Đồ án nghiên cứu thuật toán điều khiển công suất trong w cdma

Đồ án tốt nghiệp i LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển ngành công nghệ điện tử, tin học, công nghệ thông tin di động năm qua có bước phát triển mang tính chất đột phá mạnh mẽ, đủ khả cung cấp loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày cao người sử dụng Kể từ đời vào cuối năm 1940 nay, thông tin di động phát triển qua nhiều hệ tiến bước dài đường công nghệ Trong kỷ XXI, giới chứng kiến phát triển bùng nổ hệ thống thơng tin vơ tuyến thơng tin di động đóng vai trị quan trọng Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng số lượng lẫn chất lượng, đặc biệt dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện nên công nghệ băng rộng đời thay cho công nghệ cũ không cịn phù hợp với xu phát triển cơng nghệ thơng tin Với khả tích hợp nhiều dịch vụ, công nghệ băng rộng dần chiếm lĩnh thị trường viễn thơng Có nhiều chuẩn thơng tin di động hệ ba đề xuất, chuẩn WCDMA ITU chấp nhận triển khai số khu vực Hệ thống thông tin di động W-CDMA phát triển hệ thống thông tin di động hệ hai sử dụng công nghệ TDMA GSM, IS-13 Công nghệ CDMA mục tiêu hướng tới hệ thống thơng tin di động tồn giới, điều cho phép thực tiêu chuẩn hóa giao diện vô tuyến công nghệ truyền thông không dây tồn cầu Điều khiển cơng suất hệ thống thơng tin di động nói chung W-CDMA nói riêng khâu quan trọng nhằm hạn chế ảnh hưởng hiệu ứng gần xa đến chất lượng dịch vụ thoại, tăng khả chống lại fading, nhiễu vốn đặc trưng môi trường di động Từ đảm tối ưu hóa dung lượng chất lượng hệ thống SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp ii Xuất phát từ xu phát triển tầm quan trọng việc điều khiển công suất nên em định chọn đề tài ”Nghiên cứu thuật tốn điều khiển cơng suất W-CDMA” Đồ án thực nghiên cứu, phân tích kỹ thuật điều khiển công suất nhằm tối ưu hoạt động mạng đồng thời cải thiện chất lượng hệ thống Đồ án gồm chương với nội dung chương sau: Chương 1: giới thiệu hệ thống thơng tin di động Chương trình bày tổng quan hệ thống thông tin di động cần thiết xây dựng hệ thống thông tin di động hệ ba Chương 2: giới thiệu chung công nghệ di động hệ ba W-CDMA Chương giới thiệu tổng quan vấn đề công nghệ W-CDMA, cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UMTS, sơ lược dịch vụ ứng dụng hệ thống thông tin di động hệ thứ ba W-CDMA Chương 3: điều khiển công suất W-CDMA Chương trình bày ý nghĩa phân loại kỹ thuật điều khiển công suất Từ sâu vào phân tích kỹ thuật điều khiển công suất hệ thống thông tin di động hệ ba WCDMA Chương 4: phương pháp điều khiển công suất theo bước động điều khiển công suất phân tán Chương nhằm nghiên cứu hai mơ hình điều khiển công suất để tối ưu hoạt động mạng Trong thời gian làm đề tài, em cố gắng nhiều song kiến thức hạn chế, thời gian nghiên cứu đề tài có hạn nguồn tài liệu chủ yếu báo tiếng anh mạng nên đồ án cịn nhiều sai sót trình dịch thuật Em mong nhận ý kiến đóng góp chân thành thầy bạn để đồ án hoàn thiện SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp iii Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy Võ Trường Sơn thầy cô bạn bè khoa giúp đỡ để em hồn thành đồ tài tốt nghiệp TP H Chí Minh, Ngày tháng .n ăm 2010 SVTH: Bùi Quang Dũng SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp iv MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC HÌNH VẼ xiv DANH MỤC BẢNG BIỂU xvi CHƯƠNG - GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Hệ thống thông tin di động hệ 1.2 Hệ thống thống tin di động hệ 1.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 1.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA .5 1.3 Hệ thống thống tin di động hệ 1.4 Hệ thống thông tin di động hệ .10 Kết luận chương .11 CHƯƠNG - GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ W-CDMA .13 2.1 Giới thiệu W-CDMA 13 2.2 Đặc điểm 14 2.3 Cấu trúc mạng W-CDMA 15 2.3.1 Mơ hình khái niệm 15 2.3.2 Mơ hình cấu trúc 16 2.4 Cấu trúc quản lý tài nguyên .24 2.5 Cấu trúc phân lớp WCDMA .26 2.6 Các loại kênh UTRAN 29 2.6.1 Các kênh logic .30 SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp v 2.6.2 Các kênh vật lý 31 2.6.3 Các kênh truyền tải 34 2.6.3.1 Kênh truyền tải riêng 34 2.6.3.2 Kênh truyền tải chung 35 2.7 Trải phổ W-CDMA 36 2.8 Chuyển giao 39 2.8.1 Tổng quan chuyển giao mạng di động 39 2.8.2 Các lo ại chuyển giao hệ thống 3G WCDMA .39 Kết luận chương .43 CHƯƠNG - ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG W-CDMA 44 3.1 Kênh truyền vô tuyến 44 3.1.1 Kênh truyền vô tuyến phạm vi rộng 46 3.2.2 Kênh truyền vô tuyến phạm vi hẹp 46 3.2 Ý nghĩa việc điều khiển công suất 46 3.3 Phân loại điều khiển công suất 49 3.4 3.3.1 Điều khiển công suất phân tán tập trung 49 3.3.2 Điều khiển công suất cho đường lên đường xuống 50 3.3.3 Điều khiển công suất theo phương pháp đo 50 3.3.4 Điều khiển công suất đường lên đường cuống .51 Các thông số ảnh hưởng đến kỹ thuật điều khiển công suất .53 3.4.1 kích thước bước điều khiển công suất 54 3.4.2 Lỗi ước lượng SIR .54 