小区功率百分比=10(pagech_gain-255)/40
2. 计算寻呼信道功率
寻呼信道功率＝寻呼信道占小区功率百分比×载频设计功率（CELL_PWR）
ZTE的CDMA2000系统中，寻呼信道增益默认值设置为219。

图 24寻呼信道增益pagech_gain
3 前向功率过载控制机制
由于ALL IP射频系统能够同时支持多个频点，因此可能出现同一射频单元下的每个载扇都不过载，但各载扇的总功率却超过射频单元额定功率的可能，因此ALL IP增加了针对射频单元的过载控制。
3.1 最大过载功率MaxOverloadPwr的计算
控制信道和业务信道被允许达到的最大功率之和即为最大过载功率，在最大过载功率低于PA额定功率时，为了能容纳更多的用户，我们可以考虑通过提升业务信道最大总功率来减少过载。业务信道最大总功率=最大过载功率-控制信道功率。
载频最大过载功率MaxOverloadPwr的计算，取的是额定功率和计算过载功率的最小值，无法对此参数直接进行修改，需要调整其他参数间接调整此参数值。具体公式如下：
MaxOverloadPwr=MIN (Rating_power, Cell_power*10/PilotOverload)
从公式看，要增加最大过载功率有3种方法：
l 增加Cell_power
l 增加Pilot_Gain
l 减小PilotOverload
这三种方法都可以增加MaxOverloadpwr，但是对系统的影响却不一样：
l 增加Cell_power会影响载频设计功率，结果会导致覆盖发生变化。
l 仅增加Pilot_Gain会导致各控制信道之间的比例失调，如果同步调整其它控制信道的增益来保持比例，又会面临覆盖的变化和前向功率容量的浪费。
l 减小PilotOverload是推荐的做法，通过调整PilotOverload可以在额定功率范围内得到需要优化的最大过载功率值。

图 31最大过载功率MaxOverloadPwr
最大过载功率MaxOverloadPwr的计算举例
假设某扇区的导频信道增益设置为225，载频设计功率（CELL_PWR）设置为25W，额定功率值为40W，导频占最大过载功率的百分比为150,如何计算该扇区的最大过载功率。
导频占最大过载功率的百分比参数设为150，表示15%.
1.先计算导频信道的功率,计算结果25*10(225-255)/40=4.45W
2.计算导频功率所占百分比功率＝4.45/0.15＝29.64W
3、最大过载功率MaxOverloadPwr=min(29.64W,40W)=29.64W

3.2 载频级别的过载控制
注：下图的百分比数值是默认设置的值，百分比指的是MaxOverloadPwr功率的百分比。

图 32 载频过载控制图

图 33 后台过载控制相关参数
注：P是载频的前向发射功率。
功率P
过载控制操作
P<P_SETUP
不作任何操作；
P_SETUP≤P<T_SETUP
阻塞F-SCH 建立请求；
T_SETUP≤P<T_HO
若有F-SCH，释放F-SCH；阻塞所有新呼叫，包括起呼、寻呼以及F-SCH 建立请求；
T_HO≤P<T_PWRUP
若有F-SCH，释放F-SCH；阻塞所有新呼叫以及切换请求；
T_PWRUP≤P
若有F-SCH，释放F-SCH；阻塞所有新呼叫以及切换请求，拒绝所有业务信道的提高增益请求；

对于功率过载不是非常严重的载扇，通过调整是比较好的优化功率过载的选择。在客户对数据业务要求不高的情况下，可以适当减小P_SETUP，增加T_SETUP，从而减少为SCH分配的功率，提高为Voice call的功率余量。
3.3 RFS级别的过载控制
RFS级别的过载控制是ALL IP系统所特有的，由于RFS的功率资源是共享的，所以存在一种可能，就是本载频的功率并没有过载，但是由于其它载频使用了过多的功率，从而导致了PA过载，为了保护PA，引入了RFS级别的过载机制。
注：下图的百分比数值是默认设置的值，百分比指的是RFS 额定功率（Rating Power）功率的百分比。额定功率由功放的类型决定。

注：下表的P是PA的前向发射功率。
功率P
过载控制操作
P<T_SETUP_RF
不做任何操作
T_SETUP_RF≤P<T_HO_RF
若有F-SCH，释放F-SCH；阻塞所有新呼叫，包括起呼、寻呼以及F-SCH 建立请求；
T_HO_RF≤P<T_PWRUP_RF
若有F-SCH，释放F-SCH；阻塞所有新呼叫以及切换请求；
T_PWRUP_RF≤P<T_PWRQUICKDOWN1
拒绝所有业务信道的提高增益请求，信道增益上限下降OL_MAXGAIN_DOWN
T_PWRQUICKDOWN1≤P<T_PWRQUICKDOWN2
信道增益上限下降OL_MAXGAIN_DOWN1
T_PWRQUICKDOWN2≤P
信道增益上限下降OL_MAXGAIN_DOWN2

从上表可以看到，RFS的过载控制机制引入了两个新的门限T_PWRQUICKDOWN1，和T_PWRQUICKDOWN2，这是因为目前我们功率过载控制周期默认是1秒，这1秒对功率控制而言还是慢了，在这1秒内PA的功率可能会超过100%，这两个参数是为了保护PA的寿命而引入的。

