CDMA 移动通信系统功率控制

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第八章 CDMA移动通信系统(一)

第八章 CDMA移动通信系统(一)

功率控制的原则是:当信道的传播条件突然改善时, 功率控制的原则 功率控制应作出快速反应(例如在几微秒时间内),以防 止信号突然增强而对其它用户产生附加干扰;相反,当 传播条件突然变坏时,功率调整的速度可以相对慢一些。 也就是说,宁愿单个用户的信号质量短时间恶化,也要 宁愿单个用户的信号质量短时间恶化, 宁愿单个用户的信号质量短时间恶化 防止许多用户都增大背景干扰。 防止许多用户都增大背景干扰。
(2) 正向功率控制。 正向功率控制也称下行链路功 率控制。其要求是调整基站向移动台发射的功率,使 任一移动台无论处于小区中的任何位置上, 任一移动台无论处于小区中的任何位置上, 收到基站 的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 作到 这一点,可以避免基站向距离近的移动台辐射过大的 信号功率,也可以防止或减少由于移动台进入传播条 件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码率增大或通 信质量下降的现象。
(a)
(b)
图 8-1 CDMA蜂窝系统的多址干扰
2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制 蜂窝通信系统的功率控制
功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是 一个自扰系统,所有移动用户都占用相同的带宽和频率 占用相同的带宽和频率,在 占用相同的带宽和频率 CDMA系统中,不同用户发射的信号由于距基站的距离不同, 到达时的功率也不同。距离近的信号功率大,距离远的功率 小,相互形成干扰,这种现象称为“远近效应” 。CDMA系 “远近效应” 统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能 正常解扩,功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户 发射机的功率,使其到达基站接收机的平均功率相等。功率 控制分为前向功率控制和反向功率控制,功率控制的原理有 两种类型:开环控制与闭环控制。

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。

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。

试论CDMA的几个关键技术

试论CDMA的几个关键技术
维普资讯
SOI NOE & TECHNOLO0Y NF E I ORMAT ON I
高 新 技 术
试论 C MA的几个关键技术 D
徐力 ( 浙江省邮电器材公司 杭州 3 1) 104 0
摘 要 :C MA是 3 D G的基础 。本文从功率控制 ,软切换 、地址码的选择等几个方面对 C MA 中所采取 的最 关键技术 进行论述 , D 使大家对 C MA的关键技 术有一个详细的了解。 D 关键词 :C MA 功率控制 切换 容量 移动通信 D 中图分类号 : N9 T 1 l 文献标识码 : A

围是 一3 d 2 B~ +3 d 2 B。 1)刚 进入 接入 信道 时 ( 闭环校 正 尚 未激 活 )
7 +NOM 3
2 1 切换 ( r Ha d f) .硬 Ha d Байду номын сангаас o f 硬切换是指 在切换 的过程 中,业务信 道有瞬时的 中断的切
平 均输 出功率 ( B )= 一平 均输入 功率 ( B )~ 换 过程 。硬切 换包括 以下两 种情况 :1 d m = d m )同一 MSC 中的 不同
P R ( B)+ I T— W R ( B) W d NI P d 频 道 之 间 。2) 不 同 M 之 间 。 SC 其 中{平均功率是 相对 于 1 2 .3 MHz标称 C DMA 信 道带 2 2 切换 ( o t .软 Sf Ha d f ) n o f

