WCDMA功率控制原理
GSM、CDMA、WCDMA手机发射功率
GSM、CDMA、WCDMA手机发射功率！~
一、GSM手机发射功率
GSM协议规定，手机发射功率是可以被基站控制的。基站通过下行SACCH信道，发出命令控制手机的发射功率级别，每个功率级别差2dB，GSM900 手机最大发射功率级别是5（33dBm），最小发射功率级别是19（5dBm），DCS1800手机最大发射功率级别是0（30dBm），最小发射功率级别是15（0dBm）。当手机远离基站，或者处于无线阴影区时，基站可以命令手机发出较大功率，直至33dBm（GSM900），以克服远距离传输或建筑物遮挡所造成的信号损耗。如果手机离基站很近，且无任何遮挡物时，基站可以命令手机发出较小功率，直至
5dBm（GSM900），以减少手机对同信道、相邻信道的其它GSM用户的干扰和其它无线设备的干扰，而且这样还可以有效延长手机待机时间、通话时间。GSM手机发出的最低功率仅为5dBm（GSM900），约为3.2mW，这比PHS的平均功率10mW要小，同时GSM手机发出的最大功率33dBm（GSM900），约为2W，这个信号相对来说是巨大的，对这种大信号不加以严格规定，其干扰也是巨大的。因此GSM就手机发射信号除了发射功率的规定以外，在其它方面也作了适当的规定。（注意：这里是适当的规定，如果规定偏严无疑会加大手机制造成本，如果偏松，无疑会加大干扰。）具体有如下几个方面：
1、Power versus Time
由于GSM是TDMA系统，因此GSM协议通过一个功率对时间的模板来严格限制发射功率在时间域的变化情况，以减少干扰，尤其
WCDMA功率控制介绍
WCDMA功率控制介绍
WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是一种第三代
移动通信技术，它通过使用CDMA技术和宽带信道来支持高速数据传输和
多用户接入。在WCDMA系统中，功率控制是一项关键技术，它用于调整用
户终端的发送功率，以实现高效的系统性能和资源利用。
开环功率控制是根据用户终端与基站之间的路径损耗估计来进行功率
调整的一种控制方式。在WCDMA系统中，用户终端会发送与接收到的基站
信号质量相关的参考信号，基站根据这些参考信号的接收情况来估计用户
终端与基站之间的路径损耗。通过比较预期的路径损耗和实际测量的路径
损耗，基站可以推测出用户终端的发送功率是否过大或过小。当功率过大时，基站会发送控制信号给用户终端，要求降低发送功率；当功率过小时，基站会发送控制信号给用户终端，要求增加发送功率。通过这种方式，开
环功率控制可以有效地平衡系统中用户终端的发送功率，提高系统性能和
用户体验。
闭环功率控制是根据用户终端的接收信号质量来进行功率调整的一种
控制方式。在WCDMA系统中，基站会对从用户终端接收到的信号质量进行
测量，比如信号强度、误码率等指标。基站将这些测量结果发送回用户终端，用户终端根据这些信息来调整自己的发送功率。具体来说，当基站测
量到用户终端接收到的信号质量较好时，基站会发送控制信号给用户终端，要求降低发送功率；当基站测量到用户终端接收到的信号质量较差时，基
站会发送控制信号给用户终端，要求增加发送功率。通过这种方式，闭环
功率控制能够更加精确地调整用户终端的发送功率，提高系统性能和用户
WCDMA系统中的功率控制研究
，
，
自适应 多速率 。
比特 差错 率 。
，
ＢＥ Ｌ Ｒ： Ｂｌｃ Ｅｒ ｒ ｏ ｋ ｒｏ Ｒａｅ ｔ
误块 率。
，
影 、多径衰 落和远 距离损耗 影响 ，移动 台在小 区内
的位 置 是 随机 的且 经 常 变 动 ，所 以 信 号 路 径 损 耗 变 化 很 大 。 如 果 小 区 中 的 所 有 用 户 均 以相 同 的 功 率 发
享相 同频谱 ，每个 移动 台的信号能 量被分 配在 整个
频 带 范 围 内 ，这 样 移 动 台 的 信 号 能 量 对 其 他 移 动 台 来 说 就 成 为 宽 带 噪 声 。 由 于 在 无 线 电 环 境 中 存 在 阴
ＡＭＲ： ａ ｔｖ Ｍ ｕｔ—Ｒａｅ Ａｄ ｐ ｉｅ ｌｉ ｔ
