GPRS功率控制与GSM功率控制之比较
一．概述
GPRS是GSM的一种升级形式。GPRS是GSM的作为分组数据交换技
术的引入部分。gsm作为tdma的发展形式其功率控制的作用主要有:
1. 能以最低的信号功率满足信号的信噪比要求。保证用户的信号达到最低的
要求。
2. 避免用户间的干扰，特别是移动台间的互相干扰的远近效应部分。 3. 有效的提高了频谱利用率。 4. 减少移动台的功耗。 显然，作为分组数据交换技术的GPRS其抗干扰能力显然的优越于作为电路交换承载业务的GSM。尽管GPRS是建立在gsm的技术基础上的，其通信容量并未得到本质上的提高，但是在功率控制等技术上，仍可以通过改变技术细节来提高频谱利用率。因此，GPRS和GSM的功率控制技术存在较大的改变。下面就GSM和GPRS功率控制技术进行简单的介绍：
二．GSM的功率控制
在gsm中，对上行链路和下行链路都可分别使用功率控制，而且可对每
个处在专用模式下的移动台独立进行。在规范中，规定上行链路的移动台功率控制的范围为20~30db，根据移动台的功率级别（目前gsm900m手持机的功率大部分都属于class4，即最大发射功率为33db），每一步可改变2db。下行链路的功率控制范围由各不同的设备制造商不同而不同。虽然是否采取功率控制可以由运营商自行决定，但是所有的移动台或基站设备都必须支持这一功能。
在Bss管理两个方向上的功率控制，在专用模式下的Ms的传输功率是由
bss来决定的，它通过基站BTS对上行链路进行的接收电平和接受质量的测量并考虑移动台的最大传输功率来计算出移动台所需的传输功率，改变移动台功率的命令和改变时间提前量值的命令在每一个下行的SACCH信息块所带的第一层的报头(layer 1 header)传送给移动台。移动台将在上行的SACCH第一层报头设置上现在所使用的功率电平并随测试报告发送给基站。当前功率电平值是指上一个SACCH的测试周期的最后一个突发脉冲所使用的功率电平。在下行链路上，将由移动台来测量它对基站的接收电平，在由基站来决定它所需的传输功率来自行调节。
在移动台和基站的连接开始时，由BSC来选择移动台和基站的初始传输
功率。在初始分配时，移动台根据它在空闲模式是通过收听BCCH广播的系统消息所得到的(MSTXPWRMAXCCH)参数，来获得它在该小区的最大发射功率。因而移动台在通过随即接入信道RACH接入网络时，都是以BCCH上广播的所允许的最大发射功率来传送的。当移动台功率低于这一规定值时，将以其最大发射功率发射。系统规定移动台在专用心道上所发出的第一个消息的功率电平也是这个固定值，直到收到在SDCCH或TCH上SACCH消息块所携带的功率控制命令时，才开始受系统的控制。功率命令执行的过程,如图:
当移动台开始收到专用信道上SACCH报头中携带的功率控制消息后，将
使用该值进行传输。但一条功率控制消息并不立即使移动台转换到要求的电平，移动台将在下一个报告周期开始执行新的功率控制命令，移动台的功率最大变化速度是13帧（60ms）以2db来变化。
移动台将在每报告周期的结束时收到BTS的功率控制命令（TCH为104
帧，SDCCH为102帧）。在切换过程中，将采用目标小区所允许的最大的发射功率，将该消息在切换命令（HANDOVER COMMAND）中的MSTXPWRMAXCELL给出。在小区内部切换中（INTRA CELL HANDOVER）,当前的功率将被保持。
当前的发射功率将被存储下来，以便在下一个SACCH的上行报告中发送
给BTS。因而对于BTS来说功率控制的整个过程（从发出命令到得证实）需要3个测量报告的周期。
对于GSM900,GSM1800,GSM1900,MS最大发射功率的典型值如下表：
不同频段Ms最大发射功率的典型值 Class gsm900 gsm1800 gsm1900 1 1w(30dbm) 1w(30dbm) 2 8w(39dbm) 0.25w(24dbm) 0.25w(24dbm) 3 5w(37dbm) 4w(36dbm) 4w(36dbm) 4 2w(33dbm) 5 0.8w(29dbm) 对于GSM900来说,PHASE1MS的RF输出功率的调整可从最大值至13dbm，PHASE2MS的RF输出功率的调整可从最大值至5dbm步进值为2db。
对于GSM1800,GSM1900来说, RF输出功率的调整可从最大值至4dbm
（2.5Mw）步进值为2db。
下面就alcatel b6.2 的功率控制的具体算法一个极简单的介绍，可以让
读者对功率控制有一个大致的印象：
注意:1)激活信道预处理时，功控的平均窗口一般为相应切换的平均窗口的一半 2)功率控制的下门限应高于相应切换的门限 RxQual
0
Step-down ↓ (3) Factor-down & Step-down ↓ (2) Pow_Red_Step_Size U_RxQual_XX_P + Offset_RxQual_FH
Factor-up ↑ (1) Factor-down & 2dB-down ↓ (1) L_RxQual_XX_P + Offset_RxQual_FH
Factor-up & Step-up ↑ (2) Step-up ↑ (3) 7 -110
L_RxLev_XX_P U_RxLev_XX_P
-47
RxLev
提高发射功率的三种情况
接收电平差且接收质量尚可（包括接收质量好）
?当，(AV_RXLEV_XX_PC < L_RXLEV_XX_P) & (AV_RXQUAL_XX_PC <= L_RXQUAL_XX_P + OFFSET_RXQUAL_FH)
