个人通信课件第四章优秀PPT.ppt

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1、14.1 动态功率限制技术4.2 动态信道支配(DCA)4.3 越区切换4.4 支持多媒体业务的动态资源支配 2为何须要功率限制为何须要功率限制qq CDMA CDMA CDMA CDMA系统的干扰受限特点（根本缘由）系统的干扰受限特点（根本缘由）系统的干扰受限特点（根本缘由）系统的干扰受限特点（根本缘由）qq缘由：扩频码得非志向相关特性；无线信道多经效缘由：扩频码得非志向相关特性；无线信道多经效缘由：扩频码得非志向相关特性；无线信道多经效缘由：扩频码得非志向相关特性；无线信道多经效应；蜂窝结构和大用户量；应；蜂窝结构和大用户量；应；蜂窝结构和大用户量；应；蜂窝结构和大用户量；qq通过功控削减

2、：符号间干扰（通过功控削减：符号间干扰（通过功控削减：符号间干扰（通过功控削减：符号间干扰（ICIICIICIICI）、用户间干扰）、用户间干扰）、用户间干扰）、用户间干扰（MAIMAIMAIMAI）、邻小区干扰（）、邻小区干扰（）、邻小区干扰（）、邻小区干扰（ACIACIACIACI）；）；）；）；qq CDMA CDMA CDMA CDMA蜂窝系统容量主要受限于干扰。蜂窝系统容量主要受限于干扰。蜂窝系统容量主要受限于干扰。蜂窝系统容量主要受限于干扰。qq 节约功耗节约功耗节约功耗节约功耗qq通过功率限制削减无谓功率消耗通过功率限制削减无谓功率消耗通过功率限制削减无谓功率消耗通过功率限制削减

3、无谓功率消耗qq 削减电磁辐射削减电磁辐射削减电磁辐射削减电磁辐射qq根通过功率限制，削减基站和移动台无谓电磁辐射根通过功率限制，削减基站和移动台无谓电磁辐射根通过功率限制，削减基站和移动台无谓电磁辐射根通过功率限制，削减基站和移动台无谓电磁辐射qq 改善时变信道传输质量改善时变信道传输质量改善时变信道传输质量改善时变信道传输质量qq依据信号强度探测，变更发送功率，保证无线链路依据信号强度探测，变更发送功率，保证无线链路依据信号强度探测，变更发送功率，保证无线链路依据信号强度探测，变更发送功率，保证无线链路质量质量质量质量 3q上世纪上世纪80年头中期年头中期IEEE文章：文章：CDMA用于蜂

4、窝系统不行用于蜂窝系统不行行；行；q1989.2 高通（高通（Qualcomm）造访李建业：）造访李建业：CDMA蜂窝系蜂窝系统商用必需解决功率限制；统商用必需解决功率限制；q1989.4 高通再访李建业：高通再访李建业：6个月内演示个月内演示CDMA功控，太功控，太平洋电话公司将支付平洋电话公司将支付100万美元；万美元；q1993年高通基于功率限制、软切换等核心专利技术的年高通基于功率限制、软切换等核心专利技术的IS-95标准通过，标准通过，CDMA蜂窝系统商用；蜂窝系统商用；q目前，目前，1400多项专利，专利费已成为高通公司的重要经多项专利，专利费已成为高通公司的重要经济支柱。济支柱。

5、功率限制技术的诞生功率限制技术的诞生4功率限制技术的作用功率限制技术的作用q远近效应远近效应若若d d2 2/d/d1 1=100=100，则，则S S1 1/S/S2 2将达近将达近80dB!80dB!强抑弱！强抑弱！反向反向d2d1前向前向S1S2MS2MS2MS1MS1 远近远近效应效应只有接受功率限制才能很好地解决只有接受功率限制才能很好地解决CDMA蜂窝系统蜂窝系统面临的问题。面临的问题。这些问题包括：这些问题包括：远近效应；远近效应；快快衰落与阴影衰落；衰落与阴影衰落；多址干扰多址干扰5q 快衰落与阴影衰落快衰落与阴影衰落衰落速率：可达衰落速率：可达100次次/秒秒（900MHz、

6、60km/h时）时）衰落深度：可达衰落深度：可达30dB距离距离接收功率接收功率(dBm)慢衰落慢衰落快衰落快衰落功率限制技术的作用功率限制技术的作用6（a a）基站对移动台的正向多址干扰）基站对移动台的正向多址干扰（b b）移动台对基站的反向多址干扰）移动台对基站的反向多址干扰MS1MS1MS1MS1BS1BS1BS1BS1q 多址干扰多址干扰功率限制技术的作用功率限制技术的作用7功率限制的目标功率限制的目标q核心目的：降低干扰，削减功耗核心目的：降低干扰，削减功耗 q保证确定质量的前提下，尽可能降低功率，使保证确定质量的前提下，尽可能降低功率，使接收功率始终刚刚够用！接收功率始终刚刚够用！

