CDMA移动通信中的功率控制

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开环功率控制、 外环功率控制和内环功率控制 按形成环路的方式， 功率控制可分为： （ 开环功率控制 "） 主要用于随机接入过程中。在移动台准备发起
呼叫时， 先接收基站发射的广播信号， 估计下行链路 的衰落情况，然后把下行链路衰落近似等价为上行 链路损耗进行补偿， 再加上一定的安全裕度， 作为初 始发射功率。 （ 外环功率控制 !） 主要功能是适应无线信道的变化情况。由于服 或误块率（ 务质量要求是根据误码率（ #$% ） #&$%， 衡量， 外环通过检测接收端的误块 ’()*+, -..)., ./0-） 率， 动态调整内环功控中的目标信噪比（ ， 把 12%0/.3-0） 功率控制与为用户提供的服务质量直接相关联。 （ 内环功率控制 4） 又称快速功率控制， 把实时测量的 12% 与目标 信噪比相比较， 产生传输功率控制（ 命令， 发射 567） 端根据收到的 567 进行功率调整。 基于信噪比和基于误码率的功率控制 !"$ 基于强度、 按不同功控指标， 功率控制可分为： （ 基于强度的功控是通过功率控制使所有接 "） 收端接收的信号强度相等。 这种方案相对比较简单， 但不能反映为用户提供的真正服务质量。 （ 基于信噪比的功控是让所有接收端的信噪 !） 比一致。基于 12% 的功控算法比较复杂， 但能更好 地反映系统性能， 实际系统中通常采用这种方案。 （ 对于数字移动通信的最佳指标， 有人提出基 4） 于误码率的功率控制。它的目标是保证所有用户的
电信快报（ !""#$%&$’） 其中， !是测量的信噪比， "是目标信噪比， #$ 是功率 调整步长。 内环控制所需的门限信噪比是由外环功率控制 决定的，外环测量用户接收数据的误块率 N,1-@OPQ 与 R5& 规 定 的 目 标 值 N,1-PS 进 行 比 较 ， 产 生 以满足 &#-P86<@P 的调整命令。 &#-P86<@P 根据此命令更新， 用户的 R5& 要求， 用公式可表达为： （ &#-（ TU"） V&#- （ T） U#&#-! O:<; （ N,1-@OP "N,1-PS） H） 式中， #&#- 是调整步长， N,1-@OP 是 测 量 误 块 率 ， N,1-PS 是目标误块率。 闭环功率控制频率比较高，能跟上多径快衰落 变化， 达到优化的发射功率值， 由于是根据反馈信息 作为调整的依据， 因此精确度也比较高。 综上所述， )2+3 系统的功率控制技术有不同 的方法， 为了优化功率控制方案， 针对不同方法的各 李 楠
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外环和内环功率控制原理 仍以上行链路为例来说明。上行链路闭环功控
是指基站接收端通过测量，得到信噪比 12%-G0 的估 计值， 然后把此 12%-G0 与门限信噪比（ 进行比 12%0/.3-0） 较， 产 生 功 率 控 制 命 令 567， 通过无线信道把该命 令传送至移动台， 移动台发射端根据该命令， 在开环 功率控制设定的功率值基础上调整某一功率值。用 公式可表达为：
6（ +,H,"） C,6（ +） H,"" # G@3A（ #!$）
（ 4）
#$% 达到要求。
在实际系统中，通常是把上述各种方案的优势 结合使用。目前，在 879:; 和 59<719:; 系统 中， 采用的是开环、 外环加内环的联合功控方案。
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功率控制实现原理
图 ",, 开环功率控制原理图
电信快报
论 文 选 粹
自优势和不足，现阶段的系统在实现时综合使用不 同的方法， 同时功率控制为动态信道分配、 接纳控制 等其他无线资源管理提供了必要的接口算法。 因此， 完善和优化 )2+3 系统的功率控制成为第三代移 动通信系统的关键。 由于移动通信的特殊环境，现有的功率控制技 术还不能达到理想的效果，有必要结合先进的自适 应控制理论和信息预测理论改进功率控制算法。未 来的功率控制技术将集中解决以下问题： （ 如何降 "） 低物理层测量不准确对功率控制造成的影响； （ 如 !） 何保证 0)$ 解码的正确性；（ 如何采用有效的预 C） （ 在 测方法， 减小 0$) 因时延而造成的功率误调； H） 保证系统性能的前提下， 如何降低算法的复杂度。 电信科学技术研究院硕士研究生
中都需要有通用的寻址机制，通用的地址空间可通 过在 #$ 域和光域同时使用 #$ 地址实现。这样， 光网 络中的网元就成为 #$ 网络中可寻址的实体。 基于对等模型的路由机制为整合路由。在这种 如 方式中， #$ 域 和 光 域 运 行 同 样 的 #$ 路 由 协 议 ， 网络所了解。 对等模型是一种新型网络技术，是 #10’ 所支 持的网络结构，为此 #10’ 提出通用多协议标签交 换概念。 基本思路是把 #$ 层用于 +$,& 通道的选路 和信令， 经一定的修改后， 直接用于包括光传送层在 使 内的各个层面的连接控制。*+$,& 技术的出现，
%&$’ 加以适当的光域扩展，这些扩展必须包含光
