CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試

技術(shù)背景對于CDMA蜂窩系統(tǒng),同一小區(qū)內(nèi)所有用戶使用同的頻段和時隙,用戶之間僅靠擴(kuò)頻碼的(準(zhǔn))正交特性相互隔離。然而由于無線信道的多徑、延時等原因使得各個用戶信號間的互相關(guān)特性不理想,其它用戶的信號對當(dāng)前用戶信號產(chǎn)生干擾,這類干擾被稱為多址干擾(MAI)。這樣,當(dāng)小區(qū)中用戶個數(shù)增加或者其它用戶功率提升時都會增加對當(dāng)前用戶的干擾,導(dǎo)致當(dāng)前用戶的接收信號SIR下降,當(dāng)這類干擾大到一定程度時,當(dāng)前用戶就不能正常通信了,因此CDMA系統(tǒng)是一個嚴(yán)重的干擾受限系統(tǒng),干擾的大小直接影響到系統(tǒng)容量。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!技術(shù)背景 無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)為每個用戶提供的服務(wù)需要滿足一定的服務(wù)質(zhì)量(QOS),然而QOS主要由每個用戶接收到信號的信干比(SIR)決定。因此,無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)對無線資源的分配,特別是對每個用戶鏈路的功率分配就更加重要。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!技術(shù)背景 解決這個問題主要有兩個辦法:多用戶檢測技術(shù)和功控技術(shù)。 而功控技術(shù)十分簡單實(shí)用,被認(rèn)為是CDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。功控技術(shù)可調(diào)整每個用戶的發(fā)射功率,補(bǔ)償信道衰落、抵消遠(yuǎn)近效應(yīng),使各個用戶維持在能保持正常通信的最低標(biāo)準(zhǔn)上,這樣就能最大地減少對其他用戶的干擾,從而提高系統(tǒng)容量,同時延長手機(jī)的待機(jī)時間。

CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!遠(yuǎn)近效應(yīng)上行鏈路中,由于各移動臺與基站的距離不同,基站接收到較近移動臺的信號衰減較小,接收到較遠(yuǎn)移動臺的信號衰減較大,如果不采用功率控制,將導(dǎo)致強(qiáng)信號掩蓋弱信號,這種遠(yuǎn)近效應(yīng)使得部分用戶無法正常通信?CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!路徑損耗無線電波在傳播中經(jīng)常會受到陰影效應(yīng)的影響,移動臺在小區(qū)內(nèi)的位置是隨機(jī)的,且經(jīng)常移動,所以路徑損耗會快速大幅度地變化,必須實(shí)時調(diào)整發(fā)射功率,才能保證所有用戶的通信質(zhì)量。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!功控原理1>NodeB側(cè)：每時隙測試上行DPCCHSIR，與目標(biāo)SIR比較，測試SIR大于目標(biāo)SIR，發(fā)TPC=0；如果測量SIR小于目標(biāo)SIR，發(fā)TPC=1;2>UE側(cè)：處理TPC命令，計(jì)算TPC_cmd；有兩種上行功率控制模式：---PCA1，UE每個時隙處理一次TPC命令，步長Δtpc為1或者2dB；---PCA2，UE每五個時隙處理一次TPC命令，步長Δtpc為1dB。3>在DPCCH上的功控步長調(diào)整量：Δdpcch=Δtpc*TPC_cmd，TPC_cmd即利用上述算法計(jì)算的TPC合成命令。Δtpc也與之相關(guān)。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試一般射頻的方案PA分為低、中、高功率等級，切換點(diǎn)分別在0、4、8、12dbm處。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試以目前手上的單板為例，當(dāng)NV_WCDMA_R1_FALL_I=183;//相當(dāng)于-0.5dbmNV_WCDMA_R1_RISE_I=213;//相當(dāng)于2.5dbmNV_WCDMA_R2_FALL_I=268;//相當(dāng)于8dbmNV_WCDMA_R2_RISE_I=298;//相當(dāng)于11dbmNV_WCDMA_R3_FALL_I=511;NV_WCDMA_R3_RISE_I=511;CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試因此從圖中可以看出功率上升過程中，實(shí)際切換時機(jī)提前了，從低到中增益實(shí)際切換點(diǎn)在0.3dbm處，從中到高增益實(shí)際切換點(diǎn)在9.8dbm處。當(dāng)配置NV_PA_COMPENSATE_UP_I=8；NV_PA_COMPENSATE_UP_R2_I=8NV_PA_COMPENSATE_UP_R3_I=88/10=0.8dbm，0.3+0.8=1.1dbm，9.8+0.8=10.6dbm，因此可以看出，在兩個上升切換點(diǎn)處功率確實(shí)上漲到預(yù)期功率，并導(dǎo)致內(nèi)環(huán)功控惡化。