快速功率控制技术

1、快速功率控制技术一.功率控制功率控制是蜂窝系统中最重要的要求之一。TD-SCDMA系统是一个干扰受限系统，由于远近效应，它的系统容量主要受限于系统内各移动台和基站的干扰，因而，若每个移动台的信号到达基站时都能达到保证通信质量所需的最小信噪比并且保持系统同步，TD-SCDMA系统的容量将会达到最大。功率控制是在对接收机端的接收信号强度或信噪比等指标进行评估的基础上，适时改变发射功率來补偿无线信道中的路径损耗和衰落，从而既维持了通信质量，乂不会对同一无线资源中其他用户产生额外干扰。另外，功率控制使得发射机功率减小，从而延长电池使用时间。二快速功率控制ETSI规范推荐的功率控制过程的控制幅度都是固定

2、的，一般取值是2dB或4dB,然而，在很多实际的情况下，固定的功率控制幅度并不能达到最优的效果,举一个简单的例子：当手机在离基站天线很近的地方发起一次呼叫，它使用的初始发射功率是所在小区BCCH信道上广播的系统消息中手机最大发射功率MS_TXPWR_MAX_CCH,很明显，这时由于手机离基站的天线非常近，功率控制过程应麼尽可能快地将它的发射功率降下去。然而，规范推荐的功率控制过程做不到，因为它每次只能命令手机降2dB或4dB,加上每两次功率控制之间会有一定的间隔期（由于要收集足够多新的测量数据），因此，要将手机发射功率降到合理的值，会经历一段比较长的时间，下行方向也是一样的。可见，这对降低整个

3、GSM网络的干扰情况明显不利，要改善这一点，就是加大每次功率控制的幅度，这就是快速功率控制的核心思想。快速功率控制过程能够根据实际的信号强度和信号质量情况，判断出应该使用的功率控制幅度，不再局限于一个固定的幅度，这样就可以轻易解决手机初始接入时功率的控制问题。当然，它的作用也不仅仅局限于这种情况，还有很多，比如快速移动的手机、突然出现的干扰或障碍等等，只要出现需要进行大幅度功率控制的现象，快速功率控制过程都能够完满地给予解决。远近效应由于用户的移动性，不同的移动台和基站之间的距离是不同的。当基站同时接受到两个不同距离移动台的信号时，若两者功率发射都相同，则离基站近的移动台的接受信号强，离基站远

4、的移动台的接收信号弱。这样就会产生以强压若的现象，即远处用户的信号会被近处用户的信号淹没，以至于不能正确解调，这种现象称为“远近效应”。为了克服这种现象，对移动台的发射功率进行调整时非常有必要的，使得基站接收到的所有移动台的信号功率基本相等。功率控制技术通过一定的机制和算法控制发射机的发射功率，使发射机以合适的功率大小发射信号。为什么用功率控制技术任何一个用户的信号对其它用户來说都是干扰，因此，是一个干扰受限的自干扰系统，如果不对每个用户的功率进行适当控制，那么系统的容量和性能难以满足设计要求。功率控制是无线资源管理的核心技术之一，它对于克服“远近效应”、减小小区间干扰、增加系统容量和提高系统

5、性能具有重要作用常用功率控制方式分类1按实现方式集中式/分步式2按通信链路上行/下行（前向/反向）3按环路方式开环/外环/内环4按所用准则强度/信噪比/误码（块）率5按调整方式理想功控/非理想功控功率控制分类一一按实现方式集中式功率控制分布式功率控制在进行功率控制时不仅需要考虑本小区的情况，还需要考虑其他小区的负载和干扰情况，进行综合调整分布式功控，有时乂称本地功控，它只需要知道本小区的信息，如干扰等，即可进行功控。优点：最优的功率控制方式都是集中式功率控制，可使中断概率最小优点：由于不需知道其他小区的负荷干扰信息，因此速度快，可以跟上快衰落。缺点：由于需要整个系统信息，因此需缺点：计算出的功

