【資料名稱】：TD-SCDMA功率控制

【資料作者】：不知道

【資料日期】：20121026

【資料語言】：中文

【資料格式】：DOC

【資料目錄和簡(jiǎn)介】：

了解功率控制技術(shù)的發(fā)展歷程
了解功率控制技術(shù)的目的及分類
掌握功率控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程
了解系統(tǒng)間功率控制技術(shù)的對(duì)比
目錄
第1章 功率控制技術(shù)發(fā)展1
第2章 功率控制介紹2
2.1 遠(yuǎn)近效應(yīng)2
2.2 功率控制目的2
2.3 功率控制準(zhǔn)則3
2.4 功率控制分類3
2.4.1 反向功率控制3
2.4.2 前向功率控制4
2.5 功率控制的工作示意圖5
第3章 TD-SCDMA功率控制的實(shí)現(xiàn)6
3.1 TD-SCDMA功率控制方式6
3.2 開環(huán)功率控制7
3.2.1 上行鏈路的開環(huán)功控7
3.2.2 下行鏈路的開環(huán)功控12
3.3 閉環(huán)功率控制13
3.3.1 上行鏈路的內(nèi)環(huán)功控14
3.3.2 下行鏈路的內(nèi)環(huán)功控14
3.3.3 信噪比SIR15
3.3.4 TPC和時(shí)隙CCTrCH對(duì)的關(guān)系16
3.3.5 外環(huán)功率控制19
3.4 正常的外環(huán)功控算法19
3.4.1 周期報(bào)告算法19
3.4.2 門限報(bào)告算法22
3.4.3 傳輸信道BER外環(huán)功控算法23
3.5 失步下的功控控制24
3.5.1 上行鏈路功率控制24
3.5.2 下行鏈路功率控制24
第4章 功率控制實(shí)例26
4.1 下行鏈路功率控制（UE側(cè)）26
4.2 閉環(huán)上行功率控制（Node B側(cè)）27
4.3 接入過程的開環(huán)功率控制27
第5章 系統(tǒng)間功率控制對(duì)比28
5.1 WCDMA功率控制技術(shù)方案28
5.2 CDMA2000功率控制技術(shù)28
5.2.1 開環(huán)功率控制對(duì)比28
5.2.2 閉環(huán)功率控制對(duì)比29
5.2.3 外環(huán)功率控制對(duì)比29

圖 目 錄
圖 3 1上行鏈路不同物理信道組合10
圖 3 2下行鏈路不同物理信道組合13
圖 3 3上行內(nèi)環(huán)功控示意圖14
圖 3 4下行內(nèi)環(huán)功控示意圖15
圖 3 5無線幀時(shí)隙結(jié)構(gòu)16
圖 3 6上下行鏈路上，業(yè)務(wù)突發(fā)中TPC信息的位置16
圖 3 7外環(huán)功率控制示意圖19
圖 3 8BLER統(tǒng)計(jì)模塊流程圖21

表 目 錄
表 3 1發(fā)射功率控制特性7
表 3 2QPSK的TPC比特模式18
表 3 38PSK 的TPC比特模式18


第1章 功率控制技術(shù)發(fā)展
 知識(shí)點(diǎn)
 了解功率控制的分類、發(fā)展
CDMA作為第三代移動(dòng)通信的接入方式采用了許多先進(jìn)的技術(shù)，其中功率控制（Power Control）是CDMA通信技術(shù)的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。實(shí)現(xiàn)CDMA通信的規(guī)模商用，必須解決好功率控制。高通、摩托羅拉、InterDigital、愛立信、諾基亞、NEC、NTT、富士通等公司有力地推動(dòng)了功率控制技術(shù)的發(fā)展。
功率控制理論分集中式和分布式兩種：
集中式功率控制理論上完美，但難以實(shí)現(xiàn)；
分布式功率控制不屬于最優(yōu)控制，但較好地平衡了性能與資源的矛盾。
實(shí)用的功率控制技術(shù)是在分布式理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。由最初的上行功率控制，發(fā)展到現(xiàn)在的重視雙向的功率控制；由最初單純的開環(huán)功控，經(jīng)過開環(huán)、內(nèi)環(huán)并重，發(fā)展到現(xiàn)在的開環(huán)、內(nèi)環(huán)、外環(huán)三環(huán)并重。在功率控制的發(fā)展歷程中，也帶動(dòng)了各種測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。


