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1、课程目录课程目录p模块一模块一 3G根底模块根底模块p模块二模块二 CDMA技术根底模块技术根底模块p模块三模块三 WCDMA挪动通讯技术模块挪动通讯技术模块p模块四模块四 TD-SCDMA挪动通讯技术模块挪动通讯技术模块p模块五模块五 CDMA2000挪动通讯技术模块挪动通讯技术模块p模块六模块六 WiMAX技术模块技术模块义务义务1 1 扩频通讯概念扩频通讯概念义务义务2 2 扩频通讯的特点和主要技术目的扩频通讯的特点和主要技术目的义务义务3 CDMA3 CDMA码序列码序列义务义务4 CDMA4 CDMA编码技术编码技术义务义务5 CDMA5 CDMA切换技术切换技术模块二模块二 CDM
2、A技术根底模块技术根底模块义务义务6 CDMA6 CDMA功率控制技术功率控制技术义务义务7 CDMA7 CDMA接纳和检测技术接纳和检测技术问题引入问题引入1.在在CDMA系系统统中中，功功率率控控制制被被以以为为是是一一切切关关键键技技术术的中心。那么功率控制是如何产生的？的中心。那么功率控制是如何产生的？2.功功率率控控制制有有哪哪些些类类型型？分分别别是是如如何何完完胜胜利利率率控控制制的的？前前 言言功率控制造为对功率控制造为对CDMA系统功率资源含手机和基站的分配，系统功率资源含手机和基站的分配，假设不能很益处理，那么假设不能很益处理，那么CDMA系统的优点就无法表达，高容量、系统
3、的优点就无法表达，高容量、高质量的高质量的CDMA系统也不能够实现。系统也不能够实现。1 1、功率控制概述、功率控制概述、功率控制概述、功率控制概述2 2、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制3 3、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制4 4、实际实际实际实际活活活活动动动动1 1 功率控制概述功率控制概述功率控制产生于处理远近效应，可以经过图功率控制产生于处理远近效应，可以经过图2-25所示来简单阐所示来简单阐明一下功率控制过程。明一下功率控制过程。图图2 25 功率控制表示图功率控制表示图1 1 功率控制概述功率控制概述假假设小区中的一切用小区中的一切用
4、户均以一均以一样功率功率发射，那么接近基站的挪射，那么接近基站的挪动台到达基站的信号台到达基站的信号强；远离基站的挪离基站的挪动台到达基站的信号弱，台到达基站的信号弱，导致致强信号掩盖弱信号。信号掩盖弱信号。这就是挪就是挪动通通讯中的中的“远近效近效应问题。CDMA是一个自干是一个自干扰系系统，一切用，一切用户共同运用同一共同运用同一频率，所以率，所以“远近效近效应问题更加突出。更加突出。1 1 功率控制概述功率控制概述CDMA系系统中某个用中某个用户信号的功率信号的功率较强，对该用用户的信号被正的信号被正确接确接纳是有利的，但却会添加是有利的，但却会添加对共享共享频带内其它的用内其它的用户的
5、干的干扰，甚至淹没有用信号，甚至淹没有用信号，结果使其它用果使其它用户通通讯质量劣化，量劣化，导致系致系统容容量下降。量下降。为了抑制了抑制远近效近效应，必需根据通，必需根据通讯间隔的不同，隔的不同，实时地地调整整发射机所需的功率，射机所需的功率，这就是就是“功率控制。功率控制。按照通按照通讯的上下行的上下行链路方向，功率控制可以分路方向，功率控制可以分为前向功控和反前向功控和反向功控。如向功控。如图2-26所示。所示。1 1 功率控制概述功率控制概述图图2-26 前向功控和反向功控前向功控和反向功控1 1 功率控制概述功率控制概述前向功控用来控制基站的发射功率，使一切挪动台可以有足够前向功控
6、用来控制基站的发射功率，使一切挪动台可以有足够的功率正确接纳信号，在满足要求的情况下，基站的发射功率应的功率正确接纳信号，在满足要求的情况下，基站的发射功率应尽能够地小，以减少对相邻小区间的干扰，抑制角效应。前向链尽能够地小，以减少对相邻小区间的干扰，抑制角效应。前向链路公共信道的传输功率是由网络决议的。路公共信道的传输功率是由网络决议的。反向功控用来控制每一个挪动台的发射功率，使一切挪动台在反向功控用来控制每一个挪动台的发射功率，使一切挪动台在基站端接纳的信号功率或基站端接纳的信号功率或SIR根本相等，到达抑制远近效应的目的。根本相等，到达抑制远近效应的目的。121 1、功率控制概述、功率控
