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問(wèn)題已開(kāi)啟
(普通問(wèn)題)
關(guān)于功率控制
相關(guān)定義以及功能
什么叫功率控制 ，功率控制在網(wǎng)絡(luò)中起到什么做用，
提問(wèn)者:
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問(wèn)題答案
( 1 )
功率控制是cdma系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。cdma系統(tǒng)是干擾受限的系統(tǒng)，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率對(duì)小區(qū)內(nèi)通話的其他用戶而言就是干擾，所以要限制移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，使系統(tǒng)的總功率電平保持最小。功率控制能保證每個(gè)用戶所發(fā)射功率到達(dá)基站礎(chǔ)保持最小，既能符合最低的通信要求，同時(shí)又避免對(duì)其他用戶信號(hào)產(chǎn)生不必要的干擾。功率控制的作用是減少系統(tǒng)內(nèi)的相互干擾，使系統(tǒng)容量最大化。
1.1 功率控制的時(shí)間響應(yīng)
在cdma系統(tǒng)中，對(duì)發(fā)射的功率和輸出信號(hào)功率的響應(yīng)時(shí)間有一定要求。因?yàn)閏dma系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)的輸出信號(hào)功率是在功率控制組時(shí)間內(nèi)突發(fā)的，為了保證可靠傳輸，要求輸出信號(hào)功率的時(shí)間響應(yīng)特性應(yīng)是快速上升、保持平穩(wěn)及快速下降。
變數(shù)據(jù)傳輸方式時(shí)，輸出功率應(yīng)滿足下圖所示的時(shí)間響應(yīng)要求。圖中1.25ms為用于變速率傳輸?shù)囊粋�(gè)功率控制時(shí)隙內(nèi)的時(shí)間。在時(shí)隙內(nèi)，功率波動(dòng)應(yīng)小于3db，功率電屏應(yīng)比背景噪聲高20db，功率上升和下降的時(shí)間應(yīng)小于6μs。如圖1所示。
移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的平均輸出功率應(yīng)小于-50dbm/1.23MHz，即-110dbm/Hz；移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)背景噪聲應(yīng)小于-60dbm/1.23MHz，即-54dbm/Hz。
1.2 IS-95及cdma20001x系統(tǒng)前向及反向功率控制
cdma系統(tǒng)功率控制類型包括：
反向開(kāi)環(huán)功率控制
移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收功率變化，調(diào)整發(fā)射功率。
反向閉環(huán)功率控制
移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收到的功率控制比特調(diào)整平均輸出功率。
前向功率控制
根據(jù)移動(dòng)臺(tái)測(cè)量報(bào)告，基站調(diào)整對(duì)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。
1.2.1 反向開(kāi)環(huán)功率控制
移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率控制是指移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收的基站信號(hào)強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的過(guò)程。其目的是使所有移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)功率相等，以免因“遠(yuǎn)近效應(yīng)”影響擴(kuò)頻cdma系統(tǒng)對(duì)碼分信號(hào)的接收，降低系統(tǒng)容量。
1、IS-95A中的開(kāi)環(huán)功率控制
IS-95A系統(tǒng)內(nèi)，只要手機(jī)開(kāi)機(jī)，開(kāi)環(huán)就起作用。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)前向鏈路信號(hào)強(qiáng)度來(lái)判斷路徑損耗。功率變化過(guò)程中，只有移動(dòng)臺(tái)參與。移動(dòng)臺(tái)不知道基站實(shí)際的有效發(fā)射功率（ERP），只能通過(guò)接收到的信號(hào)來(lái)估計(jì)前向鏈路損耗。移動(dòng)臺(tái)通過(guò)對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量，調(diào)整發(fā)射功率。接收的信號(hào)越強(qiáng)，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率越小。
