CDMA系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)及過程分析

閉環(huán)功率控制可以修正反向傳輸和前向傳輸路徑增益的變化，消除開環(huán)功率控制的不準(zhǔn)確性?；緦邮盏降挠脩艚K端反向開環(huán)功率估算值做出調(diào)整，以便使用戶終端保持最理想的發(fā)射功率。功率控制的實(shí)現(xiàn)是在業(yè)務(wù)信道幀中插入功率控制比特，插入速率可達(dá)1．6 Kb／s，可有效跟蹤快衰落的影響。不過閉環(huán)功率控制的調(diào)整永遠(yuǎn)落后于測量時(shí)的狀態(tài)值，如果在這段時(shí)間內(nèi)通信環(huán)境發(fā)生大的變化，有可能導(dǎo)致閉環(huán)的崩潰，所以功率控制的反饋延時(shí)不能太長，一般由通信端某一時(shí)隙產(chǎn)生的功率控制命令應(yīng)該在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)回饋。閉環(huán)功率控制由內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制兩部分組成。在內(nèi)環(huán)閉環(huán)功率控制中，基站每隔1．25 ms比較一次反向信道的Eb／Io和目標(biāo)Eb／Io，然后指示移動(dòng)臺(tái)降低或增加發(fā)射功率，使信道Eb／Io達(dá)到目標(biāo)值。內(nèi)環(huán)功率控制是快速閉環(huán)功率控制，主要在基站與移動(dòng)臺(tái)之間的物理層進(jìn)行。而在外環(huán)閉環(huán)功率控制中，基站每隔20 ms為接收器的每幀規(guī)定目標(biāo)Eb／Io(從用戶終端到基站)，當(dāng)出現(xiàn)幀誤差時(shí)，其值自動(dòng)單位逐步減少。外環(huán)功率控制的周期一般為TTI(10 ms，20 ms，40 ms，80 ms)的量級，即10～100 Hz。外環(huán)功率控制通過閉環(huán)控制，可以間接影響系統(tǒng)容量和通信質(zhì)量。

3 前向功率控制
前向功率控制指基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的測量結(jié)果調(diào)整對每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率的控制。基站周期性的發(fā)送測試，移動(dòng)臺(tái)檢測前向傳輸?shù)恼`幀率，并向基站報(bào)告該誤幀率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)報(bào)告的誤幀率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，決定增大或是減小前向傳輸功率。在基站系統(tǒng)緩慢減少移動(dòng)臺(tái)的前向鏈路發(fā)射功率過程中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)檢測到誤幀率(FER)超過預(yù)定義值時(shí)，請求基站系統(tǒng)增大前向鏈路發(fā)射功率。每隔一定時(shí)間進(jìn)行一次調(diào)整，用戶終端的報(bào)告分為定期報(bào)告和門限報(bào)告。其控制過程如圖3所示。

在前向功率控制中，對路徑衰落小的移動(dòng)臺(tái)分派較小的前向鏈路功率，而對那些遠(yuǎn)離基站的和誤碼率高的移動(dòng)臺(tái)分派較大的前向鏈路功率，通過在各個(gè)前向業(yè)務(wù)信道上合理的分配功率來確保各個(gè)用戶的通信質(zhì)量，同時(shí)使前向鏈路容量達(dá)到最大。

4 結(jié)語
在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中有許多關(guān)鍵技術(shù)，如多載波技術(shù)、智能天線技術(shù)、軟件無線電技術(shù)、多用戶檢測技術(shù)等。功率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，它使系統(tǒng)能維護(hù)高質(zhì)量通信，顯著提高系統(tǒng)通信容量，同時(shí)可以延長手機(jī)電池使用壽命，并減低建網(wǎng)成本。本文分析目前PHS、GSM系統(tǒng)中的功率要求，詳細(xì)闡述了在CDMA系統(tǒng)中的功率控制，針對其中的前向功率控制和反向功率控制技術(shù)，分析其控制過程及優(yōu)缺點(diǎn)，對于3G系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
功率控制的能力和性能很大程度上依賴于功率測量的精度和功率控制命令產(chǎn)生和傳輸處理時(shí)延。由于信號在移動(dòng)通信傳輸中呈瑞利衰落，功率控制系統(tǒng)無法補(bǔ)償由快衰落引起的信號功率的變化，特別是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度很快時(shí)，功率控制技術(shù)會(huì)失效。要提高CDMA系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)，最終需要多種關(guān)鍵技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，才能夠?qū)崿F(xiàn)3G的高質(zhì)量通信。此外，在CDMA中除了功率控制以外，還包括功率的分配，它們共同構(gòu)成了功率管理。對于功率控制技術(shù)，更深入地研究是結(jié)合功率和速率控制技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合控制，達(dá)到系統(tǒng)的最大優(yōu)化。