CDMA系统中的功率控制技术及过程分析

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cdma扩频通讯工作原理

cdma扩频通讯工作原理

cdma扩频通讯工作原理CDMA(Code Division Multiple Access)是一种扩频通信技术,它的工作原理如下:1. 物理层码分多址:CDMA通过将每一个用户的信息进行编码,使其在物理层上以不同的码片序列来传输。

码片序列是一种短且快速变化的比特序列,不同用户的码片序列之间使用不同的编码方式。

这样,在同一时间、频率和空间上,多个用户可以同时传输和接收数据,各用户的信号通过码片序列进行区分。

在接收端,利用相关法则可以将自己的码片序列与接收到的信号进行匹配解码,得到用户的信息。

2. 扩频:CDMA通信中的扩频技术是指将用户的宽带信息信号转换为具有较大带宽的扩频信号,然后与码片序列进行乘积运算,实现用户信号的扩展。

扩频可以提高信号在频域上的带宽,从而增强信号的抗干扰能力。

同时,通过乘积运算可以将用户信号与其他用户信号进行隔离,实现多用户同时传输和接收的能力。

3. 功率控制:CDMA系统需要对每个用户的传输功率进行控制,以保证系统中所有用户的信号在接收端能够以相同的强度到达。

功率控制是为了解决多用户之间的干扰问题,使得不同用户在干扰环境下的接收性能得到保证。

4. 应用层调度和碰撞避免:CDMA系统中的应用层调度算法和碰撞避免机制用于确定哪个用户在特定时间和频率上进行传输。

调度算法根据用户的需求和系统资源等因素,合理地分配时间和频率资源,以优化系统性能。

碰撞避免机制用于避免不同用户在相同时间和频率上进行传输时的碰撞问题,从而避免数据丢失和信号质量下降。

总之,CDMA通过物理层码分多址、扩频、功率控制和应用层调度等技术,实现了多用户同时传输和接收的能力,提供了更高的频谱利用效率和抗干扰能力,是一种高效可靠的通信技术。

(完整版)cdma系统的功率控制

(完整版)cdma系统的功率控制

降。

变数据传输方式时,输出功率应满足下图所示的时间响应要求。

图中1.25ms 为用于变速率传输的一个功率控制时隙内的时间。

在时隙内,功率波动应小于3db,功率电屏应比背景噪声高20db,功率上升和下降的时间应小于6μs。

如图1所示。

移动台发射机的平均输出功率应小于-50dbm/1.23MHz,即-110dbm/Hz;移动台发射机背景噪声应小于-60dbm/1.23MHz,即-54dbm/Hz。

1.2 IS-95及cdma20001x系统前向及反向功率控制cdma系统功率控制类型包括:反向开环功率控制移动台根据接收功率变化,调整发射功率。

外环:调整基站的接收信号的目标Eb/No设置值,以满足FER要求。

内环:使移动台发送信号的Eb/No与目标Eb/No接近。

IS-95中的反向内环功率控制(RILPC)IS-95中反向内环功控用前向链路的业务信道发送,以PowerControlBit(PCB)形式发送给基站。

移动台每接收到一个PCB,会以1dB 的大小调整发射功率。

PCB是夹在业务信道中传输的,速率为800bps,形成一条功率控制子信道。

功率控制帧格式如图3所示:前向帧和反向帧的长度都是20ms,每1.25ms有一个功控比特,业务信道被划分为16(20/1.25)个功率控制组(PCG)。

对反向PCG中Eb/No的估算测量将在前向业务信道的PCG+2中的PCB中反映出来,图中为前向帧德PCG9。

而反向帧在PCG7时段,当测量值>门限值时,在PCG9中的PCB=1,移动台将使发射功率降低1dB;反之,当PCG7时段,测量值<门限值,在PCG9中的PCB=0,移动台将使发射功率增加1dB。

功率控制比特(PCB)是直接加到速率为19.2kbps的基带中的,速率为800bps,因此没有任何的错误保护。

这是因为闭环功率控制是用于克服快速瑞利衰落的,这样不加任何保护措施,可以使移动台以更快速度恢复PCB,进行发射功率的调整。

CDMA通信的基本原理功率控制

CDMA通信的基本原理功率控制

CDMA通信的基本原理功率控制CDMA通信与传统的通信系统像比较,发端多了扩频调制,收端多了扩频解调CDMA通信在发端将待传入的话音,通过A/D转换将模拟语音转变成了二进制数据信息,通过高速率的伪随机扩频调制,从原理上讲,两者相乘,扩展到一个很宽的频带,因而在信道中传输信号的带宽远大于信息带宽。

在接受端,接受机不仅接受到有用的信号,同时还接受到各种干扰信号和噪声。

利用本地产生的伪随机序列进行相关解扩。

本地伪码与接受到的扩频信号中伪码一致,通过相关运算可还原成原始窄带信号,顺利通过窄道滤波器,恢复原始数据,再通过数/模(D/A)转换,恢复原始语音。

接收机接收到的干扰和噪声,由于和本地伪随机序列不相关,经过接收扩解,将干扰和噪声频谱大大扩展,频谱功率密度大大下降,落入窄带滤波器的干扰和噪声分量大大下降,因此在窄带滤波器输出端的信噪比或信干比得到极大改善,其改善程度就是扩频的处理增益。

