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RG000003 CDMA 1X 功率控制算法. 2.0. 学习目标. 学习完本课程，您应该能够：. 了解 CDMA 系统中功控的重要性（和 GSM 功控的区别） 掌握反向功控算法 掌握前向功控算法 掌握功控数据配置 了解新版本的一些新功能。. 课程内容. 第一章 功控的目的和原则 第二章 功控算法的分类与应用 第三章 反向功控算法及数据配置 第四章 前向功控算法及数据配置 第五章 提高篇. 功率控制的原则. 基本原则. 控制基站、移动台的发射功率，首先保证信号经过复杂多变的无线空间传输后到达对方接收机时，能满足正确解调所需的解调门限。
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学习目标 学习完本课程，您应该能够： • 了解CDMA系统中功控的重要性（和GSM功控的区别） • 掌握反向功控算法 • 掌握前向功控算法 • 掌握功控数据配置 • 了解新版本的一些新功能。
课程内容 第一章 功控的目的和原则 第二章 功控算法的分类与应用 第三章 反向功控算法及数据配置 第四章 前向功控算法及数据配置 第五章 提高篇
功率控制的原则 基本原则 • 控制基站、移动台的发射功率，首先保证信号经过复杂多变的无线空间传输后到达对方接收机时，能满足正确解调所需的解调门限。 • 在满足上一条的原则下，尽可能降低基站、移动台的发射功率，以降低用户之间的干扰，使网络性能达到最优。 • 距离基站越近的移动台比距离基站越远的或者处于衰落区的移动台发射功率要小。
课程内容 第一章 功控的目的和原则 第二章 功控算法的分类与应用 第三章 反向功控算法及数据配置 第四章 前向功控算法及数据配置 第五章 提高篇
功率控制的分类 根据功控方向可分为： 反向功率控制 前向功率控制 • 根据功控类型可分为： • 反向功率控制 • 反向开环功率控制 • 反向闭环功率控制 • 前向功率控制 • 基于测量报告的功率控制 • EIB功率控制 • 快速功率控制
无线配置和移动台协议版本定义标准 无线配置定义 • 因为IS2000是是和IS95/95B向后兼容的，Rate Set1和Rate Set2做为IS2000的一个子集分别对应为RC1/RC2。 • 移动台协议版本列表 移动台协议版本定义 移动台协议版本：1-2：IS95,3:IS95A,4-5:IS95B,6:20001X
功率控制算法的应用 前向功控基于CDMA标准： • 移动台版本为2－5，分配RC1信道， 使用测量报告功控。 • 移动台版本为3－5，分配RC2信道，优先采用 EIB功控，也可使用测量报告功控。 • 移动台为版本6以上（包括版本6），优先采用前向快速功控，也可使用测量报告功控和EIB功控。 反向功控的应用 • 移动台版本从2到7，均采用相同的反向功控算法（开环、闭环）。 目前，华为系统是根据移动台协议版本，无线配置自动选择所使用的功控算法
移动台接入过程的功率控制划分 开环功控的起始点——》 闭环功控的起始点——》
课程内容 第一章 功控的目的和原则 第二章 功控算法的分类与应用 第三章 反向功控算法及数据配置 第四章 前向功控算法及数据配置 第五章 提高篇
第三章 反向功控算法及数据配置 第一节 反向开环功控 第二节 反向闭环功控 第三节 关键参数解析
移动台接入过程 • 移动台接入时根据接收的功率进行开环估算，用估算出的发射功率发出一个探测信号，然后等待确认消息。 • 如果在规定的时间内收不到确认消息，移动台会增加功率一个探测步长再次发射。这样通过逐次多序列探测来确定所需的发射功率。
反向功控 • 反向功控的作用对象是移动台，首要目的就是通过调整移动台的发射功率保证BTS接收机所收到的信号至少达到最小Eb/Nt需求的值。 • 相对前向而言，反向功率控制的要求高，过程也复杂。反向功率控制的动态变化范围大，灵敏度也高，以补偿快速的环境变化。 • Eb/Nt=比特能/有效噪声功率频谱密度 • Ec/Io=码片能/载频总功率谱密度