第2章 功率控制介紹
 知識(shí)點(diǎn)
 掌握功率控制的目的
 掌握功率控制的準(zhǔn)則及分類
2.1 遠(yuǎn)近效應(yīng)
直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的接收機(jī)存在明顯的遠(yuǎn)近效應(yīng)。所謂遠(yuǎn)近效應(yīng)就是指，在無線通信中，不同用戶距離基站的遠(yuǎn)近不同，如果用相同的發(fā)射功率，經(jīng)過路徑損耗，則遠(yuǎn)的用戶到達(dá)基站的信號(hào)就會(huì)淹沒在近的用戶的信號(hào)中。而解決這一問題的有效辦法就是精確的功率控制，以保證遠(yuǎn)端和近端終端到達(dá)接收機(jī)的有用信號(hào)是同等功率的。這一點(diǎn)，增加了直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)在移動(dòng)通信環(huán)境中應(yīng)用的復(fù)雜性。
網(wǎng)絡(luò)中的用戶所在的位置不同以及用戶的移動(dòng)性特點(diǎn)，也就必然產(chǎn)生了在網(wǎng)絡(luò)中存在由于用戶位置的遠(yuǎn)近而造成的遠(yuǎn)近效應(yīng)。因?yàn)橥�一小區(qū)的所有用戶分享相同的頻率所以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說每個(gè)用戶都以最小的功率發(fā)射信號(hào)顯得極其重要。在CDMA網(wǎng)絡(luò)中可以通過調(diào)整功率來解決這一問題。由于用戶離基站遠(yuǎn)近不同，當(dāng)某一用戶遠(yuǎn)離基站時(shí)必須得到很大一部分發(fā)射功率，以至供給其他用戶的功率發(fā)生緊缺，所以在一定意義上來講，遠(yuǎn)近效應(yīng)問題也影響系統(tǒng)的容量，系統(tǒng)增加一個(gè)呼叫，就意味著這個(gè)用戶對(duì)其他的用戶造成了干擾，則就需要進(jìn)行功率控制來克服這個(gè)用戶帶來的干擾。而功率控制又影響到系統(tǒng)的容量，所以我們也可以說CDMA系統(tǒng)的容量是個(gè)軟容量�；�站布局需要合理劃分，考慮信號(hào)余量的問題不能太大或太小。
2.2 功率控制目的
功率控制的基本目的是限制系統(tǒng)內(nèi)的干擾，以減小小區(qū)間干擾以及UE的功率消耗。
由于碼分多址（CDMA）系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，它對(duì)信號(hào)發(fā)送功率和信道衰落特性的變化非常敏感。與系統(tǒng)容量?jī)H取決于系統(tǒng)帶寬的FDMA/TDMA等多址方式相比，CDMA系統(tǒng)的容量不僅由系統(tǒng)帶寬決定，而且在很大程度上還受自干擾（共道干擾）影響，因此CDMA系統(tǒng)是一個(gè)干擾受限系統(tǒng)，它的系統(tǒng)容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)移動(dòng)臺(tái)間的干擾。因而，要提高系統(tǒng)容量，必須最大可能的降低自干擾水平。為此，必須盡可能使每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率維持在滿足信號(hào)到達(dá)基站時(shí)達(dá)到保證通信質(zhì)量所需的最小信噪比，并保證無論基站遠(yuǎn)近以及信道變化如何，都能在基站端獲得相同接收功率，即抵消“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。功率控制技術(shù)是在對(duì)接收機(jī)端的接收信號(hào)能量或解調(diào)信噪比指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估的基礎(chǔ)上，適時(shí)補(bǔ)償無線信道中引入的衰落，從而既維持了高質(zhì)量的通信，又不對(duì)同一無線資源中的其它用戶產(chǎn)生干擾，保證了系統(tǒng)容量。同時(shí)，通過功率控制，可以減少UE的功率消耗，從而延長(zhǎng)UE的待機(jī)時(shí)間。
2.3 功率控制準(zhǔn)則
功率控制的準(zhǔn)則大致分為兩類：功率平衡準(zhǔn)則和信噪比（SIR）平衡準(zhǔn)則。它們分別控制各個(gè)用戶信號(hào)在接收端有用功率相等或SIR相等。
2.4 功率控制分類
在一個(gè)CDMA系統(tǒng)中，功率控制技術(shù)可以從不同的角度分類。按功控鏈路方向可分為前向功率控制和反向功率控制兩種，其中反向功率控制又分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制等方式。
由于CDMA系統(tǒng)容量主要受反向鏈路容量限制，因此反向功率控制尤為重要。
2.4.1 反向功率控制
反向功率控制又稱為上行鏈路功率控制，主要是借助實(shí)時(shí)調(diào)整各移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，使本小區(qū)內(nèi)的任一移動(dòng)臺(tái)無論離基站多遠(yuǎn)，在信號(hào)到達(dá)基站接收機(jī)時(shí)剛好達(dá)到保證通信質(zhì)量所需的最小信噪比門限，從而保證系統(tǒng)容量。
按功控環(huán)路類型，可分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制。開環(huán)功率控制是基于上下行信道對(duì)稱假設(shè)的，它能夠抵消路徑損耗和陰影衰落；閉環(huán)功率控制不需要做此假設(shè)，在抵消路徑損耗和陰影衰落的同時(shí)還能抵消快衰落。
（1）反向開環(huán)功率控制
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫或響應(yīng)基站的呼叫時(shí)，反向開環(huán)功率控制首先工作，它的目的是試圖使所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)在到達(dá)基站時(shí)有相同的功率值。
在開環(huán)功率控制中，移動(dòng)臺(tái)首先檢測(cè)收到的基站導(dǎo)頻信號(hào)功率，若移動(dòng)臺(tái)收到的信號(hào)功率小，表明前向鏈路此刻的衰耗大，由此可認(rèn)為反向鏈路上的衰耗也較大，為了補(bǔ)償信道衰落，移動(dòng)臺(tái)將根據(jù)預(yù)測(cè)增大發(fā)射功率；反之，移動(dòng)臺(tái)將減小發(fā)射功率。由于開環(huán)功率控制是為了補(bǔ)償信道中的平均路徑損耗和陰影效應(yīng)，所以動(dòng)態(tài)范圍很大，這一點(diǎn)限制了它的功率控制效果。
（2）反向閉環(huán)功率控制
反向閉環(huán)功率控制是反向功率控制的核心，是彌補(bǔ)反向開環(huán)功率控制不準(zhǔn)確性的一種有效手段。
按功率控制效果閉環(huán)功率控制又可分為內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制。
反向內(nèi)環(huán)功率控制用來對(duì)抗衰落和信道損耗，它是由基站協(xié)助移動(dòng)臺(tái)，迅速糾正移動(dòng)臺(tái)作出的開環(huán)功率預(yù)測(cè)，使移動(dòng)臺(tái)始終保持最理想的發(fā)射功率�；�站對(duì)解調(diào)后反向業(yè)務(wù)信道信號(hào)的SIR或功率每隔一定時(shí)間檢測(cè)一次，然后將其與事先設(shè)定的門限比較，若收到的SIR或功率高于目標(biāo)值，基站就在前向信道上送出一個(gè)減小移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的指令；反之，就送出一個(gè)增大移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的指令。移動(dòng)臺(tái)每次調(diào)整發(fā)射功率的動(dòng)態(tài)范圍稱之為“功率控制步長(zhǎng)”，它和基站功率控制的頻率是同時(shí)由不同的功率控制算法來決定的。
反向外環(huán)功率控制是為了適應(yīng)無線信道的衰耗變化，根據(jù)特定環(huán)境下的Qos要求，將BER/BLER與QoS要求的門限相比較，并根據(jù)一定的外環(huán)功控算法動(dòng)態(tài)給出既能保證通信質(zhì)量又能使系統(tǒng)容量最大的SIR目標(biāo)值或功率門限值。例如，在語音業(yè)務(wù)中，影響服務(wù)質(zhì)量的是系統(tǒng)誤幀率（FER），因此在基站端收到的反向信道FER統(tǒng)計(jì)值將作為調(diào)整門限信噪比的指標(biāo)，使功率控制直接與通信質(zhì)量相聯(lián)系，而不僅僅體現(xiàn)在改善信噪比上。SIR與BER/BLER的對(duì)應(yīng)關(guān)系和無線鏈路的具體環(huán)境有關(guān)。在話音業(yè)務(wù)BER=10-3和BLER=10-2的QoS要求下，對(duì)應(yīng)的SIR目標(biāo)值不相同，所以為了適應(yīng)無線鏈路的變化，需要實(shí)時(shí)地調(diào)整SIR的目標(biāo)值。
2.4.2 前向功率控制
在前向鏈路中，小區(qū)內(nèi)的信號(hào)發(fā)射是同步的。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)解調(diào)時(shí)，可通過擴(kuò)頻碼的正交性，除去小區(qū)內(nèi)其他用戶的干擾。在前向鏈路解調(diào)中，干擾主要來自鄰區(qū)干擾和多徑引入的干擾；但由于小區(qū)內(nèi)信號(hào)的同步性和移動(dòng)臺(tái)相干解調(diào)帶來的增益，使前向鏈路的質(zhì)量遠(yuǎn)好于反向鏈路。在前向鏈路中，只需加入一個(gè)慢速的功率控制，就能很好的控制每個(gè)信道的發(fā)送功率。
前向功率控制又稱下行功率控制，是基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)提供的測(cè)量結(jié)果，調(diào)整對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。其目的是對(duì)路徑衰落小的移動(dòng)臺(tái)分配相對(duì)較小的前向發(fā)射功率，對(duì)那些較遠(yuǎn)的和解調(diào)信噪比低的移動(dòng)臺(tái)分配較大的前向發(fā)射功率�；�站通過移動(dòng)臺(tái)對(duì)前向解調(diào)誤幀率的反饋報(bào)告，決定對(duì)該移動(dòng)臺(tái)前向鏈路功率的增大或減小。
2.5 功率控制的工作示意圖


