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(普通問題)
提問者:
• 請教功率控制參數(shù)有哪些，功控對無線接通率影響的本質(zhì)是什么？ 2017-10-24
• 功率控制如何克制遠(yuǎn)近效益 2017-05-09
• LTE下行功率控制 2017-05-08
• 功率控制相關(guān) 2017-01-16
• LTE上行功率控制是如何計算的 2016-11-28
• 功率控制的目的 2016-06-11
• LTE哪些信道需要功率控制哪些信道不需要功率控制？ 2015-06-26
• 功率控制 2015-03-19
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問題答案
( 4 )
上下行功率控制是獨立的，一般情況下也有單獨開啟的，不少農(nóng)村地區(qū)基本上就不開啟下行功控，對于功控參數(shù)來說，也應(yīng)根據(jù)具體的情況來操作，也即上行功控必須調(diào)，下行可不做
回答者：
qwerrazxs
回答時間：2012-08-28 00:01
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8
這個具體沒有做過，學(xué)習(xí)一下。
回答者：
zhugeyingju
回答時間：2012-08-28 09:59
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其實就是一個由移動臺控制，一個由基站控制。
回答者：
hhhbbbf
回答時間：2012-08-28 12:27
12
16
WCDMA系統(tǒng)中的功率控制
WCDMA中采用的寬帶擴頻技術(shù)，所有用戶都享用共同的上、下行頻譜資源，每一個用戶的有用信號的能量都分配到整個頻帶內(nèi)，而這種有用信號對其他用戶而言將是一個干擾。如何控制用戶間干擾、改善功率的利用率從而提高整個系統(tǒng)的用戶容量和通話質(zhì)量，從而更有效利用無線資源，功率控制是不可缺少的重要手段。
一、遠(yuǎn)近效應(yīng)
功率控制的目的是為了克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。遠(yuǎn)近效應(yīng)現(xiàn)象是指如果沒有功率控制，距離基站近的一個UE就能阻塞整個小區(qū)，而距離NodeB遠(yuǎn)的UE信號將被“淹沒”。
在上行鏈路中，如果小區(qū)內(nèi)所有UE以相同的功率進行發(fā)射，由于每個UE與 Node B的距離和路徑不同，信號到達Node B就會有不同的衰耗，從而導(dǎo)致離Node B較近的UE，Node B收到的信號強，較遠(yuǎn)的Node B收到的信號弱，這樣就會造成Node B所接收到的信號的強度相差很大。由于 WCDMA是同頻接收系統(tǒng)，較遠(yuǎn)的弱信號到達Node B后可能不會被解擴出來，造成弱信號“淹沒”在強信號中，而無法正常工作。
CDMA自從提出來以后一直沒有得到大規(guī)模應(yīng)用的主要原因，就是無法克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。從圖1可知，采用功率控制后，每個UE到達基站的功率基本相當(dāng)，這樣，每個UE的信號到達NodeB后，都能被正確地解調(diào)出來。
圖1 功控比較示意圖
二、功率控制的目的
WCDMA采用寬帶擴頻技術(shù)，是個自干擾系統(tǒng)。通過功率控制，降低了多址干擾、克服遠(yuǎn)近效應(yīng)以及衰落的影響，從而保證了上下行鏈路的質(zhì)量。例如：在保證QoS的前提下降低某個UE的發(fā)射功率，將不會影響其上下行數(shù)據(jù)的接收質(zhì)量，但結(jié)果卻減少了系統(tǒng)干擾，其他UE的上下行鏈路質(zhì)量將得到提高。功率控制給系統(tǒng)帶來以下優(yōu)點：