移动台接收功率 基站发射功率 前向链路损耗(dB) || 移动台发射功率 基站进行解调 反向链路损耗（dB） 反向链路损耗(dB)＝基站发射功率(dBm)－ 移动台接收功率(dB) 反向开环功控原理 • 反向开环功控的基础是前向链路损耗和反向链路损耗相近的假设。 • 根据这个假设，移动台根据接收到的总功率估计前向链路损耗，然后再估计移动台接入所需的功率。
反向开环功控原理 移动台确定发射功率的目标是使得基站接收到的信号满足正确解调的Ec/Io要求。 移动台发射功率(dB)＝Ec/Io要求值(dB) ＋ RSSI(dBm) + 基站发射功率(dBm)－ 移动台接收功率(dBm) 其中： • RSSI：体现了小区的反向负荷 • 基站发射功率：小区的前向负荷 • Ec/Io要求值(dB) ＋ RSSI(dBm) + 基站发射功率(dBm)：协议把根据设定的一些参数值计算出的结果称为offsetpower
反向开环功控参数配置 • 开环估计将会用到开环估计公式，其中参数在反向功控参数表等表中定义，在寻呼信道上由APM（接入参数消息）传送。
IS95A的接入信道发射功率开环估算公式 发射功率(dBm)= -Mean Receive Power(dBm) + offsetpower + NOM_PWR - 16*NOM_PWR_EXTs + INIT_PWR + Access Probe Corrections • 平均接收功率和常数offset power两项计算得到的是补偿路径损耗以后所需的发射功率。移动台发射功率与接收功率成反比。Offset power与RC、频段、信道类型有关。 • NOM_PWR：物理意义上讲是用来补偿基站发射功率相对于标称功率（计算Offsetpower时的设定值）的偏移。 • INIT_PWR：物理意义上讲用于补偿负荷的不同而导致的移动台发射功率的不同，他的作用是使得移动台在第一个接入试探时，其发射功率能够以略小于所需要的功率被基站接收，该值还可以部分补偿cdma前反向信道之间偶尔的不完全相关引起的路径损耗差。 • 接入探测修正= (n-1)*PWR_STEP，PWR_STEP是两次试探之间所应该提升的功率。
IS95B,IS2000的接入信道发射功率开环估算公式 • 发射功率(dBm)= - Mean Receive Power(dBm)+ offset power • + NOM_PWR - 16*NOM_PWR_EXTs + INIT_PWR • + Access Probe Corrections • + interference correction 其中， 干扰修正值 interference correction = min{max[(－7 －Ec/Io), 0], 7}，Ec/Io为最强分支的Ec/Io取值
基站2发射功率 基站1发射功率 移动台接收功率（来自基站1的信号功率＋来自基站2的信号功率＋自身底噪等） 干扰修正值的物理意义 移动台接收的总功率包含了多个小区的发射功率，而接入是在一个小区独立进行的。 移动台接收功率高的原因有两种可能： 1、服务基站离移动台的路径损耗小。 2、尽管服务基站离移动台的路径损耗大，但其它的扇区形成的干扰较大。
干扰修正值的物理意义 干扰修正值的作用 以确定在移动台接收到的总功率中，服务扇区分支的发射功率所占的比例。由于导频功率通常是恒定的，于是如果当前总接收功率较大，但Ec/Io较小，表明当前移动台接收到的邻扇区干扰大，服务扇区功率在总功率的比例较低，因此修正值大。
业务信道发射功率的开环估算公式 • IS95业务信道,IS2000反向导频信道的开环估算公式： • 平均发射功率(dBm)=–mean input power(dBm) • + offset power + interference correction + ACC_CORRECTIONS + RLGAIN_ADJs。 • RLGAIN_ADJs（无线链路增益）：对于RC1,RC2，业务信道发射功率相对于接入信道的发射功率调整值。对于RC3,RC4，该值是指反向导频信道平均发射功率相对于接入信道的发射功率调整值。通过ECAM下发给移动台。 • ACC_CORRECTIONS：是NOM_PWR、INIT_PWR、NOM_PWR_EXT和PWR_STEP的函数 • Offset power：取值随不同的信道类型有所不同，比如接入信道的值和业务信道的取值就不同。
