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功率控制命令

发布时间:2022-08-12 04:01:52

⑴ 有谁知道

一般来说由于技术上的原因,通话时cdma的辐射是gsm的二十分之一,但是绝对不是因为辐射小,造成的因功率小而信号差,只是网络信号覆盖的问题而已。
众所周知,由于cdma (is-95) 系统中采用快速的反向功率控制、软切换、语音激活等技术,以及is-95规范对手机最大发射功率的限制,使cdma手
机在通信过程中辐射功率很小而享有“绿色手机”的美誉
。但最近有一些报导对“绿色手机”提出了质疑,认为gsm手机与cdma手机幅射相当,其基本观点是gsm手机只有八分之一的时间产生幅射,因此gsm手机与
cdma手机的sar值 (人体单位质量吸收的射频功率) 大体相当。

到底gsm手机和cdma手机辐射功率谁大谁小或相差多少,为得出实际的客观的比较结果, 由一家国际着名的cdma技术权威公司和国内某知名的gsm网络优化
公司工程技术人员于2001年12月上旬沿北京市二环路全线进行了cdma和gsm现网中手机发射功率的测试。

测试结果表明,在二环路上cdma手机平均发射功率为2.4 dbm (1.72毫瓦), gsm手机平均发射功率为28.9 dbm(773毫瓦),考虑到
gsm手机只在八分之一时间内发射,gsm 手机在时间上的等效平均发射功率可减少到96.63mw(19.85dbm)。由此而见,cdma手机的平均发射功
率相当于gsm手机在时间上的等效平均发射功率的1.78%。

cdma和gsm系统对手机发射功率要求比较

我们先来了解一下cdma和gsm相关技术规范对手机发射功率的要求。目前普遍使用的gsm手机900mhz频段最大发射功率为2w (33dbm),
1800mhz频段最大发射功率为1w (30dbm),同时规范要求,对于gsm900和1800频段,通信过程中手机最小发射功率分别不能低于5dbm和
0dbm。cdma is-95a规范对手机最大发射功率要求为0.2w-1w(23dbm-30dbm),实际上目前网络上允许手机的最大发射功率为
23dbm (0.2w),规范对cdma手机最小发射功率没有要求。

在实际通信过程中,在某个时刻某个地点,手机的实际发射功率取决于环境,系统对通信质量的要求,语音激活等诸多因素, 实际上就是取决于系统的链路预算。在通常
的网络设计和规划中, 对于基本相同的误帧率要求, gsm系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为9db左右,由于cdma系统采用扩频技术, 扩频增益对
全速率编码的增益为21db, (对其他低速率编码的增益更大), 所以对解扩前信号的等效载干比的要求小于 -14db! (cdma系统通常要解扩后信号的
值为7db左右,)。

我们再来比较一下gsm和cdma手机发射功率的初始值的取定及功率控制机制。手机与系统的通信可分为两个阶段,一是接入阶段,二是话务通信阶段。对于 gsm系统,手机在随机接入阶段没有进入专用模式以前,是没有功率控制的,为保证接入成功,手机以系统能允许的最大功率发射 (通常是手机的最大发射功率)。在分配专用信道(sdcch或tch)后,手机会根据基站的指令调整手机的发射功率,调整的步长通常为2db。调整的频率为60ms一次。

对于cdma系统,在随机接入状态下,手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率, 发送第一个access probe,如果在
规定的时间内没有得到基站的应答信息,手机会加大发射功率,发送第二个access probe,如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息,手机会再加大发射 功率。这个过程重复下去,直到收到基站的应答或者到达设定的最多尝试次数为止。在通话状态下,每1.25ms 基站会向手机发送一个功率控制命令信息,命令手机增大或减少发射功率, 步长为1db。

由上面的比较可以看出,总体而言,考虑到cdma系统其他独有的技术, 如软切换, rake接收机对多径的分集作用,强有力的前向纠错算法对对上行链路预算的
改善, cdma系统对手机的发射功率的要求比gsm系统对手机发射功的要求要小得多. 而且gsm手机在接入过程中以最大的功率发射,在通话过程中功率控制速度较慢,所以手机以大功率发射的机率较大;而cdma手机独特的随机接入机制和快速的反向功率控制,可以使手机平均发射功率维持在一个较低的水平。上述的定性分 析结论在后面的实际测量中得到了验证。

路测试验描述和结果分析

路测实验进行了cdma和gsm手机在实际通信过程中发射功率的测试。cdma测试手机和gsm测试手机同时拔打1861, 汽车内收音机调整到适当音量,摸拟
双向通话。车速40km左右。gsm手机每480ms抽样一次,cdma手机每20ms抽样一次。

cdma 手机的线性平均发射功率为2.4dbm (1.72毫瓦),以最大功率 (23dbm, 0.2瓦) 发射的概率为0.2%;gsm手机的线性平均发射 功率为28.9dbm (773毫瓦),以最大功率(2瓦)发射的概率为21.8%。值得注意的是目前北京市区的北京移动gsm网络已相当成熟,基站间距较小,gsm手机可以较小功率发射; 而cdma网络处于发展阶段, 网络优化后, 对cdma手机发功率的要求会更小。

⑵ 为什么QAM抗干扰能力比MSK好

PTs:发信机功率

PTj:干扰信号功率

GTs:发信机天线增益

GTj:干扰机天线增益

Ls:有用信号路径损耗

Lj:干扰信号路径损耗

GRs:收信机接收有用信号时的天线增益

GRj:收信机接收干扰信号时的天线增益

因此,降低输入扰信比的途径又可以分为降低干扰信号、提高有用信号、增大有用信号与干扰的时频域重合损耗三部分。

1. 降低干扰信号

对于移动通信来说,干扰分为网内干扰和外干扰,网外干扰除了进行扫频排查外干扰信号源外,我们对PTj、GTj、Lj、GRj无法随意改变。

至于网内干扰的控制,各种制式的移动通信系统采取手段基本相同,有以下手段:

