分集合并技术课件

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第二级,第三级,第四级,第五级,第,4,章 抗衰落技术,第,4,章 抗衰落技术,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,4,章 抗衰落技术,4.1,分集接收,4.2,功率控制技术,4.3,天线阵列与空时联合处理技术,4.4,均衡技术,4.5,多用户检测与联合检测技术,4.6,动态信道分配与资源管理,思考题与习题,第4章 抗衰落技术4.1 分集接收,4.1,分集接收,4.1 分集接收,为什么采用分集接收?,对抗多径效应造成的快衰落,为什么采用分集接收?对抗多径效应造成的快衰落,4.1,分 集 接 收,4.1.1,分集接收原理,1.,什么是,分集接收,所谓分集接收是指,接收端对它收到的,多个,衰落特性互相独立,(,携带同一信息,),的信号进行,特定的处理,,以降低信号电平起伏的办法,。,4.1 分 集 接 收 4.1.1 分集接收原理,图,4 1,选择式分集合并示意,图 4 1 选择式分集合并示意,分集的含义,分散传输,:,使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号,;,集中处理,:,接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并(包括选择与组合)以降低衰落的影响。,分集的含义分散传输:使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信,2.,分集方式,在移动通信系统中可能用到两类分集方式:一类称为,“,宏分集,”,;另一类称为,“,微分集,”,。,“,宏分集,”,主要用于蜂窝通信系统中,也称为,“,多基站,”,分集。这是一种减小慢衰落影响的分集技术,其作法是把多个基站设置在不同的地理位置上,(,如蜂窝小区的对角上,),和在不同方向上,同时和小区内的一个移动台进行通信,(,可以选用其中信号最好的一个基站进行通信,),。,2.分集方式,显然,只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响而出现严重的慢衰落,(,基站天线的架设可以防止这种情况发生,),,这种办法就能保持通信不会中断。,“,微分集,”,是一种减小,快衰落,影响的分集技术,,在各种无线通信系统中都经常使用。理论和实践都表明,,在空间、频率、极化、场分量、角度及时间,等方面分离的无线信号,都呈现,互相独立的衰落特性,。据此,微分集又可分为下列六种:,显然,只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴,(1),空间分集,。空间分集的依据在于快衰落的空间独立性,即在任意两个不同的位置上接收同一个信号,只要两个位置的距离大到一定程度,则两处所收信号的衰落是不相关的。为此,空间分集的接收机至少需要两副相隔距离为,d,的天线,间隔距离,d,与工作波长、地物及天线高度有关,在移动信道中,通常取:,市区,d=0.5,郊区,d=0.8,在满足上式的条件下,两信号的衰落相关性已很弱;,d,越大,相关性就越弱。,由上式可知,在,900MHz,的频段工作时,两副天线的间隔也只需,0.27m.,(1)空间分集。空间分集的依据在于快衰落的,(2),频率分集,。,由于频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的,因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息,以实现频率分集。根据相关带宽的定义,即,式中,,为延时扩展。