远近 效应 和 白干扰 问题 ，功 率控制 是否有 效直接 决 制 之 前 先 介 绍 一些 相 关术 语 的定 义 。 定 了ＷＣ ＭＡ系统是否可用 ，并且很大程度上决定了 ａｔ ｅｓｔ Ｄ ｃｉ ｅ：激 活 集 合 。 ｖ
Ｗ Ｃ ＭＡ系统 性 能 的优 劣 ，对 于 系 统 容 量 、 覆 盖 、 业 Ｕ ｎ ｒ ｒｎｅ 上 行 干扰 。 Ｄ Ｌ ｉｅｆ ｅｃ ： ｔｅ 务 的Ｑ Ｓ （ 统 服 务 质 量 ）都有 重要 影 响 。 ｏ 系 ｃ ｉ ／＝（Ｓ Ｐ ＩＣ ） Ｓ ／ ）信 干 比 。 ／ ：Ｃ Ｉ Ｒ Ｃ ／Ｓ Ｐ ×（Ｆ ２
112.什么是WCDMA系统中的闭环功率控制、内环功率控制和外环功率控
通过附加的一系列偏移值，按以下各式确定DPDCH各域的初始功率：
DPCCH_TFCI_TxP =(DPDCH_TxP + PO1)（3-22）
DPCCH_TPC_TxP =(DPDCH_TxP + PO2)（3-23）
DPCCH_PILOT_TxP =(DPDCH_TxP +PO3)（3-24）其中，DPCCH_TFCI_TxP为DPCCH TFCI域的初始输出功率；PO1为下行DPCCH数据域和TFCI域之间的功率偏移量；DPCCH_TPC_TxP为DPCCH TPC域的初始输出功率；PO2为下行DPCCH数据域和TPC域之间的功率偏移量；DPCCH_PILOT_TxP为DPCCH导频域的初始输出功率；PO3为下行DPCCH数据域和导频之间的功率偏移量。以上3个偏移量均与业务无关。
例3-19，某WCDMA系统中，建立RRC连接时下行初始SIR目标值设为2.8dB，使用SF=128的承载。此时，终端测量到的PCPICH E c/N o为−10dB。查系统侧可知，PCPICH发射功率设为27dBm，cBackOff设置为0，PO1=0dB，PO2=3dB，PO3=0dB。试求建立RRC连接时分配给下行DPDCH的功率以及DPCCH各域的功率。
解：将已知参数代入上述相应公式得到：
DPDCH_Initial_TxP=21.74dBm （3-25）
DPCCH_TFCI_TxP =(DPDCH_TxP + PO1)= 21.74dBm （3-26）
DPCCH_TPC_TxP =(DPDCH_TxP + PO2)= 24.74dBm （3-27）
WCDMA系统原理概述
调制与解调技术
介绍调制和解调技术，包括频率调制和幅度调制的 原理。
传输与接收
WCDMA系统概述
这一部分将详细介绍WCDMA系统的基本概念和运行原理，以及其与其他无线通信技术的比较优 势。
CDMA技术
讲解CDMA技术的基本原理以及WCDMA系统如何应用CDMA技术来实现高效的信号传输。
多址技术
探讨多址技术在WCDMA系统中的应用，以支持多用 户同时进行数据传输。
功率控制和调度算法
在本节中，我们Байду номын сангаас详细介绍WCDMA系统中的功率控制和调度算法，以实现系统资源的有效利用。
功率控制
讨论功率控制在WCDMA系统中的重要性，以及如何通过动态控制功率来改善系统性能。
调度算法
介绍调度算法的作用和原理，以及如何通过调度算法来实现公平的资源分配。
负载均衡
讲解负载均衡技术在WCDMA系统中的应用，以提高系统的容量和性能。
覆盖和容量规划
在本节中，我们将探讨WCDMA系统的覆盖和容量规划策略，以确保系统的信号质量和可靠性。
1
覆盖规划
介绍如何进行覆盖规划，包括站址选址、天线参数和功率控制的考虑。
2
容量规划
讨论容量规划的概念和方法，以确保系统能够支持足够数量的用户并保持良好的性能。
WCDMA中的功率控制
第5章功率控制
5.1 概述
功率控制技术是WCDMA系统中一项非常重要的技术。WCDMA 系统的频率复用系数为1，是一个自干扰系统，远近效应的影响很突出，如果没有功率控制，那么整个系统的容量将大大降低。
引入功率控制后，通过调整发射功率，保持上下行链路的通信质量，克服阴影衰落和快衰落，有助于降低网络干扰，提高系统质量和容量。