應(yīng)當(dāng)指出的是，移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率控制的響應(yīng)時(shí)間大約為30ms，只能克服由于陰影效應(yīng)引起的慢衰落。移動(dòng)臺(tái)對(duì)接收信號(hào)測(cè)量和調(diào)整是基于認(rèn)為前向信道和反向信道的衰落特性是一致的，這種依前向信道信號(hào)電平來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)是不完善的。需要采用閉環(huán)控制加以補(bǔ)充。
移動(dòng)臺(tái)在接入過(guò)程中的功率控制過(guò)程是通過(guò)接入探針實(shí)現(xiàn)的。接入過(guò)程中移動(dòng)臺(tái)的發(fā)初始發(fā)射功率不能太大，會(huì)干擾小區(qū)內(nèi)其他用戶；同時(shí)發(fā)射功率也不能太小，基站會(huì)接收不到。因此，移動(dòng)臺(tái)參用通過(guò)接入探針緩慢增加發(fā)射功率的方式。
移動(dòng)臺(tái)接入前，先發(fā)送一個(gè)低強(qiáng)度請(qǐng)求接入信號(hào)，若基站沒(méi)有應(yīng)答，則以PWR_STEP為步長(zhǎng)一點(diǎn)一點(diǎn)的增加發(fā)射功率。初始接入功率計(jì)算公式如下：
Pt,initial=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR（單位dbm）
其中：Pr平均輸入功率
INIT_PWR初始功率值
NOM_PWR額定功率偏移
PWR_STEP功率增加量
接入后的開(kāi)環(huán)功控作用下手機(jī)發(fā)射功率：
Pt=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR+接入探針增加功率總和
移動(dòng)臺(tái)一旦與基站建立連接以后，移動(dòng)臺(tái)仍然會(huì)根據(jù)接收信號(hào)電平的變化，估計(jì)前向信道的衰落特性，調(diào)整自己的發(fā)射功率。
2、IS-95B/2000中的開(kāi)環(huán)功率控制
IS-95B/2000系統(tǒng)除采用IS-95A的開(kāi)環(huán)功率控制方法外，還引入功率控制因子，以求對(duì)反向發(fā)射功率的進(jìn)一步精確控制。
IS-95A中的開(kāi)環(huán)功率控制仍然有不足之處。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到基站信號(hào)強(qiáng)度高時(shí)，有兩種可能，一是傳輸路徑損耗小，二是基站處于大負(fù)荷狀態(tài)。當(dāng)基站處于大負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，如果移動(dòng)臺(tái)通過(guò)接入探針減少發(fā)射功率的話，可能無(wú)法被基站接收。因此單純通過(guò)接入探針調(diào)整移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率還不完善，在IS-95和20001x系統(tǒng)中，還要考慮到一個(gè)開(kāi)環(huán)功控糾正因子=min(max(-7-ECIO,0),7)。此時(shí)，開(kāi)環(huán)作用下手機(jī)的發(fā)射功率為
Pt=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR+接入探針增加功率總和+開(kāi)環(huán)功控糾正因子
1.2.2 反向閉環(huán)功率控制
開(kāi)環(huán)功率控制中，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率的調(diào)節(jié)是基于前向信道的信號(hào)強(qiáng)度，但是當(dāng)前向和反向信道的衰落特性不一致時(shí)，基于前向信道的信號(hào)測(cè)量是不能反映反向信道傳播特性的。開(kāi)環(huán)功率控制不能估算出瑞利衰落信道下的對(duì)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的調(diào)節(jié)量。
此外，在反向開(kāi)環(huán)功率控制系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率控制的響應(yīng)時(shí)間大約為30ms，只能克服由于陰影效應(yīng)引起的慢衰落。要達(dá)到更精確的功率控制時(shí)間，就需要通過(guò)閉環(huán)功率控制加以解決。
1、IS-95A/B中的閉環(huán)功率控制
閉環(huán)功率控制中移動(dòng)臺(tái)和基站共同參與，一旦移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始和基站建立通信，閉環(huán)功率控制即開(kāi)始起作用�；静煌５乇O(jiān)測(cè)反向鏈路質(zhì)量誤診率（FER）。誤診率（FER）是表示鏈路質(zhì)量最好的參數(shù)，但測(cè)量FER需要花較長(zhǎng)的時(shí)間收集足夠的bit數(shù)，實(shí)際使用Eb/No�；静粩鄿y(cè)量反向鏈路的Eb/No。給Eb/No設(shè)一個(gè)門限值，如果Eb/No值太大了，基站會(huì)命令移動(dòng)臺(tái)減小發(fā)射功率。如果Eb/No值太小了，基站會(huì)命令移動(dòng)臺(tái)增加發(fā)射功率。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)基站發(fā)送的功率控制指令（功率控制比特?cái)y帶的信息）來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。
