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WCDMA系统中的功率控制无线资源管理上研预研部伏玉笋2003221年月日WCDMA系统中的功率控制WCDMA系统中的功率控制功率控制的目的开环功率控制内环功率控制外环功率控制数据配置命令及参数含义WCDMA系统中的功率控制WCDMA系统中功率控制的目的调整发射功率,保持上下行链路的通信质量对每条链路提供最小需求发射功率,克服远近效应克服阴影衰落和快衰落降低网络干扰,提高系统质量和容量开环功率控制的基本工作原理是根据用户接收功率与发射功率之积为常数的原则,先行测量接收功率的大小,并由此确定发射功率的大小。。开环功率控制主要用来克服阴影和路径损耗。开环功率控制未考虑到上、下行信道电波功率的不对称性,因而其精确性难以得到保证。WCDMA系统中开环功率控制WCDMA系统中的功率控制反向开环功率控制BCHCPICHchannelpower:BCHCPICHchannelpower:ULinterferencelevelULinterferencelevelCPICH测量的接收功率CPICH测量的接收功率计算上行初始发射功率计算上行初始发射功率RACHRACH开开环环功功控控的的目目的的是是提提供供初初始始发发射射功功率率的的粗粗略略估估计计。。它它是是根根据据测测量量结结果果对对路路径径损损耗耗和和干干扰扰水水平平进进行行估估计计,,从从而而计计算算初初始始发发射射功功率的过程。率的过程。WCDMA系统中的功率控制PRACHPCPCH或前导初始发射功率Preamble_Initial_Power=PrimaryCPICHDLTXpower-CPICH_RSCP+ULinterference+ConstantValue,PrimaryCPICHDLTXpowerUL其中,和interferenceCPICH_RSCPUE在系统消息中广播,由自己测量得到。WCDMA系统中的功率控制DPCCH_Initial_power=DPCCH_Power_offset-CPICH_RSCP,CPICH_RSCPUE其中由测量得到。“DLTPCpattern01在上行同步之前,下行采用发count”PCPreamble的方式,进行功控。在期间只能1PCA=1采用功控算法()。DPCCH上行初试发射功率WCDMA系统中的功率控制前向开环功率控制DCHDCHCPICHEb/I0测量的接收CPICHEb/I0测量的接收RACH:报告测量值RACH:报告测量值计算专用信道的下行初始发射功率计算专用信道的下行初始发射功率WCDMA系统中的功率控制P=EbN0%RW%(PCPICH/(EcN0)CPICH−a%Ptotal)下行初始发射功率REb/N0Eb/N0Wchip其中为比特速率,为下行业务的,是速率,aPtotalTransmittedcarrier为下行正交化因子,为功率,新建无RACH“Primary线链路时,若有测量报告,则根据测量报告配置CPICHEc/No”,没有的情况下,则配置典型值。WCDMA系统中的功率控制下行初始发射功率是指DPDCHPCPICH相对于的发射功率,设置如下:UENodeBRNCBLERFER/BERSIR测量SIR目标功率控制比特UENodeBRNCBLERFER/BERSIR测量SIR目标功率控制比特外环功率控制内环功率控制外环功率控制内环功率控制WCDMA系统闭环功率控制结构WCDMA系统中的功率控制CdCcβdβcjDPDCHDPCCHIQI+jQSdpchS上行功率偏置DPCCHDPDCHβc/βd和上的功率之比为的平方WCDMA系统中的外环功率控制1上行功率偏置计算()WCDMA系统中的功率控制βcβd增益因子和Aj=d,refc,ref%LrefLj%KjKrefKref=iRMi%NiKj=iRMi%Niβc,其中refβd,和refTFCβc,是相对于参考的增益因子,jβd,和j是jTFCL相对于第的增益因子,ref是TFCDPDCH相对于参考的的个L数,j是jTFCDPDCHRMii相对于第的的个数,是相对于传输信道Nii的半静态速率匹配因子,是相对于传输信道从无线帧分离块输出TFCi的比特数,求和是相对于中所有传输信道。