降低GTj/ GRj:使用定向天线对小区扇区化,把旁瓣对准不希望覆盖的区域,相当于降低了干扰/被干扰方向的增益;TDSCDMA和TDD-LTE系统还用到了智能天线(波束赋形),效果更佳。

降低PTj:使用功率控制及DTX不连续发射等。

功率控制是控制网内干扰最重要的手段之一,对于GSM系统,功率控制命令通过SACCH下发,控制周期为3个测量报告的时间,约1.5秒一次。3G和4G的功率控制类似,分为开环功控和闭环功控两种,简单地说,开环功控就是无反馈的功率控制,一般用在初始接入阶段,而闭环功控根据反馈值的类型和反馈单元,又分为内环和外环。不同系统的功率控制速度不一样,WCDMA的功率控制速度是1500HZ,CDMA2000的功控速度是800HZ,LTE功率控制速度是200HZ。

需要说明的是,由于远近效应的存在,上行更容易受干扰,因此移动通信中的功率控制主要指上行功控。

2.提高有用信号

提高有用信号的手段有以下几种:

1)提高发射功率PTs

发射功率的提升受限于硬件设备,而且对于移动通信而言,每个用户不但是己方的信号源,同时又是其他用户的干扰源,因此单纯提高发射功率在改善了己方的通信效果的同时,会增加网内其他用户的干扰,整体来看不一定有好处。故,移动通信中采用功率控制的手段来调整功率,保证每个用户的功率刚刚够用就行。

2)分集接收提高接收功率Psi

所谓分集接收,是指接收端对它收到的多个互相独立(携带同一信息)的衰落特性信号进行特定的合并处理,以降低信号电平起伏的办法。包括接收和合并处理两部分。

接收方式常用的有三种:空间分集、极化分集、时间分集。

空间分集:采用空间上相对独立的多付接收天线来接收信号,然后进行合并,为保证接收信号的不相关性,这就要求天线之间的距离足够大,这样做的目的是保证了接收到的多径信号的衰落特性不同,接收天线之间的距离至少大于10个波长。是最常用的一种分集方式。

极化分集:采用不同极化方式的多付接收天线来接收信号,然后进行合并。移动通信中常见的为正负45度极化天线。

时间分集:时间分集的代表是Rake接收技术。RAKE接收技术是CDMA移动通信系统中的一项重要技术,可以在时间上分辨出细微的多径信号,对这些分辨出来的多径信号分别进行加权调整、使之复合成加强的信号。

合并方式有三种:最大比值合并、选择式合并、等增益合并。最常用的是最大比合并,该方案在接收端只需对接收信号做线性处理,简单易实现,在接收端由多个分集支路,经过相位调整后,按照适当的增益系数,同相相加,再送入检测器进行检测,合并产生的增益与分集支路数N成正比。

除了早期工程建设遗留下个别单极化天线外,所有制式的移动通信均使用了极化分集和空间分集,而Rake接收仅用于CDMA系统。

3. 增大Lf/Lp/Lt

这三种方法的原理分别是:

Lf:从频域将干扰和有用信号错开,由于民用移动通信的频段不能自主确定,因此限制了此种抗干扰方式的使用。

Lp:在极化方向上跟干扰隔离,但由于移动通信中电波在传播过程中极化方向频繁变化,因此无法用增加Lp的方式来减少干扰。

Lt:从时域上隔离干扰,一般用于军用,比如猝发传输技术,将数据压缩在一个突发脉冲中传输,让敌方来不及干扰。

⑶ DCI格式是什么意思

下行传输信道和控制信息
(1)广播信道
图3-26给出了BCH传输信道的处理结构。达到编码单元的数据,一个TTI(40ms)中最多有一个传输块。其编码流程如下。

● 向传输块增加CRC。
● 信道编码。
● 速率匹配。
①传输块CRC添加。BCH传输块的错误检测通过CRC提供。

● 被调度的PUSCH的传输功率控制命令(2bit)。
● 解调用导频的循环移位(3bit)。
● 上行子帧序号(应用于TDD模式)。
● CQI请求(1bit)。
b.DCI格式1。DCI格式1用于传输应用SIMO操作的DL-SCH分配信息。
下述信息将通过DCI格式1进行传输。
● 资源分配头(资源分配类型0或者1,lbit)。
● 资源块分配。
● 调制与编码方式(5bit)。
● HARQ进程数(FDD为3bit,TDD为4bit)。
● 新数据指示(1bit)。
● 冗余版本(2bit)。
● PUCCH以及持续调度的PUSCH的传输功率控制命令(2bk)。
c.DCI格式lA。DCI格式lA用于简化传输应用SIMO操作的DL-SCH分配信息。下述信息将通过DCI格式lA进行传输。
● 格式0和格式lA区分的标志(1bg)。
● 分布式传输标志(1bit)。
● 资源块分配。
● 调制与编码方式(5bit)。
● HARQ进程数(FDD为3bit,TDD为4bit)。
● 新数据指示(1bit)。
● 冗余版本信息(2bit)。
● PUCCH以及持续调度的PUSCH的传输功率控制命令(2bit)。
d.DCI格式2。DCI格式2用于传输应用MIMO操作的DL-SCH分配信息。下述信息将通过DCI格式2进行传输。
● 资源分配头(资源分配类型0或者类型1,lbit)
● 资源块分配。
● PUCCH以及持续调度的PUSCH的传输功率控制命令(2bit)。
● 层数目(2bit)。
● HARQ进程数(FDD为3bit,TDD为4bit)。
● HARQ交换指示(1bit)。
● 预编码信息。
● 预编码确认(1bit)。
另外,DCI格式2还用来传送调制编码方式、新数据指示和冗余版本等信息。这些信息的数量和MIMO码字有关。对于第一个码字,各信息的比特数量如下。
● 调制与编码方式(5bit)。
● 新数据指示(1bit)。
● 冗余版本(2bit)。
对于第二个码字,各信息的比特数量如下。
● 调制与编码方式(3bit)。
● 新数据指示(1bit)。
● 冗余版本(2bit)。
e.DCI格式3。DCI格式3用于传输PUCCH和PUSCH的传输功率控制命令,使用2bit进行功率调整。下述信息将通过DCI格式3进行传输:用户1,用户2,…,用户N的传输功率控制命令。
f.DCI格式3A。DCI格式3A用于传输PUCCH和PUSCH的传输功率控制命令,使用1bit进行功率调整。下述信息将通过DCI格式3A进行传输:用户1,用户2,…,用户2N的传输功率控制命令。
②RC添加。DCI传输块的错误检测通过CRC提供。