移動(dòng)臺(tái)將接收到的功率控制指令與移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率相結(jié)合，來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)閉環(huán)控制應(yīng)發(fā)射的功率值。
反向閉環(huán)功率控制包括內(nèi)環(huán)功控（RILPC）和外環(huán)功控（ROLPC），如圖2所示：
外環(huán)：調(diào)整基站的接收信號(hào)的目標(biāo)Eb/No設(shè)置值，以滿足FER要求。
內(nèi)環(huán)：使移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)的Eb/No與目標(biāo)Eb/No接近。
IS-95中的反向內(nèi)環(huán)功率控制（RILPC）
IS-95中反向內(nèi)環(huán)功控用前向鏈路的業(yè)務(wù)信道發(fā)送，以PowerControlBit(PCB)形式發(fā)送給基站。移動(dòng)臺(tái)每接收到一個(gè)PCB，會(huì)以1dB的大小調(diào)整發(fā)射功率。PCB是夾在業(yè)務(wù)信道中傳輸?shù)�，速率�?00bps，形成一條功率控制子信道。功率控制幀格式如圖3所示：
前向幀和反向幀的長(zhǎng)度都是20ms，每1.25ms有一個(gè)功控比特，業(yè)務(wù)信道被劃分為16（20/1.25）個(gè)功率控制組（PCG）。對(duì)反向PCG中Eb/No的估算測(cè)量將在前向業(yè)務(wù)信道的PCG+2中的PCB中反映出來(lái)，圖中為前向幀德PCG9。而反向幀在PCG7時(shí)段，當(dāng)測(cè)量值>門限值時(shí)，在PCG9中的PCB=1，移動(dòng)臺(tái)將使發(fā)射功率降低1dB；反之，當(dāng)PCG7時(shí)段，測(cè)量值<門限值，在PCG9中的PCB=0，移動(dòng)臺(tái)將使發(fā)射功率增加1dB。
功率控制比特（PCB）是直接加到速率為19.2kbps的基帶中的，速率為800bps，因此沒(méi)有任何的錯(cuò)誤保護(hù)。這是因?yàn)殚]環(huán)功率控制是用于克服快速瑞利衰落的，這樣不加任何保護(hù)措施，可以使移動(dòng)臺(tái)以更快速度恢復(fù)PCB，進(jìn)行發(fā)射功率的調(diào)整。如圖4：
IS-95中的反向外環(huán)功率控制（ROLPC）
如反向功率控制圖所示，IS-95的反向外環(huán)功控根據(jù)接收到的幀的類型、當(dāng)前反向功率控制算法，得到目標(biāo)Eb/No的設(shè)置值。反向外環(huán)功控（ROLPC）初始設(shè)有一個(gè)固定值pnom。目標(biāo)Eb/No的目標(biāo)值在pmin~pmax之間變化。如果反向外環(huán)功率控制不起作用，反向內(nèi)環(huán)功率控制就使用固定的pnom。
軟切換中的閉環(huán)功率控制
IS-95中定義當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在兩個(gè)或三個(gè)小區(qū)之間移動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生軟切換，在切換過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)同時(shí)接收到兩個(gè)或三個(gè)基站發(fā)送來(lái)的業(yè)務(wù)信道幀。在接收到的業(yè)務(wù)信到幀中，各自包含的功控比特（PCB）有可能產(chǎn)生沖突。根據(jù)體制規(guī)定：當(dāng)有PCB一個(gè)要求減小，移動(dòng)臺(tái)就減小發(fā)射功率；每個(gè)PCB都要求增加，移動(dòng)臺(tái)才增加發(fā)射功率。
2、20001x中的閉環(huán)功率控制
cdma20001x中的閉環(huán)功率控制原理與IS-95中的一樣，因?yàn)閏dma2000有反向?qū)ьl信道（R-PICH），所以反向?qū)ьl信道的功率分配和業(yè)務(wù)信道的功率分配有直接的聯(lián)系，直接讀取反向?qū)ьl信道中的Ec/Io，就可以反映出前向誤幀率（FFER）。如圖5：
cdma2000中的反向內(nèi)環(huán)功率控制（RILPC）
cdma2000中不考慮業(yè)務(wù)幀速率的變化。只是對(duì)不同的幀速率，連續(xù)發(fā)送的功率控值比特（PCB）的發(fā)射功率不一樣。幀速率高，則連續(xù)發(fā)送的功率控值比特功率高；幀速率低，則連續(xù)發(fā)送的功率控值比特功率低。如圖6。
cdma2000中的反向外環(huán)功率控制（ROLPC）
如反向功率控制圖所示，cdma2000的反向外環(huán)功控調(diào)整目標(biāo)Eb/No以獲得目標(biāo)反向誤幀率（RFER）。如果接收到錯(cuò)誤的幀，需要調(diào)整Eb/No，就調(diào)整參數(shù)vrpf_stepup_sp；如果接收到的幀無(wú)誤，調(diào)整要根據(jù)stepdn_sp=（vrpc_stepup_sp）/（100*vrpc_fer）。此外，cdma2000的無(wú)線設(shè)置RC3、RC4的參數(shù)設(shè)置值不采用此算法。
1.2.3 IS-95及cdma20001x系統(tǒng)前向功率控制
