WCDMA系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)仿真與分析

WCDMA系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)仿真與解析WCDMA系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)仿真與解析50/50肅PAGE50膂羋衿莀薇袂襖蚅節(jié)袇芀芀艿膃袇袃莂蒆蟻膀螇肀蚆蒅蒂肅肂肀蒈莁蒅螃薂羈膈羈羆薂膃芅螞薇蕿袁蚈螃芆薃螂膆羀螁肆螀羅肅螁螅莁蕆袈羂螄莃袁芅螂莇芆芃袇羆羈膈衿芇羈膀薆芄肁螇芀膇蝕蒁蒞螆膁莆蟻膇膇螞膄肄芁羅肂肇衿袃膆莂莁袈羋羈莇袀羅襖莁蕆蠆袈聿肁蚄膂螅肆肀螈蕆芃螇蚄襖蚆蒁蚈艿芀蒆羃羄芅袂薈蚇蒁芅薅羄肈罿薈荿螂肄袃肄蚇莀蒈袆羃肇蒞膄芆螀荿薈羀裊蚃芄裊膁艿肆膁薄膅莄蒄莈腿螈莂莃蒃蒄莈蝿聿膆莀莆肅薃羇膀罿袈薁膅芄薃薆薁罿莆袂羄袆蚃膅羂衿肈肅羇膄螃羈聿蝿蝿羀螆蒂袃薇葿蝕芇芁薄羄羃膆袀薀罿蒂芃節(jié)肅螅芁蒀蕆葿莆螄膃莄蒈莀腿蟻肅肂膂羋衿莀薇袂襖蚅節(jié)袇芀芀艿膃袇袃莂蒆蟻膀螇肀蚆蒅蒂肅肂肀蒈莁蒅螃薂羈膈羈羆薂膃芅螞薇蕿袁蚈螃芆薃螂膆羀螁肆螀羅肅螁螅莁蕆袈羂螄莃袁芅螂莇芆芃袇羆羈膈衿芇羈膀薆芄肁螇芀膇蝕蒁蒞螆膁莆蟻膇膇螞膄肄芁羅肂肇衿袃膆莂莁袈羋羈莇袀羅襖莁蕆蠆袈聿肁蚄膂螅薅肀芆蕆袁螇芃襖膄蒁芆艿螈蒆薁羄螃袂膆蚇聿芅肅羄蚆罿肆荿芀肄莁肄芅莀羇袆蒁肇袃膄襖螀袇薈蒈裊膁芄蒃膁螇肆蠆薄螃莄肂莈蚇螈羈莃羈蒄袆蝿蚇膆袈莆薄薃蒅膀薇袈腿膅袂薃肄薁蕆莆莀羄莄蚃蚃羂莇肈薁羇螞螃薆聿羋蝿薈螆羀袃膅葿膈芇蝿薄蒂羃螄袀肈罿羀芃螀肅莃芁肈蕆羈莆莂膃羃蒈羈腿腿肅薁膂螆衿袈薇蒀襖膃節(jié)蒞芀螈艿蟻袇蒁莂羄蟻蚈螇蚈蚆羃蒂薃肂蕿蒈衿蒅芁薂蒆膈蕿羆肀膃袃螞肅蕿葿蚈莁芆肁螂蚄羀荿肆艿羅蚃螁芄莁羅袈薀螄羂袁袃螂裊芆螁袇蒄羈蚆衿裊羈螈薆螂肁芅芀螅蝕罿蒞芄膁襖蟻蚅膇膀膄薂芁蒃肂薆衿莁膆袀莁莆羋蒆莇莈羅莂莁羆蠆莆聿薀蚄蝕螅薅肀芆蕆袁螇芃襖膄蒁芆艿螈蒆薁羄螃袂膆蚇聿芅肅羄蚆罿肆荿芀肄莁肄芅莀羇袆蒁肇袃膄襖螀袇薈蒈裊膁芄蒃膁螇肆蠆薄螃莄肂莈蚇螈羈莃羈蒄袆蝿蚇膆袈莆薄薃蒅膀薇袈腿膅袂薃肄薁蕆莆莀羄莄蚃蚃羂莇肈薁羇螞螃薆聿羋蝿薈螆羀袃膅葿膈芇蝿薄蒂羃螄袀肈罿羀芃螀肅莃芁肈蕆羈莆莂膃羃蒈羈腿腿肅薁膂螆衿袈薇蒀襖膃節(jié)蒞芀螈艿蟻袇蒁莂羄蟻蚈螇蚈蚆羃蒂薃肂蕿蒈衿蒅芁薂蒆膈蕿羆肀膃袃螞肅蕿葿蚈莁芆肁螂蚄羀荿肆艿羅蚃螁芄莁羅袈薀螄羂袁袃螂裊芆螁袇蒄羈蚆衿裊羈螈薆螂肁芅芀螅蝕罿蒞芄膁襖蟻蚅膇膀膄薂芁蒃肂薆衿莁膆袀莁莆羋蒆莇莈羅莂莁羆蠆莆聿薀蚄蝕螅薅肀芆蕆袁螇芃襖膄蒁芆艿螈蒆薁羄螃袂膆蚇聿芅肅羄蚆罿肆荿芀肄莁蚈芅羄羇蒁蒁蟻袃螈襖蒞袇膃蒈蒀膁袈蒃螆螇薁蠆腿螃羈肂羃蚇莂羈羈羈肈袆莃蚇螀袈羀薄肈蒅螄薇蒂腿蝿袂膈肄膅蕆羀莀薈莄羋蚃薆莇螞薁WCDMA系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)仿真與解析

WCDMA系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)仿真與解析

大綱

功率控制是新一代無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重點技術(shù)之一。在WCDMA系統(tǒng)中，如何有效地進(jìn)行功率控制，而且在保證用戶要求的QoS前提下，最大程度降低發(fā)射功率，減少系統(tǒng)攪亂進(jìn)而增加系統(tǒng)容量，是WCDMA技術(shù)中的重點。

在CDMA系統(tǒng)中，由于存在著“多址攪亂”、“遠(yuǎn)近效應(yīng)”、“陰影效應(yīng)"而使得通信質(zhì)量惡化，最后結(jié)果是以致整個通信系統(tǒng)的容量下降，而功率控制技術(shù)的出現(xiàn)有很效地解決這些問題。功率控制技術(shù)的采用，一方面減小了攪亂的影響，另一方面在滿足信噪比要求的情況下，使搬動臺的發(fā)射功率控制在最低電平，這既降低了發(fā)射功率，又減小了不一樣用戶之間的攪亂，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的容量。

本文主要研究了3GWCDMA搬動通信系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)，詳細(xì)研究了其中的上行開環(huán)功率控制、上行內(nèi)環(huán)功率控制和上行外環(huán)功率控制并對其進(jìn)行仿真與解析。

重點字：功率控制；WCDMA；SIR；QOS；遠(yuǎn)近效應(yīng)；

THESIMULATIONANDANALYSISOFPOWER

CONTROLTECHNOLOGYINWCDMA

COMMUNICATIONSYSTEMS

ABSTRUCT

Powercontrolisakeytechnologyforthewirelesscomunicationnetworksystemofthenewgeneration.Howtousethepowercontroltodecreasethetransmittionpowerandlessenthesysteminterference,andthustoraisethesystemcapacitywhileensureingtheQoSrequiredbyusers,isofgreatimportanceinWCDMATechnology.