按移动台和基站是否同时参与又分为开环功率控制和闭环功率控制两大类。闭环功控是指发射端根据接收端送来的反馈信息对发射功率进行控制的过程。而开环功控不需要接收端的反馈，发射端根据自身测量得到的信息对发射功率进行控制。开环功率控制又可以分为上行开环功率控制和下行开环功率控制。闭环功率控制则是通过内环功率控制和外环功率控制一起来实现的。
5.2 开环功控与闭环功控
本节介绍功率控制的大致流程，包括闭环功控和开环功控的区别，以及内环功控和外环功控如何协调工作的问题。
开环功控提供初始发射功率的粗略估计。它是根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计，从而计算初始发射功率的过程。同时，由于开环功控是采用下行链路的路径损耗来估计上行链路损耗，但实际上
WCDMA系统中上下行链路的频段相隔190M，快衰落特性不相关，因此这种估算的准确度有限，只能起到粗略控制的作用。适用场合包括：
●决定接入初期发射功率的时候
●切换时，决定切换后初期发射功率的时候
闭环功率控制是通过内环功率控制和外环功率控制一起来实现的。内环功控通过测量信道的实际SIR值SIRest，并将测量值SIRest与目标值SIRtar比较，根据比较结果发出功率调整的指令。内环功控算法包括上行内环功控算法和下行内环功控算法。
WCDMA无线功能-功率控制
5
PRACH信道的开环功率控制
在发射初始前导信号后，如果网络侧接收到preamble信号，将会
在下行回AI信号。如果UE接收到AI信号，将开始发射PRACH的消 息部分。 如果UE没有收到AICH信号，将在一定时间后发起下一个 preamble。直到UE接收到AI信号为止。
6
对于上行PRACH信道来说，第一个前导信号的发射 功率是由开环功率控制算法来确定。 Preamble_Initial_Power = PCPICH DL TX power －CPICH_RSCP+UL interference + Constant Value 即：发射功率＝路径损耗＋上行干扰＋常量 PCPICH DL TX power和下行覆盖有关，是由网络 规划在建网前就已经确定了的；UL interference反 映的是当前小区的上行干扰，由NodeB测量得到后 上报RNC；Constant Value实际反映的是前导信号 的捕获门限。
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外环功率控制
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，最终接入 网提供给NAS的服务中QoS表征量为 BLER，而非 SIR。 SIR目标值是能够正确解调有用信号所需要的信干 比，在不同的多径环境下（移动台的速度及其多径 数量），这个值是不同的，因此需要一个外环功率 控制的机制，根据通信的质量（BLER，BER， FER）来调整内环的SIR目标值，使系统始终能够 以最小的功率满足质量要求。
通信系统的功率控制与功率分配算法
通信系统的功率控制与功率分配算法概述
通信系统中的功率控制与功率分配算法是一项关键技术，其目的是
在保证可靠通信的前提下最大化信号传输效率和系统容量。本文将介
绍通信系统的功率控制原理，以及常用的功率分配算法。
一、功率控制原理
功率控制是通过调整发射功率或接收灵敏度等参数，来实现在尽量
减少干扰和损耗的情况下达到最佳传输质量和系统容量的技术。功率
控制原理的核心是根据通信环境的特点，动态地调整信号的传输功率。
1.1 自适应功率控制
自适应功率控制算法是根据信道的质量和通信负载来动态地调整功
率水平。通过测量接收信号的质量指标，如信噪比、误码率等，系统
可以自动调整发射功率以保证信号质量。自适应功率控制算法能够提
高系统的通信质量和容量，同时减少功耗。
1.2 分布式功率控制
分布式功率控制是一种多用户共存的情况下实现功率控制的技术。
在分布式功率控制中，每个用户根据自身信道状态和系统负载状况来
调整自己的传输功率。通过协同调整，系统可以减小用户间的互相干扰，提高整体的通信质量和容量。
二、功率分配算法