功率控制的目的就是使移動(dòng)臺(tái)和基站接收到的誤幀率（FER）接近一個(gè)目標(biāo)值，例如對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，該目標(biāo)值為1%，對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)目標(biāo)值為5%。系統(tǒng)容量的增加可以通過(guò)選擇一個(gè)更高的目標(biāo)FER值而仍能滿足話音質(zhì)量。更高的目標(biāo)FER意味著更低的平均發(fā)射功率，這樣可以保證系統(tǒng)容納更多的用戶。
前向鏈路中，如果使各移動(dòng)臺(tái)的話音質(zhì)量相同，則在小區(qū)邊緣附近的移動(dòng)臺(tái)所需要的功率比距離基站近的移動(dòng)臺(tái)要高。在移動(dòng)臺(tái)的幫助下，基站不斷調(diào)整分配給每一個(gè)業(yè)務(wù)信道的功率以使每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信噪比（S/N）相同，典型的S/N=-15dB。
前向鏈路的小區(qū)內(nèi)信號(hào)的發(fā)射是同步的。移動(dòng)臺(tái)對(duì)前向鏈路解調(diào)時(shí)，干擾主要來(lái)自于臨區(qū)干擾和多徑引入的干擾。但是前向鏈路中，因?yàn)樾^(qū)內(nèi)信號(hào)的同步性和移動(dòng)臺(tái)相干解調(diào)帶來(lái)的增益使得前向鏈路的質(zhì)量要好于反向鏈路。在前向鏈路中，只引入一個(gè)慢速的功率控制就可以控制每個(gè)信道的發(fā)送功率。
1、IS-95A的前向功率控制
IS-95A（RC1）的前向功率控制基于移動(dòng)臺(tái)對(duì)接收到的誤幀率的統(tǒng)計(jì)。一旦移動(dòng)臺(tái)在pwr_rep_frames時(shí)間內(nèi)接收到2個(gè)誤幀，移動(dòng)臺(tái)就向基站發(fā)送功率測(cè)量報(bào)告（PMRM），等4次pwr_rep_delay后開(kāi)始新的測(cè)量過(guò)程。如果在pwr_rep_frames內(nèi)收到不足2個(gè)誤幀，則不向基站發(fā)送消息，本次測(cè)量周期結(jié)束后就開(kāi)始下一次測(cè)量。
前向鏈路功率控制調(diào)整速率為0.5Hz，足夠解決長(zhǎng)期陰影效應(yīng)造成的影響，但不能解決多徑效應(yīng)引起的快衰落問(wèn)題。
基站調(diào)整的相關(guān)參數(shù)作用如下：
基站接收到功率測(cè)量報(bào)告（PMRM）
fer_small—FER下限
fer_big— FER上限
若fer_small
若fer_big
若FER
基站未接收到功率測(cè)量報(bào)告（PMRM）
一旦基站中值為fpc_step的計(jì)時(shí)器溢出，基站就會(huì)用delta_down命令減小前向鏈路數(shù)字增益，同時(shí)計(jì)時(shí)器重新啟動(dòng)。
增益調(diào)整范圍：(min_gain,max_gain)
若flpc=0，則前向功率控制不工作，前向業(yè)務(wù)信道數(shù)字增益為nom_gain。
2、IS-95B的前向功率控制
IS-95B（RC2）中，基站根據(jù)反向業(yè)務(wù)信到中的EIB（ErasureIndicatorBit）是否有出現(xiàn)Erasure的情況，調(diào)整前向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益。若出現(xiàn)Erasure的情況，基站就用up_adj增加前向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益；若無(wú)Erasure情況，基站就用dn_adj降低前向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益。
RC2中，前向鏈路功率控制速率為50Hz。
3、CDMA2000的前向功率控制
前向鏈路中多徑衰落也是引起前向鏈路信號(hào)衰落的原因。在CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)中，前向鏈路使用了和IS-95反向鏈路類似的閉環(huán)功率控制。提高了功率控制的速度，克服快衰落對(duì)信號(hào)的影響。CDMA2000中的前向功率控制就是閉環(huán)功率控制，也叫快速功率控制。
CDMA2000的前向閉環(huán)功率控制也分內(nèi)環(huán)功控（FILPC）和外環(huán)功控（FOLPC），如圖7所示：
內(nèi)環(huán)功控：移動(dòng)臺(tái)用接收到的Eb/No與目標(biāo)值比較，調(diào)整基站發(fā)射功率。
外環(huán)功控：移動(dòng)臺(tái)根據(jù)目標(biāo)前向誤幀率（FFER）調(diào)整目標(biāo)Eb/No的設(shè)置值。
CDMA2000前向內(nèi)環(huán)功率控制（FILPC）
前向內(nèi)環(huán)功率控制中，前向幀由長(zhǎng)度為1.25ms的16個(gè)PCG組成。移動(dòng)臺(tái)測(cè)量前向基礎(chǔ)信道（F-FCH）中每個(gè)PCG的Eb/No。根據(jù)測(cè)量、比較的結(jié)果，通過(guò)在反向?qū)ьl信道（R-PICH）中每1.25ms插入一個(gè)PCB發(fā)送前向功控（FPC）命令給基站。
如果PCB=1,基站使用power_control_step增加它的發(fā)射功率；
