基本原理-无线资源管理

各自小区的接收能量
• 改善话音质量；控制手机干扰
• 降低掉话率；提高容量与覆盖范围 移动台合并功率
软切换的概念
监视邻小区导频
将目标小区接入激活集
将原小区从激活集中删除
RAKE接收机的一个finger始终扫描相邻小区的导频信道 当某个邻小区导频功率强度达到某个门限时，侧将该小区加入激活集 当激活集中某个导频的强度低于某个门限时，将该小区从激活集中删除
功率控制技术分类
功率控制
开环功率控制 闭环功率控制
上行开环 功率控制
下行开环 功率控制
下行公共 信道功率 控制
外环功率 控制
内环功率 控制
上行专用 信道外环 功率控制
下行专用 信道外环 功率控制
上行专用 信道内环 功率控制
下行专用 信道内环 功率控制
功率控制过程
在WCDMA系统中，上行功控的主要目的是为了保证系 统容量，下行功控的主要目的是减小干扰。 整个功控过程包括上、下行开环功控，上、下行闭 环功控，上、下行外环功控。其中开环功控用于确定物 理信道的初始发射功率；闭环功控作为功控过程的主体
预设值
FER
FER
功率控制
Successful Access Attempt
Origination Msg ACCESS
反向开环功控的起始点——》
BTS PAGING Base Sta. Acknlgmt. Order FW TFC TFC frames of 000s PAGING Channel Assnmt. Msg. TFC preamble of 000s RV TFC FW FC Base Sta. Acknlgmt. Order Mobile Sta. Ackngmt. Order RV TFC FW TFC Service Connect Msg. Svc. Connect Complete Msg FW TFC Base Sta. Acknlgmt. Order RV TFC MS Probing
RNC
功率调整 信号强度测量
预设值
反向外环 功率控制
FER
功率控制解决的问题－降低多址干扰
由于码分多址技术是在同一频段建立多个码分信道， 虽然伪随机码具有很好的自相关性，但是无法避免其它
信道对指定通信链路的干扰，这种干扰是由各用户间的
PN码的互相关性不为0造成的，因此也称为多址干扰（ AMI）。降低其它信道的干扰和增强每个信道的抗干扰 的能力就成为CDMA实现最大信道容量的的技 术方向。功率控制的目的是尽量降低对其它信 道的干扰。
CDMA接收问题
不同的接收功率严 重影响扩频系统的 性能 • 远近效应，地 形变化，射频 信号阻挡，转 角效应... 多径衰落
多径时延
Direct Signal
Reflected Signal
Combined Signal
衰落
发射 数据
接 收 数 据
0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
软切换测量导频信号强度迟滞值
导频强度 Ec/Io
导频1
迟滞值
导频2 迟滞值
报告事件1D
时间
软切换测量触发时间延时
导频强度 Ec/Io
导频1
报告范围
导频2
合成的报告范围曲线
导频3 事件触发延时
事件1A 增加小区3到激活集
时间
软切换测量导频功率偏移
导频强度 Ec/Io
导频1
报告范围
导频2
合成的报告范围曲线
RRM的流程
测量控制 测量
– UE、Node_B、RNC
测量报告 判决、决策 资源的控制，执行
本章小节
RRM的概念 RRM的目的和任务 RRM各算法在呼叫流程中的位置 RRM的流程
课程内容
无线资源管理综述
课程进度
功率控制技术
切换技术
负载控制技术
AMR控制技术
①
反向闭环功控的起始点——》 前向快速功控的起始点——》
② ③ ④
⑤
Call is Established!
