WCDMA系統(tǒng)中的功率控制圖文要點(diǎn)

1、 WCDMA系統(tǒng)中的功率控制功率控制的目的開環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功率控制外環(huán)功率控制數(shù)據(jù)配置命令及參數(shù)含義WCDMA系統(tǒng)中功率控制的目的調(diào)整發(fā)射功率,保持上下行鏈路的通信質(zhì)量對每條鏈路提供最小需求發(fā)射功率,克服遠(yuǎn)近效應(yīng)克服陰影衰落和快衰落降低網(wǎng)絡(luò)干擾,提高系統(tǒng)質(zhì)量和容量WCDMA系統(tǒng)中開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制的基本工作原理是根據(jù)用戶接收功率與發(fā)射功率之積為常數(shù)的原則,先行測量接收功率的大小,并由此確定發(fā)射功率的大小。開環(huán)功率控制主要用來克服陰影和路徑損耗。開環(huán)功率控制未考慮到上、下行信道電波功率的不對稱性,因而其精確性難以得到保證。反向開環(huán)功率控制BCH CPICH channel power :

2、UL interference level CPICH 測量的接收功率計算上行初始發(fā)射功率RACH開環(huán)功控的目的是提供初始發(fā)射功率的粗略估計。它是根據(jù)測量結(jié)果對路徑損耗和干擾水平進(jìn)行估計,從而計算初始發(fā)射功率的過程。PRACH PCPCH或前導(dǎo)初始發(fā)射功率Preamble_Initial_Power =Primary CPICH DL TX power -CPICH_RSCP + UL interference + Constant Value,Primary CPICH DL TX power UL其中,和在系統(tǒng)消息中廣播,由interference CPICH_RSCP UE 自己測量得到

3、。DPCCH上行初試發(fā)射功率DPCCH_Initial_power =DPCCH_Power_offset -CPICH_RSCP, CPICH_RSCP UE其中由測量得到。在上行同步之前,下行采用發(fā)“DL TPC pattern 01 count”PC Preamble的方式,進(jìn)行功控。在期間只能1PCA=1采用功控算法(。前向開環(huán)功率控制DCHCPICH Eb/I0測量的接收RACH :報告測量值計算專用信道的下行初始發(fā)射功率P =E b N 0%R W %(P C P IC H /(E c N 0C P IC H a %P to ta l 下行初始發(fā)射功率R Eb/N0Eb/N0W c

4、hip 其中為比特速率,為下行業(yè)務(wù)的,是速率,a Ptotal Transmitted carrier 為下行正交化因子,為功率,新建無RACH “Primary 線鏈路時,若有測量報告,則根據(jù)測量報告配置CPICH Ec/No”,沒有的情況下,則配置典型值。下行初始發(fā)射功率是指DPDCH PCPICH 相對于的發(fā)射功率,設(shè)置如下:UE NodeB RNC BLER FER/BER SIR 測量SIR目標(biāo)功率控制比特外環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功率控制W CDMA 系統(tǒng)閉環(huán)功率控制結(jié)構(gòu)Cc dc jDPDCHDPCCHIQ I+jQSdpchS上行功率偏置DPCCH DPDCHc/d和上的功率之比為的平方

5、WCDMA系統(tǒng)中的外環(huán)功率控制1上行功率偏置計算(cd增益因子和A j= d,refc,ref %L refL j%K jK refK ref=iRM i%N iK j=iRM i%N ic,其中refd,和ref TFCc,是相對于參考的增益因子,jd,和j是jTFC L相對于第的增益因子,ref是TFC DPDCH相對于參考的的個L數(shù),j是jTFC DPDCH RMi i 相對于第的的個數(shù),是相對于傳輸信道Ni i的半靜態(tài)速率匹配因子,是相對于傳輸信道從無線幀分離塊輸出TFC i的比特數(shù),求和是相對于中所有傳輸信道。(待續(xù)(接上頁Aj 1d,j=1.0c,j c,j 如果大于,那么,取滿足

6、條件1/Aj c,j 小于等于的最大量化值。因?yàn)椴豢赡転榱?1/15所以當(dāng)上式取整為零時,取比例對應(yīng)的最小量化值。 Aj 1d,j Aj 如果小于等于,那么取滿足條件大于等于的最小c,j=1.0量化值,。2上行功率偏置計算(上行內(nèi)環(huán)功率控制1(根據(jù)測量的NodeB PILOT DPCCH SIR如果測量大于目標(biāo),則;如果測量SIR SIR TPC=0小于目標(biāo),則SIR SIR TPC=1上行功率控制模式(有兩種。表示PCA PCA=1每個時隙發(fā)送一次命令,步長為或;TPC12dB表示每五個時隙發(fā)送一次命令,步長PCA=2TPC為1dBDPCCH 在上的功控步長調(diào)整量:dpcch = tpc *

