現(xiàn)在不少地方常有ＧＳＭ用戶申告打電話難，或存在較嚴重的干擾、掉話等現(xiàn)象，使系統(tǒng)接通率、掉話率等指標受到嚴重影響，通信質(zhì)量無法令人滿意。造成這種情況的罪魁禍首很可能就是ＧＳＭ系統(tǒng)上下行功率不平衡。一個優(yōu)良的系統(tǒng)應(yīng)在建網(wǎng)時就考慮使上下行信號達到平衡，并利用功率控制減小干擾，以獲得良好的通信質(zhì)量，取得更好的社會效益和經(jīng)濟效益。 1　無線鏈路功率平衡問題
　　ＧＳＭ系統(tǒng)的無線鏈路分上行和下行兩個方向。很顯然，實際的覆蓋范圍應(yīng)由信號較弱的方向決定。如果上行信號覆蓋大于下行信號覆蓋，那么小區(qū)邊緣下行信號較弱，容易被其它小區(qū)的強信號“淹沒”；如果下行信號覆蓋大于上行信號覆蓋，那么移動臺被迫守候在該強信號下，但上行信號太弱，話音質(zhì)量不好。當然，上下行功率平衡并不意味著絕對的相等，由于正常情況下基站靈敏度好于移動臺的靈敏度，所以下行信號一般將大于上行信號。
　　對于下行信號鏈路，設(shè)基站發(fā)射天線前端功率為Ｐｏｕｔｂ，基站天線增益為Ｇａｂ，空間傳輸損耗為Ｌｄ，移動臺天線增益為Ｇａｍ，移動臺接收電平為Ｐｉｎｍ，衰落余量為Ｍｆ，移動臺側(cè)噪聲惡化量為Ｐｍｎ，則有
　�。校椋睿恚�Ｍｆ＝Ｐｏｕｔｂ＋Ｇａｂ－Ｌｄ＋Ｇａｍ－Ｐｍｎ （1）��
對于上行信號鏈路，設(shè)移動臺發(fā)射機輸出功率為Ｐｏｕｔｍ，基站分集接收增益為Ｇｄｂ，基站接收天線后端電平為Ｐｉｎｂ，衰落余量為Ｍｆ，基站側(cè)噪聲惡化量為Ｐｂｎ，根據(jù)互易原理，天線收發(fā)增益相同，則有 Ｐｉｎｂ＋Ｍｆ＝Ｐｏｕｔｍ＋Ｇａｍ－Ｌｄ＋Ｇｄｂ＋Ｇａｂ－Ｐｂｎ　�煟�2）
�� 因此，
Ｐｉｎｍ－Ｐｉｎｂ＝Ｐｏｕｔｂ－Ｐｏｕｔｍ－Ｇｄｂ－Ｐｍｎ＋Ｐｂｎ
Ｐｏｕｔｂ＝Ｐｏｕｔｍ＋Ｇｄｂ＋（Ｐｉｎｍ－Ｐｉｎｂ）＋（Ｐｍｎ－Ｐｂｎ） （3）��
　 取收信機最小輸入功率為收信機接收靈敏度，則基站輸出功率是由移動臺輸出功率、天線分集接收增益、移動臺與基站接收靈敏度之差和移動臺與基站噪聲惡化量之差決定的。由于Ｐｍｎ≈Ｐｂｎ，且基站靈敏度為收信機靜態(tài)靈敏度，所以天線分集接收增益不再考慮。（3）式可近似表示為：
　�。校铮酰簦猓剑校铮酰簦恚�（Ｐｉｎｍ－Ｐｉｎｂ）　�。�4）��
　　可以看出，平衡方程與基站天線增益、饋線等的損耗等是沒有關(guān)系的。但是增加天線增益和降低饋線等的損耗可以同時擴大上下行鏈路的覆蓋范圍。當然這里所說的基站發(fā)射功率及接收電平都指的是收發(fā)天線的輸入輸出口的功率，而不是指ＥＩＲＰ或ＥＲＰ功率。
　　下面以具體的例子來說明。
　　假設(shè)對于一個ＧＳＭ900基站，移動臺輸出功率Ｐｏｕｔｍ＝2Ｗ即33ｄＢｍ，Ｐｉｎｍ＝－102ｄＢｍ，基站天線口靈敏度為－110ｄＢｍ。由公式（4）可以得出基站發(fā)射天線輸入口的功率為：
　�。校铮酰簦猓�33＋（－102＋110）＝41ｄＢｍ
　　假設(shè)饋線長度為50ｍ，損耗約2ｄＢ，合路器損耗7ｄＢ，則基站ＴＲＸ的輸出功率為：
　　Ｐｂｔ＝41＋2＋7＝50ｄＢｍ
　　由此可得，當手機發(fā)射功率為2Ｗ時，基站ＴＲＸ輸出功率應(yīng)達到50ｄＢｍ即100Ｗ才可實現(xiàn)無線鏈路平衡。 　
　當ＢＴＳ發(fā)射功率為40Ｗ時，根據(jù)平衡方程，手機發(fā)射功率應(yīng)為29ｄＢｍ即0.794 Ｗ才能達到上下行功率平衡。因此如果ＢＴＳ的最大發(fā)射功率小于40Ｗ時，覆蓋范圍取決于下行鏈路，系統(tǒng)參數(shù)中控制信道最大功率電平（ＭＳ－ＴＸＰＷＲ－ＭＡＸ－ＣＣＨ）應(yīng)設(shè)為29ｄＢｍ，對應(yīng)于ＧＳＭ規(guī)范05.05規(guī)定的ＧＳＭ900移動臺輸出功率等級為7。