开环功控对闭环功控的影响
开环功控
开环功率控制
开环功控是接收机测量接收到的宽带导频信号的功率， 并估计传播路径损耗，根据路径损耗计算得到需要发射的 功率。接收到的功率越强，说明收发双方距离较近或有非 常好的传播路径，发射的功率就越小。开环功控只能在决 定接入初期发射功率和切换时决定切换后初期发射功率的 时候使用。
课程内容
课程进度
无线资源管理综述 功率控制技术 切换技术
负载控制wenku.baidu.com术
AMR控制技术
无线资源管理综述
无线资源管理，RRM (Radio Resource Management) 3G的系统是一个自干扰系统，无线资源管理的过程就是一 个控制自己系统内的干扰的过程。 功率是最终的无线资源，最有效地使用无线资源的手段， 就是严格控制功率的使用。 功率的使用在3G中是矛盾的。
3G基本原理与关键技术
无线资源管理（RRM）
裴皎 华信邮电咨询设计研究院有限公司 2005年3月
前言
3G的系统是一个自干扰系统，无线资源管理 的过程就是一个控制自己系统内的干扰的过 程 功率是最终的无线资源，最有效地使用无线 资源的手段，就是严格控制功率的使用。
课程的目标
了解无线资源管理的目的 了解基本的无线资源管理算法： 切换、功率控制、接纳控制、负 荷控制、信道分配、AMR模式控 制等。
在DPCH存在的整个过程都发生作用，用于克服无线传播
路径上的快衰落；外环功控作为闭环功控的辅助，通过 设置闭环功控用到的目标SIR来保证无线链路的质量。
功率控制工作示意图
上行开环功率控制
移动台
信号强 度测量
Node B
或
上下行闭环功率控制
RNC
信号强度测量 上行外环 功率控制
功率调整
预设值
功率调整
RRM的任务
需要确保UE移动到其他小区（系统）后，能 够继续得到服务，确保QoS－－切换 接入一定数量的UE后，需要确保整个系统的 负载保持在稳定的水平，以保证系统中每条 连接的QoS－－负载控制
贯穿整个RRM的主线：保证QoS，节约功率
RRM各算法在呼叫流程中的位置（一）
RRM各算法在呼叫流程中的位置（二）
得到
UL_required_CI: 上行前导正确解调所需信噪比常数,手机通过读取系统广播消息 （SIB5/6->PRACH sys info list->Constant value）得到 PCPCH接入前缀传输功率设定与随机接入信道采取相同功率估算方法
快速闭环功率控制
快速闭环功控在每个时隙（0.67ms）进行一次，功 控频率是1500Hz。接收机在每个时隙测量信道的信噪
切换测量小区集合的分类
小区集合类型
激活集 Active Set 监视集 Monitored Set 察觉集 Detected Set
集合特征描述
当前与UE建立了无线连接的小区组成的集合
不在激活集中，但RNC明确指示要求UE进 行测量的小区组成的集合 UE检测到的既不属于激活集又不属于监视集 的小区
dB
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
采用功控技术减少了用 户间的相互干扰，提高 了系统整体容量
功控的目的
由于远近效应，WCDMA系统必须引 入功率控制；引入功率控制后，还能带 来其他的好处：
– 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。
导频3偏移
导频3 事件1B报告触发 事件1A报告触发
时间
软切换测量中禁止某导频影响报告范围
导频强度 Ec/Io
导频1
报告范围 报告范围
导频 2 导频3
时间
软切换事件1A进入报告
进入事件1A报告触发条件：
NA 10 LogM New CIONew W 10 Log M i (1 W ) 10 LogM Best ( R1a H1a / 2), i 1 当某小区导频强度足够高，应加入激活集时的报告 Mnew :进入报告区的小区导频功率实测值 Mi ：激活集中各小区导频功率当前值 NA：当前激活集中小区数 Mbest : 激活集中最强导频功率 W: 权重参数，由RNC发送到UE ，由RNC指配给UE R1a : 事件1A报告范围常数，由RNC指配给UE H1a：事件1A迟滞参数,通常称为加窗口，由RNC指配给UE CIOnew：监视集中导频功率偏移，由RNC指配给UE
软切换测量报告
导频强度 Ec/Io 导频1