7、制概述、功率控制概述、功率控制概述2 2、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制3 3、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制4 4、实际实际实际实际活活活活动动动动2 2 反向功率控制反向功率控制CDMA系统的容量主要受限于系统内挪动台的相互关扰，所以系统的容量主要受限于系统内挪动台的相互关扰，所以假设每个挪动台的信号到达基站时都到达所需的最小信噪比，系假设每个挪动台的信号到达基站时都到达所需的最小信噪比，系统容量将会到达最大值。统容量将会到达最大值。在实践系统中，由于挪动台的挪动性，使挪动台信号的传播环在实践系统中，由于挪动台的挪动性，使挪动台信号的传播环境
8、随时变化，致使每时每刻到达基站时所阅历的传播途径、信号境随时变化，致使每时每刻到达基站时所阅历的传播途径、信号强度、时延、相移都随机变化，接纳信号的功率在期望值附近起强度、时延、相移都随机变化，接纳信号的功率在期望值附近起伏变化。因此，在伏变化。因此，在CDMA系统的反向链路中引入了功率控制。系统的反向链路中引入了功率控制。2 2 反向功率控制反向功率控制反向功率控制经过调整挪动台发射机功率，使信号到达基站接反向功率控制经过调整挪动台发射机功率，使信号到达基站接纳机的功率一样，且刚刚到达信噪比要求的门限值，同时满足通纳机的功率一样，且刚刚到达信噪比要求的门限值，同时满足通讯质量要求。各挪动台不
9、论在基站覆盖区的什么位置和经过何种讯质量要求。各挪动台不论在基站覆盖区的什么位置和经过何种传播环境，都能保证每个挪动台信号到达基站接纳机时具有一样传播环境，都能保证每个挪动台信号到达基站接纳机时具有一样的功率。的功率。反向功率控制包括三部分：反向开环功率控制、反向闭环功率反向功率控制包括三部分：反向开环功率控制、反向闭环功率控制和反向外环功率控制。控制和反向外环功率控制。1 1反向开环功率控制反向开环功率控制CDMA系统的每一个挪动台都不断在计算从基站到挪动台的途系统的每一个挪动台都不断在计算从基站到挪动台的途径损耗。当挪动台接纳到从基站来的信号很强时，阐明要么离基径损耗。当挪动台接纳到从基站
10、来的信号很强时，阐明要么离基站很近，要么有一个特别好的传播途径，这时挪动台可降低它的站很近，要么有一个特别好的传播途径，这时挪动台可降低它的发送功率，而基站依然可以正常接纳；相反，当挪动台接纳到的发送功率，而基站依然可以正常接纳；相反，当挪动台接纳到的信号很弱时，它就添加发送功率，以抵消衰耗，这就是反向开环信号很弱时，它就添加发送功率，以抵消衰耗，这就是反向开环功率控制。如图功率控制。如图2-27所示。所示。1 1反向开环功率控制反向开环功率控制图图2-27 反向开环功率控制反向开环功率控制反向开环功率控制简单、直接，不需在挪动台和基站之间交换反向开环功率控制简单、直接，不需在挪动台和基站之间
11、交换控制信息，同时控制速度快并节省开销。控制信息，同时控制速度快并节省开销。1 1反向开环功率控制反向开环功率控制但但CDMA系统中，前向和反向传输运用的频率不同系统中，前向和反向传输运用的频率不同IS-95规规定的频差为定的频差为45MHz，频差远远超越信道的相关带宽。因此不能，频差远远超越信道的相关带宽。因此不能以为前向信道上衰落特性等于反向信道上衰落特性，这是反向开以为前向信道上衰落特性等于反向信道上衰落特性，这是反向开环功率控制的局限之处。反向开环功率控制由反向开环功率控制环功率控制的局限之处。反向开环功率控制由反向开环功率控制算法来完成，主要利用挪动台前向接纳功率和反向发射功率之和算
12、法来完成，主要利用挪动台前向接纳功率和反向发射功率之和为一常数来进展控制。详细实现中，涉及开环呼应时间控制、开为一常数来进展控制。详细实现中，涉及开环呼应时间控制、开环功率估计校正因子等主要技术设计。环功率估计校正因子等主要技术设计。2 2反向闭环功率控制反向闭环功率控制反向闭环功率控制，即由基站检测来自挪动台的信号强度或信反向闭环功率控制，即由基站检测来自挪动台的信号强度或信噪比，根据测得结果与预定的规范值相比较，形胜利率调整指令，噪比，根据测得结果与预定的规范值相比较，形胜利率调整指令，经过前向功率控制子信道通知挪动台调整其发射功率。反向闭环经过前向功率控制子信道通知挪动台调整其发射功率。