CDMA蜂窝网的关键技术--功率控制CDMA蜂窝移动通信系统中,所以的用户使用相同的频带发送信息,如果各移动台以相同的功率发射信号,则信号到达基站时,因为传输路程不同,基站接受到到的靠近基站的用户发送的信号比在小区边缘用户发射的信号强度大,因此远端的用户信号被近端的用户信号湮没,这时间所谓的"远近效应"。

通常,路径损耗的总动态范围在80dB的范围内。

为了获得高质量和高的容量,所有的信号不管离基站的远近,到达基站的信号功率都应该相同,这就是功率控制的目的:使每个用户到达基站的功率相同。

从不同的角度考虑有不同的功率控制方法。

比如若从通信的正向、反向链路角度来考虑,一般可以分为反向功率控制和正向功率控制;若从实现功控的方式则可划分为集中式功率控制和分布式控制;还可以从功率控制环路的类型来划分,有可分为开环功控、闭环功控(外环功控和内环功控)。

1.反向功控CDMA系统的通信质量和容量主要受限于收到干扰功率的大小。

WCDMA系统中的功率控制研究

WCDMA系统中的功率控制研究

R C 为 下行 路 径 损 SP
率。
RSSI Re eie Si a Ste g h Idia o : c vd gn l rn t n c tr

因此 ,功 率 控 制 目的 是 在 保证 用户 要 求 的Qo 的 S
主 公 共 导
前提 下最大程度降低发射功率 , 减少系统干扰从 而增 频 信 道 。
加 系 统容 量 。
P RACH : P y c l a do h sia R n m Ac e s c s Ch n el an
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网 万





WC MA D 系统 中的功率控制研究
■ 中国 移 动 江苏 公 司 连云 港 分 公 司 单 绍 勇
1概 述
功率控制是WC MA D 系统的关键技术之一。由于
2定义与缩略 语
由于涉及 到许 多专业术 语 ,我们 在介 绍功率控
盾 的两 个 方 面 。
AI : Ac e s n Co tol CH c s Lik n r Ap a i P o o ol pl ton r t c i c


W CDMA系 统 采 用 宽 带 扩 频 技 术 ,所 有 信 号 共 入 链 路 控 制应 用部 分 。
初 始功 率 P PA H = P PC LT o r —R C -C tH D X pwe
CP + UL it re e e + Co s a t Vau n ef rnc n tn le。 CPI CH RS

R NC : R di t r Co tol a o Ne wo k nr

物 理 随机

CDMA关键技术

CDMA关键技术

CDMA关键技术是3G的基础。

本文从多址技术、RAKE接收机、多用户检测、功率控制、软容量、软切换、地址码的选择、分集技术共八个方面对CDMA中所采取的关键技术进行论述,目的使大家对CDMA的关键技术有一个全面的了解。

CDMA关键技术简介一、RAKE接收机RAKE接收机是用来完成时间分集的,在CDMA系统的基站和移动台中都有。

接收机能够分辨和合并时延差大于码片速率的信号,得到信噪比最大的合并接收信道。

RAKE接收机由多个相关器组成,每个相关器接收一径。

RAKE接收机完成多径合并。

多径分集接收改善了系统的性能。

二、功率控制为了克服宽带CDMA系统的远近效应,需要动态范围达80db的功率控制。

多址干扰是由远近效应产生的,快速功率控制可以减少多址干扰,保证网络容量,延长手机电池使用时间。

功率控制决定了DS-CDMA系统的容量。

功率控制的目标:所有的信号到达基站的功率相同(上行)。

1功率控制可以补偿衰落。

有三种功率控制原理:开环、闭环和外环。

v开环:开环功率控制主要用于克服距离衰减,从信道中测量干扰条件,并调制发射功率,以达到期望的误帧率(误块率)。

v闭环:闭环功率控制主要用于克服多普勒频率产生的衰减,以此保证基站接收到的所有移动台信号具有相同的功率,测量信噪比,并向移动台发送指令调整它的发射功率。

v外环:测量误帧率(误块率),调整目标信噪比。

三、软切换FDMA、 TDMA(GSM)系统中广泛采用硬切换技术,当硬切换发生时,因为原基站与新基站的载波频率不同,移动台必须在接收新基站的信号之前,中断与原基站的通信。

往往由于在与原基站链路切断后,移动台不能立即得到与新基站之间的链路,会中断通信。

另外,当硬切换区域面积狭窄时,会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”,影响业务信道的传输,为了解决这个问题在CDMA 系统中提出了软切换和更软切换的概念。

软切换:发生在具有同一频率的不同基站之间,利用分集技术,在切换过程中,移动台可同时与原基站和新的基站发生联系,不立即切断与原基站之间的通信。

WCDMA中的功率控制

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。

上行内环功控算法在基站内实现,基站比较上行信道SIR测量值SIRest和目标值SIRtar,根据比较结果设置相应的功控指令(TPC,Transmit Power Control)通知手机调整上行发射功率。

下行内环功控算法在手机内实现,手机比较下行信道SIR测量值SIRest和目标值SIRtar,根据比较结果设置相应的功控指令(TPC,Transmit Power Control)通知基站调整下行发射功率。

移动通信系统中的功率控制技术研究3-25.

移动通信系统中的功率控制技术研究3-25.