功率分配算法是在多天线系统中根据相关约束条件，将总功率按照
一定规则分配给不同的天线。合理的功率分配可以最大化系统的信号
传输效率，并提高整体性能。
2.1 最大比例传输功率分配
最大比例传输功率分配算法是一种常用的功率分配策略，其目标是
使得接收信号的信噪比最大化。在最大比例传输功率分配算法中，发
射天线的功率分配与信道损耗成正比，相对较好地平衡了不同发射天
线之间的传输效率。
2.2 水平功率分配
水平功率分配算法是一种根据信道状态和用户需求，动态地分配功
关于GSM和WCDMA最大功率及耗电流―从调变方面解释讲解
我们先从PAR(Peak Average Ratio讲起，所谓PAR ，是指峰值功率与平均功率的差[1]，如下式 :
而GSM 采GMSK 调变，只调变相位，不调变振幅，也就是只有PM 讯号，而没有AM 讯号。其波形为恒包络，即包络固定不变，如下图:
换句话说，GSM 的峰值功率等于平均功率，即PAR 为0。
而WCDMA 在Tx 端，是用BPSK 调变，相位跟振幅都有调变，亦即AM 跟PM 讯号都有[2] :
换句话说，WCDMA 的峰值功率，不等于平均功率，即PAR 不为0。
而当输出功率在饱和区时，其PAE 最大，主要原因是PA 在饱和区时，其耗电流也最大，此时的PAE ，对通话时间长短，有关键性的影响，因此在设计PA 时，多半会将最大的PAE ，设计在饱和区。所以若以效率考虑，应该用所谓的非线性PA ，即所谓的饱和PA ，将输出功率操作在饱和区，以降低耗电流。如下图[1] :
值得注意的是，用饱和PA ，固然可以降低耗电流，但由于饱和PA 是非线性PA ，因此只能放大那些其波形为恒包络的讯号，例如GSM ，虽然会有其非线性效应，造成失真，但可透过校正方式补偿回来。如此便能在拥有可接受之失真度的情况下，达到最大PAE 。
而像WCDMA 这种非恒包络，亦即有用到振幅调变的讯号，只能用线性
PA ，不能用饱和PA ，不然会有无法补偿的失真。
而线性PA ，顾名思义，会操作在线性区，也就是会以Back-off 的方式，将输出功率，操作在平均功率的范围 (线性区。来确保线性度。
而Back-off 的量，以PAR 来决定，由下图可知，因为WCDMA 的PAR 为3.5 ~ 7 dB，故至少要Back-off 3.5 dB。
WCDMA(空中接口)基本原理概述
三、WCDMA（空中接口）基本原理概述
目标：了解扩频的基本原理（码字）、功率、功率控制、上下行链路的覆盖限制、Rake接收机、宏分集、发射分集、压缩模式及无线帧等概念。
1、扩频基本原理（码字）
对于多址接入方式，WCDMA在同一载频上，多个用户通过不同的码字加以区分，为什么WCDMA还会有时间轴的定义？对于CDMA来说，物理信道的定义是频率加码字，时间概念的引入是在传输信道上基带信号处理过程的基本单位，对应用层信息，以多长时间来分块进行基带信号处理，如GSM中20ms的时间块，在UMTS中则随不同传输信道的格式，选择10ms、20ms、40ms或80ms等不同的时间块。所以时间概念是空中接口基带信号处理中传输信道的适配，也就是传输信道上的速率适配。时间和时隙的作用是提供时钟参考和传输信道块的处理单位。
在WCDMA中码字（Code）和功率（Power）是二个重要概念，码字是用来区分每一路通信的，而功率是对系统的干扰。与GSM类似，在WCDMA系统中，FDD方式下空中接口的主要参数包括：
带宽――5MHz（实际使用的带宽射频调制之后是4.75MHz，在频率划分上可以不留保护频带）；
双工间隔――190MHz（中间值），规范规定双工间隔可以在134.8MHz～245.2MHz间取值（取决于不同国家的频谱规划）；
信道栅格（channel raster）――200KHz，在中心频率选择时，每200KHz频率作为一个单位，故中心频率一定是200KHz的整数倍；
绝对射频信道号（UARFCN）――用一对整数来描述空中接口的一对上下行频率，对应关系：Nul（Number UL）＝5xful；Ndl＝5xfdl，其中ful和fdl分别是上行和下行链路的绝对频率值。该参数将作为底层的系统配置参数写入软件中，一旦获得相应的Lisence参数就不会发生变化。
