功率控制技術(shù)

1、功率控制技術(shù)（7人）闡述功率控制在移動通信系統(tǒng)中的作用，總結(jié)并闡述功率控制的類型、實現(xiàn)原理、以及在移動作者列表（按項目排列）序號學號姓名在設(shè)計中承擔的任務成績備注1200809460廖鵬整理、畫圖組長2王源找資料項目1負責人3李飛找資料廖鵬4滿達拉找資料5200809444閻學軍整理、畫圖6200809447劉旭升整理7楊佳偉找資料8項目2負責人9項目2成員101112131415項目3負責人16項目3成員1718192021 指導教師簽字： 年 月 日第一章 功率控制技術(shù)1概述1.1 CDMA系統(tǒng)功率控制技術(shù)功率控制（power control）技術(shù)用于動態(tài)地調(diào)整發(fā)射機的發(fā)射功率，它是CDM

2、A系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，精確和穩(wěn)定的功率控制對于提高CDMA系統(tǒng)的容量和保證服務質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。CDMA系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng)，CDMA系統(tǒng)中的用戶在同樣的頻率和時間上發(fā)送信號，不同的用戶采用不同的擴頻碼來區(qū)分。由于擴頻碼之間的互相關(guān)性不為零，使得每個用戶的信號都成為其他用戶的干擾，即多址干擾。同時CDMA系統(tǒng)是一個干擾受限系統(tǒng)，即干擾對系統(tǒng)的容量直接影響。當干擾達到一定程度后，每個用戶都無法正確解調(diào)自己的信號，此時系統(tǒng)的容量也達到了極限。因此，如何克服和降低多址干擾就成為CDMA系統(tǒng)中的主要問題之一。通過功率控制，使發(fā)射功率盡可能的小，從而有效地限制多址干擾。由于用戶的移動性，不同的移動

3、臺和基站之間的距離是不同的。而在無線通信系統(tǒng)中，信號的強度隨傳輸距離而成指數(shù)衰減。因此，在反向鏈路上，如果所有的移動臺的功率發(fā)射都相同，則離基站近的移動臺的接受信號強，離基站遠的移動臺的接收信號弱。這樣就會產(chǎn)生以強壓若的現(xiàn)象，即遠處用戶的信號會被近處用戶的信號淹沒，以至于不能正確解調(diào)，這種現(xiàn)象稱為“遠近效應”。為了克服這種現(xiàn)象，對移動臺的發(fā)射功率進行調(diào)整時非常有必要的，使得基站接收到的所有移動臺的信號功率基本相等。在前向鏈路上，同一基站所有的信道經(jīng)歷的無線環(huán)境是相同的，因次不存在遠近效應。前向鏈路中的干擾主要來自于其它基站的前向信號和服務基站內(nèi)其他用戶的前向信號，盡管不存在遠近效應，但是當移動

4、臺位于相鄰小區(qū)的交界處時，收到的服務基站的有用信號很低，同時還會收到相鄰小區(qū)基站的較強干擾。如果要保證各個移動臺的通信質(zhì)量，則在小區(qū)邊緣的移動臺比距離基站近的移動臺需要更高的功率。因此，仍需要對前向功率進行一定的控制，以降低干擾，保證通信質(zhì)量。在CDMA系統(tǒng)中，采用功率控制是非常有必要的，它也是CDMA走向?qū)嵱没暮诵募夹g(shù)之一。功率控制在對接受信號的能量或信噪比進行評估的基礎(chǔ)上，適時補償無線信道的衰落，來不斷的調(diào)整發(fā)射信號的功率，從而保證一定的通信質(zhì)量，又降低對其他用戶的干擾，保證系統(tǒng)容量。功率控制的核心目的是在保證一定通信質(zhì)量的前提下，盡可能降低發(fā)射功率，以降低干擾，減少功耗。1.2 TD-

