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1、,课程目录,模块一 3G基础模块 模块二 CDMA技术基础模块 模块三 WCDMA移动通信技术模块 模块四 TD-SCDMA移动通信技术模块 模块五 CDMA2000移动通信技术模块 模块六 WiMAX技术模块,任务1 WCDMA系统概述,任务2 WCDMA无线网络,任务3 WCDMA核心网络,任务4 WCDMA空中接口,任务5 WCDMA物理层,模块三 WCDMA移动通信技术模块,任务6 WCDMA无线资源管理,任务7 WCDMA系统的关键技术,4,问题引入,WCDMA系统是一个自干扰的系统，无线资源管理（RRM）的过程就是一个控制自己系统内的干扰的过程。那么无线资源管理包含哪些具体内容？
2、如何进行功率控制？ 切换的策略又如何呢？,前 言,WCDMA系统是一个自干扰的系统，无线资源管理（RRM）的过程就是一个控制自己系统内的干扰的过程。功率是最终的无线资源，最有效地使用无线资源的唯一手段就是严格控制功率的使用。,6,1、无线资源管理概述 2、信道配置 3、功率控制 4、切换策略 5、负载控制,1 无线资源管理概述,RRM的目的：保证CN所请求的QoS；增强系统的覆盖；提高系统的容量。 为了保证CN所请求的QoS，需要将QoS映射成接入层的一些特性，从而利用接入层的资源为本条连接服务-信道配置。 在保证CN所请求的QoS的前提下，使用户的发射功率最小，从而减少该UE对于整个系统的干
3、扰，提高系统的容量和覆盖-功率控制。,1 无线资源管理概述,需要确保UE移动到其他小区（系统）后，能够继续得到服务，以保证QoS-切换控制。 接入一定数量的UE后，需要确保整个系统的负载保持在稳定的水平，以保证系统中每条连接的QoS -负载控制。,9,1、无线资源管理概述 2、信道配置 3、功率控制 4、切换策略 5、负载控制,1）基本信道配置,基本信道配置就是根据CN所请求RAB的QoS特性，将其映射成接入层各层的相应参数和配置模式。 CN请求的QoS 包括：Traffic Classes、速率要求和质量要求（BLER）。,2）动态信道配置,DCCC（Dynamic Channel Conf
4、iguration Control）动态信道配置。DCCC针对的对象是 Best Effort（BE）业务。DCCC的目的是：最大限度的满足用户对带宽的需求；实现空中接口资源的最有效利用；满足用户变动的数据传输速率需求；节省下行信道码（OVSF码）资源。动态信道分配的效果如图3-31所示。,2）动态信道配置,图3-31 动态信道分配的效果,13,1、无线资源管理概述 2、信道配置 3、功率控制 4、切换策略 5、负载控制,3 功率控制,在WCDMA系统中，功率是重要的无线资源之一，功率管理是无线资源管理中非常重要的一个环节。 从保证无线链路可靠性的角度考虑，提高基站和终端的发射功率能够改善用户
5、的服务质量；而从自干扰的角度考虑，由于WCDMA采用了宽带扩频技术，所有用户共享相同的频谱，每个用户的信号能量被分配在整个频带范围内，而各用户的扩频码之间的正交性是非理想的，这样一来，某个用户对其他用户来说就成为宽带噪声，发射功率的提高会导致其他用户通信质量的降低。,3 功率控制,因此，在WCDMA系统中功率的使用是矛盾的，发射功率的大小将直接影响到系统的总容量。 此外，在WCDMA系统中还受到远近效应、角效应和路径损耗的影响。上行链路中，由于各移动台与基站的距离不同，基站接收到较近移动台的信号衰减较小，接收到较远移动台的信号衰减较大，如果不采用功率控制，将导致强信号掩盖弱信号，这种远近效应使