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試當(dāng)功率下降時，PA切換點(diǎn)補(bǔ)償調(diào)試方法同理CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試這里每一個NV項(xiàng)中有16個值，分別對應(yīng)16個信道；四個NV項(xiàng)分別對應(yīng)四級增益，最后一級通常不使用。通常頻率補(bǔ)償NV是用來調(diào)整手機(jī)發(fā)射功率平坦度的，它為什么能修正內(nèi)環(huán)功控呢？因?yàn)樾薷念l率補(bǔ)償值，會導(dǎo)致該信道下，該增益等級下，整段功率值產(chǎn)生平行移動。因此會使拉大或者減小與其他增益等級下功率值的距離，達(dá)到修正內(nèi)環(huán)功控的目的。我們嘗試把NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_2_I中信道對應(yīng)的頻率補(bǔ)償人為的減少8，看看內(nèi)環(huán)功控會有什么效果。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試從圖中我們可以看到，高增益頻率補(bǔ)償-8，紅色的曲線整段上移。頻補(bǔ)負(fù)值，整段上移，Delta增大；頻補(bǔ)正值，整段下移，Delta減小。正好與PA補(bǔ)償相反。上移，下移的方向是通過高通內(nèi)部算法來實(shí)現(xiàn)。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試線性度不好，就會造成像上面這樣，有的功率點(diǎn)上差異0.5db,有的0.7db，還有更甚的。Δｐ２該因素是固化在校準(zhǔn)配置文件里面的，就是一個固定的補(bǔ)償值，因此它受單板之間一致性影響比較大，如果同一批單板的一致性不好，那么該固化補(bǔ)償值就不一定適用于所有單板，因此該批單板內(nèi)環(huán)功控失敗的概率就會產(chǎn)生。因此要優(yōu)化內(nèi)環(huán)功控需要從Δｐ１和Δｐ２兩個方面去改善。Δｐ１可以通過優(yōu)化測試環(huán)境，改善夾具每次的壓合要到位，測量線損要補(bǔ)償準(zhǔn)確，測量儀表要經(jīng)常維護(hù)保證讀取精度；線性度需要射頻優(yōu)化ＢＯＭ，優(yōu)化射頻芯片與功放的匹配程度，盡量做到功率變化的斜率是一致的。Δp2因素我們正在考慮嘗試一種新的優(yōu)化方式，補(bǔ)償值不固化在配置文件里面，實(shí)時計(jì)算實(shí)時調(diào)整，針對不同單板，寫入不同的值，克服單板一致性不好的影響。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試把20ms壓縮到4ms，那么會有什么樣的后果？我們用4ms校準(zhǔn)完之后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)環(huán)功控在-46dbm處出現(xiàn)問題，通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，采用20ms整體讀取功率值要偏低，采用4ms掃描，高、中增益要偏高0.3~0.7db,不同功率點(diǎn)不一樣，但是在低增益末端，功率偏差達(dá)到1.3dbCDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!功控技術(shù)分類--從不同的角度,可以有不同的功控技術(shù)分類

1>按準(zhǔn)則大致可分為兩大類:功率平衡準(zhǔn)則和SIR平衡準(zhǔn)則。 ---它們分別控制各個用戶信號在接收端的有用功率相等或SIR相等。 2>按功控效果可分為內(nèi)環(huán)功控和外環(huán)功控。 ---內(nèi)環(huán)功控主要用來對抗信道衰落和損耗,使得接收端信號SIR或功率達(dá)到特定的目標(biāo)值; ---外環(huán)功控根據(jù)特定環(huán)境下的服務(wù)質(zhì)量要求,產(chǎn)生內(nèi)環(huán)功控的SIR或功率門限值。 3>按鏈路可分為反向功控和前向功控. ---由于CDMA系統(tǒng)容量主要受反向鏈路容量限制,因此反向功控尤為重要。 4>按功控的環(huán)路類型可分為開環(huán)和閉環(huán)功控. ---開環(huán)功控是基于上下行信道對稱假設(shè)的,它能夠抵消路徑損耗和陰影衰落,閉環(huán)功控不需作此假設(shè),它同時還能抵消快衰落。 5>按功控實(shí)現(xiàn)的方式可分為集中式功控和分布式功控. ---集中式功控考察小區(qū)內(nèi)所有用戶的信息(鏈路增益等),對每個用戶進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)整,這個算法復(fù)雜度高,難以實(shí)現(xiàn),但算法的收斂特性好; ---分布式控制只根據(jù)單個用戶信息產(chǎn)生控制指令,易于實(shí)現(xiàn),但分布式算法需要滿足一定的條件才能收斂CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!角效應(yīng)在下行鏈路中,當(dāng)移動臺處于相鄰小區(qū)的交界處時,收到所屬基站的有用信號很小,同時還會受到相鄰小區(qū)基站的干擾,這就是角效應(yīng)?CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!