《電子技術(shù)應(yīng)用》
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WCDMA系統(tǒng)中的功率控制研究

2008-07-01
作者:administrator
1 概述

??? 功率控制" title="功率控制">功率控制是WCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,。由于遠近效應(yīng)和自干擾問題,,功率控制是否有效直接決定了WCDMA系統(tǒng)是否可用,,并且很大程度上決定了WCDMA系統(tǒng)性能的優(yōu)劣,,對于系統(tǒng)容量,、覆蓋,、業(yè)務(wù)的QoS(系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量" title="服務(wù)質(zhì)量">服務(wù)質(zhì)量)都有重要影響,。

功率控制的作用首先是提高單用戶的發(fā)射功率" title="發(fā)射功率">發(fā)射功率以改善該用戶的服務(wù)質(zhì)量,,但由于遠近效應(yīng)和自干擾的問題,提高單用戶發(fā)射功率會影響其他用戶的服務(wù)質(zhì)量,,所以功率控制在WCDMA系統(tǒng)中呈現(xiàn)出矛盾的兩個方面,。

?? WCDMA系統(tǒng)采用寬帶擴頻技術(shù),所有信號共享相同頻譜,,每個移動臺的信號能量被分配在整個頻帶范圍內(nèi),,這樣移動臺" title="移動臺">移動臺的信號能量對其他移動臺來說就成為寬帶噪聲。由于在無線電環(huán)境中存在陰影,、多徑衰落和遠距離損耗影響,,移動臺在小區(qū)內(nèi)的位置是隨機的且經(jīng)常變動,所以信號路徑損耗變化很大,。如果小區(qū)中的所有用戶均以相同的功率發(fā)射,,則靠近基站的移動臺到達基站的信號強,遠離基站的移動臺到達基站的信號弱,,另由于在WCDMA系統(tǒng)中,,所有小區(qū)均采用相同頻率,上行鏈路為不同用戶分配的地址碼是擾碼,,且上行同步較難,,很難保證完全正交。這將導致強信號掩蓋弱信號,,即遠近效應(yīng),。

???

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)干擾從而增加系統(tǒng)容量,。

??? 2? 定義與縮略語

??? 由于涉及到許多專業(yè)術(shù)語,,我們在介紹功率控制之前先介紹一些相關(guān)術(shù)語的定義。

??? activeset:激活集合。

??? UL interference: 上行干擾 ,。

??? C/I: C/I=(RSCP/ISCP)×(SF/2) 信干比,。

??? Eb/No:每比特的信噪比,Eb是每一個碼元的能量,,No分母是噪聲的功率譜密度。

??? Ec/Io: Ec/Io=RSCP/RSSI,,體現(xiàn)了所接收信號的強度和干擾的水平,。

??? AICH: Access Link Control Application Protocol,接入鏈路控制應(yīng)用部分,。

??? AMR:Adaptive Multi-Rate,,自適應(yīng)多速率。

??? BER :Bit Error Ratio,,比特差錯率,。

??? BLER: Block Error Rate,誤塊率,。

??? CRC: Cyclic Redundancy Code,,循環(huán)冗余碼。

??? CS: Circuit Switched ,,電路交換,。

??? VP: Video Phone,可視電話,。

??? DL: Downlink (Forward Link),,下行鏈路。

??? Dpcch: Dedicated Physical Control Channel,,專用物理控制信道,。

??? FER : Frame Error Rate,誤幀率,。

??? OVSF:Orthogonal Variable Spreading Factor,,正交可變擴頻因子" title="擴頻因子">擴頻因子。

??? P-CPICH: Primary Common Pilot Channel,,主公共導頻信道,。

??? PRACH: Physical Random Access Channel,物理隨機接入信道,。

??? QoS: Quality of Service ,,業(yè)務(wù)質(zhì)量。

??? RNC: Radio Network Control,,無線網(wǎng)絡(luò)控制器,。

??? NodeB: WCDMA Base Station ,WCDMA基站。

??? RSCP: Received Signal Code Power,,接收信號碼功率,。

??? RSSI:Received Signal Strength Indicator,接收信號強度指示,。

??? RTWP: Received Total Wide band Power,,接收總帶寬功率。

??? SF: Spreading Factor,,擴頻因子,。

??? SIR:Signal-to-Interference Ratio,信干比,。

??? TPC: Transmit Power Control,,發(fā)射功率控制。

??? UE :User Equipment,,用戶設(shè)備,。

??? WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access,寬帶碼分多址,。

??? 3? 功率控制的實現(xiàn)過程

??? 功率控制的實現(xiàn)方式可以分為兩大類:內(nèi)環(huán)功控和外環(huán)功控,。當手機處于軟切換狀態(tài)時,快速功控會導致下行功率飄移,。為了解決下行功率漂移問題,,Serving-RNC需要對NodeB進行功率均衡。

??? 3.1內(nèi)環(huán)功控

??? 內(nèi)環(huán)功控的主要作用是通過控制物理信道的發(fā)射功率,,使接收SIR收斂于目標SIR,。WCDMA系統(tǒng)是通過估計接收到的Eb/No來發(fā)出相應(yīng)的功率調(diào)整命令的。Eb/No與SIR具有一定的對應(yīng)關(guān)系,,例如對于12.2kbit/s的語音業(yè)務(wù),,Eb/No的典型值為5.0dB,在碼片速率3.84Mchip/s的情況下,處理增益為10log10(3.84M/12.2k)=25dB,。所以SIR=5dB-25dB=-20dB,。即:載干比(C/I)>-20dB。

??? 內(nèi)環(huán)功控分為開環(huán)和閉環(huán)兩種方式,。開環(huán)功控目的提供初始發(fā)射功率的粗略估計,,它根據(jù)測量結(jié)果對路徑損耗和干擾水平進行估計,從而計算初始發(fā)射功率,。

??? 3.1.1開環(huán)功控

??? 初始功率P_PRACH=P-CPICHDL TX power – CPICH_RSCP + UL interference + Constant Value,。P-CPICH DL TX power–CPICH_RSCP為下行路徑損耗。計算P_PRACH上行路徑損耗,,并是根據(jù)下行信號所得到的路徑損耗來估計上行損耗,。由于上下行頻段間隔較大,,上下行的快衰落情況是完全不相關(guān)的,因此,,這個估計值是很不準確的,。

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