WCDMA功率控制2025/11/281課程內(nèi)容

T第一章功率控制概述第二章功率控制介紹2025/11/282引入功控后的發(fā)射功率接收功率關(guān)系2025/11/283功率控制目的：克服“遠(yuǎn)近效應(yīng)”調(diào)整發(fā)射功率，保持上/下行鏈路的通信質(zhì)量克服陰影衰落和快衰落降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高系統(tǒng)質(zhì)量和容量一句話：CDMA系統(tǒng)中功率控制的目標(biāo)就是在保證用戶通信質(zhì)量的條件下，使用戶的發(fā)射功率盡量小。

功控的目的2025/11/284開環(huán)功率控制上行開環(huán)功控（反向）下行開環(huán)功控（前向）閉環(huán)功率控制上行內(nèi)環(huán)功率控制下行內(nèi)環(huán)功率控制上行外環(huán)功率控制下行外環(huán)功率控制功控的分類2025/11/285功控在各個(gè)信道的適用情況

Powercontrolworksonspecificchannels.PhysicalchannelOpenloopInnerloopOuterloopNopowercontrolDPDCHXXDPCCHXXXPCCPCHXSCCPCHXPRACHXAICHXPICHX2025/11/286課程內(nèi)容

T第一章功率控制概述第二章功率控制介紹2025/11/287第二章功率控制介紹第一節(jié)開環(huán)功率控制第二節(jié)內(nèi)環(huán)功率控制第三節(jié)外環(huán)功率控制第四節(jié)壓模下內(nèi)環(huán)功控2025/11/288基本原理假設(shè)發(fā)射功率與接收功率之間的耦合損耗以及干擾水平相同，利用先行測量接收功率的大小，并由此確定發(fā)射功率的大??；基本作用克服陰影和路徑損耗；主要缺點(diǎn)

未考慮到上、下行信道電波功率的不對稱性，因而其精確性難以得到保證。主要應(yīng)用

上行：應(yīng)用于PRACH和DPCCH信道

下行：應(yīng)用于DPCCH信道 開環(huán)功率控制基本原理2025/11/289開環(huán)功率控制原理簡述初始發(fā)射功率設(shè)置原理

2025/11/2810τp-a：前導(dǎo)與AI指示時(shí)間定時(shí)；τp-p：兩前導(dǎo)發(fā)送間距定時(shí)；τp-m：前導(dǎo)與消息發(fā)送間距定時(shí)；PRACH信道的開環(huán)功率控制(211)2025/11/2811PRACH信道的開環(huán)功率控制(續(xù))NodeBUERACHBCH:CPICHchannelpowerULinterferencelevelUE測量CPICH的接收功率計(jì)算上行初始發(fā)射功率2025/11/2812上行PRACH第一個(gè)前導(dǎo)信號(hào)發(fā)射功率設(shè)定方法：Preamble_Initial_Power=PCPICHDLTXpower-CPICH_RSCP+ULinterference+ConstantValue注：PCPICHDLTXpower、ULinterference、ConstantValue在系統(tǒng)消息中攜帶下發(fā)，CPICH_RSCP由UE測量得到。建網(wǎng)初期，覆蓋受限，可以將ConstantValue的值設(shè)置偏大（-16dB或-15dB），便于網(wǎng)絡(luò)側(cè)能夠及時(shí)接收到UE發(fā)出的前導(dǎo)信號(hào)，另外，可將powerrampstep參數(shù)設(shè)置偏大也能夠提高網(wǎng)絡(luò)側(cè)成功捕獲前導(dǎo)信號(hào)的概率；PRACH的消息部分的功率控制有以下特征：的值由高層配置，控制部分和數(shù)據(jù)部分的功率之比的計(jì)算和上行專用信道相同.