(5)HARQ指示
到达编码单元的HARO指示表示HARO的应答信息。图3-30给出了其编码流程。

HARQ指示按照表3-57进行信道编码,其中肯定应答用HI=0表示,否定应答用HI=1表示。

⑷ 通信原理中怎么使系统总功率最大

通信原理中使系统总功率最大可降低PTj:使用功率控制及DTX不连续发射等。功率控制是控制网内干扰最重要的手段之一,对于GSM系统,功率控制命令通过SACCH下发,控制周期为个测量报告的时间,约。秒一次。G和G的功率控制类似,分为开环功控和闭环功控两种,简单地说,开环功控就是无反馈的功率控制,一般用在初始接入阶段,而闭环功控根据反馈值的类型和反馈单元,又分为内环和外环。不同系统的功率控制速度不一样,WCDMA的功率控制速度是HZ,CDMA的功控速度是HZ,LTE功率控制速度是HZ。需要说明的是,由于远近效应的存在,上行更容易受干扰,因此移动通信中的功率控制主要指上行功控。提高有用信号提高有用信号的手段有以下几种:)提高发射功率PTs发射功率的提升受限于硬件设备,而且对于移动通信而言,每个用户不但是己方的信号源,同时又是其他用户的干扰源,因此单纯提高发射功率在改善了己方的通信效果的同时,会增加网内其他用户的干扰,整体来看不一定有好处。故,移动通信中采用功率控制的手段来调整功率,保证每个用户的功率刚刚够用就行。)分集接收提高接收功率Psi所谓分集接收,是指接收端对它收到的多个互相独立(携带同一信息)的衰落特性信号进行特定的合并处理,以降低信号电平起伏的办法。包括接收和合并处理两部分。接收方式常用的有三种:空间分集、极化分集、时间分集。

⑸ CDMA是什么

CDMA专业定义

CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。

CDMA技术背景

CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年,第一个CDMA商用系统运行之后,CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区,包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。在美国和日本,CDMA成为国内的主要移动通信技术。在美国,10个移动通信运营公司中有7家选用CDMA。到今年4月,韩国有60%的人口成为CDMA用户。在澳大利亚主办的第28届奥运会中,CDMA技术更是发挥了重要作用。

CDMA技术标准

CDMA技术的标准化经历了几个阶段。IS-95是cdmaONE系列标准中最先发布的标准,真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS-95A,这一标准支持8K编码话音服务。其后又分别出版了13K话音编码器的TSB74标准,支持1.9GHz的CDMA PCS系统的STD-008标准,其中13K编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。随着移动通信对数据业务需求的增长,1998年2月,美国高通公司宣布将IS-95B标准用于CDMA基础平台上。IS-95B可提供CDMA系统性能,并增加用户移动通信设备的数据流量,提供对64kbps数据业务的支持。其后,cdma2000成为窄带CDMA系统向第三代系统过渡的标准。cdma2000在标准研究的前期,提出了1X和3X的发展策略,但随后的研究表明,1X和1X增强型技术代表了未来发展方向。

CDMA技术的标准化,推进了这项技术在世界范围的应用。目前,在美国、韩国、日本等国家,CDMA技术已获得了较大规模的应用。在一些欧洲国家,一些运营商也建起了CDMA网络。据CDG(世界CDMA发展集团)统计,1996年底CDMA用户仅为100万;到1998年3月已迅速增长到1000万;截至1999年9月,用户数量已超过4000万。2000年初全球CDMA移动电话用户的总数已突破5000万,在一年内用户数量增长率达到118%。CDG表示,目前亚洲已经成为CDMA市场增长的主要动力,亚洲地区CDMA用户数量比一年前增长88%,达到2800万。美国地区的增长率更是高达143%,达到1650万,但用户绝对数量要低于亚洲,在亚太地区,中国香港、日本、韩国、澳大利亚、泰国、印度、菲律宾、新西兰、孟加拉国等许多国家和地区都已建有CDMA商用网络,用户数量已超过2100万户。增长率位于第三的是中美洲和南美洲,CDMA用户数量达到500万。CDG还表示,今后全球CDMA市场中,中国大陆地区的增长潜力最大,估计2003年中国大陆市场的用户数量可以达到4000万。

CDMA是移动通信技术的发展方向。在2G阶段,CDMA增强型IS95A与GSM在技术体制上处于同一代产品,提供大致相同的业务。但CDMA技术有其独到之处,在通话质量好、掉话少、低辐射、健康环保等方面具有显着特色。在2.5G阶段,CDMA2000 1X RTT 与GPRS在技术上已有明显不同,在传输速率上1X RTT高于GPRS,在新业务承载上1X RTT比GPRS成熟,可提供更多的中高速率的新业务。从2.5G向3G技术体制过渡上, CDMA2000 1.X向CDMA20003.X过渡比GPRS向WCDMA过渡更为平滑。