InCDMAsystem，¨multi—addressinterference","nearfarproblem-”and’’shadingeffect”deterioratethequalityofcommunicationsystem，whichleadingtothesystemcapacitydecrease．Powercontrolisintroducedtosolvetheseproblems

effectively．Powercontroltechnologyisintroducedtoweaktheinfluenceofinterference，andtomakethetransmitpowermaintainthelowestlevelsatisfyingSIRrequirement．Powercontroltechnologybothhelpthetransmitandreducetheinterferencetootherusers．Thussystemcapacitycanbeimproved．

Inthisthesis，Imainlyhaveallin—depthstudyonpowercontrolinradioresourcemanagementfor3GWCDMAnetwork，particularly,onuplinkopenlooppowercontrol、uplinkinnerlooppowercontrol、uplinkoutlooplooppowercontroltechnologyandwealsosimulinkandanalysethepowercontrolsystem.KEYWORDS:powercontrol;WCDMA;SIR;QOS;near-fareffect目錄

第一章緒論

1.1第三代搬動通信的發(fā)展大要

第三代搬動通信，簡稱3G，全稱為3rdGeneration，中文含義就是指第三代數(shù)字通信。第三代搬動通信系統(tǒng)（即IMT-2000）是在第二代搬動通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上一步步發(fā)展和演進(jìn)而來的，它的重點技術(shù)技術(shù)為CDMA。它的功能比二代通信系統(tǒng)富強，能在供應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時供應(yīng)語音業(yè)務(wù)，而且還能夠完好解決上一代搬動通信系統(tǒng)存在不足，是當(dāng)前比較先進(jìn)的搬動通信系統(tǒng)，因此也被稱作為未來搬動通信系統(tǒng)。第三代搬動通信系統(tǒng)的目的是：在全球范圍內(nèi)無論何時、何地、任何用戶都能夠用任何方式在未來搬動通信系統(tǒng)中實現(xiàn)與任意終端完成高質(zhì)量地信

息傳輸和通信，這也是第三代搬動通信系統(tǒng)的突出特色。因此可知，第三代搬動通信特別重申了人在通信系統(tǒng)中的主導(dǎo)性，因此第三代搬動通信系統(tǒng)也被稱為未來個人通信系統(tǒng)。1985年，總部位于日內(nèi)瓦的結(jié)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織信系統(tǒng)，只但是當(dāng)時稱為未來公眾陸地搬動通信系統(tǒng)

ITU便提出了第三代搬動通

(FPLMTs)，經(jīng)過10多年的發(fā)展并在

1996年更名為國際搬動通信．

2000(IMT-2000)

，由于它的系統(tǒng)主要工作在

2000MHz頻段而且它的最高業(yè)務(wù)速率可達(dá)

2000kbit

／s

再加上原計劃在2000年左右開始商用。此后各個地區(qū)化標(biāo)準(zhǔn)組織都紛紛睜開了各自的研究比方

ETSI、ARIB、TIA、T1、TTA、CWTS、TTC等。

3G技術(shù)被歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)統(tǒng)稱為通用搬動通信系統(tǒng)。3G正式成為

UMTS系統(tǒng)中的入選技術(shù)方案是在1998年日本和歐洲在寬帶CDMA建議的重點參

數(shù)上獲取一致的情況下，它的空中接口是頻分雙工(FDD)頻段，因此也通稱為

WCDMA。為了跟北美的窄帶CDMA標(biāo)準(zhǔn)有所差異，由歐洲ETSI倡導(dǎo)，并由ETSI(歐

洲)、CWTS(中國)、ARIB(日本)、TTC(日本)、TTA(韓國)和T1(美國)等成員組成的第三代合作組3GPP對其進(jìn)一步的細(xì)化和改進(jìn)。3GPP的目標(biāo)是擬定與GSM／GPRS

兼容的第三代搬動通信標(biāo)準(zhǔn)WCDMA，在歐洲又稱為UMTS。

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各國和地區(qū)在搬動通信的標(biāo)準(zhǔn)方面各不同樣，在國際電聯(lián)確定三個無線接口標(biāo)準(zhǔn)中（美國

CDMA2000，歐洲

WCDMA

，中國TD-SCDMA

）國內(nèi)分配情況以下：分別是中國聯(lián)通的

WCDMA

，中國電信的CDMA2000和中國搬動的TD-SCDMA。由于第二代系統(tǒng)采用的是時分多址（TDMA）而CDMA采用的是碼分?jǐn)U頻技術(shù)，因此在話音激活和先進(jìn)功率方面第三代通信系統(tǒng)的的網(wǎng)絡(luò)容量比第二代通信系統(tǒng)的3倍還要大，業(yè)界把CDMA技術(shù)

作為3G的主流技。

第三代搬動通信面對的主要問題

●多徑衰落

多徑衰落幾乎存在所有搬動通信系統(tǒng)中，由于碰到地物、地貌和海況等因素的影響。在流傳過程中無線電波將發(fā)生折射、反射和直射等，進(jìn)而使得無線電波有多條流傳路徑。由于接收端的天線的地址和極化的差異，使不一樣路徑的無線電波到達(dá)接收機時信號的幅度、相位擁有不一致性和時變性，這就以致接收信號程衰落現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對系統(tǒng)的容量有著巨大的影響。

●多址攪亂

多址攪亂是指同CDMA系統(tǒng)中多用戶的信號在時域和頻域上是混疊的，由于CDMA系統(tǒng)為碼分多址，CDMA系統(tǒng)采用的是不一樣的地址嗎來劃分每個用戶，而在不一樣用戶之間的擴頻序列不能夠完好正交，即相關(guān)系數(shù)不為零。這種不相關(guān)性也就引起了用戶之間的相互攪亂。多址攪亂很大程度上限制了系統(tǒng)的容量，而且也嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的性能。

●遠(yuǎn)近效應(yīng)

所謂遠(yuǎn)近效應(yīng)，就是指當(dāng)基站同時接收兩個距離不一樣的搬動臺發(fā)來的信號

時，由于距離基站較近的搬動臺信號較強，距離較遠(yuǎn)的搬動臺信號較弱，則距離基站近的搬動臺的強信號將對另一搬動臺信號產(chǎn)生嚴(yán)重的攪亂。內(nèi)環(huán)功率控制能夠有效的解決遠(yuǎn)近效應(yīng)這一問題。

第三代搬動通信的重點技術(shù)

●功率控制技術(shù)

