CDMA课堂之功率控制
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CDMA系统中的功率控制技术及过程分析在第三代移动通信技术中,最具代表性的方案有北美的CDMA2000、欧洲与日本的WCDMA及我国的TD-SCDMA。
其中CDMA2000是在IS95(带宽为1.23 MHz 的2G CDMA)基础上直接演进而来;WCDMA又称宽带CDMA,其带宽为5 MHz或更高;TD-SCDMA又称时分同步CDMA,其同步主要指所有终端用户上行链路的信号在到达基站接收端的解调器时完全同步。
以上三大标准均以CDMA为基础技术。
相比于带宽受限的FDMA和TDMA系统,CDMA系统能够提供足够大的系统容量,其主要受限制于系统所受干扰,降低干扰可以直接增加系统的通信容量。
由于对CDMA系统采用同时同频载波,控制各移动台的功率就是实现最大容量的关键,可以通过功率控制技术将移动台之间的干扰减到最小,实现信道的最大容量。
功率控制存在着两面性:从功耗、干扰及电磁辐射方面考虑,其发射功率越小,手机的耗电量就越小,待机及通话时间越长,对同系统其他手机的干扰就越小,同时扩大了小区容量。
此外手机发射功率越小,对其他无线设备干扰越小,对人体的辐射也就更小。
另一方面,为了能保证通信质量又希望手机发射功率大些,如手机在小区的远端时,为了保证手机信号经过长距离传输到达基站后,信号仍能被正确解调,需要发射功率要足够大,以克服信号经过长距离传输的衰减;手机在被建筑物或其他遮挡的无线阴影区内,其发射功率也要足够大,以克服手机信号经过多次的反射、折射及长距离传输的衰减;在干扰(邻信道干扰、同信道干扰、阻塞等)比较大的情况下,发射功率也要足够大以克服噪声的干扰。
所以统一表述为:手机必须有足够的发射功率以保证通信,在保证通信质量的前提下,其发射功率越小越好。
1 功率控制技术及分类在目前使用的移动通信系统中,PHS(Personal Handyphone System)以其低廉的建设成本、简单的协议标准等优势兴起一时。
华为-cdma功率控制详解摘要:CDMA系统是一个干扰受限的系统,干扰的大小直接关系到网络的容量和网络的覆盖,也会影响到系统的质量。
而在一个CDMA网络中,其主要干扰来源于系统中其他用户或基站的发射功率。
因此,控制网络中手机与基站的发射功率就可以控制干扰,以便使网络容量,网络覆盖和系统质量达到预期效果。
当考虑网络规划时,功控参数的设置非常重要。
本文通过介绍CDMA网络功率控制原理,向大家阐述常用功控参数配置的原则。
1、功控原理介绍1.1 反向功率控制原理反向功控的作用对象是移动台,其首要目标就是调整移动台的发射功率来保证BTS接收机所收到的信号至少达到最小Eb/Nt需求值。
反向功控过程包括开环功控和闭环功控两个阶段,开环、闭环各自开始起作用的时间点如(图1)所示:(图1)反向开环闭环起作用的起点1.1.1 反向开环功率控制开环功控是指手机根据接收的信号大小来决定发射功率应该是多少,它根据前向接收功率来估计反向发射功率,而由于前反向链路的无线传播环境不完全一样,所以这种估计是不准确的。
在手机刚接入时,只有开环功控起作用,信道指配完成后,闭环功控开始起作用。
闭环功控在开环估计的基础上,对手机的发射功率迅速作出调整,使得手机在整个通话过程中,满足FER要求的同时,以最小的发射功率发射。
从而,使得对其他用户的干扰最小。
对于不同的信道,开环功控的计算方法是不一样的:A、在接入信道上发射时,每一个接入试探的发射功率的计算方法:平均输出功率(dBm) = -平均输入功率(dBm)+偏移功率+干扰校正因子+NOM_PWRs - 16×NOM_PWR_EXTs+INIT_PWRs+PWR_LVL×PWR_STEPs (式1)在(式1)中,平均输入功率为手机在工作频段内接收到的总功率,这个功率不仅包括本基站的功率,也包括其他基站的,并且落在本基站这个1.23M频段的信号。
偏移功率与扩谱速率SR,频段,信道类型等相关,对于现在的800M的CDMA2000 1X来说,用的是频段0,前反向扩展速率为SR1,所以接入信道的偏移功率为-73(这是一个常数,没有单位)。
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。