IS2000的反向业务信道的开环估算公式 • IS2000的反向业务信道的开环估算公式： • Transmit Power(dBm)= 平均反向导频信道输出功率(dBm) • + Nominal_Attribute_Gain[Rate, Frame Duration, Coding] • + Attribute_Adjustment_Gain[Rate, Frame Duration, Coding] • + Reverse_Channel_Adjustment_Gain[Channel] • － Multiple_Channel_Adjustment_Gain[Channel] • + RLGAIN_TRAFFIC_PILOT • + RLGAIN_SCH_PILOT[Channel]s • RLGAIN_TRAFFIC_PILOT：业务信道相对于导频信道的发射功率调整值。在ESPM、GHDM、UHDM消息中发给移动台，对反向FCH、SCH、DCCH都有效。 • RLGAIN_SCH_PILOT ：SCH相对于导频信道的发射功率调整值。在ESCAM指中发给移动台，只对反向SCH信道有效。
反向开环功控参数说明（1） 接入参数表APM中的开环参数
反向开环功控开环参数说明（2） 反向功控参数表RCLPC中的开环参数 扩展系统消息参数表ESPM中的开环参数
反向开环功控缺点 反向开环功控的缺点 • 反向功率是由前向链路的传输统计量进行估测，但是前向、后向两个链路并不相关，误差较大。 • 接收功率中受相邻基站影响，在小区边缘是误差会较大。 差错来源 • 假设前向、后向链路相关。 • 总接收功率包括目标基站之外的其它基站。 • 响应时间缓慢。
第三章 反向功控算法及数据配置 第一节 反向开环功控 第二节 反向闭环功控 第三节 关键参数解析
反向闭环功控定义和分类 定义 • 闭环校正指在开环估计的基础之上，MS根据在前向信道上收到的功率控制指令快速校正自己的发射功率（例如每秒800次）. • 分类 • 闭环校正分为 • 内环 • 外环 闭环功控起作用以后，MS发射功率是反向开环估计，加闭环调整的结果。
反向闭环功控原理 • 外环：BSC根据当前FER得到Eb/Nt的设定值 • 内环：BTS根据当前的反向Eb/Nt，在业务帧 中填功控比特
反向闭环外环功控实现 外环功控算法原理 • BSC根据当前帧的质量指示和当前接收的误帧率与目标误帧率的差别对Eb/Nt设定值进行调整： • 如果实际接收的FER偏大，则调高Eb/Nt的设定值。 • 如果实际接收的FER偏小，则降低Eb/Nt的设定值。
反向闭环功控外环调整步长 Eb/Nt调整步长：Step＝iPStep＋iEStep • iPStep = 外环因子*(当前FER - 目标FER)/100 • iEStep：由当前接收帧的帧质量计算获得，它和“Eb/Nt下降步长”和“外环功控周期”相关。具体实现见下页。 • 外环因子：可以通过参数“OLP_FACTOR（外环功率控制算法因子）”来设置；
外环高速步长的实现 • iESetp的具体实现算法： • 收到PWR_R_CTRL_FREQ（反向功控周期）个好帧，则Eb/Nt下降步长为：PWR_Eb_Nt_DWN_STEP（Eb/Nt下降步长）。 • 收到一个坏帧，上升的步长 ＝（（1/FER －1）/ 反向外环功控周期 ） ×下降的步长），计算结果如下表所示。
外环功控目标 • 外环功率控制算法目标： • 1 收敛性：当链路FER处于满足目标FER要求的稳态时，反向Eb/Nt设定值应能保持在稳态。 • 2 灵活性：调整的幅度应能灵活配置（通过短期的FER）
反向闭环内环功控速度 • 由外环步长调整算法得出Eb/Nt的调整步长step值，得到Eb/Nt目标值下发给基站。 • 基站每1.25ms测量反向链路信号强度，与目标Eb/Nt相比，确定功率控制比特。 • 反向功控控制比特在前向业务信道中发给移动台，发送频率为1.25ms一个，即反向闭环内环的速度为800次/秒。 • 功控控制比特的的发射功率通常比前向业务信道增益高，高出的增益值可以通过参数设置。
内环功控比特的嵌入 • 功控比特嵌入位置的伪随机性： • 每个前向业务信道帧由16个段组成，每段1.25毫秒，这些段叫做“功率控制组”。 • 一个功率控制比特会以一伪随机的方式嵌入每个功率控制组。