宽而言 t
P WR— TE 的范围为 0 B S P ~7d 12反向闭环功率控制 .
信号 相当于是 一种 空 间分集 。 导频 : 指导频 信道
闭环功率控制的目的是使基站对移动台的开环功率估计迅速 导频集合 : 指所有具有相同频率但不同 P N码相位的导频集 。 作 出纠正 ,以使移 动台保持 最理 想的发射功率 。功率控制 比特 有效导频集 :与正在联系的基站相对应 的导 频集合。 是连续 发送的 ,速率为每 比特 1 2 ms ( 8 0 t S 。… .5 即 0 bi/ ) 0’ 候选导 频集 :当前不在 有效 导频集里 ,但是 已有足够的强 比特 指示 移动 台增加平 均输 出功率 ,“ 1”比特 指示移 动 台减 度表明与该导频相对应的基站的前向业务信道可以被成功解调的 少平均输出功率,步长为 1 B d /比特。一个功率控制比特的长 导 频 集 合 。 度正 好 等 于 前 向业 务 信 道 两个 调 制符 号 的 长 度 ( l04. 即 相邻导频 集 :当前不在有效导 频集或 候选导频集里 但又根 6u) 6 s 。每个功率 控制 比特 将替代两个连 续的 l 前向业 务信道调 据某种算法被认为很快就可以进入候选导频集里的导频集合。 制符号 ,这 个技 术就是 通 常所说 的符 号抽 取技 术 。 剩余导频 集 :不 被包括在相 邻导 频集 。候选导频 集和有效 13 向功率控制 .前 导频 集里的 所有其 它导 频的导 频集 合。 基站 周期性地降低 发射 到移动台 的发射功率 ,移动台测 量 误 帧率 ,当误帧率超过预 定义值时 ,移动台要求基站 对它的发 3 地址 码的选择 .

