【文章內(nèi)容簡介】 能夠?qū)崿F(xiàn)。在功率控制中需要考慮系統(tǒng)負載的變化、信道狀態(tài)的快速和慢速的變化以及信道的衰落。在所有的移動通信系統(tǒng)中都存在遠近效應。因為移動臺在給定的小區(qū)中是移動的，一些移動臺距離基站近，而另外一些移動臺距離基站遠，如果不進行功率控制，距離基站近的移動臺到達基站時的信號比較強，因此在反向鏈路上會對其它移動臺造成很大的干擾。在功率控制中，當移動臺的信噪比（SNR）超過給定的門限時，基站命令該移動臺降低發(fā)射功率，反之則要求其提高發(fā)射功率。在前向鏈路，如果要使各個移動臺的話音質(zhì)量相同，則在小區(qū)邊緣附近的移動臺所需要的功率比距離基站近的移動臺要高。在移動臺的輔助下，基站調(diào)整分配給每一個業(yè)務信道的功率以使每一個移動臺的SNR基本上相同。. 前向功控CDMA的前向信道功率要分配給導頻信道、同步信道、尋呼信道和各個業(yè)務信道?；拘枰{(diào)整分配給每一個業(yè)務信道的功率，使處于不同傳播環(huán)境下的各個移動臺都得到足夠的信號能量。一般來說，該調(diào)整范圍很小，在標稱功率上下浮動范圍建議是 177。 3到 177。 4 dB（各個設備廠家可能不同）?；就ㄟ^移動臺對前向鏈路誤幀率的報告來決定是增加發(fā)射功率還是減小發(fā)射功率。移動臺的報告分為定期報告和門限報告。定期報告顧名思義就是隔一段時間匯報一次，門限報告就是當FER（誤幀率）達到一定門限時才報告。這個門限是由運營者根據(jù)對話音質(zhì)量的不同要求設置的。這兩種報告可以同時存在，也可以只要一種，可以根據(jù)運營者的具體要求來設定。. 反向功控反向功控設計到開環(huán)估計等概念，開環(huán)估計是指移動臺僅僅根據(jù)接收到的來自基站的信號強度來粗略估計信道傳播環(huán)境，并相應調(diào)整自己的反向發(fā)射功率，是單方面的調(diào)整。例如當移動臺檢測到所接收到的前向功率比較高時，通常表明它離基站較近，傳播環(huán)境較好，因此移動臺可以可以降低其平均發(fā)射功率。當然，這樣就忽略了前向信道和反向信道并不相關(guān)的的事實，會導致在短時間內(nèi)出現(xiàn)較大的誤差，并且由于無線信道的快衰特性，開環(huán)功控還需要更快速更準確的校準，這由閉環(huán)功控來完成。閉環(huán)校準是指在開環(huán)估計的基礎上，移動臺根據(jù)在前向業(yè)務信道上收到的功率控制指令快速校正自己的發(fā)射功率（每秒800次），其中的功率控制指令（升或降）是由基站根據(jù)它所接收的移動臺信號的質(zhì)量來決定的；由于功率控制指令由基站根據(jù)反向業(yè)務信道指令產(chǎn)生，再通過前向信道發(fā)送移動臺調(diào)整反向發(fā)射功率，形成了控制環(huán)路，因此稱這種方式為閉環(huán)校正。閉環(huán)校正又分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩部分，內(nèi)環(huán)指基站接收移動臺的信號后，將其強度與一門限（下面稱為“閉環(huán)門限”）相比，如果高于該門限，向移動臺發(fā)送“降低發(fā)射功率”的功率控制指令；否則發(fā)送“增加發(fā)射功率”的指令。外環(huán)的作用是對內(nèi)環(huán)門限進行調(diào)整，這種調(diào)整是根據(jù)基站所接收到的反向業(yè)務信道的指令指標（誤幀率）的變化來進行的。