CDMA系統(tǒng)的功率控制

發(fā)布時(shí)間:2024-03-05
功率控制cdma系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。 cdma系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼之間的互相關(guān)性不為零存在多址干擾;反向鏈路上的“遠(yuǎn)近效應(yīng)”;前向鏈路上其他基站和本基站內(nèi)其他用戶的前向信號;無線信道的衰落,這些因素都影響cdma系統(tǒng)容量。
對接收信號的能量或信噪比進(jìn)行評估的基礎(chǔ)上,適時(shí)補(bǔ)償無線信道的衰落,來不斷調(diào)整發(fā)射信號的功率,從而保證一定的通信質(zhì)量,又降低對其他用戶的干擾,保證系統(tǒng)容量。當(dāng)用戶的發(fā)射功率剛好能夠滿足所需信噪比的最小值時(shí),系統(tǒng)的容量達(dá)到最大值。使接收端的誤幀率(fer)接近一個(gè)更高目標(biāo)值。
1、功率控制分類
從通信鏈路的角度
從功控環(huán)路的角度
(1)反向功率控制
調(diào)整移動(dòng)臺的發(fā)射功率,使信號到達(dá)基站接收機(jī)時(shí),信號電平剛剛達(dá)到保證通信質(zhì)量的最小信噪比門限??朔h(yuǎn)近效應(yīng),降低干擾,保證系統(tǒng)容量。將移動(dòng)臺的發(fā)射功率調(diào)整至最合理的電平,從而延長電池的壽命。
反向鏈路必須采用大動(dòng)態(tài)范圍的功率控制方法,快速補(bǔ)償迅速變化的信道條件,由于用戶的移動(dòng)性,不同的移動(dòng)臺到基站的距離不同,這導(dǎo)致不同用戶之間的路徑損耗差別很大。不同用戶的信號所經(jīng)歷的無線信道環(huán)境有很大的不同。
(2)前向功率控制
調(diào)整基站對每個(gè)移動(dòng)臺的發(fā)射功率,使信號到達(dá)移動(dòng)臺接收機(jī)時(shí),信號電平剛剛達(dá)到保證通信質(zhì)量的最小信噪比門限。對信道衰落較小和解調(diào)信噪比較高的移動(dòng)臺分配相對較小的前向發(fā)射功率,對信道衰落較大和解調(diào)信噪比較低的移動(dòng)臺分配相對較大的前向發(fā)射功率。降低基站的平均發(fā)射功率,減小相鄰小區(qū)之間的干擾。
(3)開環(huán)功率控制
移動(dòng)臺(或基站)根據(jù)接收到的前向(或反向)鏈路信號功率大小來調(diào)整自己的發(fā)射功率。補(bǔ)償信道中的平均路徑損耗及慢衰落,所以動(dòng)態(tài)范圍較大。
前提條件:假設(shè)前向和反向鏈路的衰落情況一致。
方法:移動(dòng)臺接收并測量前向鏈路的信號強(qiáng)度,并估計(jì)前向鏈路的傳播損耗,然后根據(jù)這種估計(jì),調(diào)整其發(fā)射功率。接收信號較強(qiáng)時(shí),表明信道環(huán)境較好,將降低發(fā)射功率;接收信號較弱時(shí),表明信道環(huán)境較差,將增加發(fā)射功率。
開環(huán)功率控制的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):簡單易行,不需要在基站和移動(dòng)臺之間交互信息,控制速度快。對于降低慢衰落的影響比較有效。缺點(diǎn):處理快衰落時(shí)精度不夠。
原因:在頻分雙工的cdma系統(tǒng)中,前反向鏈路所占的頻段相差45mhz以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號相關(guān)帶寬,因此前反向鏈路的快衰落是完全獨(dú)立和不相關(guān)的,會(huì)導(dǎo)致在某些時(shí)刻出現(xiàn)較大誤差。
(4)閉環(huán)功率控制
建立在開環(huán)功率控制的基礎(chǔ)上,對開環(huán)功控進(jìn)行校正。以反向鏈路為例:
基站根據(jù)反向鏈路上移動(dòng)臺的信號強(qiáng)弱,產(chǎn)生功控指令,并通過前向鏈路將功控指令發(fā)送給移動(dòng)臺。然后移動(dòng)臺根據(jù)此命令,在開環(huán)功控所選擇發(fā)射功率的基礎(chǔ)上,快速校正發(fā)射功率。
優(yōu)點(diǎn): 部分降低了信道快衰落的影響,控制精度高,用于通信過程中發(fā)射功率的精細(xì)調(diào)整。缺點(diǎn):從功控指令的發(fā)出到執(zhí)行,存在一定的時(shí)延,當(dāng)時(shí)延上升時(shí),功控的性能將嚴(yán)重下降。
反向閉環(huán)功控的分類
分類 目的 位置 方法
內(nèi)環(huán)功率控制 使移動(dòng)臺業(yè)務(wù)信道的信噪比盡可能接近目標(biāo)值 基站(bts) 測量反向業(yè)務(wù)信道的eb/nt,將測量的結(jié)果與目標(biāo)相比較。如果實(shí)測的eb/nt小于目標(biāo)值,命令移動(dòng)臺增加功率;否則命令移動(dòng)臺降低功率。
外環(huán)功率控制 對指定的移動(dòng)臺調(diào)整其的目標(biāo)值 基站
控制器(bsc) 測量反向信道誤幀率(fer),將測量的結(jié)果與目標(biāo)fer相比較。如果實(shí)測的fer超過目標(biāo)值,則命令提高內(nèi)環(huán)功控的eb/nt目標(biāo)值;否則命令降低內(nèi)環(huán)功控的eb/nt目標(biāo)值。
外環(huán)功控通過動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)環(huán)功控中信噪比的目標(biāo)值,來維持恒定的目標(biāo)誤幀率,以適應(yīng)無線環(huán)境的變化,保證一定的通信質(zhì)量。同時(shí)使用外環(huán)功控和內(nèi)環(huán)功控,可以保證有足夠的信號能量,使接收機(jī)能在容許的錯(cuò)誤概率情況下解調(diào)信號將對其他用戶的干擾降至最低。
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