功率控制講解

功率控制前向快速功率控制-速率可達(dá)到800b/sCDMA20001x系統(tǒng)反向內(nèi)環(huán)功率控制速率為(800)CDMA20001x系統(tǒng)反向外環(huán)功率控制速率為(50)DO反向功率控制信道數(shù)據(jù)速率為600bps對于外環(huán)功率控制主要檢驗(yàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)得到需要的服務(wù)質(zhì)量(如PER),對于內(nèi)環(huán)功率控制主要檢驗(yàn)其按照外環(huán)指定的Eb/N0目標(biāo)值調(diào)整AT發(fā)射功率的能力。CDMAEV-DO系統(tǒng)只有反向鏈路采用功率控制機(jī)制，反向功率控制的目標(biāo)是與反向速率控制配合實(shí)現(xiàn)反向吞吐量與反向業(yè)務(wù)容量的均衡，保證反向鏈路PER的穩(wěn)定。反向功率控制與1X系統(tǒng)類似，包括：開環(huán)功率控制（OpenLoopPowerControl）、閉環(huán)功率控制（CloseLoopPowerControl）及外環(huán)功率控制（OuterLoopPowerControl）[attach]221757[/attach]開環(huán)功率控制如圖2所示，AT通過Rxpowerestimation模塊測量前向鏈路的接收功率來確定PilotChannelGain，其他信道根據(jù)PilotChnanelGain來調(diào)整發(fā)射功率；PilotChannelGain的計(jì)算公式如下：X0=–MeanReceivedPower(dBm)+OpenLoopAdjust+ProbeInitialAdjustOpenLoopAdjust+ProbeInitialAdjust的可調(diào)整范圍從-81dB到-66dB，與1X系統(tǒng)中的Offsetpower有所不同。不同廠家的OpenLoopAdjust默認(rèn)值有所不同。其他反向信道的發(fā)射功率均參照PilotChannelGain來確定Cdma功率控制技術(shù)-FREECdma功率控制技術(shù)2.1前向功率控制基站通過移動(dòng)臺(tái)對前向誤幀率的報(bào)告來調(diào)整對每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，決定增加發(fā)射功率還是減少發(fā)射功率。移動(dòng)臺(tái)的報(bào)告分為定期報(bào)告和門限報(bào)告。其目的是對路徑衰落小的移動(dòng)臺(tái)分派較小的前向鏈路功率，而對那些遠(yuǎn)離基站的和誤碼率高的移動(dòng)臺(tái)分派較大的前向鏈路功率。2.2反向開環(huán)功率控制反向開環(huán)功率控制只是移動(dòng)臺(tái)對發(fā)送電平的粗略估計(jì)，移動(dòng)臺(tái)通過測量接收功率來調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率以達(dá)到所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)在到達(dá)基站誤幀率與設(shè)定的門限值進(jìn)行比較，如果小于門限值，基站將通話信道發(fā)射功率提高Small-Up-Delta大小；如果大于門限值，基站將通話信道發(fā)射功率提高Big-Up-Delta大?。幌到y(tǒng)同時(shí)定義了每業(yè)務(wù)信道的發(fā)射功率的動(dòng)態(tài)范圍，從而使發(fā)射機(jī)的功率決不會(huì)超過會(huì)造成極大干擾的最大值，也不會(huì)低于保證適當(dāng)服務(wù)質(zhì)量所需的最小值。3.2反向開環(huán)功率控制反向開環(huán)功率控制是指移動(dòng)臺(tái)通過測量從基站發(fā)來的信號(hào)功率，估計(jì)前向鏈路的路徑損耗以作為判斷反向鏈路損耗的依據(jù)，調(diào)整自己的反向發(fā)射功率，是單方面的調(diào)整。主要作用于前向或反向業(yè)務(wù)信道被激活之前的接入狀態(tài)。為了防止移動(dòng)臺(tái)一開始發(fā)射過大的功率而增加不必要的干擾，移動(dòng)臺(tái)首先采用接入嘗試程序。對接入信道的開環(huán)試探（閉環(huán)校正尚未激活），移動(dòng)臺(tái)發(fā)射其第一個(gè)試探序列的平均輸出功率電平：平均輸出功率＝－平均輸入功率－73＋NOM_PWR＋I(xiàn)NIT_PWR(所有變量單位是dB或dBm，下同)接入試探序列的后續(xù)試探不斷增加其發(fā)射功率電平（每個(gè)試探增加的步長為PWR_STEP），直到收到一個(gè)響應(yīng)或序列結(jié)束。