无线资源管理中的功率控制.ppt

无线资源管理中的功率控制 报告学生：沈陈霄 指导老师：方旭明教授 L o g o 无线资源管理 参考文献： 未来移动通信系统中的无线资源管理 赵新胜/尤肖虎 L o g o 功率控制 v 什么是功率控制？ v 功率控制是在不影响通信质量的情况下，以尽量 减少发射信号的功率，来达到减少干扰，提高信 道容量和增加用户终端的电池待机时间的目的的 一种无线资源管理技术。 L o g o 为什么需要功率控制 v 远近效应 信号被离基站近的 UE的信号“淹没”， 无法通信 一个UE就能阻 塞整个小区 L o g o 为什么需要功率控制 接受信号衰弱 严重，邻小区 干扰也严重 服务小区干扰小区 L o g o 开环与闭环功率控制(以上行为例) 基站 UE 发射功率 接收CPICH公共导频信号 发射功率等于测量路径损耗加期望目标功率 L o g o 开环与闭环功率控制 v 开环功控 上行接入前缀初始发射功率计算（WCDMA） Preamble_Init_Power = CPICH_Tx_Power CPICH_RSCP +UL_interference+ UL_required_CI CPICH_Tx_Power：基站导频发射功率，手机通过读取系统广播消息 (SIB5/6-PRACH sys info list-P-CPICH Tx Power）得到 CPICH_RSCP: 手机实测的基站导频信号码功率 CPICH_Tx_Power CPICH_RSCP: 链路损耗 UL_interference: 上行链路干扰功率，手机通过读取系统广播消息 (SIB7)得到 UL_required_CI: 上行前导正确解调所需信噪比常数,手机通过读取系统 广播消息（SIB5/6-PRACH sys info list-Constant value）得到 L o g o 开环与闭环功率控制 v 内环功控 基站 UE 4、下发TPC 3、测量接收信号 SIR，并比较与SIRtar比较 1、设置SIRtar 5、改变传输功率 Pnew=Pold+TPC 2、上行通信信号 对于每一个UE都有这样一个独立的控制环路 L o g o 开环与闭环功率控制 v 外环功控 基站 UE 内环功控 4、设置SIRtar 可以得到BLER稳定的业务数据 2、测量传输信道上 的BLER RNC 3、将测量值与 BLERtar比较 1、设置BLERtar L o g o 开环与闭环功率控制 v 下行的闭环功率控制 基站 5、发TPC 4、测量SIR并与 SIRtar比较 1、测量BLER并与 BLERtar比较 2、设置SIRtar UE物理层 UE层3 3、下行通信信号 内环环 外 环环 L o g o 开环与闭环功率控制 v 直接闭环功率控制 time power time power v 利用开环功控准确计 算内环所需要的初始 发射功率，加速其收 敛时间。 L o g o 一个检验闭环功控的例子 我们在WCDMA系统中 以华为设备AMR12.2kbit/s 话音业务和CS64K VP业 务为例,验证上行内环功控的效果。测试步骤如下： （1）在覆盖区里选取一条径向路线和环向路线。 （2）用两部测试UE作为测试电话。 （3）按低速（5km/h）和中速（50km/h）沿测试路线 移动，在UE侧记录UE的发射功率，网络侧记录上行的 SIRtarget、SIR测量值。 （4）根据测试记录数据分析系统功率控制性能的效果。 L o g o 检验功控结果 TestCaseSIR 测量均值（dB）SIRtarget 均值（dB） SIRerr 均值（dB） SIRerr 标准差(dB) 12.2K_低速_径向1.441.260.180.39 12.2K_低速_环向1.451.110.340.41 12.2K_中速_径向1.771.460.310.33 12.2K_中速_环向1.831.430.400.36 64K_低速_径向3.012.580.420.26 64K_低速_环向2.812.440.400.31 64K_中速_径向2.942.510.450.31 64K_中速_环向2.932.520.420.29 L o g o 功率控制的其它分类 v 基于SIR、基于信号强度、基于BER v 固定步长和自适应步长 v 集中式和分布式 L o g o 小区间功率控制 服务小区 有用信号 非服务小区 TPC 干扰信号 UE 临近小区受干扰水平指示 小区间功控小区内功控 L o g o 功率控制 小结 v 可以很好的克服“远近效应”。 