在CDMA系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)采用的是寬帶擴頻技術(shù)，所有的用戶都享受共同的上、下行頻譜資源，每一個用戶的適用信號的能量都分配到整個頻帶內(nèi)，而這種

適用信號對其他用戶來說將是一個攪亂。因此，功率控制技術(shù)對WCDMA系統(tǒng)而言比較重要。

WCDMA系統(tǒng)中，功率控制按搬動臺和基站可否同時參加又可分為開環(huán)功率控

制和閉環(huán)功率控制兩大類；按方向可分為上行（反向）和下行（前向）功率控制。開環(huán)功率控制是依照上行鏈路的攪亂情況估計下行鏈路或是依照下行鏈路的情

況來估計上行鏈路，是單向不閉合的。由此就可以經(jīng)過測量UE的發(fā)射功率（或接收功率）來估計UE的接受功率（或發(fā)射功率），爾后依照信道情況合適的調(diào)整發(fā)射功率的大小。由于開環(huán)功率控制可是經(jīng)過路徑耗費和攪亂等來估計初始發(fā)射功

率，這就使得發(fā)射功率值不太精確。而閉環(huán)功率控制能夠有效地解決此問題，它經(jīng)過用接收功率的測量值來計算出一個實質(zhì)SIR再與目標(biāo)SIR對照較來獲取一個功率控制命令，爾后經(jīng)過信道把功率控制命令傳達(dá)到發(fā)射端，再依照此命令來調(diào)治發(fā)射功率的大小。外環(huán)功率控制技術(shù)則是以誤碼率或誤塊率為衡量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過實質(zhì)BER與目標(biāo)BER的比較獲取功率控制命令，爾后調(diào)整閉環(huán)功率控制的目標(biāo)信干比。

●多用戶檢測技術(shù)

在CDMA系統(tǒng)中，由于碼間不正交，會引起多址攪亂（MAI），而多址攪亂將

會限制系統(tǒng)容量，為了除掉多址攪亂影響，人們提出了利用其他用戶的已知信息去除掉多址攪亂的多用戶檢測技術(shù)。多用戶檢測技術(shù)分為兩大類：線性多用戶

檢測和相減去攪亂檢測。在線性多用戶檢測中，對傳統(tǒng)的解相器軟輸出的信號進(jìn)行一種線性的照射（變換）以期產(chǎn)生新的一組有希望供應(yīng)更好性能的輸出。在相減去攪亂檢測中，可產(chǎn)生對攪亂的展望并使之減小。當(dāng)前，CDMA系統(tǒng)中的多用戶檢測技術(shù)還存在必然的限制，主要表現(xiàn)在：多用戶檢測可是除掉了小區(qū)內(nèi)的攪亂，而對小區(qū)間的攪亂還是無法除掉；算法相當(dāng)復(fù)雜，不易在實質(zhì)系統(tǒng)中實現(xiàn)。

多用戶檢測技術(shù)的限制是臨時的，隨著數(shù)字信號辦理技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，降低復(fù)雜性的多用戶檢測技術(shù)必然在第三代搬動通信系統(tǒng)中獲取廣泛的應(yīng)用。

●智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)是中國標(biāo)準(zhǔn)TD-SDMA中的重要技術(shù)之一，是基于自適應(yīng)天線原理的一種合適于第三代搬動通信系統(tǒng)的新技術(shù)。它結(jié)合了自適應(yīng)天線技術(shù)的優(yōu)點，利用天線陣列的波束匯成和指向，產(chǎn)生多個獨立的波束，能夠自適應(yīng)地調(diào)整其方向圖以追蹤信號的變化，同時可對攪亂方向調(diào)零以減少甚至抵消攪亂信

號，增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。智能天線的特色是能夠以較低的代價換得天線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗擁塞和抗掉話等性能的提高。智能天線在攪亂和噪聲環(huán)境下，經(jīng)過其自己的反響控制系統(tǒng)改變輻射單元的輻射方向圖、頻率響應(yīng)及其他參數(shù)，使接收機輸出端有最大的信噪比。

●多載波技術(shù)

多載波MC-CDMA是第三代搬動通信系統(tǒng)中使用的一種新技術(shù)。多載波

CDMA技術(shù)早在1993年的PIMRC會議上就被提出來了。當(dāng)前，多載波CDMA作

為一種有著優(yōu)異應(yīng)用遠(yuǎn)景的技術(shù)，已吸引了好多公司對此進(jìn)行深入研究。多載波

CDMA技術(shù)的研究內(nèi)容大體有兩類：一是用給定擴頻碼來擴展原始數(shù)據(jù)，再用

每個碼片來調(diào)制不一樣的載波。另一種是用擴頻碼來擴展已經(jīng)進(jìn)行了串并變換后的

數(shù)據(jù)流，再用每個數(shù)據(jù)流來調(diào)制不一樣的載波。

功率控制技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

功率控制技術(shù)在第二代搬動通信系統(tǒng)中其實就已經(jīng)獲取了廣泛的應(yīng)用。在

GSM系統(tǒng)中的是使用的是FDMA和TDMA，對于FDMA來說同一載波只有一個用戶而對

于TDMA是同一時隙只有一個用戶因此不一樣用戶間之間的攪亂小。與WCDMA系統(tǒng)相

比“遠(yuǎn)近效應(yīng)”的影響就顯得不是太明顯，因此GSM系統(tǒng)就不太依賴于功率控制

系統(tǒng)。在GSM系統(tǒng)中主要采用的是頻率為2Hz的慢速功率控制。在CDMA系統(tǒng)中的IS

95系統(tǒng)中就已經(jīng)采用功率控制技術(shù)，由于lS-95系統(tǒng)采用的是CDMA技術(shù)，也就

是說對同樣載波在同樣時隙不一樣用戶是依照擴頻碼序列的正交性來劃分的。但是要使擴頻碼完好正交是不太可能，因此不一樣用戶之間的攪亂也比較大，“遠(yuǎn)近效應(yīng)”很明顯。在這個系統(tǒng)中，上下行鏈路的同步方式不同樣，下行鏈路采用同步

碼分技術(shù)；而上行鏈路采用的是異步碼分技術(shù)，這就使得下行鏈路比上行鏈路要

好，因此，功率控制主要用于上行鏈路。但下行也要用功率控制技術(shù)只但是采用的是慢速的閉環(huán)功率控制技術(shù)，其功率控制的調(diào)治步長也比較小只有0．5dB。而在上行鏈路由于存在著“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，因此上行鏈路功率控制要求相對就比較高。

在IS．95系統(tǒng)的上行功率控制中由粗控、精控和外環(huán)功率控制三部分組成，依照不一樣的情況選擇不一樣的功率控制方案。

對于3G系統(tǒng)而言，它主要使用的是CDMA技術(shù)。3G系統(tǒng)無論是在系統(tǒng)容量還是在通信質(zhì)量方面都好于2G系統(tǒng)，因此在功率控制方面3G也要比2G要好。