5、SCDMA系統(tǒng)功率控制技術(shù)TD-SCMA系統(tǒng)是一個干擾受限系統(tǒng)，由于“遠近效應”，系統(tǒng)的容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)各移動臺和基站間的干擾，因而，若每個移動臺的信號到達基站時都能達到保證通信質(zhì)量所需的最小信噪比并且保持系統(tǒng)同步，TD-SCDMA系統(tǒng)的容量將會達到最大。功率控制就是為了克服“遠近效應”而采取的一項措施。它是在對接收機端的信號強度或信噪比等指標進行評估的基礎(chǔ)上，適時改變發(fā)射功率來補償無線信道中的路徑損耗和衰落，從而既維持了信道的質(zhì)量，又不會對同一無線資源中其他用戶產(chǎn)生額外的干擾。另外，功率控制使得發(fā)射機功率減小，從而延長電池是使用的時間。功率控制算法通常從兩個層次進行分析和研究。若從全局的

6、層次上進行分析，則假定內(nèi)環(huán)功率控制速率足夠快，能夠從理想地跟上信道變化，因此信道增益在一次功率控制達到穩(wěn)定狀態(tài)前是恒定的。從這個角度看功率控制問題，著重考慮的問題包括容量、全局穩(wěn)定性和系統(tǒng)負荷，以及全局控制問題是否有解，即是否能夠滿足所有用戶的性能要求（SIR）。若從局部的層次上進行分析鏈路通信的目標SIR值假定不變，并且滿足所有用戶要求。從這個角度考慮問題，則局部功率控制算法收斂性質(zhì)和收斂速度，即快速跟上信道變化能力，是功率控制算法研究的重點。1.3 WCDMA系統(tǒng)功率控制技術(shù)功率控制是WCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于遠近效應和自干擾問題，功率控制是否有效直接決定了WCDMA系統(tǒng)是否可用，

7、并且很大程度上決定了WCDMA系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，對于系統(tǒng)容量、覆蓋、業(yè)務的QoS（系統(tǒng)服務質(zhì)量）都有重要影響。功率控制的作用首先是提高單用戶的發(fā)射功率以改善該用戶的服務質(zhì)量，但由于遠近效應和自干擾的問題，提高單用戶發(fā)射功率會影響其他用戶的服務質(zhì)量，所以功率控制在WCDMA系統(tǒng)中呈現(xiàn)出矛盾的兩個方面。WCDMA系統(tǒng)采用寬帶擴頻技術(shù)，所有信號共享相同頻譜，每個移動臺的信號能量被分配在整個頻帶范圍內(nèi)，這樣移動臺的信號能量對其他移動臺來說就成為寬帶噪聲。由于在無線電環(huán)境中存在陰影、多徑衰落和遠距離損耗影響，移動臺在小區(qū)內(nèi)的位置是隨機的且經(jīng)常變動，所以信號路徑損耗變化很大。如果小區(qū)中的所有用戶均以相同的功

8、率發(fā)射，則靠近基站的移動臺到達基站的信號強，遠離基站的移動臺到達基站的信號弱，另由于在WCDMA系統(tǒng)中，所有小區(qū)均采用相同頻率，上行鏈路為不同用戶分配的地址碼是擾碼，且上行同步較難，很難保證完全正交。這將導致強信號掩蓋弱信號，即遠近效應。 因此，功率控制目的是在保證用戶要求的QoS的前提下最大程度降低發(fā)射功率，減少系統(tǒng)干擾從而增加系統(tǒng)容量。2 功率控制準則功率控制是指在移動通信系統(tǒng)中根據(jù)信道變化情況以及接收到的信號電平，通過反饋信道，按照一定準則控制，調(diào)節(jié)發(fā)射信號電平。2.1 功率平衡準則功率平衡準則是指通過功率控制使接收端接收到的有用信號功率相等，該準則比較易實現(xiàn)，但是性能不如信噪比平衡準則

9、。2.2 信噪比平衡準則信噪比平衡準則是指通過功率控制使接收端有用信號的信噪比相等。該準則雖然能夠提供較好的性能，但是可能會產(chǎn)生正反饋，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。即當某個移動臺信噪比低于目標只時，會增加發(fā)射功率，同時也就增加了對其他用戶的干擾，會導致其他用戶也增大發(fā)射功率，最終會導致系統(tǒng)崩潰。2.3 功率平衡和SIR平衡混合體制準則 功率控制準則的控制方法易于實現(xiàn)，但其性能不及基于SIR平衡準則的功率控制，基于SIR平衡準則的功率控制也存在局限性，若某移動臺到達基站的SIR過低時，需增大發(fā)射功率以使SIR達到平衡，但這也相應的增加了對其他移動臺的干擾，必然導致其他移動臺發(fā)射功率增大，如此不斷惡性循環(huán)導致

