CDMA内环功控和调试.ppt

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1、技术背景,对于CDMA蜂窝系统,同一小区内所有用户使用同的频段和时隙,用户之间仅靠扩频码的(准)正交特性相互隔离。然而由于无线信道的多径、延时等原因使得各个用户信号间的互相关特性不理想,其它用户的信号对当前用户信号产生干扰,这类干扰被称为多址干扰(MAI)。这样,当小区中用户个数增加或者其它用户功率提升时都会增加对当前用户的干扰,导致当前用户的接收信号SIR下降,当这类干扰大到一定程度时,当前用户就不能正常通信了,因此CDMA系统是一个严重的干扰受限系统,干扰的大小直接影响到系统容量。,技术背景,无线蜂窝网络为每个用户提供的服务需要满足一定的服务质量(QOS),然而QOS主要由每个用户接收到信

2、号的信干比(SIR)决定。因此,无线蜂窝网络对无线资源的分配,特别是对每个用户链路的功率分配就更加重要。,技术背景,解决这个问题主要有两个办法:多用户检测技术和功控技术。而功控技术十分简单实用,被认为是CDMA系统的关键技术之一。功控技术可调整每个用户的发射功率,补偿信道衰落、抵消远近效应,使各个用户维持在能保持正常通信的最低标准上,这样就能最大地减少对其他用户的干扰,从而提高系统容量,同时延长手机的待机时间。,功控技术分类-从不同的角度,可以有不同的功控技术分类,1按准则大致可分为两大类:功率平衡准则和SIR平衡准则。-它们分别控制各个用户信号在接收端的有用功率相等或SIR相等。2按功控效果

3、可分为内环功控和外环功控。-内环功控主要用来对抗信道衰落和损耗,使得接收端信号SIR或功率达到特定的目标值;-外环功控根据特定环境下的服务质量要求,产生内环功控的SIR或功率门限值。3按链路可分为反向功控和前向功控.-由于CDMA系统容量主要受反向链路容量限制,因此反向功控尤为重要。4按功控的环路类型可分为开环和闭环功控.-开环功控是基于上下行信道对称假设的,它能够抵消路径损耗和阴影衰落,闭环功控不需作此假设,它同时还能抵消快衰落。5按功控实现的方式可分为集中式功控和分布式功控.-集中式功控考察小区内所有用户的信息(链路增益等),对每个用户进行统一的调整,这个算法复杂度高,难以实现,但算法的收

4、敛特性好;-分布式控制只根据单个用户信息产生控制指令,易于实现,但分布式算法需要满足一定的条件才能收敛,远近效应,上行链路中,由于各移动台与基站的距离不同,基站接收到较近移动台的信号衰减较小,接收到较远移动台的信号衰减较大,如果不采用功率控制,将导致强信号掩盖弱信号,这种远近效应使得部分用户无法正常通信,角效应,在下行链路中,当移动台处于相邻小区的交界处时,收到所属基站的有用信号很小,同时还会受到相邻小区基站的干扰,这就是角效应,路径损耗,无线电波在传播中经常会受到阴影效应的影响,移动台在小区内的位置是随机的,且经常移动,所以路径损耗会快速大幅度地变化,必须实时调整发射功率,才能保证所有用户的

5、通信质量。,功控作用是克服远近效应、阴影效应、路径损耗，并可部分地克服快衰落。NodeB对上行链路的SIR值进行测量，将测量值与预先设置的门限（SIRtarget）比较，如果测量值小于门限就向UE发出升高功率的TPC（Transmit Power Control，发射功率控制）命令；如果大于门限就向UE发出值为降低功率的TPC命令。UE根据接收到的TPC命令进行快速功率调整，最终使上行链路的质量收敛于SIRtarget,功控原理,功控原理,1NodeB侧：每时隙测试上行DPCCH SIR，与目标SIR比较，测试SIR大于目标SIR，发TPC=0；如果测量SIR小于目标SIR，发TPC=1;2U

6、E侧：处理TPC命令，计算TPC_cmd；有两种上行功率控制模式：-PCA1，UE每个时隙处理一次TPC命令，步长tpc为1或者2dB；-PCA2，UE每五个时隙处理一次TPC命令，步长tpc为1dB。3在DPCCH上的功控步长调整量：dpcch=tpc*TPC_cmd，TPC_cmd即利用上述算法计算的TPC合成命令。tpc也与之相关。,高通平台内环功控调试,首先，先确认射频切换点，以Wcdma2100频段为例，射频切换点一般存放在QCN以下NV项中：-NV_WCDMA_R1_RISE_I-NV_WCDMA_R1_FALL_I-NV_WCDMA_R2_RISE_I-NV_WCDMA_R2_F

7、ALL_I-NV_WCDMA_R3_RISE_I-NV_WCDMA_R3_FALL_I用以下公式可以计算出切换点具体功率值：m_fPASwitchPointRise0=(float)(wRiseFall*102.4/1024+102.4/2-70);平台不一样，计算公式稍有区别。比如:228代表4dbm，依次类推,高通平台内环功控调试,一般射频的方案PA分为低、中、高功率等级，切换点分别在0、4、8、12dbm处。,高通平台内环功控调试,然后查看CMU200测试过程的数据值，找到理想切换点附近的位置。,高通平台内环功控调试,以目前手上的单板为例，当NV_WCDMA_R1_FALL_I=183;