作為3G標(biāo)準(zhǔn)之一的cdma2000系統(tǒng)，它的功率控制方案是基于IS-95的功率控

制方案改進(jìn)而來的，因此其功率控制方案與IS-95有好多相似之處。其中在上行

鏈路功率控制方案與IS-95完好同樣，但在下行功率控制方面就有很大不一樣。主

若是增加了下行信道的閉環(huán)和外環(huán)功率控制。在功率控制原理方面WCDMA與IS-95

相似，但是WCDMA要求跟更高一些。無論是下行鏈路還是上行鏈路他們都采用開

環(huán)、內(nèi)環(huán)和外環(huán)三種功率控制相結(jié)合的方案，其中的快速閉環(huán)功率控制（內(nèi)環(huán)功

率控制）的頻率為1500Hz，這一速率高于所有路徑耗費的改變頻率，這就很好的

預(yù)防了在上行鏈路中NodeB所接收的信號會出現(xiàn)功率不平衡的情況。功率控制命

令的調(diào)治步長有0．5dB、1．0Db、1．5dB或2．0dB幾種情況，在不一樣情況下，選

取的值不一樣，一般采用1．0dB。

隨著搬動通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，功率控制必然程度上也促進(jìn)了算法和測量技

術(shù)的發(fā)展。在2G、3G中所應(yīng)用的算法在功率調(diào)整上基本都是固定步長（上行鏈路

中基本取1或2），而且功率調(diào)整的間隔也是固定不變的。這種控制方法，有好多

不足之處，比方靈便性差、牢固性差、功率爬升或下降周期長等。為認(rèn)識決這一

問題，人們提出了幾種不一樣的功率控制方法：自適應(yīng)模糊功率控制、自適應(yīng)功率

控制和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功率控制等。在功率測量方面，各種技術(shù)也都被提出和應(yīng)

用，而且都有各自的特色。

第二章設(shè)計原理

功率控制技術(shù)

功率控制作為資源管理的一部分已經(jīng)成為WCDMA系統(tǒng)的一項重點技術(shù)。由于

WCDMA中存在遠(yuǎn)近效應(yīng)、自攪亂等各種問題，功率控制的性能的利害直接接決定

了WCDMA系統(tǒng)性能的利害，而且很大程度上決定了WCDMA系統(tǒng)的容量，而且對于系統(tǒng)覆蓋和相關(guān)業(yè)務(wù)的QoS都有重要影響。

功率控制的首要作用是優(yōu)化用戶的發(fā)射功率和改進(jìn)該用戶的QOS，但由于系

統(tǒng)存在的各種問題問題，比方在增加用戶的發(fā)射功率時會影響其他用戶的QOS，因此功率控制在WCDMA系統(tǒng)中表現(xiàn)出矛盾的兩個方面。

WCDMA系統(tǒng)采用寬帶擴頻技術(shù)，所有的用戶都享受共同的上下頻譜資源，這樣每個用戶的適用信號能量都被分配在整個頻帶范圍內(nèi)，而這樣搬動臺適用的信號對其他用戶來說就成為一個攪亂。如何控制用戶的攪亂、改進(jìn)功率的利用率進(jìn)而提高整個系統(tǒng)的用戶容量和通信質(zhì)量，進(jìn)而更有效的利用無線資源，功率控制成為不能或缺的重要手段。

功率控制恰似是一個杠桿，由于它既要保證每個用戶和基站之間的有效聯(lián)

系，又要滿足在系統(tǒng)內(nèi)對其他搬動終端的攪亂最小，也就是說功率控制要在提高

系統(tǒng)容量和保證通話質(zhì)量方面找到平衡。平時，功率控制常比作在一房間里說話的每一個人所遵守的“制度”，而這個“制度”就是讓每對說話的人用能使對方聽到的最小聲音說話；這樣，整個房間里的“噪聲”將是最小，而且，房間里能容納說話人的也最多。

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)攪亂進(jìn)而增加系統(tǒng)容量。

功率控制原則

WCDMA功率控制的原則是指功率控制的基本依照，從原理角度出發(fā)，功率控

制的原則能夠分為三類，功率平衡的原則、信干比平衡的原則和質(zhì)量平衡的原則。

1、功率平衡的原則

功率平衡是指接收端收到的適用信號功率相等，一般在上行鏈路是使NodeB接收的各個UE的適用信號的功率相等，下行鏈路是使各個UE接收的NodeB的適用信號的功率相等。在功率平衡的兩個方向中，我們更加重申上行鏈路的接收功率相等，由于在以實時講話業(yè)務(wù)為主的服務(wù)里，上行鏈路是影響系統(tǒng)容量的主要因素。初期的CDMA功率控制技術(shù)中，采用的就是這種原則。在第三代搬動通信中，

混雜業(yè)務(wù)是重要的特色之一，很明顯，不能夠以簡單的接收功率相等來對待不一樣的業(yè)務(wù)，由于接收機接收不一樣的業(yè)務(wù)，需要不一樣的接收功率，因此現(xiàn)在已經(jīng)很少再用這種判斷原則。

2、信干比平衡的原則

隨著技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過測量接收功率，爾后進(jìn)行調(diào)整發(fā)射功率的方法已略顯粗糙，為了供應(yīng)更大的容量，在技術(shù)上采用了比功率更加敏感、更加有效影響質(zhì)量的參數(shù)——信干比來進(jìn)行功率控制。信干比平衡主若是指在接收端，要求所接收到的適用信號的功率都相等。對上行鏈路而言是使得NodeB接收的各個用戶的適用信號的SIR相等，而對下行鏈路而言是使各個用戶接收的來自NodeB的適用信號的信干比相等。同樣在以實時講話業(yè)務(wù)為主的服務(wù)里我們更加重申上行鏈路的接收信干比相等。

3、質(zhì)量平衡的原則

描述搬動通信質(zhì)量的定量指標(biāo)一般有BER、FER等。質(zhì)量平衡原則其實不是說任何鏈路的質(zhì)量如BER等都要達(dá)到一致，而是說每種業(yè)務(wù)自己的質(zhì)量是以要求的質(zhì)量目標(biāo)為中心，達(dá)到動向平衡的過程。它的提出，能夠很好的解決現(xiàn)在第三代搬動通信中擁有多種業(yè)務(wù)的特色，而且質(zhì)量目標(biāo)靈便即時可變的問題。質(zhì)量平衡與信干比平衡的原則相結(jié)合使用，是現(xiàn)在功率控制技術(shù)的主流。

功率控制原理

在WCDMA系統(tǒng)中，依照功率控制的對象不一樣、功率控制的方式不同樣，功率控制能夠劃分為不一樣的種類。

從上下行的角度，WCDMA中有上行功率控制（對搬動臺UE的發(fā)射功率進(jìn)行控制）和下行功率控制（對基站特定信道的發(fā)射功率進(jìn)行控制）。

從功率控制的對象，能夠分為專業(yè)業(yè)務(wù)信道的功率控制和公共信道的功率控制。

依照功率控制的特色，功率控制又能夠分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制，其中閉環(huán)功率控制又能夠分為內(nèi)環(huán)（快速）功率控制和外環(huán)（慢速）功率控制。

