最新CDMAIS-95and2000系统的功率控制汇总

C D M A I S-95a n d2000

系统的功率控制

CDMA系统的功率控制

【概述】功率控制是CDMA系统的一项关键技术。本文介绍CDMA

（IS95和20001x）系统功率控制的实现方式。包括功率控制的时间响应、

IS95和20001x系统的反向开环和闭环功率控制，闭环功率控制又分外环功控和内环功控；IS95和20001x系统前向功率控制以及实现功率控制的发送消息及相关帧结构。

【关键词】功率控制（PowerControl）、时间响应、反向开环功率控制、反向闭环功率控制、反向内环功控、反向外环功控、前向功率控制、率测量报告消息（PMRM）、功控比特（PCB）、功控组（PCG）、前向闭环功控、前向内环功控（FILPC）、前向外环功控（FOLPC）。

功率控制是CDMA系统的一项关键技术。CDMA系统是干扰受限的系统，移动台的发射功率对小区内通话的其他用户而言就是干扰，所以要限制移动台的发射功率，使系统的总功率电平保持最小。功率控制能保证每个用户所发射功率到达基站础保持最小，既能符合最低的通信要求，同时又避免对其他用户信号产生不必要的干扰。功率控制的作用是减少系统内的相互干扰，使系统容量最大化。

1.1 功率控制的时间响应

在CDMA系统中，对发射的功率和输出信号功率的响应时间有一定要求。因为CDMA系统中移动台的输出信号功率是在功率控制组时间内突发的，为了保证可靠传输，要求输出信号功率的时间响应特性应是快速上升、保持平稳及快速下降。

变数据传输方式时，输出功率应满足下图所示的时间响应要求。图中

1.25ms为用于变速率传输的一个功率控制时隙内的时间。在时隙内，功率波动应小于3db，功率电屏应比背景噪声高20db，功率上升和下降的时间应小于

6μs。如图1所示。

移动台发射机的平均输出功率应小于-50dbm/1.23MHz，即-110dbm/Hz；移动台发射机背景噪声应小于-60dbm/1.23MHz，即-54dbm/Hz。

1.2 IS-95及CDMA20001x系统前向及反向功率控制

CDMA系统功率控制类型包括：

反向开环功率控制：

移动台根据接收功率变化，调整发射功率。

反向闭环功率控制：

移动台根据接收到的功率控制比特调整平均输出功率。

前向功率控制：

根据移动台测量报告，基站调整对移动台的发射功率。

1.2.1 反向开环功率控制

移动台的开环功率控制是指移动台根据接收的基站信号强度来调节移动台发射功率的过程。其目的是使所有移动台到达基站的信号功率相等，以免因“远近效应”影响扩频CDMA系统对码分信号的接收，降低系统容量。

1、IS-95A中的开环功率控制

IS-95A系统内，只要手机开机，开环就起作用。移动台根据前向链路信号强度来判断路径损耗。功率变化过程中，只有移动台参与。移动台不知道基站实际的有效发射功率（ERP），只能通过接收到的信号来估计前向链路损耗。移动台通过对接收信号强度的测量，调整发射功率。接收的信号越强，移动台的发射功率越小。

应当指出的是，移动台的开环功率控制的响应时间大约为30ms，只能克服由于阴影效应引起的慢衰落。移动台对接收信号测量和调整是基于认为前向信道和反向信道的衰落特性是一致的，这种依前向信道信号电平来调节移动台发射功率的开环调节是不完善的。需要采用闭环控制加以补充。

移动台在接入过程中的功率控制过程是通过接入探针实现的。接入过程中移动台的发初始发射功率不能太大，会干扰小区内其他用户；同时发射功率也不能太小，基站会接收不到。因此，移动台参用通过接入探针缓慢增加发射功率的方式。

移动台接入前，先发送一个低强度请求接入信号，若基站没有应答，则以PWR_STEP为步长一点一点的增加发射功率。初始接入功率计算公式如下：Pt,initial=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR（单位dbm）

其中：Pr平均输入功率

INIT_PWR初始功率值

NOM_PWR额定功率偏移

PWR_STEP功率增加量

接入后的开环功控作用下手机发射功率：

Pt=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR+接入探针增加功率总和

移动台一旦与基站建立连接以后，移动台仍然会根据接收信号电平的变化，估计前向信道的衰落特性，调整自己的发射功率。

2、IS-95B/2000中的开环功率控制

IS-95B/2000系统除采用IS-95A的开环功率控制方法外，还引入功率控制因子，以求对反向发射功率的进一步精确控制。

IS-95A中的开环功率控制仍然有不足之处。当移动台接收到基站信号强度高时，有两种可能，一是传输路径损耗小，二是基站处于大负荷状态。当基站处于大负荷状态时，如果移动台通过接入探针减少发射功率的话，可能无法被基站接收。因此单纯通过接入探针调整移动台发射功率还不完善，在IS-95和20001x系统中，还要考虑到一个开环功控纠正因子=min(max(-7-ECIO,0),7)。此时，开环作用下手机的发射功率为

Pt=-Pr-73+NOM_PWR+INIT_PWR+接入探针增加功率总和+开环功控纠正因子

1.2.2 反向闭环功率控制

开环功率控制中，移动台的发射功率的调节是基于前向信道的信号强度，但是当前向和反向信道的衰落特性不一致时，基于前向信道的信号测量是不能反映反向信道传播特性的。开环功率控制不能估算出瑞利衰落信道下的对移动台发射功率的调节量。

此外，在反向开环功率控制系统中，移动台的开环功率控制的响应时间大约为30ms，只能克服由于阴影效应引起的慢衰落。要达到更精确的功率控制时间，就需要通过闭环功率控制加以解决。

1、IS-95A/B中的闭环功率控制

闭环功率控制中移动台和基站共同参与，一旦移动台开始和基站建立通信，闭环功率控制即开始起作用。基站不停地监测反向链路质量误帧率（FER）。误帧率（FER）是表示链路质量最好的参数，但测量FER需要花较长的时间收集足够的bit数，实际使用Eb/No。基站不断测量反向链路的

Eb/No。给Eb/No设一个门限值，如果Eb/No值太大了，基站会命令移动台减小发射功率。如果Eb/No值太小了，基站会命令移动台增加发射功率。移动台根据基站发送的功率控制指令（功率控制比特携带的信息）来调节移动台的发射功率。

移动台将接收到的功率控制指令与移动台的开环功率相结合，来确定移动台闭环控制应发射的功率值。

反向闭环功率控制包括内环功控（RILPC）和外环功控（ROLPC），如图2所示：