例如,市区中,=3,s,B,c,约为,53kHz,。这样频率分集需要用两部以上的发射机,(,频率相隔,53kHz,以上,),同时发送同一信号,并用两部以上的独立接收机来接收信号。它不仅使设备复杂,而且在频谱利用方面也很不经济。,(2)频率分集。由于频率间隔大于相关带宽的,(3),极化分集,。,由于两个不同极化的电磁波具有独立的衰落特性,所以发送端和接收端可以用两个位置很近但为不同极化的天线分别发送和接收信号,以获得分集效果。,极化分集可以看成空间分集的一种特殊情况,它也要用两副天线,(,二重分集情况,),,但仅仅是利用不同极化的电磁波所具有的不相关衰落特性,因而缩短了天线间的距离。,在极化分集中,由于射频功率分给两个不同的极化天线,因此发射功率要损失,3 dB,。,(3)极化分集。由于两个不同极化的电磁波具有,(4),场分量分集,。,由电磁场理论可知,电磁波的,E,场和,H,场载有相同的消息,而反射机理是不同的。例如,一个散射体反射,E,波和,H,波的驻波图形相位差,90,,即当,E,波为最大时,,H,波为最小。在移动信道中,多个,E,波和,H,波叠加,结果表明,E,Z,、,H,X,和,H,Y,的分量是互不相关的,因此,通过接收三个场分量,也可以获得分集的效果。场分量分集不要求天线间有实体上的间隔,因此适用于较低工作频段,(,例如低于,100MHz),。当工作频率较高时,(800900MHz),,空间分集在结构上容易实现。,场分量分集和空间分集的优点是这两种方式不像极化分集那样要损失,3 dB,的辐射功率。,(4)场分量分集。由电磁场理论可知,电磁波的,(5),角度分集,。,角度分集的作法是使电波通过几个不同路径,并以不同角度到达接收端,而接收端利用多个方向性尖锐的接收天线能分离出不同方向来的信号分量;由于这些分量具有互相独立的衰落特性,因而可以实现角度分集并获得抗衰落的效果。显然,角度分集在较高频率时容易实现。,(5)角度分集。角度分集的作法是使电波通过几,(6),时间分集,。,同一信号在不同的时间区间多次重发,只要各次发送的时间间隔足够大,那么各次发送信号所出现的衰落将是彼此独立的,接收机将重复收到的同一信号进行合并,就能减小衰落的影响。时间分集主要用于在衰落信道中传输数字信号。此外,时间分集也有利于克服移动信道中由多普勒效应引起的信号衰落现象。由于它的衰落速率与移动台的运动速度及工作波长有关,为了使重复传输的数字信号具有独立的特性,必须保证数字信号的重发时间间隔满足以下关系:,(6)时间分集。同一信号在不同的时间区间多,3.,合并方式,假设,M,个输入信号电压为,r,1,(,t,),,,r,2,(,t,),,,r,M,(,t,),,则合并器输出电压,r,(,t,),为,式中,,a,k,为第,k,个信号的加权系数。,(1),选择式合并,。选择式合并是检测所有分集支路的信号,以选择其中信噪比最高的那一个支路的信号作为合并器的输出。由上式可见,在选择式合并器中,加权系数只有一项为,1,,其余均为,0,。,3.合并方式 假设M个输入信号电压为r1(t,图,4 2,二重分集选择式合并,图4 2 二重分集选择式合并,(2),最大比值合并,。最大比值合并是一种最佳合并方式,其方框图如图,4-3,所示。为了书写简便,每一支路信号包络,r,k,(,t,),用,r,k,表示。每一支路的加权系数,a,k,与信号包络,r,k,成正比而与噪声功率,N,k,成反比,即,由此可得最大比值合并器输出的信号包络为,式中,下标,R,是表征最大比值合并方式。,(2)最大比值合并。最大比值合并是一种最佳合,图,4 3,最大比值合并方式,2,图 4 3 最大比值合并方式 2,(3),等增益合并,。等增益合并无需对信号加权,各支路的信号是等增益相加的,其方框图如图,4-4,。,等增益合并器输出的信号包络为,式中,下标,E,表征等增益合并。