功率控制(CDMA关键技术)

功率控制(CDMA关键技术)
“远近效应”。通常,路径损耗<80dB。
功率控制的目的:使每个用户到达基站的功率相同。
分类:
通信的正向、反向链路:反向功率控制和正向功率控制;
实现功控的方式:集中式功率控制和分布式控制
功率控制环路的类型:开环功控、闭环功控(外环功控和内环功控)。

反向功控--克服“远近效应”
反向功控用来控制各移动台的发射功率的大小,使基站接收到是所有移动台发射到基站的信号功率或SIR(信干比)基本相等。反向功控使各用户之间相互干扰最小,并能达到克服“远近效应”的目的。使每个移动台发射功率最合理,以节省能量,延长移动台电池使用寿命。
包括由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。

反向开环功率控制:(移动台 被)--抗慢衰落、不交换信息,速度快,节省开销。
移动电台的基本功能。前提是假设正向和反向传输损耗相同。
移动台接收并测量基站发来的信号强度,并估计正向传输损耗,然后根据这种估计,移动台自行调整其发射功率,即接受信号增强,就降低其发射功率;接收信号减弱,就增加其发射功率。每个移动台使用同样的过程,使所有到达基站的功率相等。开环功率控制<85db,其响应时间只有几微秒的时间。
优点:简单易行,不需要在移动台和基站之间交换信息,速度快,节省开销。对慢衰落有效。
缺点:但是对于信号因多径效应而引起的瑞利衰落,效果不佳。
参数:根据不同小区规模和有效辐射功率进行调整

为了防止移动台一开始就使用很大的功率,增加不必要的干扰,有要保证通信质量,移动台在接入状态开始向基站发送信息时,先使用“接入尝试”程序。它实质上是一个功率逐步增大的过程。

反向闭环功率控制(基站 移动台)--抗多径衰落
ISO-95标准所规定的蜂窝系统是一个频分双工系统,收发频率相差45MHZ,已远远超过信道的相干带宽,因而正向或反向无线链路的多径衰落不相干的。可采用闭环功率控制方法。
由基站来检测来自移动台的信号强度或信噪比,根据测得结果与预定的标准值相比较,形成功率调整指令,通知移动台调整其发射功率,调整阶距为1dB,总共有48db的动态范围(包含在3个帧之内)。一般情况下这种调整指令每1.25ms发送一次就可以了。
参数:功率控制步长、动态范围。
内环功率控制、外环功率控制。内环功率控制的目的是保持移动台尽可能地接近它的预定的信号强度或比信噪比的标准值;而外环功率控制为一给定的移动台调整基站预定信号强度或信噪比的标准值,简称标称功率。

正向功控(基站)--抗干扰
调整基站向移动台发射的功率,使任一移动台无论处于蜂窝小区中的任何位置上,收到基站发来的信号电平都恰好达到信干比所要求的门限值。
集中式功率控制。
避免向距离近的移动台发射过大的信号功率,防止误码率增大或通信质量下降的现象。
实际的时变多径衰落中是必要的。作用远不如反向功控。

正反向功控的区别:
(1)正向:一点对多点,集中式功率控制。反向:多点对一点,分布式功率控制;
(2)正向使用共同的导频信号,同步和相关控制容易实现而反向则不同;
(3)正向功率的调整阶距较小,通常为0.5db,调整的动态范围限制在标称功率+6db之内调整的速率低于反向功率的速率,逢每个声码器输出帧调整一次,或按15~20ms变更一次。

正向:
开环(基站估算出正向链路的传输损耗,并调节个业务信道的起始功率)。
闭环(基站与移动台结合进行动态功率控制,即由移动台检测基站发来信号的强度,并不断与干扰电平的比值。小于门限值基站发出增加功率的请求。基站收到调整功率的请求后,按2.5db的调整阶距改变相应的发射功率。最大的调整范围为+6db。)

总之,功率控制是CDMA蜂窝移动通信系统提高通信质量、增大系统容量的关键技术,也是实现这种通信系统的主要技术之一。
 

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