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寬帶CDMA系統(tǒng)中的功控技術(shù)
摘要：簡述了功控技術(shù)的作用與分類，介紹了帶寬CDMA系統(tǒng)的功控技術(shù)方案，討論了實(shí)現(xiàn)的限制條件，仿真了影響性能的幾個關(guān)鍵因素，并給出了硬件實(shí)現(xiàn)和測試結(jié)果。關(guān)鍵詞：寬帶CDMA 功控技術(shù) 信干比（SIR） 閉環(huán)功控 外環(huán)功控
無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)為每個用戶提供的服務(wù)需要滿足一定的服務(wù)質(zhì)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(luò)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(nèi)所有用戶使用相同的頻段和時(shí)隙，用戶之間僅靠擴(kuò)頻碼的（準(zhǔn)）正交特性相互隔離。然而由于無線信道的多徑、延時(shí)等原因使得各個用戶信號間的互相關(guān)特性不理想，其它用戶的信號對當(dāng)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(dāng)小區(qū)中用戶個數(shù)增加或者其它用戶功率提升時(shí)都會增加對當(dāng)前用戶的干擾，導(dǎo)致當(dāng)前用戶的接收信號SIR下降，當(dāng)這類干擾大到一定程度時(shí)，當(dāng)前用戶就不能正常通信了，因此CDMA系統(tǒng)是一個嚴(yán)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(shù)和功控技術(shù)。多用戶檢測技術(shù)充分考慮用戶間存在的MAI，通過在接收端重構(gòu)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(fù)雜，目前還沒有進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用。功控技術(shù)十分簡單實(shí)用，被認(rèn)為是CDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。功控技術(shù)調(diào)整每個用戶的發(fā)射功率，補(bǔ)償信道衰落、抵消遠(yuǎn)近效應(yīng)，使各個用戶維持在能保持正常通信的最低標(biāo)準(zhǔn)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(shí)延長手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。
功控技術(shù)的控制準(zhǔn)則大致可分為兩大類：功率平衡準(zhǔn)則和SIR平衡準(zhǔn)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(shù)分類。按功控效果可分為內(nèi)環(huán)功控和外環(huán)功控。內(nèi)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(dá)到特定的目標(biāo)值；外環(huán)功控根據(jù)特定環(huán)境下的服務(wù)質(zhì)量要求，產(chǎn)生內(nèi)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(shè)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(shè)，它同時(shí)還能抵消快衰落。按功控實(shí)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(nèi)所有用戶的信息（鏈路增益等），對每個用戶進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)整，這個算法復(fù)雜度高，難以實(shí)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(shí)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(shù)方案
WCDMA系統(tǒng)同時(shí)采用了反向開環(huán)、閉環(huán)、外環(huán)功控技術(shù)和前向閉環(huán)、外環(huán)功控技術(shù)。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(jìn)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(gòu)成：SIR估計(jì)、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(jì)單元采用某種SIR估計(jì)算法對接收專用數(shù)據(jù)信道（DPDCH）的SIR進(jìn)行估計(jì)，然后將估計(jì)值送給
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