改进的自适应变步长功率控制算法在td-scdma系统中应用

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1、改进的自适应变步长功率控制算法在ＴＤ．ＳＣＤＭＡ系统中的应用赵琳刘剑飞于晓然王现彬朱思宇河北工业大学信息工程学院天津３００１３０Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｌｉｎ０５８＠ｓｉｎａ．ＣＯＩＹＩ摘要：功率控制是ＣＤＭＡ系统的核心技术，针对现有的固定步长功率控制算法在深度快衰落时产生的补偿滞后问题，本丈提出了一种改进的自适应变步长功率控制算法的模型，来解决ＴＤ．ＳＣＤＭＡ系统中的功率控制问题。新算法是基于信噪比测量的，可以克服深度衰落和快衰落带来的影响，通过采用卡尔曼滤波器来估计信道衰落，采用记忆单元来记录前面的功率控制调整指令，并综合利用两

2、方面的信息来决定下一次的功率调整步长。关键词：ＴＤ．ＳＣＤＭＡ功率控制卡尔曼滤波器变步长算法Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｆｏｒｃｏｄｅ－ｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅ－ａｃｃｅｓｓＣＤＭＡｃｅｌｌｕｌａｒｓｙｓｔｅｍｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ＷｅｓｏｌｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｂｌｅｍｆｏｒｔｈｅＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎ—ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＣＤＭＡｆＩＤ－ＳＣＤＭＡ）ｓｙｓｔｅｍ．Ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｎｅｗａｄａｐｔｉｖｅｓｔｅｐ－ｓｉｚｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏ

3、ｌａｌｇｏｒｉｔｈｒａｂａｓｅｄ０１１ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌｔｏｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒａｔｉｏｆｓｉｎ）ａｌｌｏｗｉｎｇｆｏｒｔｈｅｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｅｅｐｆ硐岖ａｎｄｆａｓｔｆａｄｉｎｇ．ＴｈｅｍａｊｏｒｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅｏｆｎｃｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｔｏｕｔｉｌｉｚｅａＫａｔｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔＯｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｆａｄｍｇ．ｍｅａｎｗｈｉｌｅｕｔｉｌｉｚｅａｍｅｍｏｒｙｂｋｒ．．ｋｔｏｒｅｃｏｒｄｐｒｅｖ

4、ｉｏｕｓｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｃｏｍｍａｎｄｔｈｅｎｇｅｎｅｒａｔｅｃｏｍｍａｎｄｔｏｄｅｃｉｄｅｎｅｘｔｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｔｅｐ－ｓｉｚｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＴＤ－ＳＣＤＭＡ，ＰｏｗｅｒＣｏｎｕ＇ｏｌ，ＳＩＲ，Ｋａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ｖａｒｙｉｎｇＳｔｅｐＳｉｚｅ，ａｄａ面ｖｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ１引言功率控制是３Ｇ通信系统中的核心技术之一，ＣＤＭＡ是自扰系统，各移动台使用相同带宽和频率，远近效应问题特别突出。为了克服远近效应．同时减少对其它用户的干扰，需要采用合理的功率控制方案，实时调整发射机的发射功

5、率。ＣＤＭＡ功率控制的目的就是使所有移动台发出的信号到达基站时都有相同的功率。在反向闭环功率控制中。基站根据当前接收到的信号形成功率控制命令，然后把功率控制命令传送给移动台，移动台根据此功率控制命令调整下一次发射功率。受时变衰落信道的影响，每次发射的信道条件可能不同，移动台的发射功率可以根据功率调整步长和功率控制命令进行调整。当信道衰落的变化速率大于功率控制命令的更新周期时，功率控制就跟不上衰落的变化。在快衰落信道条件下，如果不对功率控制方法进行改进，则基站产生的功率控制命令将不能适时反应链路对功率的需求。另外，时变衰落和功率控制命

6、令的反馈环路延时・３４５・会引起基站的接收功率和最佳接收功率之间的偏差，此偏差将引起系统容量的损失。本文提出的功率控制算法，通过采用卡尔曼滤波器来估计信道衰落，采用记忆单元来记录前面的功率控制调整指令，并综合利用两方面的信息来决定下一次的功率调整步妊，从而克服深度衰落和快衰落给系统带来的影响。２传统功率控制算法在闭环功率控制算法中，基站ＢＳ用时间Ｔｐ来测量ＳＩＲ值，然后与期望的ＳＩＲ值进行比较。基站随后根据计算的结果，向移动用户方传送功率调整指令，使得移动用户相应的调整它的功率。１玎．Ｉ．（２一１）Ｐ（ｔ）是移动用户的发射功率，由

7、（２－１）式可以得到功率控制周期Ｔｐ内的平均接收功率，记为Ｐｒ。Ｇ（１）是信道衰落参数，并且假设Ｐ（ｔ）在整个功率调整周期内是保持不变的。在现有的上行链路闭环功率控制算法中，发射信号的功率Ｐ（ｔ）在ｇｑ－功率控制周期Ｔｐ以步长Ａｐ进行调整。Ｐ（ｆ）＝ｐ（ｔ—Ｌ）４－△ｐ（２－２）在现有的上行链路闭环功率控制算法中，移动用户的功率Ｐ（Ｄ根据循环响应提高或降低发射功率，但是步长Ａｐ，固定为ｌｄＢ。因为现有闭环功率控制算法的固定步长和功率控制指令的时延，导致了基站在信道的深度衰落结束时收到的由移动用户发来的信号强度偏高。这种问题不仅提高

8、了功率控制错误的标准方差，而且也提高了整个蜂窝小区的干扰水平。由于固定步长的限制，现有的上行链路功率控制算法在这方面受到了很大的限制，由此发展出各种可变步长的上行链路功率控制算法去克服这种问题，可变步长的上行链路功率控制算法的基本原理