通信系统中的功率控制与动态功率分配

通信系统中的功率控制与动态功率分配

通信系统中的功率控制与动态功率分配在通信系统中,功率控制和动态功率分配是两个关键的技术方向。

它们对于保证通信质量、提高系统效率和延长终端设备续航能力具有重要作用。

本文将以通信系统中的功率控制和动态功率分配为主题,探讨其原理、应用场景和发展趋势。

一、功率控制的原理与应用功率控制是指在通信系统中通过调节发射功率来控制信号的强度,从而达到最佳的通信质量和系统性能。

功率控制技术通常分为静态功率控制和动态功率控制两种。

静态功率控制是指在通信系统建立连接时,根据不同的信道条件和传输要求,预先设定合适的发射功率,以确保信号的传输质量。

这种控制方式一般适用于固定信道条件的通信场景,如无线局域网、蜂窝网络等。

动态功率控制是指在通信系统建立连接后,根据实时的信道状态和用户需求,动态地调整发射功率。

这种控制方式可以根据信道环境的变化,自适应地调整发射功率,从而提高系统的容量和覆盖范围。

动态功率控制广泛应用于移动通信系统,如GSM、CDMA等。

二、动态功率分配的原理与应用动态功率分配是指将通信系统中的总功率按照不同用户或信道的需求进行分配,以最大限度地提高系统的效率和资源利用率。

动态功率分配技术通常分为分集功率分配和非分集功率分配两种。

分集功率分配是指将系统的总功率按照信道质量的不同,分配给不同的用户或信道。

在通信链路质量较差的用户或信道上分配较高的功率,以保证其通信质量;而在质量较好的用户或信道上分配较低的功率,以提高系统的资源利用率。

分集功率分配适用于多用户多信道的通信系统,如多天线系统、多用户MIMO系统等。

非分集功率分配是指将系统的总功率均匀地分配给所有的用户或信道。

这种分配方式在没有明显的信道质量差异或用户需求差异时,可以保证公平性,并提高系统的整体吞吐量。

非分集功率分配适用于无线局域网、蜂窝网络等场景。

三、功率控制与动态功率分配的发展趋势随着通信技术的不断发展,功率控制和动态功率分配将在以下几个方面取得进一步的发展。

CDMA系统中新的变步长功率控制算法

CDMA系统中新的变步长功率控制算法
21 0 0年
第1 期
S IN E&T C N L G F R TO CE C E H O O YI O MA I N N
O I 论坛0 T
科技信息
C MA系统中新的变步长功率控制算法 D
管 君 周 祖荣 ( 青岛科 技大 学信息 学院 山东 青 岛
2 66) 60 1
【 摘 要】 CDMA 系统 中的 功 率控 制技 术 是 第 三 代 移 动 通信 的 关键 技 术 之 一 , 文 分析 了传 统 变 步 长 功 率控 制 算 法 的 不 足 , 述 了马 尔可 本 阐 夫过 程 理 论 和 预 测 论在 改进 的 变 步 长控 制 算 法 的优 势 , 过 马 尔可 夫 过 程理 论 和预 测 论 的优 化 组 合 , 出 了一 种 基 于功 率 控 制 指 令 斜 率 预 测 通 提
【 关键词 】 变步长 ; 马尔可夫过程理论 ; 预统 为 一 干扰 受 限 系统 , D 即干 扰 大小 影 响 系统 容 量 , 远 近 “
设 置 tc的 取 值 , 际 值 大 于标 准 值 , c O, 之 , c l 基 站 连 续 检 p 实 t= 反 p t =, p 测接 收 的信 噪 比 , 用 记 忆 单 元 记 录 下 连 续 三 次 的 功 率 控 制 命令 tc 使 p, 命 名 为 c, 。 c 和 c, 由 c 和 c 可 以产 生 tc的一 个 变 化 斜 率 2 。 p
的新 的 自适 应 变 步 长 功 率控 制 算 法。 算机 仿 真 验 证 : 算 法 具 有 良好 的性 能 , 少 了功 率控 制 的误 差 , 高 了控 制 精 度 和 收 敛速 度 , 大 了功 计 新 减 提 扩 率控 制 算 法 跟 踪 的 动 态 范 围 , 增加 了 系统 的 稳 定 性 。

GSM、CDMA、WCDMA手机发射功率

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,尤其是对同信道其他时隙的用户的干扰。

2、Output RF Spectrum Due to Modulation3、Output RF Spectrum Due to RampingGSM通过对手机发射信号的调制谱和切换谱的规定,来限制手机发射信号时的频谱带宽和形状,以减少干扰,尤其是邻信道用户的干扰。

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 :

第8章 1码分多址(CDMA)移动通信系统(一)

第8章 1码分多址(CDMA)移动通信系统(一)

CDMA蜂窝通信系统的许多电台共用一个频率发
送信号或接收信号,近地强信号压制远地弱信号的现 象称之为“远近效应”,也称近端对远端的干扰。 CDMA蜂窝系统的“远近效应”是一个非常突出 的问题, 它主要发生在反向(上行)传输链路上。 移 动台在小区内的位置是随机分布的, 而且是经常变化 的, 同一部移动台可能有时处于小区边缘, 有时靠近 基站。 如果移动台的发射机功率按照最大通信距离设
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一)
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一) 8.1 概 述
美国高通Qualcomm公司开发的CDMA蜂窝体制定名
为IS – 95,被人们称为窄带码分多址(N - CDMA),载
波频带宽度为1.25MHz,采用频分双工(FDD/FDMA) 方式,上行为869~894MHz,下行为824~849MHz ,占用
计, 则当移动台驶近基站时, 必然会有过量而又有害
的功率辐射。解决这个问题的办法是功率控制。
下张内容----- (1) 反向功率控制
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一)
(1) 反向功率控制。 反向功率控制也称上行链路功率
控制。 其主要要求是使任一移动台无论处于什么位置上,
其信号在到达基站的接收机时, 都具有相同的电平, 而 且刚刚达到信干比(Eb/Io)要求的门限。
8.1.1 码分多址的特征 在CDMA通信系统中, 不同用户传输信息所用的 信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的, 而是用各 不相同的编码序列来区分的。 换句话说, 是靠信号的 不同波形来区分的。 如果从频域或时域来观察, 多个 CDMA信号是互相重叠的, 接收机用相关器可以在多 个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。在 CDMA蜂窝通信系统中, 用户之间的信息传输也是由 基站进行转发和控制的。

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。

IS-95A CDMA移动通信基站子系统2

IS-95A CDMA移动通信基站子系统2

IS-95A CDMA移动通信基站子系统<2>IS-95A CDMA移动通信基站子系统<2>(3)软切换软切换是CDMA移动通信系统所特有的,其基本原理如下,当移动台处于同一个BSC 控制下的相邻BTS 之间区域时,移动台在维持与源BTS无线连接同时,又与目标BTS建立无线连接,之后再释放与源BTS的无线连接。

