Мягкая передача вызова и управление мощностью в CDMA

Управление мощностью обратной линии связи по замкнутому циклу

Источники, на которые воздействуют замирания от многолучевости, требуют намного более быстрого регулирования мощности, чем управление мощностью по открытому циклу. Дополнительные корректировки мощности, которые необходимы для компенсации потерь замирания, вырабатываются механизмом управления мощностью по замкнутому циклу обратных линий связи. Он имеет время ответа 1,25 мс для шага регулировки 1 децибел и динамический диапазон 48 децибелов (покрываемый за 3 кадра). Более короткое время ответа дает этому механизму возможность полностью заменить в практических приложениях механизм управления мощностью по открытому циклу. Совместное применение этих двух независимых механизмов регулирования мощности охватывает динамический диапазон по крайней мере 80 децибел. Управление мощностью по замкнутому циклу обеспечивает коррекцию управления мощностью по открытому циклу. На канале трафика мобильные и базовые станции совместно участвуют в управлении мощностью по замкнутому циклу.

Механизм управления мощностью по замкнутому циклу обратной линии связи состоит из двух внутренних циклов: внутреннее регулирование мощности и управление мощностью по внешнему циклу. Управление мощностью по внутреннему циклу сохраняет у мобильной станции уровень мощности как можно ближе к установленному отношению ( ), затем управление мощностью по внешнему циклу корректирует мощность передачи базовой станции к отношению ( ) для данной мобильной станции.

Для понимания работы механизма управления мощностью по замкнутому циклу рассмотрим структуру прямого канала трафика и принципы его работы. Подканал регулирования мощности прямого канала трафика непрерывно передает информацию. Этот подканал достигает скорости 800 битов регулирования мощности в секунду. Следовательно, бит регулирования мощности (0 или 1) передается каждые 1,25 мс. Нулевые биты указывают мобильной станции, что она должна увеличить свой средний уровень мощности на выходе, тогда как 1 указывает мобильной станции, что надо уменьшить ее выходной уровень мощности.

20-миллисекундный кадр образуется 16 временными интервалами равной продолжительности ( рис. 4.6).

Эти временные интервалы, каждый из 1,25 мс, называются группами управления мощностью (PCGs — Power Control Group). Таким образом, кадр имеет 16 PCGs. До передачи обратный поток выходных данных перемежителя канала трафика оборудован на входе фильтром времени, который позволяет передачу или удаление некоторых символов.

Рис. 4.6. Группы управления мощностью

Табл. 4.2 указывает число PCG, которые передаются при различных скоростях передачи кадра.

Величина вставок (gated-on) и исключений (gated-off) групп определяется генератором случайных чисел (DBR — Data Burst Randomizer). На базовой станции приемник обратной линии связи оценивает полученную интенсивность сигнала, измеряя ( ) в течение времени каждой группы мощности (1,25 мс).

• Если интенсивность сигнала превышает заданное значение, бит регулирования мощности передают "1" (снизить мощность).
• Иначе мобильной станции передают "0" (увеличить мощность) по подканалу управления мощностью прямой линии связи.

Аналогично передаче по прямой линии связи, подканалы обратной линии передачи связи организованы в кадры по 20 мс. Каждый кадр разделяется на 16 PCG Передача бита регулирования мощности возникает на прямом канале трафика в PCG после соответствующей оценки интенсивности сигнала. Например, если интенсивность сигнала по прямому каналу трафика определена в группе управления мощностью 2 (PCG № 2) кадра обратной линии связи, то нужно передать соответствующий бит регулирования мощности в группе управления мощностью № 4 (PCG № 4) в кадре прямой линии связи ( рис. 4.7). Как только мобильная станция получает и обрабатывает прямой канал линии связи, она извлекает биты регулирования мощности из прямого канала трафика. Эти биты позволяют мобильной станции точно подстраивать мощность передачи по обратной линии связи.

Рис. 4.7. Размещение групп управления мощностью в прямой и обратной линии связи

Базируясь на применении битов регулирования мощности, получаемых от базовой станции, мобильная станция либо увеличивает, либо уменьшает уровень передачи мощности в обратном канале трафика так, как это необходимо для того, чтобы приблизиться к заданному значению ( ) или установленной норме частоты ошибок в кадре (FER). Каждый бит мощности производит изменение на 1 децибел мощности передачи мобильной станции, то есть пытается перенести измеряемое значение ( ) ближе к его расчетному значению. Обратим внимание, что попытка может быть не всегда успешной, потому что значение уровня шума изменяется. Может потребоваться дальнейшая корректировка, чтобы добиться желаемого ( ). Базовая станция с помощью мобильной станции может изменить только и отношение к . Базовая станция измеряет ( ) 16 раз в каждом 20-миллисекундном кадре. Если измеренное отношение ( ) больше, чем заданное значение этого отношения, то базовая станция сообщает мобильной станции, что надо уменьшить мощность на 1 децибел. В противном случае базовая станция указывает мобильной станции, что надо увеличить мощность на 1 децибел ( рис. 4.8).

Рис. 4.8. Управление мощностью обратного канала по замкнутому циклу

Алгоритм управления мощностью обратной линии (от мобильной станции к базовой) по замкнутому циклу приведен на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Алгоритм управления мощностью обратной линии (от мобильной станции к базовой) по замкнутому циклу. Алгоритм управления мощностью прямой линии на базовой станции

Последовательность действий следующая.

1. Устанавливаются заданные значения максимального уровня сигнала и (оператор 1).
2. Принимаются от мобильной станции в группе управления мощностью результаты измерений уровня (оператор 2).
3. Определяется текущее значение уровня (оператор 3) и сравнивается с предыдущим. В зависимости от результата сравнения выбирается последовательность дальнейших действий.
4. Проверяется, не больше ли оно максимально разрешенного уровня (текущее ) (оператор 4).
5. Если больше, то мощность уменьшается на 1 дБ (оператор 5). В противном случае базовая станция указывает мобильной станции, что надо увеличить мощность на 1 дБ (оператор 6). В обоих случаях после выполнения операторов — переход к п. 2.
6. Осуществляется сравнение текущего уровня с минимальным (оператор 7).
7. Если оно меньше, то переход к п. 8, если нет, то передается команда к мобильной станции "уменьшить " на 1 дБ (оператор 8) и происходит переход к п. 2.
8. Включается таймер, который позволяет определить устойчивое снижение уровня от кратковременного замирания сигналов (оператор 9).
9. Если время истекло, то мобильной станции передается команда "увеличить на 1 дБ" (оператор 11) и осуществляется переход к п. 2.