kl dinh xuan nhien 060624d

Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên CHƢƠNG 1: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG WCDMA 1.1 Giới thiệu chƣơng: Trong hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng WCDMA, thuê bao tham gia vào hệ thống cấp mã để hoạt động kênh tần số Điều làm dung lượng hệ thống tăng lên đáng kể, bên cạnh đó, có nhiều thuê bao hoạt động kênh tần số gây nhiễu đồng kênh Ngồi ra, nhiễu cịn phát sinh mơi trường hay từ thiết bị hệ thống WCDMA Nhằm trì số cấp độ phục vụ (QoS) hệ thống mức tiêu chuẩn, hạn chế nhiễu việc điều khiển công suất đường lên đường xuống việc làm cần thiết Trong chương tìm hiểu số thông số ảnh hưởng đến việc điều khiển cơng suất ý nghĩa Sau ta sâu vào phân tích số kỹ thuật điều khiển công suất hệ thống thông tin di động hệ ba WCDMA 1.2 Ý nghĩa việc điều khiển công suất: Trong hệ thống thông tin di động WCDMA thuê bao dùng chung tần số thời gian, phân biệt mã (code) riêng biệt thực trãi phổ tần số nên việc chúng gây nhiễu đồng kênh với tránh khỏi Các th bao có mức cơng suất cao th bao khác gây can nhiễu lên hệ thống Chất lượng truyền dẫn đường truyền vô tuyến người sử dụng môi trường đa người sử dụng phụ thuộc vào giá trị SIR Để đảm bảo giá trị SIR không đổi đảm bảo ngưỡng yêu cầu ta cần điều khiển công suất Ở hệ thống WCDMA việc điều khiển công suất bắt buộc phải nhanh chóng khơng dung lượng hệ thống bị giảm Việc điều khiển công suất giúp cho công suất thu trạm gốc tất thuê bao, dung lượng hệ thống đạt tới mức cực đại SNR tín hiệu thu đảm bảo lớn ngưỡng tối thiểu có nhiều thuê bao hoạt động Ngồi điều khiển cơng suất cịn tham gia vào q trình chuyển giao giúp cho thơng tin liên lạc giữ suốt trình thuê bao di chuyển từ GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên trạm gốc qua trạm gốc khác Điều khiển cơng suất nhằm mục đích để chống lại hiệu ứng Fading Rayleigh tín hiệu truyền việc bù cho Fading nhanh kênh truyền Nó cịn góp phần làm tăng tuổi thọ pin máy di động giúp cho máy di động ln hoạt động công suất thấp mà đảm bảo chất lượng tín hiệu Mục dích điều khiển cơng suất nhằm loại bỏ hiệu ứng gần-xa (near – far effect) Hiệu ứng xảy thuê bao (ở đường lên) có khoảng cách xa trạm gốc cơng suất tín hiệu yếu đến trạm gốc so với thuê bao gần trạm gốc Do đó, thuê bao gần trạm gốc gây can nhiễu lên thuê bao xa trạm gốc, cần phải điều chỉnh công suất phát hai thuê bao cho công suất phát đến trạm gốc gần Mơ hình hiệu ứng gần - xa đường lên hình P PR  d 2 PR1 PR 16 P C  R1  I PR 16 PR1  PR2=16PR1 MHz f Hình 1-1 Ảnh hưởng hiệu ứng gần-xa GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xn Nhiên Mơ hình ta thấy MS2 gần Node B MS1 cơng suất Node B thu từ MS2 lớn lớn nhiều so với công suất thu từ MS1 Nếu không thục điều khiển cơng suất tín hiệu MS2 lấn át ( gây nhiễu ) lên MS1 Để minh hoạ việc điều khiển công suất cần thiết hệ thống WCDMA xem xét tế bào đơn lẻ có hai thuê bao giả định Thuê bao gần trạm gốc thuê bao Nếu khơng có điều khiển cơng suất, hai thuê bao phát mức công suất cố định P, nhiên khác khoảng cách nên công suất thu từ thuê