無線資源管理中的功率控制

無線資源管理中的功率控制第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月無線資源管理參考文獻：《未來移動通信系統(tǒng)中的無線資源管理》趙新勝/尤肖虎第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月功率控制什么是功率控制？功率控制是在不影響通信質(zhì)量的情況下，以盡量減少發(fā)射信號的功率，來達到減少干擾，提高信道容量和增加用戶終端的電池待機時間的目的的一種無線資源管理技術(shù)。第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么需要功率控制遠近效應(yīng)信號被離基站近的UE的信號“淹沒”，無法通信一個UE就能阻塞整個小區(qū)第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么需要功率控制接受信號衰弱嚴重，鄰小區(qū)干擾也嚴重服務(wù)小區(qū)干擾小區(qū)第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月開環(huán)與閉環(huán)功率控制(以上行為例)基站UE發(fā)射功率接收CPICH公共導(dǎo)頻信號發(fā)射功率等于測量路徑損耗加期望目標(biāo)功率第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月開環(huán)與閉環(huán)功率控制開環(huán)功控上行接入前綴初始發(fā)射功率計算（WCDMA）Preamble_Init_Power=CPICH_Tx_Power–CPICH_RSCP+UL_interference+UL_required_CICPICH_Tx_Power：基站導(dǎo)頻發(fā)射功率，手機通過讀取系統(tǒng)廣播消息(SIB5/6->PRACHsysinfolist->P-CPICHTxPower）得到CPICH_RSCP:手機實測的基站導(dǎo)頻信號碼功率CPICH_Tx_Power–CPICH_RSCP:鏈路損耗UL_interference:上行鏈路干擾功率，手機通過讀取系統(tǒng)廣播消息(SIB7)得到UL_required_CI:上行前導(dǎo)正確解調(diào)所需信噪比常數(shù),手機通過讀取系統(tǒng)廣播消息（SIB5/6->PRACHsysinfolist->Constantvalue）得到第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月開環(huán)與閉環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功控基站UE4、下發(fā)TPC3、測量接收信號SIR，并比較與SIRtar比較1、設(shè)置SIRtar5、改變傳輸功率Pnew=Pold+ΔTPC2、上行通信信號對于每一個UE都有這樣一個獨立的控制環(huán)路第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月開環(huán)與閉環(huán)功率控制外環(huán)功控基站UE內(nèi)環(huán)功控4、設(shè)置SIRtar可以得到BLER穩(wěn)定的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)2、測量傳輸信道上的BLERRNC3、將測量值與BLERtar比較1、設(shè)置BLERtar第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月開環(huán)與閉環(huán)功率控制下行的閉環(huán)功率控制基站5、發(fā)TPC4、測量SIR并與SIRtar比較1、測量BLER并與BLERtar比較

2、設(shè)置SIRtarUE物理層UE層33、下行通信信號內(nèi)環(huán)外環(huán)第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月開環(huán)與閉環(huán)功率控制直接閉環(huán)功率控制timepowertimepower利用開環(huán)功控準(zhǔn)確計算內(nèi)環(huán)所需要的初始發(fā)射功率，加速其收斂時間。第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一個檢驗閉環(huán)功控的例子我們在WCDMA系統(tǒng)中以華為設(shè)備AMR12.2kbit/s話音業(yè)務(wù)和CS64KVP業(yè)務(wù)為例,驗證上行內(nèi)環(huán)功控的效果。測試步驟如下：（1）在覆蓋區(qū)里選取一條徑向路線和環(huán)向路線。（2）用兩部測試UE作為測試電話。（3）按低速（5km/h）和中速（50km/h）沿測試路線移動，在UE側(cè)記錄UE的發(fā)射功率，網(wǎng)絡(luò)側(cè)記錄上行的SIRtarget、SIR測量值。（4）根據(jù)測試記錄數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)功率控制性能的效果。第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月檢驗功控結(jié)果TestCaseSIR測量均值（dB）SIRtarget均值（dB）SIRerr均值（dB）SIRerr標(biāo)準(zhǔn)差(dB)12.2K_低速_徑向1.441.260.180.3912.2K_低速_環(huán)向1.451.110.340.4112.2K_中速_徑向1.771.460.310.3312.2K_中速_環(huán)向1.831.430.400.3664K_低速_徑向3.012.580.420.2664K_低速_環(huán)向2.812.440.400.3164K_中速_徑向2.942.510.450.3164K_中速_環(huán)向2.932.520.420.29第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月功率控制的其它分類基于SIR、基于信號強度、基于BER固定步長和自適應(yīng)步長集中式和分布式第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月小區(qū)間功率控制服務(wù)小區(qū)有用信號非服務(wù)小區(qū)TPC干擾信號UE臨近小區(qū)受干擾水平指示小區(qū)間功控小區(qū)內(nèi)功控第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月功率控制小結(jié)可以很好的克服“遠近效應(yīng)”。還可以補償路徑損耗，提高對小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量。讓基站用滿足系統(tǒng)要求的最低功率工作，減少對相鄰共道小區(qū)的干擾。減少移動設(shè)備的能耗，達到節(jié)能環(huán)保的目的。第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月LTE系統(tǒng)中的功率控制 主要進行UE上行功率控制。分為FDD和TDD。LTE系統(tǒng)的上行功控包括PUSCH、PRACH、PUCCH的功控，因為計算公式較為類似，僅以PUSCH信道的功控公式作為舉例。第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月LTE中的功率控制上行功率控制公式其中，P為UE的發(fā)射功率；

