CDMA-1X原理第一版功率控制.docVIP

学习目标： 目 录 第一节 功率控制概述 3 第二节 前向快速功率控制 5 2.1 前向快速功率控制原理 5 2.2 前向外环功率控制 6 2.3 前向闭环功率控制 6 2.4 软切换状态下的前向快速功率控制 7 第三节 RC1和RC2的前向功率控制 9 3.1 RC1前向功率控制算法 9 3.2 RC2前向功率控制算法 10 3.3 切换状态下的RC1和RC2前向功率控制 11 第四节 反向功率控制 13 4.1 反向功率控制简介 13 4.2 反向开环功率控制 13 4.3 反向闭环功率控制 17 4.3.1 反向闭环原理 17 4.3.2 反向外环功率控制 17 4.3.3 反向闭环控制 18 4.3.4 失锁状态下的反向闭环功率控制响应 19 4.4 软切换条件下的反向功率控制 20 第五节 前反向功率控制在系统中的功能分布 21 5.1 前向功率控制功能分布 21 5.1.1 前向外环功率控制的实现 21 5.1.2 前向闭环功率控制的实现 21 5.2 反向功率控制功能分布 23 5.2.1 反向开环的实现 23 5.2.2 反向外环功率控制的实现 24 5.2.3 反向闭环功率控制的实现 25 功率控制概述 CDMA的功率控制包括前向功率控制、反向功率控制。 如果小区中的所有用户均以相同功率发射，则靠近基站的移动台到达基站的信号强，远离基站的移动台到达基站的信号弱，导致强信号掩盖弱信号，这就是移动通信中的“远近效应”问题。 因为CDMA是一个自干扰系统，所有用户共同使用同一频率，所以“远近效应”问题更加突出。CDMA系统中某个用户信号的功率较强，对该用户被正确接受是有利的，但却会增加对共享的频带内其它的用户的干扰，甚至淹没有用信号，结果使其它用户通信质量劣化，导致系统容量下降。为了克服远近效应，必须根据通信距离的不同，实时地调整发射机所需的功率，这就是“功率控制”。 CDMA系统的容量主要受限于系统内移动台的相互干扰，所以如果每个移动台的信号到达基站时都达到最小所需的信噪比，系统容量将会达到最大值。CDMA功率控制的目的就是既维持高质量通信，又不对占用同一信道的其它用户产生不应有的干扰。因此，在CDMA系统的反向链路中引入了功率控制，通过调整用户发射机功率，使信号到达基站接收机的功率相同，且刚刚达到信干比要求的门限值，同时满足通信质量要求。通过调整，各用户不论在基站覆盖区的什么位置和经过何种传播环境，都能保证各个用户信号到达基站接收机时具有相同的功率。在实际系统中，由于用户的移动性，使用户信号的传播环境随时变化，致使每时每刻到达基站时所经历的传播路径、信号强度、时延、相移都随机变化，接受信号的功率在期望值附近起伏变化。J.Viterbi在经过对大量基站接受信号的统计分析后，得出非精确功率控制下基站接收信号的信噪比呈对数正态分布。 反向功率控制包括三部分：开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。 CDMA系统的每一个移动台都一直在计算从基站到移动台的路径损耗，当移动台接收到从基站来的信号很强时，表明要么离基站很近，要么有一个特别好的传播路径，这时移动台可降低它的发送功率，而基站依然可以正常接收；相反，当移动台接收到的信号很弱时，它就增加发送功率，以抵消衰耗，这就是开环功率控制。开环功率控制简单、直接，不需在移动台和基站之间交换控制信息，同时控制速度快并节省开销。但CDMA系统中，前向和反向传输使用的频率不同（IS-2000规定的频差为45MHz）， 频差远远超过信道的相干带宽，因而不能认为前向信道上衰落特性等于反向信道上衰落特性，这是开环功率控制的局限之处。 为了克服前向和反向链路上不相关的瑞利衰落，可以由基站检测来自移动台信号的信噪比，并把它与一个门限值比较，根据比较结果在下行信道上向移动台发送功率上升或功率下降的指令，移动台根据收到的指令来调节其发射功率，这就是闭环功率控制。实现闭环功率控制的关键是产生、传输、处理和执行功率控制指令的速度要快，以尽量跟踪上行链路的瑞利衰落。 在闭环功率控制中，信噪比的门限值也不是一直恒定的，而是在外环功率控制下动态变化的。所谓外环功率控制实际上是一种发生在基站内或基站与移动交换中心之间的一种功率控制过程，它以直接影响话音质量的误帧率作为判决依据，及时地作出上调或下调信噪比门限的指令。 在实际系统中，反向功率控制是由上述三种功率控制共同完成的。即 首先对移动台发射功率作开环估计， 然后由闭环功率控制和外环功率控制对开环估计作进一步修正，力图做到精确的功率控制。 前向功率控制包括两部分：95功率控制和1x快速功率控制。 对于前向链路，当移动台向小区边缘移动时，移动台受到邻区基站的干扰会明显增加；当移动台向基站方向移动时，移动台受到本区的多径干