第三代移动通信的功率控制

1、综合性设计性实验报告专 业： 学 号： 姓 名： 实验所属课程：第三代移动通信及其演进技术实验室(中心)： 软件与通信实验中心 指 导 教 师 ： 2 教师评阅意见：签名： 年 月 日实验成绩：一、题目第三代移动通信的功率控制二、仿真要求要求1：简单仿真内环功率控制的思想，并仿真比较PCA1和PCA2两种算法的性能。要求2: 画出横坐标为用户个数，纵坐标为均方根误差的对比图。三、仿真方案详细设计在移动通信的上行链路上，如果小区内的所有用户均以相同的功率发射，则靠近基站的移动台到达的信号强，远离基站的移动台到达的信号弱，导致强信号掩盖弱信号的远近效应，CDMA系统是同一个小区内多个用户同一时刻共同使用同一频率的系统，是一个同频自干扰系统，为了克服CDMA系统的远近效应，应对移动台进行功率控制，在下行链路中，位于小区边缘的移动台会受到其他相邻小区的干扰，导致接受信号的恶化，产生边缘效应，为了克服这种效应，也需要对基站实行功率控制。为了减少多余不必要的功率消耗，功率控制尤为重要。功率控制技术可以用来调整每个用户的发射功率、补偿信道衰落、抵消远近效应，使每个用户的发射功率维持在正常通信的最低水

2、平上，这样就能最大可能的减少对其他用户的干扰，从而提高信道容量和增加用户终端的电池待机时间。本次实验是进行内环功率控制的仿真。内环功率控制又称快速功率控制，它根据实时测量的SIR得到信噪比的估计值SIRest与目标信噪比SIR比较，产生功率控制命令TPC(TransmitPowerControl)，发射端按照接收到的功率控制命令进行功率调整。具体来说，内环功率控制是指接收端通过测量，得到信噪比SIRest的估计值，然后将此估计值SIRest与外环功控输出的目标信噪比SIRtarget进行比较，产生功率控制命令TPC，这个命令通过无线信道传到发送端，发射端根据此命令在开环功率控制设定的功率值基础上调整某一功率值，即第n+1时刻的发射功率由第n时刻的发射功率、TPC命令和调整步长决定。两个时刻之问的时问长度就是控制周期T，所调整的幅度就是调整步长。根据当前(n时刻)测得的SIR，通过预测量的方法可得到(n+T)时刻的SIR。计算得到预测SIR后，通过与目标SIR的对比产生功率控制命令。内环功控是一种快速功控，根据3GPP规范，功率控制命令是“00”时表示提高发送功率，功率控制命令是“11”

3、时表示降低发射功率。内环功率控制调整的步长，可选值为l、2和3dB。它是由基站检测来自移动台的信号强度和信干比，与设置的目标功率或信干比相比，产生功率控制命令以缩小测量值与目标值的差距，如果测量值低于目标值，功率控制命令就是上升；测量值高于目标值，功率控制命令就是下降。闭环功率控制的调整永远落后于测量时的状态，如果在这段时间内通信环境发生很大的变化，会导致闭环的崩溃，所以功率控制的反馈延时不能太长，其主要参数为功率控制步长、速度及动态范围等。本次实验通过比较PCA1和PCA2两种算法的性能来进行仿真。其中PCA1为快速算法，当用户每产生并发送一个功率时，都对其进行一次功率控制；相对应的PCA2则是一种慢速算法，在用户发送前四个功率时不作处理，当用户发送第五个功率时才对其开始进行功率控制。实验分别用PCA1和PCA2两种算法对用户产生随机功率从而得到均方根误差进行比较，然后通过进行仿真得出相应的仿真图像，从而得出结论。四、仿真结果及结论实验所得仿真图如下： 由上面仿真图可以得出，当测量值低于目标值时，功率控制命令就是上升；当测量值高于目标值时，功率控制命令就是下降。可以看出，虽然两种算法

4、的均方根误差不同，但两者所得到的曲线走势是一致的。总的来说，由PCA1算法得到的均方根误差比由PCA2算法得到的均方根误差要小，说明PCA1算法比PCA2算法在功率控制方面要好。五、总结与体会本次仿真实验主要进行对内环功率控制的仿真，通过对PCA1和PCA2两种算法进行编程从而得到仿真图像，通过比较，进而直观的得出其性能的差异。本身在进行仿真实验之前也查阅了很多资料，渐渐的对于其原理和仿真内容有了一定了解，尽管后来仿真过程也出现了一些问题，但最终还是顺利解决了问题，通过其生成的仿真图像对实验进行了验证，对两种算法的性能优劣有了很直观的印象。 六、主要仿真代码仿真代码如下：主函数：clear all;clc;G=0.7; I=2.5; SIR0=7; simtime=1;freq=1500;iter=freq*simtime;usernum=5:20; powercontrolerror1=zeros(1,length(usernum); %均方根误差powercontrolerror2=zeros(1,length(usernum);for i=1:length(usernum) us

5、er_num=usernum(i); power=randint(user_num,1,-10 10)+25; %用户随机产生的功率 powercontrolerror1(i)=PCA1(G,I,SIR0,iter,user_num,power); %每个用户的均方根误差powercontrolerror2(i)=PCA2(G,I,SIR0,iter,user_num,power); %PCA1,PCA2两种不同的方法endsemilogy(usernum,powercontrolerror1,r,usernum,powercontrolerror2,g);xlabel(用户数);ylabel(SIR值的均方根误差);legend(PCA1方法时SIR值的均方根误差, PCA2方法时SIR值的均方根误差);功能函数：PCA1：function powercontrolerror,power=PCA1(G,I,SIR0,iter,user_num,ini_power)power=zeros(user_num,iter+1); power(:,1)=ini_power;for k=1:it

6、er SIR(:,k)=G*power(:,k)/I; %基站测量SIR for t=1:user_num if SIR(t,k)=SIR0 %测量值大于目标值 TPC(t,k)=0; TPC_cmd=-1; %减小功率 deltap=1; else TPC(t,k)=1; TPC_cmd=1; %增加功率 deltap=1; end power(t,k+1)=power(t,k)+TPC_cmd*deltap; %功率调节 endendpowercontrolerror=sqrt(mean(sum(1/user_num*(SIR-SIR0).2); %功率控制的均方误差PCA2：function powercontrolerror,power=PCA2(G,I,SIR0,iter,user_num,ini_power)%前4次不进行控制，第五次开始power=zeros(user_num,iter+1);power(:,1)=ini_power;for k=1:iter SIR(:,k)=G*power(:,k)/I; for t=1:user_num if SIR(t,k)=SIR0 TPC(t,k)=0; else TPC(t,k)=1; end if mod(k,5)=0 %k=5 deltap=1; if TPC(t,5*floor(k/5)-4:5*floor(k/5)-1)=zeros(1,4) %前4个全为0，降低 TPC_cmd=-1; elseif TPC(t,5*floor(k/5)-4:5*floor(k/5)-1)=ones(1,4) %前4个全为1，调高 TPC_cmd=1; else TPC_cmd=0; end power(t,k+1)=power(t,k)+TPC_cmd*deltap; else power(t,k+1)=power(t,k); end endendpowercontrolerror=sqrt(mean(sum(1/user_num*(SIR-SIR0).2);电视墙也就是电视背景装饰墙，是居室装饰特别是大户型居室的重点之一，在装修中占据相当重要的地位，电视墙通常是为了弥补客厅中电视机背景墙面的空旷，同时起到修饰客厅的作用。因为电视墙是家人目光注视最多的地方，长年累月地看也会让人厌烦，所以其装修就尤为讲究

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