PRACH信道的開環(huán)功率控制(續(xù))2025/11/2813上行DPCCH初始功率設(shè)置方式：DPCCH_Initial_power=DPCCH_Power_offset-CPICH_RSCP注：DPCCHPowerOffset在系統(tǒng)消息中攜帶下發(fā)，CPICH_RSCP由UE測量得到。上行DPCCH信道的開環(huán)功率控制2025/11/2814上行DPCCH信道的開環(huán)功率控制(續(xù))初始內(nèi)環(huán)功率控制方式（上行同步前） ——建立的鏈路是第一條鏈路，在同步過程中按照TPCPattern來發(fā)送TPC，發(fā)n對（0，1）后發(fā)一個(gè)1，每四幀重新開始循環(huán)直到上行同步后終止這種方式，開始正常的閉環(huán)功控； ——軟切換過程中增加的鏈路不是第一條鏈路，在同步過程中，NodeB采用發(fā)送全1的TPC命令給UE，同時(shí)下行功率保持不變。

2025/11/2815下行DPCCH信道的開環(huán)功率控制下行DPDCH初始發(fā)射功率：（原理計(jì)算公式）

2025/11/2816下行DPCCH的初始功率設(shè)置方式：

P=（Ec/Io）Req-CPICH_Ec/Io+PCPICH

注：（Ec/Io）req是UE正確接收該專用信道所需的Ec/Io，CPICH_Ec/Io是UE測量到的公共導(dǎo)頻信道的Ec/Io，通過RACH報(bào)告給UTRAN，PCPICH是公共導(dǎo)頻信道的發(fā)射功率。下行DPCCH信道的開環(huán)功率控制(續(xù))2025/11/2817第二章功率控制介紹第一節(jié)開環(huán)功率控制第二節(jié)內(nèi)環(huán)功率控制第三節(jié)外環(huán)功率控制第四節(jié)壓模下內(nèi)環(huán)功控2025/11/2818

內(nèi)環(huán)功控與外環(huán)功控一起被稱為閉環(huán)功控閉環(huán)功率控制2025/11/2819內(nèi)環(huán)功率控制的目的：使測量SIR盡快地收斂到設(shè)定的SIRtarNodeBUE下發(fā)TPC測量接收信號(hào)SIR并比較內(nèi)環(huán)設(shè)置SIRtar1500Hz每一個(gè)UE都有一個(gè)自己的控制環(huán)路上行內(nèi)環(huán)功控2025/11/2820上行內(nèi)環(huán)功控NodeB側(cè)：每時(shí)隙測量上行DPCCHSIR,與目標(biāo)SIR比較，測量SIR大于目標(biāo)SIR，發(fā)TPC=0；如果測量SIR小于目標(biāo)SIR，發(fā)TPC=1；UE側(cè)：處理TPC命令，計(jì)算TPC_cmd；有兩種上行功率控制模式：PCA1，UE每個(gè)時(shí)隙處理一次TPC命令，步長△tpc為1或2dB；PCA2，UE每五個(gè)時(shí)隙處理一次TPC命令，步長△tpc為1dB。在DPCCH上的功控步長調(diào)整量：△dpcch=△tpc*TPC_cmd，TPC_cmd即利用上述算法計(jì)算的TPC合成命令。△tpc也與之相關(guān)。DPCCH和DPDCH上的功率之比為βc/βd的平方。(βc/βd

的值由高層配置.)2025/11/2821上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制(續(xù))處理TPC指令的算法1（PCA1）：

1）當(dāng)UE沒有處于軟切換時(shí)，每個(gè)時(shí)隙收到一個(gè)TPC命令如果TPC＝0，則TPC_cmd=-1

如果TPC＝1，則TPC_cmd=12025/11/2822上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制(續(xù))2）當(dāng)UE處于軟切換時(shí)(PCA1)a.)合并同一RLS的TPC命令字；(對不同小區(qū)的RL先進(jìn)行最大比合并，而后生成一個(gè)TPC，在不同小區(qū)分別發(fā)送該TPC命令字；在一個(gè)RLS內(nèi)的所有RL的TPCCommand是一樣的)

b.)合并不同RLS的TPC命令字，合并規(guī)則如下：(N:RLSNum)2025/11/2823上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制(續(xù))處理TPC指令的算法2（PCA2）：

1）UE不處于軟切換（PCA2）

UE以5個(gè)時(shí)隙為單位進(jìn)行功控。前4個(gè)slot，功率保持不變，在第5個(gè)slot，硬判決這5個(gè)slot的TPC_est：TPC_estTPC_cmd000000000-11111100001else000002025/11/2824上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制(續(xù))2）UE處于軟切換(PCA2)a.)合并同一個(gè)RLS的TPC；先進(jìn)行最大比合并，然后用硬判決生成TPC命令字。