v 还可以补偿路径损耗，提高对小区边缘用户的服 务质量。 v 让基站用满足系统要求的最低功率工作，减少对 相邻共道小区的干扰。 v 减少移动设备的能耗，达到节能环保的目的。 L o g o LTE系统中的功率控制 v 主要进行UE上行功率控制。 v 分为FDD和TDD。 v LTE 系统的上行功控包括 PUSCH、PRACH、 PUCCH 的功控，因为计算公式较为类似，仅以 PUSCH信道的功控公式作为举例。 L o g o LTE中的功率控制 v 上行功率控制公式 其中，P为UE的发射功率； Pmax为UE的最大发射功率； M(i)为在第i帧中分配给该UE的物理资源块（Physical Resource Blocks）所占用的带宽； P0为小区特定或UE特定的参数（包括目标SINR、干扰水平等）； 为小区特定的路损补偿系数，（取决于功控的幅度，=1即进行 完全的路损补偿）； PL为UE测量下行路损值； MCS和fc(i)都是微调参数，由高层给出 参考文献：3GPP TS 36.213 V10.3.0 (2011-09) L o g o LTE中的功率控制 v 小结 LTE 系 统 中 采 用 开 环 功 控 加 闭 环 调 整 的 方 式 ，且PRACH、PUCCH的功率调整都是基于 PUSCH 的功率调整，便于设计和实现。 PUSCH 的功控引入了部分功率补偿因子，既考虑了 边缘用户的吞吐量，又考虑了对邻小区的干扰。 在 LTE 实际组网规划中，需要根据实际小区环境及终端 情况来相应配置以上功率控制方案的各种参数。 L o g o 功率控制的发展 v 非实时业务的功率控制 v 功率控制与其他技术如智能天线、多用户检测技 术、差错控制编码技术、自适应编码调制技术、 子载波分配技术等方面的联合研究 L o g o 自适应功率控制（APC） 编号012345678 调制方式QPSKQPSKQPSKQPSKQPSK 16QAM 16QAM 16QAM 16QAM 编码速率 1/3 1/2 2/3 3/4 4/5 1/2 2/3 3/4 4/5 一种基于OFDM的 上行AMC方案 最高阶的调制编码方式为16QAM和4/5速率的Turbo编码，其对应 的SINR门限为12db左右，如果手机发射功率对应的SINR高于12db，则 会造成手机发射功率浪费，和不必要的邻小区干扰，因此，可以采用自 适应功率控制来降低高SINR用户的发射功率，同时补偿所有用户的路径 损耗和阴影衰落。 参考文献： 3GPP TSG-RAN1 WG1 #42bis R1-051160 L o g o 自适应功率控制 L o g o 自适应功率控制 下面简介上行APC流程，以固定功控门限为例，APC 功控门限为Tth:，APC最大发射功率为: PFC，算法如下: 每个用户接收到基站反馈的SINR 为 Trp。 每个发射机决定用户是否处于APC模式，如果TrpTth ，发射功率则按照功控步长pc，降低相应功率。反之则 按照功控步长pc，增加相应功率，直至达到APC因子为 止。 L o g o 总结 v 功率控制 概念与作用 分类 LTE中的功率控制 功率控制技术的发展 v 题外话 学习心得 Edited by 沈陈霄 * L o g o 参考文献 未来移动通信系统中的无线资源管理 赵新胜,尤肖虎 WCDMA系统中功率控制的研究 李庆等 LTE系统中的功率控制技术 龙紫薇等 3GPP TS 36.213 V10.3.0 (2011-09) Physical layer procedures 3GPP TSG-RAN1 WG1 #42bis R1-051160 San Diego, USA, 10th14th Octo