(精品)03+W网规高培－WCDMA功率控制.ppt

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1、WCDMAWCDMA功率控制功率控制课程内容课程内容课程内容课程内容T第一章第一章 功率控制概述功率控制概述第二章第二章 功率控制介绍功率控制介绍2023/1/292引入功控后的发射功率接收功率关系引入功控后的发射功率接收功率关系引入功控后的发射功率接收功率关系引入功控后的发射功率接收功率关系2023/1/293功率控制目的：功率控制目的：u克服“远近效应”u调整发射功率，保持上/下行链路的通信质量u克服阴影衰落和快衰落u降低网络干扰，提高系统质量和容量u一句话：CDMA系统中功率控制的目标就是在保证用户通 信质量的条件下，使用户的发射功率尽量小。功控的目的功控的目的功控的目的功控的目的202

2、3/1/294开环功率控制n上行开环功控（反向）n下行开环功控（前向）闭环功率控制n上行内环功率控制n下行内环功率控制n上行外环功率控制n下行外环功率控制功控的分类功控的分类功控的分类功控的分类2023/1/295功控在各个信道的适用情况功控在各个信道的适用情况功控在各个信道的适用情况功控在各个信道的适用情况 Power control works on specific channels.Physical channelOpen loop Inner loopOuter loopNo power controlDPDCHXXDPCCHXXXPCCPCHXSCCPCHXPRACHXAICHXP

3、ICHX2023/1/296课程内容课程内容课程内容课程内容T第一章第一章 功率控制概述功率控制概述第二章第二章 功率控制介绍功率控制介绍2023/1/297第二章第二章第二章第二章 功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍 第一节第一节第一节第一节 开环功率控制开环功率控制开环功率控制开环功率控制 第二节第二节 内环功率控制内环功率控制第三节第三节 外环功率控制外环功率控制第四节第四节 压模下内环功控压模下内环功控2023/1/298u基本原理根据用户接收功率与发射功率之积为常数的原则，先行测量接收功率的大小，并由此确定发射功率的大小；u基本作用克服阴影和路径损耗；u主要缺点未考虑到

4、上、下行信道电波功率的不对称性，因而其精确性难以得到保证。u主要应用上行：应用于PRACH和DPCCH信道下行：应用于DPCCH信道开环功率控制基本原理开环功率控制基本原理开环功率控制基本原理开环功率控制基本原理2023/1/299开环功率控制原理简述开环功率控制原理简述开环功率控制原理简述开环功率控制原理简述初始发射功率设置原理 2023/1/2910p-a：前导与AI指示时间定时；p-p：两前导发送间距定时；p-m：前导与消息发送间距定时；PRACHPRACHPRACHPRACH信道的开环功率控制信道的开环功率控制信道的开环功率控制信道的开环功率控制2023/1/2911PRACHPRAC

5、HPRACHPRACH信道的开环功率控制信道的开环功率控制信道的开环功率控制信道的开环功率控制(续续续续)NodeBUERACHBCH:CPICH channel power UL interference levelUE测量CPICH的接收功率计算上行初始发射功率2023/1/2912上行PRACH第一个前导信号发射功率设定方法：Preamble_Initial_Power=PCPICH DL TX power-CPICH_RSCP+UL interference+Constant Value注：PCPICH DL TX power、UL interference、Constant Valu

6、e在系统消息中携带下发，CPICH_RSCP由UE测量得到。建网初期，覆盖受限，可以将Constant Value的值设置偏大（-16dB或-15dB），便于网络侧能够及时接收到UE发出的前导信号，另外，可将power ramp step参数设置偏大也能够提高网络侧成功捕获前导信号的概率；PRACHPRACHPRACHPRACH信道的开环功率控制信道的开环功率控制信道的开环功率控制信道的开环功率控制(续续续续)2023/1/2913上行DPCCH初始功率设置方式：DPCCH_Initial_powerPCPICH DL TX power-CPICH_RSCP+UL interference+D