CDMA所具优势

(1) 系统容量大
理论上,在使用相同频率资源的情况下,CDMA移动网比模拟网容量大20倍,实际使用中比模拟网大10倍,比GSM要大4-5倍。

(2) 系统容量的配置灵活
在CDMA系统中,用户数的增加相当于背景噪声的增加,造成话音质量的下降。但对用户数并无限制,操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。另外,多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。
这一特点与CDMA的机理有关。CDMA是一个自扰系统,所有移动用户都占用相同带宽和频率,打个比方,将带宽想象成一个大房子,所有的人将进入惟一的大房子。如果他们使用完全不同的语言,他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。在这里,屋里的空气可以被想象成宽带的载波,而不同的语言即被当作编码,我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。如果能控制住用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,我们就可以容纳更多的用户。

(3) 通话质量更佳
TDMA的信道结构最多只能支持4Kb的语音编码器,它不能支持8Kb以上的语音编码器。而CDMA的结构可以支持13kb的语音编码器。因此可以提供更好的通话质量。CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率,并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而变,这样即使在背景噪声较大的情况下,也可以得到较好的通话质量。另外,TDMA采用一种硬移交的方式,用户可以明显地感觉到通话的间断,在用户密集、基站密集的城市中,这种间断就尤为明显,因为在这样的地区每分钟会发生2至4次移交的情形。而CDMA系统“掉话”的现象明显减少,CDMA系统采用软切换技术,“先连接再断开”,这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。

(4) 频率规划简单
用户按不同的序列码区分,所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用,网络规划灵活,扩展简单。

(5)建网成本低
CDMA技术通过在每个蜂窝的每个部分使用相同的频率,简化了整个系统的规划,在不降低话务量的情况下减少所需站点的数量从而降低部署和操作成本。CDMA网络覆盖范围大,系统容量高,所需基站少,降低了建网成本。
CDMA数字移动技术与现在众所周知的GSM数字移动系统不同。模拟技术被称为第一代移动电话技术,GSM是第二代,CDMA是属于移动通讯第二代半技术,比GSM更先进。

CDMA技术持点

1.CDMA是扩频通信的一种,他具有扩频通信的以下特点:

(1)抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点,是所有通信方式无法比拟的。
(2)宽带传输,抗衰落能力强。
(3)由于采用宽带传输,在信道中传输的有用信号的功率比干扰信号的功率低得多,因此信号好像隐蔽在噪声中;即功率话密度比较低,有利于信号隐蔽。
(4)利用扩频码的相关性来获取用户的信息,抗截获的能力强。
(5)多个用户同时接收,同时发送.

2.在扩频CDMA通信系统中,由于采用了新的关键技术而具有一些新的特点:

(1)采用了多种分集方式。除了传统的空间分集外。由于是宽带传输起到了频率分集的作用,同时在基站和移动台采用了RAKE接收机技术,相当于时间分集的作用。
(2)采用了话音激活技术和扇区化技术。因为CDMA系统的容量直接与所受的干扰有关,采用话音激活和扇区化技术可以减少干扰,可以使整个系统的容量增大。
(3)采用了移动台辅助的软切换。通过它可以实现无缝切换,保证了通话的连续性,减少了掉话的可能性。处于切换区域的移动台通过分集接收多个基站的信号,可以减低自身的发射功率,从而减少了对周围基站的干扰,这样有利于提高反向联路的容量和覆盖范围。
(4)采用了功率控制技术,这样降低了平准发射功率。
(5)具有软容量特性。可以在话务量高峰期通过提高误帧率来增加可以用的信道数。当相邻小区的负荷一轻一重时,负荷重的小区可以通过减少导频的发射功率,使本小区的边缘用户由于导频强度的不足而切换到相临小区,使负担分担。
(6)兼容性好。由于CDMA的带宽很大,功率分布在广阔的频谱上,功率话密度低,对窄带模拟系统的干扰小,因此两者可以共存。即兼容性好。
(7)COMA的频率利用率高,不需频率规划,这也是CDMA的特点之一。
(8)CDMA高效率的OCELP话音编码。话音编码技术是数字通信中的一个重要课题。OCELP是利用码表矢量量化差值的信号,并根据语音激活的程度产生一个输出速率可变的信号。这种编五马方式被认为是目前效率最高的编码技术,在保证有较好话音质量的前提下,大大提高了系统的容量。这种声码器具有8kbit/S和13kbit/S两种速率的序列。8kbit/S序列从1.2kbit/s到9.6kbit/s可变,13kbit/S序列则从1.8kbt/s到14.4kbt/S可变。最近,又有一种8kbit/sEVRC型编码器问世,也具有8kbit/s声码器容量大的特点,话音质量也有了明显的提高。

移动通讯技术分类

移动通信系统有多种分类方法。例如按信号性质分,可分为模拟、数字;按调制方式分,可分为调频、调相、调幅;按多址连接方式分,可分为:
频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)。

目前中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用的便是FDMA和TDMA两种方式的结合。GSM比模拟移动电话有很大的优势,但是,在频谱效率上仅是模拟系统的3倍,容量有限;在话音质量上也很难达到有线电话水平;TDMA终端接入速率最高也只能达到9.6kbit/s;TDMA系统无软切换功能,因而容易掉话,影响服务质量。因此,TDMA并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入,而CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,正受到越来越多的运营商和用户的青睐。
目前,中国联通拥有了CDMA业务。

关于GSM与CDMA手机辐射问题

众所周知,由于CDMA (IS-95) 系统中采用快速的反向功率控制、软切换、语音激活等技术,以及IS-95规范对手机最大发射功率的限制,使CDMA手机在通信过程中辐射功率很小而享有"绿色手机"的美誉。但最近有一些报导对"绿色手机"提出了质疑,认为GSM手机与CDMA手机辐射相当,其基本
观点是GSM手机只有八分之一的时间产生辐射,因此GSM手机与CDMA手机的SAR值 (人体单位质量吸收的射频功率) 大体相当。