在反向業(yè)務(wù)信道上初始發(fā)送的平均輸出功率電平為：平均輸出功率＝－平均輸入功率－73＋NOM_PWR＋I(xiàn)NIT_PWR＋所有接入試探校正之和如果接入成功，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入反向業(yè)務(wù)狀態(tài)，在初始反向業(yè)務(wù)信道發(fā)送測量消息之后并收到第一個(gè)功率控制比特時(shí)，進(jìn)行閉環(huán)功率校正，這時(shí)平均輸出功率為：平均輸出功率＝－平均輸入功率－73＋NOM_PWR＋I(xiàn)NIT_PWR＋所有接入試探校正之和＋所有閉環(huán)功率控制校正之和反向開環(huán)功率控制的主要目的是消除平均路徑損耗、陰影及拐彎效應(yīng)。它的調(diào)整周期較長（幾十毫秒），動(dòng)態(tài)范圍大(60~80dB)。其功率控制是和基站的發(fā)送功率沒有關(guān)系，移動(dòng)臺(tái)單獨(dú)測定所有能收到的信號(hào)（包括多路徑衰減），判斷外部損失，以此為根據(jù)調(diào)節(jié)它的發(fā)送功率。這樣就忽略了前向信道和反向信道并不相關(guān)的的事實(shí)，會(huì)導(dǎo)致在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)較大的誤差，并且由于無線信道的快衰特性，開環(huán)功控還需要更快速更準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，這由閉環(huán)功控來完成.。當(dāng)前向及反向業(yè)務(wù)信道被激活之后的功率控制為：開環(huán)功率控制+閉環(huán)功率控制。3.3反向閉環(huán)功率控制由于前、反向鏈路載頻相隔45MHz，遠(yuǎn)超過了相干帶寬，因此反向鏈路中存在開環(huán)中沒有消除的、與前向鏈路相獨(dú)立的損耗。為實(shí)現(xiàn)精確的功率控制，必須采用閉環(huán)功率控制技術(shù)在開環(huán)估計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行彌補(bǔ)。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)在前向業(yè)務(wù)信道上收到的功率控制指令快速（每1.25ms）校正自己的發(fā)射功率，其中的功率控制指令（升或降）是由基站根據(jù)它所接收的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的質(zhì)量來決定的；基站每隔1.25ms檢測一次解調(diào)的反向業(yè)務(wù)信道信號(hào)的信噪比SNR，然后將其與一設(shè)定的門限值作比較，以產(chǎn)生相應(yīng)的功率控制命令，插入前向業(yè)務(wù)信道發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)。功率控制比特（“0”或“1”）是連續(xù)發(fā)送的，其速率為每比特1.25ms（即800bit/s）?！?”比特指示移動(dòng)臺(tái)增加平均輸出功率，“1”比特指示移動(dòng)臺(tái)減少平均輸出功率。每個(gè)功率控制比特使移動(dòng)臺(tái)增加或減少功率的大小為1dB。這一控制過程可看圖3。由于功率控制指令由基站根據(jù)反向業(yè)務(wù)信道信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生，再通過前向信道發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)調(diào)整反向發(fā)射功率，形成了控制環(huán)路，這種方式為閉環(huán)校正。閉環(huán)校正又分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩部分，內(nèi)環(huán)指上面提到的基站接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)，將其強(qiáng)度與一門限相比，如果高于該門限，向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送“降低發(fā)射功率”的功率控制指令；否則發(fā)送“增加發(fā)射功率”的指令。外環(huán)的作用是對內(nèi)環(huán)門限進(jìn)行調(diào)整，以保證在信道環(huán)境不斷變化的情況下，維持通信質(zhì)量不變。這種調(diào)整是根據(jù)基站所接收到的反向業(yè)務(wù)信道的誤幀率的變化來進(jìn)行的。通常系統(tǒng)都有一定的服務(wù)質(zhì)量目標(biāo)值，該目標(biāo)值設(shè)置不能太低或太高，過低將使通信鏈路質(zhì)量不能滿足業(yè)務(wù)需求，過高會(huì)造成大量資源浪費(fèi)，降低整體系統(tǒng)容量。