Nachrichtenübertragungsmodus
MS misst die Rahmenqualität und informiert die Basisstation über das Ergebnis, d. h. ob sie sich im Schwellenwert- oder periodischen Modus befindet. Die Basisstation bestimmt, ob die Vorwärtssendeleistung geändert werden soll oder nicht. Im IS-95-System ist die Vorwärtsleistungssteuerung langsam, im CDMA2000-System jedoch schnell.
Vorwärtsleistungssteuerung in CDMA
Forward Power Control (FPC) ist eine Schlüsselfunktion in CDMA-Systemen (Code Division Multiple Access), die dabei hilft, die Sendeleistung mobiler Geräte zu regulieren. CDMA ist eine digitale Mobilfunktechnologie, die es mehreren Benutzern ermöglicht, gleichzeitig dasselbe Frequenzband zu nutzen, indem jedem Benutzer eindeutige Codes zugewiesen werden. FPC spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Qualität und Effizienz der CDMA-Kommunikation.
Bei CDMA wird FPC hauptsächlich verwendet, um das Nah-Fern-Problem zu mildern. Das Nah-Fern-Problem tritt auf, wenn einige Mobilgeräte näher an der Basisstation sind und stärkere Signale empfangen, während andere weiter entfernt sind und schwächere Signale empfangen. Wenn alle Geräte mit der gleichen Leistung senden, kann es für die Basisstation schwierig sein, zwischen starken und schwachen Signalen zu unterscheiden, was zu Störungen und einer Verschlechterung der Systemleistung führt.
FPC passt die Sendeleistung jedes Mobilgeräts dynamisch an, um die Unterschiede in der Empfangssignalstärke an der Basisstation auszugleichen. Ziel ist es, die empfangenen Leistungspegel anzugleichen, sodass die Basisstation die Signale verschiedener Geräte besser trennen und dekodieren kann. Durch die Steuerung der Leistungsstufen trägt FPC dazu bei, die Gesamtsystemkapazität zu verbessern, die Akkulaufzeit mobiler Geräte zu verlängern und die Kommunikationsqualität zu verbessern.
Der FPC-Prozess umfasst die folgenden Schritte:
1. Messung: Die Basisstation misst regelmäßig die empfangene Signalstärke von jedem Mobilgerät. Diese Messungen können auf verschiedenen Parametern basieren, beispielsweise auf dem Signal-Interferenz-Verhältnis (SIR) oder dem Empfangssignalstärkeindikator (RSSI).
2. Leistungsanpassung: Basierend auf der gemessenen Signalstärke bestimmt die Basisstation den geeigneten Sendeleistungspegel für jedes Mobilgerät. Die Leistungsanpassung kann über Regelungs- oder Steuerungsmechanismen erfolgen.
– Closed-Loop FPC: Die Basisstation sendet Leistungssteuerungsbefehle an einzelne Mobilgeräte und weist diese an, ihre Sendeleistung zu erhöhen oder zu verringern. Die Mobilgeräte passen dann ihre Leistungsstufen entsprechend an und informieren die Basisstation über etwaige Änderungen.
– Open-Loop FPC: Die Basisstation schätzt die erforderliche Leistungsanpassung für jedes Mobilgerät ohne direkte Rückmeldung von den Geräten. Es verwendet statistische oder prädiktive Algorithmen, um die geeigneten Leistungspegel auf der Grundlage historischer Daten oder Kanalbedingungen zu schätzen.
3. Leistungssteuerkanal: CDMA-Systeme weisen einen separaten Kanal, den sogenannten Leistungssteuerkanal, zu, um Leistungssteuerbefehle zwischen der Basisstation und mobilen Geräten zu übertragen. Dieser Kanal übermittelt Informationen über die gewünschten Leistungsanpassungen und ermöglicht es den Geräten, ihre Sendeleistung entsprechend zu regulieren.