,(3)等增益合并。等增益合并无需对信号加权,图,4 4,等增益合并,2,图 4 4 等增益合并 2,4.1.2,分集合并性能的分析与比较,1.,选择式合并的性能,设第,k,个支路的信号功率为 ,噪声功率为,N,k,可得第,k,支路的信噪比为,通常,,一支路的信噪比必须达到某一门限值,t,,才能保证接收机输出的话音质量,(,或者误码率,),达到要求。如果此信噪比因为衰落而低于这一门限时,则认为这个支路的信号必须舍弃不用。显然,在选择式合并的分集接收机中,,4.1.2 分集合并性能的分析与比较 1.选择式合并的性,只有全部,M,个支路的信噪比都达不到要求,才会出现通信中断。若第,k,个支路中,k,t,的概率为,P,k,(,k,t,),,则在,M,个支路情况下中断概率以,P,M,(,s,t,),表示时,可得,k,t,,即 ,或,因此,只有全部M个支路的信噪比都达不到要求,才会出现通信中断。若,设,r,k,的起伏服从瑞利分布,即,可得,则,如果各支路的信号具有相同的方差,即,设rk的起伏服从瑞利分布,即 可得 则 如果各支路的信号具有,各支路的噪声功率也相同,即,并令平均信噪比为,2,/,N,=,0,,则,由此可得,M,重选择式分集的可通率为,由于 的值小于,1,,因而在,t,/,0,一定时,分集重数,M,增大,可通率,T,随之增大。,(4-15),各支路的噪声功率也相同,即 并令平均信噪比为2/N=0,,图,4 5,选择式合并输出载噪比累积概率分布曲线,图 4 5 选择式合并输出载噪比累积概率分布曲线,其中:,M,=1,表示无分集,,M,=2,为二重分集,,M,=3,为三重分集,等等。由图可知,当超过纵坐标的概率为,99%,时,用二重分集,(,M,=2),和三重分集,(,M,=3),的信噪比与无分集,(,M,=1),的情况相比,分别有,10 dB,和,14 dB,的增益。但是,当分集重数,M,3,时,随着,M,的增加,所得信噪比增益的增大越来越缓慢。因此,为了简化设备,实际中常用二重分集或三重分集。,其中:M=1表示无分集,M=2为二重分集,M=3,2.,最大比值合并的性能,最大比值合并器输出的信号包络如式,(4-6),所示,即,假设各支路的平均噪声功率是相互独立的,合并器输出的平均噪声功率是各支路的噪声功率之和,即为,。因此合并器输出信噪比,(4-17),2.最大比值合并的性能 假设各支路的平均噪声,由于各支路信噪比为,即,代入式,(4-17),可得,(4-18),由于各支路信噪比为 即 代入式(4-17),可得(4-1,根据许瓦尔兹不等式,现令,则有,根据许瓦尔兹不等式 现令 则有,利用上述关系式,代入式,(4-18),得,由上式可知,,最大比值合并器输出可能得到的最大信噪比为各支路信噪比之和,,即,(4-20),利用上述关系式,代入式(4-18)得 由上式可知,最大比值合,综上所述,,最大比值合并时各支路加权系数与本路信号幅度成正比,而与本路的噪声功率成反比,合并后可获得最大信噪比输出,。若各路噪声功率相同,则加权系数仅随本路的信号振幅而变化,信噪比大的支路加权系数就大,信噪比小的支路加权系数就小。,最大比值合并的信噪比,R,的概率密度函数为,综上所述,最大比值合并时各支路加权系数与本路,由上式画出的最大比值合并分集系统的累积概率分布曲线如图,4-6,所示。不难得知,在同样条件下,与图,4-5,选择式合并分集系统相比,它具有较强的抗衰落性能。例如,,二重分集,(M=2),与无分集,(M=1),相比,在超过纵坐标概率为,99%,情况下有,13 dB,增益,优于选择式合并,(10 dB,增益,),。