03WCDMA网规高培－WCDMA功率控制.pdf

该【03WCDMA网规高培－WCDMA功率控制 】是由【gorynich】上传分享，文档一共【58】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【03WCDMA网规高培－WCDMA功率控制 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:.
WCDMA网络规划培训WCDMA网络规划培训
功控专题:.
课程内容课程内容
第一章功率控制概述
第二章功率控制介绍

2006-5-12:.
远近效应远近效应
•CDMA是一个自干扰系统,如果没有功控机制容易导致“远
近效应”
信号被离基站
一个UE
近的UE的信号
就能阻
“淹没”,无
塞整个
法通信
小区
2006-5-13:.
引入功控后的发射功率接收功率关系引入功控后的发射功率接收功率关系
2006-5-14:.
功控的好处功控的好处
•功率控制的好处:
‹克服“远近效应”
‹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
‹总之——
CDMA系统中功率控制的目标就是在保证用户通
信质量的条件下,使用户的发射功率尽量小。
2006-5-15:.
功控的分类功控的分类
•分类:
‹开环功率控制
‹闭环功率控制
„上行内环功率控制
„下行内环功率控制
„上行外环功率控制
„下行外环功率控制
2006-5-16:.
功控在各个信道的适用情况功控在各个信道的适用情况
•Powercontrolworksonspecificchannels.
PhysicalOpenInnerOuterloopNopower
channellooploopcontrol
DPDCHXX
DPCCHXXX
PCCPCHX
SCCPCHX
PRACHX
AICHX
PICHX
2006-5-17:.
课程内容课程内容
第一章功率控制概述
第二章功率控制介绍

2006-5-18:.
第二章功率控制介绍第二章功率控制介绍
••第一节第一节开环功率控制开环功率控制
•第二节内环功率控制
•第三节外环功率控制
2006-5-19:.
开环功率控制开环功率控制
在WCDMA中,开环功控的目的是提供初始发射功率
的粗略估计。它是根据测量结果对路径损耗和干扰水平
进行估计,从而计算初始发射功率的过程。
在上下行的物理信道中,应用到开环功率控制的主
要是PRACH和DPCCH信道。下面对他们分别作一下讨论。
2006-5-110:.
PRACH信道的开环功率控制PRACH信道的开环功率控制
Oneaccessslot
Acq.
Ind.
AICHaccess
slotsRXatUE
τp-a
Pre-Pre-
ambleambleMessagepart
PRACHaccess
slotsTXatUE
τp-pτp-m
上图反映了PRACH的接入过程:在发射初始前导信号后,如果网络侧接
收到preamble信号,将会在下行回AI信号。如果UE接收到AI信号,将开始发
射PRACH的消息部分。如果UE在τp-a时间点没有收到AICH信号,将在一定时间
τp-p后发起下一个preamble。如此反复,直到UE接收到AI信号为止。
2006-5-111:.
PRACH信道的开环功率控制(续)PRACH信道的开环功率控制(续)
对于上行PRACH信道来说,第一个前导信号的发射功率是
由开环功率控制算法来确定。
公式:
Preamble_Initial_Power=PCPICHDLTXpower-CPICH_RSCP+
ULinterference+ConstantValue
(即:发射功率=路径损耗+上行干扰+常量)
2006-5-112:.
PRACH信道的开环功率控制(续)PRACH信道的开环功率控制(续)
其中PCPICHDLTXpower、ULinterference、ConstantValue
的值都是由RNC在系统消息中下发,CPICH_RSCP的值由UE测量得到。
PCPICHDLTXpower和下行覆盖有关,是由网络规划在建网前就已
经确定了的;ULinterference反映的是当前小区的上行干扰,由NodeB
测量得到后上报RNC;ConstantValue实际反映的是前导信号的捕获门
限。因此,从上面的公式中,我们可以看出,ConstantValue的取值需
要仔细分析,它对随机接入的时间、难易度有一定的影响。
2006-5-113:.
PRACH信道的开环功率控制(续)PRACH信道的开环功率控制(续)
2006-5-114:.
