03+W网规高培－WCDMA功率控制.ppt

WCDMA功率控制 2020 3 15 2 课程内容 T 第一章功率控制概述第二章功率控制介绍 2020 3 15 3 引入功控后的发射功率接收功率关系 2020 3 15 4 功率控制目的 克服 远近效应 调整发射功率 保持上 下行链路的通信质量克服阴影衰落和快衰落降低网络干扰 提高系统质量和容量一句话 CDMA系统中功率控制的目标就是在保证用户通信质量的条件下 使用户的发射功率尽量小 功控的目的 2020 3 15 5 开环功率控制上行开环功控 反向 下行开环功控 前向 闭环功率控制上行内环功率控制下行内环功率控制上行外环功率控制下行外环功率控制 功控的分类 2020 3 15 6 功控在各个信道的适用情况 Powercontrolworksonspecificchannels 2020 3 15 7 课程内容 T 第一章功率控制概述第二章功率控制介绍 2020 3 15 8 第二章功率控制介绍 第一节开环功率控制第二节内环功率控制第三节外环功率控制第四节压模下内环功控 2020 3 15 9 基本原理根据用户接收功率与发射功率之积为常数的原则 先行测量接收功率的大小 并由此确定发射功率的大小 基本作用克服阴影和路径损耗 主要缺点未考虑到上 下行信道电波功率的不对称性 因而其精确性难以得到保证 主要应用上行 应用于PRACH和DPCCH信道下行 应用于DPCCH信道 开环功率控制基本原理 2020 3 15 10 开环功率控制原理简述 初始发射功率设置原理 2020 3 15 11 p a 前导与AI指示时间定时 p p 两前导发送间距定时 p m 前导与消息发送间距定时 PRACH信道的开环功率控制 2020 3 15 12 PRACH信道的开环功率控制 续 NodeB UE RACH BCH CPICHchannelpowerULinterferencelevel UE测量CPICH的接收功率计算上行初始发射功率 2020 3 15 13 上行PRACH第一个前导信号发射功率设定方法 Preamble Initial Power PCPICHDLTXpower CPICH RSCP ULinterference ConstantValue注 PCPICHDLTXpower ULinterference ConstantValue在系统消息中携带下发 CPICH RSCP由UE测量得到 建网初期 覆盖受限 可以将ConstantValue的值设置偏大 16dB或 15dB 便于网络侧能够及时接收到UE发出的前导信号 另外 可将powerrampstep参数设置偏大也能够提高网络侧成功捕获前导信号的概率 PRACH信道的开环功率控制 续 2020 3 15 14 上行DPCCH初始功率设置方式 DPCCH Initial power PCPICHDLTXpower CPICH RSCP ULinterference DPCCHPowerOffset注 PCPICHDLTXpower ULinterference ConstantValue在系统消息中携带下发 CPICH RSCP由UE测量得到 DPCCHPowerOffset 它实际反映了在一定多径环境下 DPCCH信道能够正确解码的最低门限要求 上行DPCCH信道的开环功率控制 2020 3 15 15 上行DPCCH信道的开环功率控制 续 初始内环功率控制方式 上行同步前 建立的链路是第一条链路 在同步过程中按照TPCPattern来发送TPC 发n对 0 1 后发一个1 每四帧重新开始循环直到上行同步后终止这种方式 开始正常的闭环功控 软切换过程中增加的链路不是第一条链路 在同步过程中 NodeB采用发送全1的TPC命令给UE 同时下行功率保持不变 2020 3 15 16 下行DPCCH信道的开环功率控制 下行DPDCH初始发射功率 2020 3 15 17 下行DPCCH的初始功率设置方式 P Ec Io Req CPICH Ec Io PCPICH注 Ec Io req是UE正确接收该专用信道所需的Ec Io CPICH Ec Io是UE测量到的公共导频信道的Ec Io 通过RACH报告给UTRAN PCPICH是公共导频信道的发射功率 