10、系統(tǒng)崩潰。為了克服SIR的正反饋帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定性，人們又提出了將SIR平衡準則與功率平衡準則相結(jié)合。2.4 誤碼率（BER）平衡準則 BER一般指平均誤碼率，它需要在一段時間內(nèi)求平均值。因此以它作為準則存在一定的時延，這段時延與求BER平均值的時間段是相互矛盾的，平均時間長時延大，延遲后執(zhí)行功率控制的時間也就長，從而影響功率控制的正確性。3 功率控制的分類3.1 反向功率控制反向功率控制就是在反向鏈路進行的功率控制，用于調(diào)整移動臺的發(fā)射功率，使信號到達基站接收機時，信號電平剛剛達到保證通信質(zhì)量的最小信噪比門限，從而克服遠近效應，降低干擾，保證系統(tǒng)容量。反向功率控制可以將移動臺的發(fā)射功率調(diào)整至

11、最合理的電平，從而延長電池壽命。由于用戶的移動性，不同的移動臺到基站的距離一般不同，這導致不同用戶之間的路徑損耗差別很大，甚至可能相差80dB，而且不同用戶的信號所經(jīng)歷的無線信道也有很大的不同。因此反向鏈路必須采用大動態(tài)范圍的功率控制方法，快速補償迅速變化的信道條件。反向功率控制包括反向開環(huán)功率控制和反向閉環(huán)功率控制。3.1.1 反向開環(huán)功率控制反向開環(huán)功率控制的前提條件是假設(shè)前向和反向鏈路的衰落一致，系統(tǒng)內(nèi)的每一個移動臺接受并測量前向鏈路的信號強度，根據(jù)所接收的前向鏈路信號強度來估計傳播路徑損耗，然后根據(jù)這種估計，調(diào)整其發(fā)射功率。接收信號較強時，表明信道環(huán)境較好，將降低發(fā)射功率；接收信號較弱

12、時，表明信道環(huán)境較差，將增加發(fā)射功率。開環(huán)功率控制只是對發(fā)送電平的粗略估計，因此它的反應時間既不應太快，也不應太慢。如果反應太慢，在開機或進入陰影、拐彎效應時，開環(huán)起不到應有的作用；而如果反應太快，將會由于前向鏈路中的快衰落而浪費功率。因為前向、反向衰落是兩個相對獨立的過程，移動臺接收的尖峰式功率很有可能是由于干擾而形成的。（1） 反向開環(huán)功率控制的優(yōu)缺點 開環(huán)功率控制的優(yōu)點是簡單易行，不需要在基站和移動臺之間交換信道狀態(tài)及控制信息，因而開銷小且控制速度快。由于開環(huán)功率控制是建立在上、下鏈路具有對稱性的基礎(chǔ)上，才能根據(jù)下行接收信號強度或SIR直接控制上行發(fā)射信號功率。對于慢衰落，其“陰影”效應

13、在上、下鏈路具有位置上的對稱性，故對抗這種衰落的影響很有效。但是對于空間選擇性衰落，即多徑傳播引起的快衰落，不具備上、下鏈路的對稱性，因此開環(huán)功率控制對抗這類衰落性能較差。對于IS-95頻分雙工（FDD）移動通信系統(tǒng)，其上、下鏈路所占頻段相差45MHz以上，遠遠大于信號相干帶寬（200kHz左右），因此前反向鏈路的快衰落是完全獨立和不相關(guān)的。在這種情況下，移動臺根據(jù)接收到的下行信號的SIR，即衰落狀況來控制移動臺發(fā)送信號功率，顯然效果很差，開環(huán)功率控制會導致在某些時刻出現(xiàn)較大誤差。但是對于時分雙工（TDD）移動通信系統(tǒng)，如TD-SCDMA系統(tǒng)，由于其上、下鏈路處于同一頻段的不同時隙，只要上、下