PRACH信道的开环功率控制(续)PRACH信道的开环功率控制(续)
不同场景下ConstantValue的取值分析:
ConstantValue的取值需要在前导信号捕获门限仿真的基础
上得到,前导信号的检测可以用虚警概率(Pfa:probabilityof
falsealarm)和捕获概率(Pd:probabilityofdetection)这
两个参数来表示。首先解释Pfa和Pd两个概念:
虚警概率表示在UE没有发射前导信号的情况下系统发生错判
的概率,它可能是背景噪声(其他用户干扰也作为背景噪声)造
成的虚假峰值引起的误判。
捕获概率则表示在UE发射前导信号的情况下系统正确接收的
概率。
2006-5-115:.
PRACH信道的开环功率控制(续)PRACH信道的开环功率控制(续)
按照协议规定,虚警概率必须小于10-3,因此我们需要得到的
是在虚警概率小于10-3的情况下,一定捕获概率()时所对
应的最小捕获门限。
前导信号的捕获门限主要根据仿真和实测数据得到,在外场测试
中,虚警概率的检测已经作为专门的测试项目列入测试用例中。
2006-5-116:.
PRACH信道的开环功率控制(续)PRACH信道的开环功率控制(续)
ConstantValue取值建议:
对于不同时期ConstantValue取值应该是不一样的,下面以建
网初期的取值来进行说明:
建网初期,覆盖受限,可以将ConstantValue的值设置偏大
(-16dB或-15dB),便于网络侧能够及时接收到UE发出的前导信号
,另外,可将powerrampstep参数设置偏大也能够提高网络侧成
功捕获前导信号的概率;
随着网络的发展,用户数目不断增多,此时适当将上面得到的
Constantvalue值降低1dB,并且降低powerrampstep,以减小大
量用户接入时对网络造成的干扰。
2006-5-117:.
上行DPCCH信道的开环功率控制上行DPCCH信道的开环功率控制
上行DPCCH开环功控初始功率的计算公式为:
DPCCH_Initial_power=PCPICHDLTXpower-CPICH_RSCP+UL
interference+DPCCH_SIRtarget
其中,PCPICHDLTXpower是导频信号的发射功率,CPICH_RSCP
是UE测量得到的,ULinterference是NodeB测量得到的上行干扰值,
需要着重分析的是DPCCH_SIRtarget,它实际反映了在一定多径环境
下,DPCCH信道能够正确解码的最低门限要求。
2006-5-118:.
上行DPCCH信道的开环功率控制(续)上行DPCCH信道的开环功率控制(续)
当UE获得下行同步以后,将按DPCCH_Initial_power计算结果发射上
行信号。由于DPCCH_Initial_power计算结果比较粗糙,因此下行将按照一
定的要求产生TPCcommandpattern来控制上行DPCCH功率的抬升。
一旦上行同步建立,将停止上面的TPCcommandpattern,开始闭环
功控过程。
2006-5-119:.
上行DPCCH信道的开环功率控制(续)上行DPCCH信道的开环功率控制(续)
TPCcommandpattern的协议描述:
2006-5-120:.
上行DPCCH信道的开环功率控制(续)上行DPCCH信道的开环功率控制(续)
•——建立的链路是第一条链路,在同步过程中按照TPC
Pattern来发送TPC,发n对(0,1)后发一个1,每四帧重新
按这个规则发;
•——软切换过程中增加的链路不是第一条链路,在同步过程
中,NodeB采用发送全1的TPC命令给UE,同时下行功率保
持不变。
2006-5-121:.
下行DPCCH信道的开环功率控制下行DPCCH信道的开环功率控制
在协议中对下行DPCCH的初始功率计算没有规定,在目前RNC的实现
中,是用下面的公式来表示的:
P=(Ec/Io)Req-CPICH_Ec/Io+PCPICH
其中:(Ec/Io)req是UE正确接收该专用信道所需的Ec/Io,
CPICH_Ec/Io是UE测量到的公共导频信道的Ec/Io,通过RACH报告给UTRAN
,PCPICH是公共导频信道的发射功率。与上行类似,需要仔细规划的其实
就是(Ec/Io)Req的值。
由于下行DPCCH不存在功率提升机制,因此如果初始功率计算不合理
,那么就会导致用户无法建立下行同步,使得连接建立失败,因此,建
议在仿真的结果下,再加一定dB的余量,以保证用户实现同步。
2006-5-122:.