WCDMA系统原理
接收信号中值
-35dB
t
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WCDMA系统原理 WCDMA系统原理
WCDMA 系 统 概 述 WCDMA系统原理 WCDMA系统原理
无线传播环境特点 WCDMA无线基本原理 WCDMA的容量 WCDMA的关键技术 ATM基本技术
网络规划与优化 网络规划与优化 对移动运营商的一些建议
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WCDMA系统原理 系统原理
WCDMA系统容量特点：容量是软的。 软容量有以下含义：
一是传统的软容量概念，没有绝对固定的信道数，降低无线链路的通 信质量，可以容纳更多用户，即系统容量与通信质量可以互换； 二是不同的业务有不同的容量，比如8kbps话音的吞吐容量比144kbps分 组业务的吞吐容量低； 三是承载混合业务时，不同的业务比例和构成，有不同的容量，即针 对不同的业务模型，系统有不同的容量。
外环：测量误帧率（误块率），调整目标信噪比
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功率控制效果
功率控制的目标：所有的信号到达基站的功率相同（上行）；减少 对其他基站的干扰（下行）。 下行链路功率控制目的，节约基站的功率资源 上行链路功率控制目的，克服远近效应 决定了DS－CDMA系统的容量 功率控制可以补偿衰落
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WCDMA系统中的功率控制
１ 功 率 控 制 的 作 用
１ １远 近 效 应 ． Ｗ ＣＤ Ｍ Ａ 系 统 的 远 近 效 应 现 象 是 指 １ ２ 功 率 控 制 的 目 的 ． Ｗ ＣＤＭ Ａ 系 统 采 用 宽 带 扩 频 技 术 ， 属
ｗ ｗ ｗ ．ｔ ． ｔ ｍ ｃｏｍ ． ｃｎ ９ ３
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于 自干 扰 系 统 。 通过 功 率 控 制 ，降
息 对 发射 功 率 进 行 控 制 的 过 程 ；而
初 始 的 上行 发 射 功 率 只 是 相对 准
确值 。
低 多 址 干 扰 ， 克 服 远 近 效 应 以 及 衰 落 的 影 响 ，从 而 保 证 上 下 行 链 路 的 质 量 。 例 如 ， 在 保 汪 ＱＯ 的 Ｓ 前 提 下 降 低 某 个 ｕＥ 的 发 射 功 率 ， 不 会 影 响 其 上下 行 数 据 的 接 收质
开 环 功 率 控 制 是 根 据 上 行 链 路 的 干 扰 情 况 估 算 下 行 链 路 ， 或 是 根 据 下 行 链 路 的 干 扰 情 况 估 算
上 行 链 路 ，是 单 向 不 闭合 的 。 开 环 功 率 控 制 如 图 ｌ所 示 。 ＵＥ测 量 公 共 导 频 信 道 ＣＰ ＣＨ Ｉ 的 接 收 功 率 并 估 算 ＮＯｄ Ｂ 的 初 ｅ 始 发 射 功 率 ， 然 后 计 算 出 路 径 损 耗 ， 根 据 广 播 信 道 ＢＣＨ 得 出 干 扰 水 平 和 解 调 门 限 ， 最
WCDMA的功率控制
足 够强 ， 能被 系统 认别 ， 征用 户信 号 质量 的参 数 才 表
是 载 干 比 （ ／） ＣＩ 。在 ＷＣ ＭＡ系统 中 ， 有 用 户在 同 Ｄ 所
用户信 号 的 Ｅ ／ ｏ值 比 目标 Ｅ ／ ｏ值低 ，会 产 生 比 ｂＮ ｂＮ
较多 的错 误 。 目标 Ｅ ／ ｏ 的确定 取决 于 用户 应 用 ｂＮ 值 的业 务 、 比特 流速 率 、 背景 噪声 、 终端 的移动 速度 、 天 线 的性能 和算 法等 因素 。
１ 功 率 控 制 的优 点
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ０ ｎｒ ｄ ｃｎ ｎ ｔ ｅ ａｍ ｎ ｄ ａ ｔｇ ｓ ０ ｓ ｒ ｃ ａ ｅ ｎ ｉ ｔ ｕ ｉｇ ０ ｈ ｉ ａ ｄ ａ ｖ ｎａ ｅ ｆ ｏ