第3章 TD-SCDMA功率控制的實(shí)現(xiàn)
 知識(shí)點(diǎn)
 掌握TD-SCDMA功率控制方式的分類
 掌握TD-SCDMA各種功控方式的實(shí)現(xiàn)
在CDMA系統(tǒng)中，有效的功率控制方法可以大大提高系統(tǒng)的容量，然而一旦功率控制發(fā)生錯(cuò)誤，系統(tǒng)容量就會(huì)急劇下降，因此針對(duì)不同的CDMA系統(tǒng)，選擇合適而有效的功率控制方法特別重要。FDD CDMA系統(tǒng)與TDD CDMA系統(tǒng)所采用的功率控制方法不同。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，影響接收信號(hào)功率的三個(gè)主要因素是傳輸損耗、陰影效應(yīng)和多徑衰落，功率控制技術(shù)主要就是克服多徑瑞利分布的快衰落對(duì)接收信號(hào)所造成的影響。在FDD方式下，上下行的陰影效應(yīng)緊密相關(guān)，由于上下行鏈路占用不同的頻帶，二者對(duì)應(yīng)的快衰落系數(shù)是不相關(guān)的；然而，在TDD方式下，由于上下行占用同一載頻，二者的快衰落系數(shù)是緊密相關(guān)的。因此在TDD系統(tǒng)中，僅使用復(fù)雜度較小的開環(huán)功率控制即可；而在FDD系統(tǒng)中，必須使用復(fù)雜度相對(duì)較高的閉環(huán)功率控制。
3.1 TD-SCDMA功率控制方式
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，要求UTRAN系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)的上行和下行功率控制。功率控制的步長(zhǎng)為1dB、2dB或3dB。
UTRAN必須同時(shí)支持開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制，閉環(huán)功率控制又包括內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制。所謂環(huán)其實(shí)是以Node B為中心，Node B以下UE之間為內(nèi)環(huán)，Node B以上同RNC之間為外環(huán)。
包括：
上行/下行開環(huán)功率控制
上行/下行內(nèi)環(huán)功率控制
下行功率平衡（可選）
上行外環(huán)功率控制
下行外環(huán)功率控制
RNC具有上行/下行開環(huán)功率控制、下行功率平衡（可選）、上行外環(huán)功率控制的功能。RNC需要配合UE完成下行外環(huán)控制的功能。
Node B支持上行和下行的內(nèi)環(huán)功率控制。在上行內(nèi)環(huán)功率控制中，Node B根據(jù)接收信道的質(zhì)量產(chǎn)生TPC命令，調(diào)整UE的上行發(fā)射功率；在下行內(nèi)環(huán)功率控制中，Node B根據(jù)UE產(chǎn)生的TPC命令，調(diào)整針對(duì)該UE的發(fā)射功率。此外，Node B還支持下行鏈路功率漂移校正。Node B根據(jù)RNC的要求，完成對(duì)一個(gè)或多個(gè)無線鏈路的下行發(fā)射功率調(diào)節(jié)，以便避免各無線鏈路間的下行發(fā)射功率漂移（該項(xiàng)可選）。
總的功率控制特性如表所示：
表 3 1發(fā)射功率控制特性
上行鏈路下行鏈路
功控速率可變
閉環(huán)周期：0～200Hz
開環(huán)延遲：約200us～3575us可變
閉環(huán)周期：0～200Hz
步長(zhǎng)1、2、3dB（閉環(huán)）1、2、3dB（閉環(huán)）
備注所有數(shù)據(jù)沒有考慮處理和測(cè)量時(shí)間。
注：在使用相同擴(kuò)頻因子情況下，分配給相同CCTrCH信道的一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的所有碼信道使用相同的發(fā)射功率。
3.2 開環(huán)功率控制
在TD-SCDMA系統(tǒng)中的開環(huán)功率控制包括上行鏈路的開環(huán)功控和下行鏈路的開環(huán)功控。開環(huán)功率控制的過程就是對(duì)上行和下行方向各種物理信道的初始發(fā)射功率的初始化過程。
3.2.1 上行鏈路的開環(huán)功控
上行開環(huán)功控主要用于UE端在UpPTS和PRACH上發(fā)起隨機(jī)接入過程，此時(shí)UE還沒有從DPCH信道上收到功率控制命令。對(duì)于所有的上行鏈路來說，首先需要通過高層信令來設(shè)置一個(gè)上行鏈路的Maximum_Allowed_UL_TX_ power功率值（在終端能力范圍內(nèi)）�？偟陌l(fā)射功率不得超過該允許最大值。如果超出，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)所有上行物理信道的發(fā)射功率減少一個(gè)相同大小的功率值（dB）。
3.2.1.1 初始功率設(shè)置
1、UpPCH信道：
UE根據(jù)下式計(jì)算每一次UpPCH信道的發(fā)射功率：
PUpPCH = LPCCPCH + PRxUpPCHdes + (i-1)* Pwrramp
式中，（1）PUpPCH為UpPCH的發(fā)射功率（dBm）；
（2）LPCCPCH為UE到Node B之間的路徑損耗（dB），UE可以根據(jù)Node B在PCCPCH（或DwPCH）發(fā)射的功率與UE端在該碼道實(shí)際測(cè)量到的碼功率來進(jìn)行估算：LPCCPCH＝PPCCPCH－PRxPCCPCH，即由系統(tǒng)廣播獲得的Node B發(fā)射PCCPCH信號(hào)碼功率－UE端在PCCPCH信道上接收到的信號(hào)碼功率。UE獲得的Node B發(fā)射PCCPCH信號(hào)碼功率是參考BCH信道上廣播的系統(tǒng)信息塊類型5和6中的發(fā)射功率“Primary CCPCH Tx Power”， 或者由信元“Uplink DPCH Power Control info”將發(fā)射功率“Primary CCPCH Tx Power”單獨(dú)通知給UE的；
（3）PRxUpPCHdes為Node B在UpPCH上期望接收到的功率，其值取自系統(tǒng)信息廣播。系統(tǒng)信息塊類型5和6的信元“SYNC_UL info”中包含“PRxUpPCHdes”的值，在BCH 上廣播，也可以在一個(gè)觸發(fā)硬切換的協(xié)議消息中將該值直接發(fā)送給UE。
（4）i：UpPCH信道的發(fā)射試探數(shù)，i=1…Mmax，Mmax為SYNC_UL的最大發(fā)射次數(shù)，網(wǎng)絡(luò)端會(huì)通過系統(tǒng)消息中的消息信元告訴UE。
（5）Pwrramp：連續(xù)UpPCH發(fā)射試探的功率遞增步長(zhǎng)，在信元“Power Ramp step”中定義。
具體可以參見接入流程專題文檔。
2、PRACH信道：
UE根據(jù)下式計(jì)算每一次PRACH信道的發(fā)射功率：
PPRACH = LPCCPCH + PRxPRACHdes + (iUpPCH -1)* Pwrramp
式中，（1）PPRACH為PRACH的發(fā)射功率（dBm）；
（2）LPCCPCH為UE到Node B之間的路徑損耗（dB），UE可以根據(jù)Node B在PCCPCH（或DwPCH）發(fā)射的功率與UE端在該碼道實(shí)際測(cè)量到的碼功率來進(jìn)行估算：LPCCPCH＝PPCCPCH－PRxPCCPCH，即由系統(tǒng)廣播獲得的Node B發(fā)射PCCPCH信號(hào)碼功率－UE端在PCCPCH信道上接收到的信號(hào)碼功率；
（3）PRxPRACHdes為Node B在PRACH上期望接收到的功率，其值取自UE在PRACH信道發(fā)送連接請(qǐng)求消息時(shí)，從FPACH信道（響應(yīng)一次SYNC_UL的成功發(fā)射）上收到的參數(shù)TPLC獲得。
（4）iUpPCH：最后一個(gè)發(fā)射試探 i。
（5）Pwrramp：連續(xù)UpPCH發(fā)射試探的功率遞增步長(zhǎng)，在信元“Power Ramp step”中定義。
3、DPCH信道：
UE根據(jù)下式計(jì)算DPCH信道的初始發(fā)射功率：
PDPCH = LPCCPCH + PRxPDPCHdes
式中，（1）PDPCH為DPCH的發(fā)射功率（dBm）；
（2）LPCCPCH為UE到Node B之間的路徑損耗（dB），UE可以根據(jù)Node B在PCCPCH（或DwPCH）發(fā)射的功率與UE端在該碼道實(shí)際測(cè)量到的碼功率來進(jìn)行估算：LPCCPCH＝PPCCPCH－PRxPCCPCH，即由系統(tǒng)廣播獲得的Node B發(fā)射PCCPCH信號(hào)碼功率－UE端在PCCPCH信道上接收到的信號(hào)碼功率；
（3）PRxPDPCHdes為Node B在PDPCH上期望接收到的功率，其值由系統(tǒng)消息中的信元 “Uplink DPCH Power Control Info”通知UE。
一旦UE接收到對(duì)應(yīng)上行DPCH信道的TPC比特后，進(jìn)入閉環(huán)功率控制。
3.2.1.2 上行鏈路物理信道組合功率設(shè)置
下圖描述了一個(gè)時(shí)隙內(nèi)兩個(gè)不同上行物理信道的組合原理。合并的兩個(gè)DPCH信道屬于同一個(gè)CCTrCH，經(jīng)過擴(kuò)頻，表示為復(fù)值序列。首先，所有DPCH信道的幅值根據(jù)上行開環(huán)功率控制調(diào)整。每一個(gè)DPCH分別由一個(gè)權(quán)重i 加權(quán)，并且使用復(fù)數(shù)進(jìn)行合并。物理信道合并之后，根據(jù)實(shí)際使用的TFC，作用增益因子 j 。
對(duì)于不同的CCTrCH，分別應(yīng)用圖3.1所示原理。

圖 3 1上行鏈路不同物理信道組合
加權(quán)因子i 的取值取決于對(duì)應(yīng)DPCH信道的擴(kuò)頻因子SF：
SF of DPCHii
16

8

4

2

1

對(duì)于在信令中顯示通知給UE的j（對(duì)應(yīng)第j個(gè)TFC），j可能的取值如下表。如果 j由UE通過一個(gè)參考TFC計(jì)算得到，則j不受限于這些量化值。
Signalling value for jQuantized value j
1516/8
1415/8
1314/8
1213/8
1112/8
1011/8
910/8
89/8
78/8
67/8
56/8
45/8
34/8
23/8
12/8
01/8