图 34 RFS级的PA过载控制
4 功率过载的优化
4.1 工程优化
因覆盖距离较大，因为用户过多分布在过载扇区覆盖范围内，通过增加载扇、小区分裂，下压天线下倾角，减少优化扇区内用户，使用户分布到邻近未出现功率过载的小区去，通过这些工程方法进行功率过载优化，是最直接有效的方法。
4.2 参数优化
下面是功率过载一般处理流程图。对于RFS的过载，可以先优化RFS过载控制门限。对于载频的过载，可以先优化最大过载功率，优化最大过载功率的方法可以参考载频最大过载功率MaxOverloadPwr。

图 41 功率过载的一般处理流程
除了以上的一般优化方法外，还可以根据实际情况考虑以下优化方法：
1. 载频设计功率（CELL_PWR）
降低覆盖是控制功率过载，具体做法是降低载频设计功率（CELL_PWR），修改此参数时应考虑用户分布，如若用户大部分分布距基站距离较近，降低载频设计功率（CELL_PWR）不会对功率过载带来改善，反而是功率过载更加严重；增加载频设计功率（CELL_PWR）可以增加最大过载功率MaxOverloadPwr，同样也应该考虑用户分布，以及切换区域交叠等，如若增加此功率，导致此扇区下用户数更多或者此基站与相邻基站软切换区域加大，功率过载得不到改善。因此修改此参数需要综合考虑用户分布，与周围站点距离等因素。

图 42降低载频设计功率（CELL_PWR）
2. 增加 导频信道增益Pilotch_gain
增加导频信道增益Pilotch_gain会导致各控制信道之间的比例失调，需要同步调整其它控制信道的增益来保持比例，修改此参数可以改变基站扇区覆盖，与增加增加载频设计功率（CELL_PWR）面临同样问题，需要综合考虑用户分布，基站距离等因素，另外增加导频信道增益Pilotch_gain同时带来的影响是更多的功率浪费在控制信道开销上。

图 43导频信道增益Pilotch_gain
3. 减小 导频占最大功率百分比例PilotOverload
减小PilotOverload是推荐的做法，提升最大过载功率/业务信道可用功率最直接有效的方法，但是强烈建议该值不能低于120。因为该参数的另一个作用是控制Ec/Io不至于太差。

图 44导频占最大功率百分比例PilotOverload
4. 负荷分担
通过调整Pilotch_Gain, 载频设计功率（CELL_PWR） ,RF优化等手段降低过载扇区的覆盖，使用户分布到其他没有过载的扇区中去。但是这种情况只能在切换区域内用户较多的情况下有效，且调整Pilot_Gain和Carrier power需要综合考虑。
5. 降低切换
降低切换可以从两方面考虑，一个是升高切换的门限，一个将默认的4方软切换改为3方软切换。需要注意的是，这也可能会引起掉话率的升高和话音质量问题。

图 45支持的软切换数目
6. 升高业务信道目标误帧率FPC_FCH_FER_VOICE
前向功率控制的终点就是FFER目标值，该值在OMC可议设置，会通过ECAM消息发给MS去执行。每个用户的业务信道功率控制的目标就是要尽可能满足我们所设定的目标FFER。目标FFER的默认值是2，单位0.5%，即默认目标FFER为1%。用户在同样的环境下，满足2%的FFER所需要的前向功率是要小于1%的FFER的，所以可以考虑把该值优化到4，即目标FFER为2%。这样对于全网用户来说，每个用户都可以节省一些前向功率。能够很好的降低功率过载问题，可以说是最快速最有效的降低功率过载的优化手段。

图 46 目标误帧率FPC_FCH_FER_VOICE
7. 降低外环功控的Eb/Nt Setpoint值
相关的参数包括3个（数据语音分别3个）：
FPC_FCH_MIN_SETPT_VOICE/DATA
FPC_FCH_MAX_SETPT_VOICE/DATA
FPC_FCH_INIT_SETPT_VOICE/DATA
FPC_FCH_MIN_SETPT_VOICE/DATA如果设置过低，在前向外环达到或接近下限时，无线环境突然恶化，前向发射功率可能无法及时升高，导致掉话。
FPC_FCH_MAX_SETPT_VOICE/DATA如果设置过低，前向发射功率可能无法满足要求，降低性能，严重时会导致掉话。
FPC_FCH_INIT_SETPT_VOICE/DATA如果设置过低，在F-FCH建立初期前向发射功率可能无法满足要求，严重时会导致掉话。

图 47外环功控的Eb/Nt Setpoint
8. 降低信道增益上限
业务信道增益门限由NOMINAL_PWR和DELTA_PWR决定，细分为1条腿，2条腿和2条腿以上，计算公式为：
MIN_PWR = NOMINAL_PWR － DELTA_PWR/2；
MAX_PWR = NOMINAL_PWR ＋ DELTA_PWR/2
通过NOMINAL_PWR和DELTA_PWR的组合修改，可以保持信道增益下限不变，降低信道增益上限。信道增益上限的调低可能会导致掉话率升高。

图 48信道增益

5 结论
综上所述，前向功率与很多参数有关。功率过载优化主要针对功控参数进行优化，但是其中很多参数互相关联，相互制约，针对功控参数进行调整有得有失，具体调整需结合用户分布，站点距离，站点覆盖范围等因素考虑，最终找到取舍平衡点。