发生在同一个BSC控制下的同一个BTS间的不同扇区间的软切换又称为更软切换。

在CDMA数字移动系统中,切换的标准主要为导频信号的强度,导频信号强度为接收到的导频能量与全部接收到的能量的比值。

导频信号是每个基站连续发射的未经调制的、直接序列扩频的信号,它主要用于使所有在基站覆盖区中工作的移动台进行同步和切换。

基站利用一周期为2(15次方)=32 768的最大长度伪随机序列(PN)的时间偏置来标识每个前向CDMA信道(由基站到移动台),此序列PN也称为导频序列。

不同前向信道使用不同相位的m序列进行调制,其相位至少相差64bit,因此导频PN序列可使用的相位为512个。

在CDMA系统中所有CDMA小区都采用同一个频率,移动台根据接收到的基站导频信号的不同偏置来区分各个基站。

每个小区的导频要与其同一CDMA信道中的正向业务信道相配合才有效,当移动台检测到一个足够强度的导频而它未与任何一正向业务信道相配合时,就向基站发送一导频强度测量报告,基站根据此报告决定是否切换。

在CDMA 的切换技术中一个显著的优点是可以使用软切换。

所谓软切换是指当移动台需要跟一个新的基站通信时,并不先中断与原先基站的联系。

由于CDMA系统中移动台独特的RAKE接收机可以同时接收两个或两个以上基站发来的信号,从而保证了CDMA系统能够实现软切换。

软切换引入大大地改善了切换的性能,消除了切换过程中通信的中断、小区边界处的“乒乓效应”以及切换引入的噪声。

尽管软切换对前向链路的容量有一定的影响,但在切换区域由于需要,两个前向业务信道为一个移动台使用,所以理论分析前向链路的容量损失相对于语音激活因子3/8或1/2分别为0.2%或0.1%,而这点损失对整个系统不会产生什么影响。