- Ifall5harddecisionswithinasetare"1",TPC_tempi=1.- Ifall5harddecisionswithinasetare"0",TPC_tempi=-1.- Otherwise,TPC_tempi=0.b.)合并不同RLS的TPC，規(guī)則如下：2025/11/2825上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制(續(xù))兩種算法的比較：控制速度差異TPC指令處理算法1，其功控速度為1500Hz；TPC指令算法2，其功控速度為300Hz。適用場景UE高速移動(dòng)時(shí)（80KM/H），快速內(nèi)環(huán)功控跟蹤不到快衰落（要求1個(gè)功控時(shí)隙大于1個(gè)波長左右），表現(xiàn)出負(fù)增益，此時(shí)建議選擇算法2。如覆蓋高速公路的小區(qū)，建議選擇算法2。2025/11/2826NodeB設(shè)置SIRtar發(fā)TPC測量SIR并比較內(nèi)環(huán)1500Hz下行內(nèi)環(huán)功控2025/11/2827下行內(nèi)環(huán)功控UE側(cè)：根據(jù)測量DPCCH的PILOT的SIR（軟切換期間在最大比合并之后）；與目標(biāo)SIR比較生成TPC命令。DPC-MODE=0時(shí)，UE每個(gè)時(shí)隙發(fā)送一次TPC命令；DPC-MODE=1時(shí)；UE每三個(gè)時(shí)隙重復(fù)相同的TPC命令。NodeB側(cè)：收到TPC后調(diào)整DPCCH和DPDCH的發(fā)射功率。步長為0.5、1、1.5或2dB。DPC-MODE=0，每個(gè)時(shí)隙調(diào)整發(fā)射功率；DPC_MODE=1，每三個(gè)時(shí)隙調(diào)整發(fā)射功率。2025/11/2828下行內(nèi)環(huán)功控下行鏈路發(fā)射功率

P(k)=P(k-1)+PTPC(k)+Pbal(k)不支持有限功率增長（當(dāng)參數(shù)LimitedpowerRaisedUsed的值為“Notused”）支持有限功率增長（當(dāng)參數(shù)LimitedpowerRaisedUsed的值為“Used”

）2025/11/2829下行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制

下行功率控制主要是指對DPDCH/DPCCH的功率控制。DPDCH和DPCCH功率的調(diào)整幅度相同。一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，下行用于DPDCH符號(hào)的平均發(fā)射功率不可以高于Maximum_DL_Power，也不能低于Minimum_DL_Power

下行DPCH時(shí)隙結(jié)構(gòu)：——PO1、PO2和PO3分別是DPCCH的TFCI、TPC和PILOT域相對于DPDCH的功率偏置

——PO1、PO2和PO3由RNC確定2025/11/2830下行功率平衡下行功率平衡（DPB）過程：2025/11/2831下行功率平衡下行功率平衡的作用：

防止不同RLS的鏈路，由于TPC誤碼導(dǎo)致的發(fā)射功率偏移，損失軟切換增益。

r：調(diào)整比例，Pref：參考功率值，

Pinit：上一個(gè)調(diào)整周期內(nèi)最后一個(gè)時(shí)隙的碼域功率，PP-CPICH：導(dǎo)頻功率，a：“最大功率比”2025/11/2832第二章功率控制介紹第一節(jié)開環(huán)功率控制

第二節(jié)內(nèi)環(huán)功率控制第三節(jié)外環(huán)功率控制第四節(jié)壓模下內(nèi)環(huán)功控2025/11/2833外環(huán)功率控制一種現(xiàn)象：

在相同SIR目標(biāo)值作用下，不同環(huán)境中業(yè)務(wù)的BLER統(tǒng)計(jì)結(jié)果不同。一種表現(xiàn)：接入網(wǎng)提供給NAS服務(wù)QoS表征量為BLER，而非SIR。外環(huán)的目的：為NAS提供滿足一定BLER目標(biāo)值的鏈路質(zhì)量輸出。基本思路：類“鋸齒波”控制方式。