3.2.1.3 增益因子
兩個(gè)或多個(gè)傳輸信道可以復(fù)用到一個(gè)CCTrCH信道上。這些傳輸信道通過速率匹配，包括重復(fù)和抽取。速率匹配影響一個(gè)Eb/N0要求的特定發(fā)射功率，因此，CCTrCH信道的發(fā)射功率必須加權(quán)，引入一個(gè)增益因子。
對(duì)于一個(gè)無線幀內(nèi)發(fā)送的一個(gè)CCTrCH信道，有兩種方式控制不同TFC的增益因子：
-信令通知TFC對(duì)應(yīng)的；
-計(jì)算TFC對(duì)應(yīng)的，基于一個(gè)參考TFC的信令設(shè)置。
在一個(gè)CCTrCH信道的TFCS中，可以使用以上兩種方式得到所有TFC對(duì)應(yīng)的  值。高層可以信令通知多個(gè)不同CCTrCH信道的參考TFC設(shè)置。
在一個(gè)無線幀基礎(chǔ)上，權(quán)重和增益因子可以根據(jù)當(dāng)前使用的SF和TFC改變。權(quán)重和增益因子的設(shè)置不依賴于任何其他形式的功率控制。這意味著發(fā)射功率根據(jù)3.2.1.1給定的初始功率設(shè)置公式計(jì)算，而權(quán)重和增益因子根據(jù)3.2.1.2應(yīng)用于信道的發(fā)射功率上。
（1）信令通知增益因子
當(dāng)高層信令通知某個(gè)特定TFC對(duì)應(yīng)的增益因子j ，則直接使用該數(shù)值對(duì)一個(gè)CCTrCH內(nèi)的DPCH加權(quán)。
（2）計(jì)算增益因子
對(duì)特定TFC，也可以依據(jù)一個(gè)參考TFC的設(shè)置計(jì)算增益因子j ：
ref 為指定信令設(shè)置的參考TFC增益因子，j 為對(duì)應(yīng)第j個(gè)TFC的增益因子。
定義變量
其中， RMi 是傳輸信道i的半靜態(tài)速率匹配屬性，Ni 是傳輸信道i無線幀分段的輸出比特?cái)?shù)，該求和公式包含了參考TFC的所有傳輸信道。
類似地，定義變量
其中，該求和公式包含了第j個(gè)TFC的所有傳輸信道。
而且，定義變量
其中 SFi 是DPCH的擴(kuò)頻因子，該求和公式包含了參考TFC的所有DPCH信道。
類似地，定義變量
其中，該求和公式包含了第j個(gè)TFC的所有DPCH信道。
則第j個(gè)TFC對(duì)應(yīng)的增益因子j 為： 。不對(duì)j 進(jìn)行量化。
3.2.2 下行鏈路的開環(huán)功控
3.2.2.1 發(fā)射功率設(shè)置
在網(wǎng)絡(luò)端，CRNC負(fù)責(zé)無線鏈路功率的設(shè)置，CRNC把設(shè)置的功率值通過Iub接口發(fā)送到Node B，Node B按照設(shè)置的功率值進(jìn)行無線鏈路的發(fā)射。CRNC會(huì)給Node B配置一個(gè)最大的發(fā)射功率，任何時(shí)刻小區(qū)的發(fā)射功率不能超過這個(gè)最大的發(fā)射功率。
1、P-CCPCH信道：
CRNC負(fù)責(zé)高層信令設(shè)置P-CCPCH信道的發(fā)射功率，P-CCPCH信道的發(fā)射功率可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行慢速地改變。P-CCPCH信道的參考發(fā)射功率在BCH信道上廣播或通過信令單獨(dú)通知給每一個(gè)UE。UE根據(jù)時(shí)間接收到的RSCP值和從消息信元中得到的值進(jìn)行路徑損耗的估計(jì)。
2、FPACH信道：
FPACH信道的發(fā)射功率由高層信令設(shè)定。在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，設(shè)定一個(gè)最大發(fā)射功率用于FPACH信道的發(fā)射。
3、S-CCPCH、PICH信道：
S-CCPCH和PICH信道相對(duì)于P-CCPCH信道發(fā)射功率偏置由高層信令設(shè)定，由BCH信道廣播。
4、DPCH信道
DPCH信道的初始發(fā)射功率由高層信令設(shè)定，直到接收到上行的DPCH信道。在初始化發(fā)送之后，Node B轉(zhuǎn)入閉環(huán)功率控制。
3.2.2.2 下行鏈路物理信道組合功率設(shè)置
圖3.2描述一個(gè)時(shí)隙內(nèi)不同下行物理信道是如何組合在一起的。每一個(gè)擴(kuò)頻信道分別由一個(gè)加權(quán)因子Gi加權(quán)。所有下行物理信道使用復(fù)數(shù)進(jìn)行合并。

圖 3 2下行鏈路不同物理信道組合
其中的下行碼道的功率加權(quán)因子，由廠家實(shí)現(xiàn)算法決定。
3.3 閉環(huán)功率控制
在TD-SCDMA系統(tǒng)中的閉環(huán)功率控制也可以分為上行鏈路的閉環(huán)功率控制和下行鏈路的閉環(huán)功率控制。
閉環(huán)功控的目的是為了調(diào)整每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，減小這種遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響，盡可能保證基站接收到所有移動(dòng)臺(tái)的功率都相等，從而使每個(gè)用戶都能滿足傳輸業(yè)務(wù)的QoS。閉環(huán)功率控制包括內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制，在3GPP TS 25.214中給出了內(nèi)環(huán)功率控制的方法：對(duì)于上行鏈路，首先基站對(duì)接收到的每條無線鏈路都進(jìn)行信干比（Signal to Interference Ratio-SIR＝Eb/No）測(cè)量，然后與業(yè)務(wù)所需滿足的目標(biāo)信干比（Signal to Interference Ratio target-SIRtarget）比較，若SIR>=SIRtarget, 則在下行的控制信道發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)（UE）一個(gè)比特值為1的發(fā)射功率控制（Transmitted Power Control-TPC）命令；若SIR<SIRtarget, 則在下行的控制信道發(fā)送給UE一個(gè)比特值為0的TPC命令；然后UE根據(jù)接收到的TPC命令和網(wǎng)絡(luò)層指定的功控算法判斷是增加發(fā)射功率還是減小發(fā)射功率。然而隨著移動(dòng)通信環(huán)境的變化和移動(dòng)速度的變化，傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)需要滿足的信干比也要變化，而且上行的SIRtarget是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)指定的，有可能初始給定的值與實(shí)際需要的信干比相差的比較多，這些都需在外環(huán)功率控制根據(jù)業(yè)務(wù)的質(zhì)量情況對(duì)SIRtarget作調(diào)整。
3.3.1 上行鏈路的內(nèi)環(huán)功控
Node B應(yīng)該估計(jì)上行DPCH信道的信噪比 SIRest，并根據(jù)以下原則產(chǎn)生和發(fā)送TPC指令：
如果SIRest > SIRtarget，那么TPC指令為“降低功率”；如果SIRest < SIRtarget，那么TPC指令為“升高功率”。其中SIRtarget為目標(biāo)信噪比，由高層調(diào)整。
而在UE側(cè)，執(zhí)行TPC比特的軟判決。如果判決為“降低功率”，則降低發(fā)射功率一個(gè)功率控制步長(zhǎng)；反之如果判決為“升高功率”，則升高發(fā)射功率一個(gè)功率控制步長(zhǎng)。功控步長(zhǎng)可以為1dB、2dB或者3dB，網(wǎng)絡(luò)層通過專門的消息信元進(jìn)行設(shè)置。

圖 3 3上行內(nèi)環(huán)功控示意圖
3.3.2 下行鏈路的內(nèi)環(huán)功控
UE應(yīng)該估計(jì)下行DPCH信道的信噪比 SIRest，并根據(jù)以下原則產(chǎn)生和發(fā)送TPC指令：如果SIRest > SIRtarget，那么TPC指令為“降低功率”；如果SIRest < SIRtarget，那么TPC指令為“升高功率”。其中SIRtarget為目標(biāo)信噪比，由高層調(diào)整。
而在Node B側(cè)，執(zhí)行TPC比特的軟判決。如果判決為“降低功率”，則降低發(fā)射功率一個(gè)功率控制步長(zhǎng)；反之如果判決為“升高功率”，則升高發(fā)射功率一個(gè)功率控制步長(zhǎng)。

圖 3 4下行內(nèi)環(huán)功控示意圖
3.3.3 信噪比SIR
信噪比SIR定義如下：
其中：（1）RSCP：接收信號(hào)碼符號(hào)功率，即指定信道（如DPCH、PRACH等）的碼符號(hào)功率；
（2）Interference：同一時(shí)隙內(nèi)，接收端不能消除的信號(hào)干擾；
（3）SF：信道使用的擴(kuò)頻因子。
3.3.4 TPC和時(shí)隙CCTrCH對(duì)的關(guān)系
TPC在業(yè)務(wù)突發(fā)的數(shù)據(jù)部分中發(fā)送，因此，不改變midamble碼的結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度。TPC信息直接在SS信息后發(fā)送，SS信息又在midamble碼后發(fā)送。TPC命令在一個(gè)業(yè)務(wù)突發(fā)中的位置可以參見圖3.3的時(shí)隙結(jié)構(gòu)。