如果PCB=0,基站使用power_control_step減小它的發(fā)射功率。
CDMA2000前向外環(huán)功率控制（FOLPC）
前向外環(huán)功率控制的參數(shù)由基站配置。移動(dòng)臺(tái)制造商可以自由設(shè)置FOLPC的公式，前提是制造商遵循基站處設(shè)置的Eb/No的限制。
此外，由于切換狀態(tài)會(huì)改變通信進(jìn)程，基站會(huì)通過(guò)在前向基礎(chǔ)信道（F-FCH）上發(fā)送功率控制消息（PCNM）來(lái)更新前向功控（FPC）參數(shù)。
在cdma系統(tǒng)中，對(duì)發(fā)射的功率和輸出信號(hào)功率的響應(yīng)時(shí)間有一定要求。因?yàn)閏dma系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)的輸出信號(hào)功率是在功率控制組時(shí)間內(nèi)突發(fā)的，為了保證可靠傳輸，要求輸出信號(hào)功率的時(shí)間響應(yīng)特性應(yīng)是快速上升、保持平穩(wěn)及快速下降。
變數(shù)據(jù)傳輸方式時(shí)，輸出功率應(yīng)滿足下圖所示的時(shí)間響應(yīng)要求。圖中1.25ms為用于變速率傳輸?shù)囊粋�(gè)功率控制時(shí)隙內(nèi)的時(shí)間。在時(shí)隙內(nèi)，功率波動(dòng)應(yīng)小于3db，功率電屏應(yīng)比背景噪聲高20db，功率上升和下降的時(shí)間應(yīng)小于6μs。如圖1所示。
移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的平均輸出功率應(yīng)小于-50dbm/1.23MHz，即-110dbm/Hz；移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)背景噪聲應(yīng)小于-60dbm/1.23MHz，即-54dbm/Hz。
1.2 IS-95及cdma20001x系統(tǒng)前向及反向功率控制
cdma系統(tǒng)功率控制類型包括：
反向開(kāi)環(huán)功率控制
移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收功率變化，調(diào)整發(fā)射功率。
反向閉環(huán)功率控制
移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收到的功率控制比特調(diào)整平均輸出功率。
前向功率控制
根據(jù)移動(dòng)臺(tái)測(cè)量報(bào)告，基站調(diào)整對(duì)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。
1.2.1 反向開(kāi)環(huán)功率控制
移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率控制是指移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收的基站信號(hào)強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的過(guò)程。其目的是使所有移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)功率相等，以免因“遠(yuǎn)近效應(yīng)”影響擴(kuò)頻cdma系統(tǒng)對(duì)碼分信號(hào)的接收，降低系統(tǒng)容量。
1、IS-95A中的開(kāi)環(huán)功率控制
IS-95A系統(tǒng)內(nèi)，只要手機(jī)開(kāi)機(jī)，開(kāi)環(huán)就起作用。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)前向鏈路信號(hào)強(qiáng)度來(lái)判斷路徑損耗。功率變化過(guò)程中，只有移動(dòng)臺(tái)參與。移動(dòng)臺(tái)不知道基站實(shí)際的有效發(fā)射功率（ERP），只能通過(guò)接收到的信號(hào)來(lái)估計(jì)前向鏈路損耗。移動(dòng)臺(tái)通過(guò)對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量，調(diào)整發(fā)射功率。接收的信號(hào)越強(qiáng)，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率越小。
應(yīng)當(dāng)指出的是，移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率控制的響應(yīng)時(shí)間大約為30ms，只能克服由于陰影效應(yīng)引起的慢衰落。移動(dòng)臺(tái)對(duì)接收信號(hào)測(cè)量和調(diào)整是基于認(rèn)為前向信道和反向信道的衰落特性是一致的，這種依前向信道信號(hào)電平來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)是不完善的。需要采用閉環(huán)控制加以補(bǔ)充。
移動(dòng)臺(tái)在接入過(guò)程中的功率控制過(guò)程是通過(guò)接入探針實(shí)現(xiàn)的。接入過(guò)程中移動(dòng)臺(tái)的發(fā)初始發(fā)射功率不能太大，會(huì)干擾小區(qū)內(nèi)其他用戶；同時(shí)發(fā)射功率也不能太小，基站會(huì)接收不到。因此，移動(dòng)臺(tái)參用通過(guò)接入探針緩慢增加發(fā)射功率的方式。