14、行時隙間隔不要太大，此時信道衰落基本上可以被認為是對稱的，開環(huán)功率控制可以提高控制精度。（2） 反向開環(huán)功率控制的方法在反向開環(huán)功率控制中，移動臺根據(jù)整個頻段內(nèi)接收到的前向鏈路總功率，結(jié)合已知的一些接入?yún)?shù)，采用一定的算法計算得出接入時的發(fā)射功率大小。開環(huán)功率控制是分步計算的，其步驟如下。當剛進入接入狀態(tài)時，移動臺將按照下式定義的平均輸出功率來發(fā)射第一個接入探測：平均輸出功率（dBm）= -平均輸入功率（dBm）+K+NOM-PWR+INIT-PWR (3-1)式（3-1）中，平均功率是相對1.23MHz的標準CDMA信道帶寬而言的；常數(shù)K取值為-73dBm；NOR-PWR用于告知移動臺基站標

15、稱功率的變化信息；INIT-PWR用于調(diào)整第一個接入探測的功率。后兩個參數(shù)都需要根據(jù)具體傳播環(huán)境的當?shù)卦肼曤娖酵ㄟ^計算得出。其后的接入探測不斷增加發(fā)射功率（增加的步長為PRW-STEP）,直到收到一個響應或序列結(jié)束。這時移動臺開始在反向業(yè)務信道上發(fā)送信號，其平均輸出功率電平為平均輸出功率（dBm）=平均輸入功率（dBm）+K+NOM-PWR+INIT-PWR+接入探測校正 （3-2）其中，接入探測校正= PWR-LVLPWR-STEP,這里，PWR-LVL是接入探測功率電平調(diào)整， PWR-STEP是連續(xù)的兩個接入試探之間功率的增加量。移動臺接收到確認后，開始在反向業(yè)務信道上發(fā)送信號，其平均輸出

16、功率為平均輸出功率（dBm）= -平均輸入功率（dBm）+K+NOM-PWR+INIT-PWR+接入探測校正之和 （3-3）移動臺一旦從前向鏈路接收到功率控制比特，將開始進行閉環(huán)功率控制，即平均輸出功率（dBm）= -平均輸入功率（dBm）+K+NOM-PWR+INIT-PWR+接入探測校正之和+所有閉環(huán)功率控制校正之和 （3-4） 反向開環(huán)功率控制是為了補償平均路徑損耗以及慢衰落，所以它必須要有一個很大的動態(tài)范圍。根據(jù)空中接口標準，它至少應該達到32dB的動態(tài)范圍。NOM-PWR,INIT-PWR和PWR-STEP均為在接入?yún)?shù)消息中定義的參數(shù)，在移動臺發(fā)射之前便可得到這些參數(shù)。NOM-PW

17、R參數(shù)范圍為-87dB,標稱值為0dB。INIT-PWR參數(shù)的動態(tài)范圍為-1615dB，標稱值為0dB。PWR-STEP 參數(shù)范圍為07dB。這些校正參數(shù)對平均輸出功率所做調(diào)整的精度為0.5dB。移動臺平均輸出功率可調(diào)整的動態(tài)范圍至少應該達到32dB的動態(tài)范圍。3.1.2 反向閉環(huán)功率控制反向閉環(huán)功率控制是指基站根據(jù)測量到的反向信道的質(zhì)量，調(diào)整移動臺的發(fā)射功率。其基本原則是如果測量到的反向信道質(zhì)量低于一定的門限，則命令移動臺增加發(fā)射功率；反之命令移動臺降低發(fā)射功率。反向閉環(huán)功率控制是反向功率控制的核心。它通過基站，對移動臺的開環(huán)功率估計進行迅速糾正，從而使移動臺保持最理想的發(fā)射功率。反向閉環(huán)功

18、率控制是對反向開環(huán)功率控制的不準確性進行彌補的一種有效手段，需要基站和移動臺的共同參與。反向閉環(huán)功率控制在開環(huán)功率控制的基礎(chǔ)上，能夠提供24dB的動態(tài)范圍。反向閉環(huán)功率控制包括兩部分：內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制，如圖3.1-1所示。內(nèi)環(huán)功率控制的目的是使移動臺業(yè)務信道的信噪比（是每個比特的能量，是噪聲的功率譜密度）能夠盡可能地接近目標值，而外環(huán)功率控制則對指定的移動臺調(diào)整的目標值。內(nèi)環(huán)功率控制在基站（BTS）完成，外環(huán)功率控制在基站控制器（BSC）完成。圖3.1-1反向閉環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功率控制測量反向業(yè)務信道的，將測量的結(jié)果與目標相比較。如果實測的小于目標值，則說明反向信道質(zhì)量不好，因此命令移

