CDMA内环功控和调试实用教案

1、技术(jsh)背景解决这个问题主要有两个办法:多用户检测技术和功控技术。而功控技术十分简单实用,被认为是CDMA系统的关键技术之一。功控技术可调整每个用户的发射功率,补偿信道衰落、抵消远近效应(xioyng),使各个用户维持在能保持正常通信的最低标准上,这样就能最大地减少对其他用户的干扰,从而提高系统容量,同时延长手机的待机时间。第1页/共25页第一页，共26页。功控技术分类(fn li)-从不同的角度,可以有不同的功控技术分类(fn li)1按准则大致可分为两大类:功率平衡准则和SIR平衡准则。-它们分别控制各个用户信号在接收端的有用功率相等或SIR相等。2按功控效果可分为内环功控和外环功控

2、。-内环功控主要用来对抗信道衰落和损耗,使得接收端信号SIR或功率达到特定的目标值;-外环功控根据特定环境下的服务质量要求,产生内环功控的SIR或功率门限值。3按链路可分为反向功控和前向功控.-由于CDMA系统容量主要受反向链路容量限制,因此反向功控尤为重要。4按功控的环路类型可分为开环和闭环功控.-开环功控是基于上下行信道对称假设的,它能够抵消路径损耗和阴影(ynyng)衰落,闭环功控不需作此假设,它同时还能抵消快衰落。5按功控实现的方式可分为集中式功控和分布式功控.-集中式功控考察小区内所有用户的信息(链路增益等),对每个用户进行统一的调整,这个算法复杂度高,难以实现,但算法的收敛特性好;

3、-分布式控制只根据单个用户信息产生控制指令,易于实现,但分布式算法需要满足一定的条件才能收敛第2页/共25页第二页，共26页。远近(yunjn)效应 上行链路中,由于各移动台与基站的距离(jl)不同,基站接收到较近移动台的信号衰减较小,接收到较远移动台的信号衰减较大,如果不采用功率控制,将导致强信号掩盖弱信号,这种远近效应使得部分用户无法正常通信第3页/共25页第三页，共26页。角效应(xioyng) 在下行链路中,当移动台处于相邻小区的交界处时,收到所属基站的有用信号很小,同时还会受到相邻小区基站的干扰(gnro),这就是角效应第4页/共25页第四页，共26页。路径(ljng)损耗 无线电波

4、(wxin dinb)在传播中经常会受到阴影效应的影响,移动台在小区内的位置是随机的,且经常移动,所以路径损耗会快速大幅度地变化,必须实时调整发射功率,才能保证所有用户的通信质量。第5页/共25页第五页，共26页。 功控作用是克服远近效应(xioyng)、阴影效应(xioyng)、路径损耗，并可部分地克服快衰落。NodeB对上行链路的SIR值进行测量，将测量值与预先设置的门限（SIRtarget）比较，如果测量值小于门限就向UE发出升高功率的TPC（Transmit Power Control，发射功率控制）命令；如果大于门限就向UE发出值为降低功率的TPC命令。UE根据接收到的TPC命令进行

5、快速功率调整，最终使上行链路的质量收敛于SIRtarget功控原理(yunl)第6页/共25页第六页，共26页。功控原理(yunl) 1NodeB侧：每时隙测试(csh)上行DPCCH SIR，与目标SIR比较，测试(csh)SIR大于目标SIR，发TPC=0； 如果测量SIR小于目标SIR，发TPC=1; 2UE侧：处理TPC命令，计算TPC_cmd；有两种上行功率控制模式： -PCA1，UE每个时隙处理一次TPC命令，步长tpc为1或者2dB； -PCA2，UE每五个时隙处理一次TPC命令，步长tpc为1dB。 3在DPCCH上的功控步长调整量：dpcch = tpc*TPC_cmd，TP

6、C_cmd即利用上述算法计算的TPC合成命令。tpc也与之相关。第7页/共25页第七页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试首先，先确认射频切换(qi hun)点，以Wcdma2100频段为例，射频切换(qi hun)点一般存放在QCN以下NV项中：-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用以下公式可以计算出切换(qi hun)点具体功率值：m_fPASwitchPointRise0 = (float

7、)(wRiseFall*102.4/1024 +102.4/2 - 70);平台不一样，计算公式稍有区别。比如:228代表4dbm，依次类推第8页/共25页第八页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 一般射频的方案PA分为低、中、高功率等级(dngj)，切换点分别在0、4、8、12dbm处。第9页/共25页第九页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 然后查看CMU200测试过程的数据值，找到理想切换点附近(fjn)的位置。第10页/共25页第十页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试以目前(mqin)手上的单板为例，当NV_WCDMA_R1_FALL_I = 183

8、; / 相当于-0.5dbmNV_WCDMA_R1_RISE_I = 213; / 相当于2.5dbmNV_WCDMA_R2_FALL_I = 268; / 相当于8dbmNV_WCDMA_R2_RISE_I = 298; /相当于11dbmNV_WCDMA_R3_FALL_I = 511;NV_WCDMA_R3_RISE_I = 511;第11页/共25页第十一页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 因为手机PA增益状态的改变和PDM跳跃时间上的响应(xingyng)， 导致实际切换点与理想计算切换点后偏差第12页/共25页第十二页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试因此