,由上式画出的最大比值合并分集系统的累积概率分布曲线如图 4-,图,4-6,最大比值合并分集系统输出载噪比的累积概率分布曲线,图 4-6 最大比值合并分集系统输出载噪比的累积概率分布曲,3.,等增益合并的性能,等增益合并意为各支路的加权系数,a,k,(,k,=1,2,M,),都等于,1,,因此等增益合并器输出的信号包络,r,E,如式,(4-7),所示,即,若各支路的噪声功率均等于,N,,则,(4-24),3.等增益合并的性能若各支路的噪声功率均等,图,4-7,等增益合并分集系统载噪比累积概率分布曲线,图 4-7 等增益合并分集系统载噪比累积概率分布曲线,4.,平均信噪比的改善,所谓平均信噪比的改善,是,指分集接收机合并器输出的平均信噪比较无分集接收机的平均信噪比改善的分贝数,。,(1),选择式合并的改善因子,。在选择式合并方式中,由信噪比,S,的概率密度,p,(,S,),可求得平均信噪比为,式中,,p,(,S,),可由式,(4-15),求得,即,(4-25),4.平均信噪比的改善式中,p(S)可由,将上式代入式,(4-25),,得选择式合并器输出的平均信噪比为,因而平均信噪比的改善因子为,(4-28),由上式可见,,选择式合并的平均信噪比改善因子随分集重数,(M),增大而增大,但增大速率较小,。改善因子常以,dB,计,即式,(3-99),可写成,将上式代入式(4-25),得选择式合并器输出的平均信噪比为,(2),最大比值合并的改善因子,。由式,(4-20),可知,即得最大比值合并的信噪比改善因子为,由上式可知,,最大比值合并的信噪比改善因子随分集重数的增大而成正比地增大,。以,dB,计时可写成,(2)最大比值合并的改善因子,(3),等增益合并的改善因子,。等增益合并时,由式,(4-24),可知,因为已假定各支路信号不相关,即有,以及瑞利分布性质确定的 及 ,可得出平均信噪比为,(3)等增益合并的改善因子,式中,0,=,2,/,N,。,最后得出等增益合并的信噪比改善因子为,或,式中,0=2/N。或,例,4-1,在二重分集情况,试分别求出三种合并方式的信噪比改善因子。,解 由式,(4-28),可知,或,由式,(4-31),可知,或,例 4-1 在二重分集情况,试分别求出三种,由式,(4-35),可知,或,图,4-8,给出了三种合并方式的 与,M,的关系曲线。,由图,4-8,可见,,在相同分集重数,(,即,M,相同,),情况下,以最大比值合并方式改善信噪比最多,等增益合并方式次之;在分集重数,M,较小时,等增益合并的信噪比改善接近最大比值合并。选择式合并所得到的信噪比改善量最少,,其原因在前面已指出过,在于合并器输出只利用了最强一路信号,而其它各支路都没有被利用。,由式(4-35)可知 或 图 4-8 给出了三,图,4-8,三种合并方式的 与,M,关系曲线,图 4-8 三种合并方式的 与M关系曲线,4.1.3,数字化移动通信系统的分集性能,1,.NFSK,二重分集系统平均误码率,在加性高斯噪声情况下,,NFSK,的误码率公式为,式中,,为信噪比,(,或载噪比,),。,在瑞利衰落信道中,需用平均误码率表征,记作 ,即,式中,,p,(,),为载噪比,的概率密度函数。,4.1.3 数字化移动通信系统的分集性能,在选择式合并方式中,,p,(,),即为,p,(,S,),由式,(4-26),可知,,二重分集时,,M,=2,此时平均误码率用 表示,则有,无分集时,(,即,M,=1),的平均误码率 为,在选择式合并方式中,p()即为p(S),由式(4-2,如果平均载噪比,0,1,则由上述两式可得,例如,无分集时,平均误码率 ;采用二重分集后,即平均误码率下降为无分集时的,1/25,。,同理,可以求得最大比值合并方式的平均误码率。当采用二重分集时,载噪比,R,的概率密度,p(,R,),为,如果平均载噪比01,则由上述两式可得 例如,无分集时,由此可得平均误码率为,由上述分析可知,,从平均误码率来看,最大比值合并也是最佳的。在二重分集情况下,较选择式合并有,3 dB,增益。