bao P1 lớn thuê bao P2 Giả sử độ lệch khoảng cách mà P1 lớn gấp 10 lần P2 thuê bao chịu bất lợi lớn Nếu tỷ số SNR u cầu (1/10) nhận chênh lệch SNR hai thuê bao Hình (2-5) minh hoạ điều Nếu bỏ qua tạp âm nhiệt SNR thuê bao 10 SNR thuê bao (1/10) Thuê bao có SNR cao nhiều có chất lượng tốt, SNR thuê bao vừa đủ so với yêu cầu Hệ thống nói coi đạt tới dung lượng Lý thử đưa thêm thuê bao thứ phát mức công suất p vào chỗ tế bào SNR th bao thứ khơng thể đạt giá trị yêu cầu Hơn nữa, cố đưa thêm thuê bao thứ vào hệ thống th bao thứ khơng khơng đạt SNR u cầu mà cịn làm cho SNR thuê bao bị giảm xuống mức SNR yêu cầu GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA P SVTH:Đinh Xuân Nhiên Thuê bao có S/N = 1/10 Th bao có S/N = f Hình 1-2 Công suất thu từ thuê bao trạm gốc Việc điều khiển công suất đưa vào để giải vấn đề “gần - xa” để tăng tối đa dung lượng hệ thống Điều khiển công suất điều khiển công suất phát từ thuê bao cho công suất thu thuê bao trạm gốc Trong tế bào, công suất phát thuê bao điều khiển để công suất thu thuê bao trạm gốc P nhiều thuê bao sử dụng hệ thống ví dụ trên, SNR yêu cầu (1/10) tổng cộng có 11 th bao sử dụng tế bào (hình 2-5) Dung lượng tăng tối đa sử dụng điều khiển công suất 1.3 Phân loại điều khiển cơng suất: Có nhiều phương pháp điều khiển công suất hệ thống thông tin tế bào Khi xét đến hệ thống điều khiển công suất, cần xem xét mặt sau: - Tiêu chuẩn chất lượng: tiêu chuẩn chất lượng đánh giá thơng qua tỉ số tín hiệu nhiễu (SIR – Signal to Interference) hệ số lỗi bit (BER – Bit Error Ratio) Cường độ tín hiệu nhiễu SIR hệ số lỗi bit BER bao gồm thông tin tương đương chất lượng - Những phép đo: thông thường phép đo đưa báo cáo bao gồm số chất lượng (QI – Quality Indicator) phản ánh chất lượng số cường độ tín hiệu nhận (RRSI – received signal strength indicator) GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên phản ánh cường độ tín hiệu thu máy thu Những giá trị lượng tử hoá thơ để sử dụng mẫu - Thời gian trễ: tín hiệu đo lường điều khiển cần thời gian dẫn đến làm xuất thời gian trễ mạng Từ tiêu chí ta phân điều khiển công suất sau: 1.3.1 Điều khiển công suất phân tán tập trung: Một điều khiển tập trung có tất thơng tin kết nối thiết lập độ lợi kênh, điều khiển tất mức công suất mạng hay phần mạng Điều khiển công suất tập trung theo yêu cầu tín hiệu điều khiển phạm vi rộng mạng ứng dụng thực tế Chúng sử dụng để đưa giới hạn hiệu suất thuật toán phân tán Bộ điều khiển phân tán điều khiển công suất trạm phát đơn thuật toán phụ thuộc vào tham số nội SIR hay độ lợi kênh người sử dụng Những thuật toán thực tốt trường hợp lý tưởng, hệ thống thực tế có số hiệu ứng khơng thích hợp như:  Tín hiệu đo điều khiển làm thời gian dẫn đến thời gian trễ hệ thống  Công suất phát hợp lý máy phát bị hạn chế giới hạn vật lý lượng tử hóa Những hạn chế bên ngồi khác công suất phát cực đại kênh đặc biệt tác động đến cơng suất  Tín hiệu cần thiết điều khiển khơng có hiệu lực phải đánh giá  Chất lượng đo đạc chủ quan cần phải tận dụng đo đạc khách quan hợp lý 1.3.2 Điều khiển công suất cho đƣờng lên đƣờng