7、q前向功控前向功控限制限制BS的放射功率，使全部的放射功率，使全部MS在在保证通信质量的条件下，保证通信质量的条件下，BS的放射功率为最小。的放射功率为最小。q反向功控反向功控限制限制MS的放射功率，使全部的放射功率，使全部MS到到达基站的信号强度一样。达基站的信号强度一样。多：多的部分是干多：多的部分是干扰；扰；少：通信质量达不少：通信质量达不到到8功率限制的方法功率限制的方法q开环功控开环功控基于路径损耗的功率限制，补偿基于路径损耗的功率限制，补偿信道中平均路径衰落及慢衰落（阴影衰落）信道中平均路径衰落及慢衰落（阴影衰落）q依据接收信号强度（质量），调整自身的放射依据接收信号强度（质量），

8、调整自身的放射功率，以达到期望的通信质量。功率，以达到期望的通信质量。q闭环功控闭环功控降低信道快衰落的影响降低信道快衰落的影响q依据接收信号强度（质量），调整对方的放射依据接收信号强度（质量），调整对方的放射功率，对开环功率限制供应校正。功率，对开环功率限制供应校正。q内环功控内环功控调整信号强度调整信号强度q外环功控外环功控调整功控门限调整功控门限94.1.1蜂窝系统中的最佳功率限制蜂窝系统中的最佳功率限制4.1 动态功率限制技术F功率限制准则：功率限制准则：F基于路径损耗的功率限制基于路径损耗的功率限制F基于质量的功率限制基于质量的功率限制F功率限制的步长：功率限制的步长：0.25-1d

9、BF下行链路功率限制的目的：下行链路功率限制的目的：F减小对邻近小区的干扰减小对邻近小区的干扰10图例：某小区移动台I接收到的信干比G i iGij11令令为任一移动台的为任一移动台的CI，则，则的分布为：的分布为：若若系系统统要要求求的的最最小小(门门限限)CI为为0(被被称称为为系系统统疼疼惜惜比比)，F(0)被被称称为为干干扰扰概概率率或或中中断断概率，则功率限制算法应使概率，则功率限制算法应使F(0)最小。最小。184.1.2 CDMA功率限制干扰用户Mi对Bj的干扰为：rmr019IS-95系统的功控实现系统的功控实现l前向链路功率限制前向链路功率限制l机制：通过响应移动台供应的测试

10、来调整机制：通过响应移动台供应的测试来调整各用户链路信号的前向链路功率各用户链路信号的前向链路功率l组成：开环功率限制闭环功率限制。其组成：开环功率限制闭环功率限制。其中开环功控是基站通过接入程序期所接收中开环功控是基站通过接入程序期所接收的移动台功率，估算出传输损耗来调整各的移动台功率，估算出传输损耗来调整各业务信道的起始功率；闭环功控是基站和业务信道的起始功率；闭环功控是基站和移动台相协作而动态地变更功率。移动台相协作而动态地变更功率。l调整步长：约调整步长：约0.5dB，动态范围限制在标，动态范围限制在标称功率的称功率的6dB，l调整速率：缓慢，每秒调整速率：缓慢，每秒2次（次（30ms

11、）20q反向链路的功率限制反向链路的功率限制q开环功控开环功控MS在接入过程中进行在接入过程中进行qMS通过估算接收信道的路径损耗，来通过估算接收信道的路径损耗，来确定自身的放射功率确定自身的放射功率q调整步长：每次调整步长：每次0.5dBq动态范围：动态范围：32dBIS-95系统的功控实现系统的功控实现21IS-95系统的功控实现系统的功控实现q反向链路闭环功控反向链路闭环功控MS获得业务信道获得业务信道后后内环功控内环功控调整信号强度调整信号强度外环功控外环功控调整功控门限调整功控门限22IS-95系统的功控实现系统的功控实现q反向链路闭环功控反向链路闭环功控MS获得业务信道后获得业务信

12、道后q内环功控：调整放射功率，保持内环功控：调整放射功率，保持MS尽可能地接尽可能地接近信干比目标值近信干比目标值qBS测量反向信道的信干比，与目标值比较后调测量反向信道的信干比，与目标值比较后调整整MS的放射功率。的放射功率。q调整步长：调整步长：1dBq调整速率：调整速率：800次次/S（1.25ms）q动态范围：动态范围：48dB（+/-24dB）q外环功控：计算外环功控：计算FER（误帧率），调整信干比（误帧率），调整信干比目标值目标值，平衡，平衡FER与系统容量的关系。调整速与系统容量的关系。调整速率：率：20ms23Eb/It目标值（目标值（5dB话音质量良好）话音质量良好）MS发