移动台收到功控比特的行为 移动台收到反向功控比特后的行为： • 移动台根据功控比特来调整发射功率。 • 当存在多个软切换分支时，每个基站分支都是根据自己接收的反向链路Eb/Nt确定功率控制比特，因此各个分支的功率控制比特可能不一致。 • 移动台对各个软切换分支的功控比特是独立解调的，因此，功率控制比特是没有最大合并增益，它的发射功率要比前向业务信道高一些。 • 软切换的不同分支的功控比特是以逻辑“或”的方式进行合并，即两个分支的功控比特都要求移动台升功率，移动台才升功率；只要一个分支的功控比特要求移动台降功率，移动台就降功率。
RC3/RC4反向闭环功控和RC1/RC2的区别 当无线配置为RC3/RC4时，相对于RC1/RC2，新增了反向导频信道，闭环功控控制的是反向导频信道的功率。其闭环功控的流程图如右所示。 算法首先将R-FCH的Eb/Nt设定值转换为R-PICH的Ec/Io。然后将目标R-PICH的Ec/Io和测量得到的R-PICH的Ec/Io比较，从而决定移动台是上升还是下降功率。
反向闭环参数 反向外环功率控制参数表RCLPC（系统使用）： 注： 1.反向外环的功率控制周期的设置值和目标FER有一个对应关系 2.Eb/Nt最大调整步长是为了限制计算出的上升值过大。
反向闭环参数 反向外环功率控制参数表RCLPC（系统使用）：
反向移动台相关参数 反向外环功率控制参数表RCLPC（移动台使用） • 反向功控步长： 0～1db；1～0.5db；2～0.25db • 通过PCNM、GHDM下发移动台。 • 当移动台并不支持某些步长的功控，如果此参数设置的步长较小，移动台会自动去选择一种自己可支持的步长。
第三章 反向SCH功率控制算法 第一节 反向开环功控 第二节 反向闭环功控 第三节 关键参数解析
关键参数解析 NOW_PWR,INI_PWR, PWR_CTRL_STEP： • 简要说明：影响开环功控的功率估计，其产生影响的起点是从第一个接入探测发射开始，这些参数会对接入过程，呼叫建立等产生较大影响。详见《网络规划参数配置建议》和前面的胶片。 • 相关消息：APM • 平衡设置：这些参数的值设的过高将对反向容量造成冲击，会有较大的功率容余，该值设的过低，则手机需要进行多次的试探才能接入，使手机接入的时间变长，甚至可能造成接入失败。 • 补充说明：NOW_PWR和INI_PWR两个参数对接入在效果上都是一样。分成两个参数是物理意义上的不同。 • 命令行：MOD APM
关键参数解析 链路增益调整 RLGAIN_ADJ • 简要说明：手机在接入信道接入系统后，业务信道的初始功率（对IS2000是反向导频功率）是在当前的接入信道的功率上加该参数。 • 相关消息：ECAM • 平衡设置：该参数设的大，能提高呼叫初期的传输质量，提高呼叫建立成功率，但对系统容量有影响，并且会增加手机的功率消耗。 • 命令行：MOD RCLPC
关键参数解析 1X SCH相对导频增益调整 RLGAIN_SCH_PILOT_1X • 简要说明：该组参数表示SCH信道功率相对反向导频功率的偏置，在信道指配消息（ESCAM）下发给手机 。 • 相关消息：ESCAM • 平衡设置：该参数设的高，能提高反向SCH的传输效率，但会影响反向容量。SCH速率越高，所需要的功率越大，该偏置也应设的越大。测试表明，该参数对反向SCH误帧率和数据传输速度有较大的影响。 • 补充说明：对于2X, 4X, 8X,16X也存在相对应的参数。 • 命令行：MOD RCLPC
关键参数解析 反向初始的设定值 REV_INIT_SETPT FCH外环设定值的最大值 REV_MAX_FCH_SET_PT FCH外环设定值的最小值 REV_MIN_FCH_SET_PT • 简要说明：这组参数分别影响反向外环设定值的初始值，最大值和最小值。 • 相关消息：系统用参数 • 平衡设置：该组参数的设置需要在语音质量，掉话率等网络指标和系统反向容量间取得一个平衡。设得高，会减小系统反向容量。 • 命令行：MOD RCLPC
课程内容 第一章 功控的目的和原则 第二章 功控算法的分类与应用 第三章 反向功控算法及数据配置 第四章 前向功控算法及数据配置