7、 TPC_cmd 。TPC_cmd TPC DPDCH 為利用不同算法得到的合成命令。的功率DPDCH DPCCH c 根據(jù)和之間的功率偏置來設(shè)置。增益因子和d DPCCH 改變后,保持上的功率不變,因此總功率之間的關(guān)系是:2上行內(nèi)環(huán)功率控制(,11,2,2,2,2,TPC P P previousoutpreviousc previousd current c current d currentout+=TPC 其中為當(dāng)前內(nèi)環(huán)功率控制下的改變量。1PCA=1上行鏈路內(nèi)環(huán)功控算法(:UE TPC 當(dāng)沒有處于軟切換時,每個時隙收到一個命令;TPC 0TPC_cmd=-1如果=,則TPC 1TPC

8、_cmd=1如果=,則UE UE TPC 當(dāng)處于軟切換狀態(tài)時,接收多條下行無線鏈路上的命令UE TPC TPC_cmd ,同樣需進(jìn)行命令合并處理以形成每一時隙的RLS 。此時分兩步進(jìn)行:首先對屬于同一無線鏈路集(的下行鏈TPC RLS TPC 路進(jìn)行命令的合并,同一的命令是相同的,(待續(xù)3上行內(nèi)環(huán)功率控制(接上頁i RLS TPC Wi Wi 第個合并后的命令設(shè)為,的產(chǎn)生原則為:若該時隙TPC 0Wi=0TPC 1Wi 1UE 的命令為,則;若命令為,則=。假設(shè)N RLS N TPC W1存在個,經(jīng)過此合并后就形成了個命令,設(shè)為、W2WN N RLS TPC 。其次對這條的指令進(jìn)行合并。采用如

9、下公式處理:TPC_cmd = g (W1, W2, WNg N TPC 函數(shù)應(yīng)該滿足這樣的要求:如果個命令是獨(dú)立且不相關(guān),等“0”“1”g 1于或的概率相等,那么函數(shù)的輸出等于的概率應(yīng)該大 1/(2N-10.5Wi 于或等于;等于的概率應(yīng)該大于或等于。有一個為0TPC_cmd -1Wi 1TPC_cmd 1,為;只有所有的為,才為。這種g 情況滿足函數(shù)要求。4上行內(nèi)環(huán)功率控制(5上行內(nèi)環(huán)功率控制(上行鏈路內(nèi)環(huán)功控算法(:2PCA=2如果沒有處于軟切換,在每個時隙只收到一個命令,將UE TPC UE 以個時隙為單位,對于前面?zhèn)€時隙,=,對于第個54TPC_cmd05時隙,如果在個時隙中接收到的

10、個命令硬判決結(jié)果為,則55TPC1,如果所有硬判決結(jié)果為,則,其它TPC_cmd=10TPC_cmd=-1 TPC_cmd=0情況。(待續(xù)UE 當(dāng)處于軟切換時,則可以分為兩步,第一步是將同屬于一個RLS Radio Link Set RL TPC RLS (的的合并(在一個內(nèi)的所有RL TPC N RLS 的是一樣的。這樣如果有個,則每個時隙都會得TPCi i = 1,2.N RLS 到(。每個都采用上文所述的方法,將35一幀分為段,每段個時隙,然后再做判決。這樣前四個時隙最終 TPC_cmd = 0 RLS 得到的。第五個時隙中,設(shè)每個判決結(jié)果為TPC_tempi i = 1,2.N 4(,

11、則前個時隙,所有的TPC_tempi = 0 5TPC_cmd ,第個時隙的則通過如下規(guī)則獲得:N TPC_temp 0.5TPC_cmd 對個命令進(jìn)行算術(shù)平均,如果大于則1-0.5,TPC_cmd -10為。如果小于則為,否則為。6上行內(nèi)環(huán)功率控制( PO1PO2PO3DPCCH PILOT TPC 、和分別是的、和TFCI DPDCH 相對于的功率偏置PO1PO2PO3RNC 、和由確定DPDCH 下行的最大最小發(fā)射功率由準(zhǔn)入策略確定1下行內(nèi)環(huán)功率控制(2下行內(nèi)環(huán)功率控制(根據(jù)測量的(軟切換期間UE PILOT DPCCH SIR在最大比合并之后TPC UE在產(chǎn)生命令之前,檢查下行功率控制