（1）克服陰影衰落和快衰落。陰影衰落是由于建筑物的阻擋而產(chǎn)生的衰落，衰落的變化比較慢；而快衰落是由于無線傳播環(huán)境的惡劣，UE和NodeB之間的發(fā)射信號可能要經(jīng)過多次的反射、散射和折射才能到達接受端而造成。對于陰影衰落，可以提高發(fā)射功率來克服；而快速功控的速度是1500次/秒，功控的速度可能高于快衰落，從而克服了快衰落、給系統(tǒng)帶來增益，并保證了UE在移動狀態(tài)下的接受質(zhì)量，同時也能減小對相鄰小區(qū)的干擾。
（2）降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高系統(tǒng)的質(zhì)量和容量。功率控制的結(jié)果使UE和NodeB之間的信號以最低功率發(fā)射，這樣系統(tǒng)內(nèi)的干擾就會最小，從而提高了系統(tǒng)的容量和質(zhì)量。
（3）由于手機以最小的發(fā)射功率和NodeB保持聯(lián)系，這樣手機電池的使用時間將會大大延長。
三、功率控制的分類
在WCDMA系統(tǒng)中，功率控制按方向分為上行（或稱為反向）功率控制和下行（或稱為前向）功率控制兩類；按移動臺和基站是否同時參與又分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制兩大類。閉環(huán)功控是指發(fā)射端根據(jù)接收端送來的反饋信息對發(fā)射功率進行控制的過程；而開環(huán)功控不需要接收端的反饋，發(fā)射端根據(jù)自身測量得到的信息對發(fā)射功率進行控制。
1．開環(huán)功率控制
開環(huán)功率控制是根據(jù)上行鏈路的干擾情況估算下行鏈路，或是根據(jù)下行鏈路的干擾情況估算上行鏈路，是單向不閉合的。
圖2 開環(huán)功率控制
如圖2所示，UE測量公共導(dǎo)頻信道CPICH的接收功率并估算NodeB的初始發(fā)射功率，然后計算出路徑損耗，根據(jù)廣播信道BCH得出干擾水平和解調(diào)門限，最后UE計算出上行初始發(fā)射功率作為隨機接入中的前綴傳輸功率，并在選擇的上行接入時隙上傳送（隨機接入過程）。開環(huán)功率控制實際上是根據(jù)下行鏈路的功率測量對路徑損耗和干擾水平進行估算而得出上行的初始發(fā)射功率，所以，初始的上行發(fā)射功率只是相對準(zhǔn)確值。
WCDMA系統(tǒng)采用的FDD模式，上行采用1920~1980MHz、下行采用2110~2170MHz，上下行的頻段相差190MHz。由于上行和下行鏈路的信道衰落情況是完全不同的，所以，開環(huán)功率控制只能起到粗略控制的作用。但開環(huán)功控卻能相對準(zhǔn)確地計算初始發(fā)射功率，從而加速了其收斂時間，降低了對系統(tǒng)負(fù)載的沖擊；而且，在3GPP協(xié)議中，要求開環(huán)功率控制的控制方差在10dB內(nèi)就可以接受。
2．上行內(nèi)環(huán)功控
內(nèi)環(huán)功率控制是快速閉環(huán)功率控制，在NodeB與UE之間的物理層進行,上行內(nèi)環(huán)功率控制的目的是使基站接收到每個UE信號的比特能量相等。見圖3。
圖3 上行內(nèi)環(huán)功控
首先，NodeB測量接受到的上行信號的信干比（SIR），并和設(shè)置的目標(biāo)SIR（目標(biāo)SIR由RNC下發(fā)給NodeB）相比較，如果測量SIR小于目標(biāo)SIR，NodeB在下行的物理信道DPCH中的TPC標(biāo)識通知UE提高發(fā)射功率，反之，通知UE降低發(fā)射功率。
因為WCDMA在空中傳輸以無線幀為單位，每一幀包含有15個時隙，傳輸時間為10ms，所以，每時隙傳輸?shù)念l率為1500次/秒；而DPCH是在無限幀中的每個時隙中傳送，所以其傳送的頻率為每秒1500次，而且上行內(nèi)環(huán)功控的標(biāo)識位TPC是包含在DPCH里面，所以，內(nèi)環(huán)功控的時間也是1500次/秒。
3．上行外環(huán)功控