下行外環(huán)功率控制是在UE上完成的，上行外環(huán)功率控制是在RNC上完成的。上行和下行的內(nèi)環(huán)功率控制都是在UE和DodeB之間完成的。圖所示為WCDMA系統(tǒng)中功率控制的一個分類總結(jié)。

圖功率控制的總結(jié)

開環(huán)功率控制

所謂開環(huán)功率控制是指發(fā)射端在確定發(fā)射功率是其實不考慮來自接收端的反

饋信息，而是由發(fā)射端自己決定如何進(jìn)一步伐整發(fā)射功率。

UE的隨機接入過程使用PRACH來完成，在使用PRACH開始接入時，UE第一發(fā)

送短小的接入前導(dǎo)用于探測網(wǎng)絡(luò)可否贊同接入。在初始的接入時，UE會依照系統(tǒng)

廣播信息中給出的信息和UE在P-CPICH上測量獲取RSCP值，計算出一個合適的接

入前導(dǎo)初始發(fā)射功率。若是沒有來自網(wǎng)絡(luò)AICH的任何回饋，則UE會重發(fā)接入前導(dǎo)，并增加后續(xù)接入前導(dǎo)的發(fā)射功率，也就是PRACH接入前導(dǎo)的功率爬坡過程。在這個過程中，由于沒有來自網(wǎng)絡(luò)方的反響信息，UE只能是自己決定如何控制發(fā)射功率的的變化，因此這個過程也稱為PRACH的開環(huán)功率控制過程。以專用物理信道功率控制為例，功率控制過程能夠分解為以下5個步驟。

（1）RNC對下行鏈路初始發(fā)射功率計算，以及給出下行鏈路最大功率和最小功率，在隨后的所有功率控制中，下行鏈路的功率控制都不能夠夠超出其最大和最小值的范圍。

（2）NodeB開始使用RNC獲取初始發(fā)射功率發(fā)送下行DPCCH。下行DPDCH也可能在此時辰開始發(fā)送。

（3）UE完成下行鏈路同步，并計算出上行DPCCH的初始發(fā)射功率。

（4）UE開始發(fā)送上行DPCCH，并依照來自下行鏈路的TPC命令調(diào)整其發(fā)射功率。上行DPDCH的發(fā)射情況由PCP參數(shù)決定。

（5）NodeB中完成上行鏈路的同步過程，進(jìn)而內(nèi)環(huán)功率控制開始發(fā)生作用。

如圖為開環(huán)功率控制的圖解說明。

圖開環(huán)功率控制圖解

內(nèi)環(huán)功率控制

內(nèi)環(huán)功率控制的主要作用是經(jīng)過控制物理信道的發(fā)射功率使接收SIR值收斂

于目標(biāo)SIR值。在WCDMA系統(tǒng)中，經(jīng)過估計接碰到的Eb/No比特能量與攪亂功率譜

密度之比，來發(fā)出相應(yīng)的功率調(diào)整命令的。而Eb/No與SIR擁有必然的對應(yīng)關(guān)系。

比方對于的語音業(yè)務(wù)Eb/No的典型值為。

內(nèi)環(huán)功率控制用于戰(zhàn)勝多普勒頻率產(chǎn)生的衰落。依照目標(biāo)信干比調(diào)整發(fā)射功

率，頻率；上行閉環(huán)功率控制下基站要頻頻測試接收到的SIR值，并把它跟目標(biāo)SIR值對照較，命令搬動臺采用與基站接收功率（或SIR）成反比的發(fā)射功率。對于低速和中速的搬動臺能很好的抗多徑衰落的能力；對于高速搬動臺

沒有收效。下行采用與上行同樣的功率控制技術(shù)，但目的不一樣：由于下行是一個

基站對應(yīng)多個UE，故不存在遠(yuǎn)近效應(yīng)。希望在小區(qū)邊緣的搬動臺能供應(yīng)高的發(fā)

射功率。誠然除去了衰落，但是是以增加發(fā)射功率為代價的。UE控制下行發(fā)射

功率，而NODEB獨立控制上行發(fā)射功率。上行信道的功率控制主若是為了戰(zhàn)勝

遠(yuǎn)近效應(yīng)。下行信道不存在遠(yuǎn)近效應(yīng)的問題，采用功率控制是為了戰(zhàn)勝瑞利衰

落和相鄰小區(qū)的攪亂。閉環(huán)功控的基本結(jié)構(gòu)如下圖。

圖閉環(huán)功率控制基本結(jié)構(gòu)

外環(huán)功率控制

外環(huán)功率控制是RNC經(jīng)過動向地調(diào)整內(nèi)環(huán)功率控制的SIR目標(biāo)值，其目的是使

每條鏈路的通信質(zhì)量向來保持在設(shè)定值的水平上，使接碰到的數(shù)據(jù)的BLER滿足QOS要求。上行外環(huán)功率控制位于RNC中，下行鏈路外環(huán)功率控制位于UE中。上行鏈路中，RNC對收到的功率控制進(jìn)行宏分會合并后，檢測上行鏈路質(zhì)量，爾后為

各NodeB設(shè)置目標(biāo)SIR值。外環(huán)功率控制頻率值一般為10-100Hz。以下為外環(huán)功率控制的算法：

若是FER_est>FERtar，則增加SIRtar一個早先確定的步長；若是FER_est<FERtarget，則減小SIRtar一個早先確定的步長；

詳細(xì)的算法為依照接收數(shù)據(jù)幀的CRC較驗結(jié)果來進(jìn)行判斷。外環(huán)功控的算法以以下圖。

圖外環(huán)功率控制算法

三、設(shè)計內(nèi)容

上行功率控制

由于功率控制有上行下行之分，而且二者功率控制有好多不一樣，在本次設(shè)計中只做上行功率控制。

上行鏈路功率控制也稱為反向鏈路功率控制，主若是搬動臺UE的行為。用來控制搬動臺UE的發(fā)射功率，使基站接收到的所有搬動臺發(fā)射到基站的信號功率或許SIR基實情等，上行功率控制能夠使各用戶間的相互攪亂降到最小，戰(zhàn)勝

傳輸中的遠(yuǎn)近效應(yīng)，同時使系統(tǒng)能夠達(dá)到更大容量。

在WCDMA系統(tǒng)中，上行鏈路功率控制方式主要有：開環(huán)功率控制與閉環(huán)功

率控制。上行隨機接入信道(PRACH)采用開環(huán)功率控制，詳細(xì)發(fā)射功率由接收到

的信號功率值與路徑耗費值以及陰影耗費等確定，接收到的信號功率越高，搬動

臺發(fā)出的功率越低；上行專用信道(DPCH)則是同時采用開環(huán)與閉環(huán)功率控制，

其中閉環(huán)功率控制包括內(nèi)環(huán)功率控制與外環(huán)功率控制，信道的初始發(fā)射功率是由

開環(huán)功率估計決定的，上行閉環(huán)功率控制主若是基站經(jīng)過調(diào)整搬動臺的發(fā)射功率

以保持接收到的上行信干比盡量湊近SIR目標(biāo)值SIRtarget，每個小區(qū)的SIRtarget都是

由高層經(jīng)過外環(huán)功率控制調(diào)整的。上行鏈路功率控制原理過程如下圖。

圖上行功率控制

上行開環(huán)功率控制

由于采用上行功率控制方式的信道只有PRACH(隨機物理接入信道)和DPCCH

（專用物理控制信道），此處以PRACH信道為例，如圖反響的是PRACH接入過程：

Oneaccessslot

AICHaccess

slotsRXatUE

Acq.