移动通信系统中的功率控制技术研究摘要;在阐述功率控制在移动通信系统中的发展过程的基础上,着重研究了3G通信系统的功率控制技术,最后对功率控制未来的研究方向做了简要说明关键词;语音激活技术反向功率控制闭环功率控制I 外环功率控制引言在移动通信系统中,功率控制技术对保证系统的QOS提高系统容量有着至关重要的作用。

功率控制技术随着移动通信系统的发展也在不断的演进,在第二代移动通信系统中采用的语音激活技术是基于用户发射机发射功率随用户语音的大小,强弱,有无来对发射机进行的输出功率调整,从而大大增加了系统容量,为了补偿路径损耗和阴影衰弱在GSM系统中采用了频率大约为2HZ的慢速功率控制。

随着CDMA系统的发展更多的转向克服“远近效应”的研究。

移动通信系统的特点移动通信系统是在复杂的干扰环境中运行的采用多信道共用技术,在一个无线小区内,同时通信者会有成百上千,基站会有多部收发信机同时在同一地点工作,会产生许多干扰信号,还有各种工业干扰和认为干扰。

归纳起来有通道干扰、互调干扰、邻道干扰、多址干扰等,以及近基站强信号会压制远基站弱信号,这种现象称为“远近效应”。

功率控制 power control功率控制分为前向功率控制和反向功率控制,反向功率控制又分为开环功率控制和闭环功率控制,闭环功率控制再细分为外环功率控制和内环功率控制。

移动通信系统中的功率控制技术无线城域网(IEEE802.16)标准是一种高带宽、低投入、且覆盖范围广的无线通信技术,在宽带无线接入市场具有重要的应用前景。

功率控制是一种无线资源管理技术,在无线城域网系统中,采用功率控制技术可以降低无线系统的同频道干扰并节约终端能量,从而增加系统容量,在无线通信系统中起着非常重要的作用。

如何将功率控制技术应用于无线城域网,同时在一定复杂度的情况下使功率控制技术发挥最大的作用,是无线城域网中的重要研究课题。

针对上述情况,论文主要有以下工作:在理解无线通信系统中功率控制技术各种算法与准则的基础上,分析了每种算法的特点和对系统性能的影响,指出了影响功率控制性能的因素。

MIMO-CDMA系统中一种基于博弈方式的分布式功率控制

MIMO-CDMA系统中一种基于博弈方式的分布式功率控制
p ro ma c f h r p s d p we o r lg me . e f r n e o e p o o e o r c nt o a s t
Ke r s y wo d :M u tp e I p t M u tp e O u p t CDM A; we o t o ;Ga h o y; n 0 p r tv a e Utl y li l -n u li l - t u ; Po rc n r l me t e r N0 c 0 e a i e g m ; ii t
Ab t a t Di t i t d 0 c 0 e a i e o r o t o a e o r ls d t i o sd r d n sr c : s rbu e n n 0 p r tv p we c n r l g m f r wie e s a a s c n i e e i mu tp e i p t li l—n u
f n to u c in
1 引言 .
多址干扰会严重影响 CDMA系统 的性 能,同时 C DMA 系统还具有明显的远近效应 。随着通信系 统的发展与进步 , 现有通 信系 统必然不能满足本文 的要求 ,于是人们开始大力 研究新一代移动通信系统,即第 四代移动通信 系统 。MI MO 技术作为下一代 移动通信系统中的关键技术 ,受到 了人们的 广泛关注。MI MO技术 充分 开发 空间资源 ,利用多个天线实 现多发多收,在不需要增加频谱 资源 和天线发送功率的情况 下 ,可 以成倍地提 高信道 容量 。把 MI MO技术 与 C DMA 技 术 相 结 合 ,可 以提 高现 有 C DMA 系 统 的性 能 。可 是 , MI 一 DMA 系统仍然 具有 CDMA 系统 固有 的缺 点。因 M0 C 此 ,有 效的干扰 抑制和功率控制对 MI M0一 CDMA系 统的性 能提高起着非常重要 的作用 'o l I 本文主要研究 MI MO— CDMA系统 中的功率 控制 问题 。 功率控制可 以给系统带来 以下 两个 主要好处:一是节 约电池

CDMA系统中一种基于代价函数的联合功率控制算法

CDMA系统中一种基于代价函数的联合功率控制算法

制技 术和 MMS 多用 户检 测技 术 。仿真 结果 表 明, 用 提 出的功率 控 制算 法 , 系统 内发 射 总功 率 一定 的条 件 E 采 在
下 , 以使各 用 户获得 更 高 的信 干 比服务 质量 , 可 系统容 量也具 有 进 一步提 高 的潜力 。
【 键词】多用 户检 测 ,功率控 制 ,联 合 系数 ,代 价 函数 ,信 干比 关
而 不能从 根本 上 消除 多址 干扰 的影 响 。 ma [指 出 , Ku r j s
ห้องสมุดไป่ตู้
1 传 统 的基 于 代 价 函 数 的功 率 控 制 算 法
从 博弈 论 的角度 来 看 , 功率 控 制 的 过程 可 以看 作 是 一个非 对称 的博 弈 过程 , 而在 博弈 论 的数学 模 型 中 ,
itree e c n n r ae cp ct fc mmu iain I hs p p r a is ,rd t n lp we o to n on o r c n r l ne frr n e a d ic es a a iy o o nc t . n t i a e , tfrt ta ii a o r c n r la d jitp we o to o o
中 图 分 类 号 : P 7 T 24
ABS TRACT
文献标识码 : A
I n CDM A s s e , o r o t o i k y t c n l g t a c p wih e r f r fe t e u e m u t l a c s y t ms p we c n r l s a e e h o o y h t o e t n a - a e f c ,r d c li e c e s p