上行外環(huán)功控是RNC動態(tài)地調(diào)整內(nèi)環(huán)功控的SIR目標(biāo)值，其目的是使每條鏈路的通信質(zhì)量基本保持在設(shè)定值，使接收到數(shù)據(jù)的BLER滿足QoS要求。見圖4。
圖4 上行外環(huán)功控
上行外環(huán)功控由RNC執(zhí)行。RNC測量從NodeB傳送來數(shù)據(jù)的BLER（誤塊率）并和目標(biāo)BLER（QoS中的參數(shù)，由核心網(wǎng)下發(fā)）相比較，如果測量BLER大于目標(biāo)BLER，RNC重新設(shè)置目標(biāo)TAR（調(diào)高TAR）并下發(fā)到NodeB；反之，RNC調(diào)低TAR并下發(fā)到NodeB。外環(huán)功率控制的周期一般在一個 TTI（10ms、20ms、40ms、80ms）的量級，即 10～100Hz。
由于無線環(huán)境的復(fù)雜性，僅根據(jù)SIR值進行功率控制并不能真正反映鏈路的質(zhì)量。而且，網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量是通過提供服務(wù)中的QoS來衡量，而QoS的表征量為BLER，而非SIR。所以，上行外環(huán)功控是根據(jù)實際的BLER值來動態(tài)調(diào)整目標(biāo)SIR，從而滿足Qos質(zhì)量要求。
4．下行閉環(huán)功控
下行閉環(huán)功控和上行閉環(huán)功控的原理相似。下行內(nèi)環(huán)功率控制由手機控制，目的使手機接收到NodeB信號的比特能量相等，以解決下行功率受限；下行外環(huán)功控是由UE的層3控制，通過測量下行數(shù)據(jù)的BLER值，進而調(diào)整UE物理層的目標(biāo)SIR值，最終達到UE接收到數(shù)據(jù)的BLER值滿足QoS要求。見圖5。
圖5 下行內(nèi)環(huán)和外環(huán)功率控制
四、總結(jié)
WCDMA是個自干擾系統(tǒng)，功率是最終的無線資源，而無線資源管理的過程就是控制自身系統(tǒng)內(nèi)干擾的過程，所以，最有效地使用無線資源的唯一手段就是嚴(yán)格控制功率的使用。但控制功率的使用是矛盾的：一方面它能提高針對某用戶的發(fā)射功率、改善用戶的服務(wù)質(zhì)量；另一方面，由于WCDMA的自干擾性，這種提高會帶給其他用戶干擾的增加，而導(dǎo)致介紹質(zhì)量的下降。
所以，在WCDMA系統(tǒng)中，在保證了用戶要求的QoS前提下，功率控制的使用，最大限度地降低發(fā)射功率、減少系統(tǒng)干擾、增加系統(tǒng)容量，而這正是WCDMA技術(shù)的關(guān)鍵。
WCDMA中采用的寬帶擴頻技術(shù)，所有用戶都享用共同的上、下行頻譜資源，每一個用戶的有用信號的能量都分配到整個頻帶內(nèi)，而這種有用信號對其他用戶而言將是一個干擾。如何控制用戶間干擾、改善功率的利用率從而提高整個系統(tǒng)的用戶容量和通話質(zhì)量，從而更有效利用無線資源，功率控制是不可缺少的重要手段。
一、遠(yuǎn)近效應(yīng)
功率控制的目的是為了克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。遠(yuǎn)近效應(yīng)現(xiàn)象是指如果沒有功率控制，距離基站近的一個UE就能阻塞整個小區(qū)，而距離NodeB遠(yuǎn)的UE信號將被“淹沒”。
在上行鏈路中，如果小區(qū)內(nèi)所有UE以相同的功率進行發(fā)射，由于每個UE與 Node B的距離和路徑不同，信號到達Node B就會有不同的衰耗，從而導(dǎo)致離Node B較近的UE，Node B收到的信號強，較遠(yuǎn)的Node B收到的信號弱，這樣就會造成Node B所接收到的信號的強度相差很大。由于 WCDMA是同頻接收系統(tǒng)，較遠(yuǎn)的弱信號到達Node B后可能不會被解擴出來，造成弱信號“淹沒”在強信號中，而無法正常工作。