Ind.

p-a

Pre-Pre-MessagepartambleamblePRACHaccessslotsTXatUE

p-pp-m

圖接入過程

在發(fā)射初始前導(dǎo)信號后，若是網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收到preamble信號，將會在下行回AI

信號。若是UE接收到AI信號，將開始發(fā)射PRACH的信息部分。若是UE在τp-a時間

點沒有收到AICH信號，將在一準(zhǔn)時間τp-p后倡導(dǎo)下一個preamble。這樣頻頻，

直到UE接收到AI信號為止。

對于上行PRACH信道來說，第一個前導(dǎo)信號的發(fā)射功率是由開環(huán)功率控制算

法來確定，公式為：

Preamble_Initial_Power=PCPICHDLTXpower－CPICH_RSCP+UL

interference+ConstantValue

（即：發(fā)射功率＝路徑耗費＋上行攪亂＋常量）

其中PCPICHDLTXpower、ULinterference、ConstantValue的值都是由

RNC在系統(tǒng)信息中下發(fā)，CPICH_RSCP的值由UE測量獲取。

PCPICHDLTXpower和下行覆蓋相關(guān)，是由網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在建網(wǎng)前就已經(jīng)確定了

的；ULinterference反響的是當(dāng)前小區(qū)的上行攪亂，由NodeB測量獲取后上報

RNC；ConstantValue實質(zhì)反響的是前導(dǎo)信號的捕獲門限。因此，從上面的公式

中，我們能夠看出，ConstantValue的取值需要仔細(xì)解析，它對隨機接入的時間、

難易度有必然的影響。以下為各參數(shù)的詳細(xì)情況：

（1）PCPICHDLTXpower為PCPICH（公共頻信道）的發(fā)射功率，能夠從RNC發(fā)送的信息中獲取，其取值范圍為：30-33dBm

（2）CPICH_RSCP的值是由UE測得的CPICH的信道碼功率，接收信號碼功率，測量獲取的是碼字功率，一般是針對CPICH信道而言。若是PCPICH采用發(fā)射分集，手機對每個小區(qū)的發(fā)射天線分別進(jìn)行接收碼功率測量，并加權(quán)和為總的接

收碼功率值。RSCP(dBm)=RSSI＋Ec/No(每碼片能量與噪聲功率密度之比)其取值范圍為：－115～－25dBm

3）ULinterference為上行攪亂，依照3GPP協(xié)議的規(guī)定，NodeB都有檢測RTWP

ReceivedTotalWidebandPower）功能，NodeB的RTWP測量功能是我們發(fā)現(xiàn)

WCDMA上行攪亂一個重要手段。

在空載情況下，由于熱噪聲的頻譜密度為：-174dBm/Hz，在WCDMA的帶寬內(nèi)底噪約為；因此在空載下若是WCDMA系統(tǒng)上行沒有碰到攪亂，假設(shè)基站的噪聲系數(shù)為，則RTWP正常值為。

在上行有負(fù)載情況下，假設(shè)上行InterferenceMargin為3dB（在上行為50%負(fù)載情況下），若是WCDMA系統(tǒng)上行沒有碰到攪亂，假設(shè)基站的噪聲系數(shù)為，

則RTWP正常值為。

（4）ConstantValue為廠家設(shè)定的一個常數(shù)，對于不一樣時期ConstantValue

取值應(yīng)該是不同樣的，下面以建網(wǎng)初期的取值來進(jìn)行說明：

建網(wǎng)初期，覆蓋受限，能夠?qū)onstantValue的值設(shè)置偏大（-16dB或

-15dB），便于網(wǎng)絡(luò)側(cè)能夠?qū)崟r接收到UE發(fā)出的前導(dǎo)信號，別的，可將powerramp

step參數(shù)設(shè)置偏大也能夠提高網(wǎng)絡(luò)側(cè)成功捕獲前導(dǎo)信號的概率；

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，用戶數(shù)目不斷增加，此時合適將上面獲取的Constant

value值降低1dB，而且降低powerrampstep，以減小大量用戶接入時對網(wǎng)絡(luò)

造成的攪亂。

PRACH功率控制方式為當(dāng)UE發(fā)出前綴后，在規(guī)定的時間未收到NODEB的應(yīng)答，則UE會在下一個發(fā)前綴的時辰把前綴的發(fā)射功率在前一個前綴功率的基礎(chǔ)

上再增加一個調(diào)整步長Power_Step。當(dāng)UE發(fā)出前綴后，在規(guī)定的時間收到NODEB

正的應(yīng)答，對于PRACH,則UE在原有功率的基礎(chǔ)上增加信息部分與前綴部分的

功率偏差發(fā)送信息。即PRACH的發(fā)射功率為：

PRACH_C_PowerPreamble_nitialI_PowerPowerRampStepPp-m

以以下圖為PRACH前導(dǎo)在接入過程中功率的變化情況：

圖前導(dǎo)接入過程功率的變化

以下為實現(xiàn)上述功率控制的程序：

PCPICH_DL_TX_power=30+10*log10(10.^(0.3)*rand(1));

PCPICH_RSCP=10*log10(rand(1)*10.^(-9))-25;

UL_interference=-105.5;

Constant_Value=-15;

power_est=10*log10(rand(1)*10.^(-10))+10*log10(rand(1)*10.^(2.5));

fori=1:10

[TPC,TPC_cmd]=

kaihuan(PCPICH_DL_TX_power,PCPICH_RSCP,UL_interference,Constant_Value

,power_est);

power_est=power_est+TPC_cmd;

ifpower_est<-100||power_est>25

disp('error');

end

end

function[TPC,TPC_cmd]=kaihuan(PCPICH_DL_TX_power,PCPICH_RSCP,UL_inter

ference,Constant_Value,power_est)

initial_power=PCPICH_DL_TX_power-PCPICH_RSCP+UL_interference+Constant

_Value;

