WCDMA基础知识-功率控制

WCDMA基础知识－功控控制系统事业部背景概述对于WCDMA移动通信系统来说，上行是干扰受限，下行是功率受限，这就意味着不管是上行还是下行用户的功率水平都应该是够用但也不更好，只有这样才能提供更高的系统容量并保证用户的服务质量。而做到这一点，就需要快速而有效的功率控制手段。内容简介1开环功率控制闭环功率控制下行功率平衡内环功率控制外环功率控制按照功控方式：内容简介2按照业务类型：R99HSDPAHSUPAMBMSIMSR99：开环功率控制开环功率控制的目的对需要建立的物理信道（PRACH、DPCCH和DPDCH的初始发射功率作出估计。开环功控的基本内容上行开环功率控制上行开环分为公共信道和专用信道开环功控下行开环功率控制下行开环分为公共信道和专用信道开环功控控制信道和数据信道的功率偏差R99：上行公共信道开环功率控制PRACH(PCPCH)信道的初始发射功率计算公式：Preamble_Initial_Power=PrimaryCPICHDLTXpower–CPICH_RSCP+ULinterference+ConstantValuePRACH功率控制方式：当UE发出前缀后，在规定的时间未收到NODEB的应答，则UE会在下一个发前缀的时刻把前缀的发射功率在前一个前缀功率的基础上再增加一个调整步长Power_Step当UE发出前缀后，在规定的时间收到NODEB正的应答，对于PRACH,则UE在原有功率的基础上增加消息部分与前缀部分的功率偏差发送消息。m-pPStepRampPowerernitial_PowPreamble_IwerPRACH_C_PoR99：上行专用信道的开环功率控制对于RNC来说，需要确定UE上行DPCCH的初始发射功率偏差，计算公式如下：然后UE根据RNC提供的DPCCHpoweroffset，根据下述公式计算得到真正使用的DPCCH初始发射功率：PowerCPICHPdBPGdBmINdBNEOffsetPowerDPCCHTTb__)())(()(/__0其中（NT+IT）是RNC接收的总干扰功率；PG是处理增益。DPCCH_Initial_power=DPCCH_Power_offset-CPICH_RSCPR99：上行控制信道和数据信道的功率偏差上行专用信道分为控制信道和数据信道，这两个信道的功率偏差分别用功率增益因子和来表示，其作用如下图所示：控制信道和数据信道之间的功率关系可用下述公式描述：jccccddScodeI+jQDPCCHDPDCHQIS2)(dcDPDCHDPCCHPPcdR99：下行公共信道开环功率控制下行公共信道发射功率的确定包括以下几类：对于公共信道而言,发射功率都是在信道建立时配置，并可以通过重配置消息对发射功率进行重配pcpichpower,scpichpower,pschpower,sccpchpower(fachpower/pchpower),pccpchpower(BCHpower),pichpower,AP_AICHpower,CSICHpower,CD/CA_ICHpower，PDSCHR99：下行专用信道的开环功率控制基本原理：在于利用UE所测得的P-CPICH的信号质量来确定路损，同时需要考虑业务的QoS、数据速率、品质因素Eb/N0、下行链路的实时总发射功率、其他小区对本小区的干扰等因素，从而对下行链路专用信道的初始发射功率作出估计。发射功率估算公式1：基于实际路损法发射功率估算公式1：基于CPICHEc/N0法R99：下行公共信道开环功率控制（sccpch）SCCPCH的发射功率控制方式：SCCPCH信道建立时是按照FACH、PCH传输信道分别配置的，且对FACH只是配置最大的发射功率（maxFachpower）；当SCCPCH发送数据时，在每个FP帧中RNC都会给NodeB带powerlevel的值；NodeB将取当前有数据的传输信道的最大发射功率进行发送。R99：下行专用信道控制域和数据域的功率偏差下行专用物理信道控制域和数据域是时分复用的，控制域和数据域之间的功率偏差分别用PO1,PO2,PO3来表示：PO1是TFCI域功率偏差，PO2是TPC域功率偏差，PO3是pilot域功率偏差下行专用物理信道的帧格式如下所示：Oneradioframe,Tf=10msTPCNTPCbitsSlot#0Slot#1Slot#iSlot#14Tslot=2560chips,10*2kbits(k=0..7)Data2Ndata2bitsDPDCHTFCINTFCIbitsPilotNpilotbitsData1Ndata1bitsDPDCHDPCCHDPCCHR99：内环功率控制基本原理：基本内容：上行内环功率控制下行内环功率控制接收方根据接收到信号的信干比与信干比目标值比较，然后向发送方返回一个TPC命令，发送方根据接收到的TPC命令，通过高层给定的内环功率控制算法得出是增加发射功率还是减小发射功率，调整的幅度＝TPC_cmd×TPC_STEP_SIZE。R99：上行内环功率控制上行内环功率控制是NodeB根据接收到的DPCCH的信干比与目标信干比比较来调整UE的发射功率上行内环功率控制有两种方式：算法1和算法2算法1是每个时隙进行内环功控，频率1500Hz。算法2是每隔5个时隙做一次内环功控；TPC命令在DPCCH上携带：PilotNpilotbitsTPCNTPCbitsDPCCHFBINFBIbitsTFCINTFCIbitsR99：上行内环功控算法1的流程图有多个TPC吗？开始合并同一无限链路集中的TPC对不同链路集中的每个TPC作软判决得到符号WiTPC_cmd=r(W1,W2,...,Wn）TPC_cmd=1TPC_cmd=-1TPC=0?YesNoYesNo判决规则：假如所有无线链路集的TPC都为1，则r=1;假如从任何无线链路集来的TPC有一个为0，则r=-1R99：上行内环功控算法2的流程图有多个TPC吗？