WCDMA关键技术培训之(功率控制)

WCDMA关键技术培训之一———功率控制系统部柯雅珠公共数据区．系统资源资源状况：RNC/NodeB软硬件资源，码资源等；．NodeB/UE上报的公共测量和专用测量报告；．后台预配参数，自定义参数，小区所承载的业务情况，相邻小区负荷情况等数据；．其它相关参数接纳控制模块上行接纳控制下行接纳控制负荷控制模块上行负荷控制下行负荷控制系统级AMR等单链路级切换控制模块频内软切换频间硬切换模式之间系统间码资源规划模块下行信道化码下行共享信道信道化码上行扰码功率控制模块下行开环功率控制上行外环功率控制下行功率平衡上下行闭环功控参数的动态配置分组接入规划模块上行分组接入规划下行分组接入规划无线资源管理RNC系统无线资源管理动态无线承载控制监测、测试模块背景概述功率控制是WCDMA移动通信系统的基础，WCDMA系统上行链路是干扰受限的，其它所有用户UserEquipment（UE）的发射功率对本移动台来说都是干扰，因为移动台在小区中是随机分布的，有的移动台离基站比较远，有的移动台离基站比较近，而如果对所有的移动台都采用相同的发射功率，则在基站接收到的远距离的移动台信干比就非常小，造成的误码就非常大，这样就形成了远近效应；另一方面，移动通信的无线信道有一个宽带动态频段，这些特性和移动用户的性质有关，并且通常受到无线链路的多普勒（Doppler）衰落效应和瑞利（Rayleigh）衰落的影响。在这样的情况下，就需要一个快速而准确的功率控制，以保证用户的服务质量(QualityofService-Qos)功率控制目的:WCDMA系统的功率控制开环功率控制闭环功率控制外环功率控制下行功率平衡主要是对新请求业务的初始发射功率作出估计。下行链路的开环功控的原理在于利用UE所测得的P-CPICH的信号质量来对下行链路信道的初始发射功率作出估计，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。开环功率控制u开环功率控制目的上行开环功率控制u公共信道开环功控（PRACH和PCPCH）Preamble_Initial_Power=PrimaryCPICHDLTXpower–CPICH_RSCP+ULinterference+ConstantValue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。对于PCPCH，则UE会以与最后一个前缀相同的发射功率发送冲突检测前缀，若收到NODEB相匹配的冲突检测签名，则UE在冲突监测前缀发射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上行开环功率控制u专用信道开环功控（DPCH）PowerCPICHPdBPGLdBmINdBNEOffsetPowerDPCCHTTTb__)())(()(/__0对于RNC来说，只需确定上行DPCCH的初始发射功率（相对于P_CPICH的功率偏差）即可：DPDCH与DPCCH之间的发射功率关系：2)(dcDPDCHDPCCHPP上行开环功率控制u控制信道与数据信道的增益因子的确定（DPCH、PRACH、PCPCH）phyDPDCHDPCCHcdiMPGPGAreqDPCCHbreqDPDCHbNENE,0,0)/()(单一业务如果Ai1,那么，是满足条件：1/Ai对应的最大量化值，注意：如果计算得到的＝0，则令＝1/15.如果Ai=1,那么是满足条件：Aj，对应的最小量化值，而。0.1dcccdd0.1c混合业务refjjrefrefcrefdjKKLLA,,对于混合业务而言，可以采用参考增益因子Bcref,Bdref计算得到：iiirefNRMKiiijNRMKNi是速率匹配之前从传输信道i映射到一个无线帧中的比特数如果Ai1,那么，是满足条件：1/Ai对应的最大量化值，注意：如果计算得到的＝0，则令＝1/15.如果Ai=1,那么是满足条件：Aj，对应的最小量化值，而。0.1dcccdd0.1c由于在实际的通信过程中TFC会改变，因此增益因子也需重新根据上式进行计算；参考TFC一般采用满速率传输时的增益因子。下行开环功率控制u公用信道开环功控名称去向参考取值描述PrimaryCPICHPowerNodeB(-10,50)dBm粒度0.1dB小区P_CPICH的发射功率(绝对值)SecondaryCPICHPowerNodeB（－35，15）dB小区S_CPICH的发射功率（相对于P_CPICH的发射功率值））PrimarySCHPowerNodeB（－35，15）dBstep0.1dB小区P_SCH的发射功率（相对于P_CPICH的发射功率值））SecondarySCHPowerNodeB（－35，15）dB小区S_SCH的发射功率（相对于P_CPICH的发射功率值））BCHPowerNodeB（－35，15）dB小区P_CCPCH的发射功率（相对于P_CPICH的发射功率值））u公用信道开环功控PCHPowerNodeB（－35，15）dB小区S_CCPCH的发射功率（相对于P_CPICH的发射功率值））PICHPowerNodeB(-10,5)dB小区PICH的发射功率（相对于