12、模式(,該參數(shù)由設(shè)置。當(dāng)DPC-MODE RNC時,則每個時隙發(fā)送一次DPC-MODE=0UE TPC 命令;當(dāng)時;則每三個時隙重DPC-MODE=1UE復(fù)相同的命令TPC收到后調(diào)整和的發(fā)NodeB TPC DPCCH DPDCH射功率。步長為、或。0.51 1.52dB=+=0TPC ,TPC 1TPC ,TPC P est est TPC 如果如果=+=<+=+=0TPC TPC Limit _Raise _Power 1TPC 0Limit _Raise _Power 1TPC TPC P est TPC sum est TPC sum est TPC 如果,且如果,且,如果=1k

13、 Size _Window _Averaging _Power _DL k i TPCsum i (P P(k = P(k - 1 + P TPC (k + P bal (k3下行內(nèi)環(huán)功率控制( SRNC 發(fā)起功率平衡過程發(fā)起功率平衡過程SRNC監(jiān)測各個基站對SRNC監(jiān)測各個基站對UE的發(fā)射功率情況如UE的發(fā)射功率情況如果發(fā)現(xiàn)有功率漂移,果發(fā)現(xiàn)有功率漂移,則通過Iub接口信令則通過Iub接口信令發(fā)起下行功率平衡過發(fā)起下行功率平衡過程。程。下行功率平衡過程TPC 下行功率平衡算法主要是抵抗在軟切換時由于誤碼導(dǎo)致的下行不同無線鏈路之間的功率偏移。這WCDMA 種偏移在系統(tǒng)中引入快速功率控制技術(shù)后顯

14、得尤為突出。偏移越大,軟切換增益越小。下行功率平衡(1(init CPICH P ref bal P P P r P +=P(k = P(k - 1 + P TPC (k + P bal (k軟切換中的功率控制對于上行,軟切換能大大改善上行信道質(zhì)量,拓展小區(qū)覆蓋范圍并增加上行信道容量;對于下行,軟切換雖然可以增強(qiáng)接收信號功率,但與此同時由于參與軟切換的個基站與移動臺建立連接,因此系統(tǒng)內(nèi)總干擾增大了,引起下行容量損失,且當(dāng)軟切換區(qū)域增加時下行容量會進(jìn)一步減小。軟切換中功率控制的另一種算法是(SSDT site selection diversity transmission,其基本思想是讓路徑損

15、耗最小的基站發(fā)射信號,其他基站只接收上行鏈路信號和發(fā)射DPCCH。這樣可以減少下行鏈路的總發(fā)射功率和額外的干擾。外環(huán)功率控制的目的WCDMA系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)功率控制是使發(fā)射信號的功率到達(dá)接收端時保持一定的信干比。然而,在不同的多徑環(huán)境下,即使平均信干比保持在一定的門限之上,也不一定能滿足通信質(zhì)量的要求(BER或FER或BLER。因此需要一個外環(huán)功率控制機(jī)制來動態(tài)地調(diào)整內(nèi)環(huán)功率控制的門限,使通信質(zhì)量始終滿足要求。上行外環(huán)功率控制SRNC DRNC 設(shè)置SIR目標(biāo)值設(shè)置SIR目標(biāo)值設(shè)置SIR目標(biāo)值設(shè)置SIR目標(biāo)值設(shè)置SIR目標(biāo)值設(shè)置SIR目標(biāo)值進(jìn)行選擇性合并,并根據(jù)測量到的BLER和業(yè)務(wù)的QOS要求計算

16、上行SIR目標(biāo)值+BLER/BER/FER 測量SIR 目標(biāo)差值與目標(biāo)BLER/BER/FER 差值之間的映射關(guān)系SIR 目標(biāo)的修改內(nèi)環(huán)功率控制BLER/BER/FER 目標(biāo)值新的外環(huán)功率控制結(jié)束新的外環(huán)功率控制開始WCDMA 系統(tǒng)外環(huán)功率控制基本結(jié)構(gòu)AMRCWCDMA系統(tǒng)中外環(huán)功率控制的基本內(nèi)容外環(huán)功率控制的初始化DTX非下的外環(huán)功率控制處理機(jī)制DTX下的外環(huán)功率控制處理機(jī)制失步情況下的外環(huán)功率控制處理機(jī)制硬切換情況下的外環(huán)功率控制處理機(jī)制鏈路異常情況下的外環(huán)功率控制處理機(jī)制NN1N2外環(huán)功率控制原理圖外環(huán)功率控制N 1!0,N 2=0(aDTX BLER 此時對應(yīng)非情況,進(jìn)行基于的外環(huán)功率