开始合并同一无限链路集中的TPC，得到N个TPC令前4个时隙的TPC_cmd=0在第五个时隙对这N组TPC作判决，得到N个暂时的TPC_tempi,判决规则同单一TPC的情况TPC_cmd=1TPC_cmd=-1YesNo令前4个时隙的TPC_cmd=0在第5个时隙时对这五个时隙进行硬判决5个时隙的TPC都为15个时隙的TPC都为-1其它TPC_cmd=0对这N个TPC_tempi作软判决：TPC_cmd=r(TPC_temp1,TPC_temp2,...TPC_tempN)判决规则：若，则TPC_cmd=1；若所有的为-1，则TPC_cmd=-1；其他情况，TPC_cmd=0。5.0_11NiitempTPCNR99：下行内环功率控制下行内环功率控制是UE根据接收到的DPCH的信干比与目标信干比比较来调整NodeB的发射功率下行内环功率控制有两种方式：模式1和模式2模式1是每个时隙进行内环功控，频率1500Hz。模式2是每3个时隙做一次内环功控；TPC命令在DPCH上携带：TPCNTPCbitsData2Ndata2bitsDPDCHTFCINTFCIbitsPilotNpilotbitsData1Ndata1bitsDPDCHDPCCHDPCCHR99：下行内环功率控制的方式下行闭环功控时，当nodeb估计出第k个TPC命令之后，UTRAN按下式将当前的下行功率P(k-1)调整为新的发射功率P(k)：P(k)=P(k-1)+PTPC(k)+Pbal(k)其中PTPC(k)表示内环功率控制过程中的第k个功率调整量，Pbal(k)表示为了平衡无线链路的功率向一个共同的参考功率靠拢，根据下行功率控制过程得到的一个修正值。R99：下行内环功率控制受限方式下行内环功控设置了功率调整受限模式和不受限模式：如果功率调整量不受限：如果功率调整量受限：0)(TPCifΔ1)(TPCifΔ)(PestTPCestTPCTPCkkk0)(TPCife_LimitPower_Rais)(and1)(TPCife_LimitPower_Rais)(and1)(TPCif0)(estestestkkkkkkPTPCsumTPCsumTPCTPCTPC1indow_Sizeveraging_WDL_Power_A)()(kkiTPCsumiPk其中：0.5,1,1.5.2dBR99：外环功率控制基本原理：内环功率控制的目的是控制单链路的SIR逼近SIRTarget，外环功率控制是内环功率控制的辅助，基本原理是接收方根据实际数据的接收质量慢速调整SIRTarget，以使业务质量不因无线环境的变化而受影响，保持相对恒定的通信质量。R99：外环功率控制外环功率控制图形描述可以用作衡量业务质量的指标有：接收到的质量是否优于所需质量减少SIR目标值Y增大SIR目标值N–传输信道误块率（BLER）–CRCI指示–物理信道误码率（BER）R99：闭环功率控制总体图NodeBRNC外环功控：根据传输信道质量调整SIRtargetUE接收的DPCCH，测量得到SIR收TPC根据接收的DPCCH的信干比判决，并反馈TPC命令比较SIR与SIRtarget接收传输信道信息判决，调整发射功率R99：下行功率平衡目的：当UE处于宏分集状态，同时拥有多条无线链路。但由于UE发射的TPC（传输功率控制）命令可能在空中发生差错，因此有的下行无线链路可能增加功率，而别的下行链路同时可能减少功率，这就造成了功率漂移；下行功率平衡机制就是用来克服这种功率漂移原理：不断地将各条无线链路的功率向一个相同的参考功率进行修正。平衡作用体现在下行内环功率控制公式中：P(k)=P(k-1)+PTPC(k)+Pbal(k)R99：下行功率平衡))(1(initCPICHPrefbalPPPrP下行功率平衡可以使多条下行链路物理信道发射功率相对于各小区P-CPICH发射功率的偏差可以收敛为一致u功率平衡公式累加是以帧为单位在高层给定的调整周期上进行的，Pref是参考功率，它的值等于DLReferencePower；PP-CPICH是主CPICH的发射功率，Pinit是前一个调整周期的最后一个时隙的码功率，如果前一个周期的最后一个时隙正好落在传输间隔（压缩模式下）内，则Pinit等于传输间隔之前的那个时隙的码功率；r是调整系数，介于0~1之间下行功控平衡的时隙定位:在CFNmodulo(AdjustmentPeriod)=0的帧的第一个时隙开始功控，以每个调整周期重复。当CFN＝0时，则从此帧的第一个时隙重新开始。R99HSDPAHSUPAMBMSIMSHSDPA功率控制RNC分配HSDPA功率方法的两种方式：1、RNC分配HSDPA的总功率，并通过PHYSICALSHAREDCHANNELRECONFIGURATIONREQUEST消息通知NodeB；2、RNC不分配HSDPA的总功率给NodeB，而是由NodeB实时的把DPCH所剩下的功率资源分配到HS-PDSCH+HS-SCCH上。HSDPA功率控制基于上述描述，HSDPA总功率的分配方法的三种方法：1、RNC固定分配方法：2、RNC动态分配方法3、NodeB动态使用方法HSDPA功率控制三种方法的比较：RNC静态配置方法可以用于产品的初期，小区用户不是很多的情况下，系统容易稳定；RNC动态配置方法是产品商用的基础，但由于涉及到前台的动态调整，要保证动态调整是否能够是的系统容量的最大化，需要通过仿真或者测试决定；NodeB动态使用方法，是最好的方法，应该是使系统容量最大化的最好方法。HSDPA功率控制HSDPAPowerAllocationFrameSelectionofHSDPAPowerAllocationmeansinOMCFixedallocationinRNCDynamica