19、動臺增加功率。如果實測的大于目標值，則說明反向信道質(zhì)量較好，因此命令移動臺降低功率，以減小干擾。外環(huán)功率控制測量反向信道的誤幀率（FER），將測量的結(jié)果與目標FER相比較。如果實測的FER超過目標值，說明反向信道質(zhì)量不好，則命令提高提高內(nèi)環(huán)功率控制的目標值；否則命令降低內(nèi)環(huán)功率控制的目標值。外環(huán)功率控制通過動態(tài)地調(diào)整內(nèi)環(huán)功率控制中信噪比的目標值，來維持恒定的目標誤幀率，以適應無線環(huán)境的變化，保證一定的通信質(zhì)量。同時使用外環(huán)功率控制和內(nèi)環(huán)功率控制，可以保證有足夠的信號能量，使接收接能在容許的錯誤概率情況下解調(diào)信號，又可以將對其他用戶的干擾降至最低。反向閉環(huán)功率控制流程圖如圖3.1-2所示。圖3.

20、1-2反向閉環(huán)功率控制流程圖3.2 前向功率控制前向功率控制是為在保證一定通信質(zhì)量的前提下，盡量減少業(yè)務信道的發(fā)射功率，從而降低干擾。前向功率控制能使基站根據(jù)移動臺的測量結(jié)果（前相信道誤幀率的反饋報告），調(diào)整對每個移動臺的發(fā)射功率。對衰落小的移動臺分配相對較小的前向發(fā)射功率，對衰落比較大的移動臺分配較大的前向發(fā)射功率。前向功率控制采用的也是閉環(huán)形式。前相信道的質(zhì)量遠好于反向信道，這是因為，小區(qū)內(nèi)各個信道之間是同步的，移動臺可以根據(jù)前向?qū)ьl信道進行相干解調(diào)。前向鏈路對功率控制動態(tài)范圍的要求也比較低。如圖3.2-1為前向功率控制3.2-1為前向功率控制IS-95中前向功率控制采用較簡單的慢速功率控

21、制方案。下行功率控制實質(zhì)上是對下行功率的最優(yōu)分配。前向鏈路總功率與各信道之間功率分配：導頻信道約占20%，同步信道約占3%，尋呼信道約占6%，剩下的功率分配給各業(yè)務信道。如圖3.2-2，當一個基站有12個用戶時，每個信道分配功率百分比。圖3.2-2 12個用戶時的信道分配為了克服前向鏈路的“拐彎效應”，基站必須控制分配給每個不同用戶的發(fā)射功率，以實現(xiàn)不同時段最佳下行功率分配。具體實現(xiàn)過程為：移動臺采集前相信到的統(tǒng)計信息，然后通過功率測量報告消息（PMRE）把統(tǒng)計信息發(fā)送給基站控制器（BSC）。BSC計算出前向信道的誤幀率（FER）。如果實際的FER超過了目標FER，命令基站增加發(fā)射功率；如果實

22、際FER低于目標FER，命令基站降低發(fā)射功率?；镜陌l(fā)射功率有一定的動態(tài)范圍，既要避免發(fā)射功率過大，形成強干擾，也要避免發(fā)射功率過低，降低通信質(zhì)量。功率測量報告消息（PMRM）是指移動臺測量的前向信道的幀數(shù)以及誤幀的個數(shù)。移動臺發(fā)送PMRM的模式有兩種：周期報告和門限報告。周期報告是指隔一段時間發(fā)送一次PMRM，門限報告是指錯誤幀數(shù)達到一定門限時，發(fā)送PMRM。這兩種功率測量報告消息的存在方式是根據(jù)運營商的具體要求來設(shè)定的，既可以同時存在，也可以只用一種或兩種都不用。由于移動臺的PMRM報告發(fā)送周期較長，基站控制器控制前向功率的周期也較長，這樣前向閉環(huán)功率控制的速度比較慢，不能適應信道環(huán)境的快