8、/相当于-0.5dbmNV_WCDMA_R1_RISE_I=213;/相当于2.5dbmNV_WCDMA_R2_FALL_I=268;/相当于8dbmNV_WCDMA_R2_RISE_I=298;/相当于11dbmNV_WCDMA_R3_FALL_I=511;NV_WCDMA_R3_RISE_I=511;,高通平台内环功控调试,因为手机PA增益状态的改变和PDM跳跃时间上的响应，导致实际切换点与理想计算切换点后偏差,高通平台内环功控调试,因此从图中可以看出功率上升过程中，实际切换时机提前了，从低到中增益实际切换点在0.3dbm处，从中到高增益实际切换点在9.8dbm处。当配置NV_PA_COM

9、PENSATE_UP_I=8；NV_PA_COMPENSATE_UP_R2_I=8 NV_PA_COMPENSATE_UP_R3_I=8,8/10=0.8dbm，0.3+0.8=1.1dbm，9.8+0.8=10.6dbm，因此可以看出，在两个上升切换点处功率确实上涨到预期功率，并导致内环功控恶化。,高通平台内环功控调试,PA补偿作为内环功控调试最简单的一种方法，它可以调整实际切换点跟前、后两个功率点的距离，以达到内环功控满足要求的目的。,高通平台内环功控调试,当功率下降时，PA切换点补偿调试方法同理,高通平台内环功控调试,其次再介绍一种频率补偿修正内环功控的方法。还是以Wcdma2100为例

10、，我们通过QCN找到几个频率补偿相关的NV项：-NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_0_I-NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_1_I-NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_2_I-NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_3_I,高通平台内环功控调试,这里每一个NV项中有16个值，分别对应16个信道；四个NV项分别对应四级增益，最后一级通常不使用。通常频率补偿NV是用来调整手机发射功率平坦度的，它为什么能修正内环功控呢？因为修改频率补偿值，会导致该信道下，该增益等级下，整段功率值产生平行移动。因此会使拉大或者减小与其他增益等级下功率值的距离，达

11、到修正内环功控的目的。我们尝试把NV_WCDMA_TX_COMP_VS_FREQ_2_I 中信道对应的频率补偿人为的减少8，看看内环功控会有什么效果。,高通平台内环功控调试,高通平台内环功控调试,从图中我们可以看到，高增益频率补偿-8，红色的曲线整段上移。频补负值，整段上移，Delta增大；频补正值，整段下移，Delta减小。正好与PA补偿相反。上移，下移的方向是通过高通内部算法来实现。,高通平台内环功控调试,另外再补充一下，从图中数据可以看出来，频率补偿的精度并不如PA补偿来得准确，8/10=0.8dbm，应该有0.8dbm的整体偏移，但是部分功率点增加了0.7dbm，部分功率点只有0.50

12、.6dbm。以上还仅仅是校准信道的偏差，它有一个优势，忽略了信道与信道之间的比较性，环境上的差异也不会对它造成影响。如果是边信道，最后写入NV频补的计算公式为：最终写入频补项的补偿值（测量信道功率参考信道功率）人为因内环功控指标而估算的额外调整值受测试环境（包括夹具，仪表差异）因素影响，除非环境固定。并且还受整段功率的补偿依靠单个功率点的差异来代表，对单板发射功率的线性度要求较高因素的影响。,高通平台内环功控调试,线性度不好，就会造成像上面这样，有的功率点上差异0.5db,有的0.7db，还有更甚的。该因素是固化在校准配置文件里面的，就是一个固定的补偿值，因此它受单板之间一致性影响比较大，如果

13、同一批单板的一致性不好，那么该固化补偿值就不一定适用于所有单板，因此该批单板内环功控失败的概率就会产生。因此要优化内环功控需要从和两个方面去改善。可以通过优化测试环境，改善夹具每次的压合要到位，测量线损要补偿准确，测量仪表要经常维护保证读取精度；线性度需要射频优化，优化射频芯片与功放的匹配程度，尽量做到功率变化的斜率是一致的。p2 因素我们正在考虑尝试一种新的优化方式，补偿值不固化在配置文件里面，实时计算实时调整，针对不同单板，写入不同的值，克服单板一致性不好的影响。,高通平台内环功控调试,最后介绍内环功控的另一种调试方法。调整发射功率测试扫描阶梯时间，来达到优化内环功控的目的。我们以前一直都

14、是采用20ms阶梯扫描方式，如图：随着测试成本的压力，要求我们进行节省测试时间的优化，特别是APT校准的介入，扫描次数成倍增加，测试时间相对要长很多。部分产品上已经应用,高通平台内环功控调试,把20ms 压缩到4ms，那么会有什么样的后果？我们用4ms校准完之后，发现内环功控在-46dbm处出现问题，通过对比数据发现，采用20ms整体读取功率值要偏低，采用4ms扫描，高、中增益要偏高0.30.7db,不同功率点不一样，但是在低增益末端，功率偏差达到1.3db,高通平台内环功控调试,可以确定，是功率读不准导致，功率值偏差1.3db，导致内环功率调整的时候，控制功率发射的PDM值被选错，发射功率在几个点上呈现过量与不足的表现。功率读不准是由于阶梯4ms持续时间，扫描太快，可能单点功率下降还没有处于稳定状态就被CMU200给读取了，因此4ms的整体功率都偏高。还是设置回20ms，逐渐减少持续时间，16ms，12ms，8ms，6ms。最后，极限时间8ms扫描数据与20ms扫描数据基本保持一致。为了节省测试时间，仅仅把低增益的扫描时间放宽到8ms。内环功控问题得以解决，还是节省了部分测试时间。,