圖 3 5無線幀時(shí)隙結(jié)構(gòu)
對(duì)于每一個(gè)用戶來說，至少每5ms子幀發(fā)送一次TPC信息。對(duì)于每個(gè)分配的時(shí)隙，是否攜帶TPC信息由信令分別設(shè)置。如果應(yīng)用于某個(gè)時(shí)隙，則在業(yè)務(wù)突發(fā)的數(shù)據(jù)部分中發(fā)送TPC符號(hào)，并且使用該時(shí)隙中最小物理信道序列號(hào)（p）對(duì)應(yīng)的物理信道發(fā)送。
在每一個(gè)無線幀內(nèi)，物理層必須指定CCTrCH各個(gè)物理信道的物理信道序列號(hào)，按升序?qū)γ恳粋�(gè)分配時(shí)隙進(jìn)行排序。在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，如果有多個(gè)物理信道，先按擴(kuò)頻因子（Q），后根據(jù)信號(hào)碼索引（k）進(jìn)行排序（從小到大）。
在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，可以在多個(gè)物理信道上發(fā)送TPC符號(hào)。為了這個(gè)目的，高層給每個(gè)時(shí)隙分別分配額外NTPC個(gè)物理信道，那么，在那個(gè)時(shí)隙內(nèi)，NTPC+1 個(gè)最低物理信道序列號(hào)（p）的物理信道上發(fā)送TPC符號(hào) 。如果速率匹配功能導(dǎo)致該時(shí)隙內(nèi)物理信道數(shù)NRM < NTPC+1 ，則TPC符號(hào)只在NRM個(gè)物理信道上發(fā)送。
TPC符號(hào)和對(duì)應(yīng)物理信道數(shù)據(jù)部分采用相同的擴(kuò)頻因子和擴(kuò)頻碼。

圖 3 6上下行鏈路上，業(yè)務(wù)突發(fā)中TPC信息的位置
每個(gè)碼道的TPC數(shù)目有3種可能，由高層配置，分別為：
1) 一個(gè)TPC符號(hào)；
2) 沒有TPC 符號(hào)；
3) 16/SF個(gè)TPC符號(hào)。當(dāng)SF=1時(shí)，有16個(gè) TPC符號(hào)，對(duì)應(yīng)32 比特（QPSK調(diào)制）和 48 比特（8PSK調(diào)制）。
以下只描述上行鏈路。對(duì)于下行鏈路，只要將上行和下行鏈路對(duì)調(diào)就行。
在下行鏈路上，每一個(gè)上行功率控制的TPC符號(hào)與一個(gè)“上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)”相關(guān)。該關(guān)系根據(jù)以下情況變化：在那些時(shí)隙（上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)）內(nèi)分配的上行時(shí)隙和上行CCTrCH信道的數(shù)目，和在下行鏈路上分配的TPC符號(hào)。
如果一個(gè)UE擁有不止一個(gè)信道化碼和/或信道化碼的擴(kuò)頻因子小于16，并且使用16/SF個(gè)SS和16/SF 個(gè)TPC符號(hào)，每一個(gè)上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)（那個(gè)時(shí)隙上的所有屬于同一個(gè)“時(shí)隙CCTrCH對(duì)”的信道化碼使用同一個(gè)TPC命令的）的TPC命令按以下規(guī)則分布：
（1）考慮某個(gè)UE，TPC命令對(duì)應(yīng)的“上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)”從小到大編號(hào)（從0開始）。在相同時(shí)隙內(nèi)，根據(jù)下表，如果一個(gè)“上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)”中最小SC編號(hào)的擴(kuò)頻碼的SC編號(hào)比另一個(gè)“上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)”的小，則該“上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)”比另一個(gè)小。
（2）分配給一個(gè)UE的所有下行CCTrCH上的TPC符號(hào)，根據(jù)以下規(guī)則從0開始連續(xù)編號(hào)：
后發(fā)射下行時(shí)隙內(nèi)的TPC命令編號(hào)更大；
在一個(gè)下行時(shí)隙內(nèi)，擴(kuò)頻碼編號(hào)更大的信道化碼內(nèi)的TPC命令編號(hào)更大。
擴(kuò)頻碼編號(hào)定義如下：
SC numberSF (Q)Walsh code number (k)
016
...
1516
168
…
238
244
…
274
282
292
301
注：在下行鏈路上不使用擴(kuò)頻因子2～8
在一個(gè)信道化碼內(nèi)，后面發(fā)射的TPC命令的編號(hào)更大。
以下公式用于確定下行鏈路上對(duì)應(yīng)TPC符號(hào)控制哪一個(gè)上行時(shí)隙：
其中
ULpos 是被控上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)的序號(hào)。
SFN’ 是計(jì)算子幀的系統(tǒng)幀號(hào)。無線幀的系統(tǒng)幀號(hào)（SFN）可以由SFN’ 通過公式SFN=SFN’ div 2得到，其中div是取整除法（the remainder free division operation）。
NUL_PCsymbols是一個(gè)子幀內(nèi)上行TPC符號(hào)的數(shù)目。
TPCDLpos是一個(gè)子幀內(nèi)下行鏈路上的上行TPC符號(hào)的編號(hào)。
NULslot是一個(gè)子幀內(nèi)上行時(shí)隙CCTrCH對(duì)的數(shù)目。
當(dāng)以上參數(shù)之一因?yàn)楦邔又嘏渲枚�改變，則在設(shè)置新參數(shù)那個(gè)無線幀的開始處，TPC符號(hào)和被控上行時(shí)隙間新的關(guān)系必須生效。
TPC編碼：
TPC命令的長(zhǎng)度為一個(gè)符號(hào)。QPSK調(diào)制方式下TPC比特和發(fā)射功率控制命令間的關(guān)系如下表：
表 3 2QPSK的TPC比特模式
TPC 比特TPC 命令說明
00'Down'減少發(fā)射功率
11'Up'增加發(fā)射功率
8PSK 調(diào)制方式下TPC比特和發(fā)射功率控制命令間的關(guān)系如下表：
表 3 38PSK 的TPC比特模式
TPC 比特TPC 命令說明
000'Down'減少發(fā)射功率
110'Up'增加發(fā)射功率
3.3.5 外環(huán)功率控制
外環(huán)功率控制將BER/BLER與QoS要求的門限相比較，并根據(jù)一定的外環(huán)功控算法給出既能保證通信質(zhì)量又能使系統(tǒng)容量最大的SIR目標(biāo)值。可以用作衡量業(yè)務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)有CRCI指示、傳輸信道的BLER、物理信道的BER。

