7. CDMA系统的功率控制
- 功能：动态调整发射机发射功率
- 地位：CDMA系统关键技术之一
- 作用：输出功率的限制
分类：
CDMA系统的自干扰
- 多址干扰：扩频码之间的互相关性不为零
- 干扰受限：干扰对系统容量的直接影响
- 反向链路的远近效应
- 基站远处的用户信号会被近处用户信号淹没
- 前向链路相邻基站干扰
- 移动台处于相邻小区交界处，收到基站信号很低，会收到相邻小区基站的较强干扰
无线信道的衰落
对接收信号的能量或噪比进行评估基础上， 适时补偿无线信道的衰落，来不断调整发射号的功率，从而保证一定通信质量又降低对其他用户的干扰，保证系统容量
- 当用户的发射功率刚好能够满足所需信噪比最小值时，系统的容量达到最大值
-
7.3 反向功率控制
功能：
- 调整移动台的发射功率， 使信号到达基站接收机时信号电平刚达到保证通信质量的最小信噪比门限
- 作用：
- 克服远近效应，降低干扰保证系统容量
- 将移动台的发射功率调整至最合理电平，从而延长电池寿命
反向链路质量：
功能：
- 调整基站对每个移动台的发射功率，使信号到达移动台接收机时，信号电平刚刚达到保证通信质量的最小噪比门限
- 对信道衰落较小和解调信噪比较高的移动台分配相对较小的前向发射功率
- 对信道衰落较大和解调信噪比较低的移动台分配相对较大的前向发射功率
作用：
前向链路的质量远好于反向链路 ，对功控的要求相对较低
- 前向链路所有信道同步发射，而且对于某个移动台来说， 前向链路的所有信道经历无线环境是相同的
- 在前向链路的解调中，干扰主要是相邻小区的干扰和多径引入的干扰
- 在理想情况下，移动台解调时本小区内其它用户的干扰可以通过 Walsh 码的正交性完全除去
- 由于多径的影响，使得 Walsh码的正交性收到影响
-
7.6 开环功率控制
功能：
- 移动台 (或基站)根据接收到的前向(或反向 )链路信号功率大小来调整自己的发射功率
- 作用：
- 补偿信道中的平均路径损耗及慢衰落，所以动态范围较大
- 方法：
- 以反向链路为例：
- 移动台接收并测量基站导频信号 (前向链路 )的信号强度，并估计前向链路传播损耗
- 然后根据这种估计，调整其发射功率
- 接收信号较强时，表明信道环境好，将降低发射功率
- 接收信号较弱时，表明信道环境差，将增加发射功率
- 前提条件：
- 假设前向和反向链路的衰落情况一致
- 优点：
- 简单易行 ，不需要在基站和移动台之间交互信息 ，控制速度快
- 对于降低慢衰落的影响比较有效
缺点：
功能：
- 建立在开环功率控制的基础上， 对开环功控进行校正
- 方法：
- 以反向链路为例：
- 基站根据反向链路上移动台的信号强弱，产生功控指令，并通过前向链路将功控指令发送给移动台
- 然后移动台根据此命令，在开环功控所选择发射功率的基础上快速校正发射功率
- 形成控制环路
- 优点：
- 部分降低了信道快衰落的影响，控制精度高，用于通信过程中发射功率的精细调整
- 缺点：
- 从功控指令的发出到执行，存在一定的时延，当时延上升时，功控的性能将严重下降
- 分类：
7.8 数据处理过程
7.9 数据加扰
- 通过 64:1 的分频器将长码序列速率变成19.2ksps，保证同输入的调制符号速率一样
经过 24:1的分频器，将19.2ksps变换成800Hz ， 用于控制插入功率比特的节奏和位置
7.10 功率控制子信道
设置
- 包含在前向业务信道中
- 主要功能
- 传送功率控制信息比特0或1，分别指示移动台增大功率和减少功率
- 移动台根据在前向业务信道上收到的有效功率控制比特来调整其平均输出功率：
- “0”指示移动台增加平均输出功率1dB
- “1”指示移动台减少平均输出功率1dB
- 功率控制组（PCG）
- 将20ms的前向业务帧分为16个，每组传送1bit
- 发送
- 功率控制子信道每1.25ms发送一个功率控制比特
- 长度
- 一个功率控制比特的长度等于前向业务信道两个调制符号的长度
实际操作