　　假設(shè)對于一個ＧＳＭ1800基站，移動臺輸出功率Ｐｏｕｔｍ＝1Ｗ即30ｄＢｍ，Ｐｉｎｍ＝－100ｄＢｍ，基站天線口靈敏度為－109ｄＢｍ，由公式（4）可以得出基站發(fā)射天線輸入口功率為：
　�。校铮酰簦猓�30＋（－100＋109）＝39ｄＢｍ
　　同樣假設(shè)饋線長度為50ｍ，損耗約3ｄＢ，合路器損耗7ｄＢ，則基站ＴＲＸ輸出功率為：
　�。校猓簦�39＋3＋7＝49ｄＢｍ
　　由此可得，當手機發(fā)射功率為1Ｗ時，基站ＴＲＸ口輸出功率應(yīng)達到49ｄＢｍ即80Ｗ才可實現(xiàn)無線鏈路的平衡。
　　當ＢＴＳ發(fā)射功率為40Ｗ時，根據(jù)平衡方程，手機發(fā)射功率應(yīng)為27ｄＢｍ即0.5Ｗ才能達到上下行功率平衡。因此如果ＢＴＳ的最大發(fā)射功率小于40Ｗ時，覆蓋范圍取決于下行鏈路，系統(tǒng)參數(shù)中控制信道最大功率電平（ＭＳ－ＴＸＰＷＲ－ＭＡＸ－ＣＣＨ）應(yīng)設(shè)為27ｄＢｍ。由于ＧＳＭ1800移動臺無27ｄＢｍ這一檔，可設(shè)為26ｄＢｍ，對應(yīng)于ＧＳＭ規(guī)范05.05規(guī)定的ＧＳＭ1800移動臺輸出功率等級為2。
　　控制信道最大功率電平是關(guān)系移動臺接入成功率和鄰信道干擾的重要參數(shù)。該參數(shù)設(shè)置過大，在基站附近的移動臺會對本小區(qū)造成較大的鄰信道干擾，影響小區(qū)中其他移動臺的接入和通信質(zhì)量；反之，若該參數(shù)設(shè)置過小，則使在小區(qū)邊緣的移動臺接入成功率降低�？刂菩诺雷畲蠊β孰娖降脑O(shè)置原則是：在確保小區(qū)邊緣處移動臺有一定的接入成功率的前提下，盡可能減小移動臺的接入電平。顯然，小區(qū)覆蓋面積越大，要求移動臺輸出功率電平越大。在實際應(yīng)用中，設(shè)定該參數(shù)后，可以通過實驗方式，即在小區(qū)邊緣做撥打測試，在不同的參數(shù)設(shè)置下測試移動臺的接入成功率和接入時間，以決定提高或降低該參數(shù)值。
2　功率控制問題
　　確定了無線鏈路平衡中的功率參數(shù)之后，在實際通信中還需對無線路徑上的發(fā)射功率進行動態(tài)控制。這樣做無需最大發(fā)射功率既可達到較好的傳輸質(zhì)量，又降低了移動臺和基站的平均廣播功率，減少對其它通信的干擾。
　　功率控制分為上行功率控制和下行功率控制，上下行控制獨立進行。上行功率控制控制移動臺（ＭＳ），下行功率控制控制基站（ＢＴＳ）。移動臺功率控制的目的是調(diào)整ＭＳ的輸出功率，使ＢＴＳ獲得穩(wěn)定的接收信號強度，以限制同信道用戶的干擾，減少ＢＴＳ多路耦合器的飽和度，降低移動臺功耗；基站功率控制的目的是調(diào)整ＢＴＳ輸出功率，使ＭＳ獲得穩(wěn)定接收信號強度，以限制同信道干擾，降低基站功耗。
2.1　移動臺功率控制
　　移動臺功率控制分為兩個調(diào)整階段：Ｉｎｉｔｉａｌ初始調(diào)整和Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ穩(wěn)態(tài)調(diào)整。穩(wěn)態(tài)調(diào)整是功率控制算法執(zhí)行的常規(guī)方式，初始調(diào)整則用于呼叫接續(xù)最開始的時刻。當一個接續(xù)發(fā)生時，ＭＳ以所在小區(qū)控制信道的最大功率電平輸出。但因為ＢＴＳ可同時支持多個呼叫，必須在一個新的接續(xù)中盡快降低接收信號強度，否則該ＢＴＳ支持的別的呼叫質(zhì)量會由于ＢＴＳ多路耦合器飽和而惡化，并且另外小區(qū)的呼叫質(zhì)量也會由于強干擾而受到影響。因此初始階段功率控制調(diào)整的目的就是盡快降低ＭＳ發(fā)射功率直到得到穩(wěn)定的測量報告，使ＭＳ能依據(jù)穩(wěn)態(tài)功率控制算法進行調(diào)整。
