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[连载21]-CDMA系统网络规划

http://www.cnttr.com   2007-2-28 14:10  CNTTR.com  

2.3.1.1 反向功率控制

    反向功率控制也称上行链路功率控制(Uplink Power Control),它主要是通过实时调整各移动台的发射功率,使本小区内任一移动台在距离基站无论多远的位置上发射的信号到达基站接收机时刚刚达到保证通信质量的最小信噪比门限,从而保证系统容量。

    1.反向开环功率控制

    当移动台发起呼叫或响应基站的呼叫时,反向开环功率控制首先工作。它试图使所有移动台发出的信号在到达基站时可以有相同的功率值。它的两个主要的功能是调整移动台初始接入时的发射功率和弥补由于路径损耗而造成的衰减的变化。

    在开环功率控制中,移动台首先检测接收到的基站导频信号功率,如果移动台接收到的信号功率小,则表明此刻在前向链路上的衰耗大,并由此认为反向链路上的衰耗也较大,于是为补偿这时的信道衰落,移动台将增大发射功率;反之,移动台将减小发射功率。

    前向链路或者反向链路的开环功率控制都是用来补偿衰落的。

    2.反向闭环功率控制

    在闭环功率控制中,接收机通过测量接收到的Eb/Nt来向发射机提供反馈,通知发射机以一定的步长增加发射功率或减少发射功率。

    反向闭环功率控制是反向功率控制的核心。在CDMA的FDD方式下,由于双工间隔频宽远超过信道相干带宽,前向与反向链路之间不存在相关性,因而不能再用前向链路的衰落特性来估计反向链路的衰落特性。反向闭环功率控制便成为对反向开环功率控制的不准确性进行弥补的一种有效手段。

    反向闭环功率控制中,基站协助移动台对开环功率估测迅速的作出纠正,从而使移动台始终保持最理想的发射功率。基站每隔一定时间检测一次解调后的反向业务信道信号的信噪比SNR,然后将其与事先设定的门限比较,若收到的SNR高于门限值,基站就在前向信道上送出一个减小移动台发射功率的指令;反之,就送出一个增加移动台发射功率的指令。移动台每次调整发射功率的动态范围称之为“功控步长”,它和基站功率控制的频率由不同的功率控制算法决定。

    反向链路上的闭环功率控制总是快速的功率控制,它包含两个反馈环:外环和内环(Outer-Loop /Inner-Loop)。外环功率控制主要通过测量误帧率,并定时的根据目标误帧率来调节目标Eb/Nt的值,即设置点(setpoint)。通过将该设置点调大或调小来维持恒定的目标误帧率。若误帧率过高,则将设置点相应的调大;若误帧率过低,则将设置点相应的调小。内环功率控制主要测量接收到的信号电平值,并将该值与设置点相比较。它通过发送功率控制命令来增加或减小功率,以使接收到的信号电平接近于设置点。

    同时使用外环功控和内环功控便能满足功率控制的目标,既可以保证有足够的信号能量,使接收机能在容许的错误概率情况下解调信号,又可以使其他用户的干扰最小化。

    这里需要指出的是,与TIA/EIA-95(IS-95)中相比,反向链路功率控制在IS-2000中没有太大改变。在cdma2000中,功控步长是由基站配置的,而在TIA/EIA-95 A/B中固定为1dB。但是如果移动台支持R-SCH,将要求移动台支持0.5dB的功控步长。

2.3.1.2 前向功率控制

    前向功率控制又称下行链路功率控制(Downlink Power Control),它的实现是基站根据移动台提供的测量结果,调整对每个移动台的发射功率。在前向链路中,小区内信号是同步发射的。在前向链路的解调时,小区内用户间的干扰可以通过扩频码的正交性除去,干扰主要来自于邻区干扰和多径引入的干扰。通常在前向链路中,小区内信号的同步性和移动台相干解调带来的增益使得前向链路的质量远好于反向链路,IS-95中采用了慢速的功率控制将业务信道的功率设定为保持移动台所需FER的最小功率值。

    与IS-95不同,在IS-2000中,为更好的克服信道衰落,F-FCH和F-SCH的前向链路功率控制采用了新的快速前向功率控制(FFPC)算法。推荐的两种形式的功率控制包括单信道功率控制和独立功率控制。单信道功率控制以F-FCH和F-SCH之间的较高速率信道为基础,较低速率信道的增益设置由它和较高速率信道的关系来决定。在独立功率控制的情况下,F-FCH和F-SCH的增益是分别独立确定的。移动台是按两个独立的外环算法(具有不同的Eb/Nt目标)工作的,给基站发送两个前向Eb/Nt差错比特。

2.3.2软切换技术

    在移动通信系统中,当移动台从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围,通过切换保持与基站的通信。在进行业务信道通信时,移动台支持以下三种切换过程:

    (1)硬切换:在这种切换过程中,移动台采取先中断与原基站的通信,再与目标基站取得联系的方式。一般发生在不同频率或者不同的帧偏置的CDMA信道之间。

    (2)软切换:在这种切换过程中,当移动台开始与目标基站进行通信时并不立即中断与原基站的通信。软切换是由MSC(或BSC)完成的,将来自不同基站的信号都送至MSC(或BSC)的选择器,由选择器选择最好的一路,再进行话音的编解码。

    (3)更软切换:这种切换是移动台在同一小区具有相同频率的两个扇区间的切换,它是由基站完成的,并不通知MSC。对于移动台来说,不同的扇区天线相当于不同的多径分量,被合并成一个话音帧送至选择器,作为此基站的语音帧。

    软切换不同于传统的硬切换过程,它是指当移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。在硬切换的发起和执行过程中,用户不会同时与两个基站保持业务信道的通信;而对于软切换来说,是通过考察来自两个或多个基站导频信号的变化来最终实现与其中的一个进行通信。

    软切换只能在相同频率的信道间进行,因此,模拟系统、TDMA系统不能实现这种功能。据统计,模拟系统、TDMA系统无线信道上的掉话90%发生在切换中,而在CDMA系统中采用软切换技术在两个基站覆盖区的交界处起到了业务信道的分集作用,从而可以有效的提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

    软切换提供在基站边界处的前向业务信道和反向业务信道的多径分集,提高了信道的抗衰落能力,降低了移动台的发射功率,从而减少了移动台对系统的干扰,提高了系统的平均容量和通信的质量。在软切换过程中,进入软切换区域的移动台即使不能立即得到目标基站的链路,也能够进入切换等待的排队队列,从而能够减少系统的阻塞率。相应的,软切换也带来了一些缺点导致硬件设备的增加,降低了前向容量等。

    软切换及具有相同频率配置的CDMA信道间的硬切换一般都是由移动台发起的。在IS-95 A中只规定了移动台辅助软切换技术,在IS-95 B中又增加了动态软切换门限的技术。IS-2000软切换技术所采用的是IS-95 B中规定的动态软切换门限,并规定当动态软切换门限的可调系统参数SOFT-SLOPE设置为零时将采用移动台辅助软切换方式。另外,IS-95 A中的软切换不能够在接入状态下进行,而IS-95 B和cdma2000中支持接入状态下的软切换。软切换技术的具体实现过程请参见第三章的相关内容,这里不再赘述。

详情访问:http://bbs.cnttr.com/viewthread.php?tid=45168

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