最新功率技术可提高CDMA网络20%的容量

1  引言

本文介绍了一种业界领先的技术，运营商采用该技术，在保证网络KPI和用户通信质量的前提下可显著提高前向功率的利用效率(提高20％以上)，从而提高CDMA网络的前向容量，降低运营商的投资成本。

对现代移动通信网络而言，大容量、高质量、低成本相互关联。运营商面临着低成本的竞争，极力要求新网络建设及容量升级的额外开支降到最低，又要在保证服务质量的同时，吸纳更多的用户。CDMA 1x前、反向业务的不对称性，使得前向容量受影响程度最大。如何减少每爱尔兰的前向功率，如何在保证网络KPI和用户通信质量的前提下提升运营商的网络容量，减少建立基站的数量，降低成本，是运营商非常关心的问题。

2  功率不平衡影响功率效率，导致系统容量下降

提高CDMA通信系统容量的基本方法是功率控制处理，即控制发射单元的输出功率，使得接收单元接收到足够的信号强度并保证良好的接收质量，同时把干扰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"指标来衡量。就cdma2000系统的前向而言，功率效率体现为平均每Walsh爱尔兰话务量的功率消耗。

在载频额定发射功率一定的情况下，功率效率越高，即平均每爱尔兰话务量的功率消耗越小，系统能够容纳的用户必然就越多。所以，提高cdma2000系统前向容量的重要手段之一，就是提高功率效率。

cdma2000系统引入了前向快速功控，当呼叫处于软切换状态时，每个基站独立调整各自分支上的前向业务信道功率。但由于不同分支上的反向链路上误码相互独立，导致不同基站解调出的手机的前向快速功控比特可能会有差别，从而导致不同基站的前向业务/导频信道的功率比例不同。这种现象，我们称之为功率不平衡。

在软切换过程中，手机以最大比合并的方式对来自不同基站的前向信号进行合并。最大比合并方式的特点是：手机检测来自不同扇区相关导频信道的能量，并根据导频信道的能量加权对应的业务信道信号，从而合并不同扇区的业务信道信号。在合并过程中，如果功率不平衡，即不同BTS的前向业务信道功率和导频信道的功率比率（At/Ap）失调，就会影响移动台接收时的最大合并比实现，使得移动台接收性能下降，要求提升前向功率，造成了功率的浪费，导致前向功率效率下降，系统容量下降。

特别是在软切换状态下，移动台的反向功控通常以好的一个链路为基准，从而导致移动台的信号不能为反向链路差的基站正确解调。当基站长时间不能解调转入失锁状态后，为保证连接，就以最大功率发射，严重浪费了前向功率，导致前向功率效率急剧下降，从而系统容量也明显下降。

3  "前向功率智能调整"算法成功解决功率不平衡问题

华为"前向功率智能调整"算法目前已成功地解决了功率不平衡导致功率效率下降的难题，可使网络容量提升20%以上。

软切换状态下，出现功率不平衡的一个直接原因就是各个基站之间相互不能通信，独立调整各个链路的前向发射功率。功率智能调整算法让BSC（基站控制器）参与到前向功控中来，作为各个BTS(基站)联系的纽带，来协调各个BTS的发射功率，避免功率不平衡现象的出现。

BSC以一定的周期，获取各个BTS的前向发射功率和反向链路质量信息，并判断是否有功率不平衡的现象。如果出现了功率不平衡，BSC在综合考虑各个BTS的反向链路质量信息和前向发射功率效率的基础上，给出统一的有利于提高功率效率的参考值，各个BTS都参考这个统一的值并进行调整。这样，各个BTS的前向发射功率就不再是独立的，每隔一定周期就会做一次同步。调整周期的选择，综合考虑了Abis链路的负荷，CPU的占用率以及功率效率的最大化。

由于有了功率智能调整方案，规避了软切换状态下各个前向链路的功率不平衡，影响前向功率效率的一个重大障碍就被清除了。功率效率提升，也就提升了CDMA网络容量。

4  "前向功率智能调整"算法已成功应用于多个商用网络

在也门商用网络，对比前向功率智能调整方案启动前后，运营商获得以下利益：

（1）每爱尔兰话务量的功率效率提升45％（见图1）

图1  每爱尔兰话务量的功率效率提升45%

可见，功率智能调整方案启动后，每爱尔兰话务量的功率效率提升45％，不含软切换话务量的功率效率提升41%。

（2）系统可承载话务量的能力提高21％（见图2）

图2  系统可承载话务量的能力提高21％

也门网络有两个基本载波、两个叠加载波。其中，两个基本载波承载基本的话务。只有当基本载波的话务量高于一定门限后，基站才通过一定的策略将话务引导到叠加载波。测试发现，在启动功率智能调整方案后，基本载波实际承载的话务量提升了21％（表明基本载波可承载容量提升了），而叠加载波实际承载的话务量下降了17％（叠加载波的话务流向基本载波，叠加载波可承载容量也加大了）。

如图3所示，启动功率智能调整方案后，基本载波和叠加载波的话务量分布有了很大的变化。

图3  基本载波和叠加载波Walsh话务量变化对比

由此可见，功率智能调整方案启动后，基本载波的功率消耗大幅降低，系统可承载话务量的能力大幅提高。总之，功率效率的提升，没有牺牲网络KPI和用户通信质量，但带来的直接好处就是系统容量的提升。

目前，前向功率智能调整算法功能已成功服务于国内外华为的多个cdma2000商用网络。不仅在也门，其它商用网络的对比数据也显示了该功率智能调整算法对网络性能提升带来的效果。中国广西局点表明，提升功率效率在郊区约10％，城区20％；孟加拉局点，提升功率效率25％；尼日利亚局点，提升功率效率20％。功率效率的提升带来CDMA通信系统容量的提升，在保证网络KPI和用户通信质量的前提下使运营商的收益扩大化。