xuống: Điều khiển công suất đường lên (từ UE đến RNC) hệ thống WCDMA yêu cầu quan trọng để chống lại hiệu ứng gần - xa Điều khiển công suất đường lên tác động lên kênh truy nhập lưu lượng Nó sử dụng để thiết GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên lập đường truyền khởi tạo gọi phản ứng lên thăng giáng tổn hao đường truyền lớn Ở đường xuống, hệ thống thông tin di động hệ ba, liệu đường xuống có tốc độ khác tùy thuộc vào loại hình dịch vụ nên yêu cầu điều khiển công suất cần thiết để đảm bảo chất lượng, tối đa dung lượng thuê bao phục vụ Hơn hệ thống đa tế bào, nhiễu giao thoa từ tế bào lân cận yếu tố làm giảm chất lượng Như vậy, phải sử dụng điều khiển công suất trường hợp để làm giảm giao thoa tế bào 1.3.3 Điều khiển công suất theo phƣơng pháp đo: Theo phương pháp đo, kỹ thuật điều khiển công suất phân thành loại dựa ba sở là: sở cường độ, sở SIR, sở BER - Trên sở cường độ, cường độ tín hiệu đến Node B từ UE đánh giá để xác định cao hay thấp cường độ mong muốn Sau Node B gởi lệnh để điều khiển công suất cao hay thấp thích hợp - Trên sở SIR, phương pháp đo SIR mà tín hiệu bao gồm nhiễu kênh nhiễu người sử dụng Một vấn đề quan trọng gắn với điều khiển cơng suất dựa vào SIR có khả gây hồi tiếp dương làm nguy hiểm đến vững vàng hệ thống Hồi tiếp dương xuất trừơng hợp UE dẫn Node B tăng cơng suất điều lặp lại với UE khác Trong trường hợp có N-UE hệ thống, điều làm tê liệt N-UE - Trong điều khiển công suất dựa vào BER, BER định nghĩa số lượng trung bình bit lỗi so với chuỗi bit chuẩn Nếu cơng suất tín hiệu nhiễu số BER hàm SIR, trường hợp QoS tương đương Tuy nhiên, thực tế SIR hàm thời gian SIR trung bình khơng tương ứng với BER trung bình Trong trường hợp này, BER sở đo đạt chất lượng tốt 1.3.4 Điều khiển cơng suất vịng kín, điều khiển cơng suất vịng hở: Trong WCDMA tồn hai phương pháp điều khiển công suất sau: GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên  Điều khiển cơng suất vịng hở  Điều khiển cơng suất nhanh vịng kín gồm điều khiển cơng suất vịng điều khiển cơng suất vịng ngồi Điều khiển cơng suất vịng hở thực đánh giá gần cơng suất đường xuống tín hiệu kênh hoa tiêu dựa tổn hao truyền sóng tín hiệu Nhược điểm phương pháp điều kiện truyền sóng đường xuống khác với đường lên fading nhanh nên đánh giá thiếu xác Ở hệ thống CDMA trước đây, người ta sử dụng phương pháp kết hợp với điều khiển công suất vịng kín, cịn hệ thống WCDMA phương pháp điều khiển công suất sử dụng để thiết lập công suất gần truy cập mạng lần đầu Phương pháp điều khiển cơng suất nhanh vịng kín hình (2-6) Ở phương pháp Node B (hoặc UE) thường xuyên ước tính tỷ số tín hiệu can nhiễu thu SIR so sánh với tỷ số SIR đích Nếu SIR ước tính cao SIR đích Node B (hoặc UE) thiết lập bit điều khiển công suất để lệnh cho Node B (hoặc UE) hạ thấp cơng suất, trái lại lệnh Node B (hoặc UE) tăng công suất Chu kỳ đo lệnh phản ứng thực 1500 lần giây WCDMA Tốc độ cao thay đổi tổn hao đường truyền chí nhanh fading nhanh UE chuyển động tốc độ thấp GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA Tín hiệu băng gốc thu SVTH:Đinh Xn