17、控制N 1=0,N 2!0(cDTX DPCCH BER 此時對應(yīng)情況,進(jìn)行基于的外環(huán)功率控制N TTI 注:由外環(huán)功率控制周期除以然后取整得到 DTX DTX BLER 對應(yīng)和非混合情況,基于進(jìn)行外環(huán)功率控制N 1!0,N 2!0(b特殊情況下的外環(huán)功率控制處理機(jī)制硬切換的條件下,保留兩套外環(huán)功率控制處理機(jī)制:新的外環(huán)功率控制適應(yīng)新建立的鏈路;舊的外環(huán)功率控制用于當(dāng)切換失敗后回到原來鏈路時的外環(huán)功率控制通過測量err,判斷當(dāng)鏈路處于異常時,不進(jìn)SIRSIR行目標(biāo)的調(diào)整SIR失步時,停止調(diào)整目標(biāo),丟掉原來的通信質(zhì)量統(tǒng)計信息,同步后再進(jìn)行外環(huán)功率控制壓縮模式下的功率控制壓縮模式下的功率控制的目的

18、壓縮模式的實(shí)現(xiàn)方式壓縮模式下的上行功率控制壓縮模式下的下行功率控制壓縮模式下的功率控制的目的TPC補(bǔ)償壓縮幀內(nèi)命令的丟失SIR補(bǔ)償傳輸速率的提高對的要求壓縮模式的實(shí)現(xiàn)方式擴(kuò)頻因子減半(上、下行打孔(下行高層信令規(guī)劃在其它幀發(fā)送(上、下行SIR 壓縮模式下的上行目標(biāo)1壓縮模式下的上行功率控制(SIRcm_target = SIRtarget + SIRPILOT+SIR1_coding + SIR2_codingSIRPILOT= 10Log10 (Npilot,prev/Npilot,currSIR1_coding=DeltaSIR1,傳輸間隙模式中第一個傳輸間隙位于當(dāng)前上行SIR1_codi

19、ng=DeltaSIRafter1幀中;,當(dāng)前上行幀位于傳輸間隙模式中第一個傳輸間隙所對應(yīng)無線幀之后;SIR2_coding=DeltaSIR2,傳輸間隙模式中第二個傳輸間隙位于當(dāng)前上行SIR2_coding=DeltaSIRafter2幀中;,當(dāng)前上行幀位于傳輸間隙模式中第二個傳輸間隙所對應(yīng)無線幀之后;SIR1_coding SIR2_coding0、為,其它情況。ITP 壓縮模式結(jié)束后的上行初始發(fā)射功率模式(2上行壓縮模式下的功率控制(ii scTPC i i i k cmd TPC =11_96875.09375.0gap TPC RESUME cmd _TPC ×=lastR

20、ESUME =ITP=0時ITP=1時3壓縮模式下的上行功率控制(RPP 壓縮模式結(jié)束后恢復(fù)期的功率控制模式(RPP=0時,PCA 用通常確定的TPC 進(jìn)行功率控制RPP=1時,PCA=1用,步長為TPC RP 進(jìn)行功率控制PCA 1DRP-TPC min2DTPC 3dB如果等于,則=,;PCA 2DRP-TPC 1dB 如果等于,則=。DPCCH = RP-TPC *TPC_cmd + PILOT4壓縮模式下的上行功率控制(壓縮模式下的增益因子和cdA C,j=A j%15%N pilot,CN slots,C%N pilot,N壓縮模式下的下行功率控制P(k = P(k - 1 + P

21、TPC (k + P SIR (k + P bal (k壓縮模式下給下行發(fā)射功率配置增量prevcurr SIR P P k (P =coding_2P coding _1P n compressio _Pn ,n compressio _1P max(P +=L n CCTrCH TrCH TTI TTI 表示中包含的所有的中長度不同的的個數(shù)。Pi_compression 的定義如下:Pi_compression=3dB ,對擴(kuò)頻因子減半的下行壓縮幀;Pi_compression=10log(15*Fi/(15*Fi-TGLiFi ,在當(dāng)前長度為的無線幀TTI TGLi TTI Fi 內(nèi),采用打孔方法形