链路的参数， 以及光网络的特定限制。 网络中所有节 点（ 保存的拓扑和链路状态信 %() 设备和路由器） 息都相同，使路由器可算出到达光网络中另一路由 器的端到端路由，这样的标签交换通道可用 如 -&.$/01 或 )-/,2$ ） 。当 *+$,& 信 令 建 立 （ ,&$ 在光网中路由时，需要在两个边缘路由器之间 建立一条光通道。这条光通道本质上是光网络中的 一条隧道，它的容量比路由第一条 ,&$ 时更大， 网 络中的其它路由器可在这条光通道中路由其它 实现资源的充分利用。因此， 这条光通道可被 ,&$ ， 通告作为拓扑中的一条虚拟链路。 转发邻接（ 是一个 重 ’3， 4567869:;<= 89>8?@;?A ） 要概念，它在向其它路由器传播已有光通道的信息 时是很重要的。 ’3 实质上是遵循链路路由协议通 告的一条虚拟链路，可用与定义常规链路资源相同 的参数描述。 虽然有必要说明 ’3 的建立机制， 但并 不需要说明 ’3 在路由机制中如何应用。 一旦 ’3 在 路由状态协议中通告，它的使用也会在路由计算和
电信快报（ !""#$%&$’）
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开环功率控制原理（ 见图 "） 以反向链路（ 移动台到基站） 为例， 说明开环功
率控制的原理。开环功率控制是指移动台通过测量 接收到的导频信号功率大小和有关信息，调整自身 的发射功率， 使发射功率控制在一个衡定的水平上， 这就是称之为基于 ;=7 （ 原 />0)?/0@*, 3/@A, *)A0.)( ） 理的开环功率控制。用公式可表达为： （ 65B,C,65B#7D ,,! 6%B#7D ,,E,6%BF-G@.,H,! !） 式中， 65B#7D , 是广播信道的参考发射功率， 6%B#7D , 是移 动台接收的广播信道功率， 6%BF-G@., 是基站期望的接 收功率， !是补偿阴影衰落的安全裕度。 无需反馈信息， 在 开环功控的主要特点是：（ "） 无线信道突然变化时， 可快速作出响应； （ 算法相 !） 对比较简单， 对移动台发射功率的调整采用“ 一步到 位” 的方法（ 即信道衰落多少就补偿多少） ； （ 功率 4） 调整范围较大， 最大可达 IJF# 动态范围。 在 K99, 79:; 系统中，由于上 L 下行使用不 同频段， 使上 L 下行链路传输损耗不对称， 加上开环 没有反馈信息， 导致开环功率控制精确度不高， 需要 靠更精确的闭环功率控制来补偿。而 599, 79:; 系统由于上 L 下行使用同一频段，上 L 下行的路径 损耗具有很大的相关性，用户设备估算下行路径损 耗， 把下行路径损耗等同于上行路径损耗， 造成的误 差比较小。因此， 在 599, 79:; 系统中开环功率 控制相对比较准确。
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功率控制技术的分类
按照不同的分类标准，功率控制技术有各种不
同的类型。
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上行链路功率控制和下行链路功率控制 按通信的上下行链路方向， 功率控制可分为： （ 上行链路功率控制 5） 它又称反向功率控制，用于控制移动台的发射
功率，保证基站收到各个移动台发射的信号功率或
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! 3（ ! 4 (! !+(( !’(1("(! 2（ +） +）
最佳的发射功率向量。由于集中式功控需知道所有 链路的信息， 会造成很大的时延， 而且计算复杂度很 高， 在实际系统中很难实现， 但它可提供功率控制的 性能范围。 （ 分布式功率控制 !） 它是在接收端进行的功率控制，根据接收端的 接收信号功率及其链路增益，单独调整自身发射功 率。 这种方式只需了解接收端自身的局部信息， 算法 比较简单， 在实际系统中易于采用。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 流量工程算法中定义。 （ 上接第 !" 页） 对等模型可以无缝地实现 #$ 网络与光网络互 由。 当一个光因特网中包含多个域时， 需要有域间路 由和信令， 但在任何一种情况下， 光网络和 #$ 网络 连， 前提是光网络特定的路由信息必须被 #$ 路由器
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!"#$ 系统中的功率控制技术
功率控制（ 是 "-./ 移 动 !"， #$%&’( )$*+’$,）
也需要对基站实行功率控制。 功率控制技术可补偿传输损耗、解决 “ 远近效 应” 和“ 边缘效应” 问题、 增加系统容量和提高系统性 能， 从而更好地发挥第三代移动通信系统的优势。
通信系统的核心技术之一， 有效的 "-.0 系统功率 控制方法已成为第三代蜂窝移动通信系统的主要研 究方向。移动通信的显著特点是移动无线信道的时 变性和多径传播特性。时变性是由于移动台不断移 动和通信环境变化造成的；多径传播特性是用户发 射的信号经过直射、 反射、 折射或衍射， 从不同传播 路径到达接收端所形成的现象。 无线信号的传播损耗主要来自三部分：路径损 耗、 阴影衰落和多径衰落， 接收机接收的信号功率随 机变量可表达为：