究竟GSM手机和CDMA手机辐射功率谁大谁小或相差多少,为得出实际的客观的比较结果,由一家国际着名的CDMA技术权威公司和国内某知名的GSM网络优化公司工程技术人员于2001年12月上旬沿北京市二环路全线进行了CDMA和GSM现网中手机发射功率的测试。测试结果表明,在二环路上CDMA手机平均发射功率为2.4 dBm(1.72mW), GSM手机平均发射功率为28.9dBm(773 mW),考虑到GSM手机只在八分之一时间内发射,GSM 手机在时间上的等效平均发射功率可减少到19.85dBm(96.63mW)。由此而见,CDMA手机的平均发射功率相当于GSM手机在时间上的等效平均发射功率的1.78%。

一、CDMA和GSM系统对手机发射功率要求比较

我们先来了解一下CDMA和GSM相关技术规范对手机发射功率的要求。目前普遍使用的GSM手机900MHz频段最大发射功率为2W (33dBm),1800MHz频段最大发射功率为1W(30dBm),同时规范要求,对于GSM900和1800频段,通信过程中手机最小发射功率分别不能低于5dBm和0dBm。CDMA IS-95A规范对手机最大发射功率要求为0.2W~1W(23dBm~30dBm),目前网络实际上允许手机的最大发射功率为23dBm (0.2W),规范对CDMA手机最小发射功率没有要求。

在实际通信过程中,在某个时刻某个地点,手机的实际发射功率取决于环境,系统对通信质量的要求,语音激活等诸多因素, 实际上就是取决于系统的链路预算。在通常的网络设计和规划中, 对于基本相同的误帧率要求, GSM系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为9dB左右,由于CDMA系统采用扩频技术, 扩频增益对全速率编码的增益为21dB, (对其他低速率编码的增益更大), 所以对解扩前信号的等效载干比的要求小于 -14dB! (CDMA系统通常要解扩后信号的值为7dB左右)。

我们再来比较一下GSM和CDMA手机发射功率的初始值的取定及功率控制机制。手机与系统的通信可分为两个阶段,一是接入阶段,二是话务通信阶段。对于GSM系统,手机在随机接入阶段没有进入专用模式以前,是没有功率控制的,为保证接入成功,手机以系统允许的最大功率发射 (通常是手机的最大发射功率)。在分配专用信道(SDCCH或TCH)后,手机会根据基站的指令调整手机的发射功率,调整的步长通常为2dB。调整的频率为60ms一次。

对于CDMA系统,在随机接入状态下,手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率, 发送第一个Access Probe,如果在规定的时间内没有得到基站的应答信息,手机会加大发射功率,发送第二个Access Probe,如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息,手机会再加大发射功率。这个过程重复下去,直到收到基站的应答或者到达设定的最多尝试次数为止。在通话状态下,每1.25ms 基站会向手机发送一个功率控制命令信息,命令手机增大或减少发射功率, 步长为1dB。

由上面的比较可以看出,考虑到CDMA系统其他独有的技术, 如软切换、 RAKE接收机对多径的分集作用、强有力的前向纠错算法对上行链路预算的改善等, CDMA系统对手机的发射功率的要求比GSM系统对手机发射功的要求要小得多。而GSM手机在接入过程中以最大的功率发射,在通话过程中功率控制速度较慢,所以手机以大功率发射的机率较大。而CDMA手机独特的随机接入机制和快速的反向功率控制,可以使手机平均发射功率维持在一个较低的水平。上述的定性分析结论在后面的实际测量中得到了验证。

二、路测试验描述和结果分析

路测实验进行了CDMA和GSM手机在实际通信过程中发射功率的测试。CDMA测试手机和GSM测试手机同时拔打1861, 汽车内收音机调整到适当音量,模拟双向通话。车速40km左右。GSM手机每480ms抽样一次,CDMA手机每20ms抽样一次。试验测得的结果是: CDMA手机的线性平均发射功率为2.4dBm (1.72 mW),以最大功率 (23dBm, 0.2瓦) 发射的概率为0.2%;GSM手机的线性平均发射功率为28.9dBm (773 mW),以最大功率(2瓦W)发射的概率为21.8%。值得注意的是目前北京市区的北京移动GSM网络已相当成熟,基站间距较小,GSM手机可以较小功率发射,而CDMA网络处于发展阶段, 网络优化后, 对CDMA手机发射功率的要求会更小。

三、手机安全辐射标准与手机发射功率

手机辐射对人体的影响尚在不断的观察与研究之中, 国外有大量相互矛盾的研究报告, 目前尚未有全面的科学的结论。目前国际上(包括美国FCC, NCRP,欧洲的CENEIEC)普遍采用的标准是SAR值(SPECIFIC ABSORPTION RATE),它指的是人体单位质量吸收的射频功率。 (公式略)

由于手机在通话时靠近人的脑部(不带耳机),手机辐射天线与人脑的距离通常小于15cm。人脑处于天线辐射的近场,由于人体组织结构的复杂性,理论上计算天线辐射功率与人体内场强分布的关系非常困难。但根据电磁场理论,有一点是可以肯定的,在天线结构以及手机和人体相对位置一定的情况下,天线输出功率越大,在人体内形成的电场强度越高,人体吸收的射频辐射功率越大。目前测量SAR值一个重要方法是使用人体组织等效模型,利用探头来测量受射频辐射的人体内的实际场强值。

对SAR要求较严的是FCC标准,对30MHz-15GHz频段推荐了两类辐射标准:

1. 受控制的辐射极限:

0.4mw/g(人体平均值),峰值8mw/g(对任何1克人体组织平均),平均时间6分钟;