一种新的CDMA系统功率控制研究方法

一种新的CDMA系统功率控制研究方法
决 策 以及 这种决策 的均衡 问题 的理论 。比如 说移 动用 户的功 益 函数或 代价函数 的 ,本文通过 构造一种 新的净收益 函数来 率选 择受 到其它移动 用户所选择功 率的影 响 ,而 且反过 来影 取 得新 的功 率控制策 略 。
响到 其它移 动用户功率 选择的决策 问题和均衡 问题 。 其 中, 均

学术抡坛


种新 的 C D MA系统功率控 制研究方法
武 警石 家 庄 士 官 学校( 0 5 0 0 6 1 )丁 旖 庞 静 超 李 婷 婷
要 ]在 C D M A移动通信 系统 中, 一个很 重要的 问题就 是无 线资源 的有 效利用。 功率控制 则是无线资源 管理 中非 常重要
1 功率 控制模型
据 需要 灵活 选择 阈值 , 例 语音 用 户可选 择较 高 , 而 数 据用
从而 增加 系统 总吞吐 量 ; b k a 表 示第 个 本文考虑一个典型的多小区无线蜂窝移动通信系统。假 户则可降低 值 , 用 户 的信干 比和 功率 的 影响 系数 ; O <1 且 a = 2 k , k 取 正整 设系统 中存 在 个移 动用 户 ,不考虑 小 区间存在 的干扰 , 用 本 文提 出的非合作 功率控制 的博弈算法 , 就是通过 调节用 G表 示扩 频系 统 的扩频 增益 , h 表 示用 户 k到基 站 i 的链 路 数 。 户发射 功率 P 最 大化上式 中各个 用户的效 用函数 。 增益 , 假 定信道 为高斯信 道 , 叮 : 为接 收端的 信道 噪声 功率 , 用
C D MA功 率控制 的仿真 户 的发射功 率表示为 , 用 户发 送的最大 功率为 P ~。 且满 3 采用 MAT L A B语言 对本 文 提 出功 率控 制算 法 进行 仿 真 足0 ≤P k ≤尸 , 则任 一用户 k接收 的信 干比可 以表 示为 :

CDMA系统的功率控制技术探讨

CDMA系统的功率控制技术探讨
摘 要: 功率控制技术是 CDMA系统 中的核心技术之一 ,它有效的解决 了远 近效应。本文介 绍了 CDMA 系统反向和前 向链路 的
些功 率控制技 术 ,并分 析 了功率 控 制中存 在的 一些 问题 。 关键 词 :C DMA 功率控制 中图分类 号 :TN9 . 2 1 0 5 文献标 识码 :A
一Байду номын сангаас
1 引 言 . 近 年 来 , 动 通 信 得 到 了 很 大 的 发 展 。 目前 第 三 代 移 动 通 信 移 系统(G 已经 成为讨论和研 究热 点。在无线移动系统 中有三种基 3) 本的 多址接入方案( DMA、 F TDMA、C DMA)而 C MA因其 固 , D
有的抗 多径衰落性能 ,以及软切换 、系统容量大等优势而倍受青 睐, 所以在第三代移动通信 中几乎都 采用 了 C DMA 多址方式 。 由于在无线环境中存在快衰落和慢衰落 、阴影效应 、外部干 扰和其他因素的影响 , 并且移动 台在 小区内的位置是随机变动的 , 所以路径损耗会很大 ; 同时 , 分配给不同用户的扩频码 由于 多径传 播, 到达接收端时并不会 完全 正交 , 就会造 成严重的多径干扰 。 另外 ,如果所有用 户都 以相 同的功率发射信号 , 那么距离基 站近 的移动 台就会对较远 的移 动台造 成相当大的 影响 , 使其性 行 的 功 率 控 制 。 开环 功率控制可 用式 ( . ) 示 : 3 1表 能 下 降 , 甚 至 不 能 工 作 , 称 为 “ 近 效 应 ” 此 外 , 由 于 远 。 P (B =Ld + (B ) ( 数 ) ( . ) d m) (B) I m +C 常 d 3 1 多小区蜂窝移 动通信 系统 采 用频 分复 用 ,在下行链路 中 ,位于 小 区 边 缘 处 的 移 动 台 将 受 到 相 邻 小 区 的 较 大 的 干 扰 , 通 信 质 量 其 中 P 为移动 台发射信号功 率 ;L为移动 台测量得到的 传 . 会迅 速 下 降 ,甚至 中断 通 信 ,这 种现 象 被称 为 “ 缘效 应 ” 播 路径 损耗 ;I为干 扰信 号 功率 ,由广 播信 道 广播 。 边 。 为 了克 服 “ 近 效 应 ” 和 “ 缘 效 应 ” 以 及 多径 干 扰 , 远 边 开环功率 控制的 主要特 点是不需要 反馈信 息 ,因此 ,在 无 CDMA 系 统 采 用 了 功 率 控 制 技 术 , 通 过 控 制 发 射 端 的 发 射 功 线 信道 突然 变化 时 ,它可 以快 速 响应 信道 变 化 。但 有两 种情 它