通常FER都有一定的目標值，當實際接收的FER高于目標值時，基站就需要提高內(nèi)環(huán)門限，以增加移動臺的反向發(fā)射功率；反之，當實際接收的FER低于目標值時，基站就適當降低內(nèi)環(huán)門限，以降低移動臺的反向發(fā)射功率。最后，在基站和移動臺的共同作用下，使基站能夠在保證一定接收質(zhì)量的前提下，讓移動臺以盡可能低的功率發(fā)射信號，以減小對其它用戶的干擾，提高容量。4. 鏈路預算與容量估算. 介紹鏈路預算是進行通信資源分配的有效工具。鏈路預算從根本上來說是一個計算無線覆蓋范圍的等式，該等式是一些影響無線鏈路的增益和損耗的代數(shù)和。對于反向鏈路來說，該等式估計的是在不同的多址機制下和不同的傳播環(huán)境中移動臺所能達到的最大覆蓋范圍。在評估系統(tǒng)性能時，我們所關(guān)心的其中一個參數(shù)是信噪比（SNR）。這是因為在進行基本的系統(tǒng)設計時我們所關(guān)心的是如何在可以接受的差錯概率下檢測信號。然而對于數(shù)字接收機，信噪比一般是用每比特的能量與噪聲功率譜密度的比值（Eb/Nt）來表示。為了計算方便，我們需要區(qū)分達到一定的差錯概率所需要的Eb/Nt 和實際接收到的Eb/Nt，我們把前者記為(Eb/Nt)req ，后者記為(Eb/Nt)r。對于反向鏈路來說以分貝表示的二者之差即為容限參數(shù)：M (dB) = (Eb/Nt)r (Eb/Nt)req如果M是正值，說明有一定的衰落和干擾容限。如果M是負值，說明該鏈路不能正常工作。各個系統(tǒng)設計者的設計參數(shù)(Eb/Nt)req可能會不同，因為它們的調(diào)制方式、編碼方案和分集方式不同。為了保持正的容限值，我們需要在各個參數(shù)間進行折衷。但是在系統(tǒng)設計中究竟需要多大的鏈路容限還依賴于鏈路預算中的各個參數(shù)。如果各個參數(shù)都是按照最壞的情況選擇的，并且鏈路的參數(shù)中包含了大量的表征衰落等的統(tǒng)計變量，所需要的鏈路容限是很小的。. CDMA鏈路分析舉例覆蓋預測主要是對小區(qū)進行鏈路預算，求出允許的最大路徑損耗，套用適用于本規(guī)劃區(qū)的傳播模型，即可得到小區(qū)的最大覆蓋范圍。在移動通信系統(tǒng)中，移動臺由于條件的限制，發(fā)射功率不可能做得很高，因此，通常小區(qū)覆蓋受限于反向鏈路。項目前向反向環(huán)境類型業(yè)務類型(a0) 每個業(yè)務信道平均發(fā)射功率dBmdBm(a1) 每個業(yè)務信道最大發(fā)射功率dBmdBm(a2) 發(fā)射機最大總發(fā)射功率dBmdBm(b) 發(fā)射端饋線、連接器與合并器等損耗2 dB0 dB(c) 發(fā)射天線增益13 dBi 車速10 dBi 行人2 dBi 室內(nèi)0 dBi(d1) 每個業(yè)務信道的有效發(fā)射功率=(a1b+c)dBmdBm(d2) 發(fā)射機有效發(fā)射的總功率= (a2b+c)dBmdBm(e) 接收天線增益0 dBi13 dBi 車速10 dBi 行人2 dBi 室內(nèi)(f) 接收端電纜、連接器與合并器等損耗0 dB2 dB(g) 接收機噪聲系數(shù)5 dB5 dB(h) 熱噪聲密度(H) (線性單位)174 dBm/Hz mW/Hz174 dBm/Hz mW/Hz(i) 干擾余量dBdB(j) 總有效噪聲加干擾密度=g+h+i dBm/HzdBm/Hz(k) 信息速率 (10 log (Rb))dBHzdBHz(l) Eb/(No+Io)dBdB(m) 接收機靈敏度 = (j+k+l)(n) 軟切換增益dBdB(o) 分集增益 dBdB(o39。) 