TD-SCDMA 系统功率控制技术特点和优势
【摘要】针对 TD-SCDMA 系统的特点,本文详细论述了 TD-SCDMA 系统中开环、外
环、内环功率控制的方法,并分析了 TD-SCDMA 系统中功率控制的特点和优势。
1.概述
在 CDMA 移动通信系统中各个用户的区分是靠相互正交的伪随机码,即多个
用户在同一时隙同一频率上进行通信,由于移动环境中存在多径传播,造成各用
户的伪随机码不能严格同步,彼此之间引起的多址干扰(MAI)是制约系统容量
的因素,因而 CDMA 是一个干扰受限的系统,即系统的容量和性能主要取决于系
统中的干扰状况。因此,为了保证系统的设计容量和性能,必须采用严格的功率
控制技术。
TD-SCDMA 系统使用了智能天线和联合检测等空时处理技术后,与其他的
CDMA 系统相比,该系统的功率控制功能和方法有很大不同。多用户联合检测能
有效降低小区 MAI,即解决了很大的接收电平差异所产生的干扰,从而降低了
CDMA 系统中远近效应,进而降低功率控制要求,如功率控制的速率、精度、步
长、收敛性和稳定性。使用智能天线后,由于它具有较好的空间选择性,可以有
效降低多址干扰,且因为对赋形波束内其他干扰抑止能力较强,因此抗远近干扰
的能力较强,所以功率管理的边界约束条件较为宽松,系统将具有较大功率分配
调整冗余度和灵活高效的功率控制策略。因此,在具有一定空间隔离度情况下,
功率控制的收敛性、收敛速度、精度和稳定性等要求相对简化,因为它不象在传
统的 CDMA 系统中那样对每个用户的功率变化都非常敏感,这样系统就可以大大
降低吸收态(Vicious Circle)出现的概率,容易实现快速功率控制,因而能适
应快速变化的多种衰落的移动通信环境,系统可以达到理想的设计容量。智能天
线和联合检测对功率控制的影响表现在以下几个方面:
1.使功率控制的流程发生变化:无智能天线时,功率控制根据 SIR 测量
值和目标值周期的进行调整,有智能天线时首先要先将主波束对准要调整的用
户,然后再进行相关的测量。
2.对功率控制的要求降低了:在没有智能天线时,某些要升高功率的用
户,在有智能天线的情况下,当主波束对准该用户时,可能功率就不需要升高了。
如果波束赋形的速度跟上用户移动的速度,则对功率控制的速度要求也低。空间
分离的统计特性,降低了 TD-SCDMA 系统对功率控制的要求。
3.在有智能天线的情况下,功率控制的平衡点方程变得复杂。传统的功
率控制建模方法已不再适用。这种情况下的功率控制算法建模一定和具体的智能
天线算法相关。
4.联合检测可以降低 CDMA 系统中的远近效应,动态改变链路的增益,
使其具体效果与功率控制的关系及实现方法有很大的关系。
此外,由于 TD-SCDMA 系统采用时分双工方式,无线链路的上下行采用相
同的发射频率,所以,系统的开环功率控制可以做得相对比较准确。这样的系统
设计可以使得系统的发射功率迅速有效地收敛到理想的功率点。因此,在
TD-SCDMA 系统中,需要充分考虑利用这些特点和系统的特殊帧结构来设计系统
的功率控制算法,如在系统中外环功率控制、闭环功率控制和开环功率控制算法