CDMA功率控制

CDMA功率控制

CDMA系统中的功率控制技术1. 引言:在常见的多址通信技术中,CDMA(码分多址接入)通信技术采用同频率复用方式实现更大的系统容量,并且有发射功率低、保密性能强、覆盖范围大等优点,CDMA个人通信将成为今后个人通信的主流和发展方向。

功率控制技术、PN码技术、RAKE接收技术、软切换技术、话音编码技术等称为IS-95CDMA蜂窝移动通信系统中的关键技术。

由于CDMA是一个自干扰系统,所有移动用户和周围小区中的其他用户所造成的自干扰成为限制系统容量的主要因素,功率控制被认为是所有关键技术的核心。

如果不采用功率控制,所有用户就会以相同的功率发射信号,这样离基站较近的移动台就会对较远的移动台造成相当大的干扰,这种现象称为远近效应。

因此设计一种良好的功率控制方案对于CDMA系统的正常运行是非常重要的。

研究表明,不采用功率控制技术的CDMA系统容量很小,甚至会小于FDMA 系统的容量。

在CDMA系统中采用功率控制的另一个原因,尽可能利用最小的发射功率获得所需的传输质量,以延长用户终端中电池的寿命。

在功率控制中需要移动台(MS)和基站(BS)共同协调进行动态的功率控制才能够实现。

本文主要介绍CDMA系统中现有的常用的功率控制技术,并在此基础上提出了一些理论上的改进的功率控制算法,加以说明和比较。

2.CDMA系统中现有的功率控制技术:2.1 功率控制技术的分类:功率控制技术可按多种方式进行分类,如图1所示:图1 功率控制技术的分类从通信的上、下行链路考虑,功率控制可以分为前向功率控制和反向功率控制,前向和反向功率控制是独立进行的。

所谓的反向功率控制,就是对手机的发射功率进行控制,而前向功率控制,就是对基站的发射功率进行控制。

从功控的环路类型来划分,功率控制算法还可分成开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。

开环功率控制仅是一种对移动台平均发射功率的调节;闭环功率控制式MS根据BS发送的功率控制指令(功率控制比特TPCbit携带的信息)来调节MS发射功率;外环功率控制是为了适应无线信道的衰耗变化,达到系统所要求的误帧率而动态调整反向闭环功控中的信噪比门限。

功率控制技术

功率控制技术

功率控制技术(7人)阐述功率控制在移动通信系统中的作用,总结并阐述功率控制的类型、实现原理、以及在移动作者列表(按项目排列)指导教师签字:年月日第一章功率控制技术1概述1.1 CDMA系统功率控制技术功率控制(power control)技术用于动态地调整发射机的发射功率,它是CDMA系统的关键技术之一,精确和稳定的功率控制对于提高CDMA系统的容量和保证服务质量有着至关重要的作用。

CDMA系统是一个自干扰系统,CDMA系统中的用户在同样的频率和时间上发送信号,不同的用户采用不同的扩频码来区分。

由于扩频码之间的互相关性不为零,使得每个用户的信号都成为其他用户的干扰,即多址干扰。

同时CDMA系统是一个干扰受限系统,即干扰对系统的容量直接影响。

当干扰达到一定程度后,每个用户都无法正确解调自己的信号,此时系统的容量也达到了极限。

因此,如何克服和降低多址干扰就成为CDMA系统中的主要问题之一。

通过功率控制,使发射功率尽可能的小,从而有效地限制多址干扰。

由于用户的移动性,不同的移动台和基站之间的距离是不同的。

而在无线通信系统中,信号的强度随传输距离而成指数衰减。

因此,在反向链路上,如果所有的移动台的功率发射都相同,则离基站近的移动台的接受信号强,离基站远的移动台的接收信号弱。

这样就会产生以强压若的现象,即远处用户的信号会被近处用户的信号淹没,以至于不能正确解调,这种现象称为“远近效应”。

为了克服这种现象,对移动台的发射功率进行调整时非常有必要的,使得基站接收到的所有移动台的信号功率基本相等。

在前向链路上,同一基站所有的信道经历的无线环境是相同的,因次不存在远近效应。

前向链路中的干扰主要来自于其它基站的前向信号和服务基站内其他用户的前向信号,尽管不存在远近效应,但是当移动台位于相邻小区的交界处时,收到的服务基站的有用信号很低,同时还会收到相邻小区基站的较强干扰。

