CDMA - 功率控制

在 CDMA 中，由于所有移动终端都以相同的频率传输，因此网络的内部干扰在决定网络容量方面起着至关重要的作用。此外，必须控制每个移动发射机功率以限制干扰。

功率控制本质上是解决远近问题所必需的。减少远近问题的主要思想是使所有移动终端接收到基站的功率电平相同。每个接收功率必须至少是一个电平，这样才能使链路满足系统的要求，如 Eb/N0。为了在基站接收相同的功率电平，那些离基站较近的移动终端应该比远离移动基站的移动终端发射更少的功率。

在下图中，有两个移动小区A和B。A离基站较近，B离基站较远。 Pr 是所需系统性能的最小信号电平。因此，移动终端B应该向基站发送更多的功率以达到相同的Pr(PB>PA)。如果没有功率控制，换句话说，两个移动小区的传输功率相同，则从 A 接收到的信号比从移动小区 B 接收到的信号强得多。

当所有移动终端以相同功率 (MS) 发射信号时，基站接收到的电平彼此不同，这取决于 BS 和 MS 之间的距离。

接收电平因衰落而快速波动。为了保持 BS 的接收电平，必须在 CDMA 系统中采用合适的功率控制技术。

我们需要控制每个用户的传输功率。这种控制称为传输功率控制（Control Power）。有两种方法可以控制发射功率。第一个是开环（开环）控制，第二个是闭环（闭环）控制。

反向链路功率控制

除了上述远近效应之外，紧迫的问题是确定手机首次建立连接时的发射功率。在手机不与基站联系之前，它不知道系统中的干扰量。如果它试图传输高功率以确保接触，那么它可能会引入过多干扰。另一方面，如果手机发射的功率较小（不干扰其他手机连接），则功率不能满足E_b/N₀ 基本需要。

正如 IS-95 标准中所规定的那样，当移动终端想要进入系统时，它会发送一个称为 access 的信号。

在CDMA中，每个用户的发射功率由控制功率分配，以达到与基站/BTS接收到的相同功率（Pr），具有低功率的接入探测。移动终端发送它的第一个接入探测，然后等待基站的响应。如果没有收到响应，则以更高的功率发送第二个接入探测。

重复该过程，直到基站响应。如果基站应答的信号强，则移动终端与距离移动小区较近且传输功率低的基站连接。同理，如果信号弱，移动终端知道路径损耗更大并发射高功率。

上述过程称为开环功率控制，因为它仅由移动终端本身控制。当第一个移动终端尝试与基站通信时，开环功率控制开始。

此功率控制用于补偿缓慢变量的阴影效果。然而，由于反向和正向链路在不同的频率上，估计的发射功率由于到基站前端的路径损耗而不能为功率控制提供准确的解决方案。这种功率控制对于快速 Rayleigh(瑞利) 衰落信道来说是失败或太慢。

闭环控制的强大功能用于补偿快速 Rayleigh(瑞利) 衰落。此时，移动发射功率由基站控制。为此，基站持续监测反向链路信号质量。如果连接质量低，它会告诉手机增加功率；如果连接质量非常高，则移动基站控制器会降低其功率。

与反向链路功率控制类似，正向链路功率控制也是将正向链路质量维持在指定水平所必需的。为此，移动终端监测正向链路质量并指示基站打开或关闭。这种功率控制对远近问题没有影响。当所有信号到达移动终端时，它们都以相同的功率水平模糊在一起。总之，正向链路不存在远近问题。

通过发射功率控制，用户无论身在何处都能获得恒定的通信环境。离基站远的用户比离基站近的用户发送更高的发射功率。此外，通过这种传输功率控制，您可以减少衰落的影响。这意味着可以通过发送功率控制来抑制衰落引起的接收功率的变化。