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寬帶CDMA系統(tǒng)中的功控技術

時間:2023-05-01 11:55:24 電子通信論文 我要投稿
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寬帶CDMA系統(tǒng)中的功控技術

摘要:簡述了功控技術的作用與分類,介紹了帶寬CDMA系統(tǒng)的功控技術方案,討論了實現(xiàn)的限制條件,仿真了影響性能的幾個關鍵因素,并給出了硬件實現(xiàn)和測試結果。

    關鍵詞:寬帶CDMA 功控技術 信干比(SIR) 閉環(huán)功控 外環(huán)功控

寬帶CDMA系統(tǒng)中的功控技術

無線蜂窩網(wǎng)絡為每個用戶提供的服務需要滿足一定的服務質量(QOS),然而QOS主要由每個用戶接收到信號的信干比(SIR)決定。因此,無線蜂窩網(wǎng)絡對無線資源的分配,特別是對每個用戶鏈路的功率分配就更加重要。對于CDMA蜂窩系統(tǒng),同一小區(qū)內所有用戶使用相同的頻段和時隙,用戶之間僅靠擴頻碼的(準)正交特性相互隔離。然而由于無線信道的多徑、延時等原因使得各個用戶信號間的互相關特性不理想,其它用戶的信號對當前用戶信號產(chǎn)生干擾,這類干擾被稱為多址干擾(MAI)。這樣,當小區(qū)中用戶個數(shù)增加或者其它用戶功率提升時都會增加對當前用戶的干擾,導致當前用戶的接收信號SIR下降,當這類干擾大到一定程度時,當前用戶就不能正常通信了,因此CDMA系統(tǒng)是一個嚴重的干擾受限系統(tǒng),干擾的大小直接影響到系統(tǒng)容量。解決這個問題主要有兩個辦法:多用戶檢測技術和功控技術。多用戶檢測技術充分考慮用戶間存在的MAI,通過在接收端重構這些干擾,然后消除它的影響,提高性能,但由于其算法過于復雜,目前還沒有進行商業(yè)應用。功控技術十分簡單實用,被認為是CDMA系統(tǒng)的關鍵技術之一。功控技術調整每個用戶的發(fā)射功率,補償信道衰落、抵消遠近效應,使各個用戶維持在能保持正常通信的最低標準上,這樣都能最大地減少對其他用戶的干擾,從而提高系統(tǒng)容量,同時延長手機的待機時間。

功控技術的控制準則大致可分為兩大類:功率平衡準則和SIR平衡準則。它們分別控制各個用戶信號在接收端的有用功率相等或SIR相等。從而不同的角度,可以有不同的功控技術分類。按功控效果可分為內環(huán)功控和外環(huán)功控。內環(huán)功控主要用來對抗信道衰落和損耗,使得接收端信號SIR或功率達到特定的目標值;外環(huán)功控根據(jù)特定環(huán)境下的服務質量要求,產(chǎn)生內環(huán)功控的SIR或功率門限值。按鏈路可分為反向功控和前向功控,由于CDMA系統(tǒng)容量主要受反向鏈路容量限制,因此反向功控尤為重要。按功控的環(huán)路類型可分為開環(huán)和閉環(huán)功控,開環(huán)功控是基于上下行信道對稱假設的,它能夠抵消路徑損耗和陰影衰落,閉環(huán)功控不需作此假設,它同時還能抵消快衰落。按功控實現(xiàn)的方式可分為集中式功控和分布式功控,集中式功控考慮小區(qū)內所有用戶的信息(鏈路增益等),對每個用戶進行統(tǒng)一的調整,這個算法復雜度高,難以實現(xiàn),但算法的收斂特性好;分布式控制只根據(jù)單個用戶信息產(chǎn)生控制指令,易于實現(xiàn),但分布式算法需要滿足一定的條件才能收斂。

1 WCDMA系統(tǒng)的功控技術方案

WCDMA系統(tǒng)同時采用了反向開環(huán)、閉環(huán)、外環(huán)功控技術和前向閉環(huán)、外環(huán)功控技術。鑒于反向閉環(huán)功控的重要性和篇幅所限,本文將主要針對反向閉環(huán)功控進行討論,后面的仿真曲線也是基于反向閉環(huán)功控做出的。WCDMA系統(tǒng)閉環(huán)軾控主要由四部分構成:SIR估計、功控比特(TPC)產(chǎn)生、本地TPC判決和功率高速單元等,如圖1所示。

SIR估計單元采用某種SIR估計算法對接收專用數(shù)據(jù)信道(DPDCH)的SIR進行估計,然后將估計值送給

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