Durch die kontinuierliche Überwachung und Anpassung der Sendeleistungspegel trägt FPC in CDMA dazu bei, eine ausgewogene Leistungsverteilung zwischen Mobilgeräten aufrechtzuerhalten und die Systemleistung zu optimieren. Es ermöglicht CDMA-Netzwerken, Schwankungen der Signalstärke effektiv zu bewältigen, unterschiedliche Benutzerstandorte zu berücksichtigen und Interferenzprobleme zu mildern, wodurch die Gesamtzuverlässigkeit und Kapazität des Systems verbessert wird.
Was ist die Leistungssteuerung in CDMA 2000?
Bei CDMA2000, einer Familie von 3G-Mobilkommunikationsstandards auf Basis der CDMA-Technologie, ist die Leistungssteuerung eine wesentliche Komponente zur Regulierung der Sendeleistung mobiler Geräte. CDMA2000 umfasst mehrere Leistungssteuerungsmechanismen, um die Systemleistung zu optimieren, Störungen zu mindern und eine effiziente Kommunikation sicherzustellen.
CDMA2000 nutzt sowohl Forward Power Control (FPC) als auch Reverse Power Control (RPC), um die Leistungspegel in der Uplink-Richtung (Mobilgerät zur Basisstation) bzw. Downlink-Richtung (Basisstation zum Mobilgerät) zu verwalten. Lassen Sie uns jeden dieser Leistungskontrollmechanismen untersuchen:
1. Vorwärtsleistungsregelung (FPC):
– Open-Loop-Leistungssteuerung: CDMA2000 verwendet eine Open-Loop-Leistungssteuerung, um die Sendeleistungspegel mobiler Geräte im Uplink anzupassen. Die mobilen Geräte schätzen die geeignete Sendeleistung basierend auf Messungen der empfangenen Pilotsignale von der Basisstation. Die Leistungssteuerung im offenen Regelkreis bei CDMA2000 hängt hauptsächlich von der Entfernung zwischen dem Mobilgerät und der Basisstation ab.
– Leistungsregelung mit geschlossenem Regelkreis: CDMA2000 verfügt außerdem über eine Leistungsregelung mit geschlossenem Regelkreis, um die Sendeleistungsanpassungen weiter zu verfeinern. Die Basisstation sendet Leistungssteuerungsbefehle, sogenannte Power Control Sub-Channel-Nachrichten, an einzelne Mobilgeräte, um diese anzuweisen, ihre Sendeleistung zu erhöhen oder zu verringern. Die Mobilgeräte reagieren auf diese Befehle, indem sie ihre Leistungsstufen entsprechend anpassen. Die Leistungsregelung im geschlossenen Regelkreis ermöglicht es dem System, auf Kanalschwankungen zu reagieren und eine bessere Genauigkeit der Leistungsregelung zu erreichen.
2. Reverse Power Control (RPC):
– Open-Loop-Leistungssteuerung: Im Downlink nutzt CDMA2000 eine Open-Loop-Leistungssteuerung, um die Sendeleistungspegel der Basisstation zu regulieren. Die Basisstation schätzt die erforderliche Sendeleistung basierend auf der Qualität des empfangenen Signals von jedem Mobilgerät. Diese Schätzung berücksichtigt Faktoren wie das Signal-Interferenz-Verhältnis (SIR) und die Stärke des empfangenen Zielsignals.
– Leistungsregelung mit geschlossenem Regelkreis: CDMA2000 nutzt auch eine Leistungsregelung mit geschlossenem Regelkreis im Downlink. Die Mobilgeräte messen die von der Basisstation empfangenen Leistungspegel und geben der Basisstation Rückmeldung über die Qualität ihres Empfangssignals. Basierend auf dieser Rückmeldung passt die Basisstation ihre Sendeleistung an, um sicherzustellen, dass die Mobilgeräte Signale mit optimalem Leistungsniveau empfangen.
Durch den Einsatz von Mechanismen zur Vorwärts- und Rückwärtsleistungssteuerung verwaltet CDMA2000 effektiv die Leistungspegel im System. Dies trägt dazu bei, ein Gleichgewicht zwischen starken und schwachen Signalen aufrechtzuerhalten, das Nah-Fern-Problem zu mildern, Interferenzen zu reduzieren, die Akkulaufzeit mobiler Geräte zu verlängern und die Gesamtsystemkapazität und -leistung zu optimieren.