功控作用是克服遠(yuǎn)近效應(yīng)、陰影效應(yīng)、路徑損耗，并可部分地克服快衰落。NodeB對上行鏈路的SIR值進(jìn)行測量，將測量值與預(yù)先設(shè)置的門限（SIRtarget）比較，如果測量值小于門限就向UE發(fā)出升高功率的TPC（TransmitPowerControl，發(fā)射功率控制）命令；如果大于門限就向UE發(fā)出值為降低功率的TPC命令。UE根據(jù)接收到的TPC命令進(jìn)行快速功率調(diào)整，最終使上行鏈路的質(zhì)量收斂于SIRtarget功控原理CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試首先，先確認(rèn)射頻切換點(diǎn)，以Wcdma2100頻段為例，射頻切換點(diǎn)一般存放在QCN以下NV項(xiàng)中：---NV_WCDMA_R1_RISE_I---NV_WCDMA_R1_FALL_I---NV_WCDMA_R2_RISE_I---NV_WCDMA_R2_FALL_I---NV_WCDMA_R3_RISE_I---NV_WCDMA_R3_FALL_I用以下公式可以計(jì)算出切換點(diǎn)具體功率值：m_fPASwitchPointRise[0]=(float)(wRiseFall*102.4/1024+102.4/2-70);平臺不一樣，計(jì)算公式稍有區(qū)別。比如:228代表4dbm，依次類推CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試然后查看CMU200測試過程的數(shù)據(jù)值，找到理想切換點(diǎn)附近的位置。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試因?yàn)槭謾C(jī)PA增益狀態(tài)的改變和PDM跳躍時間上的響應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)際切換點(diǎn)與理想計(jì)算切換點(diǎn)后偏差CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試PA補(bǔ)償作為內(nèi)環(huán)功控調(diào)試最簡單的一種方法，它可以調(diào)整實(shí)際切換點(diǎn)跟前、后兩個功率點(diǎn)的距離，以達(dá)到內(nèi)環(huán)功控滿足要求的目的。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試其次再介紹一種頻率補(bǔ)償修正內(nèi)環(huán)功控的方法。還是以Wcdma2100為例，我們通過QCN找到幾個頻率補(bǔ)償相關(guān)的NV項(xiàng)：---NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_0_I---NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_1_I---NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_2_I---NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_3_ICDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試另外再補(bǔ)充一下，從圖中數(shù)據(jù)可以看出來，頻率補(bǔ)償?shù)木炔⒉蝗鏟A補(bǔ)償來得準(zhǔn)確，8/10=0.8dbm，應(yīng)該有0.8dbm的整體偏移，但是部分功率點(diǎn)增加了0.7dbm，部分功率點(diǎn)只有0.5~0.6dbm。以上還僅僅是校準(zhǔn)信道的偏差，它有一個優(yōu)勢，忽略了信道與信道之間的比較性，環(huán)境上的差異也不會對它造成影響。如果是邊信道，最后寫入NV頻補(bǔ)的計(jì)算公式為：Δｐ１＋Δｐ２＝最終寫入頻補(bǔ)ＮＶ項(xiàng)的補(bǔ)償值Δｐ１＝（測量信道功率－參考信道功率）Δｐ２＝人為因內(nèi)環(huán)功控指標(biāo)而估算的額外調(diào)整值Δｐ１受測試環(huán)境（包括夾具，儀表差異）因素影響，除非環(huán)境固定。并且還受整段功率的補(bǔ)償依靠單個功率點(diǎn)的差異來代表，對單板發(fā)射功率的線性度要求較高因素的影響。CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試最后介紹內(nèi)環(huán)功控的另一種調(diào)試方法。調(diào)整發(fā)射功率測試掃描階梯時間，來達(dá)到優(yōu)化內(nèi)環(huán)功控的目的。我們以前一直都是采用20ms階梯掃描方式，如圖：隨著測試成本的壓力，要求我們進(jìn)行節(jié)省測試時間的優(yōu)化，特別是APT校準(zhǔn)的介入，掃描次數(shù)成倍增加，測試時間相對要長很多。部分產(chǎn)品上已經(jīng)應(yīng)用CDMA內(nèi)環(huán)功控和調(diào)試共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!高通平臺內(nèi)環(huán)功控調(diào)試可以確定，是功率讀不準(zhǔn)導(dǎo)致，功率值偏差1