无线资源管理中的功率控制

无线资源管理中的功率控制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》/功率控制什么是功率控制？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。为什么需要功率控制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就能阻塞整个小区为什么需要功率控制角效应（边缘效应）接受信号衰弱严重，邻小区干扰也严重服务小区干扰小区开环与闭环功率控制(以上行为例)开环功控基站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开环与闭环功率控制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_CICPICH_Tx_Power：基站导频发射功率，手机通过读取系统广播消息(SIB5/6->PRACHsysinfolist->P-CPICHTxPower）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->PRACHsysinfolist->Constantvalue）得到开环与闭环功率控制内环功控基站UE4、下发TPC3、测量接收信号SIR，并比较与SIRtar比较1、设置SIRtar5、改变传输功率Pnew=Pold+ΔTPC2、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开环与闭环功率控制外环功控基站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BLERRNC3、将测量值与BLERtar比较1、设置BLERtar开环与闭环功率控制下行的闭环功率控制基站5、发TPC4、测量SIR并与SIRtar比较1、测量BLER并与BLERtar比较

2、设置SIRtarUE物理层UE层33、下行通信信号内环外环开环与闭环功率控制直接闭环功率控制timepowertimepower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。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CS64KVP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。（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。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1.441.260.180.3912.2K_低速_环向1.451.110.340.4112.2K_中速_径向1.771.460.310.3312.2K_中速_环向1.831.430.400.3664K_低速_径向3.012.580.420.2664K_低速_环向2.812.440.400.3164K_中速_径向2.942.510.450.3164K_中速_环向2.932.520.420.29功率控制的其它分类基于SIR、基于信号强度、基于BER固定步长和自适应步长集中式和分布式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功率控制小结可以很好的克服“远近效应”。还可以补偿路径损耗，提高对小区边缘用户的服务质量。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。减少移动设备的能耗，达到节能环保的目的。LTE系统中的功率控制

主要进行UE上行功率控制。分为FDD和TDD。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。LTE中的功率控制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（PhysicalResourceBlocks）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）；α为小区特定的路损补偿系数，（取决于功控的幅度，α=1即进行完全的路损补偿）；PL为UE测量下行路损值；ΔMCS和fc(i)都是微调参数，由高层给出参考文献：3GPPTS36.213V10.3.0(2011-09)LTE中的功率控制小结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。功率控制的发展非实时业务的功率控制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自适应功率控制（APC）编号012345678调制方式QPSKQPSKQPSKQPSKQPSK16QAM16QAM16QAM16QAM编码速率

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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：3GPPTSG-RAN1WG1#42bisR1-051160自适应功率控制自适应功率控制

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Trp>Tth，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。

Editedby沈陈霄2023年1月13日ThankYou!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3GPPTS36.213V10.3.0(2011-09)Physicallayerprocedures3GPPTSG-RAN1WG1#42bisR1-051160SanDiego,USA,10th–14thOctober,20