针对CDMA系统功率控制算法进行分析

针对CDMA系统功率控制算法进行分析

针对CDMA系统功率控制算法进行分析CDMA移动通信系统具有抗干扰能力强,保密性好,容量大等优点,受到广泛的关注。

CDMA是利用码序列的正交性和准正交性区分不同用户,它是在同频、同时的条件下,各个接收机根据信号码型之间的差异分离出需要的信号。

由于CDMA系统中同一频率在所有的小区重复使用,CDMA中的干扰特别严重,若没有先进的功率控制技术,尽可能减小用户的背景干扰,就会产生严重的误码现象。

随着用户数的增加,信号的信噪比急剧下降。

当低于一定门限时,就可能发生通信中断。

由于CDMA系统存在传输衰减、多址干扰、远近效应等问题,系统容量受限于用户间的相互干扰,因此,必须对功率进行控制。

本文主要针对CDMA系统中的功率控制算法进行研究。

1、功率与容量的关系在CDMA系统中,由于发射功率的制约或系统自身的干扰,CDMA系统的容量受到限制。

在反向链路上,当一个移动台的功率不足以克服其他移动台的干扰时,系统达到容量极限。

在前向链路上,当基站的总功率没有多余的部分分配给一个新的用户时,系统达到昂大容量。

即当一个基站为使其全部用户正常的运行而发射的总功率超过基站的额定功率时,前向链路就达到受功率限制的容量。

为了接入一个呼叫,CDMA移动台的功率必须大到足以克服带宽内其他CDMA移动台产生的干扰,即必须达到一定的信号干扰比。

在任意给定时刻,移动台所需要的发射功率取决于从移动台到基站的路径损耗和所有反向链路总的干扰电平。

后者取决于其他CDMA 移动台的数量和位置。

所有的移动台每建立一个新呼叫就提高了干扰电平,每一移动台也就必须相应地增加发射功率以保持呼叫的完整性。

这个过程随着移动台的增加而反复进行,直到达到一个极限值。

达到这个极限时,任何一个新的移动台,无论其位置在哪,都无法以足够的功率来克服,而现有的移动台也没有足够的功率来克服新呼叫产生的附加干扰。

小区内所有呼叫都要具有相同的Eb/I0要求,这个限制表现为要求小区基站接收到的信号强度都等于一个相同的值。

CDMA系统的关键技术

CDMA系统的关键技术

5.3 第二代CDMA数字移动通信系统 5.3.4 CDMA系统的关键技术
反向闭环功率控制
由基站检测来自MS的信号强度,并根据测得的结果,形成功率调 整指令,通知MS增加或减小其发射功率,MS根据此调整指令来调 节其发射功率。
闭环功率控制的设计目标是使基站对MS的开环功率估计迅速做出 纠正,以使MS保持最理想的发射功率。
• 调整速率很快,可以达到800Hz
正向功率控制
正向功率控制是指基站调整向每个MS的发射功率。MS监测基站送 来的信号强度,并不断地比较信号电平和干扰电平的比值,如果小 于预定门限,则给基站发出增加功率的请求。
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Wireless and Mobile Networks Technology
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
5.3 第二代CDMA数字移动通信系统 5.3.4 CDMA系统的关键技术
软切换 - 导频集合
基站在PiCH发送导频信号,供MS识别基站并引导MS入网。MS不 间断地搜索导频,根据导频的强度,将搜索到的相应导频分别归类 纳入不同的导频集合。
CDMA系统中共包含四种导频集合,即:激活集、候选集、相邻集 和剩余集。
激候相剩活选邻余集:与当该分前系不统配在中给激除MS活包的集含F里 和 在-TC, 候 激H但 选 活相是 集对已 中 、应经 但 候的有 是 选导足 有 集频够 可 和,的 能 相激强 进 邻活度 入 导集表候频中明选集的与集外小该的区导所与频有 M相集导S对合频之应。间的相已基邻经站集建包的立含F了-T的软C导H切可频换以数连被最接成多。功为IS解2-09调。5允的许导的频激集活合集。最候大选数集量最为多6可。 以包含的导频数为6。
5.3 第二代CDMA数字移动通信系统 5.3.4 CDMA系统的关键技术

CDMA系统中的一种分布式功率控制算法

CDMA系统中的一种分布式功率控制算法
关键词 : 码分 多址 ; 分布 式功率控制 算法; 目标信干 比 DOI1 . 7/i n10 .3 1 0 11.3 文章编 号 :028 3 (0 1 1.1 80 文献标识码 : 中图分类号 : P 1.3 :03 8 .s.0 28 3 . 1.9 2 7 js 2 0 10 .3 1 2 1) 90 1.3 A T 9 45
1 引言
在 C MA系统 中, D 由于用户距离基站 的远近 不同 , 存 因此 在 所谓 “ 远近效应 ”此外 , D ; C MA系统是 一个 随机多址接入 系 统, 当系统 内工作的用 户数 变化时 , 多址干扰 会发生变化 。因 此 , 而高效 的功 率控 制技术 对于提 高 系统 容量 和保证 用 可靠
whl te lt i ieg h nt fccn et n b i su . h a i , eU C a oi m a as h sr’ o e i ae w l dvrew e a i o gso ul p teme t t BP l rh cn stf t uesQ S r— eh t r l r i d At n meh g t iy e
要求 。如下所示 :
y一,rV i t' i l a () 1
的Q S 求; o要 二是 当系统 内的用 户数过 多时 , 有选择性 地关 闭 些 用 户使系统 容量 尽可能 得高 , 不会 导致整 个系统 的 崩 而

其 中 f 用户的编号 , 可对应于用 户的一定误码率要求 。但 是 y 是, 从用户角度来 , 讲 别的用户是否达到Q S o 要求是 与己无关的 。 因此 , 非合作博弈 。 】 的理论很适合于分析和解决功率 控制问题 。 考虑 C MA系统 中一个 含有 Ⅳ 个用 户小 区的上 行链 路 D 功率控制 , 因为所有的用 户共享 相同的频带 , , 因此 用户 i 的信 干比可计算如下 :

CDMA蜂窝移动通信技术介绍

CDMA蜂窝移动通信技术介绍

CDMA蜂窝移动通信技术介绍自20世纪70年代末第一代模拟移动通信系统面世以来,移动通信产业一直以惊人的速度迅猛发展,已经成为带动全球经济发展的主要高科技产业之一,并对人类生活及社会发展产生了重大影响。

其中,CDMA码分多址移动通信技术以其容量大、频谱利用率高、保密性强、绿色环保等诸多优点,显示出强大的生命力,引起人们的广泛关注,成为第三代移动通信的核心技术。

一、CDMA通信技术CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)作为一种多址技术早已出现,起初仅在抗干扰和保密性能等方面受到人们的注意,被用在军用抗干扰系统中。