13、射功率发射功率时间时间ItEb/ItEb/It设定值设定值下一个下一个Eb/It设定值设定值1.25msEbEbi幀幀i1幀幀闭环功控示意图闭环功控示意图24IS-95闭环反向功率限制方案总结将将20ms的帧分成的帧分成16个个1.25ms的功率限制段，基站每的功率限制段，基站每隔隔1.25ms测量接收到的测量接收到的SIR，与目标，与目标SIR相比较，确定增相比较，确定增加移动台功率还是降低（加移动台功率还是降低（0增增1降）。降）。功率限制叮嘱误码率较高。功率限制叮嘱误码率较高。功率限制调整幅度：功率限制调整幅度：0.25、0.5、1dB，闭环功控动态，闭环功控动态范围是范围是24dB。接

14、受插入技术，功率限制比特每接受插入技术，功率限制比特每1.25ms(800Hz传输传输速率）在下行链路上传输。在移动台连续放射的状况下，速率）在下行链路上传输。在移动台连续放射的状况下，其功率可以得到连续的调整。其功率可以得到连续的调整。254.2 动态信道支配（DCA）中心思想：系统依据当前的业务负载和干扰中心思想：系统依据当前的业务负载和干扰状况，动态将信道状况，动态将信道(频率或时隙频率或时隙)支配给所需的用支配给所需的用户，以达到最大的系统容量和最佳的通信质量。户，以达到最大的系统容量和最佳的通信质量。动态信道分配方法：动态信道分配方法：1、业务自适应系统、业务自适应系统2、干扰自适应

15、系统、干扰自适应系统264.2.1 信道借用法信道集信道集信道集信道集Z Z Z Z仅在热点小仅在热点小仅在热点小仅在热点小区区区区4 4 4 4的的的的A A A A扇区中运用；扇区中运用；扇区中运用；扇区中运用；干扰小区干扰小区干扰小区干扰小区8 8 8 8和和和和9 9 9 9的的的的A A A A扇扇扇扇区运用区运用区运用区运用Y Y Y Y信道集，它信道集，它信道集，它信道集，它们的们的们的们的B B B B和和和和C C C C扇区首先运扇区首先运扇区首先运扇区首先运用信道集用信道集用信道集用信道集Z Z Z Z，然后再，然后再，然后再，然后再运用信道集运用信道集运用信道集运用信道

16、集Y Y Y Y。信道集运用规则信道集运用规则一、接受扇区化的信道借用法一、接受扇区化的信道借用法27扇区扇区扇区扇区A A中的呼叫，中的呼叫，中的呼叫，中的呼叫，首先运用信道集首先运用信道集首先运用信道集首先运用信道集Z Z，用完之后，再运用信用完之后，再运用信用完之后，再运用信用完之后，再运用信道集道集道集道集X X；扇区扇区扇区扇区B B和和和和C C中的呼中的呼中的呼中的呼叫仅运用信道集叫仅运用信道集叫仅运用信道集叫仅运用信道集X X。热点小区信道指配规则热点小区信道指配规则28呼损率与出租信道数|Z|的关系曲线 29热点小区不同到达率H条件下|Z|和呼损率曲线 30二、动态共享式信道

17、借用法F信道集信道集Z在热点小区和出租小区之间共享在热点小区和出租小区之间共享 出租小区中的呼叫首先运用信道出租小区中的呼叫首先运用信道出租小区中的呼叫首先运用信道出租小区中的呼叫首先运用信道集集集集Y Y，然后再运用信道集，然后再运用信道集，然后再运用信道集，然后再运用信道集Z Z热点小区热点小区热点小区热点小区B B扇区和扇区和扇区和扇区和C C扇区中的呼扇区中的呼扇区中的呼扇区中的呼叫仅运用信道集叫仅运用信道集叫仅运用信道集叫仅运用信道集X X热点小区热点小区热点小区热点小区A A扇区中的呼叫运用信扇区中的呼叫运用信扇区中的呼叫运用信扇区中的呼叫运用信道集道集道集道集X X或或或或Z Z

18、，但要使得在热点小区，但要使得在热点小区，但要使得在热点小区，但要使得在热点小区中的剩余信道数尽可能地接近出租中的剩余信道数尽可能地接近出租中的剩余信道数尽可能地接近出租中的剩余信道数尽可能地接近出租小区中的剩余信道数小区中的剩余信道数小区中的剩余信道数小区中的剩余信道数+31设设i i，j j，k k分别为分别为X X，Y Y，Z Z中已运用的信道数，中已运用的信道数，a)a)假假如如(i=|X|(i=|X|且且k|Z|)k|Z|)或或(i|X|(i|X|，且且k=|Z|)k=|Z|)，则则在在非非堵堵塞的信道集中指定一个信道；塞的信道集中指定一个信道；b)b)假如假如(i|X|(i|X|，