其它增益/損耗dBdB(o’’) 人體損耗dBdB(p) 對數(shù)正態(tài)衰落邊限 dBdB(q) 最大路徑損耗= {d1m+(ef)+o+n+o’ p}dBdB(r) 最大范圍 mm表 41 鏈路預算表下面是各參數(shù)的說明：(a0) 每信道的平均發(fā)射功率 (dBm)每信道的平均發(fā)射功率定義為以最大發(fā)射功率發(fā)射的整個發(fā)射周期上的總發(fā)射功率的平均值。(a1) 每業(yè)務信道的最大發(fā)射功率 (dBm)每業(yè)務信道發(fā)射功率定義為對于一個業(yè)務信道，發(fā)射機輸出的最大功率。 (a2) 最大總發(fā)射功率 (dBm)最大總發(fā)射功率是發(fā)射機輸出的所有信道的功率集合的最大值。 (b) 饋線、連接器和合并器等損耗（發(fā)射端）(dB) 發(fā)射端從發(fā)射機輸出到天線輸入這一段的損耗值。 (c) 發(fā)射天線增益 (dBi)發(fā)射端天線的最大增益。(d1) 每業(yè)務信道的有效發(fā)射功率 (dBm)發(fā)射機輸出的每業(yè)務信道最大發(fā)射功率（dBm）、發(fā)射端系統(tǒng)損耗(dB)、以及發(fā)射天線增益的總和。(d2) 發(fā)射機總有效發(fā)射功率 (dBm)發(fā)射機輸出的最大總發(fā)射功率（dBm）、發(fā)射端系統(tǒng)損耗(dB)、以及發(fā)射天線增益的總和。(e) 接收天線增益 (dBi) 接收天線的最大增益。(f) 電纜、連接器和合并器等損耗（接收端）(dB) 接收端從接收天線輸出到接收機輸入這一段的損耗值。(g) 接收機噪聲系數(shù) (dB) 接收系統(tǒng)在接收機處的噪聲系數(shù)。(h), (H) 熱噪聲密度 (dBm/Hz) 熱噪聲密度, No, 定義為接收機輸入端每Hz的噪聲功率。注意，(h)是對數(shù)表示的單位， (H)是線性的單位。(i) 干擾余量 (dB)接收機不僅存在熱噪聲，還存在干擾，干擾余量是由于系統(tǒng)的帶內(nèi)干擾引起的有效噪聲的增加。假設系統(tǒng)負荷因子是β（前向鏈路的β定義為總發(fā)射功率與最大發(fā)射功率之比，反向鏈路的β定義為1No/(No+Io)，No是熱噪聲密度，Io干擾密度），那么，對于反向鏈路，干擾余量=10log[1/(1β)]。(j) 總有效噪聲加干擾密度 (dBm/Hz)總有效噪聲加干擾密度(dBm/Hz)是接收機噪聲系數(shù)、熱噪聲密度和干擾余量之和，也就是j = g+h+I(k) 信息速率(10Log(Rb)) (dBHz)信息速率是業(yè)務信道的比特速率。(l) Eb/(No+Io) (dB)每信息比特能量與總有效噪聲和干擾密度之比。Eb/(No+Io) 必須滿足特定環(huán)境下的質(zhì)量要求。(m) 接收機靈敏度 (j+k+l) (dBm)為滿足要求的Eb/(No+Io)所需的接收機輸入端的信號功率。(n) 軟切換增益Handoff Gain/Loss (dB)在小區(qū)邊界進行軟切換而獲得的增益。假設兩個小區(qū)的平均路徑損耗相同，軟切換增益應按50%的陰影相關(guān)性計算出。(o) 分集增益 (dB)采用分集技術(shù)帶來的增益。分集增益可以根據(jù)接收路徑的相關(guān)性計算出來。注意，分集增益不能計算兩次。例如：如果分集增益在Eb/(No+Io)的要求中已經(jīng)包括了，那么這里就不能再加進來。(o39。39。) 人體損耗 (dB)人體損耗是因為人體本身導致的損耗。(o39。) 其它增益 (dB)附加的增益是為今后采用更先進的技術(shù)留下的。.(p) 對數(shù)正態(tài)陰影邊界 (dB)對數(shù)正態(tài)陰影邊界定義為獨立小區(qū)的小區(qū)邊限，它是為達到一定的覆蓋效率而留的，由覆蓋效率和陰影衰落的標準差決定。