下行DPCCH信道的开环功率控制 续 2020 3 15 18 第二章功率控制介绍 第一节开环功率控制第二节内环功率控制第三节外环功率控制第四节压模下内环功控 2020 3 15 19 内环功控与外环功控一起被称为闭环功控 闭环功率控制 2020 3 15 20 内环功率控制的目的 使基站处接收到的每个UE信号的bit能量相等 每一个UE都有一个自己的控制环路 上行内环功控 2020 3 15 21 上行内环功控 NodeB侧 每时隙测量上行DPCCHSIR 与目标SIR比较 测量SIR大于目标SIR 发TPC 0 如果测量SIR小于目标SIR 发TPC 1 UE侧 处理TPC命令 计算TPC cmd 有两种上行功率控制模式 PCA1 UE每个时隙处理一次TPC命令 步长 tpc为1或2dB PCA2 UE每五个时隙处理一次TPC命令 步长 tpc为1dB 在DPCCH上的功控步长调整量 dpcch tpc TPC cmd TPC cmd即利用上述算法计算的TPC合成命令 tpc也与之相关 DPCCH和DPDCH上的功率之比为 c d的平方 2020 3 15 22 上行DPCCH内环功率控制 续 处理TPC指令的算法1 PCA1 1 当UE没有处于软切换时 每个时隙收到一个TPC命令如果TPC 0 则TPC cmd 1如果TPC 1 则TPC cmd 1 2020 3 15 23 上行DPCCH内环功率控制 续 2 当UE处于软切换时 PCA1 a 合并同一RLS的TPC命令字 b 合并不同RLS的TPC命令字 合并规则如下 2020 3 15 24 上行DPCCH内环功率控制 续 处理TPC指令的算法2 PCA2 1 UE不处于软切换 PCA2 UE以5个时隙为单位进行功控 前4个slot 功率保持不变 在第5个slot 硬判决这5个slot的TPC est 2020 3 15 25 上行DPCCH内环功率控制 续 2 UE处于软切换 PCA2 a 合并同一个RLS的TPC 采用硬判结果 进行最大比合并 b 合并不同RLS的TPC 规则如下 2020 3 15 26 上行DPCCH内环功率控制 续 两种算法的比较 控制速度差异TPC指令处理算法1 其功控速度为1500Hz TPC指令算法2 其功控速度为300Hz 适用场景UE高速移动时 80KM H 快速内环功控跟踪不到快衰落 表现出负增益 此时建议选择算法2 如覆盖高速公路的小区 建议选择算法2 2020 3 15 27 下行内环功控 2020 3 15 28 下行内环功控 UE侧 根据PILOT测量DPCCH的SIR 软切换期间在最大比合并之后 与目标SIR比较生成TPC命令 DPC MODE 0时 UE每个时隙发送一次TPC命令 DPC MODE 1时 UE每三个时隙重复相同的TPC命令 NodeB侧 收到TPC后调整DPCCH和DPDCH的发射功率 步长为0 5 1 1 5或2dB DPC MODE 0 每个时隙调整发射功率 DPC MODE 1 每三个时隙调整发射功率 2020 3 15 29 下行内环功控 下行链路发射功率P k P k 1 PTPC k Pbal k 不支持有限功率增长支持有限功率增长 2020 3 15 30 下行DPCCH内环功率控制 下行功率控制主要是指对DPDCH DPCCH的功率控制 DPDCH和DPCCH功率的调整幅度相同 一个时隙内 下行用于DPDCH符号的平均发射功率不可以高于Maximum DL Power 也不能低于Minimum DL Power 下行DPCH时隙结构 PO1 PO2和PO3分别是DPCCH的TFCI TPC和PILOT域相对于DPDCH的功率偏置 PO1 PO2和PO3由RNC确定 2020 3 15 31 下行功率平衡 下行功率平衡 DPB 过程 2020 3 15 32 下行功率平衡 下行功率平衡的作用防止不同RLS的链路 由于TPC误码导致的发射功率偏移 损失软切换增益 r为调整比例 Pref是参考功率值 相对导频 Pinit是上一个调整周期内最后一个时隙的码域功率 PP CPICH是导频功率 2020 3 15 33 第二章功率控制介绍 第一节开环功率控制第二节内环功率控制第三节外环功率控制第四节压模下内环功控 2020 3 15 34 外环功率控制 