19、且，且k|Z|k|Z|，指配，指配X X或或Z Z中的信道按下列规则：中的信道按下列规则：热点小区的热点小区的热点小区的热点小区的剩余信道剩余信道剩余信道剩余信道出租小区的出租小区的出租小区的出租小区的剩余信道剩余信道剩余信道剩余信道热点小区热点小区A扇区运用扇区运用X或或Z的原则的原则32三、重叠小区结构中的信道借用法 被借用的信道仅在热点小区和干扰小区中心的一个被借用的信道仅在热点小区和干扰小区中心的一个小区域内运用。小区域内运用。如何确定如何确定重叠面积？重叠面积？394.3 越区切换 越区切换是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。也称自动链路转

20、移。越区切换从越区切换从小区的性质小区的性质上可分的类型：上可分的类型：F同一交换中心基站之间的越区切换F同一BSC之间的切换F不同BSC之间的切换F不同交换中心之间基站的越区切换F同基站内不同扇区的切换F不同运营商之间的切换。40越区切换的探讨包括三个方面的问题：越区切换的探讨包括三个方面的问题：越区切换的准则越区切换的准则越区切换如何限制越区切换如何限制越区切换时信道支配越区切换时信道支配越区切换总体概念越区切换分类：硬切换越区切换分类：硬切换软切换软切换越区切换算法性能指标包括：越区切换的失败概越区切换算法性能指标包括：越区切换的失败概率、因越区失败而使通信中断的概率、越区切换的速率、因

21、越区失败而使通信中断的概率、越区切换的速率、越区切换引起的通信中断的时间间隔，以及越区率、越区切换引起的通信中断的时间间隔，以及越区切换发生的时延等。切换发生的时延等。切换过程：测量、决策、执行切换过程：测量、决策、执行414.3.1 越区切换的准则相对相对信号强度信号强度准则准则(准准则则1)具有具有门限门限规定的相对规定的相对信号强度准则信号强度准则(准则准则2)具有具有滞后余量滞后余量的相对的相对信号强度准则信号强度准则(准则准则3)具有滞后余量和门限具有滞后余量和门限规定的相对信号强度规定的相对信号强度准则准则(准则准则4)切换种类切换种类-硬切换硬切换F硬切换最主要的特点就是在切换状

22、况下，同一时刻占用一个无线信道，它必需在一个指定时间内，先中断与原基站的联系，调谐到新的频率上，再与新基站取得联系，在切换过程中可能会发生通信短时中断(200ms)。硬切换主要是不同频率的基站和扇区之间的切换。当硬切换区域面积狭窄时，会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”，影响业务信道的传输。硬切换主要用于GSM系统中。42切换种类切换种类软切换软切换F在软切换过程中，两条链路及相对应的两个数据流在一个相对较长的时间内同时被激活，始终到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足指标要求后，才断开与原基站的连接。软切换是同一频率下不同基站之间的切换。在软切换中，移动台只有在取得了与新基站的链

23、接之后，才会中断与原基站的联系，因此在切换过程中没有中断。软切换中移动台和基站均接受分集技术和反向功率限制，能很好地提高系统的性能。软切换主要用于CDMA系统中。43切换种类切换种类更软切换更软切换F在CDMA 系统中，移动台在扇区化小区的同一小区的不同扇区之间进行的软切换称为更软切换。事实上是相同信道上的导频之间的切换。这种切换是由BSC 完成的，并不通知MSC。44切换种类切换种类接力切换接力切换F接力切换是一种基于智能天线的切换方案。利用终端上行预同步技术，预先取得与目标小区的同步参数，并通过开环方式保持与目标小区的同步，一旦网络判决切换，终端可快速由原小区切换到目标小区，在切换过程中，

24、终端从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。TD-SCDMA中接受了接力切换。45464.3.2 越区切换限制47移动台帮助的软切换导频信道分类：导频信道分类：活动导频集活动导频集(ActiveSet)候选导频集候选导频集(CandidateSet)相邻导频集相邻导频集(NeighborSet)剩余导频集剩余导频集(RemainingSet)导频集维护限制：导频集维护限制：活动导频集维护活动导频集维护候选导频集维护候选导频集维护相邻导频集维护相邻导频集维护剩余导频集维护剩余导频集维护软切换依据软切换依据软切换限制软切换限制48软切换的限制过程 52小 结1、IS-95闭环功率限制方案。2、几种信道借用法的概念、比较。3、切换分类、准则、准则参数。4、切换过程限制的方式，一些典型系统所接受的方式。endend