移動(dòng)臺(tái)接入前，先發(fā)送一個(gè)低強(qiáng)度請(qǐng)求接入信號(hào)，若基站沒(méi)有應(yīng)答，則以PWR_STEP為步長(zhǎng)一點(diǎn)一點(diǎn)的增加發(fā)射功率。初始接入功率計(jì)算公式如下：
Pt,initial=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR（單位dbm）
其中：Pr平均輸入功率
INIT_PWR初始功率值
NOM_PWR額定功率偏移
PWR_STEP功率增加量
接入后的開(kāi)環(huán)功控作用下手機(jī)發(fā)射功率：
Pt=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR+接入探針增加功率總和
移動(dòng)臺(tái)一旦與基站建立連接以后，移動(dòng)臺(tái)仍然會(huì)根據(jù)接收信號(hào)電平的變化，估計(jì)前向信道的衰落特性，調(diào)整自己的發(fā)射功率。
2、IS-95B/2000中的開(kāi)環(huán)功率控制
IS-95B/2000系統(tǒng)除采用IS-95A的開(kāi)環(huán)功率控制方法外，還引入功率控制因子，以求對(duì)反向發(fā)射功率的進(jìn)一步精確控制。
IS-95A中的開(kāi)環(huán)功率控制仍然有不足之處。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到基站信號(hào)強(qiáng)度高時(shí)，有兩種可能，一是傳輸路徑損耗小，二是基站處于大負(fù)荷狀態(tài)。當(dāng)基站處于大負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，如果移動(dòng)臺(tái)通過(guò)接入探針減少發(fā)射功率的話，可能無(wú)法被基站接收。因此單純通過(guò)接入探針調(diào)整移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率還不完善，在IS-95和20001x系統(tǒng)中，還要考慮到一個(gè)開(kāi)環(huán)功控糾正因子=min(max(-7-ECIO,0),7)。此時(shí)，開(kāi)環(huán)作用下手機(jī)的發(fā)射功率為
Pt=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR+接入探針增加功率總和+開(kāi)環(huán)功控糾正因子
1.2.2 反向閉環(huán)功率控制
開(kāi)環(huán)功率控制中，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率的調(diào)節(jié)是基于前向信道的信號(hào)強(qiáng)度，但是當(dāng)前向和反向信道的衰落特性不一致時(shí)，基于前向信道的信號(hào)測(cè)量是不能反映反向信道傳播特性的。開(kāi)環(huán)功率控制不能估算出瑞利衰落信道下的對(duì)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的調(diào)節(jié)量。
此外，在反向開(kāi)環(huán)功率控制系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率控制的響應(yīng)時(shí)間大約為30ms，只能克服由于陰影效應(yīng)引起的慢衰落。要達(dá)到更精確的功率控制時(shí)間，就需要通過(guò)閉環(huán)功率控制加以解決。
1、IS-95A/B中的閉環(huán)功率控制
閉環(huán)功率控制中移動(dòng)臺(tái)和基站共同參與，一旦移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始和基站建立通信，閉環(huán)功率控制即開(kāi)始起作用�；静煌５乇O(jiān)測(cè)反向鏈路質(zhì)量誤診率（FER）。誤診率（FER）是表示鏈路質(zhì)量最好的參數(shù)，但測(cè)量FER需要花較長(zhǎng)的時(shí)間收集足夠的bit數(shù)，實(shí)際使用Eb/No�；静粩鄿y(cè)量反向鏈路的Eb/No。給Eb/No設(shè)一個(gè)門限值，如果Eb/No值太大了，基站會(huì)命令移動(dòng)臺(tái)減小發(fā)射功率。如果Eb/No值太小了，基站會(huì)命令移動(dòng)臺(tái)增加發(fā)射功率。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)基站發(fā)送的功率控制指令（功率控制比特?cái)y帶的信息）來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。
移動(dòng)臺(tái)將接收到的功率控制指令與移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率相結(jié)合，來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)閉環(huán)控制應(yīng)發(fā)射的功率值。
反向閉環(huán)功率控制包括內(nèi)環(huán)功控（RILPC）和外環(huán)功控（ROLPC），如圖2所示：
外環(huán)：調(diào)整基站的接收信號(hào)的目標(biāo)Eb/No設(shè)置值，以滿足FER要求。