13、反向闭环功率控制如图功率控制如图2-28所示。所示。3 3反向外环功率控制反向外环功率控制在反向闭环功率控制中，信噪比门限不是恒定的，而是处于动在反向闭环功率控制中，信噪比门限不是恒定的，而是处于动态地调整中。这个动态调整的过程就是反向外环功率控制。如图态地调整中。这个动态调整的过程就是反向外环功率控制。如图2-29所示。所示。3 3反向外环功率控制反向外环功率控制在反向外环功率控制中，基站统计接纳反向信道的误帧率在反向外环功率控制中，基站统计接纳反向信道的误帧率FER。假设误帧率假设误帧率FER高于误帧率门限值，阐明反向信道衰落较大，高于误帧率门限值，阐明反向信道衰落较大，于是经过上调信噪比
14、门限来提高挪动台的发射功率；于是经过上调信噪比门限来提高挪动台的发射功率；反之，假设误帧率反之，假设误帧率FER低于误帧率门限值，那么经过下调信噪低于误帧率门限值，那么经过下调信噪比门限来降低挪动台的发射功率。比门限来降低挪动台的发射功率。3 3反向外环功率控制反向外环功率控制根据根据FER的统计丈量来调整闭环功控中的信噪比门限的过程是的统计丈量来调整闭环功控中的信噪比门限的过程是由反向外环功率控制算法来完成的。算法分为三个形状：变速率由反向外环功率控制算法来完成的。算法分为三个形状：变速率运转态、全速率运转态、删除运转态。这三种形状全面反映了挪运转态、全速率运转态、删除运转态。这三种形状全面
15、反映了挪动台的实践任务情况，不同形状下进展不同的功率门限调整。动台的实践任务情况，不同形状下进展不同的功率门限调整。思索思索9600 bit/s速率下要尽能够保证语音帧质量，因此在全速率速率下要尽能够保证语音帧质量，因此在全速率运转态参与了运转态参与了1%的的FER门限等多种判别。门限等多种判别。3 3反向外环功率控制反向外环功率控制反向外环功率控制算法涉及步长调整、形状迁移、偶尔出错断反向外环功率控制算法涉及步长调整、形状迁移、偶尔出错断定、软切换定、软切换FER统计控制等主要技术。统计控制等主要技术。在实践系统中，反向功率控制是由上述三种功率控制共同完成在实践系统中，反向功率控制是由上述三
16、种功率控制共同完成的。即首先对挪动台发射功率作开环估计，然后由闭环功率控制的。即首先对挪动台发射功率作开环估计，然后由闭环功率控制和外环功率控制对开环估计作进一步修正，力图做到准确的功率和外环功率控制对开环估计作进一步修正，力图做到准确的功率控制。控制。231 1、功率控制概述、功率控制概述、功率控制概述、功率控制概述2 2、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制3 3、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制4 4、实际实际实际实际活活活活动动动动3 3 前向功率控制前向功率控制在前向链路中，当挪动台向小区边缘挪动时，挪动台遭到邻区在前向链路中，当挪动台向小区边
17、缘挪动时，挪动台遭到邻区基站的干扰会明显添加；当挪动台向基站方向挪动时，挪动台遭基站的干扰会明显添加；当挪动台向基站方向挪动时，挪动台遭到本区的多径干扰会添加。到本区的多径干扰会添加。这两种干扰将影响信号的接纳，使通讯质量下降，甚至无法建这两种干扰将影响信号的接纳，使通讯质量下降，甚至无法建链。因此，在链。因此，在CDMA系统的前向链路中引入了功率控制。前向功系统的前向链路中引入了功率控制。前向功率控制如图率控制如图2-30所示。所示。3 3 前向功率控制前向功率控制图图2-30 前向功率控制前向功率控制3 3 前向功率控制前向功率控制前向功率控制经过在各个前向业务信道上合理地分配功率来确前向
18、功率控制经过在各个前向业务信道上合理地分配功率来确保各个用户的通讯质量，使前向业务信道的发射功率在满足挪动保各个用户的通讯质量，使前向业务信道的发射功率在满足挪动台解调最小需求信噪比的情况下尽能够小，以减少对邻区业务信台解调最小需求信噪比的情况下尽能够小，以减少对邻区业务信道的干扰，使前向链路的用户容量最大。道的干扰，使前向链路的用户容量最大。在理想的单小区模型中，前向功率控制并不是必要的。在思索在理想的单小区模型中，前向功率控制并不是必要的。在思索小区间干扰和热噪声的情况下，前向功率控制就成为不可短少的小区间干扰和热噪声的情况下，前向功率控制就成为不可短少的一项关键技术，由于它可以应付前向链