第二章功率控制介绍第二章功率控制介绍
•第一节开环功率控制
••第二节第二节内环功率控制内环功率控制
•第三节外环功率控制
2006-5-123:.
闭环功率控制闭环功率控制
开环功率控制确定物理信道的初始发射功率,但是
比较粗糙。对于WCDMA-FDD系统,由于上下行频段间隔较
大,所以上下行的衰落情况是完全不相关的。因此,开环
功控根据下行信号估计得到的路径损耗和干扰值并不适用
于上行情况(反之亦然),解决这个问题的方法就是引入
闭环功率控制。
2006-5-124:.
上行内环功控上行内环功控
测量接收信号1500Hz
SIR并比较
内环
下发TPC
设置SIRtar
NodeBUE
内环功率控制的目的:每一个UE都有
使基站处接收到的每个一个自己的控
UE信号的bit能量相等制环路
2006-5-125:.
下行内环功控下行内环功控
1500Hz
设置SIRtar
发TPC
内环
测量SIR并比较
NodeB
2006-5-126:.
内环功率控制内环功率控制
在WCDMA中,上行链路和下行链路的内环功率控制都是由接
收方NodeB或UE通过RAKE接收机产生的信号估计DPCH的功率,同时
估计当前频段的干扰,产生SIR估计值,与预先设置的门限相比较。
如果估计值大于门限就发出TPC命令“1”(升高功率);如果小于
门限就发出TPC命令“0”(降低功率)。接收到TPC命令的一方根
据一定的算法决定发射功率的升高或降低。通过内环功率控制,使
得接收SIR收敛于目标SIR。
2006-5-127:.
内环功率控制(续)内环功率控制(续)
3GPP协议中上行DPCCH链路的内环功控可以采取两种算法(PCA1
或PCA2),对于PCA1,上行功控步长取△tpc=1dB或2dB,对于
PCA2,上行功控步长取△tpc=1dB。
在DPCCH上的功控调整幅度为:
△dpcch=△tpc×TPC_cmd。
TPC_cmd为利用不同算法得到的TPC合成命令。
上下行DPDCH的功率根据DPDCH和DPCCH之间的功率偏置来设置。
DPDCH和DPCCH功率的调整幅度相同,他们之间的相对功率偏差是由
高层的信令决定的。
2006-5-128:.
上行DPCCH内环功率控制上行DPCCH内环功率控制
UplinkDPDCH/DPCCH:
Data
DPDCHNbits
data
T=2560chips,N=10*2kbits(k=0..6)
slotdata
PilotTFCIFBITPC
DPCCHNbitsNbits
NpilotbitsNTFCIbitsFBITPC
Tslot=2560chips,10bits
Slot#0Slot#1Slot#iSlot#14
1radioframe:Tf=10ms
2
βc
DPCCH和DPDCH上的功率之比为。2
βd
上行DPCCH的功率控制方式包括两种类型,即非压缩模式下的
功率控制和压缩模式下的功率控制。
2006-5-129:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
上行DPCCH非压缩模式模式下的功率控制:
服务小区应当估计接收到的上行DPCCH信噪比SIR,随后,服务小
区在每一个时隙之内都产生一个TPC指令并且按照如下规则发射:如
果SIR估计值大于SIR目标值就发出TPC命令“0”(降低功率);如果
大于门限就发出TPC命令“1”(增加功率)。UE在一个时隙中会接收
到一个或多个TPC指令,如果在一个时隙中接收到多个TPC指令,UE将
把这多个TPC指令合并成一个TPC_cmd,合并得到TPC_cmd的算法(PCA
算法)有两种,采用哪种算法由网络设置。
2006-5-130:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
在得到TPC指令即TPC_cmd后,UE就可以根据TPC指令用步长
△tpc来调整上行专用物理信道的发射功率。步长△tpc也是由网络设
置的,可以取1dB或2dB。如果TPC_cmd等于1,那么上行DPCCH和上行
DPDCH的发射功率就应该增长△tpc,如果TPC_cmd等于-1,那么上行
DPCCH和上行DPDCH的发射功率就应该减小△tpc,如果TPC_cmd等于0,
那么上行DPCCH和上行DPDCH的发射功率就保持不变。
2006-5-131:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
处理TPC指令的算法1(PCA1):
1)当UE没有处于软切换时,每个时隙收到一个TPC命令
如果TPC=0,则TPC_cmd=-1