內(nèi)環(huán)：使移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)的Eb/No與目標(biāo)Eb/No接近。
IS-95中的反向內(nèi)環(huán)功率控制（RILPC）
IS-95中反向內(nèi)環(huán)功控用前向鏈路的業(yè)務(wù)信道發(fā)送，以PowerControlBit(PCB)形式發(fā)送給基站。移動(dòng)臺(tái)每接收到一個(gè)PCB，會(huì)以1dB的大小調(diào)整發(fā)射功率。PCB是夾在業(yè)務(wù)信道中傳輸?shù)�，速率�?00bps，形成一條功率控制子信道。功率控制幀格式如圖3所示：
前向幀和反向幀的長(zhǎng)度都是20ms，每1.25ms有一個(gè)功控比特，業(yè)務(wù)信道被劃分為16（20/1.25）個(gè)功率控制組（PCG）。對(duì)反向PCG中Eb/No的估算測(cè)量將在前向業(yè)務(wù)信道的PCG+2中的PCB中反映出來(lái)，圖中為前向幀德PCG9。而反向幀在PCG7時(shí)段，當(dāng)測(cè)量值>門限值時(shí)，在PCG9中的PCB=1，移動(dòng)臺(tái)將使發(fā)射功率降低1dB；反之，當(dāng)PCG7時(shí)段，測(cè)量值<門限值，在PCG9中的PCB=0，移動(dòng)臺(tái)將使發(fā)射功率增加1dB。
功率控制比特（PCB）是直接加到速率為19.2kbps的基帶中的，速率為800bps，因此沒(méi)有任何的錯(cuò)誤保護(hù)。這是因?yàn)殚]環(huán)功率控制是用于克服快速瑞利衰落的，這樣不加任何保護(hù)措施，可以使移動(dòng)臺(tái)以更快速度恢復(fù)PCB，進(jìn)行發(fā)射功率的調(diào)整。如圖4：
IS-95中的反向外環(huán)功率控制（ROLPC）
如反向功率控制圖所示，IS-95的反向外環(huán)功控根據(jù)接收到的幀的類型、當(dāng)前反向功率控制算法，得到目標(biāo)Eb/No的設(shè)置值。反向外環(huán)功控（ROLPC）初始設(shè)有一個(gè)固定值pnom。目標(biāo)Eb/No的目標(biāo)值在pmin~pmax之間變化。如果反向外環(huán)功率控制不起作用，反向內(nèi)環(huán)功率控制就使用固定的pnom。
軟切換中的閉環(huán)功率控制
IS-95中定義當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在兩個(gè)或三個(gè)小區(qū)之間移動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生軟切換，在切換過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)同時(shí)接收到兩個(gè)或三個(gè)基站發(fā)送來(lái)的業(yè)務(wù)信道幀。在接收到的業(yè)務(wù)信到幀中，各自包含的功控比特（PCB）有可能產(chǎn)生沖突。根據(jù)體制規(guī)定：當(dāng)有PCB一個(gè)要求減小，移動(dòng)臺(tái)就減小發(fā)射功率；每個(gè)PCB都要求增加，移動(dòng)臺(tái)才增加發(fā)射功率。
2、20001x中的閉環(huán)功率控制
cdma20001x中的閉環(huán)功率控制原理與IS-95中的一樣，因?yàn)閏dma2000有反向?qū)ьl信道（R-PICH），所以反向?qū)ьl信道的功率分配和業(yè)務(wù)信道的功率分配有直接的聯(lián)系，直接讀取反向?qū)ьl信道中的Ec/Io，就可以反映出前向誤幀率（FFER）。如圖5：
cdma2000中的反向內(nèi)環(huán)功率控制（RILPC）
cdma2000中不考慮業(yè)務(wù)幀速率的變化。只是對(duì)不同的幀速率，連續(xù)發(fā)送的功率控值比特（PCB）的發(fā)射功率不一樣。幀速率高，則連續(xù)發(fā)送的功率控值比特功率高；幀速率低，則連續(xù)發(fā)送的功率控值比特功率低。如圖6。
cdma2000中的反向外環(huán)功率控制（ROLPC）
如反向功率控制圖所示，cdma2000的反向外環(huán)功控調(diào)整目標(biāo)Eb/No以獲得目標(biāo)反向誤幀率（RFER）。如果接收到錯(cuò)誤的幀，需要調(diào)整Eb/No，就調(diào)整參數(shù)vrpf_stepup_sp；如果接收到的幀無(wú)誤，調(diào)整要根據(jù)stepdn_sp=（vrpc_stepup_sp）/（100*vrpc_fer）。此外，cdma2000的無(wú)線設(shè)置RC3、RC4的參數(shù)設(shè)置值不采用此算法。
1.2.3 IS-95及cdma20001x系統(tǒng)前向功率控制
功率控制的目的就是使移動(dòng)臺(tái)和基站接收到的誤幀率（FER）接近一個(gè)目標(biāo)值，例如對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，該目標(biāo)值為1%，對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)目標(biāo)值為5%。系統(tǒng)容量的增加可以通過(guò)選擇一個(gè)更高的目標(biāo)FER值而仍能滿足話音質(zhì)量。更高的目標(biāo)FER意味著更低的平均發(fā)射功率，這樣可以保證系統(tǒng)容納更多的用戶。