　　上行功率控制中必須設(shè)置的參數(shù)：期望的理想上行鏈路接收電平、理想上行鏈路接收質(zhì)量。系統(tǒng)接收到一定數(shù)量的上行測量報告后，通過插值、濾波等處理方法得到實際上行鏈路接收電平及接收質(zhì)量，與理想上行鏈路接收電平及接收質(zhì)量相比較，通過功率控制算法，計算出ＭＳ應(yīng)調(diào)整至的功率級別，如果與當前ＭＳ輸出功率級別不同，且滿足一定的應(yīng)用限制條件（如功率調(diào)整步長限制、ＭＳ輸出功率范圍限制），則發(fā)送功率調(diào)整命令。上行功率控制調(diào)整的實質(zhì)是使插值濾波得到的實際上行鏈路接收電平及接收質(zhì)量不斷逼近于設(shè)定的理想上行鏈路接收電平及接收質(zhì)量。對測量報告進行插值、濾波的目的是處理丟失的測量報告、消除野點（毛刺），以保證功率控制算法的穩(wěn)定性。
　　當測量報告的個數(shù)達到穩(wěn)態(tài)濾波器長度時，ＭＳ進入穩(wěn)態(tài)階段功率控制。穩(wěn)態(tài)階段功率控制與初始階段功率控制的差別在于初始階段的理想上行鏈路接收電平及接收質(zhì)量與穩(wěn)態(tài)階段的不同；濾波器長度不同，功率控制算法不同；初始階段僅進行向下調(diào)整等。
　　移動臺功率控制是由網(wǎng)絡(luò)通過功率命令對移動臺進行功率設(shè)置來完成的。該命令在慢速隨路控制信道（ＳＡＣＣＨ）上傳送，移動臺必須從下行的ＳＡＣＣＨ中提取功率控制頭，并以其規(guī)定的發(fā)射功率作為輸出功率。若移動臺的功率等級無法輸出該功率值，則以能輸出的最相近的發(fā)射功率輸出。由于ＳＡＣＣＨ是隨路信令，它必須與其它信道如ＳＤＣＣＨ、ＴＣＨ等組合使用，因此網(wǎng)絡(luò)對移動臺的功率控制實際上是在移動臺接收ＳＡＣＣＨ以后才開始。移動臺在收到ＳＡＣＣＨ前使用的功率（即在發(fā)送信道請求ＲＡＣＨ時使用的功率）則由控制信道最大功率電平?jīng)Q定。
2.2　基站功率控制
　　基站功率控制分為靜態(tài)功率控制和動態(tài)功率控制，僅使用穩(wěn)態(tài)功率控制算法。功率控制中必須選擇的參數(shù)有：可接受的最大發(fā)射電平門限（上限），此門限可選擇比移動臺最大發(fā)射功率小一點的值；需進行功率控制的接收電平門限（下限）。接收電平ＲＸＬＥＶ分成64個等級，編號從0～63，0級接收電平最低，63級接收電平最高。
　　功率控制的基本規(guī)則是：
　　當上行或下行鏈路的接收電平ＲＸＬＥＶ大于閾值，則減少一級功率；
　　當上行或下行鏈路的接收電平ＲＸＬＥＶ小于閾值，則增加一級功率；
　　當上行或下行鏈路的接收質(zhì)量ＲＸＱＵＡＬ大于閾值，則增加一級功率；
　　當上行或下行鏈路的接收質(zhì)量ＲＸＱＵＡＬ小于閾值，則減少一級功率。
　　基站與移動臺的功率控制非常相似。基站和移動臺的功率調(diào)整步長均為2ｄＢ，兩次功率調(diào)整之間的最小間隔從0～30ｓ，調(diào)整步長為0.96ｓ。兩者之間的主要區(qū)別在于基站功率控制可以控制的信道類型是ＳＤＣＣＨ和ＴＣＨ，而不在ＢＣＣＨ載頻上執(zhí)行�；�站功率控制可以在每一個時隙上執(zhí)行，用于專用信道連接的時隙具有不同的功率。