蜂窩移動通信分布式功率控制及其性能分析.pdf

1、在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，功率控制是最重要的系統(tǒng)要素之一。對FDMA/TDMA系統(tǒng)，它的主要作用是減少共信道干擾，提供“更緊密”的頻率資源復用，從而提高系統(tǒng)容量。在CDMA系統(tǒng)中，為了有效地解決“遠-近”效應和小區(qū)邊緣問題，功率控制對CDMA系統(tǒng)顯得尤為重要。沒有功率控制，CDMA系統(tǒng)的容量甚至會低于FDMA系統(tǒng)。另外，從經(jīng)濟的角度考慮，功率控制還能最大限度地降低移動臺發(fā)射功率，從而延長移動臺電池使用壽命。本論文針對蜂窩移動通信系統(tǒng)的分布式

2、功率控制以及在采用功率控制后系統(tǒng)的性能進行了深入地研究。 分布式功率控制算法在實際系統(tǒng)中應用時，存在著諸如時延和信號測量困難等我們所不希望的問題。因此提高分布式功率控制算法的迭代速度一直是研究人員關注的焦點。首先，本論文提出了一種適合于FDMA或TDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)的基于信干比(SIR)平衡的新型分布式功率控制算法。研究結果表明，無論是一維蜂窩系統(tǒng)還是二維蜂窩系統(tǒng)，它都大大地減少了迭代步數(shù)，從而使迭代速度明顯提高。

3、3G和未來的4G移動通信系統(tǒng)將提供諸如高速數(shù)據(jù)、視頻、高質(zhì)量圖像傳輸?shù)葘拵?shù)據(jù)業(yè)務。這些服務大多數(shù)是下行傳輸，從而使下行鏈路的功率控制與上行鏈路的功率控制變得同樣重要。本文針對OVSF-CDMA和MC-CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的下行鏈路，提出了一種基于貪心算法的速率分配方案，并從理論上證明了該方案能夠以最小的基站總發(fā)射功率提供最大的系統(tǒng)吞吐率。在此基礎上，提出了一種適合于蜂窩通信的分布式聯(lián)合功率和速率控制方案。研究結果表明，實際系統(tǒng)中輕負荷

4、和重負荷時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)發(fā)射功率受正交化因子影響很小，但在中負荷情況下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)發(fā)射功率隨正交化因子增大而顯著上升。研究還表明，輕負荷時每個用戶都可以最高數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)，而在中負荷和重負荷情況下，用戶的平均數(shù)據(jù)傳輸速率會隨著正交化因子的增大而很快下降。 在CDMA系統(tǒng)中，為了能夠得到更好的網(wǎng)絡容量，聯(lián)合功率和速率控制受到了廣泛的關注。但目前發(fā)表的文獻中，很難兼顧語音和數(shù)據(jù)用戶各自的特點。所以本文針對綜合語音和數(shù)據(jù)業(yè)務的CDMA蜂

5、窩系統(tǒng)的上行鏈路，提出了四種基于業(yè)務優(yōu)先級的聯(lián)合功率和數(shù)據(jù)速率控制算法并仿真了它們的性能。這四種算法為：PBCPRC(基于優(yōu)先級的聯(lián)合功率和速率控制)方案，PBSPC方案(基于優(yōu)先級的選擇性功率控制)，SIRPBCPRC方案(基于SIP和業(yè)務優(yōu)先級的聯(lián)合功率和速率控制方案)和改進的SIRPBCPRC方案。它們的共同特點是：在進行資源分配時考慮了語音業(yè)務的實時性，給予語音用戶更高的優(yōu)先級。仿真表明，與不區(qū)分優(yōu)先級的相應方案相比，本文提出的

6、這四種方案都大大降低了語音業(yè)務的中斷概率(甚至到0)，而代價是數(shù)據(jù)用戶傳輸速率的降低。同時，本文還對這四種算法進行了綜合評價：從各種性能綜合考慮，當系統(tǒng)重負荷時，改進的SIRPBCPRC方案應該是這四種方案中最佳的選擇。功率控制對CDMA系統(tǒng)的容量有很大影響。本文研究了在瑞利衰落和非理想功控條件下采用最大比合并的RAKE接收機的OVSF-CDMA多業(yè)務系統(tǒng)的容量，針對國外某刊物論文存在的問題給出了正確的數(shù)值結果。并對最佳接收功率比的取值