7、PCCH Power Offset注：PCPICH DL TX power、UL interference、Constant Value在系统消息中携带下发，CPICH_RSCP由UE测量得到。DPCCH Power Offset，它实际反映了在一定多径环境下，DPCCH信道能够正确解码的最低门限要求。上行上行上行上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH信道信道信道信道的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制2023/1/2914上行上行上行上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH信道信道信道信道的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制(续续续续)初始内

8、环功率控制方式（上行同步前）建立的链路是第一条链路，在同步过程中按照TPC Pattern来发送TPC，发n对（0，1）后发一个1，每四帧重新开始循环直到上行同步后终止这种方式，开始正常的闭环功控；软切换过程中增加的链路不是第一条链路，在同步过程中，NodeB采用发送全1的TPC命令给UE，同时下行功率保持不变。2023/1/2915下行下行下行下行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH信道信道信道信道的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制下行DPDCH初始发射功率：2023/1/2916下行DPCCH的初始功率设置方式：P=（Ec/Io）Req-CPICH_Ec/Io+P

9、CPICH 注：（Ec/Io）req是UE正确接收该专用信道所需的Ec/Io，CPICH_Ec/Io是UE测量到的公共导频信道的Ec/Io，通过RACH报告给UTRAN，PCPICH是公共导频信道的发射功率。下行下行下行下行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH信道信道信道信道的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制的开环功率控制(续续续续)2023/1/2917第二章第二章第二章第二章 功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍第一节第一节 开环功率控制开环功率控制 第二节第二节第二节第二节 内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制第三节第三节 外环功率控制外环功率控制第四

10、节第四节 压模下内环功控压模下内环功控2023/1/2918 内环功控与外环功控一起被称为闭环功控闭闭闭闭环功率控制环功率控制环功率控制环功率控制2023/1/2919内环功率控制的目的：使基站处接收到的每个UE信号的bit能量相等NodeBUE下发TPC测量接收信号SIR并比较内环设置SIRtar1500Hz每一个UE都有一个自己的控制环路上行内环功控上行内环功控上行内环功控上行内环功控2023/1/2920上行内环功控上行内环功控上行内环功控上行内环功控NodeB侧：每时隙测量上行DPCCH SIR,与目标SIR比较，测量SIR大于目标SIR，发TPC=0；如果测量SIR小于目标SIR，发

11、TPC=1；UE侧：处理TPC命令，计算TPC_cmd；有两种上行功率控制模式：PCA1，UE每个时隙处理一次TPC命令，步长tpc为1或2dB；PCA2，UE每五个时隙处理一次TPC命令，步长tpc为1dB。在DPCCH上的功控步长调整量：dpcch=tpc*TPC_cmd，TPC_cmd即利用上述算法计算的TPC合成命令。tpc也与之相关。DPCCH和DPDCH上的功率之比为c/d的平方。2023/1/2921上行上行上行上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制(续续续续)处理TPC指令的算法1（PCA1）：1）当UE没有处于软切换时，每

12、个时隙收到一个TPC命令 如果TPC0，则TPC_cmd=-1 如果TPC1，则TPC_cmd=12023/1/2922上行上行上行上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制(续续续续)2）当UE处于软切换时(PCA1)a.)合并同一RLS的TPC命令字；b.)合并不同RLS的TPC命令字，合并规则如下：2023/1/2923上行上行上行上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制(续续续续)处理TPC指令的算法2（PCA2）：1）UE不处于软切换（PCA2）UE以5个时隙为单位进行功控。前4个s

13、lot，功率保持不变，在第5个slot，硬判决这5个slot的TPC_est：TPC_estTPC_cmd0000 00000-11111 10000 1else0000 02023/1/2924上行上行上行上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制(续续续续)2）UE处于软切换(PCA2)a.)合并同一个RLS的TPC；采用硬判结果，进行最大比合并。b.)合并不同RLS的TPC，规则如下：2023/1/2925上行上行上行上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制(续续续续)两种算法的比较：控