A=sign(power_est-initial_power);

switchA

case1

TPC=0,TPC_cmd=-1,

case-1

TPC=1,TPC_cmd=1,

otherwise

TPC_cmd=0,

end

上行內(nèi)環(huán)功率控制

在上行內(nèi)環(huán)功率控制中，NodeB為控制方，UE為執(zhí)行方。UE依照NodeB通

過下行鏈路給出反響（TPC）調(diào)整上行鏈路的發(fā)射功率。

在建立無線鏈路的時候，SRNC會經(jīng)過RRC信息（比方RRCconnectionsetup

信息）經(jīng)過UE對于建立的無線鏈路使用何種上行功率控制算法，上行內(nèi)環(huán)功率

控制算法由RRC信息中的“PowerControlAlgorithm”參數(shù)決定。若是“Power

ControlAlgorithm”指示為“算法1”，則UE的層1中PCA參數(shù)設(shè)置為1；若指示

為“算法2”，則UE的層1中PCA參數(shù)的值設(shè)置為2。

別的，在發(fā)生軟切換時，UE同時與多條無線鏈路相連。盡管在上行方向上

UE同時給所有的NodeB發(fā)送一份上行鏈路數(shù)據(jù)，但因UE與不一樣NodeB之間的無線流傳環(huán)境不一樣，因此不一樣NodeB接碰到的上行鏈路信號的SIR值即可能是不一樣的，這樣UE即可能同時接收到來自不一樣NodeB的不一樣的下行鏈路的TPC命

令。在軟切換發(fā)生情況下，UE如何對來自不一樣NodeB的TPC命令進(jìn)行合并判決，

是上行內(nèi)環(huán)功率控制需要解決的一個問題。

若是UE在一個時隙內(nèi)收到來自多個下行鏈路的多個TPC命令，則UE需要第一對這多個指令進(jìn)行合并，進(jìn)而獲取一個單一的TPC命令TPC_cmd，爾后依照TPC_cmd決定如何調(diào)整上行鏈路的發(fā)射功率。對于“算法1”和“算法2”而言，

TPC命令的合并方法有所不一樣。

UE在確定TPC_cmd后，會相應(yīng)調(diào)整上行鏈路的發(fā)射功率，功率步長為△tpc，

△tpc是一個SRNC在無線鏈路建立是發(fā)給UE的一個功率控制參數(shù)。如過

“TPC_StepSize”的值為“dB1”，則層1參數(shù)△tpc的值為1dB，若是“TPC_StepSize”

的值為“dB2”，則層1參數(shù)△tpc的值為2dB。參數(shù)“TPC_StepSize”僅用于算法

1。對于算法2，△tpc將永遠(yuǎn)取值為1dB。

UE獲取TPC_cmd后，UE將采用步長△dpcch（dB）調(diào)整上行DPCCH的發(fā)射

功率，其中△dpcch=△tpc×TPC_cmd。

上行內(nèi)環(huán)功率控制的過程如下圖，

圖上行鏈路內(nèi)環(huán)功率控制過程

詳細(xì)過程以下：

（1）第一NodeB要計算當(dāng)前時間（當(dāng)前時隙）的SIR評估值SIRest。

（2）在獲取上行鏈路當(dāng)前SIR值后，NodeB經(jīng)過將當(dāng)前SIR評估值與外環(huán)功

率控制給出的SIR目標(biāo)值SIRtarget進(jìn)行比較，進(jìn)而決定下行鏈路的

TPC命令。

（3）NodeB產(chǎn)生下行鏈路TPC命令值，該命令值經(jīng)過下行專用控制信道

（DPCCH）發(fā)送給NodeB。UE依照下行鏈路給出的TPC值，相應(yīng)的調(diào)整

上行鏈路的發(fā)射功

中下行鏈路TPC的產(chǎn)生

上行內(nèi)環(huán)功率控制調(diào)治UE的發(fā)射功率，使得接碰到的上行鏈路的SIR盡可能

湊近一個給定的目標(biāo)值SIRtarget。

在NodeB中產(chǎn)生下行鏈路TPC的規(guī)則以下：

（1）若是SIRest>SIRtarget，TPC命令設(shè)為“0”（降低功率）；

（2）若是SIRest<SIRtarget，TPC命令設(shè)為“1”（高升功率）；

TPC命令被增加在下行鏈路物理幀中發(fā)送給UE。下行無線鏈路的物理幀結(jié)構(gòu)

以以下圖。

圖下行專用物理信道的幀結(jié)構(gòu)

依照下行專用物理信道中時隙結(jié)構(gòu)的不一樣，TPC符號能夠是2位、4位或8位。

下行鏈路中TPC符號與發(fā)射功率命令關(guān)系見表3-1。

表3-1下行無線鏈路TPC比特模式

中對TPC命令的辦理

如前所述，上行內(nèi)環(huán)功率控制有兩種算法，SRNC在無線鏈路建立從前通知UE采用何種算法。使用的算法不一樣，UE對TPC命令的辦理也有所不一樣。同時，對于

同一種算法而言，可否處于軟切換狀態(tài)UE也會有不一樣的辦理方式。

（1）使用功率控制算法1的情況

使用功率控制算法1時，依照可否處于軟切換狀態(tài)，UE確定TPC_cmd的方式

有所不一樣。

①只有一條無線鏈路的情況

在SRNC通知使用功率控制算法1的情況下，UE在每個時隙接收到來自NodeB

的TPC信息后都會做相應(yīng)發(fā)射功率調(diào)整動作。

若是接收到的TPC命令等于0，那么用于該時隙的TPC_cmd為-1。

若是接收到的TPC命令等于1，那么用于該時隙的TPC_cmd為1。

②更軟切換的情況

在更軟切換情況下，同一個NodeB下的不一樣下行鏈路中發(fā)送個UE的TPC是

同樣的，這些鏈路能夠被認(rèn)為是同一個無線鏈路，與來自其他鏈路的TPC進(jìn)行合

并。

③軟切換的情況

在軟切換的情況下，來自不一樣下行鏈路的TPC可能不一樣，UE獲取TPC_cmd的方法以下：

UE第一對每一個功率控制指令TPC進(jìn)行軟判決并獲取一個符號Wi（i=1,2，,,N。N大于1，表示在軟切換發(fā)生時，來自不一樣下行鏈路的TPC命令的個數(shù)）爾后，UE經(jīng)過一個函數(shù)獲取合并的TPC_cmd。以以下圖為算法1

的流程圖：

圖算法1的流程圖

2）使用功率控制算法2的情況

使用功率控制算法2時，依照可否處于軟切換狀態(tài)，UE將進(jìn)行不一樣辦理。

①只有一條無線鏈路的情況

當(dāng)UE只有一條無線鏈路的時候，每個時隙將僅收到一個TPC命令。此

時UE能夠每5個時隙辦理一次收到的TPC命令，時隙的計數(shù)從幀的開頭算起，而且每5個時隙之間沒有重疊。在使用“算法2”的情況下，相當(dāng)于上行內(nèi)環(huán)功率控制速度變?yōu)?00Hz。

當(dāng)UE采用“算法2”的時候，UE在5個時隙中的TPC_cmd的值由以下方法獲?。海╝）對5個時隙中的前4個時隙，TPC_cmd=0。表示在前4個時隙內(nèi)，上行鏈

