CDMA - 功率控制

在 CDMA 中，由於所有手機都在同一頻率上傳送訊號，因此網路內部的干擾在決定網路容量方面起著至關重要的作用。此外，必須控制每個移動發射機的功率以限制干擾。

功率控制本質上是解決近遠效應所必需的。減少近遠效應的主要思想是，使所有手機到達基站的接收功率水平相同。每個接收功率必須至少達到一定水平，以便鏈路滿足系統的要求，例如 Eb/N0。為了在基站接收相同的功率水平，靠近基站的手機應比遠離基站的手機發射更低的功率。

在下圖中，有兩個移動小區 A 和 B。A 靠近基站，B 遠離基站。Pr 是所需系統性能的最小訊號電平。因此，移動 B 應該發射更大的功率以達到相同的 Pr 到基站（PB>PA）。如果沒有功率控制，換句話說，如果兩個移動小區的發射功率相同，則從 A 接收到的訊號將比從移動小區 B 接收到的訊號強得多。

當所有移動臺以相同的功率 (MS) 傳送訊號時，基站接收到的電平彼此不同，這取決於 BS 和 MS 之間的距離。

由於衰落，接收電平會快速波動。為了在 BS 處維持接收電平，必須在 CDMA 系統中採用合適的功率控制技術。

我們需要控制每個使用者的發射功率。這種控制稱為**發射功率控制**（控制功率）。控制發射功率有兩種方法。第一種是**開環**控制，第二種是**閉環**控制。

反向鏈路功率控制

除了上面描述的近遠效應外，另一個直接的問題是在移動臺首次建立連線時確定其發射功率。在移動臺與基站接觸之前，它不知道系統中干擾的程度。如果它嘗試發射高功率以確保聯絡，那麼它可能會引入過多的干擾。另一方面，如果移動臺發射較低的功率（以免干擾其他移動連線），則功率可能無法滿足所需的E_b/N₀。

如 IS-95 標準中所指定，移動臺在想要進入系統時會發送一個稱為**接入**的訊號。

在 CDMA 中，每個使用者的發射功率由控制功率分配，以達到相同的功率 (Pr)，該功率由基站/BTS 透過低功率的接入探測接收。移動臺傳送其第一個接入探測，然後等待基站的響應。如果它沒有收到響應，則會以更高的功率傳送第二個接入探測。

重複此過程，直到基站做出響應。如果基站返回的訊號強度高，則移動臺將連線到靠近移動小區且發射功率較低的基站。類似地，如果訊號較弱，則移動臺知道路徑損耗更大，並會發射更高的功率。

上述過程稱為**開環功率控制**，因為它僅由移動臺本身控制。開環功率控制從第一個移動臺嘗試與基站通訊時開始。

這種功率控制用於補償緩慢變化的陰影效應。但是，由於後向鏈路和前向鏈路在不同的頻率上，因此估計的發射功率並不能提供準確的功率控制解決方案，因為基站前方的路徑損耗。這種功率控制對於快速瑞利衰落通道來說是失敗的或太慢了。

閉環控制的功率用於補償快速的瑞利衰落。這次，移動臺的發射功率由基站控制。為此，基站持續監控反向鏈路訊號質量。如果連線質量低，它會告訴移動臺增加其功率；如果連線質量非常高，基站控制器會降低其功率。

前向鏈路功率控制

與反向鏈路功率控制類似，前向鏈路功率控制對於將前向鏈路質量保持在指定水平也是必要的。這次，移動臺監控前向鏈路質量並指示基站開啟或關閉。這種功率控制對近遠效應沒有影響。所有訊號在到達移動臺時以相同的功率級別混合在一起。簡而言之，前向鏈路不存在近遠效應問題。

功率控制的影響

透過發射功率控制，使用者可以獲得恆定的通訊環境，無論其位置如何。遠離基站的使用者傳送的傳輸功率高於靠近基站的使用者。此外，透過這種發射功率控制，可以減少衰落的影響。這意味著由於衰落引起的接收功率變化可以透過發射功率控制來抑制。

• 功率控制能夠補償衰落波動。
• 來自所有 MS 的接收功率被控制為相等。
• 近遠問題透過功率控制得到緩解。