Nhiên Vịng ngồi Giải trải phổ Đo chất lượng cơng suất dài Thu RAKE Vòng Đo SIR So sánh định Ghép bit điều khiển công suất vào luồng phát So sánh định Chất lượng đích SIR đích Tạo bit điều khiển cơng suất Hình 1-3 Ngun lý điều khiển cơng suất vịng kín Kỹ thuật điều khiển cơng suất vịng kín gọi điều khiển cơng suất vịng trong, sử dụng cho đường xuống, khơng có tượng gần xa tất tín hiệu đến UE tế bào Node B Tuy nhiên lý điều khiển công suất sau: UE tiến đến gần biên giới tế bào, bắt đầu chịu ảnh hưởng ngày tăng nhiễu từ tế bào khác, điều khiển công suất trường hợp để tạo lượng dự trữ công suất cho UE trường hợp nói Ngồi điều khiển cơng suất đường xuống cho phép bảo vệ tín hiệu yếu fading Rayleigh gây ra, mã sửa lỗi làm việc không hiệu Điều khiển cơng suất vịng ngồi thực đánh giá dài hạn chất lượng đường truyền sở hệ số tỷ lệ lỗi khung FER (Frame Error Ratio) BER để định SIR đích cho điều khiển cơng suất vòng GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên Tuy nhiên ta thấy việc loại bỏ phading phải trả giá tăng cơng suất phát Vì UE bị phading sâu, công suất phát sử dụng lớn nhiễu gây cho tế bào khác tăng Điều khiển cơng suất vịng ngồi thực điều chỉnh giá trị SIR đích Node B (hoặc UE) cho phù hợp với yêu cầu đường truyền vô tuyến để đạt chất lượng đường truyền vô tuyến Chất lượng đường truyền vô tuyến thường đánh giá tỷ số bit lỗi BER hay tỷ số khung lỗi FER Lý cần đặt lại SIR đích sau: SIR yêu cầu (tỷ lệ với Eb/No) chẳng hạn FER=1% phụ thuộc vào tốc độ UE đặc điểm truyền nhiều đường Nếu ta đặt SIR đích cho trường hợp xấu (tốc độ di chuyển thuê bao cao nhất) lãng phí dung lượng cho kết nối tốc độ thấp Như vậy, tốt để SIR đích thả xung quanh giá trị tối thiểu đáp ứng yêu cầu chất lượng 1.4 Các thông số ảnh hƣởng đến kỹ thuật điều khiển cơng suất: Trong mơ hình thực tế kỹ thuật điều khiển công suất chịu ảnh hưởng nhiều thông số môi trường hay số hệ thống Trong phần ta tìm hiểu sơ lược thơng số kích thước bước điều khiển công suất, lỗi xảy ước lượng SIR, trễ hồi tiếp, tần số thực kỹ thuật, tín hiệu điều khiển cơng suất bị lỗi đường truyền, trôi công suất ảnh hưởng fading sâu 1.4.1 Kích thƣớc bƣớc điều khiển cơng suất: UE định kích thước bước điều khiển cơng suất dựa vào tín hiệu điều chỉnh cơng suất nhận từ Node B Cơ có hai phương pháp sử dụng để ấn định kích thước bước điều chỉnh bước cố định bước thích nghi Trong phương pháp cố định, lệnh mã hóa bit Với phương pháp sau, tín hiệu lỗi mã hóa thành q bit để thể thành giá trị khác tùy thuộc vào khác biệt giá trị SIR thu SIR đích Ưu điểm phương pháp sử dụng bước thích nghi bám theo tốt thay đổi kênh truyền điều chỉnh cách linh động thay đổi công suất phát Nhưng thực tế, phương pháp có khuyết điểm dùng lệnh điều khiển cơng suất nhiều bit, mà tốc độ kỹ thuật điều GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên khiển công suất phải lớn tốc độ fading nhanh Do tốn lượng đáng kể băng thông đường truyền Cịn kỹ thuật bước cố định, dù tăng hay giảm mức công suất cố định chu kỳ điều khiển, thực tế phương pháp ưa chuộng tối ưu băng thông đường xuống Mặt khác điều khiển