,由此可得平均误码率为 由上述分析可知,从平均,2,.DPSK,多重分集系统平均误码率,已知在恒参信道下,,DPSK,的误码率为,而在瑞利衰落信道下,平均误码率为,式中,,p,(,),为,的概率密度函数,选择式合并的,p,(,),用,p,(,S,),表示,由前面分析已知,p,(,S,),为,2.DPSK多重分集系统平均误码率而在瑞利衰落信道下,平均,由此可得出,无分集时,(,M,=1),的平均误码率 为,同理,可求得二重分集,(,M,=2),时的平均误码率 为,当平均载噪比,0,1,时,则,由此可得出,无分集时(M=1)的平均误码率,当,M,=3,时,有,当,M,=4,时,有,由以上所导出的不同分集重数时的平均误码率计算式可知,,由无分集改用分集后,误码率获得明显改善,。,当M=3时,有 当M=4时,有 由以上所导出,3.,三种合并方式的误码率比较,表,4-1,三种合并方式平均误码率的比较,3.三种合并方式的误码率比较 表 4-1 三种合并方式平均,综上所述,,等增益合并的各种性能与最大比值合并相比,低得不多,但从电路实现上看,较最大比值合并简单,尤其是加权系数的调整,前者远较后者简单,因此等增益合并是一种较实用的方式,而当分集重数不多时,选择式合并方式仍然是可取的,。,综上所述,等增益合并的各种性能与最大比值合,分集技术,概念,:,接收,多路,不相干,信号并合并。,目标,:,对抗多径效应造成的快衰落,技术,-,两方面,如何,获得,独立多路信号,如何,合并,独立多路信号,本质,:,对同一信号在不同,时间,/,空间,/,频率,的,过采样,。,t,分集技术概念:接收多路 不相干信号并合并。t,分集技术分类,跳频,分集技术分类跳频,分集技术的实质对传输信号进行,过采样,空间分集技术,用,2,个以上的天线收同一个信号,频率分集技术,用,2,个以上的载波频率传输,时间分集技术,在不同时间接收同一个信号,极化分集,接收垂直和水平极化信号,A,d/f/t/p,常用分集技术,分集技术的实质对传输信号进行过采样Ad/f/t/p常用分集,时间分集技术,重发时间大于信道的相关时间,-ARQ,技术,用信道相关时间设计交织编码的深度,。,信号强度,时间,t,0,t,1,t,2,t,3,.,信号强度,时间,快衰落,慢衰落,时间分集技术重发时间大于信道的相关时间-ARQ技术信号强,频率分集技术,两个频率成分具有相互独立的衰落特性,条件:,f,2,-,f,1,B,c,信号谱密度,频率,Rake,接收是什么分集技术?,多径的每一径时延不同,进行多径分离合并,频率分集技术两个频率成分具有相互独立的衰落特性信号谱密度频率,空间位置分集,多天线阵元分集,多天线发射分集,多天线接收分集,条件:,ddc,dc,为空间相关距离,信号强度,地理位置,空间位置分集多天线阵元分集信号强度地理位置,角度扩展,-,空间角度分集,相关天线阵列:,d,c,0,360,信号强度,角度扩展-空间角度分集相关天线阵列:dBc,合并方法和准则,有:第一路径方法,最强路径法,等增益合并法,最大比合并法,自适应合并法等等,b.1 多径信号分离与合并多径的分离与合并,R.Price,和,P.E.Green,在,1958,年提出,通过,RAKE,接收机实现时间分集,主信号扩频码,时延扩展信号,本地相关信号,相关输出信号,延时后合成输出,3T,c,信道的时延扩展,发脉冲,收主信号,时延扩展,+,接收信号,b.2 Rake,接收机原理,R.Price和P.E.Green在1958年提出主信号扩频,b.3 Rake,接收机结构,-,匹配滤波器,基本概念:,finger,,路径搜索,信道估计,合并,匹配滤波,(,S,2,(,t,),包络检波,x,2,(,t,),匹配滤波,(,S,1,(,t,),包络检波,x,1,(,t,),匹配滤波,(,S,L,(,t,),包络检波,x,L,(,t,),合并,b.3 