第一章 绪论
1.1移动通信系统的发展历史
从移动通信的诞生到今天，移动通信已经有100多年的历史了。近10几年来，移动通信的发展极为迅速，大规模集成电路技术的不断进步，新的超大规模集成电路技术的产生和其它便携移动设备做得更小巧、更可靠。在这些新技术的推动下，无线通信技术获得了巨大的发展。同时，程控交换技术也推动了移动通信网络的迅速发展。移动通信已经广泛应用于国民经济的各个部门和人民的各个领域之中，将在新世纪对人类的生活和社会发展产生重大的影响。
我国的移动通信最早应用于军事部门。建国后有几家生产无线电台的工厂，主要为部队提供通信设备。从70年代开始，民用移动通信在我国开始发展。1974年制定了民用无线电话机的技术条件，简称74系列标准。80年代初，又制定了80系列标准。目前，在我国，各种移动通信系统如蜂窝网、无线电寻呼、无绳电话和集群系统都以极快的速度在发展[1]。
移动通信的发展过程及趋势可以从不同的方面来描述：
（1）工作频段由短波、超短波、微波到毫米波、红外和超长波；
（2）频道间隔由100kHz、50 kHz、 25 kHz 到12.5 kHz和宽带扩频信道；
（3）调制方式由振幅压扩单边带、模拟调制到数字调制；
（4）多址方式由频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）到混合多址，以及固定多址和随机多址的结合；
（5）网络覆盖由蜂窝到微蜂窝、微微蜂窝和混合蜂窝；
（6）网络服务范围由局部地区、大中城市到全国、全世界，并由陆地、水上、空中发展到海陆空一体化；
（7）业务类型由通话为主，到传送数据、传真、静止图象，到传送综合业务。
而在现实生活中，我们经常按代（Generation）来划分移动通信的发展。由此，其已经经历了第一代蜂窝移动通信系统 (1G)---模拟蜂窝移动通信和现在的第二代蜂窝移动通信系统 (2G)--- 数字蜂窝移动通信系统，并向第三代迈进。
模拟蜂窝网移动系统采用的是频率再用技术，实现了小区制大容量公用移动电话系统，1975年到1978年，美国AT&T公司研制了第一套蜂窝移动电话系统，取名为先进的移动电话业务(AMPS)。我国于1983年规定蜂窝式移动电话系统频段为870~889.975MHz与915~935.975MHz，频道间隔为25kHz。1990年8月确定采用TACS制式，频段为890~915MHz与935~960MHz，双工频率间隔45MHz。
随着市场的发展，模拟蜂窝系统的频谱利用率低、价格昂贵、设备复杂、业务种类有限、系统不兼容等问题变得越来越突出，而且还面临着阻塞概率增高、呼叫中断率增高、蜂窝系统迫切需要增容的压力。至此，新一代移动通信的出现顺应了潮流的发展。
第二代移动通信（2G）起于90年代初期，流行于90年代中后期。第二代移动通信系统主要采用数字式时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）技术。其产品类型又可分为两大类，即第一类数字式TDMA系统和第二类数字式窄带 CDMA系统。与（1G）相比较其在射频调制技术、多址方式、话音编码和数字信号处理、控制信道、及保密等六个方面采用了全新的数字技术，因而使得移动通信性能增强了许多。
第二代系统发展到现在，也越来越暴露出其不足：(1)业务仍然较单一。第二代移动通信系统通常只提供低速率的语音业务，由于社会信息化进程越来越快，仅仅通话已不能满足人们对信息交流的需要，除话音外，数据、图像、视频等各种信息都希望能随时获取和彼此相通，多媒体服务就变得越来越必要。（2）无法实现全球漫游，由于没有形成全球统一的标准系统（欧洲建立GSM系统;日本建立了JDC系统，等等），全球统一和全球漫游无法实现，因此也无法降低系统的运营成本。(3)通信容量不足。开始是在900MHz频段，虽然后来扩充到1800MHz频段了，可系统的通信容量依然不能满足市场的需要。这一切都要求移动通信系统必然要发生另一场革命
第三代蜂窝移动通信系统(3G)——宽带蜂窝移动通信系统
第三代移动通信系统，是一种能提供多种类型，高质量、高速率的多媒体业务；能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力；与其它移动通信系统、固定网络系统、数据网络系统相兼容；主要以小型便携式终端，能在任何时间、任何地点、进行任何种类通信的移动通信系统。国际电联ITU称为IMT-2000。可以预见，在市场需求的不断刺激和新技术的不断涌现下，移动通信系统将会有更加迅猛的发展。
1.2未来移动通信的发展前景
移动通信发展之快，应用之广和是通信领域最突出的。移动通信技术现在己经发展到了以WCDMA、cdma2000为代表的第三代。可以预料，在3G大规模商用以后，多媒体服务将会得到广泛应用。但是，随着3G在速率、QoS、无缝传输等方面的局限性将日益显露出来，势必需要带宽更宽的无线系统。人们已经开始认真探索第三代以后的无线移动，以便在移动环境中支持高清晰度视像和其它宽带多媒体业务与应用，暂时称之为第四代移动通信系统4G[2]。
移动通信是实现未来理想个人通信服务的必由之路。在信息技术、市场竞争和需求的共同作用下，移动通信技术的发展更是突飞猛进，呈现出以下几大趋势：（1）网络业务数据化、分组化。无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用、Internet和数据速率的发展。（2）网络技术宽带化。（3）网络技术智能化，移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用，促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息，逐步向存储和处理信息的智能化发展，移动智能网由此而生。（4）更高的频段，更有效利用频率，无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展，频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐，出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。（5）各种网络趋于融合。技术的发展、市场需求的变化、市场竞争的加剧以及市场管制政策的放松将使计算机网、电信网、电视网等加快融合为一体，宽带IP技术成为三网融合的支撑和结合点。未来的网络将向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统一的综合宽带通信网。
1.3本论文的内容与意义
功率控制技术是3G的关键技术之一，对整个系统有非常重要的意义：我们知道码分多址CDMA与频分多址FDMA相比较，具有容量大、低功率、软切换、抗干扰强等一系列优点。但是，在CDMA系统中所有的用户使用相同频段的无线信道，用户间仅靠地址扩频码的不同（它们之间的相关特性）加以区分。若用户间的互相关特性不为零，则用户间存在干扰，我们称之为多址干扰。同时由于CDMA系统为一干扰受限系统，即干扰大小影响系统容量。因此有效克服和抑制多址干扰就成为CDMA系统中最重要、最关键的问题。除了多址干扰本身影响直接以外，在上行链路中，如果保持小区内所有移动台的发射功率相同，由于小区内移动台用户的随机移动，使得移动台与基站间的距离是不同的，离基站近的移动台的信号强，离基站远的移动台的信号弱。将会产生以强压弱的现象，这就是所谓的“远近效应”。在下行链路中，当移动台位于相邻小区的边界时，收到所属基站的有用信号很低，同时还会收到相邻小区基站的强干扰，这就是所谓“角效应”。除此之外，电波传输中由于物体的阻挡，形成“阴影效应”产生了慢衰弱。这些现象将会导致系统容量的下降和实际通信服务范围的缩小等。解决这些问题的一个有效方法是采用功率控制技术。因此可以认为，功率控制技术是CDMA系统的一项核心技术。
本文通过对功率控制的理论研究及仿真，从而可以清楚的认识到功率控制对WCDMA系统的重要性，从而，对WCDMA系统原理和其关键技术——功率控制有更深刻的认识。