１ ｅ ｏ —ｏ ｎ ３ ｗ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ Ｗ ＣＤＭＡ．・ ｘ ａ ｄ ｈ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｐ ｎ １０ ｏ ｒ Ｗ ｔ ｗ ＬＮＪ ｉ ＩＩ４ ． １ ｎ ｌ ｔ ｅ ｒ ｃ ｓ ｔ ｏ ｅ ０ １ ＿ ｔ ３ ｃ ｌ ． ｅ ｓ ｌ ｒ ３ ｐ ｗｅ ｏ ｔｏ ｎ ｌｎ ／ ｗｎ ｉ ｋ ｃ ｏ ｅ ｏ ｐ ｐｏ ｒｃ ｎ ｒ １ ｏ ｒｃ ｎ ｒ ｌａ ｄｕｐ ｉ ｋ ｄ０ ｌｎ ｌ ｓ ｄ ｌ ｏ ｗｅ ｏ ｔｏ ．
WCDMA基础知识-功率控制
下行专用物理信道的帧格式如下所示：
DPDCH Data1 Ndata1 bits
Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0..7)
Slot #0
Slot #1
Slot #i One radio frame, Tf = 10 ms
Slot #14
R99：内环功率控制
基本原理：
R99 HSDPA HSUPA MBMS IMS
HSDPA功率控制
RNC分配HSDPA功率方法的两种方式：
R99：外环功率控制
外环功率控制图形描述
接收到的质量是否 优于所需质量
减少SIR目标值
Y
N
增大SIR目标值
可以用作衡量业务质量的指标有：
–传输信道误块率（BLER） –CRCI指示 –物理信道误码率（BER）
R99：闭环功率控制总体图
RNC
接收传输信 道信息 外环功控：根据传 输信道质量调整 SIRtarget
其中（NT+IT）是RNC接收的总干扰功率；PG是处理增益。
然后UE根据RNC提供的DPCCH power offset，根据下述公式计算得到真正使用 的DPCCH初始发射功率：
DPCCH_Initial_power = DPCCH_Power_offset - CPICH_RSCP
R99：上行控制信道和数据信道的功率偏差
WCDMA的基本原理及关键技术(第一部分)
上行信道导频
切换 功率控制速度
语音编码 业务信道编码
硬切换,软切换,更软切换 1500HZ
自适应多速率语音编码 AMR 卷积码,码率1/2或1/3,高 速用TURBO
硬切换,软切换, 更软切换 800HZ
可变速率 卷积码,码率1/2或1/3,高 速用TURBO
硬切换,接力切换 1400HZ
自适应多速率语音编 码AMR 卷积码,码率1/2或1/3, 高速用TURBO
R99核心网侧的主要特点和变化： 1. 逻辑上划分为CS电路域和PS分组域 2. 网络架构和GSM/GPRS保持一致，核心网和接入网之间的Iu接口引入 ATM承载; 3. 电路域基于TDM承载技术，信令是基于7号信令体系的RANAP, MAP,ISUP/TUP； 4. 分组域基于GPRS技术，GTP隧道延伸到接入网； 5. 充分考虑UMTS/GSM系统间互操作,包括系统间切换和漫游的考虑； 6. 系统安全性的增强，鉴权三元组增强到鉴权五元组，增加终端对网络 的鉴权以及内容的完整性保护等安全功能； 7. TC单元要求放置在核心网侧。
Satellite
Empty
Satellite
30 MHz
60 MHz
40 MHz
15 MHz
100 MHz
FDD
WCDMA+CDMA2000
TDD
TD-SCDMA
解析WCDMA下行链路功率控制问题
软件 开发 与设计
解 析 ＷＣ ＭＡ 下行 链 路 功 率控 制 问题 Ｄ
刘海 英
（ 中国电子科技集 团公 司第七研究所 ，广州 ５ ０ １） １ ３０
摘 要 ：功 率 控 制 技 术是 Ｃ ＭＡ移 动 通信 系统 中 关键 技 术 ，在 此 主 要 就 ＷＣ ＭＡ 中的 下行 链 路 功 率 控 制 问题 进 行 分 Ｄ Ｄ
ＬＩ Ｈａｙ ｎ Ｕ ｉ ｉ ｇ
