??? 功率控制" title="功率控制">功率控制是WCDMA系統的關鍵技術之一。由于遠近效應和自干擾問題,功率控制是否有效直接決定了WCDMA系統是否可用,并且很大程度上決定了WCDMA系統性能的優劣,對于系統容量、覆蓋、業務的QoS(系統服務質量" title="服務質量">服務質量)都有重要影響。
功率控制的作用首先是提高單用戶的發射功率" title="發射功率">發射功率以改善該用戶的服務質量,但由于遠近效應和自干擾的問題,提高單用戶發射功率會影響其他用戶的服務質量,所以功率控制在WCDMA系統中呈現出矛盾的兩個方面。
?? WCDMA系統采用寬帶擴頻技術,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,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。由于在無線電環境中存在陰影、多徑衰落和遠距離損耗影響,移動臺在小區內的位置是隨機的且經常變動,所以信號路徑損耗變化很大。如果小區中的所有用戶均以相同的功率發射,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系統中,所有小區均采用相同頻率,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。
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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射功率,減少系統干擾從而增加系統容量。
??? 2? 定義與縮略語
??? 由于涉及到許多專業術語,我們在介紹功率控制之前先介紹一些相關術語的定義。
??? 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,接入鏈路控制應用部分。
??? AMR:Adaptive Multi-Rate,自適應多速率。
??? 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 ,業務質量。
??? RNC: Radio Network Control,無線網絡控制器。
??? 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,發射功率控制。
??? UE :User Equipment,用戶設備。
??? WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access,寬帶碼分多址。
??? 3? 功率控制的實現過程
??? 功率控制的實現方式可以分為兩大類:內環功控和外環功控。當手機處于軟切換狀態時,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內環功控
??? 內環功控的主要作用是通過控制物理信道的發射功率,使接收SIR收斂于目標SIR。WCDMA系統是通過估計接收到的Eb/No來發出相應的功率調整命令的。Eb/No與SIR具有一定的對應關系,例如對于12.2kbit/s的語音業務,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。
??? 內環功控分為開環和閉環兩種方式。開環功控目的提供初始發射功率的粗略估計,它根據測量結果對路徑損耗和干擾水平進行估計,從而計算初始發射功率。
??? 3.1.1開環功控
??? 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的,因此,這個估計值是很不準確的。