14、制速度差异 TPC指令处理算法1，其功控速度为1500Hz；TPC指令算法2，其功控速度为300Hz。适用场景 UE高速移动时（80KM/H），快速内环功控跟踪不到快衰落，表现出负增益，此时建议选择算法2。如覆盖高速公路的小区，建议选择算法2。2023/1/2926NodeB设置SIRtar发TPC测量SIR并比较内环1500Hz下行内环功控下行内环功控下行内环功控下行内环功控2023/1/2927下行内环功控下行内环功控下行内环功控下行内环功控UE侧：根据PILOT测量DPCCH的SIR（软切换期间在最大比合并之后）；与目标SIR比较生成TPC命令。DPC-MODE=0时，UE每个时隙发送一

15、次TPC命令；DPC-MODE=1时；UE每三个时隙重复相同的TPC命令。NodeB侧：收到TPC后调整DPCCH和DPDCH的发射功率。步长为0.5、1、1.5或2dB。DPC-MODE=0，每个时隙调整发射功率；DPC_MODE=1，每三个时隙调整发射功率。2023/1/2928下行内环功控下行内环功控下行链路发射功率 P(k)=P(k-1)+PTPC(k)+Pbal(k)不支持有限功率增长支持有限功率增长2023/1/2929下行下行下行下行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制 下行功率控制主要是指对DPDCH/DPCCH的功率控制。D

16、PDCH和DPCCH功率的调整幅度相同。一个时隙内，下行用于DPDCH符号的平均发射功率不可以高于Maximum_DL_Power，也不能低于Minimum_DL_Power 下行DPCH时隙结构：PO1、PO2和PO3分别是DPCCH的TFCI、TPC和PILOT域相对于DPDCH的功率偏置 PO1、PO2和PO3由RNC确定2023/1/2930下行功率平衡下行功率平衡下行功率平衡下行功率平衡 下行功率平衡（DPB）过程：2023/1/2931下行功率平衡下行功率平衡下行功率平衡的作用 防止不同RLS的链路，由于TPC误码导致的发射功率偏移，损失软切换增益。r为调整比例，Pref是参考功率

17、值（相对导频），Pinit是上一个调整周期内最后一个时隙的码域功率，PP-CPICH是导频功率。2023/1/2932第二章第二章第二章第二章 功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍第一节第一节 开环功率控制开环功率控制 第二节第二节 内环功率控制内环功率控制 第三节第三节第三节第三节 外环功率控制外环功率控制外环功率控制外环功率控制第四节第四节 压模下内环功控压模下内环功控2023/1/2933外外外外环功率控制环功率控制环功率控制环功率控制一种现象：在相同SIR目标值作用下，不同环境中业务的BLER统计结果不同。一种表现：接入网提供给NAS服务QoS表征量为BLER，而非SIR。

18、外环的目的：为NAS提供满足一定BLER目标值的链路质量输出。基本思路：类“锯齿波”控制方式。a.)如BLER/BER测量值低于BLER/BER目标值，则降低内环SIRtar；b.)如BLER/BER测量值高于BLER/BER目标值，则提高内环SIRtar。2023/1/2934Node BUESent TPCSIR measurement and comparingInner LoopSIR target settingBLER measurementOuter LoopRNCComparing BLER target setting上行外环功控上行外环功控上行外环功控上行外环功控2023/

19、1/2935NodeB设置SIRtar发TPC测量SIR并比较测量BLER并比较外环内环UE物理层UE层3下行内环和外环功率控制10-100Hz1500Hz下行外环功控下行外环功控下行外环功控下行外环功控2023/1/2936外环功率控制原理图:外外外外环功率控制环功率控制环功率控制环功率控制(续续续续)NN2N1N:调整目标SIR所需要的的TTI个数（N=外环功率调整周期/TTI）N1：非DTX TTI个数N2：DTX TTI个数NN1N2;N10,N2=0,按非DTX外环控制方式N1=0,N20,按DTX外环控制方式 2023/1/2937外外外外环功率控制环功率控制环功率控制环功率控制(

20、续续续续)非非DTXDTX外环控制外环控制SIR目标值调整量公式注：当累计调整量大于等于0.1dB时，通知Node B采用新的SIR目标值DTXDTX外环外环控制控制SIR目标值调整量公式注：当累计调整量大于等于0.1dB时，通知Node B采用新的SIR目标值2023/1/2938外外外外环功率控制环功率控制环功率控制环功率控制(续续续续)组合业务外环功率控制 总原则：保证所有传输信道质量 SIR调整步长计算按单业务计算方式；上升步长按取大原则；下降步长按取小原则。控制策略优先采用非DTX控制方式。2023/1/2939外外外外环功率控制环功率控制环功率控制环功率控制(续续续续)上行链路异常

