功率控制

2000中的反向外环功率控制
调整目标Eb/No以获得目标RFER。 如果接收到错误的帧，要调整Eb/No，就 调整参数vrpf_stepup_sp；如果接收到的 帧无误，调整要根据stepdn_sp= （vrpc_stepup_sp）/（100*vrpc_fer） RC3,RC4的参数设置值不一样。
功率控制
相关英文缩写
Eb/It: Bit Energy/Interference Power Spectral Density Eb/No: Bit Energy/Noise Density Ec/Io: Total Power of Pilot/Total Power in 1.25MHz Band
CDMA2000的前向功率控制
在前向链路中多径衰落也是引起前向链 路信号衰落的原因。 在3G标准中，前向链路使用了和2G反向 链路类似的闭环功率控制。提高了功率 控制的速度，克服快衰落对信号的影响。 3G中的前向功率控制就是闭环功率控制， 也叫快速功率控制。
CDMA2000的前向功率控制
也分内环和闭环 内环功控：移动台用 接收到的Eb/No与目 标值比较，调整基站 发射功率。 外环功控：移动台根 据目标FFER调整目 标Eb/No的设置值。
IS-95中的反向内环功率控制：
基站发送的功率控制命令
使用前向链路的业务信道发送 以Power Control Bit(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。
前向业务信道中的PCB
前向信道和反向信道的帧长 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 制段（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。 在PCG7时段，测量值〉门 限值，在PCG9中的PCB=1， 移动台将使发射功率降低1dB。 在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。
2000中的反向内环功率控制
3G中不考虑业务帧速 率的变化 连续的发送PCB，只是 对不同的帧速率，功率 控值比特的发射功率不 一样。帧速率高，则连 续发送的功率控值比特 功率高；帧速率低，则 连续发送的功率控值比 特功率低。
2000中的反向内环功率控制
2G中，对于较低速率帧，如 1/2,1/4,1/8，移动台将关掉发射， 因为帧是连续发射的，移动台将 关闭对应PCG的发生机以保持电 池及减小干扰。基站预先不知道 帧速率，因此不能分辨是关闭的 PCG还是多经衰落。RILPC监测 到这些PCG因为Eb/No小于目标 值，命令手机增加发射功率，手 机根据关闭的PCG忽略RILPC的 指令。由于小速率帧的影响，反 向链路较少的有效指令被用到因 此速率也小于800Hz。 3G中，反向链路连续发射较小功 率的反向帧，以维持相当的 Eb/No,有如下好处： 第一：
IS-95B的前向功率控制
移 动 台 发 射 的 每 个 帧 中 都 包 含 一 个 EIB （Erasure Indicator Bit），如果两帧之前接 收到的帧是“Erasure”，EIB就被设置为1。 基站监测EIB（Erasure Indicator Bit）调整 前向业务信道的发射功率。 若有Erasure的意思，基站就用up_adj增加前 向业务信道的数字增益；若无Erasure 的意 思，基站就用dn_adj。 RC2中，前向链路功率控制速率为50Hz。
2000中的反向功率控制
原理与95中的一样 因为cdma2000有RPICH,反向导频信道的 功率分配和业务信道 的功率分配有直接的 联系。 直接读取反向导频信 道中的Ec/Io,就可以反 映出RFER。
2000中的反向开环功率控制
RC1和RC2开环作用下手机的发射功率为Pt=Pr-73+ NOM_PWR+ INIT_PWR+接入探针增 加功率总和+开环功控纠正因子 RC3和RC4在上面公式上由附加项。因为用RPICH获得手机而不是反向基本信道(R-FCH) PICH (R-FCH) 在接入尝试结束后，Pt=-Pr-73+ NOM_PWR+ INIT_PWR+接入探针增加功率总和+开环功控 纠正因子＋rpich_offset (dB). 这里，rpich_offset是RPICH相对于2G接入信道 的功率偏置，朗讯推荐值-8.5dB
信道中的PCB
PCB是直接加到速率为19.2kbps的基 带中的，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，所以这样不加任何保 护措施可以使移动台快速恢复PCB,进 行发射功率的调整。
IS-95中的反向外环功率控制 （ROLPC）：
根据接收到的帧的类型、当前反向功率 控制算法，得到目标Eb/No的设置值。 ROLPC初始值有一个固定值pnom。 目标Eb/No的目标值在pmin~pmax之间 变化。 如果反向外环功率控制不起作用，反向 内环功率控制就使用固定的pnom。
2G and 3G Radio Configurations and Defining Standards
功率控制条件
确保足够的Eb/It 自干扰系统 发射功率不要高于最小值 功率控制有个附加功能确保每个用户不要大于最小的Eb/It；系统容 量与处理增益（W/R）有关。 S/N=(Eb/It)/(W/R) 需要的Eb/It一般在6dB左右，W/R一般在21dB左右，S/N在-15dB 时典型可接受的质量就可以达到。 功率控制在空闲状态、系统接入和业务信道呼叫处理状态都被执行。 在空闲状态下，开环功控测量估计路径损耗，这个测量在系统接入 状态时被用来计算初始功率。 在系统接入状态，开环一直工作，闭环根据应用的接入过程可能工 作。 业务信道状态，开环闭环都工作。
功率控制必要性
减小系统内的相互干扰 使系统容量最大化，即能容纳更多的用户。
功率控制类型
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。 反向闭环功率控制 移动台根据接收到的功率控制比特调整平均输 出功率。 前向功率控制 根据移动台测量报告，基站调整对移动台的发 射功率。