(待续)(接上页)Aj1βd,j=1.0βc,jβc,j如果大于,那么,取满足条件1/Ajββc,j小于等于的最大量化值。因为不可能为零,1/15所以当上式取整为零时,取比例对应的最小量化值。Aj1βd,jAj如果小于等于,那么取满足条件大于等于的最小ββc,j=1.0量化值,。WCDMA系统中的功率控制2上行功率偏置计算()上行内环功率控制1()NodeBPILOTDPCCHSIR根据测量的SIRSIRTPC=0如果测量大于目标,则;如果测量SIRSIRTPC=1小于目标,则PCAPCA=1上行功率控制模式()有两种。表示TPC12dB每个时隙发送一次命令,步长为或;PCA=2TPC表示每五个时隙发送一次命令,步长1dB为WCDMA系统中的功率控制DPCCH在上的功控步长调整量:dpcch=tpc*TPC_cmd△△。TPC_cmdTPCDPDCH为利用不同算法得到的合成命令。的功率DPDCHDPCCHβcβ根据和之间的功率偏置来设置。增益因子和dDPCCH改变后,保持上的功率不变,因此总功率之间的关系是:2上行内环功率控制()WCDMA系统中的功率控制,11,2,2,2,2,,TPCPPpreviousoutpreviouscpreviousdcurrentccurrentdcurrentout+++=ββββTPC其中为当前内环功率控制下的改变量。1PCA=1上行链路内环功控算法():UETPC当没有处于软切换时,每个时隙收到一个命令;TPC0TPC_cmd=-1如果=,则TPC1TPC_cmd=1如果=,则UEUETPC当处于软切换状态时,接收多条下行无线链路上的命令UETPCTPC_cmd,同样需进行命令合并处理以形成每一时隙的RLS。此时分两步进行:首先对属于同一无线链路集()的下行链TPCRLSTPC路进行命令的合并,同一的命令是相同的,(待续)3上行内环功率控制()WCDM系统中的功率控制(接上页)iRLSTPCWiWi第个合并后的命令设为,的产生原则为:若该时隙TPC0Wi=0TPC1Wi1UE的命令为,则;若命令为,则=。假设NRLSNTPCW1存在个,经过此合并后就形成了个命令,设为、W2…WNNRLSTPC。其次对这条的指令进行合并。采用如下公式处理:TPC_cmd=g(W1,W2,…WN)gNTPC函数应该满足这样的要求:如果个命令是独立且不相关,等“0”“1”g1于或的概率相等,那么函数的输出等于的概率应该大1/(2N)-10.5Wi于或等于;等于的概率应该大于或等于。有一个为0TPC_cmd-1Wi1TPC_cmd1,为;只有所有的为,才为。这种g情况满足函数要求。4上行内环功率控制()WCDMA系统中的功率控制5上行内环功率控制()WCDMA系统中的功控控制2PCA=2上行链路内环功控算法():UETPCUE如果没有处于软切换,在每个时隙只收到一个命令,将54TPC_cmd05以个时隙为单位,对于前面个时隙,=,对于第个55TPC1时隙,如果在个时隙中接收到的个命令硬判决结果为,则TPC_cmd=10TPC_cmd=-1,如果所有硬判决结果为,则,其它TPC_cmd=0情况。(待续)UE当处于软切换时,则可以分为两步,第一步是将同属于一个RLSRadioLinkSetRLTPCRLS()的的合并(在一个内的所有RLTPCNRLS的是一样的)。这样如果有个,则每个时隙都会得TPCii=1,2......NRLS到()。每个都采用上文所述的方法,将35一帧分为段,每段个时隙,然后再做判决。这样前四个时隙最终TPC_cmd=0RLS得到的。第五个时隙中,设每个判决结果为TPC_tempii=1,2......N4(),则前个时隙,所有的TPC_tempi=05TPC_cmd,第个时隙的则通过如下规则获得:NTPC_temp0.5TPC_cmd对个命令进行算术平均,如果大于则1-0.5,TPC_cmd-10为。