1989年,美国高通(Qualcomm)公司最先推出CDMA蜂窝移动通信系统的设想。

码分多址蜂窝移动通信技术实际上包含两个基本技术,即码分多址技术和扩频通信技术。

所谓扩频,简单地讲就是用某种技术将信号的频谱进行扩展,工程中常用直接序列对信号进行扩频,即用一个高速码序列码去调制低速原始数据信息。

码分多址(CDMA)和频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)一样,是多址技术的一种。

CDMA系统中的每一个信号被分配一个正交序列或PN(Pseudo Noise,伪随机噪声)序列用作扩频序列对其进行扩频,不同信号的能量被分配到不同的正交序列或PN序列里。

在接收机,通过使用相关器只接受选定的正交序列或PN序列并压缩其频谱,凡不符合该用户正交序列的信号就不被压缩带宽,结果只有指定的信号才能被提取出来。

我们将CDMA和FDMA、TDMA三种多址方式进行比较。

FDMA采用调频的多址技术,在不同频段的业务信道被分配给不同的用户;TDMA是采用时分的多址技术,业务信道在不同的时间被分配给不同的用户;CDMA采用扩频的码分多址技术,所有用户在同一时间、同一频段上,但根据不同的编码获得业务信道。

在技术实现上,就是利用码型的不同来调制解调不同的用户。

CDMA移动通信系统具有如下优点:1.系统容量大。

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。

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基本知识【功率控制】

CDMA基本知识【功率控制】

前向功控就是基站调整分配给每个业务信道的功率,使处于不同传播环境下的各个移动台都得到足够的信号能量。

对前向链路误帧率的报告来决定是增加发射功率还是减小发射功率。

切换整个软切换过程包括以下几步:1)当导频强度达到T_ADD,移动台发送一个导频强度测量消息,并将该导频转到候选导频集。

2)基站发送一个切换指示消息。

3)移动台将此导频转到有效导频集并发送一个切换完成消息。

4)导频强度掉到T_DROP以下,移动台启动切换去掉计时器。

5)切换去掉计时器到期,移动台发送一个导频强度测量消息。

6)基站发送一个切换指示消息。

7)移动台把导频从有效导频移到相邻导频集并发送切换完成消息。

软切换(Soft Hand-off)是指在导频信道的载波频率相同时小区之间的信道切换。

更软切换(More Softer Hand-Off):在同小区(BTS)两条不同的信号之间进行的切换,叫做更软切换。

的连续性提高用户的主观满意度。

硬切换是指在导频信道的载波频率不相同时小区之间的信道切换。

硬切换是在不同频率的小区之间的切换CDMA通信系统中的跨频切换、跨BSC切换也或不同的帧偏置)切换的分类(1)软切换软切换采用先通后断的方式,在这种切换过程中,当移动台开始与目标基站进行通信时并不立即切断与原基站的通而是先与新的基站连通再与原基站切断联系,切换过程中移动台可能同时占用两条和两条以上的信道进行通信。

软切换是由MSC完成的,将来自不同基站的信号都送至MSC的选择器,由选择器选择最好的一路,再进行话音的软切换允许移动台在通话过程中与多个基站同时保持通信,所以,软切换提供了宏分集的作用,提高了接收信号的(2)更软切换在CDMA系统中,移动台在扇区化小区的同一小区的不同扇区之间进行的软切换称为更软切换。

这种切换是由BSC完成的,并不通知MSC。

对于移动台来说,不同的扇区天线相当于不同的多径分量,被合并成一个话音帧送至选择器,作为此基(3)硬切换硬切换采用先断后通的方式,在这种切换过程中,移动台先中断与原基站的通信,再与目标基站取得联系。