反向开环功率控制
反向闭环功率控制原理
基站不断测量反向链路的Eb/No。 给Eb/No设一个门限值 如果Eb/No值太大了，基站会命令移动台 减小发射功率。 如果Eb/No值太小了，基站会命令移动台 增加发射功率。 增加或减小发射功率都用1dB步长
IS-95中的反向闭环功率控制
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。
接入成功后的开环功率控制
接入后的开环功控作用下手机发射功率 Pt= -Pr-73+ NOM_PWR+ INIT_PWR+接 入探针增加功率总和 移动台一旦与基站建立连接以后，移动 台仍然会根据接收信号电平的变化，估 计前向信道的衰落特性，调整自己的发 射功率。
IS-95中开环功率控制的问题
问题1、移动台接收到基站信号强度高有两 种可能性： ☺传输路径损耗小 基站处于大负荷状态 问题2、开环功率控制的响应时间大约为 30ms，只能克服由于阴影效应引起的慢 衰落。
问题1的解决方法： IS-95B/2000中的开环功率控制
解决方法 在IS-95B和IS-2000系统 中，开环功率控制中， 还要考虑到一个开环功 控纠正因子=min(max(7-ECIO,0),7) 此时，开环作用下手机 的发射功率为Pt=-Pr73+ NOM_PWR+ INIT_PWR+接入探针增 加功率总和+开环功控纠 正因子
软切换中的闭环功率控制
IS-95中定义当移动台在两个或三个小区之间 移动时会发生软切换，在这个过程中，移动台 会接收到两个或三个基站发送来的业务信道帧。 在接收到的业务信到帧中，各自包含的PCB有 PCB 可能冲突。 解决方法：有PCB一个要求减小,移动台就减小 发射功率；每个PCB都要求增加，移动台才增 加发射功率。
CDMA2000前向内环功率控制
前向帧由长度为1.25ms的16个PCG组成。 移动台测量F-FCH中每个PCG的Eb/No。 根据测量、比较的结果，通过在R-PICH中每 1.25ms插入一个PCB发送FPC命令给基站。 ☺PCB=1,基站使用power_control_step增加它的发 射功率 ☺PCB=0,基站使用power_control_step减小它的发 射功率
IS-95A中的开环功率控制 IS-95B/2000中的开环功率控制
IS-95A中的反向开环功率控制
只要手机开机，开环就起作用。 只有移动台参与 移动台不知道基站实际的有效发射功率 （ERP），只能通过接收到的信号来估计前向 链路损耗。 移动台通过对接收信号强度的测量，调整发射 功率 信号测量和调整是基于认为前向信道和反向信 道的衰落特性是一致的。
反向闭环功率控制
IS-95中的反向闭环功率控制 2000中的反向闭环功率控制
问题2的解决方法：反向闭环功率控制
基站和移动台共同参与 一旦移动台开始和基站建立通信，闭环 功率控制即开始起作用。 基站不停地监测反向链路质量FER。 FER是表示链路质量最好的参数，但测 量FER需要花较长的时间收集足够的bit 数，实际使用Eb/No。
一个小例子
没有功率控制 移动台使用相同的发射 功率 假设基站接收端信号强 度比Pr1:Pr2=1:10
(S/N)1:(S/N)2=(1/10):(10/1)
假设最低信噪比为1/10 假设再加入一个用户， 系统还能容纳得下吗？
小例子（续）
有功率控制 在基站处接收到的功 率相同 假设基站接收端最低 信噪比仍是1/10 基站接收到的每个用 户的信噪比为1/(n-1) 可容纳用户11个
前向功率控制
IS-95A的前向功率控制 IS-95B的前向功率控制 CDMA2000的前向内环功率控制 CDMA2000的前向外环功率控制
IS-95A的前向功率控制
IS-95A的前向功率控制基于移动台对接收到的 误帧率的统计。 一旦移动台在pwr_rep_frames时间内接收到2 （Lucent值）个误帧，移动台就向基站发送 PMRM，等4次pwr_rep_delay后开始新的测量 过程 。 如果在pwr_rep_frames内收到不足2个误帧， 则不向基站发送消息，本次测量周期结束后就 开始下一次测量。 前向链路功率控制调整速率为0.5Hz，足够解 决长期阴影效应造成的影响，但不能解决多径 效应引起的快衰落问题。
PMRM(Power measurement report message)
IS-95A的前向功率控制
基站调整相关参数： ☺基站接收到PMRM fer_small：FER下限 fer_big：FER上限 若fer_small<FER<fer_big,基站就要用small_delta_up命令增加前 向链路的数字增益； 若fer_big<FER,基站会使用big_delta_up命令增加前向链路的数字 增益 若FER<fer_small,基站会使用delta_down命令减小前向链路的数字 增益 ☺基站未接收到PMRM 一旦基站中值为fpc_step的计时器溢出，基站就会用delta_down 命令减小前向链路数字增益，同时计时器reset。 ☺增益调整范围：(min_gain,max_gain) 若flpc=0,则前向功率控制不工作，前向业务信道数字增益为 nom_gain
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接入过程中的开环功率控制
移动台发射功率不能太大，会干扰其它 用户 移动台发射功率不能太小，移动台会接 收不到 尝试一点点的增加——接入探针
接入探针
接入探针
移动台先发送一个低强度请求接入信号，若基 站没有应答，则一点一点（PWR_STEP）的 增加发射功率。 Pt,initial=-Pr+band_class constant+ NOM_PWR+ INIT_PWR 相关参数： INIT_PWR初始功率值 NOM_PWR额定功率偏移 PWR_STEP功率增加量 Lucent设备中，INIT_PWR和NOM_PWR默认为 0dB。Band_class constant 在900MHz定义为 -73，在PCS中为-76