(q) 最大路徑損耗 (dB)最大路徑損耗是小區(qū)邊界處允許的最大損耗。 = d1m+(ef)+o+o’+no’’p 注意，實際計算中，還根據(jù)室內(nèi)覆蓋或車內(nèi)覆蓋減去相應的穿透損耗。(r) 最大范圍 (km)最大范圍根據(jù)最大路徑損耗計算出來。. 容量估算由于前向鏈路是一對多的通信，而反向鏈路是多對一的通信，同時，前向鏈路的各個信道是同步的，而且還有公共導頻信道，所以前向鏈路的容量要大于反向鏈路的容量。因此一般來說容量受限于反向鏈路。在下面的容量估算中對反向鏈路進行的。在CDMA中，基站對每一個移動臺的信號接收都受到了本小區(qū)其它移動臺以及相鄰小區(qū)移動臺的干擾。(1) 同一小區(qū)移動臺的干擾X1在CDMA系統(tǒng)中，只有當每個用戶的Eb/Nt（每一個信息比特的能量與總噪聲功率頻譜密度的比值）在達到滿足信道性能的條件下最小，系統(tǒng)才能達到最大容量。由于Nt幾乎全部是由其它用戶干擾造成的，所以所有移動臺的信號在到達基站的接收機時必須（或近似）是相同的功率電平。這是由反向功率控制完成的，功率控制是減少反向鏈路干擾的最佳方法。在CDMA系統(tǒng)的一個無線信道里，所有的用戶同時占用同一帶寬（）。因此干擾源覆蓋整個區(qū)域并且小區(qū)間沒有保護頻帶。在計算反向鏈路的干擾時，常常作以下的假設：252。 總的干擾頻譜密度與用戶總數(shù)成正比，當用戶數(shù)很大時這樣假定是成立的（中心極限定理）。252。 所以小區(qū)用戶數(shù)是相同的，并且均勻分布。252。 使用了功率控制所以基站接收到的每一個移動臺的功率是相同的。我們可以看出，在反向鏈路上減少干擾的最好的方法是每一個業(yè)務信道信號到達基站時都具有相同的功率電平。如果在一個小區(qū)里共有N個移動臺，每個移動臺在基站處的接收功率是C瓦特，那么本小區(qū)中所有其它移動臺對其中一個移動臺的干擾功率為：其中是平均話音激活因子。(2) 其它小區(qū)移動臺的干擾X2在CDMA系統(tǒng)中，頻率復用效率F被定義為一個小區(qū)中移動臺的干擾與所有小區(qū)移動臺總干擾的比值。典型情況，其它小區(qū)用戶的干擾占本小區(qū)用戶干擾的66%（F=）。小區(qū)負載被定義為激活的用戶數(shù)與最大允許的用戶數(shù)的比例。最大允許的用戶數(shù)依賴于平均Eb/Nt，平均話音激活系數(shù)，頻率復用系數(shù)和處理增益W/Rb（W是CDMA信道帶寬，Rb是數(shù)據(jù)速率）。由于CDMA系統(tǒng)的自干擾提高了接收機的噪聲基底，使接收機的靈敏度降低，增加了接收機的最低接收門限。由于干擾而增加的接收機接收門限，以干擾余量的方式體現(xiàn)。干擾余量定義為總干擾噪聲與熱噪聲的比值、表示了干擾使背景噪聲提高的程度。其中：是干擾余量；是干擾功率；干擾余量與小區(qū)負載的關(guān)系由下式表示： 上行鏈路干擾余量與小區(qū)負載的函數(shù)關(guān)系其中 C：接收功率； ：熱噪聲功率； ：其它干擾； M：工作用戶數(shù)； ：話音激活系數(shù)； f：其它小區(qū)干擾與本小區(qū)干擾比；忽略熱噪聲，得到用戶數(shù)M的上限，即得到最大用戶數(shù) 當f＝2/3，＝，Eb/No＝6dB，Rb＝9600bps時，Mmax ＝ 48。當小區(qū)反向負載效率是50％時的反向容量是24。 5. 呼叫處理移動臺的呼叫處理包含下列狀態(tài)： 移動臺初始化狀態(tài)：在該狀態(tài)移動臺選擇并捕獲系統(tǒng)。 移動臺空閑狀態(tài)：在該狀態(tài)中，移動臺監(jiān)視尋呼信道上的消息。 系統(tǒng)接入狀態(tài)：在