如果要保证各个移动台的通信质量,则在小区边缘的移动台比距离基站近的移动台需要更高的功率。

WCDMA系统中的功率控制

WCDMA系统中的功率控制

如 果 没 有 功 率 控 制 , 距 离 基 站 近 的 一 个 UE 就 能 阻 塞 整 个 小 区 , 而 距 离 No eB 远 d
的 uE 信 号 将 被 “ 没 ” 淹 。
实 际 上 , 在 上 行 链 路 中 , 如 果 小 区 内 所 有 UE 以 相 同 的 功 率 进 行 发 射 , 那 么 由
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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cD M A 一 直 没 有 得 到 大 规 模 应 用 的
主 要 原 因 之 一 就 是 无 法 克 服 远 近 效 应 问 题 。功 率 控 制 的 目 的 就 是 为 了 克 服 远 近 效
应 。 采 用 功 率 控 制 后 , 每 个 UE 到 达 基 站 的 功 率 基 本 相 当 , 这 样 , 每 个 uE 的 信 号 到 达 No e B 后 , 都 能 被 正 确 地 解 调 出 来 。 d
中 ,无法 正 常 工作 。
有 用 户 共 享 上 、 下 行 频 谱 资 源 , 每 一 个 用 户 的 有 用 信 号 的 能 量 都 被 分 配 到 整 个 频 带 内 , 但 这 种 有 用 信 号 对 其 他 用 户 将 会 产 生 干 扰 。 如 何 控 制 用 户 问 干 扰 、改 善 功
发 射功 率进 行控 制 。
下 行 采 用 2 l 0~2 l 0 M Hz l 7 ,上
2. 开 环 功 率 控 制 1 下 行 的 频 段 相 差 l 0 M HZ 由 于 9 。 上 行 和 下 行 链 路 的 信 道 衰 落 情 况 是 完 全 不 相 同 的 ,所 以 , 开 环 功 率

CDMA系统中的联合功率控制技术

CDMA系统中的联合功率控制技术

! 引言
作为当前通信领域最具市场潜力 !发展最为迅速的移 动通信 技术 "! "#$ 正日益成为未来最重要 且最具广泛影响力的 技术之 一# 在 ! "#$ 蜂窝移动 通信系统中 " 干扰可以 大致分为三 种类 型 $ 加性噪声干扰 % 多径干扰 ! 多用户间的多址干扰 &#$% ’ # 当通信 的用户数较多时 " #$% 就成为最主要的干扰 # #$% 通常表 现为上 行链路的边缘效应和下行链路的远近效应 # !"#$ 系统是频率复用的多小区蜂窝系统 "在下行链 路中位 于小区边缘的移动台 &#&’ 将受到相近小区较大的干扰 " 通信质量 会严 重下降甚至中 断 " 这种现象称 为边缘效 应 ( 在上行链路 中如 果小区内所有的用户均以相同的功率发射 " 基站 &’& ’ 接收到的距 离 ( & 较近的 #& 的信号功率要比接收到的距离 ( & 较远的 #& 的 信号功率强 " 距离 (& 较远 的 #& 会受到较强的多 址干扰 " 使其性 能下降 " 严重时中断通信 "这种现象称为远近效应 # 多址干 扰 %远近 效应的存在 " 成为制 约 !"#$ 系统提高 性能 和容量提升的主要瓶 颈 # 为降低多址干扰 %远近效应对系 统性能 的限 制 "目 前的主要技 术手段有 功率控制技 术 % 多用户检测 技术 和智能天线技术 # 功率 控制虽然不能从根本上消除多址干扰 " 但 在采用了多用户检测技术的 ! "#$ 系统中 " 仍然需要有功率控制 技术 " 以期补 偿信道衰落 " 进 一步降低多 址干扰 " 克服远 近效应 " 保证 )*+ 要求 # 将功率控制和多用户检测结合使用的 研究,-. 已经进行 " 尽管 进展 不大,/. " 但随着我 国第三代 移动通信的 建设和发 展 "继 续研 究在 ! "#$ 系统 中结合使用这两种 技术来最大 限度地提高 系统 容量具有很大的实际意义 #

WCDMA的功率控制

WCDMA的功率控制

B时 , 号功 率保 持 一致 。WC MA采用 宽带 扩频 技 信 D
术 , 个 白干扰 系统 。通 过 功率 控制 , 是 降低 了多 址 干 扰 、 服 了远 近效应 以及衰 落 的影 响 , 而保证 了上 克 从 下 行 链路 的质 量 。例 如 : 在保 证 Q S的 前提 下 降 低 o 某个 U E的发 射 功率 ,在 不 会影 响其 上 下 行数 据 接
有 用信 号 的能量 都分 配 到整 个频 带 内 ,而这种 有 用 信号 对其 他 用户 而 言将是 一 个干扰 。如何 控制 用 户
问干扰 、改 善功 率 的利用 率从 而提 高 整个 系 统 的用
收质 量 的同 时 , 能减 少该 用户 对 系统 的干扰 , 他 却 其
U 的上下 行 链 路质 量 将 得 到提 高 。功 率控 制 给 系 E 统 带 来 以下优 点 。 a 克 服 阴影 衰落 和快 衰落 。阴影衰 落是 由于建 ) 筑 物 的阻挡 而产生 的衰 落 , 衰落 的变化 比较慢 ; 快 而
多。
时 问共 同 占用 同一带 宽 ,表征 信 号质 量 的参 数是
比特能 量 干扰 功率 密度 比( bN ) E / o 。解 扩后 , 户信 用 号 的正确恢 复需 要 一个 目标 E / o值 ,对应 的指标 bN
可 以是 比 特 差 错 率 ( E 或 块 差 错 率 ( L R) 如 果 B R) BE 。
Ke wor s W C y d DMA P we o t l Na — a f c B ER o r nr c o r fr f t — ee L
0 前 言
在 G M 系统 中 , S 用户 信 号 同干扰 信 号相 比必 须
功 率控 制好 比是 一 个杠 杆 , 因为 它 既要保 证 每