（ｈｎ ｌｃ ｏ ｉｓ ｅｈ ｏ ｇ ｒｕ ｏｐ ｒｔ ｎＮｏ ｅｅｒｈＩｓｔｔ，Ｇ ａ ｇｈ ｕ １３ ０ Ｃ ｉａＥｅｔ ｎｃ ｃｎ ｌ ｙＧ ｏ ｐＣ ｒｏａ ｏ ． Ｒ ｓａｃ ｔｕｅ ｒ Ｔ ｏ ｉ ７ ｎｉ ｕｎ ｚｏ ５ ０ １ ）
量主要受 限于 同频 干扰 ，在不影 响通信 质量 的前提 下 ，尽 量 减少发射 信号 的功率 ，才能相应 地提高 信道容 量 ，功率控 制
算 法 的 目标 是 使 Ｃ ＭＡ系 统 的容 量 达 到 最 优 ㈣ ，从 而功 率 控 Ｄ
的 Ｔ Ｃ域发送这个 Ｔ Ｃ命令 ；如果 Ｄ Ｃ Ｐ Ｐ Ｐ —ＭＯ Ｅ Ｉ Ｄ ＝ ，则 Ｕ Ｅ在
２３ 下 行 功 率 平 衡 ．
制技术是移 动通信 系统中的关键技术之 一。
２ ＷＣ ＭＡ下行链 路 功 率控 制 Ｄ
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பைடு நூலகம்
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BER BLER FER 概念
BER（Bit error rate）在DCH或USCH等传输信道上估算出来的平均比特误码 率。计算BER时仅考虑接收数据的非打孔部分，它仅用于使用了信道编码的传 输信道，报告周期可以是每一TTI结束时； BLER（Block Error Rate）为传输信道的数据块差错率。它是对单位时间内 信道上接收到坏数据块的一个统计参数。BLER估计基于传输信道数据块的 CRC校验。 FER (Frame Error Rate)误帧率。 在实现上，BLER和BER的测量都要经过解交织、速率匹配和维特比解码等一 系列的信道解码过程，但是BLER是在CRC之后测量，每发生一个需要丢掉的 误码块就记一个错误，而BER是在CRC之前测量，每发生一个比特错误就记一 个错误。由此可见，BLER不但测量信道解码后的数据块的错误，而且还检查 CRC的错误。
RSCP×SF
ISCP RSCP
RSSI
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No = N/w =SNR.Gp
Gp:处理增益＝ W / R = 10 log(W/R) (dB) 这些都是解扩后的功率和质量指标
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功控的分类
开环功率控制
上行开环功控（反向） 下行开环功控（前向）
闭环功率控制
上行内环功率控制
下行内环功率控制
上行外环功率控制 下行外环功率控制
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引入功控后的发射功率接收功率关系
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15KHz
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Ec/Io Ec/No的含义
Ec: E(energy)，c(chip,指的是3.84Mcps中的Chip)，Ec是指一个chip的平均能量。 Io: I(interfece)，o(other Cell)，Io是来自于其他小区的干扰。 No:是指白噪声的功率谱密度 由于导频信道不包含比特信息所以常用Ec/Io而不是Eb/Nt表示信道质量。 Ec/No:每码片能量与噪声功率密度(噪声比)之比 =RSCP/RSSI 接受信号功率/整个信道带宽内的接受功率
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扩频/解扩原理－频域解释
Eb / No = Ec / Io ×增益
功率谱
a2Tbit = Ebit 解调门限 系统所允许的最大干扰电平
增益
可以给所有用户共享的功率
其他用户干扰信号
Echip Ec
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内容提纲