路發(fā)射功率不會發(fā)生變化。

（b）對第5個時隙，UE對收到的5個TPC命令采用以下判決：

若是所有5個TPC命令的硬判決都為1，那么第5個時隙的TPC_cmd=1,UE將增加上行鏈路的發(fā)射功率。

若是所有5個TPC命令的硬判決都為0，那么第5個時隙的TPC_cmd=-1,UE將減少上行鏈路的發(fā)射功率。

在其他情況下，在第5個時隙的TPC=0，即上行鏈路發(fā)射功率不作調(diào)整。

②更軟切換的情況

對于更軟切換的情況，如前所述，UE將把來自同一個NodeB的不一樣鏈路當(dāng)

做同一鏈路來對待。

③軟切換的情況

第一，UE對每個時隙的每個功率控制命令TPCi進(jìn)行硬判決，這里i=1，

2，,,N,N表示來自不一樣無線鏈路集中無線鏈路的TPC命令個數(shù)。經(jīng)過連續(xù)5個時隙后，UE在5個時隙中的每個都獲取N個硬判決。5個時隙中對應(yīng)的5個判決結(jié)果組成一個會集，則共有N個會集。時隙計算從幀頭開始算起而且每5個時隙之間沒有重疊。

對前面4個時隙，TPC_cmd的值為0，在5個時隙結(jié)束此后，UE將下面的方式確

定第5個時隙的TPC_cmd:

UE第一依照每條無線鏈路確定一個臨時的TPC命令，即TPC_tempi，i=1,2,,N,

對于某個無線鏈路，其判決結(jié)果TPC_tempi的方法以下：

若是所有5個時隙的硬判決都為“1”，那么TPC_tempi=1;

若是所有5個時隙的硬判決都為“0”，那么TPC_tempi=-1;

否則，TPC_tempi=0。

算法2的流程圖以以下圖：

圖功率控制算法2的流程圖

實現(xiàn)上行內(nèi)環(huán)功率控制的程序以下所示：

PCA=1;

TP=10*log10(10.^(-5)*rand(1))+10*log10(10.^(3.3)*rand(1));

RP=10*log10(10.^(-10)*rand(1))+10*log10(10.^(2.5)*rand(1));

SIR_tar=10*log10(10.^(-1.1)*rand(1))+10*log10(10.^(2)*rand(1));

fori=1:150

[TPC,TPC_cmd]=neihuan(PCA,TP,RP,SIR_tar),

TP=TP+TPC_cmd,ifTP<-50||TP>33

disp('error'

);endend

function[TPC,TPC_cmd]=neihuan(PCA,TP,RP,SIR_tar)

SIR_est=RP/(TP-RP);

data=sign(SIR_est-SIR_tar);

ifPCA==1

switchdata

case1

TPC=0,TPC_cmd=-1,

case-1

TPC=1,TPC_cmd=1,

otherwise

TPC_cmd=0;endelseifPCA==2A=0;fori=1:5A=A+data;endswitchAcase5TPC='00000',TPC_cmd=0000-1,case-5TPC='11111',TPC_cmd=00001,otherwise

TPC_cmd=00000;

end

end

end

以下為以上相關(guān)參數(shù)的詳細(xì)情況：

PCA：PCA為功率控制的算法，取值1或2；

TP：TP表示手機的發(fā)射功率，它反響了手機當(dāng)前的上行鏈路耗費水平和攪亂情

況。上行鏈路耗費大或許存在嚴(yán)重攪亂，手機的發(fā)射功率就會大，反之手機發(fā)射

功率就會小。其取值范圍為：-50-33dBm。

RP：RP表示手機的接收功率，指在所有前向信道接收到的功率（包括周圍各基

站/扇區(qū)，外加噪聲）,反響了手機當(dāng)前的信號接收水平，RxPower大的地方，即信號覆蓋好的地區(qū),RxPower可是簡單的反響了路測地區(qū)的信號覆蓋水平，而不是信號覆蓋質(zhì)量的情況。其取值范圍為：-100dBm-25dBm。

SIR_tar:SIR_tar表示目標(biāo)信噪比，其取值范圍為：-11-20dB。

上行外環(huán)功率控制

功率控制的目的是將無線鏈路的質(zhì)量保持在必然的水平，而無線鏈路的質(zhì)量

是經(jīng)過誤比特率（BER）或誤塊率（BLER）參數(shù)來表現(xiàn)的（在WCDMA中，平時使用

BLER來作為鏈路質(zhì)量指示）。依照UE搬動速度不一樣、無線流傳環(huán)境不一樣，保持一

個特定BER/BLER所需的信道的SIR值可能是不一樣的，外環(huán)功率控制就是經(jīng)過調(diào)治

無線鏈路的SIR目標(biāo)值來使鏈路的BER/BLER保持在一個能夠接受的水平上。

內(nèi)環(huán)功率控制的原理則是依照外環(huán)功率控制給出的SIR目標(biāo)值，增加或降低

發(fā)射端的的發(fā)射功率，使得無線鏈路的實質(zhì)SIR測量值總是試圖湊近于外環(huán)功率

控制給出的SIR目標(biāo)值，進(jìn)而將無線鏈路的BER/BLER保持在某一水平。

因此歸納起來，內(nèi)環(huán)功率控制的作用是為了使無線鏈路的SIR值保持在一個

SIR目標(biāo)值水平；而外環(huán)功率控制的作用則為了保持無線鏈路的質(zhì)量（保證BLER

值）而給出一個SIR目標(biāo)值。

上行外環(huán)功率控制與上行內(nèi)環(huán)功率控制之間的關(guān)系如下圖：

圖上行外環(huán)與上行內(nèi)環(huán)功率控制

上行外環(huán)功率控制在SRNC和NodeB之間完成，而上行內(nèi)環(huán)功率控制則在UE

內(nèi)部完成。

3GPP并沒有詳細(xì)規(guī)定外環(huán)功率控制必定使用的算法，但功率控制的原則是在保持鏈路質(zhì)量（滿足BLER指標(biāo)）的前提下，使用盡可能低的SIR目標(biāo)值。因此一般而言，外環(huán)功率控制的輸出（SIR目標(biāo)值）變化規(guī)律有以下特色：在信道質(zhì)量

滿足業(yè)務(wù)要求的情況下，SIR目標(biāo)值應(yīng)依照一個較小的步長逐次降低；在信道質(zhì)

量不滿足業(yè)務(wù)要求時，SIR目標(biāo)值將依照一個較大的步長高升。SIR目標(biāo)值的變化

頻率與專用信道的傳輸塊時長（TTI）相關(guān)。比方，對于TTI為10ms的專用物理信

道而言，外環(huán)功率控制的頻率能夠最高達(dá)到100Hz。

圖所示為外環(huán)功率控制算法得出的SIR目標(biāo)值變化的圖示：

圖外環(huán)功率控制算出的SIR目標(biāo)值

以下所示為外環(huán)功率控制的程序：

FER_est