6、得部分用户无法正常通信。,3 功率控制,在下行链路中，当移动台处于相邻小区的交界处时，收到所属基站的有用信号很小，同时还会受到相邻小区基站的干扰,这就是角效应。无线电波在传播中经常会受到阴影效应的影响，移动台在小区内的位置是随机的，且经常移动，所以路径损耗会快速大幅度地变化，必须实时调整发射功率，才能保证所有用户的通信质量。,3 功率控制,功率控制通过对基站和移动台发射功率的限制和优化，使得所有用户终端的信号到达接收机时具有相同的功率，可以克服远近效应和角效应，补偿衰落，提高系统容量。 因此，功率控制是WCDMA系统中无线资源管理最重要的任务。,1）开环功控和闭环功控,按照形成环路的方式，功率
7、控制可以分为开环功率控制和闭环功率控制。 开环功控是指移动台和基站间不需要交互信息而根据接收信号的好坏减少或增加功率的方法，一般用于在建立初始连接时，进行比较粗略的功率控制，开环功控目标值的调整速度典型值为10100 Hz。开环功控是建立在上下行链路具有一致的信道衰落的基础之上的，然而WCDMA系统是频分双工(FDD)的，上下行链路占用的频带相差190 MHz，远远大于信道的相关带宽，,因此上下行链路的衰落情况是不相关的。,1）开环功控和闭环功控,所以，开环功控的控制精度受到信道不对称的影响，只能起粗控的作用。 前向链路的开环功控是在对终端上行链路的测量报告的基础上设定下行链路信道的初始功率。
8、反向链路的开环功控主要应用于终端，但需要知道小区广播的一些控制参数和终端接收到主公共导频信道(P-CPICH)的功率。开环功控如图3-32所示。,1）开环功控和闭环功控,闭环功控是指移动台和基站之间需要交互信息而采用的功率控制方法。前向闭环功控中，基站根据移动台的请求及网络状况决定增加或减少功率；反向闭环功控中，移动台根据基站的功率控制指令增加或减少功率。闭环功控的主要优点是控制精度高，也是实际系统中常采用的精控手段，其缺点是从控制命令的发出到改变功率，存在着时延，当时延上升时，功控性能将严重下降，同时还存在稳态误差大、占用系统资源等缺点。为了发挥闭环功控的优点，克服它的缺点，可以采用自适应功
9、控、自适应模糊功控等各种改进性措施和实现算法。,1）开环功控和闭环功控,图3-32 开环功控,2）内环功控和外环功控,按照功率控制的目的，功率控制可以分为内环功控和外环功控。 外环功控的目的是保证通信质量在一定的标准上，而此标准的提出是为了给内环功率控制提供足够高的信噪比要求。上行外环功控如图3-33所示。具体实现过程是根据统计接收数据的误块率(BLER)，为内环功控提供目标SIR，而目标SIR是同业务的数据速率相关联的。外环功控的速度比较缓慢，因此外环功控又称为慢速功控，一般是每10100 ms调整一次。,2）内环功控和外环功控,图3-33 上行外环功控,2）内环功控和外环功控,内环功控用来
10、补偿由于多径效应引起的衰落，使接收到的SIR值达到由外环功控提供的目标SIR值，同外环功控相比，内环功控的速度一般较快，WCDMA系统为1500 Hz，因此内环功控又称为快速功控。 上行内环功控如图3-34所示。下行闭环功控如图3-35所示。,2）内环功控和外环功控,图3-34 上行内环功控,2）内环功控和外环功控,图3-35 下行闭环功控,3）集中式功控和分布式功控,按照实现功率控制的方式，功率控制可以分为集中式功控和分布式功控。前向功控一般都是集中式功控，反向功控是分布式功控。 集中式功控根据接收到的信号功率和链路预算来调整发射端的功率，以使接收端的SIR基本相等，其最大的难点是要求系统在