23、速變化。圖3.2-3為IS-95系統(tǒng)中前向慢速功率控制的過程，該圖中移動臺的報告方式為門限方式，移動臺接收到兩個壞幀后，發(fā)送PMRM。圖3.2-3前向慢速功率控制3.3 軟切換中的功率控制與單條鏈路不同的是，軟切換中的快速功率控制有兩個主要問題：一個是下行鏈路中Node B功率的功率漂移：另一個是UE中上行鏈路功率控制指令的可靠檢測。以下詳細介紹這種現(xiàn)象，并且提供一個改善功率控制信令質(zhì)量的解決方案。3.3.1 下行鏈路功率漂移 UE發(fā)送一條指令來控制下行鏈路發(fā)射功率，激活集中的所有Node B都會接收到該指令。為避免網(wǎng)絡(luò)中太長處理時延與過多的信令開銷，功率控制指令不能在RNC中合并，而是由激活

24、集中的Node B各自獨立地對該指令進行檢測和接收。由于空中接口傳播會產(chǎn)生錯誤，各Node B檢測出的功率控制指令可能不同。這就有可能引起某Node B降低對UE的發(fā)射功率，同時另一Node B卻提高對該UE的發(fā)射功率。這是個Node B的下行鏈路功率開始出現(xiàn)分化，這種情況稱為功率漂移。 功率漂移不是我們所希望的，因為它大大降低了下行鏈路的軟切換的性能。通過RNC可以控制功率漂移。最簡單的方法是對下行鏈路功率控制的動態(tài)范圍設(shè)置相對嚴格的限制。移動臺的發(fā)射功率不同，就應該采取不同的功率控制動態(tài)范圍。所以，允許的功率控制動態(tài)范圍越小，最大功率漂移也越小，但另一方面，大的功率控制動態(tài)范圍通?？梢蕴岣?/p>

25、功率控制的性能。 減小功率漂移的另一方法為：RNC可以從各Node B接收到關(guān)于軟切換進程中發(fā)射功率電平的信息，然后將這些發(fā)射功率電平在多個功率控制指令期間取平均。功率漂移問題只有在下行鏈路中應用快速功率控制技術(shù)時才會發(fā)生。在IS-95的下行鏈路只有慢速功率控制，因此不需要采取抑制功率漂移的措施。3.3.2 上行鏈路功率控制指令的可靠性 激活集中的所有Node B均獨立給UE發(fā)射功率控制指令以控制上行鏈路的發(fā)射功率。激活集中即使只有一個Node B正確接收上行鏈路的信號就足夠了。因此，如果其中一個Node B發(fā)送降低功率的指令，UE就會降低它的發(fā)射功率。在軟切換過程中，因為所有參與軟切換的No

26、de B發(fā)送相同的數(shù)據(jù)比特，所以UE對軟切換中的數(shù)據(jù)比特采用最大比合并。但各Node B發(fā)來的功率控制指令包含著不同的信息，所以UE對功率控制比特不能采用最大比合并接收，因此功率控制比特的可靠性低于數(shù)據(jù)比特的可靠性。UE用一個門限值來檢測各功率控制指令的可靠性。因為干擾可能破壞功率控制指令，因而UE會丟棄哪些非常不可靠的功率控制指令。3.3.3功率控制信令質(zhì)量的改善 當UE處于軟切換時，為下行鏈路專用物理控制信道（DPCCH）設(shè)置高于專用物理數(shù)據(jù)信道（DPDCH）的功率可以改善信令的傳輸質(zhì)量。如圖3.3-1所示，對于不同的DPCCH域（功率控制比特域、導頻比特域和TFCI域），DPCCH與DP

27、DCH之間的功率偏移量不同。圖3.3-1為改善下行鏈路信令質(zhì)量的功率偏移 因為采用功率偏移量，所以UE發(fā)射功率一般可以減小多達0.5dB。之所以有這樣的結(jié)果，是因為功率控制信令的質(zhì)量得以改善。4 對功率控制算法的要求一個功率控制算法要以固定的或可變的增量功率步長和固定的或可變的時間步長更新發(fā)射功率。移動通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對使用分布式異步功率更新算法的要求是明顯的。也就是說，每一個信道中的發(fā)射機應當僅使用本地的測量信息和本地時鐘更新自己的發(fā)射功率。只有在下行鏈路中，才可以使用一些同步算法。另一個要求是控制過程的穩(wěn)定性。隨機變換環(huán)境中功率控制算法穩(wěn)定的關(guān)鍵是更新功率的誤差分布。信號的傳播和干擾的變化是