CDMA自從提出來以后一直沒有得到大規(guī)模應(yīng)用的主要原因，就是無法克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。從圖1可知，采用功率控制后，每個UE到達基站的功率基本相當(dāng)，這樣，每個UE的信號到達NodeB后，都能被正確地解調(diào)出來。
圖1 功控比較示意圖
二、功率控制的目的
WCDMA采用寬帶擴頻技術(shù)，是個自干擾系統(tǒng)。通過功率控制，降低了多址干擾、克服遠(yuǎn)近效應(yīng)以及衰落的影響，從而保證了上下行鏈路的質(zhì)量。例如：在保證QoS的前提下降低某個UE的發(fā)射功率，將不會影響其上下行數(shù)據(jù)的接收質(zhì)量，但結(jié)果卻減少了系統(tǒng)干擾，其他UE的上下行鏈路質(zhì)量將得到提高。功率控制給系統(tǒng)帶來以下優(yōu)點：
（1）克服陰影衰落和快衰落。陰影衰落是由于建筑物的阻擋而產(chǎn)生的衰落，衰落的變化比較慢；而快衰落是由于無線傳播環(huán)境的惡劣，UE和NodeB之間的發(fā)射信號可能要經(jīng)過多次的反射、散射和折射才能到達接受端而造成。對于陰影衰落，可以提高發(fā)射功率來克服；而快速功控的速度是1500次/秒，功控的速度可能高于快衰落，從而克服了快衰落、給系統(tǒng)帶來增益，并保證了UE在移動狀態(tài)下的接受質(zhì)量，同時也能減小對相鄰小區(qū)的干擾。
（2）降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高系統(tǒng)的質(zhì)量和容量。功率控制的結(jié)果使UE和NodeB之間的信號以最低功率發(fā)射，這樣系統(tǒng)內(nèi)的干擾就會最小，從而提高了系統(tǒng)的容量和質(zhì)量。
（3）由于手機以最小的發(fā)射功率和NodeB保持聯(lián)系，這樣手機電池的使用時間將會大大延長。
三、功率控制的分類
在WCDMA系統(tǒng)中，功率控制按方向分為上行（或稱為反向）功率控制和下行（或稱為前向）功率控制兩類；按移動臺和基站是否同時參與又分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制兩大類。閉環(huán)功控是指發(fā)射端根據(jù)接收端送來的反饋信息對發(fā)射功率進行控制的過程；而開環(huán)功控不需要接收端的反饋，發(fā)射端根據(jù)自身測量得到的信息對發(fā)射功率進行控制。
1．開環(huán)功率控制
開環(huán)功率控制是根據(jù)上行鏈路的干擾情況估算下行鏈路，或是根據(jù)下行鏈路的干擾情況估算上行鏈路，是單向不閉合的。
圖2 開環(huán)功率控制
如圖2所示，UE測量公共導(dǎo)頻信道CPICH的接收功率并估算NodeB的初始發(fā)射功率，然后計算出路徑損耗，根據(jù)廣播信道BCH得出干擾水平和解調(diào)門限，最后UE計算出上行初始發(fā)射功率作為隨機接入中的前綴傳輸功率，并在選擇的上行接入時隙上傳送（隨機接入過程）。開環(huán)功率控制實際上是根據(jù)下行鏈路的功率測量對路徑損耗和干擾水平進行估算而得出上行的初始發(fā)射功率，所以，初始的上行發(fā)射功率只是相對準(zhǔn)確值。
WCDMA系統(tǒng)采用的FDD模式，上行采用1920~1980MHz、下行采用2110~2170MHz，上下行的頻段相差190MHz。由于上行和下行鏈路的信道衰落情況是完全不同的，所以，開環(huán)功率控制只能起到粗略控制的作用。但開環(huán)功控卻能相對準(zhǔn)確地計算初始發(fā)射功率，從而加速了其收斂時間，降低了對系統(tǒng)負(fù)載的沖擊；而且，在3GPP協(xié)議中，要求開環(huán)功率控制的控制方差在10dB內(nèi)就可以接受。
2．上行內(nèi)環(huán)功控