圖 3 7外環(huán)功率控制示意圖
本節(jié)主要描述上行外環(huán)功率控制的算法，其主要思想是：根據(jù)測(cè)量上報(bào)得到的質(zhì)量信息（如CRCI指示、BLER、BER）慢速調(diào)整SIRtarget，以使業(yè)務(wù)質(zhì)量不因無線環(huán)境的變化而發(fā)生很大的波動(dòng)，保持相對(duì)恒定的通信質(zhì)量，滿足業(yè)務(wù)Qos需求。外環(huán)功控主要是為內(nèi)環(huán)功控設(shè)定目標(biāo)值，而內(nèi)環(huán)功控主要通過測(cè)量單鏈路的SIR與外環(huán)功控設(shè)定的SIRtarget比較，從而控制單鏈路發(fā)射功率，使SIR逼近SIRtarget。由于TD-SCDMA系統(tǒng)專用測(cè)量報(bào)告中不存在SIRerror值，所以TD-SCDMA的外環(huán)功率控制僅存在正常外環(huán)功率控制方法，其中包括：周期報(bào)告算法、事件報(bào)告CRCI算法和門限報(bào)告CRCI算法。正常的外環(huán)功控算法見3.4節(jié)所述，其中只涉及現(xiàn)階段需要實(shí)現(xiàn)的周期報(bào)告算法和門限報(bào)告算法。
3.4 正常的外環(huán)功控算法
正常的外環(huán)功控算法包括周期報(bào)告算法、門限報(bào)告算法和傳輸信道BER外環(huán)功控算法。
3.4.1 周期報(bào)告算法
周期報(bào)告算法指：周期性計(jì)算傳輸信道BLER值，與業(yè)務(wù)所需BLERtarget比較判決是否調(diào)整SIRtarget的方法。具體實(shí)現(xiàn)方法是在有效時(shí)間窗內(nèi)統(tǒng)計(jì)BLER的值，并與該業(yè)務(wù)的BLERtarget進(jìn)行比較，然后判決上調(diào)或者下調(diào)SIRtarget。BLER是針對(duì)傳輸信道的，由于一個(gè)用戶可以有多個(gè)業(yè)務(wù)，每個(gè)業(yè)務(wù)又可以映射到多條傳輸信道上，所以統(tǒng)計(jì)BLER時(shí)，需要對(duì)所有傳輸信道的BLER分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并分別與各傳輸信道的BLERtarget進(jìn)行比較，再綜合考慮所有傳輸信道判定的結(jié)果。對(duì)于單一業(yè)務(wù)占用多條傳輸信道的情況采取如下策略：只要有一條傳輸信道需上調(diào)SIRtarget，則上調(diào)SIRtarget；當(dāng)所有的傳輸信道都決定下調(diào)SIRtarget，則下調(diào)SIRtarget；當(dāng)返回的BLER無效時(shí)默認(rèn)為該條傳輸信道不需要調(diào)整SIRtarget。（通常情況下一個(gè)PS業(yè)務(wù)僅占用一條傳輸信道，雖然AMR語音業(yè)務(wù)占用多條DCH，但僅有一個(gè)子流存在CRC校驗(yàn)?zāi)軌蚪y(tǒng)計(jì)出BLER，因此均可通過判斷一條DCH的BLER決定如何調(diào)整SIRtarget，對(duì)于不存在CRC的其他業(yè)務(wù)子流則不參與功控判決。）對(duì)于混合業(yè)務(wù)的情況，我們?cè)诤竺孢M(jìn)行討論。以下討論的算法均是針對(duì)一條傳輸信道的。
首先討論關(guān)于BLER的統(tǒng)計(jì)。BLER是一段時(shí)間內(nèi)誤塊數(shù)與總TB塊數(shù)的比值。即 。
其中單位時(shí)間的誤塊數(shù)可通過Node B上報(bào)的CRCI錯(cuò)誤指示統(tǒng)計(jì)得到。
為使統(tǒng)計(jì)的BLER有效需要滿足：在有效的時(shí)間窗內(nèi)接收到的TB塊數(shù)要大于等于M/BLERtarget的條件（M為總塊數(shù)可信系數(shù)，需仿真確定）。
因此，在統(tǒng)計(jì)BLER時(shí)需從兩個(gè)方面考慮：
（1）統(tǒng)計(jì)總TB塊數(shù)（Total TB Number），Total TB Number = M/BLERtarget。只有當(dāng)TB塊多于Total TB Number時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果才能滿足Qos需求的BLERtarget的精度；
（2）考慮到歷史數(shù)據(jù)對(duì)判斷當(dāng)前的通信質(zhì)量的意義，設(shè)置了一個(gè)有效時(shí)間窗（BLER Time Window Size），只有當(dāng)有效的時(shí)間窗內(nèi)至少有M/BLERtarget個(gè)TB塊時(shí)，計(jì)算出來的BLER值才是有效的。這樣可避免長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)未收到數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊的CRCI指示對(duì)于目前的通信情況無效的情況發(fā)生。此有效時(shí)間窗為滑動(dòng)窗，且滑窗長(zhǎng)與業(yè)務(wù)相關(guān)，每隔若干個(gè)TTI有效時(shí)間窗就向前滑動(dòng)一個(gè)TTI。
在Node B的通信上下文存在時(shí)，每條傳輸信道均需進(jìn)行BLER的統(tǒng)計(jì)。BLER的統(tǒng)計(jì)理論上應(yīng)該每個(gè)TTI都進(jìn)行一次，但在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)出于對(duì)實(shí)現(xiàn)效率的考慮，以4個(gè)TTI（因?yàn)樽畲髠鬏攷瑸?0ms）為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。每次統(tǒng)計(jì)時(shí)僅記錄80ms內(nèi)收到的總塊數(shù)及誤塊數(shù)，并分別存在兩個(gè)數(shù)組中。當(dāng)外環(huán)功控模塊調(diào)用BLER統(tǒng)計(jì)模塊時(shí)，從當(dāng)前時(shí)刻起，分別在兩數(shù)組中設(shè)置一個(gè)有效窗，統(tǒng)計(jì)該有效窗內(nèi)的總TB塊數(shù)和誤塊數(shù)。然后對(duì)有效窗內(nèi)收到的TB塊總數(shù)進(jìn)行判斷：如果其總數(shù)滿足大于等于M/BLERtarget的條件，則計(jì)算并返回有效的BLER值；若TB塊總數(shù)不滿足要求，則返回?zé)o效的BLER。BLER統(tǒng)計(jì)模塊的流程如圖3-8所示。