công suất bước thích nghi tăng giảm cơng suất lượng lớn bước cố định, kỹ thuật bám khơng tốt với thực tế kênh truyền làm cơng suất UE trở nên vượt bậc so với UE khác, dẫn tới giảm dung lượng hệ thống 1.4.2 Lỗi ƣớc lƣợng SIR: Do yêu cầu tốc độ cập nhật phải nhanh nên q trình ước tính SIR phải diễn thời gian tối ưu dẫn đến SIR đo khơng xác Tuy nhiên lỗi ước tính SIR không ảnh hưởng nhiều đến kết điều khiển công suất phải sử dụng bước cố định Cịn điều khiển cơng suất bước thích nghi u cầu SIR phải nghiêm ngặt thuật tốn bám sát với thay đổi nhỏ kết so sánh SIR 1.4.3 Trễ vòng hồi tiếp: Trong môi trường fading nhanh, trễ hồi tiếp yếu tố ảnh hưởng lớn đến chất lượng điều khiển cơng suất Trễ vịng hồi tiếp phương pháp điều khiển công suất thời gian trễ tính từ thu nhận ước tính xong kênh truyền đến đầu phát nhận lệnh TPC thực điều chỉnh công suất Do ảnh hưởng trễ, điều chỉnh cơng suất phát khơng cịn thích ứng với điều kiện kênh truyền đầu phát thực điều khiển công suất xong mơi trường có thay đổi nhanh chóng, đặc biệt mơi trường chịu ảnh hưởng fading nhanh Gây chất lượng thu khơng cịn đảm bảo so với yêu cầu Chúng ta thử ước lượng giá trị trễ thực tế khoảng lần so với chu kỳ vòng điều khiển công suất Tp Giả sử UE bắt đầu truyền liệu khe thời gian thứ thời điểm t0, time slot tới node B t1 với (t1 – t0) trễ khoảng cách truyền Sau nhận time slot1 này, node B ước lượng xong giá trị SIR vào thời điểm t2 GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 10 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên Dự trữ phađing chuẩn loga (dB) 7.5 Mi-F Tổn hao thâm nhập tòa nhà (dB) 15 Lpenet Độ lợi chuyển giao mềm (dB) GHO Bảng 3.3 dịch vụ số liệu tốc độ 384 kbit/s UE nhà 3.4 Mơ số thuật tốn điều khiển cơng suất hệ thống WCDMA: 3.4.1 Nhập số liệu: Form “nhập số liệu” dùng để nhập thông số làm liệu trước thực thi chương trình mơ thuật tốn điều khiển cơng suất Trong form có hỗ trợ ba liệu tham khảo với tốc độ liệu sau:12,2 kbit/s; 128kbit/s; 384kbit/s Hình 3-3 Form nhập số liệu GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 54 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xn Nhiên 3.4.2 Các cơng thức tính tốn:  Khuếch đại công suất di động: Pma= Pme + Lm + Gm [dBm] (4.7) Trong đó: Pma[dBm]: cơng suất khuếch đại công suất di động Pme[dBm]: công suất xạ ERP UE Lm[dB]: suy hao cáp thu lọc máy thu UE Gm[dBm]: hệ số khuếch đại anten phát UE  Công suất thu NODE B người sử dụng Pr = Pma + Lp + Al + Gt + Lt [dBm] (4.8) Trong đó: Lp[dB]: tổn hao truyền sóng trung bình UE Node B Al[dB]: suy hao phađing loga chuẩn Gt[dB]: hệ số khuếch đại anten thu Node B Lt[dBm]: tổn hao cáp lọc máy phát UE  Tải lưu lượng: Lưu lượng thuê bao : A= n.T [Erl] 3600 (4.9) Cấp bậc phục vụ GoS = 5% Sử dụng bảng Erlang B (phụ lục) ta xác định số kênh Nt  Mật độ công suất UE khác Node B phục vụ: Iutr = Pr + 10xlg(Nt – 1) + 10xlgCa – 10xlgBw [dBm/Hz] (4.10) GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 55 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên Trong đó: Ca: hệ số tích cực thoại Nt: số kênh lưu lượng cell xét Bw[Hz]: độ rộng băng tần  Mật độ nhiễu giao thoa từ trạm di động BTS khác: Ictr = Iutr + 10xlg(1/ fr – 1) [dBm/Hz] (4.11) Trong đó: fr: hệ số tái sử dụng tần số  Mật độ nhiễu giao thoa từ UE khác Node B phục vụ từ Node B khác Itr = 10xlg(10 0,1 Iutr + 10 0,1 Ictr ) [dBm/Hz] (4.12)  Mật độ tạp âm nhiệt N0 = 10xlg(290 x1,38x10 -23) + Nf + 30 [dBm/Hz] (4.13) Trong đó: Nf[dB]: hệ số tạp âm máy thu Node B  Mật độ phổ công suất nhiễu I0 = 10xlg( 10 0,1 Itr + 10 0,1 N0 ) [dBm/Hz] (4.14)  Hệ số trải phổ SF=10lg 3840 [dB] Rt (4.15) Trong đó: Rt: tốc độ bit liệu (kbit/s) GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 56 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên  Tỷ số tín hiệu nhiễu SIR SIR  SF Pr Io.Bw Hay SIR = SF(dB) + Pr(dB) – Io – 10xlg(Bw) [dB] (4.16) 3.4.3 Kết mơ phỏng: Ngồi thơng số có sẵn ba liệu form “nhập số liệu”, thông số khác sử dụng chương trình mơ sau: SIRmax = dB; SIRoptmax = dB; SIRoptmin = dB; SIRmin = dB; SIRopt = 4.5 dB;βmax = 2; βmin = 1;α = 0.3;Δ = 0.3; mu = nu = 2; Pmax = 30 dBm; Pmin = 30 dBm Số lần điều khiển công suất = 19 lần Chương trình mơ nhận thơng số đầu vào, áp dụng cơng thức tính tốn vào lưu đồ thuật toán để điều khiển GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 57 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên  Các kết trước sau điều khiển cơng suất: Hình 3-4 Kết trước sau điều khiển công suất cho 20 UE GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 58 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên  Biểu đồ thể q trình điều khiển cơng suất SIR theo phương pháp BSPC: Hình 3-5 Quá trình điều khiển cơng suất SIR theo phương pháp BSPC cho 20 UE GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 59 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên  Biểu đồ thể trình điều khiển công suất SIR theo phương pháp ASPC: Hình 3-6 Q trình điều khiển cơng suất SIR theo phương pháp ASPC cho 20 UE GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 60 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên  Biểu đồ thể q trình điều khiển cơng suất SIR theo phương pháp M-ASPC: Hình 3-7 Q trình điều khiển cơng suất SIR theo phương pháp M-ASPC cho 20 UE GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 61 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên  Biểu đồ thể q trình điều khiển cơng suất SIR theo phương pháp DSPC: Hình 3-8 Quá trình điều khiển công suất SIR theo phương pháp DSPC cho 20 UE 3.5 Kết luận:  Điều khiển công suất vấn đề quan trọng đem lại lợi to lớn cho hệ thống thông tin di động việc nâng cao dung lượng, chất lượng hệ thống hạn chế tác động hiệu ứng gần – xa, can nhiễu mà khơng địi hỏi nâng cấp cơng nghệ  Trong thuật tốn điều khiển cơng suất thuật tốn điểu khiển cơng suất theo phương pháp BSPC cần nhiều thời gian để tối ưu mức SIR bên GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 62 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh Xuân Nhiên cạnh ổn định hệ thống UE ln có xu hướng điều chỉnh mức công suất xung quanh mức ngưỡng  Thuật tốn điều khiển cơng suất theo phương pháp ASPC sử dụng kích thước