?则，STEPSIZE = POW_INC_FACTOR * ( TARGET_RXLEV_XX – AV_RXLEV_XX_PC )接收电平差且接收质量差
?当，( AV_RXLEV_XX_PC < L_RXLEV_XX_P) & (AV_RXQUAL_XX_PC > L_RXQUAL_XX_P + OFFSET_RXQUAL_FH)
?则， STEPSIZE = MAX ( POW_INC_FACTOR * ( TARGET_RXLEV_XX – AV_RXLEV_XX_PC ) , POW_INC_STEP_SIZE )接收电平尚可（包括接收电平好）且接收质量差
?当，(AV_RXLEV_XX_PC >= L_RXLEV_XX_P) & (AV_RXQUAL_XX_PC >
L_RXQUAL_XX_P + OFFSET_RXQUAL_FH)
?则，STEPSIZE = POW_INC_STEP_SIZE降低发射功率的三种情况 接收电平好且接收质量尚可（不包括接收质量好）
?当，(AV_RXLEV_XX_PC > U_RXLEV_XX_P) & ( U_RXQUAL_XX_P + OFFSET_RXQUAL_FH <= AV_RXQUAL_XX_PC <= L_RXQUAL_XX_P + OFFSET_RXQUAL_FH)
?则， STEPSIZE = MAX ( POW_RED_FACTOR * (AV_RXLEV_XX_PC - TARGET_RXLEV_XX ) , 2dB )接收电平好且接收质量好
?当，(AV_RXLEV_XX_PC > U_RXLEV_XX_P) & ( AV_RXQUAL_XX_PC < U_RXQUAL_XX_P + OFFSET_RXQUAL_FH)
?则，STEPSIZE = MAX ( POW_RED_FACTOR * (AV_RXLEV_XX_PC - TARGET_RXLEV_XX ) , POW_RED_STEP_SIZE )接收电平尚可（不包括接收电平好）且接收质量好
?当，( L_RXLEV_XX_P + POW_RED_STEP_SIZE <= AV_RXLEV_XX_PC <= U_RXLEV_XX_P) & (AV_RXQUAL_XX_PC <= U_RXQUAL_XX_P + OFFSET_RXQUAL_FH )
?则， STEPSIZE = POW_RED_STEP_SIZE功率控制的步长 必须是2dB的整数倍
?POWERUP = ROUNDUP (STEPSIZE , 2dB )
?POWERDOWN = ROUNDDOWN (STEPSIZE , 2dB ) 功率控制步长还将受到以下参数的影响 ?MAX_POW_INC，MAX_POW_RED 参数名称L_RXLEV_UL_PL_RXLEV_DL_PU_RXLEV_UL_PU_RXLEV_DL_PL_RXQUAL_UL_PL_RXQUAL_DL_PU_RXQUAL_UL_PU_RXQUAL_DL_POFFSET_RXQUAL_FHPOW_INC_FACTORPOW_RED_FACTORPOW_INC_STEP_SIZEPOW_RED_STEP_SIZEMAX_POW_INCMAX_POW_REDT_SDCCH_PC参考值-85dBm-80dBm-75dBm-70dBm2.92.91.01.00.50.80.56dB2dB8dB8dB5*2Samfr?MS/BS_TXPWR_MAX/MIN(_INNER) 三．GPRS的功率控制
下面就GPRS的功率控制原理和算法作一个简单的介绍:
GPRS在上行链路，移动台通过功率控制算法进行功率控制，该算法可以
通过一系列的参数使网络最优化。在开环和闭环的功率控制中，均可采取这种算法。
对于每个单独的上行链路，移动台的RF输出功率Pch为
式中，Γch是移动台和信道规定的功率控制参数，包含在移动台的RLC控制消息中。网络可在分组传送的任何时候，在下行链路PACCH向移动台发送新的Γch值。Γ0是与频带有关的常数，对于GSM400,GSM900和GSM850系统，其值为39dbm；对于DCS1800和PCS1900系统，由于衰减较大，则这一值较小，为36dbm。α为系统参数，在零到一内取值，是一个系统参数，它的缺省值在PBCCH中广播。在α＝1时，实行开环功率控制；C 下行的标准化移动台的接收电平；MS_TXPWR_ MAX_CCH 为移动台的最大输出功率。所有公式均采dbm为单位。
C值的计算公式： Cn=α*SSn+(1-α)*Cn-1
Cn为标准化移动台的接受电平，Cn-1为上一次接收电平SSn为组成的4个常规突发的接收信号的平均值，，
α值： 1/[min(n,max(5,T_AVG_W/TDRX))] TDRX为移动台的DRX周期T_AVG值： 空闲模式下为：2k/2/6 传递模式下为：
1/(6*T_AVG_T) on BCCH 1/(12*T_AVG_T) on PDCH
把计算出的Cn代入PCH计算公式即为移动台发送给某无线块时使用的功率。 当移动台接受到新的Γch值是根据公式更新输出功率PCH。尽管计算出的PCH的精度较高，但是按照规范，移动台输出功率要缩减到与值最近的标称值进行发射。发射功率必须是输出功率计算值的单调函数，当输出功率计算值发生2db的变化是相应的发射功率要改变2+-1.5db。在一个无线数据包内，4个突发要使用相同的输出功率。此外，在PRACH和RACH进行小区接入和在接收到PDCH分组传送的第一个功率控制参数之前，移动要按照PMAX规定的输出功率发射。
对于GPRS在下行链路由基站进行的功率控制，由于阿尔卡特基站至今尚
无此项功能，只能就其原理作一个介绍，不能深入探讨了，谨请原谅。