宽带多媒体CDMA系统中的反向SRA功率控制算法

宽带多媒体CDMA系统中的反向SRA功率控制算法
3 系统 模型
假 设 一 个 宽 带 CD A 系 统 中 含 有 大 小 相 等 的 正 六 边 形 蜂 窝 小 区 ,小 区 数 为 Ⅳ . 系 统 中 有 M Q 个处 于激 活态 的 移 动 台, 并 且 移 动 台 在 系统 中均 匀分 布 .每 个 移 动 台可 承 载 H 种 业 务,但
在 多 种 业 务 类 型 时 功 率 变 化 的 表 达 式 , 当 要 分 析 存 在 多 种 业 务 的 蜂 窝 系 统 时 , 我 们 可 以 利 用 功 率 变 换 的 概 念 , 将 非 语 音 业 务 的 传 输 功 率 等 效 成 语 音 业 务 的 传 输 功 率 . 这 样 不 但 会 大 大 降 低 系 统 分 析 的 复 杂 度 , 而 且 还 可 咀 直 接 将 第 一 代 、第 二 代 移 动 系 统 中 的 某 些 研 究 方 法 应 用 到 承 载 多 媒 体业 务的 第 三代 蜂 窝 系统 中 .
其 中 为语 音 业 务的 功 率 ,
( 1
为 其它 种 类 业务 的 功率 , P Gh为 第 h 类 业 务 的 处 理 增 益 ,
( ,I) R 为第即业 务 质量 ). ()式描 述 了蜂 窝 系统 内存 1
S RA( tp s  ̄ o a Alo i m】功率控制算法.并通过赞- S e wieRea v | g rt l h 法仿真验证了该掉法能在确保吾种业
业务质 量的 同时提 高系统 容量 . 关键词 功率 控制 .功率等 价,系统容 量 中 廖 号 TN 9 4 5 1
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长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY (论文)资料设计(论文)题目:设计(论文)题目: CDMA 移动通信系统功率控制算法的研究与仿真算法的研究与仿真系专部:业:电子与通信工程系通信工程周薇05 通信 3 陈威兵学号2005043303 职称副教授学生姓名:班级:指导教师姓名:指导教师姓名:最终评定成绩:最终评定成绩: 长沙学院教务处二○○七年十月制○○七年十月制目录第一部分一、毕业论文毕业论文第二部分一、外文资料原文二、外文资料翻译外文资料翻译第三部分过程管理资料一、(论文)课题任务书二、本科(论文)开题报告三、本科(论文)中期报告四、(论文)指导教师评阅表五、(论文)评阅教师评阅表六、(论文)答辩评审表2009 届本科生(论文) 本科生(论文)资料第一部分毕业论文(2009届) 本科生毕业论文本科生毕业论文CDMA移动通信系统功率控制的研究与仿真系专部:业:电子与通信工程系电子与通信工程系通信工程周薇05通信 3 陈威兵学号2005043303职称副教授学生姓名:班级:指导教师姓名: 指导教师姓名:最终评定成绩2009 年6月长沙学院本科生毕业论文CDMA 移动通信系统功率控制的研究与仿真系专学(部) :电子与通信工程系业:号: 通信工程2005043303 周薇陈威兵副教授学生姓名:指导教师:2009年6月长沙学院(论文) 摘要本文通过分析CDMA移动通信的关键技术之一:功率控制技术;设计了一个自适应变步长仿真控制模块,该模块是基于信噪比SIR(Signal Interference Ratio)的测量的反向链路自适应步长开环闭环功率控制,并在IS-95 移动通信系统链路上进行仿真,检验其对接收功率平稳性的影响,利用MA TLAB 仿真,得出结果并分析。

由于CDMA 系统为一干扰受限系统,即干扰大小影响系统容量,“远近效应”和“多址干扰”将会导致系统容量的下降。

所以如果每个移动台的信号到达基站时都达到最小所需的信干比,系统容量将会达到最大值,解决这些问题的一个有效方法是采用自动功率控制技术。

自适应变步长功率控制进一步克服了传统固定步长功率控制算法的缺点,移动台对接收到的功率控制比特可进行线性预测,线性预测能够减小功控命令的传输错误和时延对系统性能的影响,补偿了信道衰落,减小了功率控制差错;另外,自适应变步长控制方案的信噪比波形稳定,因此该算法可以作为移动台一个附加的功能而提高上行链路的TPC性能,有效减小MAI,消除远近效应,保证通信质量的通知最大化系统容量。