在实际操作时，功率控制子信道是通过替换业务信道符号而插入前向信道的
- 功率控制子信道结构
- 将20ms的业务帧分成16个功率控制组，编号0~15
- 将1.25ms的功率控制组（PCG）分为24个符号位置，编号0~23
- 功率控制比特打孔
- 在每个 PCG 的24 个符号位置中，只利用前面16个可能的起始位置之一作为功率控制比特 ，其起始位置，编号分别为 0~15
- 一个功率控制比特的长度相当于前向业务信道2个调制符号 (104.17μs) ，每个功率控制比特取代 2个连续 的前向业务信道调制符号。每个功控比特发送能量不小于
7.12 功率控制比特的插入位置
- 功率控制比特起始位置的确定
- 用于扰码的长码比特的后四位
- 长码每隔 64 个码片抽取一个，也即每 1.25 ms（1个功率控制组）抽取 24 个码片(24/（1.25×10^-3） =19.2ksps)
- 编号为 23 、22 、21 、20 的4个扰码符号位的十进制数值，决定了功率控制比特的起始位置
7.13 移动台禁用
- 目的
- 检测那些无法对功率控制作出响应并可能其它用户造成严重干扰的移动台
- 操作
- 由内环功控完成
方法
切换：
- 将处于通话状态的 MS 转移到新的业务信道上（新的小区）的过程
- 目的：
- 实现蜂窝移动通信的“无缝隙 ”覆盖，即当移动台从一个小区进入另一个小区时，保证通信的连续性
- 操作：
- 识别新的小区
- 分配给移动台在新小区的话音信道和控制信道
- 原因：
- 信号的强度或质量下降到由系统规定的一定参数以下，此时移动台被切换到信号强度较强的相邻小区。由移动发起
- 由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用，这时移动台被切换到业务信道容量较空闲的相邻小区。由上级实体发起
要求：
检测手段：
- 模拟1G由基站完成，由MSC管理
- 数字TDMA2G移动台辅助切换
方法：
目的：
- 把一个呼叫传送到随机移动的用户
- 主要任务：
- 位置登记：已知移动台的实时位置信息时，更新数据库和认证移动台
- 呼叫传递：在有呼叫给移动台的情况下，根据 HLR（Home Location Register 归属寄存器）和 VLR （Visitor Location Register 访问寄存器）中可用的位置信息来定位移动台
涉及问题：
网络端接收到请求信息后便将移动台注册到一个新的VLR区域
- 用户的归属寄存器 HLR 与新的 VLR 交换数据得到移动用户新位置信息
- HLR 通知移动台所属的旧的 VLR 删除用户有关信息
7.15.5 切换技术
- 定义：
- 当移动台走出原先的服务小区，将要进入另一个小区时，原基站与移动台之间的链路将由新基站与移动台之间的链路来替代。切换是移动性管理的内容，在3G 中主要由 RRC 层协议负责完成此项功能
- 硬切换：
- 当移动台开始与一个新基站联系时，必须先断掉所有已存在的连接，然后建立新连接
- 先断后通
- 不同频率、不同系统间切换
- 软切换：
- 当移动台开始与一个新基站联系时，并不立即中断与原来基站之间的通信，软切换是CDMA系统固有的
- 先通后断
- 同一个频率下切换
- 切换过程中保持多条无线链路连接，占用无线资源比较多
接力切换：
- 当用户终端从一个小区或扇区移动到另一个小区或扇区时，利用智能天线和上行同步等技术对UE的距离和方位进行定位，根据UE 方位和距离信息作为切换的辅助信息，如果UE 进入切换区，则RNC 通知另一基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的
- 主要用于TD -SCDMA SCDMA 系统中
- 不同小区、不同频点
相互比较：
- 接力切换效率最高
- 硬切换容易掉话
- 软切换浪费资源
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