內(nèi)環(huán)功率控制是快速閉環(huán)功率控制，在NodeB與UE之間的物理層進行,上行內(nèi)環(huán)功率控制的目的是使基站接收到每個UE信號的比特能量相等。見圖3。
圖3 上行內(nèi)環(huán)功控
首先，NodeB測量接受到的上行信號的信干比（SIR），并和設(shè)置的目標(biāo)SIR（目標(biāo)SIR由RNC下發(fā)給NodeB）相比較，如果測量SIR小于目標(biāo)SIR，NodeB在下行的物理信道DPCH中的TPC標(biāo)識通知UE提高發(fā)射功率，反之，通知UE降低發(fā)射功率。
因為WCDMA在空中傳輸以無線幀為單位，每一幀包含有15個時隙，傳輸時間為10ms，所以，每時隙傳輸?shù)念l率為1500次/秒；而DPCH是在無限幀中的每個時隙中傳送，所以其傳送的頻率為每秒1500次，而且上行內(nèi)環(huán)功控的標(biāo)識位TPC是包含在DPCH里面，所以，內(nèi)環(huán)功控的時間也是1500次/秒。
3．上行外環(huán)功控
上行外環(huán)功控是RNC動態(tài)地調(diào)整內(nèi)環(huán)功控的SIR目標(biāo)值，其目的是使每條鏈路的通信質(zhì)量基本保持在設(shè)定值，使接收到數(shù)據(jù)的BLER滿足QoS要求。見圖4。
圖4 上行外環(huán)功控
上行外環(huán)功控由RNC執(zhí)行。RNC測量從NodeB傳送來數(shù)據(jù)的BLER（誤塊率）并和目標(biāo)BLER（QoS中的參數(shù)，由核心網(wǎng)下發(fā)）相比較，如果測量BLER大于目標(biāo)BLER，RNC重新設(shè)置目標(biāo)TAR（調(diào)高TAR）并下發(fā)到NodeB；反之，RNC調(diào)低TAR并下發(fā)到NodeB。外環(huán)功率控制的周期一般在一個 TTI（10ms、20ms、40ms、80ms）的量級，即 10～100Hz。
由于無線環(huán)境的復(fù)雜性，僅根據(jù)SIR值進行功率控制并不能真正反映鏈路的質(zhì)量。而且，網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量是通過提供服務(wù)中的QoS來衡量，而QoS的表征量為BLER，而非SIR。所以，上行外環(huán)功控是根據(jù)實際的BLER值來動態(tài)調(diào)整目標(biāo)SIR，從而滿足Qos質(zhì)量要求。
4．下行閉環(huán)功控
下行閉環(huán)功控和上行閉環(huán)功控的原理相似。下行內(nèi)環(huán)功率控制由手機控制，目的使手機接收到NodeB信號的比特能量相等，以解決下行功率受限；下行外環(huán)功控是由UE的層3控制，通過測量下行數(shù)據(jù)的BLER值，進而調(diào)整UE物理層的目標(biāo)SIR值，最終達到UE接收到數(shù)據(jù)的BLER值滿足QoS要求。見圖5。
圖5 下行內(nèi)環(huán)和外環(huán)功率控制
四、總結(jié)
WCDMA是個自干擾系統(tǒng)，功率是最終的無線資源，而無線資源管理的過程就是控制自身系統(tǒng)內(nèi)干擾的過程，所以，最有效地使用無線資源的唯一手段就是嚴(yán)格控制功率的使用。但控制功率的使用是矛盾的：一方面它能提高針對某用戶的發(fā)射功率、改善用戶的服務(wù)質(zhì)量；另一方面，由于WCDMA的自干擾性，這種提高會帶給其他用戶干擾的增加，而導(dǎo)致介紹質(zhì)量的下降。
所以，在WCDMA系統(tǒng)中，在保證了用戶要求的QoS前提下，功率控制的使用，最大限度地降低發(fā)射功率、減少系統(tǒng)干擾、增加系統(tǒng)容量，而這正是WCDMA技術(shù)的關(guān)鍵。
回答者：
臨危不亂007
回答時間：2012-08-31 08:52
11
18
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