9、从图中可以看出功率(gngl)上升过程中，实际切换时机提前了，从低到中增益实际切换点在0.3dbm处，从中到高增益实际切换点在9.8dbm处。当配置NV_PA_COMPENSATE_UP_I = 8； NV_PA_COMPENSATE_UP_R2_I = 8 NV_PA_COMPENSATE_UP_R3_I = 8 8/10 = 0.8dbm，0.3+0.8 = 1.1dbm， 9.8+0.8 = 10.6dbm， 因此可以看出， 在两个上升切换点处功率确实上涨(shngzhng)到预期功率，并导致内环功控恶化。第13页/共25页第十三页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 PA补偿

10、作为内环功控调试最简单的一种方法，它可以(ky)调整实际切换点跟前、后两个功率点的距离，以达到内环功控满足要求的目的。第14页/共25页第十四页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试当功率下降时， PA切换点补偿(bchng)调试方法同理第15页/共25页第十五页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 其次再介绍一种频率(pnl)补偿修正内环功控的方法。还是以Wcdma2100为例，我们通过QCN找到几个频率(pnl)补偿相关的NV项： -NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_0_I -NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_1_I -NV_WCDMA_T

11、X_COMP_VS_FREQ_2_I -NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_3_I第16页/共25页第十六页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试这里每一个(y )NV项中有16个值，分别对应16个信道；四个NV项分别对应四级增益，最后一级通常不使用。通常频率补偿NV是用来调整手机发射功率平坦度的，它为什么能修正内环功控呢？因为修改频率补偿值，会导致该信道下，该增益等级下，整段功率值产生平行移动。因此会使拉大或者减小与其他增益等级下功率值的距离，达到修正内环功控的目的。我们尝试把NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_2_I 中信道对应的频率补偿人为的减少8，

12、看看内环功控会有什么效果。第17页/共25页第十七页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试第18页/共25页第十八页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 从图中我们(w men)可以看到，高增益频率补偿-8，红色的曲线整段上移。 频补负值，整段上移，Delta增大；频补正值，整段下移，Delta减小。正好与PA补偿相反。 上移，下移的方向是通过高通内部算法来实现。第19页/共25页第十九页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试另外再补充一下(yxi)，从图中数据可以看出来，频率补偿的精度并不如PA补偿来得准确， 8/10 = 0.8dbm ，应该有0.8dbm的整体偏

13、移，但是部分功率点增加了0.7dbm，部分功率点只有0.50.6dbm。以上还仅仅是校准信道的偏差，它有一个优势，忽略了信道与信道之间的比较性，环境上的差异也不会对它造成影响。 如果是边信道，最后写入NV频补的计算公式为：最终写入频补项的补偿值（测量信道功率参考信道功率）人为因内环功控指标而估算的额外调整值受测试环境（包括夹具，仪表差异）因素影响，除非环境固定。并且还受整段功率的补偿依靠单个功率点的差异来代表，对单板发射功率的线性度要求较高因素的影响。第20页/共25页第二十页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试线性度不好，就会造成像上面这样，有的功率点上差异0.5db,有的0.7d

14、b，还有更甚的。该因素是固化在校准配置文件里面的，就是一个固定的补偿值，因此它受单板之间一致性影响比较大，如果同一批单板的一致性不好，那么该固化补偿值就不一定适用于所有单板，因此该批单板内环功控失败的概率就会产生。因此要优化内环功控需要从和两个方面去改善。可以通过优化测试环境，改善夹具每次的压合要到位，测量线损要补偿准确，测量仪表要经常维护保证读取精度；线性度需要射频(sh pn)优化，优化射频(sh pn)芯片与功放的匹配程度，尽量做到功率变化的斜率是一致的。p2 因素我们正在考虑尝试一种新的优化方式，补偿值不固化在配置文件里面，实时计算实时调整，针对不同单板，写入不同的值，克服单板一致性不

15、好的影响。第21页/共25页第二十一页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 最后介绍内环功控的另一种调试方法。调整发射功率测试扫描阶梯时间，来达到优化内环功控的目的。我们以前一直都是采用20ms阶梯扫描方式，如图： 随着测试成本的压力，要求我们进行节省测试时间的优化，特别是APT校准的介入，扫描次数成倍增加，测试时间相对要长很多。 部分产品上已经(y jing)应用第22页/共25页第二十二页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 把20ms 压缩到4ms，那么会有什么样的后果？ 我们用4ms校准完之后，发现内环功控在-46dbm处出现问题，通过对比数据发现，采用20ms整体

16、读取功率值要偏低，采用4ms扫描，高、中增益(zngy)要偏高0.30.7db,不同功率点不一样，但是在低增益(zngy)末端，功率偏差达到1.3db第23页/共25页第二十三页，共26页。高通平台(pngti)内环功控调试 可以确定，是功率读不准导致，功率值偏差1.3db，导致内环功率调整的时候，控制功率发射的PDM值被选错，发射功率在几个点上呈现过量与不足的表现。 功率读不准是由于阶梯4ms持续时间，扫描太快，可能单点功率下降还没有(mi yu)处于稳定状态就被CMU200给读取了，因此4ms的整体功率都偏高。 还是设置回20ms，逐渐减少持续时间，16ms，12ms，8ms，6ms。最后，极限时间8ms扫描数据与20ms扫描数据基本保持一致。 为了节省测试时间，仅仅把低增益的扫描时间放宽到8