當(dāng)實(shí)際接收的FER高于目標(biāo)值時(shí)，基站就需要提高內(nèi)環(huán)門限，以增加移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率；反之，當(dāng)實(shí)際接收的FER低于目標(biāo)值時(shí)，基站就適當(dāng)降低內(nèi)環(huán)門限，以降低移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率。最后，在基站和移動(dòng)臺(tái)的共同作用下，使基站能夠在保證一定接收質(zhì)量的前提下，讓移動(dòng)臺(tái)以盡可能低的功率發(fā)射信號(hào)，以減小對其他用戶的干擾，提高容量。4CDMA2000功率控制技術(shù)由于CDMA系統(tǒng)的自干擾受限的特點(diǎn)，系統(tǒng)發(fā)射功率和系統(tǒng)中總的干擾電平是影響系統(tǒng)性能和質(zhì)量的決定因素。cdam2000中引入了前向快速功率控制、前向鏈路發(fā)射分集、反向相干解調(diào)等功率控制新技術(shù)。其根本目標(biāo)是盡可能地降低系統(tǒng)中的干擾電平，減小基站和移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，提高系統(tǒng)性能和容量。4.1前向快速功率控制技術(shù)cdam2000采用前向快速功率控制（FFPC）技術(shù)，方法是移動(dòng)臺(tái)測量收到業(yè)務(wù)信道的Eb/Nt，并與門限值比較，根據(jù)比較結(jié)果，向基站（BS）發(fā)出升高或降低發(fā)射功率的指令。功率控制命令比特由反向功率控制子信道傳送，功率控制速率可達(dá)到800b/s。采用前向快速功率控制，可以有效的克服慢衰落的影響,降低基站發(fā)射功率和系統(tǒng)的總干擾電平從而降低移動(dòng)臺(tái)信噪比要求，最終可以增大系統(tǒng)容量。根據(jù)cdam2000前向快速功率控制和IS-95慢速前向功率在單徑瑞利信道條件下性能仿真對比,前者性能有顯著改善,特別是在移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)將獲得大約9dB的增益。4.2前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)前向鏈路采用的發(fā)射分集方式包括多載波發(fā)射分集（MCTD）和直接擴(kuò)頻發(fā)射分集兩種。前者用于多載波方式，每個(gè)天線發(fā)射一個(gè)載波子集。后者用于直擴(kuò)方式，又可分為正交發(fā)射分集（OTD）和空時(shí)擴(kuò)展分集（STS）兩種。OTD方式是先分離數(shù)據(jù)流，再用不同的正交Walsh碼對兩個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行擴(kuò)頻，并通過兩個(gè)天線發(fā)射；在STS方式中，兩個(gè)天線都發(fā)射所有的已交織數(shù)據(jù)，并使用相同的原始Wlash碼信道。在CDMA2000前向鏈路中，有兩條信道專門用于前向發(fā)射分集，即發(fā)射分集導(dǎo)頻信道和輔助發(fā)射分集導(dǎo)頻信道。采用前向發(fā)射分集技術(shù)能減少每個(gè)信道要求的發(fā)射功率，增加前向鏈路容量，改善室內(nèi)單徑瑞利衰落環(huán)境和慢速移動(dòng)環(huán)境下的系統(tǒng)性能。4.3反向相干解調(diào)為了提高反向鏈路性能，CDMA2000采用了反向鏈路導(dǎo)頻信道，它是未經(jīng)編碼的擴(kuò)頻信號(hào)（由0號(hào)Walsh函數(shù)擴(kuò)頻），基站用該導(dǎo)頻信道完成初始捕獲、時(shí)間跟蹤和RAKE接收機(jī)相干解調(diào)，并為功率控制測量鏈路質(zhì)量。與IS－95采用非相干解調(diào)相比，所需的信噪比顯著降低提高了反向鏈路性能，降低了移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率，提高了系統(tǒng)容量。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射無線配置為RC3-6的反向業(yè)務(wù)信道時(shí)，在反向?qū)ьl信道中插入一個(gè)反向功率控制子信道，移動(dòng)臺(tái)通過該子信道發(fā)送功率控制命令，實(shí)現(xiàn)對前向鏈路功率控制。為了降低反向鏈路對其它用戶的干擾,當(dāng)反向信道數(shù)據(jù)速率較低或只需保持基本控制聯(lián)系無業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的情