Rake接收机结构-匹配滤波器基本概念:fing,b.4 Rake,接收机设计,b.4 Rake接收机设计,b.5 QualComm,的,Rake,接收机,并行相关器结构,移动台:,3,个并行相关器,+,多径搜索器,相关接收最大比合并,基站:,4,个并行相关器,+,多径搜索器,非相关接收最大比合并,相关器,1,相关器,2,相关器,3,搜索器,合,并,b.5 QualComm的Rake接收机并行相关器结构相关器,4.2,功率控制技术,4.2 功率控制技术,4.2.1,功率控制技术,功率控制技术的意义,对抗“阴影效应”,减小慢衰落,减小同信道干扰,(CCI),,增加蜂窝系统容量。如同频网,如,adhoc,网络,(802.11b,无功率控制,),合理的调整功耗,延长电池的使用时间。,对于,CDMA,,减小“远近效应”,提高,QoS,。,功率控制主要因,CDMA,技术的发展而提出的,(Qualcomm,),也可用于,GSM,系统,4.2.1 功率控制技术功率控制技术的意义,4.2.2,功率控制的方法,从通信链路的角度:,反向功率控制,前向功率控制,从实现功率控制的方式:,集中式功率控制,复杂,分布式功率控制,简单,性能非最佳,从功率控制的方式:,开环功率控制,闭环功率控制,-“,乒乓”式控制,4.2.2 功率控制的方法从通信链路的角度:,4.2.3 CDMA,功率控制准则,【,主流准则,】,功率平衡准则,指在接收端收到的有用信号功率相等,上行:各个移动台到达基站的信号功率相等,下行:各个移动台接收到基站的有用信号相等,信干比,SIR,平衡准则,指接收到的信干比相等,上行:基站收到的各移动台信干比相等,下行:各个移动台接收到基站的信干比相等,比较,功率平衡准则容易实现,性能不如,SIR,平衡准则,单小区上行,功率平衡准则与,SIR,平衡准则等效,下行链路两准则意义不同,SIR,准则可能导致正反馈,功率控制不稳定,其它准则,功率平衡和,SIR,相结合,误码率,BER,平衡准则,WCDMA,采用,SIR,平衡准则与误帧率,FER,相结合,4.2.3 CDMA功率控制准则【主流准则】比较,4.2.4 CDMA,中的功率控制,前向功率控制方案,:,前向同步,CDMA,链路优于反向异步,CDMA,链路,前向功控不是重点,用简单的慢速闭环功控,功控依据:各移动台的误帧率,调节步长:一般,0.5dB(12%),调节范围:,4,6dB,功控调节算法:,QualComm,公司专利,反向功率控制方案,是系统功控的重点,由粗控、精控和外环控制组成,粗控:移动台进行开环功率控制,精控:移动台和基站配合进行闭环功率修正,外环控制:确定闭环精控的门限阈值,动态变化范围:,32dB,4.2.4 CDMA中的功率控制 前向功率控制方案:,1,前向功率控制,基站根据移动台提供的信号功率测量结果,调整基站对每个移动台发射的功率,。它又可分为两种:一种为,开环控制,,是基站利用接收移动台功率,估算正向信道传输损耗,从而控制基站业务信道发送功率大小;另一种为,闭环控制,,是基站与移动台相结合进行的动态功率控制。,1 前向功率控制 基站根据移动台提供的,2,反向功率控制,反向开环功率控制是,移动台根据在小区中所接收功率的变化,,迅速调节移动台发射功率,。开环功率控制的目的,是使所有移动台(不管远、近情况)发出的信号在到达基站时都有相同的标称功率。它是一种,移动台自己的功率控制,。,2 反向功率控制 反向开环功率控制是移,目标,:,使基站对移动台的开环功率进行迅速估算或纠正,并使移动台始终保持最理想的发射功率。这解决了正向链路和反向链路间增益容许度和传输损耗不一致的问题,保证了在基站收到每个移动台的信号功率足够大,同时对其他移动台的干扰又最小。