前向鏈路中，如果使各移動(dòng)臺(tái)的話音質(zhì)量相同，則在小區(qū)邊緣附近的移動(dòng)臺(tái)所需要的功率比距離基站近的移動(dòng)臺(tái)要高。在移動(dòng)臺(tái)的幫助下，基站不斷調(diào)整分配給每一個(gè)業(yè)務(wù)信道的功率以使每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信噪比（S/N）相同，典型的S/N=-15dB。
前向鏈路的小區(qū)內(nèi)信號(hào)的發(fā)射是同步的。移動(dòng)臺(tái)對(duì)前向鏈路解調(diào)時(shí)，干擾主要來(lái)自于臨區(qū)干擾和多徑引入的干擾。但是前向鏈路中，因?yàn)樾^(qū)內(nèi)信號(hào)的同步性和移動(dòng)臺(tái)相干解調(diào)帶來(lái)的增益使得前向鏈路的質(zhì)量要好于反向鏈路。在前向鏈路中，只引入一個(gè)慢速的功率控制就可以控制每個(gè)信道的發(fā)送功率。
1、IS-95A的前向功率控制
IS-95A（RC1）的前向功率控制基于移動(dòng)臺(tái)對(duì)接收到的誤幀率的統(tǒng)計(jì)。一旦移動(dòng)臺(tái)在pwr_rep_frames時(shí)間內(nèi)接收到2個(gè)誤幀，移動(dòng)臺(tái)就向基站發(fā)送功率測(cè)量報(bào)告（PMRM），等4次pwr_rep_delay后開(kāi)始新的測(cè)量過(guò)程。如果在pwr_rep_frames內(nèi)收到不足2個(gè)誤幀，則不向基站發(fā)送消息，本次測(cè)量周期結(jié)束后就開(kāi)始下一次測(cè)量。
前向鏈路功率控制調(diào)整速率為0.5Hz，足夠解決長(zhǎng)期陰影效應(yīng)造成的影響，但不能解決多徑效應(yīng)引起的快衰落問(wèn)題。
基站調(diào)整的相關(guān)參數(shù)作用如下：
基站接收到功率測(cè)量報(bào)告（PMRM）
fer_small—FER下限
fer_big— FER上限
若fer_small
若fer_big
若FER
基站未接收到功率測(cè)量報(bào)告（PMRM）
一旦基站中值為fpc_step的計(jì)時(shí)器溢出，基站就會(huì)用delta_down命令減小前向鏈路數(shù)字增益，同時(shí)計(jì)時(shí)器重新啟動(dòng)。
增益調(diào)整范圍：(min_gain,max_gain)
若flpc=0，則前向功率控制不工作，前向業(yè)務(wù)信道數(shù)字增益為nom_gain。
2、IS-95B的前向功率控制
IS-95B（RC2）中，基站根據(jù)反向業(yè)務(wù)信到中的EIB（ErasureIndicatorBit）是否有出現(xiàn)Erasure的情況，調(diào)整前向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益。若出現(xiàn)Erasure的情況，基站就用up_adj增加前向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益；若無(wú)Erasure情況，基站就用dn_adj降低前向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益。
RC2中，前向鏈路功率控制速率為50Hz。
3、CDMA2000的前向功率控制
前向鏈路中多徑衰落也是引起前向鏈路信號(hào)衰落的原因。在CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)中，前向鏈路使用了和IS-95反向鏈路類似的閉環(huán)功率控制。提高了功率控制的速度，克服快衰落對(duì)信號(hào)的影響。CDMA2000中的前向功率控制就是閉環(huán)功率控制，也叫快速功率控制。
CDMA2000的前向閉環(huán)功率控制也分內(nèi)環(huán)功控（FILPC）和外環(huán)功控（FOLPC），如圖7所示：
內(nèi)環(huán)功控：移動(dòng)臺(tái)用接收到的Eb/No與目標(biāo)值比較，調(diào)整基站發(fā)射功率。
外環(huán)功控：移動(dòng)臺(tái)根據(jù)目標(biāo)前向誤幀率（FFER）調(diào)整目標(biāo)Eb/No的設(shè)置值。
CDMA2000前向內(nèi)環(huán)功率控制（FILPC）
前向內(nèi)環(huán)功率控制中，前向幀由長(zhǎng)度為1.25ms的16個(gè)PCG組成。移動(dòng)臺(tái)測(cè)量前向基礎(chǔ)信道（F-FCH）中每個(gè)PCG的Eb/No。根據(jù)測(cè)量、比較的結(jié)果，通過(guò)在反向?qū)ьl信道（R-PICH）中每1.25ms插入一個(gè)PCB發(fā)送前向功控（FPC）命令給基站。
如果PCB=1,基站使用power_control_step增加它的發(fā)射功率；
如果PCB=0,基站使用power_control_step減小它的發(fā)射功率。
CDMA2000前向外環(huán)功率控制（FOLPC）
前向外環(huán)功率控制的參數(shù)由基站配置。移動(dòng)臺(tái)制造商可以自由設(shè)置FOLPC的公式，前提是制造商遵循基站處設(shè)置的Eb/No的限制。
此外，由于切換狀態(tài)會(huì)改變通信進(jìn)程，基站會(huì)通過(guò)在前向基礎(chǔ)信道（F-FCH）上發(fā)送功率控制消息（PCNM）來(lái)更新前向功控（FPC）參數(shù)。
回答者：
chendaji
回答時(shí)間：2009-05-22 19:10
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