最后,通仿真结果表明:自适应变步长功率控制方案具有更好的控制效果,使得发射功率能够快速并准确的补偿信道的多径快衰落。

关键词:码分多址,功率控制,基于SIR测量,自适应变步长I 长沙学院(论文) ABSTRACT Through the analysisofone of thekeytechnologies in CDMA mobile communication: PowerControl; Idesignan adaptive step-sizeclosed-looppower controlalgorithm in CDMA mobile system. Strictlyspeaking,this algorithmis a Step adaptive reverselink closed-loop open-loop power control whichbased onSIR (Signal Interference Ratio)and,simulated on the IS-95mobile system link,demonstrating the smoothof the received power.UsingMATLAB simula tion, andanalyzing the results.The capacity ofcodedivision multiple access (CDMA)systems islimitedbyinterference. Any method to decrease transmittingpowerandinterference to otherusers will increasethe system capacity andcommunication quality.Atpresent, howtoadopt appropriate power control technologytoeffectivelyr educe multiple accessinterferenceand improve the qualityof communication and maximize thesystem capacity is oneof the hot points the research ofCDMA cellular systems.Adaptive step-sizedpower control algo rithmoverwhelmedthe faults ofthe traditional fixed-step power controlalgorithm.The mobilestation canprecede thelinear prediction for thereceivedpower control bit. The linear prediction can reduce the transformational errors for the power controlbitandthe negative impact of the transmission delay,compensating the channel fading, reducing the errors ofthe power control; besides,the SIR’ s waveform can be assuredto be steady in the adaptive-sized powercontrol algorithm. Thus,the algorithmcan be used as an additional mobilestationto improve the function of the performance ofuplink TPC,reducing the MAIeffectively,eliminatingthenear-far effect,andensuring the quality of the notification communication tomaximizesystem capacity.At la st, the simulation is done andthe result shows the proposed scheme has better performance and can compensate the channel fast fading quickly and exactly. Keywords: CDMA, Power control, adaptivestep-size power control II 长沙学院(论文)目摘录要....................................................................................................................I ABSTRACT ......................................................................................................... II第 1 章绪论.......................................................................................................1 1.1课题的背景及目的.....................................................................................................1 1.2 国内外的研究现状....................................................................................................1 1.3课题研究方法.............................................................................................................2 1.4论文的构成及研究成果.......................................................................................... (3)第2 章CDMA移动通信系统的功率控制技术................................................ 4 2.1 CD MA移动通信系统的特点及现状........................................................................ 42.2CDMA 移动通信系统的功率控制技术原理分析.................................................... 5 2.2.1 功率控制的必要性..........................................................................................52.2.2 功率控制的基本依据...................................................................................... 62. 2.3功率控制的分类........................................................................................ (7)2. 3 CDMA 移动通信系统的功率控制方案..................................................................... 8 2.3.1IS-95 中的功率控制方案................................................................................ 8 2.3.2第三代移动通信系统中的功率控制方案......................................................9 第3 章CDMA 移动通信的自适应变步长功率控制算法.............................. 12 3.1 传统的固定步长功率控制算法................................................................................ 12 3.2变步长功率控制算法的发展历程............................................................................13 3.3 自适应变步长功率控制算法....................................................................................15第4 章功率控制的MATLAB仿真................................................................ 174.1 仿真软件介绍............................................................................................................17 4.2 仿真系统介绍............................................................................................................18 4.2.1反向链路开环闭环功率控制仿真模型........................................................18 4.2.2反向信道的组成............................................................................................19 4.2.3反向链路仿真模块的实现............................................................................ 204. 3 功率控制模块的仿真实现........................................................................................ 22 4.3.1反向开环功率控制........................................................................................22 4.3.2反向闭环功率控制........................................................................................24 4.4 仿真结果分析............................................................................................................27 结论................................................................................................................. 35参考文献.............................................................................................................36 III长沙学院(论文) 致谢.................................................................................................................37 IV长沙学院(论文) 第1章绪论1.1课题的背景及目的CDMA 移动通信系统是干扰受限系统,同步干扰决定了系统容量。

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