《现代移动通信技术与系统（第3版）》课件 任务2.6 功率控制技术

移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队主讲教师：张敏项目一移动通信的认知项目二移动通信的基础技术项目三移动通信的工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术项目二移动通信的基础技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.6功控技术

【重点】功率控制的原理【难点】功率控制的实现方式

【目标】了解功率控制的目的；掌握功率控制的原理问题分析：a.基站和手机之间的”嗓门”衡量标准是什么？b.同一基站下的用户们如何控制自己的“嗓门”？结论：手机和基站之都会有自己的信噪比标准，如果低于这个值，就会要求对方提高功率；如果高于这个值，就会要求对方降低功率。一.为什么要功率控制？问题提出：基站该用多大的“嗓门”和手机“说话”？距离基站200米距离基站2000米50dB的声音挺清楚的50dB的声音,有没有搞错，根本听不到二.功率控制的原理定义：无线信号在空中接口传播时根据传播距离的不同会有不同的链路损耗。距离越大，则损耗越大。对于接收机而言，为了满足信号的接收及解调，其要求的接收电平是一定的。因此，当手机和基站的距离不同时，其上下行的发射功率也是不一样的，距离越远，发射功率越大；反之，距离越近，发射功率越小。在无线通信系统中，需要通过相应的流程改变发射机的发射功率，使得接收机的功率满足业务要求，此过程就称为功率控制。目的：补偿不同距离下的链路损耗，使得接收机的接收电平维持在一个稳定的水平。保障业务质量

通过合理的功率控制，可以在避免功率浪费的前提下，使业务质量满足BLER要求。

降低干扰

通过功率控制可以减小本系统干扰，本系统干扰是指邻区之间的相互干扰。

降低能耗

通过上行功率控制可以降低UE的功耗。

提升覆盖与容量

通过功率控制可以扩展小区覆盖范围，满足每个UE的SINR(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)。功率控制的优点功率控制根据链路的方向可以分为上行功率控制和下行功率控制。上行功率控制是指基站给UE下发控制指令，改变UE上行的发射功率，下行功率控制是指UE给基站下发控制命令，改变基站的发射功率。前向功控用来控制基站的发射功率，使所有移动台能够有足够的功率正确接收信号，在满足要求的情况下，基站的发射功率应尽可能地小，以减少对相邻小区间的干扰，克服角效应。前向链路公共信道的传输功率是由网络决定的。反向功控用来控制每一个移动台的发射功率，使所有移动台在基站端接收的信号功率或SIR（信干比）基本相等，达到克服远近效应的目的。反向功控包括3部分：反向开环功控、反向闭环功控和反向外环功控根据总的接收到的信号功率，移动台对需要的发射功率作出粗略的初始判断。反向开环功率控制简单、直接，不需在移动台和基站之间交换控制信息，同时控制速度快并节省开销。反向开环功率控制的问题是：假定的是在前后向具有完全相同的路径损耗；因此，不能反映不对称的路径损耗初始判断是基于接收到的总的信号功率；因此，移动台从其它基站接收到的功率导致该判断很不准确移动台BTS反向开环功率控制反向开环功控反向闭环功控反向闭环功控，即由基站检测来自移动台的信号强度或信噪比，根据测得结果与预定的标准值相比较，形成功率调整指令，通过前向功控子信道通知移动台调整其发射功率。移动台BTSSignalStrengthMeasurement门限值or反向闭环功率控制

反向外环功控在反向闭环功控中，信噪比门限不是恒定的，而是处于动态调整中。这个动态调整的过程就是反向外环功控在反向外环功控中，基站统计接收反向信道的误帧率FER。如果误帧率FER高于误帧率门限值，说明反向信道衰落较大，于是通过上调信噪比门限来提高移动台的发射功率。反之，如果误帧率FER低于误帧率门限值，则通过下调信噪比门限来降低移动台的发射功率。FER移动台BTSBSC反向外环功率控制

SignalStrengthMeasurement门限值or反向闭环功率控制从4G开始，整个网络只有分组业务，为了满足分组业务的特点，无线空口接口不再使用专用的业务信道，每个用户的资源都是通过调度的方式进行共享的；通过调度机制，可以改变每个用户的频率资源，从而间接改变每个用户的下行功率，达到和功率控制同样的效果，因此下行功率控制的必要性不是太大。功率控制算法属于无线通信系统中的一个基本的功能。三.功率控制的应用2G时代就引入,在3G、4G和5G网络中保留2G和3G网络中，功率控制包含上行功率控制和下行功率控制从4G开始，功率控制只有上行功率控制，而没有下行功率控制。5G的功率控制算法基本上沿用了4G的设计，也只支持上行功率控制讨论：5G采用什么功率控制方式？1701.要点一在无线通信系统中，需要通过相应的流程改变发射机的发射功率，使得接收机的