a.)如BLER/BER測量值低于BLER/BER目標(biāo)值，則降低內(nèi)環(huán)SIRtar；

b.)如BLER/BER測量值高于BLER/BER目標(biāo)值，則提高內(nèi)環(huán)SIRtar。2025/11/2834NodeBUESentTPCSIRmeasurementandcomparingInnerLoopSIRtargetsettingBLERmeasurementOuterLoopRNCComparingBLERtargetsetting上行外環(huán)功控2025/11/2835NodeB設(shè)置SIRtar發(fā)TPC測量SIR并比較測量BLER并比較外環(huán)內(nèi)環(huán)UE物理層UE層3下行內(nèi)環(huán)和外環(huán)功率控制10-100Hz1500Hz下行外環(huán)功控2025/11/2836外環(huán)功率控制原理圖:外環(huán)功率控制(續(xù))NN2N1N:調(diào)整目標(biāo)SIR所需要的的TTI個(gè)數(shù)（N=[外環(huán)功率調(diào)整周期/TTI]）N1：非DTX期TTI個(gè)數(shù)N2：DTX期TTI個(gè)數(shù)N＝N1＋N2;N1<>0,N2>=0,按非DTX外環(huán)控制方式（有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)）N1=0,N2<>0,按DTX外環(huán)控制方式（無數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)）

2025/11/2837外環(huán)功率控制(續(xù))非DTX外環(huán)控制SIR目標(biāo)值調(diào)整量公式（目前基于專用信道的BLER）注：當(dāng)累計(jì)調(diào)整量大于等于0.1dB時(shí)，通知NodeB采用新的SIR目標(biāo)值DTX外環(huán)控制SIR目標(biāo)值調(diào)整量公式（基于DPCCH的BER）注：當(dāng)累計(jì)調(diào)整量大于等于0.1dB時(shí)，通知NodeB采用新的SIR目標(biāo)值2025/11/2838外環(huán)功率控制(續(xù))軟切換時(shí)，在各條鏈路中選取各條鏈路中最小的目標(biāo)值為系統(tǒng)的目標(biāo)值。當(dāng)所有的鏈路都要求升高目標(biāo)SIR時(shí)，才進(jìn)行升高，只要有一條鏈路要求降低目標(biāo)SIR，那就降低目標(biāo)SIR。組合業(yè)務(wù)外環(huán)功率控制總原則：保證所有傳輸信道質(zhì)量

SIR調(diào)整步長計(jì)算按單業(yè)務(wù)計(jì)算方式（單獨(dú)計(jì)算）；上升步長按取大原則；下降步長按取小原則?？刂撇呗詢?yōu)先采用非DTX控制方式。2025/11/2839外環(huán)功率控制(續(xù))上行鏈路異常處理

當(dāng)上行鏈路異常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致上行SIR測量值在持續(xù)一段時(shí)間內(nèi)高于或低于目標(biāo)SIRtar值，實(shí)際測量SIR值不再收斂到目標(biāo)SIRtar值。例如，當(dāng)UE離基站比較近，當(dāng)達(dá)到下行最小發(fā)射功率時(shí)SIR還比較高；或當(dāng)UE離基站比較遠(yuǎn)，當(dāng)達(dá)到最大發(fā)射功率時(shí)，SIR還比較低。

監(jiān)測SIRerr事件E/F的測量報(bào)告；a.)如果接收到Ea報(bào)告（偏差超過門限），則SRNC停止該鏈路的外環(huán)功控；b.)如果收到Eb報(bào)告（偏差低于門限），則重新開啟外環(huán)控制。鏈路失步停止外環(huán)控制，清除已有通信質(zhì)量統(tǒng)計(jì)信息2025/11/2840第二章功率控制介紹第一節(jié)開環(huán)功率控制

第二節(jié)內(nèi)環(huán)功率控制第三節(jié)外環(huán)功率控制第四節(jié)壓模下內(nèi)環(huán)功控2025/11/2841壓縮模式下的功控目的壓縮模式功率控制目的：補(bǔ)償壓縮幀內(nèi)TPC命令的丟失；補(bǔ)償傳輸速率的提高對SIR的要求；補(bǔ)償深度打孔引起的性能下降。2025/11/2842壓模序列壓縮序列

2025/11/2843壓模序列（續(xù)）壓縮序列TGSN：傳輸gap開始時(shí)隙號(hào)；TGD：傳輸gap的距離(slots)；TGPL1：傳輸gap樣式1長度(幀)；TGPL2：傳輸gap樣式2長度(幀)。TGL1：壓縮樣式中第一個(gè)gap占用的時(shí)隙數(shù)。TGL2：壓縮樣式中第二個(gè)gap占用的時(shí)隙數(shù)。TGCFN：傳輸gap的連接幀號(hào)；TGPRC：壓縮重復(fù)次數(shù)

2025/11/2844壓模下的上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制壓縮模式下的上行目標(biāo)SIR：

SIRcm_target=SIRtarget+△SIRPILOT+△SIR1_coding+ △SIR2_coding△SIRPILOT=10Log10(Npilot,N/Npilot,curr_frame)

：whereNpilot,curr_frameisthenumberofpilotbitsperslotinthecurrentuplinkframe,andNpilot,Nisthenumberofpilotbitsperslotinanormaluplinkframewithoutatransmissiongap.