2. 非控制的辐射极限

0.08mw/g(人体平均值), 峰值1.6mw/g(对任何1克人体组织平均),平均时间30分钟。

手机辐射属于人不能控制射频源的非控制辐射。

需要特别指出的是,目前进行的手机SAR测试得到的结果,均是在手机以最大发射功率和全速率移动的情况下得到的。CDMA手机最大发射功率为 0.2W, GSM手机最大发射功率为2W,但GSM手机只在1/8的时间发射,而SAR值的测定是一个较长时间的平均,因此,GSM手机和CDMA手机在这种情况下的SAR值相近是不足为奇的。我们不能因为在这种极限情况下CDMA手机和GSM手机SAR值相当而武断地认为在实际的通信过程中CDMA手机和GSM手机辐射也相近。因为在实际通信过程中,GSM手机和CDMA手机都不会总是以最大功率发射,特别是CDMA手机以全速率,最大功率发射的概率极小。从前面路测的统计结果来看,GSM手机以大功率发射的概率远远大于CDMA 手机大功率发射的概率,CDMA手机的平均发射功率远远小于CDMA手机的最大发射功率,也远远小于GSM手机的平均发射功率,因此,在实际通信过程中的 CDMA手机对人体辐射的实际SAR值将大大低于CDMA手机标称的SAR值,也远低于GSM手机实际的SAR值。

另一方面, 客观地说, 目前广泛采用的SAR标准可能不能够全面反应手机辐射对人体的影响。因为该标准是根据电磁辐射对人体的热效应制定的。事实上, 电磁波, 特别是低频脉冲电磁波对人体辐射的非热效应也日益引起人们的关注, GSM手机发射产生的低频脉冲电磁波已经影响到精密医疗设备, 助听设备的正常使用, 是否对人体也有害, 目前尚无定论。为避免GSM手机的上述缺陷, 第三代移动通信系统的终端设备发射的将都是象CDMA手机一样连续的无线电波而非脉冲电波。

由于CDMA和GSM的技术体制对CDMA和GSM手机的发射功率的要求以及初始发射功率值的取定以及功率控制机制不同,在实际通信过程中, CDMA手机的平均发射功率远远低于GSM手机的平均发射功率。现网实测证实,CDMA手机的平均发射功率比GSM手机的发射功率小 500多倍,考虑到GSM手机只在八分之一时间内发射,在同等时间内,CDMA辐射的能量比GSM手机辐射的能量小60倍以上。

手机辐射的安全标准SAR值是在手机以最大功率发射的情况下得出的,在这种情况下GSM手机和CDMA手机的SAR值相当是完全正常的。由于 CDMA手机在实际通信过程中的平均发射功率远远小于CDMA手机的最大发射功率,也远小于GSM手机的平均发射功率,因此CDMA手机对人体的实际辐射远远低于手机最大发射功率下的SAR值,而且在使用过程中不辐射低频无线电波, CDMA手机是名副其实的"绿色手机"!

⑹ lte 基站通过以下哪个信息给ue反馈功率控制命令

包括以下:
A、功率控制通过调整发射功率,使业务质量刚好满足BLER(Block Error Rate)要求,避免功率浪费
B、LTE干扰主要来自邻区,功率控制可减小对邻区的干扰
C、上行功率控制减少UE 电源消耗,下行功率控制减少eNodeB 电源消耗
除了三面三种的其他都不包括

⑺ 关于功率控制

GSM协议规定,手机发射功率是可以被基站控制的。基站通过下行SACCH信道,发出命令控制手机的发射功率级别,每个功率级别差2dB,GSM900 手机最大发射功率级别是5(33dBm),最小发射功率级别是19(5dBm),DCS1800手机最大发射功率级别是0(30dBm),最小发射功率级别是15(0dBm)。由于GSM是TDMA系统,因此GSM协议通过一个功率对时间的模板来严格限制发射功率在时间域的变化情况,以减少干扰,尤其是对同信道其他时隙的用户的干扰。

⑻ 手机测试项目中的ilpc具体含义是什么

ILPC即内环功控,是指指手机根据在下行链路收到一个或多个功率控制命令TPC而对发射机输出功率的调整,功控步长有1dB,2dB和3dB。该测试项的目的是为了克服远近效应,终端应该具备不同的发射功率,并且能够正确的执行TPC命令,以保证链路质量。具体可以参考3GPP TS 34.121。

⑼ 名词解释:功率控制

是CDMA系统的一项关键技术。CDMA系统是干扰受限的系统,移动台的发射功率对小区内通话的其他用户而言就是干扰,所以要限制移动台的发射功率,使系统的总功率电平保持最小。

功率控制能保证每个用户所发射功率到达基站础保持最小,既能符合最低的通信要求,同时又避免对其他用户信号产生不必要的干扰。

功率控制的作用是减少系统内的相互干扰,使系统容量最大化。

CDMA中的功率控制
CDMA技术构建的蜂窝移动通信系统,终端用户都采用相同的频谱进行上下行链路的数据传输,每一个频谱信道都不是完全正交而是近似正交的,因而用户与用户之间存在干扰。每一个用户都是本小区内及相邻小区内同时进行通信的用户的干扰源。以宽带CDMA即WCDMA技术标准为例,基站覆盖的小区存在“远近效应”,这与通信用户进行通信时的信道功率有关。”远近效应”的具体描述是离基站远的用户到达基站的信号较弱,离基站近的用户到达基站的信号强,假定终端用户以相同的上行功率进行通信,则由于信号在信道中传输距离的远近差异,基站处收到的信号强度的差别可以达到30-70db,信号弱的用户的信号完全有可能被信号强的用户信号淹没,从而造成较远距离的用户完不成通信过程,严重时有可造成整个系统的崩溃。因此,有必要采取措施对用户终端的信号功率进行控制。另外,为了使基站发射的功率在到达每个用户终端时有个合理的值,也有必要优化基站的发射功率,换言之,基站也要加入到功率控制的框架中来。

功率控制-历史

3G中的功率控制
3G的三大技术体系标准分别是UMTS的WCDMA、IMT2000的CDMA2000和中国拥有自主知识产权的TD-SCDMA。

WCDMA又称为宽带CDMA(带宽为5MHz或更高),CDNA2000是在IS95(带宽为1.23MHz的2G CDMA)基础上直接演进而来,TD-SCDMA又称为时分同步CDMA,这里的同步指的是所有终端用户上行链路的信号在到达基站接收端的解调器时完全同步。总之,3G的三大标准均以CDMA为基础技术。