圖 3 8BLER統(tǒng)計(jì)模塊流程圖
由圖可知：BLER的統(tǒng)計(jì)是以80ms（4個(gè)TTI）為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，且每次僅統(tǒng)計(jì)此段時(shí)間內(nèi)收到的TB塊總數(shù)和誤塊數(shù)，并不需計(jì)算和返回BLER值，只有當(dāng)外環(huán)功控模塊調(diào)用BLER統(tǒng)計(jì)模塊時(shí)，才設(shè)置有效窗判斷、計(jì)算并返回BLER值。
由于有效窗長(zhǎng)的設(shè)置對(duì)BLER統(tǒng)計(jì)效果極為敏感，為避免由窗長(zhǎng)設(shè)置帶來的BLER統(tǒng)計(jì)誤差，以及最終導(dǎo)致的SIR調(diào)整上的抖動(dòng)，我們對(duì)計(jì)算出的BLER進(jìn)行濾波，濾波形式與物理信道BER統(tǒng)計(jì)濾波類似，濾波的公式為： ，其中：a = 1/2(k/2)， k為濾波因子，F(xiàn)n-1為前一次過濾過的BLER上報(bào)結(jié)果，Mn為此次計(jì)算的BLER值。BLER濾波過程相當(dāng)于對(duì)前后兩次BLER值進(jìn)行了平滑，能有效防止統(tǒng)計(jì)過程中出現(xiàn)BLER值的突跳。平滑后的BLER再與該傳輸信道的BLERtarget進(jìn)行比較，以決定如何調(diào)整SIRtarget。
3.4.2 門限報(bào)告算法
門限報(bào)告算法首先監(jiān)測(cè)是否有循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC指示錯(cuò)誤，根據(jù)傳輸信道CRC校驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)誤塊數(shù)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)傳輸?shù)乃�有�?shù)據(jù)塊的總數(shù)，稱為誤塊容忍計(jì)數(shù)器。因?yàn)橐粋�(gè)TTI內(nèi)可收到多個(gè)TB塊，所以在統(tǒng)計(jì)誤塊數(shù)、誤塊容忍周期時(shí)都是在每個(gè)TTI內(nèi)統(tǒng)計(jì)的，在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于考慮到實(shí)現(xiàn)的效率問題，通常每4個(gè)TTI（80ms）累加一次誤包數(shù)和總包數(shù)。
首先明確幾個(gè)概念：誤塊容忍周期：通�？梢栽O(shè)為M/BLERtarget；
誤塊門限：誤塊容忍周期內(nèi)可滿足通信質(zhì)量的誤塊數(shù)，與業(yè)務(wù)相關(guān)。
門限上報(bào)法通過在誤塊容忍周期內(nèi)，誤塊數(shù)和誤塊門限的比較，決定如何調(diào)整SIRtarget：如果誤塊容忍周期未到，但誤塊數(shù)已超過了誤塊門限，則上調(diào)SIRtarget，同時(shí)，還需要把誤塊計(jì)數(shù)器、誤塊容忍計(jì)數(shù)器清零；如果誤塊容忍計(jì)數(shù)器大于等于誤塊容忍周期，但收到的誤塊數(shù)小于誤塊門限，則下調(diào)SIRtarget，同時(shí)，也需要把誤塊計(jì)數(shù)器、誤塊容忍計(jì)數(shù)器清零；如果誤塊容忍計(jì)數(shù)器大于等于誤塊容忍周期，但收到的誤塊數(shù)等于誤塊門限，則不調(diào)整SIRtarget，但仍需把誤塊計(jì)數(shù)器、誤塊容忍計(jì)數(shù)器清零。
另外對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間只收到很少數(shù)據(jù)包或沒有收到數(shù)據(jù)包的情況，為了保證控制信道的質(zhì)量滿足當(dāng)前的移動(dòng)環(huán)境，需要根據(jù)傳輸信道BER進(jìn)行外環(huán)功控。對(duì)于門限報(bào)告CRC方法觸發(fā)傳輸信道BER外環(huán)功控方法的條件為：若在給定的有效時(shí)間窗內(nèi)（Acceptance Time Window）收到的數(shù)據(jù)總塊數(shù)小于誤塊容忍周期（此時(shí)表明現(xiàn)在的數(shù)據(jù)流量特別小），則觸發(fā)傳輸信道BER外環(huán)功控方法，同時(shí)把根據(jù)傳輸信道CRC進(jìn)行外環(huán)功控的中間變量進(jìn)行復(fù)位。如果在有效時(shí)間窗未到時(shí)已發(fā)生上調(diào)SIRtarget，那么需要把數(shù)據(jù)塊統(tǒng)計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)器清零。
綜上所述，在門限算法中存在三個(gè)參數(shù)：誤塊容忍周期、誤塊門限和有效時(shí)間窗。每80ms統(tǒng)計(jì)誤塊數(shù)、總塊數(shù)時(shí)同時(shí)累計(jì)有效時(shí)間窗的窗長(zhǎng)（通常是80ms的整數(shù)倍），有效窗長(zhǎng)的累計(jì)通過數(shù)據(jù)塊統(tǒng)計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)器完成。在統(tǒng)計(jì)過程中，衡量首先滿足上述三個(gè)參數(shù)中的哪一個(gè)，則作相應(yīng)的處理：如果誤塊數(shù)首先到達(dá)誤塊門限，則上調(diào)SIRtarget，同時(shí)，還需要把誤塊計(jì)數(shù)器、誤塊容忍計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)塊統(tǒng)計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)器清零；如果首先到達(dá)誤塊容忍周期，但有效窗長(zhǎng)未達(dá)到，且收到的誤塊數(shù)小于誤塊門限，則下調(diào)SIRtarget，同時(shí)把誤塊計(jì)數(shù)器、誤塊容忍計(jì)數(shù)器清零、數(shù)據(jù)塊統(tǒng)計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)器清零；如果首先到達(dá)誤塊容忍周期，但有效窗長(zhǎng)未達(dá)到，且收到的誤塊數(shù)等于誤塊門限，則不調(diào)整SIRtarget，但仍需把誤塊計(jì)數(shù)器、誤塊容忍計(jì)數(shù)器清零、數(shù)據(jù)塊統(tǒng)計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)器清零；如果首先到達(dá)有限時(shí)間窗長(zhǎng)，但誤塊容忍計(jì)數(shù)器小于誤塊容忍周期、誤塊計(jì)數(shù)器小于誤塊門限，則說明此有效窗內(nèi)的TB塊總數(shù)過少，此時(shí)需要觸發(fā)傳輸信道BER外環(huán)功控算法，并將誤塊計(jì)數(shù)器、誤塊容忍計(jì)數(shù)器清零、數(shù)據(jù)塊統(tǒng)計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)器清零。
在這里，上調(diào)SIRtarget的步長(zhǎng)可大于下調(diào)步長(zhǎng)，不同業(yè)務(wù)的步長(zhǎng)不同，而對(duì)于不同QOS的服務(wù)質(zhì)量主要體現(xiàn)在誤塊容忍周期和誤塊門限的確定上。誤塊容忍周期根據(jù)不同業(yè)務(wù)的BLERtarget來確定(M/BLERtarget),其中M是一個(gè)可調(diào)整的值。
由于環(huán)路延時(shí)最少有4～5幀，也就是說剛上調(diào)的效果在4～5幀之后才能反映出來。因此在SIRtarget調(diào)整后的4～5幀中即便再出現(xiàn)CRC指示錯(cuò)誤，也不應(yīng)再做誤塊統(tǒng)計(jì)，這里可通過設(shè)置屏蔽周期來屏蔽調(diào)整功能，屏蔽周期為4~5幀的時(shí)間。在屏蔽周期內(nèi)仍然需要檢測(cè)CRC錯(cuò)誤，但不進(jìn)行誤塊數(shù)、總塊數(shù)統(tǒng)計(jì)，也不做SIRtarget調(diào)整。等屏蔽過后再重新開始誤塊數(shù)、總塊數(shù)的累加。
3.4.3 傳輸信道BER外環(huán)功控算法
當(dāng)BLER統(tǒng)計(jì)模塊返回?zé)o效的BLER時(shí)（比如在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)未收到數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)包很少的情況），我們可以通過傳輸信道BER來進(jìn)行外環(huán)功控。
用BER進(jìn)行外環(huán)功控時(shí)需要也設(shè)置BERtarget的值，我們可以對(duì)不同的業(yè)務(wù)從后臺(tái)給定一個(gè)初始的BERtarget，然后在統(tǒng)計(jì)的BLER有效時(shí)，并且當(dāng)BLER滿足BLERtarget得到其對(duì)應(yīng)的傳輸信道的BERtarget（或者經(jīng)過測(cè)試直接得到業(yè)務(wù)所對(duì)應(yīng)的BERtarget）。
另外需要注意的是BER的測(cè)量周期為傳輸信道的TTI，每個(gè)報(bào)告的BER僅僅是在一個(gè)測(cè)量周期上的平均值，所以在FP給外環(huán)功控模塊報(bào)告BER時(shí)，外環(huán)功控模塊需要對(duì)BER進(jìn)行濾波，也就是外環(huán)功控模塊需要對(duì)FP上報(bào)的QE進(jìn)行濾波。還有對(duì)于傳輸信道所配置的FP mode是silent的業(yè)務(wù)不作BER的外環(huán)功控的。對(duì)BER的處理主要有兩種方式：
方法1：由于每條傳輸信道都要上發(fā)各自的FP幀（FP MODE = normal），因此為簡(jiǎn)單起見，對(duì)每條傳輸信道FP幀上報(bào)的QE進(jìn)行濾波并進(jìn)行判決；濾波方法可以與協(xié)議中給定的濾波方法相同：進(jìn)行濾波的公式為： ，a = 1/2(k/2)， k值即為Filter Coefficient；Fn-1 為前一次過濾過的BER上報(bào)結(jié)果。這樣外環(huán)功控模塊只需保存一個(gè)當(dāng)前濾波結(jié)果以及剛剛上報(bào)的QE即可。
方法2：由于對(duì)于混合業(yè)務(wù)來說，對(duì)于不同的傳輸信道的FP上報(bào)的QE都是針對(duì)同一條CCTRCH上的，所以可以在FP模塊對(duì)同一時(shí)刻收到的多個(gè)QE進(jìn)行合并即可（給外環(huán)功控模塊只需上報(bào)一個(gè)QE），然后外環(huán)功控模塊對(duì)上報(bào)的BER進(jìn)行濾波；又因?yàn)锽ERtarget是與業(yè)務(wù)相關(guān)的，因此在外環(huán)功控模塊只需用最嚴(yán)格的BERtarget（即最小的）進(jìn)行外環(huán)功控即可。
對(duì)于這兩種方法，用任何一種都可以。另外，如果在RNC的一個(gè)調(diào)用周期內(nèi)TFS收到多個(gè)帶QE的FP幀，那么此時(shí)FP需要把這兩個(gè)QE做一個(gè)平均，然后把平均值通知OLPC。
3.5 失步下的功控控制
3.5.1 上行鏈路功率控制
上行DPCH信道上的TPC指令與下行DPCH信道的控制功率之間的關(guān)系由高層信令指定。對(duì)于多個(gè)下行CCTrCH信道而言，可能對(duì)應(yīng)一個(gè)上行CCTrCH信道提供TPC指令。
在同步估計(jì)的第二階段，對(duì)于一個(gè)上行CCTrCH信道，其TPC控制的任意一個(gè)下行CCTrCH信道如果滿足以下規(guī)則，則UE必須關(guān)閉該上行信道的發(fā)射：
在過去的160毫秒時(shí)間內(nèi)，UE估計(jì)的接收專用信道突發(fā)質(zhì)量比門限值Qout差，并且沒有檢測(cè)到質(zhì)量高于Qsbout的專用突發(fā)（DTX）。如果UE檢測(cè)到beacon信道的接收質(zhì)量高于切換觸發(fā)質(zhì)量[10 dB]，那么，UE必須用320毫秒的估計(jì)時(shí)間進(jìn)行突發(fā)質(zhì)量估計(jì)和專用突發(fā)檢測(cè)窗。
如果滿足以下情況，UE必須重新發(fā)送上行CCTrCH信道：
在過去的160毫秒時(shí)間內(nèi)，UE估計(jì)的接收專用信道突發(fā)質(zhì)量比門限值Qin好，或者檢測(cè)到質(zhì)量高于Qsbin的專用突發(fā)（DTX）。如果UE檢測(cè)到beacon信道的接收質(zhì)量高于切換觸發(fā)質(zhì)量[10 dB]，那么，UE必須用320毫秒的估計(jì)時(shí)間進(jìn)行突發(fā)質(zhì)量估計(jì)和專用突發(fā)檢測(cè)窗。
3.5.2 下行鏈路功率控制
當(dāng)下行物理信道失步，UE必須設(shè)置TPC指令 = "up"。在TPC比特設(shè)置中，不考慮CRC準(zhǔn)則。