19、路在通讯过程中出现的以一项关键技术，由于它可以应付前向链路在通讯过程中出现的以下异常情况：下异常情况：3 3 前向功率控制前向功率控制当某个挪动台与所属基站的间隔和该挪动台与同它临近的一个当某个挪动台与所属基站的间隔和该挪动台与同它临近的一个或多个基站的间隔相近时，该挪动台遭到临近基站的干扰会明显或多个基站的间隔相近时，该挪动台遭到临近基站的干扰会明显添加，而且这些干扰的变化规律独立于该挪动台所属基站的信号添加，而且这些干扰的变化规律独立于该挪动台所属基站的信号强度。此时，就要求该挪动台所属的基站将发给它的信号功率提强度。此时，就要求该挪动台所属的基站将发给它的信号功率提高几个分贝以维持通讯。
20、高几个分贝以维持通讯。3 3 前向功率控制前向功率控制当某个挪动台所处位置正好是几个强多径干扰的聚集处时，对当某个挪动台所处位置正好是几个强多径干扰的聚集处时，对信号的干扰将超越可容忍的限制。此时，也必需求求该挪动台所信号的干扰将超越可容忍的限制。此时，也必需求求该挪动台所属的基站将发给它的信号功率提高。属的基站将发给它的信号功率提高。当某个挪动台所处位置具有良好的信号传输特性时，信号的传当某个挪动台所处位置具有良好的信号传输特性时，信号的传输损耗下降，在坚持一定通讯质量的条件下，该挪动台所属的基输损耗下降，在坚持一定通讯质量的条件下，该挪动台所属的基站就可以降低发给它的信号功率。由于基站的总
21、发射功率有限，站就可以降低发给它的信号功率。由于基站的总发射功率有限，这样就可以添加前向链路容量，也可以减少对小区内和小区外其这样就可以添加前向链路容量，也可以减少对小区内和小区外其它用户的干扰。它用户的干扰。3 3 前向功率控制前向功率控制与反向功率控制相类似，前向功率控制也采用前向闭环功率控与反向功率控制相类似，前向功率控制也采用前向闭环功率控制和反向外环功率控制方式。在制和反向外环功率控制方式。在1x系统中，还引入了前向快速功系统中，还引入了前向快速功率控制概念。率控制概念。1前向闭环功率控制前向闭环功率控制闭环功率控制把前向业务信道接纳信号的闭环功率控制把前向业务信道接纳信号的Eb/N
22、tEb是平均比是平均比特能量；特能量；Nt指的是总的噪声，包括白噪声、来自其他小区的干扰指的是总的噪声，包括白噪声、来自其他小区的干扰与相应的外环功率控制设置值相比较，来断定在反向功率控制与相应的外环功率控制设置值相比较，来断定在反向功率控制子信道上发送给基站的功率控制比特的值。子信道上发送给基站的功率控制比特的值。3 3 前向功率控制前向功率控制2前向外环功率控制前向外环功率控制前向快速功率控制虽然发生作用的点是在基站侧，但是进展功前向快速功率控制虽然发生作用的点是在基站侧，但是进展功率控制的外环参数和功率控制比特都是挪动台检测前向链路的信率控制的外环参数和功率控制比特都是挪动台检测前向链路
23、的信号质量得出输出结果，并把最后的结果经过反导游频信道上的功号质量得出输出结果，并把最后的结果经过反导游频信道上的功率控制子信道传给基站。率控制子信道传给基站。311 1、功率控制概述、功率控制概述、功率控制概述、功率控制概述2 2、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制、反向功率控制3 3、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制、前向功率控制4 4、实际实际实际实际活活活活动动动动3 3 实际活动：实际活动：IS-95IS-95系统功率控制机制系统功率控制机制1实际目的实际目的熟习熟习IS-95系统功率控制机制。系统功率控制机制。2实际要求实际要求各学员结合实践情况熟习各学员结合实践情况
24、熟习IS-95系统功率控制机制。系统功率控制机制。3实际内容实际内容熟习熟习IS-95系统功率控制机制。如图系统功率控制机制。如图2-31所示。所示。3 3 实际活动：实际活动：IS-95IS-95系统功率控制机制系统功率控制机制图图2-31 IS-95系统功率控制机制系统功率控制机制p识记：功率控制的产生及到达的效果。识记：功率控制的产生及到达的效果。p领会：各种功率控制的实现过程。领会：各种功率控制的实现过程。p运用：运用：IS-95系统中功率控制机制。系统中功率控制机制。本义务要求本义务要求谢谢各位！谢谢各位！长沙通信职业技术学院长沙通信职业技术学院 移动通信系移动通信系谢谢各位！谢谢各位！长沙通讯职业技术学院长沙通讯职业技术学院 挪动通讯系挪动通讯系