21、处理监测SIRerr事件E/F的测量报告；a.)如果接收到Ea报告，则SRNC停止该链路的外环功控；b.)如果收到Eb报告，则重新开启外环控制。失步 停止外环控制，清除已有通信质量统计信息；2023/1/2940第二章第二章第二章第二章 功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍功率控制介绍第一节第一节 开环功率控制开环功率控制 第二节第二节 内环功率控制内环功率控制第三节第三节 外环功率控制外环功率控制 第四节第四节第四节第四节 压模下内环功控压模下内环功控压模下内环功控压模下内环功控2023/1/2941压缩模式下的功控目的压缩模式下的功控目的压缩模式下的功控目的压缩模式下的功控目的压缩模式功率

22、控制目的：补偿压缩帧内TPC命令的丢失；补偿传输速率的提高对SIR的要求；补偿深度打孔引起的性能下降。2023/1/2942压模下的上行压模下的上行压模下的上行压模下的上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制压缩模式下的上行目标SIR：SIRcm_target=SIRtarget+SIRPILOT+SIR1_coding +SIR2_codingSIRPILOT=10Log10(Npilot,prev/Npilot,curr frame)SIR1_coding=DeltaSIR1，传输间隙模式中第一个传输间隙位于当前上行帧中；SIR1_cod

23、ing=DeltaSIRafter1，当前上行帧位于传输间隙模式中第一个传输间隙所对应无线帧之后；SIR2_coding=DeltaSIR2，传输间隙模式中第二个传输间隙位于当前上行帧中；SIR2_coding=DeltaSIRafter2，当前上行帧位于传输间隙模式中第二个传输间隙所对应无线帧之后；SIR1_coding、SIR2_coding为0，其它情况。2023/1/2943压模下的上行压模下的上行DPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制压缩模式结束后的上行初始发射功率模式（ITP）ITP=0时，ITP=1时GAP结束后的第一个时隙，DPCCH上功率相对最近一次发射功率的调整表示为

24、：PILOT=10Log10(Npilot,prev/Npilot,curr slot)2023/1/2944压模下的上行压模下的上行压模下的上行压模下的上行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制一个GAP后恢复期的功率控制模式（RPP）DPCCH=RP_TPC*TPC_cmd+PILOTRPP=0时，用通常PCA确定的TPC进行功率控制RPP=1时，用PCA=1，步长为RP_TPC进行功率控制如果PCA等于1，则RP_TPCmin2*TPC，3dB；如果PCA等于2，则RP_TPC1dB。压缩模式下的增益因子c和d与正常模式有所区别，参见25

25、.2142023/1/2945压模下的下行压模下的下行压模下的下行压模下的下行DPCCHDPCCHDPCCHDPCCH内环功率控制内环功率控制内环功率控制内环功率控制压缩模式下的下行发射功率配置增量P(k)=P(k-1)+Ptpc(k)+Psir(k)+Pbal(k)n表示CCTrCH中包含的所有TrCH的TTI中长度不同的TTI的个数。Pi_compression的定义如下：Pi_compression=3dB，对扩频因子减半的下行压缩帧；Pi_compression=10log(15*Fi/(15*Fi-TGLi)，在当前长度为Fi的无线帧TTI内，采用打孔方法形成的传输间隙，TGLi为TTI的Fi帧内打掉的时隙数。Pi_compression=0，其它情况Ptpc(k)：RPL内，内环步长为min2*TPC，3dB；2023/1/2946功控相关的功控相关的功控相关的功控相关的MMLMMLMMLMML命令命令命令命令开环功控涉及的MML命令ADD PRACHBASIC SET FRC内环功控涉及的MML命令：SET FRCADD CELLSETUP外环功率控制涉及的MML命令ADD TYPRABOLPC、SET OLPC功率平衡涉及的MML命令SET DPB2023/1/29472023/1/2948