CDMA系统中的闭环功率控制方法

CDMA系统中的闭环功率控制方法

蠹霎Ⅵ盟斟I ll*;C D M A系统中的闭环功率控制方法张海波12李方伟2刘开健1(1.长江大学电子与信息学院湖北荆州434023;2.重庆邮电大学移动通信技术重点实验室重庆400065)[摘要】介绍cD姒系统中常见的闭环功率控制方法,对传统和优化的功率控制算法进行比较,着重分析闭环功率控制中的几个关键要素及其相关算法的实现。

[关键词】CD M A系统闭环功率控制优化算法中圈分类号,T N91文献标识码:^文章编号:1671--7597(2008)1120130--01在C D M A系统中,多址干扰、远近效应和阴影效应的存在严重影响了系统的性能。

通过功率控制,一方面可以减少干扰,使系统内用户满足服务质量(qoS)的要求:另一方面能有效地降低系统中各用户的发射功率,从而提高系统的容量和优化系统的性能以及提高电池的使用寿命。

所以功率控制被认为是C D M A系统中的一项核心技术。

一、向环功率控一闭环功率控制包括内环功率控制和外环功率控制。

内环功控是指移动台根据基站台发送的功率控制指令T PC来调节移动台的发射功率的过程。

基站测量所接收到的每个移动台的信噪比SI R,并与SI R目标值相比较,确定发给移动台的T PC来决定是增大还是减小其发射功率。

而外环功控指基站实时测量反向链路的帧质量,并据此修i F内环功控中的目标值SI R。

从而克服由于多径效应和移动台速度等引起的控制偏差。

闭环功率控制是对开环功率控制的快速调整。

:、簟见的闭环功率控■算往(--)传统算法传统的闭环功率控制算法是单比特固定步长功率控制算法,它通过接收端测量接收到的SI R,与门限值相比较,产生并发送T PC命令,发射端根据接收到控制命令,按照固定步长调整发射功率,如图l所示(以反向链路为例):若SIR e st<SI R t a r,则TPC=I;若SI R es t>S I R t ar,则TPC=O.移动台接收到T PC指令以后,调节其发送功率,若TP C=I,则增加l dB;反之,T Pc=0,则减小l dB。

CDMA系统功率控制

CDMA系统功率控制

最小 , 保证基站能 同时接收稳定数量 的用户终端信号 , 提高 系统容量 。 反
向功率控制一般要求动态范 嗣大 、 控制速度快 、 制精度高 。 控 开环功率控制也称上行 链路开环功率控制 , 是反向功率控制在没有 基站参与 的时候 的功率 控制 。 当任一用户终端无 论处在什么位置上 , 用
开环功率控制的主要特点 是不需要反馈信息 , 因此在无线信道突然
变化时 , 它可 以快速 响应 变化 。此外 , 它可 以补偿 阴影、 拐弯等效应 以及
平均路径衰落 , 它可 以对功 率进 行较大范 围的调 整。开环功率控制不够 精确 ,只能起 到粗略控制 的作用 , D WC MA协 议巾要求开环 功率控制 的 控制方差在 l B内就可 以接受 。 Od 反 向功率控制在有基站参 与的时候 为闭环功率控制 。当任一用户终 端无论处在什么位置上 , 户终端根据基站发送 的功 率控制指令来涮节 用 用户终端 的发射功率 。基站 测量所接收 到的每一 个用户终端的信噪 比, 并与一 个 门限相 比较 ( 其测量 周期 为 1 5I )以决定 发给用户终 端的 . l , 2 l s 功率控制指令是增大还是减小其发射功率 。 户终端将接 收到的功率控 用 制指令 与开环功 率估算相结 合 ,来确定用 户终端闭环 控制应 发射的功 率 。在反 向闭环控制 巾, 基站起着重要作用 。 功率控制 的实现是在业 务信道帧 巾插入 功率控 制 比特 , 插入速率可 达 1 bs这样可有效跟踪快 衰落的影响 。其 中“ ” . k /, 6 O 比特指 示用户终端
户终端根据它接收到 的基站发射功率 , 用其 内置 的 D P数据信号处理器 S
由于小 区巾的所有用户 发射到基站 的信号功 率随着 他们距 离基站 的远 近各有不 同, 假设 各个JJ 的发射功率 相同 , 么离基站近 的用户 【户 } 那

CDMA系统中一种新的分布式博弈功率控制算法

CDMA系统中一种新的分布式博弈功率控制算法

其 中 表示用户 i 基站之 间的信 道增 益, c 表示第 i 与 个扩
频 码 与 第 J 扩 频 码 之 间 的码 相 关 系数 。而 信道 增 益 可 由 个
F b 2 0 e.08
C MA 系统 中一种新 的分布式博 弈功率控 制算法 D
喻 的雄
摘பைடு நூலகம்
蔡 跃 明