28、隨時間變化的隨機過程。這些隨機過程的采樣值被用于解碼、糾錯和估計，而采樣統(tǒng)計受到隨時間變化的統(tǒng)計誤差的影響?？傊€(wěn)定性僅僅視作SIR以預先規(guī)定的范圍內(nèi)波動。這個概率解釋為糾錯的能力，控制函數(shù)應綜合考慮估計分布和功率控制算法。對功率控制算法的最后要求是實現(xiàn)的容易性和魯棒性。影響功率控制算法的因素包括：（1）容量和系統(tǒng)負載：蜂窩移動通信系統(tǒng)在任意時刻只能夠服務有限的用戶，因此在特定狀態(tài)下需要定量的分析系統(tǒng)負載，并和網(wǎng)絡(luò)最大理論容量聯(lián)系起來。 （2）全局穩(wěn)定性和系統(tǒng)性能：每條獨立鏈路所對應的分布功率控制算法相互之間的內(nèi)在關(guān)系，即相關(guān)性會影響整個系統(tǒng)的全局性質(zhì)，例如穩(wěn)定性和系統(tǒng)性能。因此，局部性能和

29、全局性能之間需要一定的機制進行管理。（3）通信質(zhì)量測量：語音業(yè)務的評價標準是一項非常主觀的測量指標，而數(shù)據(jù)業(yè)務測量標準相對客觀，因此質(zhì)量評價指標基于各種業(yè)務性質(zhì)而不相同。（4）功率限制：發(fā)射機由于硬件限制，其輸出功率是一些給定的離散值的集合，這包括了量化的過程和上、下限制約。（5）時延：測量和控制信令的傳輸造成了網(wǎng)絡(luò)時延，它主要包括兩個方面：第一是測量過程和將測量結(jié)果報告給功率控制算法模塊產(chǎn)生時延；第二是通過功率控制算法計算得到的功率在發(fā)射機使用前造成的時延。5 未來功率控制的研究趨勢 傳統(tǒng)的功率控制技術(shù)以話音業(yè)務為主，主要有集中式和分布式功率控制、開環(huán)和閉環(huán)功率控制、基于恒定接收和基于質(zhì)量功

30、率控制。 目前的功率控制的研究集中在數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體業(yè)務方面，多為聯(lián)合考慮功率控制和速率控制研究。功率控制和速率控制兩者的目標是相互抵觸的，功率控制的目標是讓更多的用戶同時享有更多的服務。速率控制則是以增加系統(tǒng)吞吐量為目標，使得個別用戶或業(yè)務具有更高的傳輸速率，同時達到公平性和吞吐量的雙重目標。 更深入的研究將結(jié)合功率和速率控制技術(shù)進行聯(lián)合控制，達到系統(tǒng)的最大優(yōu)化。對于非實時的數(shù)據(jù)業(yè)務，要求對用戶的傳輸速率進行有效控制，以充分利用頻譜資源。不同的多媒體業(yè)務可以有不同的QoS來描述，只有設(shè)計合理的速率控制方案，才能有效地利用頻譜資源。在無線信道中，傳輸速率和信干比之間關(guān)系密切。而功率控制是調(diào)節(jié)信干比最有效地手段，因此將速率控制和功率控制相結(jié)合是很自然地。在功率和速率聯(lián)合控制中，不同的速率以不同的處理增益或不同的調(diào)制編碼技術(shù)來實現(xiàn)，且每個用戶都有一個最小速率要求。在實際通信系統(tǒng)中，可用的傳輸速率是一組離散的數(shù)值，鏈路控制的目的即在于使通信系統(tǒng)吞吐量最大。由于速率的離散性，存在多種速率組合可以得到相同的系統(tǒng)吞吐量，但消耗的總發(fā)射功率卻不同，而保證發(fā)射功率最小可以減小對相鄰小區(qū)的干擾，提高整個系統(tǒng)的吞吐量。因此，功率控制和速率控制的問題可