一种现象 在相同SIR目标值作用下 不同环境中业务的BLER统计结果不同 一种表现 接入网提供给NAS服务QoS表征量为BLER 而非SIR 外环的目的 为NAS提供满足一定BLER目标值的链路质量输出 基本思路 类 锯齿波 控制方式 a 如BLER BER测量值低于BLER BER目标值 则降低内环SIRtar b 如BLER BER测量值高于BLER BER目标值 则提高内环SIRtar 2020 3 15 35 上行外环功控 2020 3 15 36 10 100Hz 1500Hz 下行外环功控 2020 3 15 37 外环功率控制原理图 外环功率控制 续 N 调整目标SIR所需要的的TTI个数 N 外环功率调整周期 TTI N1 非DTXTTI个数N2 DTXTTI个数N N1 N2 N10 N2 0 按非DTX外环控制方式N1 0 N20 按DTX外环控制方式 2020 3 15 38 外环功率控制 续 非DTX外环控制SIR目标值调整量公式注 当累计调整量大于等于0 1dB时 通知NodeB采用新的SIR目标值DTX外环控制SIR目标值调整量公式注 当累计调整量大于等于0 1dB时 通知NodeB采用新的SIR目标值 2020 3 15 39 外环功率控制 续 组合业务外环功率控制总原则 保证所有传输信道质量SIR调整步长计算按单业务计算方式 上升步长按取大原则 下降步长按取小原则 控制策略优先采用非DTX控制方式 2020 3 15 40 外环功率控制 续 上行链路异常处理监测SIRerr事件E F的测量报告 a 如果接收到Ea报告 则SRNC停止该链路的外环功控 b 如果收到Eb报告 则重新开启外环控制 失步停止外环控制 清除已有通信质量统计信息 2020 3 15 41 第二章功率控制介绍 第一节开环功率控制第二节内环功率控制第三节外环功率控制第四节压模下内环功控 2020 3 15 42 压缩模式下的功控目的 压缩模式功率控制目的 补偿压缩帧内TPC命令的丢失 补偿传输速率的提高对SIR的要求 补偿深度打孔引起的性能下降 2020 3 15 43 压模下的上行DPCCH内环功率控制 压缩模式下的上行目标SIR SIRcm target SIRtarget SIRPILOT SIR1 coding SIR2 coding SIRPILOT 10Log10 Npilot prev Npilot currframe SIR1 coding DeltaSIR1 传输间隙模式中第一个传输间隙位于当前上行帧中 SIR1 coding DeltaSIRafter1 当前上行帧位于传输间隙模式中第一个传输间隙所对应无线帧之后 SIR2 coding DeltaSIR2 传输间隙模式中第二个传输间隙位于当前上行帧中 SIR2 coding DeltaSIRafter2 当前上行帧位于传输间隙模式中第二个传输间隙所对应无线帧之后 SIR1 coding SIR2 coding为0 其它情况 2020 3 15 44 压模下的上行DPCCH内环功率控制 压缩模式结束后的上行初始发射功率模式 ITP ITP 0时 ITP 1时 GAP结束后的第一个时隙 DPCCH上功率相对最近一次发射功率的调整表示为 PILOT 10Log10 Npilot prev Npilot currslot 2020 3 15 45 压模下的上行DPCCH内环功率控制 一个GAP后恢复期的功率控制模式 RPP DPCCH RP TPC TPC cmd PILOTRPP 0时 用通常PCA确定的 TPC进行功率控制RPP 1时 用PCA 1 步长为 RP TPC进行功率控制如果PCA等于1 则 RP TPC min 2 TPC 3dB 如果PCA等于2 则 RP TPC 1dB 压缩模式下的增益因子 c和 d与正常模式有所区别 参见25 214 2020 3 15 46 压模下的下行DPCCH内环功率控制 压缩模式下的下行发射功率配置增量 P k P k 1 Ptpc k Psir k Pbal k n表示CCTrCH中包含的所有TrCH的TTI中长度不同的TTI的个数 Pi compression的定义如下 Pi compression 3dB 对扩频因子减半的下行压缩帧 Pi compre