如果TPC=1,则TPC_cmd=1
2006-5-132:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
2)当UE处于软切换时
当UE处于软切换状态时,在每个时隙UE将接收到多条下行无线链路上的
TPC命令,UE需进行TPC命令合并处理以形成每一时隙的TPC_cmd。此时分
两步进行:首先对属于同一无线链路集(RLS)的下行链路进行TPC命令
的合并,同一RLS的TPC命令是相同的;然后对所有的RLS的TPC命令进行
合并,设第i个RLS合并后的TPC命令设为Wi,Wi的产生原则为:若该时隙
的TPC命令为0,则Wi=0;若TPC命令为1,则Wi=1。假设UE存在N个RLS,
经过此合并后就形成了N个TPC命令,设为W1、W2…WN。其次对这N条RLS
的TPC指令进行合并。采用如下公式处理:
TPC_cmd=g(W1,W2,…WN)
2006-5-133:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
g函数应该满足这样的要求:如果N个TPC命令是独立且不相关
,等于“0”或“1”的概率相等,那么g函数的输出等于1的概率应该大
于或等于1/(2N);等于-。
有一个Wi为0,TPC_cmd为-1;只有所有的Wi为1,TPC_cmd才为1。这
种情况满足g函数要求。
2006-5-134:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
处理TPC指令的算法2(PCA2):
•1)如果UE没有处于软切换,每个时隙只收到一个TPC命令,UE将以
5个时隙为单位进行功控。将每帧划分成3组(每5个slot一组),在
每组的前4个slot,功率保持不变,在第5个slot,硬判决这5个slot
的TPC命令:
•——如果全部是要求升功率,则TPC_cmd=1,增加1dB;
•——如果全部是要求降功率,则TPC_cmd=-1,降低1dB;
•——否则,TPC_cmd=0,功率保持不变。
TPC命令TPC_cmd
000000000-1
1111100001
2006-5-1else0000035:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
2)当UE处于软切换时,则可以分为两步,第一步是将同属于一个RLS
(RadioLinkSet)的RL的TPC合并(在一个RLS内的所有RL的TPC是一
样的)。这样如果有N个RLS,则每个时隙都会得到TPCi(i=
1,2......N)。每个RLS都采用上文所述的方法,每5个时隙做判决。
这样前四个时隙最终得到的TPC_cmd=0。第五个时隙中,设每个
RLS判决结果为TPC_tempi(i=1,2......N),则前4个时隙,所有的
TPC_tempi=0,第5个时隙的TPC_cmd则通过如下规则获得:对N个
TPC_temp命令进行算术平均,。如果小于-
,则TPC_cmd为-1,否则为0。
2006-5-136:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
TPC指令处理算法1的特点是针对每个时隙进行功控调整,其功
控速度为1500Hz,我们称为快速闭环功控。TPC指令算法2则是每5个时
隙进行调整一次,并且UE将以5个时隙为单位处理接收到的TPC指令,
其中每5个时隙的集合应当和帧边界对齐,每5个时隙的集合之间不重
叠。由于每5个时隙进行一次调整,相对减少了功控的调整步长。其功
控速度为300Hz,我们称为慢速闭环功控。
2006-5-137:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
上行DPCCH压缩模式模式下的功率控制:
在压缩模式中由于中间可能会在几个时隙内停止发送TPC指令,
所以在压缩模式下的功率控制的目的是在经过一段时间间隔后尽可能
快的恢复信噪比SIR,使其接近目标SIR。
在下行压缩模式中,由于在压缩期间没有发下行TPC指令,发射
间隔中就没有应用功率控制,所以上行DPCCH和DPDCH的发射功率在发
射间隔中就保持不变。在上行和下行压缩模式同时发生时,上行
DPCCH和DPDCH的发射在发射间隔就停止了。在每个发射间隔之后,压
缩模式下的功率控制模式有两种可能,采用哪一种由高层信令通知。
2006-5-138:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
压缩模式下的功率控制模式:
2006-5-139:.
