无线资源管理中的功率控制

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 无线资源管理功率控制 切换技术负载控 制自适应编码调制信道分配 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v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 L o g o开环与闭环功率控制(以上行为例)v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 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 TPC3、 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+TPC2、 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 BLERRNC3、 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SIRtarUE物理层UE层33、 下 行 通 信 信 号内环外环 L o g o开环与闭环功率控制v直接闭环功率控制 tim epower tim epowerv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TestCase SIR 测 量 均 值（ dB） SIRtarget 均 值（ dB） SIRerr均 值 （ dB） SIRerr标 准 差 (dB)12.2K_低 速 _径 向 1.44 1.26 0.18 0.3912.2K_低 速 _环 向 1.45 1.11 0.34 0.4112.2K_中 速 _径 向 1.77 1.46 0.31 0.3312.2K_中 速 _环 向 1.83 1.43 0.40 0.36 64K_低 速 _径 向 3.01 2.58 0.42 0.2664K_低 速 _环 向 2.81 2.44 0.40 0.3164K_中 速 _径 向 2.94 2.51 0.45 0.3164K_中 速 _环 向 2.93 2.52 0.42 0.29 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BERv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 oLTE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。vLTE 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 oLTE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； P max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 )()()(log10 ,min)( O10MAXcPUSCH, ifiPLPiMPiP cMCS参 考 文 献 ： 3GPP TS 36.213 V10.3.0 (2011-09) L o g oLTE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 0 1 2 3 4 5 6 7 8调 制 方 式 QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK 16QAM16QAM16QAM16QAM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2021年 4月 23日 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 October, 2005 WCDMA闭环功率控制的研究 尤肖虎等 DS-CDMA system outer loop power control and improvement for multi-service 3GPP TS 25.214 V10.4.0 (2011-09) Physical layer procedures(FDD) 列出的文献都可以直接向我索取！