bước thay đổi nên tối ưu hóa mức SIR nhanh phương pháp BSPC nhiên chưa khắc phục ổn định, chí số trường hợp cịn làm tăng thêm độ ổn định việc sử dụng bước có kích thước lớn  Thuật tốn điều khiển cơng suất theo phương pháp M-ASPC vừa sử dụng kích thước bước thay đổi thích nghi nhằm tối ưu mức SIR nhanh vừa sử dụng ngưỡng nhiều mức nhằm hạn chế tối đa ổn định hệ thống  Thuật tốn điều khiển cơng suất theo phương pháp DSPC đưa cách khác để điều chỉnh kích thước bước nhiều mức nhằm tối ưu SIR Tốc độ điều chỉnh công suất phương pháp nhanh bên cạnh việc sử dụng kích thước bước nhỏ khu vực cơng suất gần ngưỡng góp phần làm giảm nguy gây ổn định hệ thống GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 63 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh xuân Nhiên KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI  Kết luận: Trong trình thực đồ án “Điều khiển công suất hệ thống thông tin di động hệ ba UMTS” thu kết sau:  Đồ án đưa cấu trúc hệ thống WCDMA, loại kênh, kỹ thuật chuyển giao  Trong hệ thống WCDMA điều khiển công suất thật cần thiết đặc điểm nhiễu đồng kênh Việc điều khiển công suất giúp cho công suất thu trạm gốc tất thuê bao, dung lượng hệ thống đạt tới mức cực đại SNR tín hiệu thu đảm bảo lớn ngưỡng tối thiểu có nhiều thuê bao hoạt động Điều khiển công suất làm giảm tác động hiệu ứng gần xa, chống lại phađing, làm tăng hiệu suất cho hệ thống, tiết kiệm pin cho máy di động, tăng chất lượng thoại  Có nhiều phương pháp điều khiển công suất, đồ án tập trung phân tích ba phương pháp:  Điều khiển cơng suất vịng mở dựa vào cường độ tín hiệu phản hồi từ trạm gốc (điều khiển công suất đường lên) hay từ trạm di động (điều khiển công suất đường xuống) Tuy phương pháp yêu cầu thơng tin, nhanh chóng đạt mức cơng suất ngưỡng lại thiếu xác, sử dụng trạm di động truy nhập mạng  Điều khiển công suất nhanh vịng kín vịng ngồi thực đo đạc dài hạn chất lượng đường truyền cách tín tốn tỉ lệ BER (hay FER) nhằm xác định mức SIR ngưỡng cho điều khiển cơng suất nhanh vịng  Điều khiển cơng suất nhanh vịng thực so sánh mức SIR thu với SIR đích để định trạm gốc (hay trạm di động) cần tăng giảm công suất GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 64 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh xuân Nhiên  Đồ án phân tích số thuật tốn điều khiển cơng suất dùng hệ thống WCDMA so sánh ưu khuyết điểm thuật toán dựa kết lý thuyết mô  Những hạn chế: Tuy nhiên đề tài số hạn chế như:  Điều khiển cơng suất tối ưu dung lượng hệ thống lại làm tổn hao lượng đáng kể băng thông Tốc độ điều khiển cơng suất nhanh, thuật tốn điều khiển cơng suất cao làm tốn nhiều băng thơng Vì việc cân nhắc hiệu điều khiển công suất băng thông vấn đề cần thiết  Mối quan hệ điều khiển cơng suất chuyển giao chưa phân tích kỹ đồ án Hai cơng việc có mối liên hệ mật thiết với việc quản lý tài ngun vơ tuyến  Việc lý tưởng hóa thơng số chương trình mơ gây kết sai khác, chênh lệch so với thực tế  Hƣớng phát triển đề tài: Đề tài: “Điều khiển công suất hệ thống thông tin di động hệ ba UMTS” có nhiều hướng phát triển như:  Điều khiển công suất