,2,反向功率控制,目标:使基站对移动台的开环功率进行迅速估算或纠正,并使移动台,IS-95A,中的功率控制,在,IS-95A,中,,只有基站对上行链路移动台进行反向功率控制时,支持频率为,800Hz,的快速功率控制。,快速功率控制对移动速度较低的用户的控制效果比对高速移动用户的控制效果要好。这是因为功率控制存在一定的时延,在进行快速功率控制时,由于时延的存在使功控速度跟不上高速用户快衰落的变化时,功率控制的结果就很不理想。,IS-95A中的功率控制 在IS-95A中,只,WCDMA,系统中的功率控制,在,WCDMA,系统中,功率控制是一项重要的无线资源管理控制方法。由于,WCDMA,系统是一个干扰受限系统,为了达到最大的容量,在,上行链路,需要减小由每个移动台引起的干扰功率,避免所谓的远近效应,。如果在上行链路不进行功率控制,一个离基站较近的移动台就可能阻塞整个小区,引起小区内部通信障碍。而在,下行链路,通过对基站的发射功率的调整,使其能够满足下行链路,QOS,,达到顺畅通信所要求的,SIR,值,。,开环功控、闭环功控和外环功控,WCDMA系统中的功率控制 在WCDM,开环功控(,Open loop Power Control,),开环功率控制主要是,发生在当一个移动台第一次接入,WCDMA,系统时,实现功率的初始设置,。移动台通过对路径损耗估计,测量下行,CPICH,的,Ec/Io,值,然后根据所测量的,Ec/Io,来设置上行发射功率的大小。由于所测量到的,Ec/Io,值受到传播环境,主要是路径损耗和阴影衰落的影响,因此,当,测量到的路径损耗大、导频信号值小时,移动台就会通过功控命令增大发射功率,。反之,,当导频信号值大,路径损耗小的时候,移动台就通过功控命令减小发射功率,。通过开环功控,移动台能够自动调节发射功率来适应这种无线环境的变化。,开环功控(Open loop Power Control),闭环功控(,Closed loop Power Control,),闭环功控,必须快到足以跟踪瑞利变化,,由于移动台是在不断的运行当中,当移动台移动时,多径效应将会导致在通话过程中接收信号的功率突然下降,这种效应称为快衰落(瑞利衰落)。通过闭环功控,可以快速地控制移动台和基站的发射功率,用于补偿快衰落造成的信号的衰减。,闭环功控(Closed loop Power Control,WCDMA,中的功控模型,SIRtarget,和,BERtarget,分别表示目标,SIR,和,BER,(,Bit Error Ratio,)值,WCDMA,系统中的功控命令可以分为:增加功率、保持功率和降低功率,一般的功控步长为,1dB,。,在上行链路中,基站会比较接收到的移动台信号的,SIR,值和目的,SIR,值,当,SIRBSrSIRBSt,时,基站会通过功控命令将功控比特位置,0,,命令移动台减小发射功率。,WCDMA中的功控模型 在上行链路中,基站会比较接收到的移动,外环功控(,Outer Loop Power Control,),外环功控,目的,在于,调整闭环功控的目标,SIR,值,使移动台接收到的,SIR,值能够满足接收质量的要求,.,在通常情况下,如果当时移动台所接收到信号的质量不错,则意味着不需要高的目标,SIR,值来保证现在的,QoS,,因此通过外环功控指令可以降低移动台的目标,SIR,值。反之,则需要提高移动台的目标,SIR,值。,外环功控(Outer Loop Power Control),4.2.5,功率控制技术小结,抗衰落,抗阴影效应导致的“慢衰落”,是否可以抗多径效应导致的“快衰落”?,是否可以对抗多径传播导致的选择性衰落,?,频率选择性衰落?,时间选择性衰落?,空间选择性衰落?,抗干扰,其它信号源产生的干扰,CCI,,,MAI,,,ISI,4.2.5 功率控制技术小结抗衰落,
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