CDMA技术是1949年由Claude Shannon首先提出来的。CDMA码分多址技术实质上是基于扩频通信的技术,其扩频通信原理可用传输速率、带宽和信噪比之间关系的数学公式:Csh=Brf*LOG2(1+Eb/Io)来表示。CDMA提出后一直只应用在军事领域中的抗干扰通信。

1978年Cooper等人提出了在蜂窝移动通信中使用CDMA扩频技术的设想,但并未引起业界的重视,只有美国Qullcomm(高通)公司投入了一定力量进行商用化研究,并于1989年成功地进行了第一次商用化测试。两年之后,高通公司全面掌握了CDMA系统商用化的核心技术,从而使CDMA蜂窝移动电话商用系统于1996年1月在世界上首次成功推出。鉴于CDMA技术有光明的发展前景,因此,3G技术体系纷纷采用了以CDMA技术为基础的技术体系标准。

与FDMA和TDMA相比,CDMA具有许多独特的优点,归纳起来,CDMA应用于数字移动通信的优点有:

系统容量大。在CDMA系统中所有用户共用一个无线信道,当用户不讲话时,该信道内的所有其他用户会由于干扰减小而得益。因此利用人类话音特点的CDMA系统可大幅降低相互干扰,增大其实际容量近3倍。CDMA数字移动通信网的系统容量理论上比模拟网大20倍,实际上比模拟网大10倍,比GSM大 4-5倍。

系统通信质量更佳。软切换技术(先连接再断开)可克服硬切换容易掉话的缺点,CDMA系统工作在相同的频率和带宽上,比TDMA系统更容易实现软切换技术,从而提高通信质量,CDMA系统采用确定声码器速率的自适应阈值技术,强有力的误码纠错,软切换技术和分离分多径分集接收机,可提供TDMA系统不能比拟的,极高的数据质量。频率规划灵活,用户按不同的序列码区分,不同CDMA载波可在相邻的小区内使用,因此CDMA网络的频率规划灵活,扩展简单。 CDMA网络同时还具有建造运行费用低,基站设备费用低的特点,因而用户费用也较低。

频带利用率高。CDMA是一种扩频通信技术,尽管扩频通信系统抗干扰性能的提高是以占用频带带宽为代价的,但CDMA允许单一频率在整个系统区域内重复使用(即复用系数为1),即多用户共用这一频带同时通话,大大提高了频带利用率。这种扩频CDMA方式,虽要占用较宽的频带,但按每个用户占用的平均频带来计算,其频带利用率是很高的。CDMA系统还可以根据不同信号速率的情况,提供不同的信道频带动态利用,使给定频带得到更有效的利用。

适用于多媒体通信系统。CDMA系统能方便地使用多CDMA信道方式和多CDMA帧方式,传送不同速率要求的多媒体业务信息,处理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式灵活、简便、有利于多媒体通信系统的应用,比如可以在提供话音服务的同时提供数据服务,使得用户在通话时也可以接收寻呼信息。

CDMA手机的备用时间更长。低平均功率、高效的超大规模集成电路设计和先进的锂电池的结合显示了CDMA在便携式电话应用中的突破。用户可长时间地使用手机接收电话,也可在不挂机情况下接收短消息。然而,宽带CDMA系统的应用也还面临着一些技术困难,多址干扰的降低和抵消是CDMA的基本课题,也是提高宽带CDMA系统容量,发挥其系统特长的重要课题。其中最重要的问题之一就是功率控制问题。

功率控制-分类

功率控制构架图

功率控制分为前向功率控制和反向功率控制,反向功率控制又分为开环功率控制和闭环功率控制,闭环功率控制再细分为外环功率控制和内环功率控制。

前向功率控制指基站周期性地调低其发射到用户终端的功率值,用户终端测量误帧率,当误帧率超过预定义值时,用户终端要求基站对它的发射功率增加1%。每隔一定时间进行一次调整,用户终端的报告分为定期报告和门限报告。

反向功率控制在没有基站参与的时候为开环功率控制。用户终端根据它接收到的基站发射功率,用其内置的DSP数据信号处理器计算Eb/Io,进而估算出下行链路的损耗以调整自己的发射功率。开环功率控制的主要特点是不需要反馈信息,因此在无线信道突然变化时,它可以快速响应变化,此外,它可以对功率进行较大范围的调整。开环功率控制不够精确,这是因为开环功控的衰落估计准确度是建立在上行链路和下行链路具有一致的衰落情况下的,但是由于频率双工FDD模式中,上下行链路的频段相差190MHz,远远大于信号的相关带宽,所以上行和下行链路的信道衰落情况是完全不相关的,这导致开环功率控制的准确度不会很高,只能起到粗略控制的作用。WCDMA协议中要求开环功率控制的控制方差在10dB内就可以接受。

反向功率控制在有基站参与的时候为闭环功率控制。

其过程是基站对接收到的用户终端反向开环功率估算值作出调整,以便使用户终端保持最理想的发射功率。功率控制的实现是在业务信道帧中插入功率控制比特,插入速率可达1.6Kb/s,这样可有效跟踪快衰落的影响。其中“0”比特指示用户终端增加发射功率;“1”比特指示用户终端减少发射功率。闭环功率控制的调整永远落后于测量时的状态值,如果在这段时问内通信环境发生大的变化,有可能导致闭环的崩溃,所以功率控制的反馈延时不能太长,一般的意见是由通信本端的某一时隙产生的功率控制命令应该在两个时隙内回馈。

