Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Hybrid Power Control in Time Division Scheduling Wideband Code Division Multiplex Access
KTH, School of Information and Communication Technology (ICT), Communication Systems, CoS. (CCSlab)
2011 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

With high date rates using Enhanced Uplink (EUL), a conventional signal to interference ratio (SIR) based power control algorithm may lead to a power rush due to self interference or incompatible SIR target [2]. Time division (TD) scheduling in Wideband Code Division Multiplex Access (WCDMA) is considered to be a key feature in achieving high user data rates. Unfortunately, power oscillation/peak is observed in time division multiplexing (TDM) at the transition between active and inactive transmission time intervals [1]. Therefore there is a need to revisit power control algorithms for different time division scheduling scenarios.

The objective of power control in the context of this study is to minimize the required rise over thermal noise (RoT) for a given data rate, subject to the constraint that the physical layer control channel quality is sufficient (assuming that the dedicated physical control channel (DPCCH) SIR should not go below 3dB with a probability of at most 5%). Another goal is to minimize the local oscillation in power (power peaks) that may occur, for example due to transitions between active and inactive transmission time intervals.

The considered hybrid power control schemes are: (1) non-parametric Generalized rake receiver SIR (GSIR) Inner Loop Power Control (ILPC) during active transmission time intervals + Received Signal Code Power (RSCP) ILPC during inactive transmission time intervals and (2) RSCP ILPC during active transmission time intervals + GSIR ILPC during inactive transmission time intervals. Both schemes are compared with pure GSIR and pure RSCP ILPC.

Link level simulations with multiple users connected to a single cell show that:

  • The power peak problem is obviously observed in GSIR + GSIR transmit power control (TPC), but in general it performs well in all time division scenarios studied. GSIR outperforms other TPC methods in terms of RoT, especially in the TU channel model. This is because it is good in combating instantaneously changed fading and accurately estimates SIR. Among all TPC methods presented, GSIR + GSIR TPC is best in maintaining the quality of the DPCCH channel. No power rush is observed when using GSIR + GSIR TPC.
  • RSCP + RSCP eliminates the power peak problem and outperforms other TPC methods presented under the 3GPP Pedestrial A (pedA) 3km/h channel in terms of RoT. However, in general it is worse in maintaining the control channel’s quality than GSIR + GSIR TPC.
  • GSIR + RSCP ILPC eliminates the power peak problem and out-performs GSIR power control in the scenario of 2 and 4 TDM high data rate (HDR) UE and 2 TDM HDR UE coexistence with 4 Code DivisionMultiplex (CDM) LDR UE, in the pedA 3km/h channel, in terms of RoT. However, the control channel quality is not maintained as well during inactive transmission time intervals.
  • It is not recommended to use RSCP + GSIR TPC since it performs worst among these TPC methods for most of the cases in terms of RoT, even though it is the second best in maintaining the control channel quality. The power peak is visible when using RSCP + GSIR TPC.

To maintain the control channel’s quality, a minimum SIR condition is always used on top of all proposed TPC methods. However, when there are several connected TDM HDR UEs in the cell, results indicates that it is challenging to meet the quality requirement on the control channels. So it may become necessary to limit the number of connected terminals in a cell in a time division scenario.

Abstract [sv]

Med den höga datahastighet som Enhanced Uplink (EUL) medger kan en konventionell algoritm för effektkontroll baserad på signal to interference ratio (SIR) leda till effekthöjning beroende på självinterferens eller felaktigt SIR mål. Time division (TD) schedulering vid Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) anses vara en nyckelfunktion för att uppnå höga datahastigheter. I övergången mellan aktiv och inaktiv transmissionstidsintervall vid time division multiplexing (TDM) har effektoscillering/effektpeak observerats. Detta gör det nödvändigt att se över algoritmerna för effektkontroll vid olika scenarion av TD schedulering.

Målet med effektkontrollen i denna studie är att minimera rise over thermal noise (RoT) för en given datahastighet givet begränsningen att kvaliteten på physical layer control channel är tillräcklig (beaktande att dedicated physical control channel (DPCCH) SIR inte understiger 3dB med en sannolikhet på som mest 5%). Ett annat mål är att minimera den lokala effektoscillationen (effektpeakar) som kan inträffa till exempel vid övergång mellan aktiv och inaktiv transmissionstidsintervall.

De undersökta hybrida metoderna för effektkontroll är: (1) icke-parametrisk Generalized rake receiver SIR (GSIR) Inner Loop Power Control (ILPC) vid aktiv transmissionstidsintervall + Received Signal Code Power (RSCP) ILPC vid inaktiv transmissionstidsintervall och (2) RSCP ILPC under aktiv transmissionstidsintervall + GSIR ILPC under inaktiv transmissiontidsintervall. Båda metoderna jämförs med ren GSIR och ren RSCP ILPC.

Länk nivå simulering med flera användare anslutna till en enda cell visar att:

  • Problemet med effektpeakar observeras tydligt vid GSIR + GSIR transmit power control (TPC) men generellt sett presterar den bra i alla studerade TD scenarion. GSIR presterar bättre än andra TPC metoder beträffande RoT, speciellt i TU kanal modellen. Detta beror på att metoden är bra på att motverka momentant förändrad fading och med god precision estimerar SIR. Bland alla presenterade TPC metoder är GSIR + GSIR TPC den bästa på att behålla en god kvalitet på DPCCH kanalen. Ingen effekthöjning har observerats vid GSIR + GSIR TPC.
  • RSCP + RSCP eliminerar problemet med effektpeakar och presterar bättre än andra TPC metoder presenterade under 3GPPs Pedestrial A (pedA) 3km/h kanal beträffande RoT. Dock är metoden generellt sett sämre på att behålla kontrollkanalens kvalitet än GSIR + GSIR TPC.
  • GSIR + GSIR ILPC eliminerar problemet med effektpeakar och presterar bättre än GSIR power control i ett scenario med 2 och 4 TDM high data rate (HDR) UE och 2 TDM HDR UE tillsammans med 4 Code Division Multiplex (CDM) LDR UE i pedA 3km/h kanalen beträffande RoT. Dock kan inte kvaliteten på kontrollkanalen behållas i detta fall heller under inaktiv transmissionstidsintervall.
  • Det är inte rekommenderat att använda RSCP + GSIR TPC eftersom den presterar sämst av alla TPC metoder beträffande RoT i de allra flesta fall. Till dess fördel är att den är den näst bästa på att behålla kvaliteten på kontrollkanalen. Effektpeakar har observerats när RSCP + GSIR TPC använts.

För att behålla kontrollkanalens kvalitet används alltid en minimum SIR nivå ovanpå alla föreslagna TPC metoder. När det finns flera anslutna TDM HDR UEs i cellen indikerar resultaten att det är en utmaning att behålla kvalitetskraven på kontrollkanalen. På grund av detta kan det bli nödvändigt att begränsa antalet anslutna terminaler i en cell i ett TD scenario.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 57 p.
TRITA-ICT-EX, 2011:087
Keyword [en]
WCDMA, High-Speed Uplink Packet Access, Power Control, unused code GRAKE
National Category
Communication Systems
URN: urn:nbn:se:kth:diva-91097OAI: diva2:508199
Subject / course
Computer Communication
Educational program
Master of Science - Wireless Systems
2011-05-25, Seminar room Grimeton, Isafjordsgatan 22, Kista, 15:00 (English)
Available from: 2012-03-08 Created: 2012-03-07 Last updated: 2014-10-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(614 kB)247 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 614 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Cheng, Zhuo
By organisation
Communication Systems, CoS
Communication Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 247 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 138 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link