Pmax為UE的最大發(fā)射功率；

M(i)為在第i幀中分配給該UE的物理資源塊（PhysicalResourceBlocks）所占用的帶寬；

P0為小區(qū)特定或UE特定的參數(shù)（包括目標(biāo)SINR、干擾水平等）；

α為小區(qū)特定的路損補償系數(shù)，（取決于功控的幅度，α=1即進行完全的路損補償）；

PL為UE測量下行路損值；

ΔMCS和fc(i)都是微調(diào)參數(shù)，由高層給出參考文獻：3GPPTS36.213V10.3.0(2011-09)第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月LTE中的功率控制小結(jié)

LTE系統(tǒng)中采用開環(huán)功控加閉環(huán)調(diào)整的方式，且PRACH、PUCCH的功率調(diào)整都是基于PUSCH的功率調(diào)整，便于設(shè)計和實現(xiàn)。

PUSCH的功控引入了部分功率補償因子，既考慮了邊緣用戶的吞吐量，又考慮了對鄰小區(qū)的干擾。在LTE實際組網(wǎng)規(guī)劃中，需要根據(jù)實際小區(qū)環(huán)境及終端情況來相應(yīng)配置以上功率控制方案的各種參數(shù)。第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月功率控制的發(fā)展非實時業(yè)務(wù)的功率控制功率控制與其他技術(shù)如智能天線、多用戶檢測技術(shù)、差錯控制編碼技術(shù)、自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)、子載波分配技術(shù)等方面的聯(lián)合研究第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月自適應(yīng)功率控制（APC）編號012345678調(diào)制方式QPSKQPSKQPSKQPSKQPSK16QAM16QAM16QAM16QAM編碼速率

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4/5一種基于OFDM的上行AMC方案

最高階的調(diào)制編碼方式為16QAM和4/5速率的Turbo編碼，其對應(yīng)的SINR門限為12db左右，如果手機發(fā)射功率對應(yīng)的SINR高于12db，則會造成手機發(fā)射功率浪費，和不必要的鄰小區(qū)干擾，因此，可以采用自適應(yīng)功率控制來降低高SINR用戶的發(fā)射功率，同時補償所有用戶的路徑損耗和陰影衰落。參考文獻：3GPPTSG-RAN1WG1#42bisR1-051160第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月自適應(yīng)功率控制第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月自適應(yīng)功率控制下面簡介上行APC流程，以固定功控門限為例，APC功控門限為Tth:，APC最大發(fā)射功率為:PFC，算法如下:

每個用戶接收到基站反饋的SINR為Trp。每個發(fā)射機決定用戶是否處于APC模式，如果Trp>Tth，發(fā)射功率則按照功控步長△pc，降低相應(yīng)功率。反之則按照功控步長△pc，增加相應(yīng)功率，直至達到APC因子為止。第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月總結(jié)功率控制概念與作用分類LTE中的功率控制功率控制技術(shù)的發(fā)展題外話學(xué)習(xí)心得第24頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月Editedby沈陳霄2023年7月24日ThankYou!第25頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月參考文獻未來移動通信系統(tǒng)中的無線資源管理趙新勝,尤肖虎

WCDMA系統(tǒng)中功率控制的研究李慶等

LTE系統(tǒng)中的功率控制技術(shù)龍紫薇等

3GPPTS36.213V10.3.0(2011-09)Physicallayerprocedures3GPPTSG-RAN1WG1#42bisR1-051160SanDiego,USA,10th–14thOc