TD-HSUPA系统功率控制技术研究

摘要

除信道环境和终端性能外，无线资源管理也是影响TD-HSUPA系统性能的重要因素。该技术包括功率控制、切换控制、负载控制、呼叫接纳控制、分组调度和移动性管理等。其中，功率控制技术不仅可以控制发射机的发射功率，克服“远近效应”，减小一系列的干扰，还能维持系统高质量通信，增加系统容量。作为国家科技重大专项(TD-SCDMA HSUPA系列化商用无线系统设备研发与产业化)的一部分，本论文主要研究TD-HSUPA系统的功率控制技术。
　　 在TD-HSUPA系统中，信号干扰比(SIR)测量的准确性是影响功率控制的重要因素。针对3GPP协议给出的SIR测量方法，本文重点研究了几种干扰功率提取方法，推导了基于3GPP协议中的QPSK星座图的干扰功率提取方法，并给出了一种考虑TD-HSUPA系统的时延及非连续传输模式的SIR预测算法。该预测算法利用已发送TPC命令的有效子帧的SIR值，来预测下一个有效子帧的SIR值。
　　 针对传统的固定步长功率控制算法、多比特变步长功率控制算法和单比特自适应变步长功率控制算法的不足，本文给出了一种改进的变步长功率控制算法。该改进算法基于SIR预测，主要是在移动终端加入一个含有三个寄存器的位移存储器，用于存储当前及前两个TPC命令，每个功控周期的步长取决于位移存储器的逻辑值，即步长值的大小反映信道衰落的程度。另外，改进算法采用的是不对称更新步长的自适应方法，即当收到连续三个TPC命令都要求增大发射功率时，功率控制采用更大的步长值，使恶劣的情况得以快速恢复：当收到连续三个TPC命令都要求减小发射功率时，功率控制采用一个相对较大的步长值，防止由于过度降低发射功率而使系统性能受到影响。
　　 最后，本文利用MATLAB仿真软件，基于TD-HSUPA物理层仿真平台，对三种干扰功率提取方法和四种功控算法进行仿真。仿真结果表明，本文推导的干扰功率提取方法和改进的功控算法具有更优的性能。