11、每一时刻获得一个归一化的链路增益矩阵，这在用户较多的小区内是较难实现的。,3）集中式功控和分布式功控,分布式功控首先是在窄带蜂窝系统中提出来的，它通过迭代的方式近似地实现最佳功控，而在迭代的过程中只需各个链路的SIR即可。即使对SIR的估计有误差，分布式平衡算法仍是一种有效的算法。对于WCDMA系统，当不考虑SIR估计误差时，分布算法非常有效。但是当SIR估计存在误差时，分布式SIR平衡算法有可能不再收敛于一个平衡SIR，随SIR误差的增加,系统的性能很快下降。,29,1、无线资源管理概述 2、信道配置 3、功率控制 4、切换策略 5、负载控制,4 切换策略,为保证QoS，需要确保UE移动到其
12、他小区（系统）后，能够继续得到服务，这就是无线资源管理中重要的任务，即切换控制。 WCDMA系统的切换控制技术包括：软切换、更软切换、频率间的硬切换。,1）硬切换,硬切换的特点：先中断源小区的链路，后建立目标小区的链路；通话会产生“缝隙”；非CDMA系统都只能进行硬切换。硬切换过程如图3-36所示。 硬切换在3G系统中的应用。频内硬切换：码树重整；频间硬切换：网络规划的原因，在特定的区域需要频间负载的平衡；系统间切换：2G-3G的平滑演进，3G初期的覆盖范围有限。,1）硬切换,图3-36 硬切换过程,2）软切换,软切换特点：CDMA系统所特有，只能发生在同频小区间；先建立目标小区的链路，后中断
13、原小区的链路；可以避免通话的“缝隙”；软切换增益可以有效的增加系统的容量；软切换会比硬切换占用更多的系统资源。软切换过程如图3-37所示。,2）软切换,图3-37 软切换过程,3）更软切换,对于软切换，多条支路的合并，下行进行最大比合并（RAKE合并），上行进行选择合并。当进行软切换的两个小区属于同一个NodeB时，上行的合并可以进行最大比合并，此时，成为更软切换。由于最大比合并可以比选择合并获得更大的增益，在切换的方案中，更软切换优先。,4）WCDMA软切换算法,WCDMA软切换算法如图3-38所示。,4）WCDMA软切换算法,总之，需要根据不同的业务QoS来选择切换的类型。软切换可以提供比
14、较好的业务质量；软切换占用更多的系统资源；不同的激活集大小、不同的软切换区大小在QoS保证和系统资源占用上各不相同；硬切换产生通话“缝隙”；硬切换占用系统资源少。需要综合考虑业务的QoS要求和切换对于系统资源的占用，在系统资源占用和QoS保证上实现折衷。,38,1、无线资源管理概述 2、信道配置 3、功率控制 4、切换策略 5、负载控制,5 负载控制,负载控制技术分类：准入控制（Call Admission Control)、小区间负载的平衡、数据调度（Packet Scheduling）和拥塞控制（Congestion control）。 1） 准入控制 准入控制涉及：负载监测和衡量、负载预
15、测、不同业务的准入策略和不同呼叫类型的准入策略。并且，上下行分别进行准入控制。,5 负载控制,2） 负载平衡 小区间负载的平衡，同频小区间负载的平衡，如小区呼吸；异频小区间负载的平衡，异频负载平衡；潜在用户控制。潜在用户控制使那些处于Idle模式和Connected模式下但非Cell-DCH状态的UE预先停留到负载较轻的载频或者小区上，从而进入Cell-DCH状态后，可以有效的避免负载的不均衡,5 负载控制,3）数据调度 为了提高小区资源的利用率，必须引入Packet Scheduling技术；小区内的速率不可控业务负载大时，降低BE业务的吞吐率，以控制小区的整体负载在一个稳定的水平；小区速率不可控业务负载小时，增加BE业务的吞吐率，以提高系统资源的利用率。,5 负载控制,4) 拥塞控制 为了最大限度的利用系统的资源，仅仅准入控制，小区负载平衡，数据调度等技术不能保证系统的绝对稳定，必须引入拥塞控制技术。拥塞控制目的：保证系统的负载处于绝对稳定的门限以下。拥塞控制的手段：暂时降低某些低优先级业务的QoS ；比较极端的手段，如暂时降低CS业务的QoS 。,43,识记：无线资源管理基本概念。 应用：功率控制、切换策略。,本任务要求,谢谢各位！,长沙通信职业技术学院 移动通信系,