P_CPICH的发射功率值））AP_AICHPowerNodeBint(-22,5)dBAP_AICH与主CPICH的功率偏差CSICHPowerNodeBint(-22,5)dBCSICH与主CPICH的功率偏差CD/CA_ICHPowerNodeBInt(-22,5)dBCD/CA_ICH与主CPICH的功率偏差u公用信道开环功控SCCPCH_PO1NodeBStep0.25dB,range0--6dBS_CCPCH的TFCI域与S_CCPCH的功率偏差SCCPCH_PO3NodeBStep0.25dB,range0--6dBS_CCPCH的PILOT域与S_CCPCH的功率偏差CPCH_PO2NodeBStep0.25dB,range0--6dB与PCPCH相随路DPCCH的TPC域与DPDCH的功率偏差CPCH_PO3NodeBStep0.25dB,range0--6dB与PCPCH相随路DPCCH的PILOT域与DPDCH的功率偏差MAXFACHPowerNodeB（－35，15）dB小区S_CCPCH的发射功率（相对于P_CPICH的发射功率值））下行链路的开环功控的原理在于利用UE所测得的P-CPICH的信号质量来对下行链路信道的初始发射功率作出估计，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。u下行专用信道开环功控dBerreqdBreqdBdBmTOldTotalerTdBTTPGENoEbNoEbPGLPENLP]/)()/(1[)/(]/)([int)(_int)(UE上报的P-CPICH的测量结果下行物理信道所承载的业务及相关参数；下行链路的实时总发射功率；其它小区对本小区的干扰下行链路开环功率控制算法下行链路物理信道的初始发射功率u下行专用信道开环功控流程u下行专用信道控制域的功率偏差bDATAbsTFCIbphyRNERNEMP)/()/(0100单一业务混合业务refsjsrefjjrefiTFCIrefTFCIrefjRRLLKKNNPOPO,,,,11上述计算的都是满速率传输时的功率偏差，基于下行链路的速率匹配特性，对于非满速率传输所需要的功率偏差与满速率时的相同iiirefNRMKiiijNRMKNi是速率匹配之前从传输信道i映射到一个无线帧中的比特数u专用信道TPC域功率偏差的调整闭环功率控制是WCDMA通信系统的基础，此域是否能被UE正确接收保证闭环功控的有效进行是非常重要的，因此协议中采用了实时的调整TPC域的功率偏差的机制来保证调整条件1、当一个用户下行又接入了一个新业务时或者删除一个业务时，需要改变PO2功率偏差的值2、由于环境的影响调整PO2：当外环功控模块监测到上行SIRtarget已经到达MaxSIRtarget,但此时BLER仍然未满足BLERtarget闭环功率控制接收方根据接收到信号的信干比与控制信道的信干比目标值比较，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，通过高层给定的闭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。u闭环功率控制基本原理u上行闭环功率控制有多个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算法1的判决流程（每个时隙）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=-1算法2的判决流程（5个时隙）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，则TPC_cmd=-1其他情况，则TPC_cmd=05.0_11NiitempTPCN5.0_11NiitempTPCN得到TPCTPC=1?DownCounter=0UpCounter++UpCounter=3?UpCounter=0DownCounter++DownCounter=3?YesNoYesNoYesNo读取TPCTPC_DL_Step=1dBTPC_DL_Step=2dBTPC_DL_Step=2dBTPC_DL_Step=1dB算法1的自适应调整步长方法u下行闭环功率控制0)(TPCifΔ1)(TPCifΔ)(PestTPCestTPCTPCkkkLimitedPowerIncreaseUsedparameteris'Notused‘：下行闭环功控时，当估计出第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。LimitedPowerIncreaseUsedparameteris'used‘：0)(TPCife_LimitPower_Rais)(and1)(TPCife_LimitPower_Rais)(and1)(TPCif0)(estestestkkkkkkPTPCsumTPCsumTPCTPCTPC1indow_Sizeveraging_WDL_Power_A)()(kkiTPCsumiPku下行闭环功率控制DPC_MODE=0NODEB每个时隙评估是否增加或减小发射功率