DT
DT
DT
As_Th + As_Th_Hyst AS_Th – AS_Th_Hyst
As_Rep_Hyst
导频 2
导频 3 时间 激活集中只存在小区1 事件1A 事件1C 事件1B 增加小区2到激活集 小区3替换小区1 激活集中删除小区3
Note: DT为测量报告触发时间延时，即在DT时间内测量触发条件均满足时才发送测 量报告
慢速闭环（外环）功控是接收方通过每帧的CRC校验来统 计误帧（块）率（BLER），当误帧率高于目标值时就提 高SIR目标值，通过快速闭环功控实现通信质量的提高； 当误帧率低于目标值时就降低SIR目标值，通过快速闭环
功控实现刚好的通信质量，以降低不必要的功率发射。
慢速闭环功率控制
移动台
Node B
或
移动台
BTS
或
信号强度测量
预设值
快速闭环功率控制 基站检测信噪比SNR，与门限值比较，产生对移动台的功 率控制命令 每0.67 ms更新一次（每秒1500次） 校正开环功率控制未消除的、与下行链路相独立的损耗
慢速闭环功率控制
慢速闭环功控比快速闭环功控慢得多，时间一般是在
TTI（传输时间间隔）级，一个TTI从20ms到80ms不等。
课程内容
无线资源管理综述 功率控制技术
课程进度
切换技术
负载控制技术
AMR控制技术
3G的切换技术
软切换：

不同基站NodeB间切换 不同RNC间切换
3G系统支持
多种切换技术
更软切换：

同基站不同扇区间切换
硬切换：

异频切换 不同系统间切换
RNC
NodeB
C Iub A
开环功率控制
移动台
Node B
上行接入前缀初始发射功率计算
Preamble_Init_Power = CPICH_Tx_Power – CPICH_RSCP + UL_interference + UL_required_CI CPICH_Tx_Power：基站导频发射功率，手机通过读取系统广播消息（SIB5/6>PRACH sys info list->P-CPICH Tx Power）得到 CPICH_RSCP: 手机实测的基站导频信号码功率 CPICH_Tx_Power – CPICH_RSCP: 链路损耗 UL_interference: 上行链路干扰功率电平，手机通过读取系统广播消息（SIB7）
NodeB内的软切换 (更软切换)
B
RNC
Node B1
C Iu b B Iu b A
NodeB 2
C
A
B
RNC1
Iur
RNC2
NodeB2
NodeB1
Iub
C
Iub
C
A
B
A
B
软切换
•上行软切换在RNC中进行多 径合并； •上行更软切换在NodeB中进 行多径合并； •下行的软切换都在UE中合 并
– 提供针对某用户的功率可以增加该用户的服务质量。 – 这种功率的增加，加大了对其他的用户的干扰，造成服务质量的降 低。
RRM的目的
保证CoreNet请求的QoS 增强系统的覆盖
提高系统的容量
RRM的任务
为了保证CN所请求的QoS，需要将QoS映射成 接入层的一些特性，从而利用接入层的资源为 本连接服务－－信道配置 在保证CN所请求的QoS的前提下，使用户的发 送功率最小，从而减小该UE对整个系统的干扰， 提高系统的容量和覆盖－－功率控制
功率控制解决的问题－克服“远近效应
在上行链路中，如果小区内所有UE的发射功率系统， 而各UE与NodeB的距离是不同的，导致NodeB接收较近 的UE的信号强，接收较远的UE的信号弱，由于CDMA 是同频接收系统，造成弱信号淹没在强信号中，从而使 得距离较远部分的UE无法正常工作。电波传播中经常会
比（SIR），并与目标SIR进行比较，当测量的SIR低于
目标值时给出增加功率的指令，发射方增加一个单位功 率，这个单位功率就是功控步长，从0.5dB到2dB不等，
一般是1dB，也可以变步长改变发射功率。当SIR测量值
高于目标值时，就发出降低一个单位（步长）的功率。 直到满足接收方通信质量为止。
快速闭环功率控制
遇到“阴影效应”的问题，必须实时改变发射
功 率，才能保证在这一地区的通信质量。
功率控制解决的问题－补偿衰落
由于移动信道是一个衰落信道，快速闭环功控可以 随着信号的起伏进行快速改变发射功率，使接收电平 由起伏变得平坦。
本章小节
开环功率控制 闭环功率控制
– – – – 上行内环功率控制 上行外环功率控制 下行内环功率控制 下行外环功率控制