△SIR1_coding=DeltaSIR1，傳輸間隙模式中第一個(gè)傳輸間隙位于當(dāng)前上行幀中；△SIR1_coding=DeltaSIRafter1，當(dāng)前上行幀位于傳輸間隙模式中第一個(gè)傳輸間隙所對應(yīng)無線幀之后；△SIR2_coding=DeltaSIR2，傳輸間隙模式中第二個(gè)傳輸間隙位于當(dāng)前上行幀中；△SIR2_coding=DeltaSIRafter2，當(dāng)前上行幀位于傳輸間隙模式中第二個(gè)傳輸間隙所對應(yīng)無線幀之后；△SIR1_coding、△SIR2_coding為0，其它情況。2025/11/2845壓模下的上行壓縮模式幀結(jié)構(gòu)上行壓縮模式幀格式2025/11/2846壓模下的上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制（續(xù)）壓模示例2025/11/2847壓模下的上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制的值由UE根據(jù)初始發(fā)射功率模式(ITP)確定:ITP=0時(shí)，△

RESUME=△TPC*TPC_cmdgap

-如果上行傳輸間隙的第一個(gè)時(shí)隙對應(yīng)的下行時(shí)隙發(fā)送了TPC命令，則TPC_cmdgap就等于在該時(shí)隙計(jì)算得到的TPC_CMD。-否則TPC_cmdgap等于0。ITP=1時(shí)GAP結(jié)束后的第一個(gè)時(shí)隙，DPCCH上功率相對最近一次發(fā)射功率的調(diào)整表示為：△PILOT=10Log10(Npilot,prev/Npilot,currslot)2025/11/2848壓模下的上行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制在一個(gè)上行或下行傳輸間隙之后，至上/下行DPCCH恢復(fù)傳輸期間稱為恢復(fù)期。其長度計(jì)為RPL，單位為時(shí)隙，其值等于min{傳輸間隙長度，7}。如果在RPL個(gè)時(shí)隙之前就開始下一個(gè)傳輸間隙，則恢復(fù)期從下個(gè)傳輸間隙的開始處結(jié)束，RPL的值隨之減小。恢復(fù)期的功率控制模式（RPP）有兩種：△DPCCH=△RP_TPC*TPC_cmd+△PILOTRPP=0時(shí)，用PCA的值確定的功控算法及相應(yīng)的△TPC進(jìn)行功率控制，功控步長不變RPP=1時(shí)，無論P(yáng)CA的值如何，每個(gè)傳輸間隙之后的RPL時(shí)隙的功率控制都采用算法1，調(diào)整步長為△RP-TPC而不是△TPC。在傳輸間隙之后的恢復(fù)期時(shí)隙(傳輸間隙后的第一個(gè)時(shí)隙除外)，上行DPCCH的發(fā)射功率變化由下式給出：

如果PCA等于1，則△RP_TPC＝min{2*△TPC，3dB}；如果PCA等于2，則△RP_TPC＝1dB。壓縮模式下的增益因子βc和βd與正常模式有所區(qū)別，參見25.2142025/11/2849壓模下的下行DPCCH內(nèi)環(huán)功率控制壓縮模式下的下行發(fā)射功率配置增量P(k)=P(k-1)+Ptpc(k)+Psir(k)+Pbal(k)PTPC(k)表示內(nèi)環(huán)功率控制過程中的第k個(gè)功率調(diào)整量由于上行壓縮幀中存在傳輸間隙，因而在上行缺少TPC命令。如果未收到TPC命令，PTPC(k)設(shè)為0。否則，PTPC(k)的采用正常模式計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，但步長是△STEP（=△RP-TPC)而不是△tpc.對于傳輸間隙之后的RPL(恢復(fù)期長度)個(gè)時(shí)隙，功率控制步長△

STEP=△