基于Matlab的CDMA系統功率控制算法研究
加入技術(shù)交流群
1功率與容量的關(guān)系
在CDMA系統中，由于發(fā)射功率的制約或系統自身的干擾，CDMA系統的容量受到限制。在反向鏈路上，當一個(gè)移動(dòng)臺的功率不足以克服其他移動(dòng)臺的干擾時(shí)，系統達到容量極限。在前向鏈路上，當基站的總功率沒(méi)有多余的部分分配給一個(gè)新的用戶(hù)時(shí)，系統達到昂大容量。即當一個(gè)基站為使其全部用戶(hù)正常的運行而發(fā)射的總功率超過(guò)基站的額定功率時(shí)，前向鏈路就達到受功率限制的容量。
為了接入一個(gè)呼叫，CDMA移動(dòng)臺的功率必須大到足以克服帶寬內其他CDMA移動(dòng)臺產(chǎn)生的干擾，即必須達到一定的信號干擾比。在任意給定時(shí)刻，移動(dòng)臺所需要的發(fā)射功率取決于從移動(dòng)臺到基站的路徑損耗和所有反向鏈路總的干擾電平。后者取決于其他CDMA移動(dòng)臺的數量和位置。
所有的移動(dòng)臺每建立一個(gè)新呼叫就提高了干擾電平，每一移動(dòng)臺也就必須相應地增加發(fā)射功率以保持呼叫的完整性。這個(gè)過(guò)程隨著(zhù)移動(dòng)臺的增加而反復進(jìn)行，直到達到一個(gè)極限值。達到這個(gè)極限時(shí)，任何一個(gè)新的移動(dòng)臺，無(wú)論其位置在哪，都無(wú)法以足夠的功率來(lái)克服，而現有的移動(dòng)臺也沒(méi)有足夠的功率來(lái)克服新呼叫產(chǎn)生的附加干擾。小區內所有呼叫都要具有相同的Eb／I0要求，這個(gè)限制表現為要求小區基站接收到的信號強度都等于一個(gè)相同的值。對于任何一個(gè)移動(dòng)臺，小區內的干擾即為(N-1)S，N為小區內的移動(dòng)臺的數目。來(lái)自小區外移動(dòng)臺的共道干擾是一個(gè)次級的干擾源，它的大小可以取為小區內干擾的部分值(β倍)。由于周?chē)苿?dòng)臺的發(fā)送強度相對較低，且路徑損耗距離更遠，由此產(chǎn)生的干擾電平通?？梢杂搔?來(lái)表征，這個(gè)值小于小區基站的噪聲電平。與小區干擾不同，小區外的移動(dòng)臺的干擾不是通過(guò)本小區基站的接收機進(jìn)行功率控制，所以干擾大小更難確定，然而僅需要知道外部移動(dòng)臺的總體影響即可。
由于共道干擾電平相對較小，對于周?chē)鷿M(mǎn)負載的小區也可采用相同的β值，對于大的N值，所有的干擾可以由話(huà)音激活因子來(lái)減小。
式中：Eb為比特能量；I0為熱噪聲加干擾的功率譜密度；F為基站噪聲指數；Nth為熱噪聲的功率譜密度；S為接收信號強度；R為比特速率；α為話(huà)音激活因子；β為干擾因子；N為小區內移動(dòng)臺的數目；W為系統帶寬；G=W／R為處理增益。熱噪聲密度Nth，CDMA帶寬W和基站噪聲指數F之積稱(chēng)為基站噪聲。
小區基站接收機所要求的Eb／I0取值的范圍是關(guān)于移動(dòng)臺速度和多徑條件的慢衰落，不同的類(lèi)型的用戶(hù)為保持一定的FER就有不同的Eb／I0要求。高速移動(dòng)用戶(hù)與低速和靜止情況相比EB／I0也不相同。
式中：d為所需的Eb／Ib。當使用13 Kb／s聲碼器時(shí)，對于一個(gè)扇區大約為24。重寫(xiě)表達式(1)得每個(gè)用戶(hù)平均需要的信號功率為：
從圖1可知，每個(gè)用戶(hù)所需的小區基站的信噪比隨小區負載的加重而非線(xiàn)性增加，負載越大，斜率越陡，小區付出的平均功率代價(jià)要大的多。因此，每增加一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)，一個(gè)高負載的小區比一個(gè)低負載的小區付出的代價(jià)大，另外，負載過(guò)重的小區將不能響應其用戶(hù)話(huà)音
激活的統計波動(dòng)。進(jìn)一步調整式(1)以反映總的接受干擾Prec=α(1+β)NS。Prec與基站噪聲之比可以由小區負載u=N／Nmax完全表示出來(lái)，從圖2可看出干擾是隨小區負載非線(xiàn)性增加的。
cdma相關(guān)文章:cdma原理
評論