无线资源管理中的功率控制

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,L o g o,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,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,功率控制,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_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,开环与闭环功率控制,内环功控,基站,UE,4,、下发,TPC,3,、测量接收信号,SIR,，并比较与,SIR,tar,比较,1,、设置,SIR,tar,5,、改变传输功率,P,new,=P,old,+,TPC,2,、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,SIR,tar,可以得到,BLER,稳定的业务数据,2,、测量,传输信道上的,BLER,RNC,3,、将测量值与,BLER,tar,比较,1,、设置,BLER,tar,开环与闭环功率控制,下行的闭环功率控制,基站,5,、发,TPC,4,、测量,SIR,并与,SIR,tar,比较,1,、测量,BLER,并与,BLER,tar,比较,2,、设置,SIR,tar,UE,物理层,UE,层,3,3,、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,time,power,time,power,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,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。,检验功控结果,TestCase,SIR,测量均值（,dB,）,SIR,target,均值（,dB,）,SIRerr,均值（,dB,）,SIRerr,标准差,(dB),12.2K_,低速,_,径向,1.44,1.26,0.18,0.39,12.2K_,低速,_,环向,1.45,1.11,0.34,0.41,12.2K_,中速,_,径向,1.77,1.46,0.31,0.33,12.2K_,中速,_,环向,1.83,1.43,0.40,0.36,64K_,低速,_,径向,3.01,2.58,0.42,0.26,64K_,低速,_,环向,2.81,2.44,0.40,0.31,64K_,中速,_,径向,2.94,2.51,0.45,0.31,64K_,中速,_,环向,2.93,2.52,0.42,0.29,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；,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；,P,0,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,参考文献：,3GPP TS 36.213 V10.3.0(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,0,1,2,3,4,5,6,7,8,调制方式,QPSK,QPSK,QPSK,QPSK,QPSK,16QAM,16QAM,16QAM,16QAM,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,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,T,th,:,，,APC,最大发射功率,为,:P,FC,，算法如下,:,每个用户接收到基站反馈的,SINR,为,T,rp,。,每个发射机决定用户是否处于,APC,模式，如果,T,rp,T,th,，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。,总结,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,题,外话,学习心得,Edited by,沈陈霄,2024年10月8日,Thank You!,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！,