上行DPCCH内环功率控制(续)上行DPCCH内环功率控制(续)
1)对于模式0,步长不变,并且在发射间隔后仍然采用通常的发射功
率控制。
2)对于模式1,在每个发射间隔后的一个或多个时隙(称为恢复周期)
中,仍采用通常的功率控制算法,但采用△RP-TPC而不是△TPC,其中
△RP-TPC称为恢复功率控制步长,以dB为单位,△RP-TPC为3dB和2△TPC
两个值中的较小值。
恢复周期之后,就执行以△TPC为步长的通常的功率控制算法。
2006-5-140:.
下行DPCCH内环功率控制下行DPCCH内环功率控制
下行DPCH时隙结构:
——PO1、PO2和PO3分别是DPCCH的TFCI、TPC和PILOT域相对于
DPDCH的功率偏置
——PO1、PO2和PO3由RNC确定
下行功率控制主要是指对DPDCH/DPCCH的功率控制。DPDCH和DPCCH
功率的调整幅度相同。
下行DPCCH的内环功率控制方式包括两种类型,即非压缩模式下的
功率控制和压缩模式下的功率控制。
2006-5-141:.
下行DPCCH内环功率控制下行DPCCH内环功率控制
下行功率控制主要是指对DPDCH/DPCCH的功率控制。DPDCH和DPCCH
功率的调整幅度相同,他们之间的相对功率偏差是由高层的信令决定
的。DPCCH的TFCI,TPC,以及导频域相对于DPDCH功率的偏移分别为
PO1,PO2和PO3dB。
下行DPCCH的内环功率控制方式包括两种类型,即非压缩模式
下的功率控制和压缩模式下的功率控制。
2006-5-142:.
下行DPCCH内环功率控制(续)下行DPCCH内环功率控制(续)
下行DPCCH非压缩模式下的功率控制:
UE不断地估计接收到的下行DPDCH/DPCCH的功率,同时UE还要估计接
收到的干扰,并获得一个SIR估计值,随后,UE比较估计值和目标值产生
TPC指令:如果估计值大于目标值就发出TPC命令0(降低功率);如果小
于目标值就发出TPC命令1(增加功率)。
、1、。
2006-5-143:.
下行DPCCH内环功率控制(续)下行DPCCH内环功率控制(续)
1)当UE未处于软切换时,UE产生的TPC指令将在上行链路的TPC域传送
2)当UE处于软切换时,可以采用2种功控模式,由参数DPC_mode决定:
DPC_MODE=0,UE在每个时隙都传送TPC命令
DPC_MODE=1,UE将相同的TPC命令在三个时隙里重复传送3次
3)当下行链路处于失步状态时,UE不能测量下行SIR,此时,UE发射的
TPC命令为1。
4)作为对接收到的TPC指令的响应,UTRAN调整下行DPCCH/DPDCH的功
率,但是下行DPCCH/DPDCH的发射功率不可以高于Maximun_DL_Power,也
不能低于Minimum_DL_Power。
2006-5-144:.
下行DPCCH内环功率控制(续)下行DPCCH内环功率控制(续)
下行DPCCH压缩模式下的功率控制:
在压缩模式下,UE的操作与正常模式下相同,即产生TPC指
令应当基于接收到的SIR的估计值。
2006-5-145:.
下行功率平衡下行功率平衡
•下行功率平衡(DPB)过程:
SRNC监测各个基站对SRN