200) 107
( 解放 军理工大学通信工程学 院 南京
要 :该文通过 设计一种有效 的代价 函数,提 出了一 种用 于蜂 窝 C DMA 系统的博弈功率控 制算法 ,并证 明了该
Ab t a t I h spa e , o e l o ihm o it i u e o rc n r li e l l r CDM A y t m a e n g me s r c : n t i p r a n v la g rt f r d s rb t d p we o t o n c l a u s se b s d o a
Yu Di i n — o g - x Ca e- n i Yu — mi g Z o gW e h n i
( stt o o u i t nE g er g P A S , aj g 10 7 C ia I tue f mm nc i ni e n , L U T N ni 00 f hn) ni C ao n i n2
t e r r po e n n ef c i e c s u c i n i e i n d f rt ss h me Th n t ee it n ea d u q e e so h o y i p o s d a d a f tv o t f n to sd sg e hi c e s e o . e h x s e c n ni u n s f t e Na h e u l ru h s q i b i m r r v d f r t e p o o e l o i m .Th i l to e u t h w h t t e p o o e i a e p o e h r p s d a g rt o h e smu a i n r s ls s o t a h r p s d a g rt m, ih c m p r d wih s v r l l s ia it i u e l o ih s n t n y c n s e d u h o v r e c u l o ih wh c o a e t e e a a sc l s rb t d a g rt m , o l a p e p t ec n e g n eb t c d o a s e u e t e t a s tpo r wh l h e mi a sa e m o e t a 0 lo r d c h r n mi we i t e t r n l r r h n 2 . e

功率控制在CDMA以及实际接收机中的应用

功率控制在CDMA以及实际接收机中的应用
n a— r e r a,共道 干扰 C —h n e,信 道 衰 落 c a n la ig 的 定 义 ,功 率 控 制 的 f Oc a n l hne f n ) d 分类 以及 不足 ( o e ae ,SN ae ) pw r sd I R b sd ,功 率控 制 应 用 的 结构 种 类 ( 向 b 逆
给 出了特定 环境 下 的建议 。
2 2 功 率控 制功 能 划分 .
从 设计 角度 看功 率控 制 主要有 两类 :① 基 于接 收到 的功 率水 平 的功 率控 制 ;② 基 于
接收端 的 S R ( 噪 比) 或 SN ( N 信 I R 信干 噪 比 ) 。
基 于功 率 :根据 所在 通 道所 收到 的平 均信 号功 率 ,调整输 出功率 。 基 于 SN I R:根 据所在 通 道所 收到 的信 号 SN IR,调整输 出功率 。
1 1 远 近 问 题 .
任 意时 刻 ,系统 中所 有 的信 号 都 在 相 同 的 频 带 中传 输 ,距 离 近 的 ( 目标 ) 发射 非 机 到达 侦 听接 收机 的信号 淹没 了距 离远 的发射机 信 号 l 。功率 控制 的算 法在 于 选择 最 优 3 J 的功率 值使 得在 有 限 的功 率情 况下 可 以容 纳最 大数 量 的用 户 。
12 共 道 干扰 .
由位 于相 同信 道上 的其他 信 号产 生 的干扰 j 。
1 3 信 道 衰落 .
现实 中信道对于不同频率的载波的传输特性并不是相同的;不同频率的载波经过 同
个 信道 具有 不 同的信 道 衰 落 因 子 。 主要 研 究 阴影 衰 落 ,Rca i n衰 落 或 R y i e al g e h衰 落 , aaa 衰 落 。 ;目标 在 于避免 功率 因这些衰 落 因素而 变化 J N kgmi 。 。
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CDMA系统中的功率控制技术及过程分析
在第三代移动通信技术中,最具代表性的方案有北美的CDMA2000、欧洲与日本的WCDMA及我国的TD-SCDMA。

其中CDMA2000是在IS95(带宽为1.23 MHz 的2G CDMA)基础上直接演进而来;WCDMA又称宽带CDMA,其带宽为5 MHz或更高;TD-SCDMA又称时分同步CDMA,其同步主要指所有终端用户上行链路的信号在到达基站接收端的解调器时完全同步。

以上三大标准均以CDMA为基础技术。

相比于带宽受限的FDMA和TDMA系统,CDMA系统能够提供足够大的系统容量,其主要受限制于系统所受干扰,降低干扰可以直接增加系统的通信容量。

由于对CDMA系统采用同时同频载波,控制各移动台的功率就是实现最大容量的关键,可以通过功率控制技术将移动台之间的干扰减到最小,实现信道的最大容量。

功率控制存在着两面性:从功耗、干扰及电磁辐射方面考虑,其发射功率越小,手机的耗电量就越小,待机及通话时间越长,对同系统其他手机的干扰就越小,同时扩大了小区容量。

此外手机发射功率越小,对其他无线设备干扰越小,对人体的辐射也就更小。

另一方面,为了能保证通信质量又希望手机发射功率大些,如手机在小区的远端时,为了保证手机信号经过长距离传输到达基站后,信号仍能被正确解调,需要发射功率要足够大,以克服信号经过长距离传输的衰减;手机在被建筑物或其他遮挡的无线阴影区内,其发射功率也要足够大,以克服手机信号经过多次的反射、折射及长距离传输的衰减;在干扰(邻信道干扰、同信道干扰、阻塞等)比较大的情况下,发射功率也要足够大以克服噪声的干扰。

所以统一表述为:手机必须有足够的发射功率以保证通信,在保证通信质量的前提下,其发射功率越小越好。

1 功率控制技术及分类在目前使用的移动通信系统中,PHS(Personal Handyphone System)以其低廉的建设成本、简单的协议标准等优势兴起一时。

PHS在中国常被称为小灵通,其应用微蜂窝技术,提供简单低廉的协议标准,降低了手机制造成本,采用RCR-STD28标准规定发射平均功率小于等于10 mW,峰值功率小于等于80 mW,发射功率不可控。

在第二代移动通信GSM系统中规定,手机发射功率是可以被基站控制的。

基站检测接收。

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