第4章 功率控制實(shí)例
知識(shí)點(diǎn)
 理解各種功控實(shí)例
4.1 下行鏈路功率控制（UE側(cè)）
可以通過兩個(gè)嵌套的控制循環(huán)實(shí)現(xiàn)功率控制。外環(huán)控制傳輸質(zhì)量，參考值由高層設(shè)置，并輸出內(nèi)環(huán)的參考值。在UE側(cè)，參考值設(shè)為信噪比SIR，由外環(huán)控制過程產(chǎn)生。（UE進(jìn)行功率控制的SIR是否是由外環(huán)功率產(chǎn)生的？）內(nèi)環(huán)通過比較SIR測(cè)量值與參考值的差值，生成TPC指令控制物理信道質(zhì)量。當(dāng)測(cè)量值高于目標(biāo)SIR值，TPC指令 = "down"，反之 TPC指令 = "up"。
如果下行DPCH信道暫停發(fā)送，在UE側(cè)，數(shù)據(jù)段的接收功率（RSCP）就不能再用于內(nèi)環(huán)SIR的計(jì)算。此時(shí)，UE應(yīng)該跟蹤P-CCPCH信道的路徑損耗，以此生成TPC指令。使用路徑損耗和當(dāng)前對(duì)應(yīng)時(shí)隙數(shù)據(jù)段的ISCP測(cè)量值來計(jì)算一個(gè)虛擬的SIR值：
SIRvirt(i) = RSCPvirt(i)  ISCP(i)，
RSCPvirt(i) = RSCP0 + L0 – L(i) + ，
RSCP：接收信號(hào)的碼片功率（dBm）；
ISCP：DPCH信道時(shí)隙內(nèi)的干擾信號(hào)碼片功率（dBm）；
L：P-CCPCH信道的路徑損耗（dB）。就上行開環(huán)功率控制來說，長(zhǎng)期和短期路徑損耗應(yīng)該使用相同的權(quán)重；
i：暫停發(fā)送期間的幀編號(hào)，1  i  暫停期間的總幀數(shù)；
L0：在暫停發(fā)送前最后一幀的加權(quán)路徑損耗（dB）；
RSCP0：數(shù)據(jù)段的RSCP，用于計(jì)算暫停發(fā)送前最后一幀的SIR計(jì)算（dBm）；
TPC (k)：功率控制步長(zhǎng)（dB），對(duì)應(yīng)無線幀k 內(nèi)生成并發(fā)送的TPC比特，TPC比特"up" = +步長(zhǎng)，TPC比特"down" = 步長(zhǎng)。
4.2 閉環(huán)上行功率控制（Node B側(cè)）
在Node B側(cè)，必須周期執(zhí)行接收SIR的測(cè)量操作。當(dāng)測(cè)量值高于目標(biāo)SIR值，TPC指令 = "down"，反之 TPC指令 = "up"。
如果在上行DPCH信道的一個(gè)暫停發(fā)送期間，在暫停發(fā)送結(jié)束之后，可以采用開環(huán)功率控制按初始發(fā)射功率發(fā)射DPCH信道。暫停發(fā)送之后，恢復(fù)閉環(huán)功率控制。
4.3 接入過程的開環(huán)功率控制
在廣播信道，高層信令通知一個(gè)功率增量，用于并且只用于接入過程。在一次接入過程中的每一個(gè)新的SYNC_UL突發(fā)發(fā)送，發(fā)射功率增加一個(gè)步長(zhǎng)（等于該功率增量）。

第5章 系統(tǒng)間功率控制對(duì)比
知識(shí)點(diǎn)
 了解各系統(tǒng)間功率控制的異同
5.1 WCDMA功率控制技術(shù)方案
WCDMA系統(tǒng)同時(shí)采用了反向開環(huán)、閉環(huán)、外環(huán)功率控制技術(shù)和前向閉環(huán)、外環(huán)功率控制技術(shù)。
WCDMA系統(tǒng)反向閉環(huán)功率控制主要是由SIR估計(jì)、傳輸功率控制（TPC）比特產(chǎn)生、本地TPC判決和功率調(diào)整單元4部分組成。
5.2 CDMA2000功率控制技術(shù)
下面進(jìn)行TD-SCDMA和CDMA2000系統(tǒng)功率控制的對(duì)比。
5.2.1 開環(huán)功率控制對(duì)比
在CDMA系統(tǒng)的上行鏈路的開環(huán)功率控制中，移動(dòng)臺(tái)首先監(jiān)測(cè)接收到的基站導(dǎo)頻信號(hào)功率，如果移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)功率小，表明在下行鏈路上此刻的衰耗大，并由此認(rèn)為上行鏈路上的衰耗也將較大，于是為補(bǔ)償這種預(yù)測(cè)來的信道衰落，移動(dòng)臺(tái)將增大發(fā)射功率；反之，則移動(dòng)臺(tái)將減少發(fā)射功率。這種利用下行鏈路的衰耗來估計(jì)反向鏈路的衰耗的方法實(shí)際上是不準(zhǔn)確的，在CDMA的FDD方式下，由于雙工間隔頻寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過信道相干帶寬，下行與上行鏈路間不存在相關(guān)性，因而不能再用下行鏈路的衰落特性來估計(jì)上行鏈路的衰落特性。所以，CDMA2000的開環(huán)功率控制方法是一種非常粗糙的功率控制方法。
相對(duì)來說，在TD-SCDMA中的開環(huán)功控要更精確一點(diǎn)，因?yàn)樵赥D-SCDMA中，上下行是同一條鏈路，下行鏈路的衰耗和上行鏈路的衰耗非常接近（時(shí)間不同，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)來說，差別會(huì)比較大）。
在TD-SCDMA中，采用上行開環(huán)功率控制的無線鏈路的發(fā)射功率的計(jì)算都是比較準(zhǔn)確的。網(wǎng)絡(luò)端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況通知UE需要發(fā)射的功率，UE同時(shí)根據(jù)實(shí)際接收到的P-CCPCH功率和網(wǎng)絡(luò)端實(shí)際發(fā)送的功率來精確地估計(jì)出傳輸損耗。UE的最終發(fā)送功率就是網(wǎng)絡(luò)端通知UE需要發(fā)射的功率加上估計(jì)出的路徑損耗。經(jīng)過一端時(shí)間后，又重新來計(jì)算路徑損耗，就這樣實(shí)現(xiàn)上行鏈路的開環(huán)功率控制。
在CDMA2000中，是由UE根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況和網(wǎng)絡(luò)端的配置參數(shù)來計(jì)算一個(gè)初始的發(fā)射功率。經(jīng)過一段時(shí)間后又重新地計(jì)算發(fā)射功率，這樣來實(shí)現(xiàn)上行鏈路的開環(huán)功率控制。
5.2.2 閉環(huán)功率控制對(duì)比
在CDMA2000中的閉環(huán)功控中，最高的頻度可以到達(dá)每1.25ms控制一次，在功率控制精度方面，CDMA2000支持的步長(zhǎng)為0.25dB，0.5dB一直到3.75dB（步長(zhǎng)為0.25dB），用4個(gè)比特進(jìn)行描述。
在TD-SCDMA中的閉環(huán)功控中，其功控頻度是每5ms進(jìn)行控制一次，在功率控制的精度方面，TD-SCDMA支持的步長(zhǎng)為1dB，2dB和3dB。
通過上面對(duì)兩者的分析，CDMA2000的功率控制相對(duì)于TD-SCDMA來說可以更加精細(xì)也可以更加粗，靈活性更好。
5.2.3 外環(huán)功率控制對(duì)比
在CDMA2000中，外環(huán)功率控制主要通過測(cè)量誤幀率FER來實(shí)現(xiàn)，由于這部分跟協(xié)議無關(guān)，因此每個(gè)廠家的實(shí)現(xiàn)方式可以不一樣。在我們的CDMA2000系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)方式是，接收端根據(jù)接收到的每一幀情況及時(shí)地調(diào)整一個(gè)目標(biāo)Eb/Nt，這樣就完成了外環(huán)功控過程。然后，接收端根據(jù)實(shí)際接收到的Eb/Nt和目標(biāo)Eb/Nt進(jìn)行比較，以產(chǎn)生功率控制比特，完成閉環(huán)功控過程。同時(shí)，接收端會(huì)計(jì)算一定時(shí)間的誤幀率（FER），然后和目標(biāo)FER（話音為1%，數(shù)據(jù)為5%）進(jìn)行一個(gè)比較，以對(duì)外環(huán)功控中其它的一些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，外環(huán)功率控制將BER/BLER與Qos要求的門限相比較，并根據(jù)一定的外環(huán)功控算法給出既能保證通信質(zhì)量又能使系統(tǒng)容量最大的SIR目標(biāo)值。SIR與BER/BLER的對(duì)應(yīng)關(guān)系和無線鏈路的具體環(huán)境有關(guān)。在話音業(yè)務(wù)BER=10-3和BLER=10-2的Qos要求下，對(duì)應(yīng)的SIR目標(biāo)值不相同，所以為了適應(yīng)無線鏈路的變化，需要實(shí)時(shí)地調(diào)整SIR的目標(biāo)值。