6、率值，不一定能使整在RNC中实现，所需时间长，无法实现个系统的容量，掉话率等指标最好。快速功控功率控制分类一一按环路方式开环功率控制外环功率控制内环功率控制通过测量接收特殊信道的信号功率大小和有关信息，调整自己的发射功率的功率控制方法。没有反馈，开环功控的精度不高。根据接收数据的质量参数（BLER/BER/FER等，调整内环功控所需的目标SIR,以克服信道慢衰落的影响。根据接收到的信噪比与目标信噪比进行比较，产生功率控制命令TPC,发射端根据TPC进行功率调整，以克服多径或移动而引起的快衰落。功率控制分类一一按通信链路上行/反向链路功率控制下行/前向链路功率控制控制移动台的发射功率克服“远近效

7、应”降低发射功率，省电控制基站发射功率的克服“角效应”降低了小区间干扰基站的平均发射功率减小，对设备有利功率控制分类一一按所用准则基于信号强度基于信噪比基于误码率通过功率控制使所有接收端接收的信号强度相等让所有接收端的信噪比一致保证所有用户的BER达到要求。优点：相对比较简单优点：能更好的反映系统性能优点：功率控制直接与质量关联缺点：不能反映用户真正的业务质量缺点：基于SIR的功控算法比较复杂缺点：算法复杂不成熟功率控制分类一一按调整方式理想功控非理想功控理想功控是指每次功率调整都将发射功率直接调整到计算应该发射的实际值上去：非理想功控是将测得的信噪比同目标信噪比进行比较，如果高于目标信噪比则

8、将发送功率向下调整一个步长；反之，则向上调整一个步长。功率控制的主要应用CDMA系统功率控制技术CDMA系统是一个自干扰系统，CDMA系统中的用户在同样的频率和时间上发送信号，不同的用户采用不同的扩频码来区分。由于扩频码之间的互相关性不为零，使得每个用户的信号都成为其他用户的干扰，即多址干扰。同时CDMA系统是一个干扰受限系统，即干扰对系统的容量直接影响。当干扰达到一定程度后，每个用户都无法正确解调自己的信号，此时系统的容量也达到了极限。因此，如何克服和降低多址干扰就成为CDMA系统中的主要问题之一。通过功率控制，使发射功率尽可能的小，从而有效地限制多址干扰。TD-SCDMA系统功率控制技术T

9、D-SCMA系统是一个干扰受限系统，由于“远近效应”，系统的容量主要受限于系统内各移动台和基站间的干扰，因而，若每个移动台的信号到达基站时都能达到保证通信质量所需的最小信噪比并且保持系统同步，TD-SCDMA系统的容量将会达到最大。功率控制就是为了克服“远近效应”而采取的一项措施。它是在对接收机端的信号强度或信噪比等指标进行评估的基础上，适时改变发射功率來补偿无线信道中的路径损耗和衰落，从而既维持了信道的质量，乂不会对同一无线资源中其他用户产生额外的干扰。另外，功率控制使得发射机功率减小，从而延长电池是使用的时间。未来功率控制的研究趋势传统的功率控制技术以话音业务为主，主要有集中式和分布式功率

10、控制、开环和闭环功率控制、基于恒定接收和基于质量功率控制。目前的功率控制的研究集中在数据业务和多媒体业务方面，多为联合考虑功率控制和速率控制研究。功率控制和速率控制两者的目标是相互抵触的，功率控制的目标是让更多的用户同时亨有更多的服务。速率控制则是以增加系统吞吐量为目标，使得个别用户或业务具有更高的传输速率，同时达到公平性和吞吐量的双重目标。更深入的研究将结合功率和速率控制技术进行联合控制，达到系统的最大优化。对于非实时的数据业务，要求对用户的传输速率进行有效控制，以充分利用频谱资源。不同的多媒体业务可以有不同的QoS來描述，只有设计合理的速率控制方案，才能有效地利用频谱资源。在无线信道中，传输速率和信干比之间关系密切。而功率控制是调节信干比最有效地手段，因此将速率控制和功率控制相结合是很自然地。在功率和速率联合控制中，不同的速率以不同的处理增益或不同的调制编码技术來实现，且每个用户都有一个最小速率要求。在实际通信系统中，可用的传输速率是一组离散的数值，链路控制的目的即在于使通信系统吞吐量最大。由于速率的离散性，存在多种速率组合可以得到相同的系统吞吐量，但消耗的总发射功率却不同，而保证发射功率最小可以减小对相邻小区