第三代移动通信系统中功率控制和系统容量的研究.ppt

第三代移动通信系统中功率 控制和系统容量的研究 专 业 信息与通信工程 博士生 吕玲 导 师 朱世华教授（博导） 内容简介 课题的意义 研究背景 研究内容 主要内容介绍 总结与展望 课题的意义 移动通信环境中存在着“远近效应” 。 功率控制对CDMA系统有着更加重要的意义。 传统的窄带CDMA系统，功率控制的目的主要是针对单业务而言。 第三代移动通信系统有多种业务，因此对功率控制提出了新的要求。 功率是一种系统资源，合理有效的功率控制和分配，将会提高第三代移动通信系统的性能和增加系统的容量。 功率控制的分类 第三代移动通信系统功率控制可以分为 --前向功率控制 WCDMA ： 快速功率控制(1500次/秒） cdma2000: 快速功率控制（800次/秒） EIB功率控制 基于测量报告 --反向功率控制 开环功控+闭环功控（内环功控+外环功控） 研究背景 研究现状： 1.文献[29-98,102,103]给出了不同的功率控制方法： → 集中式功率控制方法 → 分布式功率控制方法 1.1 集中式功率控制方法解决的问题(内环） → 解存在的条件 1.2 分布式功率控制方法解决的问题（内环与外环） → 算法收敛速度 → 保证服务质量 研究背景 现存的问题 功率攀比问题的存在 内环分布式功率控制算法中存在控制参数的选取方法以及算法收敛速度的问题 现有的闭环反馈功率控制中存在的一个普遍问题 外环功率控制算法理论模型的缺乏和现有算法的缺陷 速率调整影响系统容量大小的问题 研究内容 针对CDMA系统中功率攀比的问题，对第三代移动信系统的上行链路提出了一种实时动态优化的闭环功率控制方法。 以上解耦成的分布式的算法，存在着功率控制算法收敛速度的问题，提出了一种具有指数类型的分布式功率控制算法。 针对以上的研究和现有的闭环反馈功率控制中存在的一个普遍问题，提出了一种基于干扰预测的功率控制方法。 以上的研究是在没有外环功率控制的前提下进行的,但是外环与内环是紧密结合的。我们针对外环功率控制的机制，提出了一种外环功率控制的方法。 研究内容 建立了反向外环的理论模型，提出了一种误帧率的简化估计方法，并对该方法的估计误差进行了分析。在此模型的基础上，提出了一种外环功率控制的算法。 对调整数据业务的数据速率影响系统的容量进行了理论分析和证明，给出了两个有意义的结论。此理论证明的结果改变了传统的观念。 主要内容介绍 基于业务的分布式的功率控制算法 基于模糊逻辑的外环功率控制算法 速率调整对系统容量的影响 基于业务的分布式功率控制算法 研究现状 文献[57]-[62]中，所提出的算法在每一个控制步长和迭代中都需要一个归一化的过程；算法中参数的选取依赖于经验知识。 问题的提出 1. 归一化的过程带来算法的复杂性 2. 参数取值没有依据 基于业务的分布式功率控制算法 功率控制算法的提出 提出了一种快速收敛的分布式功率控制方法（FCDPC） 1. 针对多业务CDMA系统 2.不需要归一化的过程 3.算法具有很快的收敛速度 4 .给出了控制参数的取值依据 基于业务的分布式功率控制算法 系统模型 设系统是由M个基站（1, 2,…,M），J个移动用户（1, 2,…J）组成。 式中，Eb 为信息比特能量，N0为干扰功率谱密度，pi为用户的发射功率，Gmi表示用户i和基站m之间的链路增益，Ri是用户i发射的比特速率，W是扩频带宽， 为背景噪声， 依赖于用户i所发送的业务类型. 基于业务的分布式功率控制算法 算法描述 FCDPC功率控制算法如下： 式中 为正参量，它与业务的种类有关。 表示初始的发 射功率， 为用户i在第k步的发射功率。 表示用户在第 k步的SIR 。 基于业务的分布式功率控制算法 算法有以下的特性： 定义集合： 特性1：如果 ,则当参数 ，那么对于所有的非负整数l， 逼近于 ，并收敛于 . 特性2：如果 , 则对于所有非负整数l, 且对于任 何 ，那么 为单调递增序列；对于所有非负整数l,且对于 任何 ，那么 为单调递减序列。 基于业务