kết hợp với điều khiển chuyển giao: Trong công tác quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển công suất điều khiển chuyển giao hai công việc quan trọng nhằm đảm bảo ổn định thông tin trạm di động di chuyển từ cell sang cell khác  Phát triển nghiên cứu điều khiển công suất mạng 4G: công nghệ 4G giai đoạn phát triển hứa hẹn thành công to lớn Việc điều khiển công suất mạng 4G quan trọng không mạng 3G mà dịch vụ ngày đa dạng hơn, tốc độ liệu lên đến 288 Mb/s GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 65 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA SVTH:Đinh xuân Nhiên  Khảo sát điều khiển công suất mối liên hệ đầy đủ vòng vòng ngồi  Tìm hiểu hiệu điều khiển cơng suất dung lượng hệ thống GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 66 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tiếng Việt: [1] Đậu Quang Tuấn (2006), Tự học lập trình Visual Basic 6.0, Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải [2] Nguyễn Phạm Anh Dũng (2004), Giáo trình thơng tin di động hệ ba, Nhà Xuất Bản Bưu Điện [3] Nguyễn Văn Thuận (2004), Hệ thống thông tin di động WCDMA, Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng  Tiếng Anh: [4] Harri Holma & Antti Toskala (2004), WCDMA for UMTS, John Wiley & Sons Ltd [5] Huawei Technologies Co.Ltd (2006), WCDMA Power Control and Relevant Parameters [6] Jaana Laiho & Achim Wacker & Tomas Novosad (2006), Radio Network Planning and Optiomisation for UMTS, John Wiley & Sons Ltd [7] Jaana Laiho (2002), Radio Network Planning and Optimisation for WCDMA, Helsinki University of Technology Radio Laboratory Publications [8] Jean-Franỗois & Venugopal V Veeravalli (2003), Decentralized Dynamic Power Control for Cellular CDMA Systems, IEEE Transactions On Wireless Communications [9] Jeffrey Bannister & Paul Mather & Sebastian Coope (2004), Convergence Technologies for 3G Networks, John Wiley & Sons Ltd [10] João Carlos Silva & Nuno Souto & Américo Correia & Francisco Cercas & António Rodrigues, Characterization of Power Control for UMTS [11] Keiji Tachikawa (2002), W-CDMA: Mobile Communications System, John Wiley & Sons Ltd GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 67 Điều khiển công suất hệ thống WCDMA [12] Li-Chun Wang, Power Control and AdmissionControl [13] Loutfi Nuaymi & Xavier Lagrange & Philippe Godlewski (2002), A Power Control Algorithm for 3G WCDMA System [14] Luigi Chisci & Romano Fantacci & Orenzo Mucchi & Tommaso Pecorella (2005), Power control in wcdma networks: a queue-based approach [15] Mario Vela, Power Control in CDMA 2000 –1X [16] Matti Rintamäki (2005), Adaptive power control in cdma cellular communication systems, Helsinki University of Technology [17] Salem Salamah (2000), Transmit Power Control in Fixed Cellular Broadband Wireless Systems [18] Siamäk Naghian & Matti Rintamäki & Ramin Baghaie (2002), Dynamic step-size power control in umts [19] Soumya Das & Sachin Ganu & Natalia Rivera & Ritabrata Roy (2003), Performance Analysis of Downlink Power Control in CDMA Systems GVHD: ThS Đặng Ngọc Minh Đức Trang 68