一、无线指标基本概念
二、功率控制概念
三、开环功率控制
四、内环功率控制
五、外环功率控制
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RSSI RSCP ISCP SIR 含义
RSSI：接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator），是指在相关信道带宽内的宽带接收功率； RSCP：接收信号码功率（Received Signal Code Power），是P-CPICH一个码字上的接收功率。如果 PCPICH采用发射分集，手机对每个小区的发射天线分别进行接收码功率测量，并加权和为总的接收码功率值。 ISCP = 干扰信号码功率（Interference Signal Code Power），在导频比特上测量的接收信号上的干扰。 SIR：SIR=C/I= (RSCP/ISCP)SF,他代表着小区的正交性，并为了实现功率控制而不断进行测量。SIR的测量 应当在无线链路合并之后的DPCCH上进行。 上面公式的RSCP SF才是解扩以后的值。这里的RSCP是解扩前的值。
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Ec/Io Eb/Nt 含义
Eb: E(energy)，b(bit)，Eb是指一个bit的平均能量。
Nt:指的是总的噪声，包括白噪声、来自其他小区的干扰，本小区其他 用户的干扰，来自用户自身多径的干扰等。
数据业务信道的质量用Eb/Nt来衡量 Eb/Nt: Eb中文是平均比特能量（一般来说，一个Bit是有很多个 chip组成的，所以它的能量＝N×Ec=Ec/R）。 Eb/No，这个No是指白噪声的功率谱密度。
3 3GPP 25215-370
RSCP 和SIR的概念
扩频前的RSCP
ISCP ？ RSCP
RSSI
RSCP×SF
SIR的概念 DPCCH的RSCP类似
SIR＝（RSCP×SF）/ISCP
ISCP 导频信道因多经引起的干扰
小区其他信道与导频信道间的不 完全正交引入的干扰
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WCDMA功控原理、算法和参数
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内容提纲
一、无线指标基本概念
二、功率控制概念
三、开环功率控制
四、内环功率控制
五、外环功率控制
[3GPP TS 25214-370-Physical layer procedures (FDD)] [3GPP TS 25331-370-RRC_protocol_specification]
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Ec/Io:每码片能量与干扰功率密度(干扰比)之比。
Ec/No的计算：上行链路中等于Eb/No除以处理增益。 下行链路中等于Eb/Io除以处理增益。 这些都是解扩前的功率和质量指标
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功率控制目的
克服“远近效应” 调整发射功率，保持上/下行链路的通信质量 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 延长电池
一句话：CDMA系统中功率控制的目标就是在保证用户通 信质量 的条件下，使用户的发射功率尽量小。
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功率控制－远近效应
CDMA自从被提出以来，一直没有得到大规模应用的主要问题就是无法克服 上行的“远近效应”
Power
Power f f
每个用户对于其他用户都相当于干扰， 远近效应严重影响系统容量，一个基站 近端的用户可能会阻塞整个小区
采用功控技术（使得所有用户到达基站 的功率都相等）减少了用户间的相互干 扰，提高了系统整体容量