闭环功率控制由内环功率控制和外环功率控制两部分组成。在信噪比测量中,很难精确测量信噪比的绝对值。且信噪比与误码率(误块率)的关系随环境的变化而变化,是非线性的。比如,在一种多径传播环境时,要求百分之一的误块率(BLER),信噪比(SIR)是5dB,在另一种多径环境下,同样要求百分之一的误块率,可能需要5.5dB信噪比。而最终接入网提供给NAS的服务中QoS表征量为BLER,而非SIR,业务质量主要通过误块率来确定的,二者是直接的关系,而业务质量与信噪比之间则是间接的关系。所以在采用内环功控的同时还需要外环功控。

在外环闭环功率控制中,基站每隔20ms为接收器的每一个帧规定一个目标Eb/Io(从用户终端到基站),当出现帧误差时,该Eb/Io值自动按0. 2~0.3为单位逐步减少,或增加3~5db。在这里只有基站参与。外环功率控制的周期一般为TTI(10ms、20ms、40ms、80ms)的量级,即10-100Hz。外环功率控制通过闭环控制,可以间接影响系统容量和通信质量,所以不可小视。

在内环闭环功率控制中,基站每隔1.25ms比较一次反向信道的Eb/Io和目标Eb/Io,然后指示移动台降低或增加发射功率,这样就可达到目标Eb/Io。内环功率控制是快速闭环功率控制,在基站与移动台之间的物理层进行。

功率控制-实现过程

闭环功控示意图
功率控制的实现方式可以分为两大类:内环功控和外环功控。当手机处于软切换状态时,快速功控会导致下行功率飘移。为了解决下行功率漂移问题,Serving-RNC需要对NodeB进行功率均衡。

内环功控

内环功控的主要作用是通过控制物理信道的发射功率,使接收SIR收敛于目标SIR。WCDMA系统是通过估计接收到的Eb/No来发出相应的功率调整命令的。Eb/No与SIR具有一定的对应关系,例如对于12.2kbit/s的语音业务,Eb/No的典型值为5.0dB,在码片速率 3.84Mchip/s的情况下,处理增益为10log10(3.84M/12.2k)=25dB。所以SIR=5dB-25dB=-20dB。即:载干比(C/I)>-20dB。

内环功控分为开环和闭环两种方式。开环功控目的提供初始发射功率的粗略估计,它根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计,从而计算初始发射功率。

开环功控

初始功率P_PRACH=P-CPICHDL TX power – CPICH_RSCP + UL interference + Constant Value。P-CPICH DL TX power–CPICH_RSCP为下行路径损耗。计算P_PRACH上行路径损耗,并是根据下行信号所得到的路径损耗来估计上行损耗。由于上下行频段间隔较大,上下行的快衰落情况是完全不相关的,因此,这个估计值是很不准确的。下面给出具体的说明:

刚进入接入信道时(闭环校正尚未激活)

平均输出功率(dbm)=-平均输入功率(dbm)-Pcon+NOM_PWR(db)+INIT_PWR(db),

其中:平均功率是相对于宽带CDMA(5MHz)的标称信道带宽而言。

INIT_PWR是对第一个接入信道序列所需作的调整;NOM_PWR是为了补偿由于前向CDMA信道和反向CDMA信道之间不相关造成的路径损耗。

其后的试探序列不断增加发射功率(步长为PWR_STEP),直到收到一个效应或序列结束。输出的功率电平为:

平均输出功率(dbm)=-平均输入功率(dbm)Pcon+NOM_PWR(db)+INIT_PWR+PWR_STEP之和(db)。

在反向业务信道开始发送之后一旦收到一个功率控制比特,移动台的平均输出功率变为:

平均输出功率(dbm)=-平均输入功率(dbm)-Pcon+NOM_PWR(db)+INIT_PWR+PWR_STEP之和(db)+所有闭环功率校正之和(db):

其中:Pcon为一个常数修正值,这由多种系统参数决定。

NOM_PWR与INIT_PWR以及PWR_STEP也有一定的数值限定范围。

针对3G移动技术体系标准普遍使用CDMA作为基础技术,要想在3G系统中真正发挥3G容量大、服务质量好、传输速率高等优势,就必须根据CDMA技术的特点,做好3G正反向的功率控制系统的优化建设。

功率控制-在WCDMA中的应用

功控中的速率控制
功率控制是WCDMA系统的关键技术之一。由于远近效应和自干扰问题,功率控制是否有效直接决定了WCDMA系统是否可用,并且很大程度上决定了WCDMA系统性能的优劣,对于系统容量、覆盖、业务的QoS(系统服务质量)都有重要影响。

功率控制的作用首先是提高单用户的发射功率以改善该用户的服务质量,但由于远近效应和自干扰的问题,提高单用户发射功率会影响其他用户的服务质量,所以功率控制在WCDMA系统中呈现出矛盾的两个方面。

WCDMA系统采用宽带扩频技术,所有信号共享相同频谱,每个移动台的信号能量被分配在整个频带范围内,这样移动台的信号能量对其他移动台来说就成为宽带噪声。由于在无线电环境中存在阴影、多径衰落和远距离损耗影响,移动台在小区内的位置是随机的且经常变动,所以信号路径损耗变化很大。如果小区中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基站的信号强,远离基站的移动台到达基站的信号弱,另由于在WCDMA系统中,所有小区均采用相同频率,上行链路为不同用户分配的地址码是扰码,且上行同步较难,很难保证完全正交。这将导致强信号掩盖弱信号,即远近效应。

因此,功率控制目的是在保证用户要求的QoS的前提下最大程度降低发射功率,减少系统干扰从而增加系统容量。

⑽ OLT,ONU和PON有什么区别。分别是什么意思特别是ONU和PON的具体区别。是网络里面的

OLT和ONU都是PON架构的一部分,OLT是光线路终端,是电信的局端设备,一般直接连在BRAS下,ONU是光网络单元,一个OLT下通过分光器可以挂多个ONU,ONU放到用户家里就是光纤到户(FTTH),放到大楼里就是光线到楼(FTTB)等。ONU是一个设备,PON是一种技术或架构。

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