如果小于则为,否则为。WCDMA系统中的功率控制6上行内环功率控制()PO1PO2PO3DPCCHPILOTTPC、和分别是的、和TFCIDPDCH相对于的功率偏置PO1PO2PO3RNC、和由确定DPDCH下行的最大最小发射功率由准入策略确定1下行内环功率控制()WCDMA系统中的功率控制2下行内环功率控制()UEPILOTDPCCHSIR根据测量的(软切换期间在最大比合并之后)TPCUE在产生命令之前,检查下行功率控制模式DPC-MODERNC(),该参数由设置。当DPC-MODE=0UETPC时,则每个时隙发送一次DPC-MODE=1UE命令;当时;则每三个时隙重TPC复相同的命令NodeBTPCDPCCHDPDCH收到后调整和的发0.511.52dB射功率。步长为、、或。WCDMA系统中的功率控制⎪⎩⎪⎨⎧=∆−=∆+=0TPC,TPC1TPC,TPCPestestTPC如果如果⎪⎩⎪⎨⎧=∆−≥∆+∆=∆+∆=∆+=0TPCTPCLimit_Raise_Power1TPC0Limit_Raise_Power1TPCTPCPestTPCsumestTPCsumestTPC如果,且如果,且,如果∑−−==∆1kSize_Window_Averaging_Power_DLkiTPCsum)i(PP(k)=P(k-1)+PTPC(k)+Pbal(k)3下行内环功率控制()WCDMA系统中的功率控制SRNC发起功率平衡过程发起功率平衡过程SRNC监测各个基站对SRNC监测各个基站对UE的发射功率情况如UE的发射功率情况如果发现有功率漂移,果发现有功率漂移,则通过Iub接口信令则通过Iub接口信令发起下行功率平衡过发起下行功率平衡过程。程。下行功率平衡过程WCDMA系统中的功率控制TPC下行功率平衡算法主要是抵抗在软切换时由于误码导致的下行不同无线链路之间的功率偏移。这WCDMA种偏移在系统中引入快速功率控制技术后显得尤为突出。偏移越大,软切换增益越小。下行功率平衡))(1(initCPICHPrefbalPPPrP−+−=−∑P(k)=P(k-1)+PTPC(k)+Pbal(k)WCDMA系统中的功率控制WCDMA系统中的功率控制软切换中的功率控制对于上行,软切换能大大改善上行信道质量,拓展小区覆盖范围并增加上行信道容量;对于下行,软切换虽然可以增强接收信号功率,但与此同时由于参与软切换的个基站与移动台建立连接,因此系统内总干扰增大了,引起下行容量损失,且当软切换区域增加时下行容量会进一步减小。SSDTsiteselection软切换中功率控制的另一种算法是(diversitytransmission),其基本思想是让路径损耗最小的基站发射信号,其他基站只接收上行链路信号和发射DPCCH。这样可以减少下行链路的总发射功率和额外的干扰。WCDMA系统的内环功率控制是使发射信号的功率到达接收端时保持一定的信干比。然而,在不同的多径环境下,即使平均信干比保持在一定的门限之上,也不一定能满足通信质量的要求(BER或FER或BLER)。因此需要一个外环功率控制机制来动态地调整内环功率控制的门限,使通信质量始终满足要求。外环功率控制的目的WCDMA系统中的功率控制上行外环功率控制SRNCDRNC设置SIR目标值设置SIR目标值设置SIR目标值设置SIR目标值设置SIR目标值设置SIR目标值进行选择性合并,进行选择性合并,并根据测量到的并根据测量到的BLER和业务的QOSBLER和业务的QOS要求计算上行SIR要求计算上行SIR目标值目标值WCDMA系统中的功率控制+BLER/BER/FER测量SIR目标差值与目标BLER/BER/FER差值之间的映射关系SIR目标的修改内环功率控制BLER/BER/FER目标值新的外环功率控制结束新的外环功率
本文标题:WCDMA系统中的功率控制
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