3.4.3 Trễ vòng hồi tiếp 55 3.4.4 Tần số hoạt động 56 3.4.5 Lỗi kênh hồi tiếp 57 3.4.6 Trôi công suất 57 3.4.7 Ảnh hưởng fading sâu 57 SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn vi Đồ án tốt nghiệp 3.5 Điều khiển công suất W-CDMA 58 3.5.1 Kỹ thuật điều khiển công suất đường lên 58 3.5.1.1 Điều khiển công suất vòng mở đường lên 58 3.5.1.2 Điều khiển cơng suất vịng kín đường lên .61 3.5.2 Kỹ thuật điều khiển công suất đường xuống 69 3.5.2.1 Điều khiển cơng suất vịng mở đường xuống 69 3.5.2.2 Điều khiển công suất vịng kín đường xuống 70 Kết luận chương .74 CHƯƠNG - PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT THEO BƯỚC ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT PHÂN TÁN .75 4.1 4.2 4.3 Một số khái niệm sử dụng thuật toán .75 4.1.1 Nhiễu đồng kênh 75 4.1.2 Nhiễu lân cận .77 4.1.3 Hiện tượng gần xa 78 4.1.4 Tải lưu lượng 80 4.1.5 Cấp độ phục vụ 81 4.1.6 Hiệu suất đường trục 82 Phương pháp điều khiển công suất theo bước động 83 4.2.1 Khái niệm độ dự trữ công suất, cửa sổ công suất .83 4.2.2 Sự hoạt động mạng 84 4.2.3 Sự hoạt động UE .86 4.2.4 Công thức tính tốn .89 Phương pháp điều khiển công suất phân tán 92 4.3.1 Tổng quan .92 4.3.2 Mơ hình hệ thống 94 4.3.3 Thuật toán 95 SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp vii Kết luận chương .97 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 98 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 100 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT .101 LỜI CẢM ƠN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn viii Đồ án tốt nghiệp THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Ký hiệu 2G 3G 4G Tiếng Anh Second Generation Third Generation Four Generation Tiếng việt Hệ thống thông tin di động hệ Hệ thống thông tin di động hệ Hệ thống thông tin di động hệ A AC AICH ATM Amission Control Acquisition Indicator Channel Asynchoronous Transfer Mode AUC Authentication Center B BCCH Broadcast Control Chanel BCH Broadcast Channel BSC Base Station Controller BER Bit Error Ratio BTS Base Tranceiver Station C CCCH Common Control Channel CCTrCH Coded Composite Transport Channel CDMA Code Division Multiple Access CLPC Close Loop Power Control CM Connection Management CN Core Network COMC Communication Control CPCH Common Packet Channel CPICH Common Pilot Channel CS Channel Switch CTCH Common Traffic Channel SVTH: Bùi Quang Dũng Điều khiển cho phép Kênh thị bắt Truyền dẫn không đồng Trung tâm nhận thực Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Bộ điều khiển trạm gốc Tỷ lệ lỗi bit Trạm thu phát gốc Kênh điều khiển chung Kênh truyền ghép mã Đa truy nhập phân chia theo mã điều khiển cơng suất vịng kín Quản lý kết nối Mạng lõi Điều khiển thơng tin Kênh gói chung đường lên Kênh hoa tiêu chung Chuyển mạch kênh Kênh lưu lượng chung GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp ix D DC DCCH DCH DPC DPCCH Dedicated Control Dedicate Control Channel Dedicated Channel Distributed Power Control Dedicated Physical Control Channel DPDCH Delicated Physical Data Channel DSCH Dedicated Shared Channel DSS Dynamic Step Size DSSPC Dynamic Step Size Power Control DSSS Direct Sequence Spreading Spectrum DTCH Dedicated Traffic Channel Điều khiển riêng Kênh điều khiển riêng Các kênh truyền tải dành riêng Điều khiển công suấ phân tán Kênh điều khiển vật lý dành riêng Kênh vật lý số liệu dành riêng Kênh đường xuống dùng chung Kích thước Điều khiển cơng suất theo bước động Trải phổ dãy trực tiếp Kênh lưu lượng dành riêng E EDGE Enhanced Data rate for GSM Tăng tốc độ truyền dẫn cho GSM Evolution EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận dạng thiết bị F FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FCCH Frequency Correction Chanel Kênh hiệu chỉnh tần số FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số Access Frequency Hopping Spreading Trải phổ nhảy tần FHSS Spectrum FER Frame Error Ratio Tỷ số lỗi khung G GoS Grade of Service Chỉ số cấp độ phục vụ GC General Control Điều khiển chung GERAN GSM EDGE Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến dưa Network công nghệ EDGE GSM GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp GMSC GPRS GSM HDLA HE HLR HSPA IMEI IMT IS 136 IS 95 ISDN ITU LC MAC MAI MDC ME MS MSC MM MOBC x Gateway Mobile Service Tổng đài vô tuyến cổng Switching Center General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động toàn cầu H History Data Logic Analyzer Bộ phân tích liệu gốc Home Environment Mơi trường nhà Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú High Speed Package Access Truy nhập gói tốc độ cao I International Mobile Nhận dạng thiết bị di động quốc tế Equipment Identity International Mobile Tiêu chuẩn viễn thông di động tồn Telecommunication cầu Interim Standard 136 tiêu chuẩn thơng tin di động TDMA cải tiến Mỹ Interim Standard 95 Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến Mỹ Integrated Services Digital Mạng số đa dịch vụ tích hợp Network International Liên minh viễn thơng quốc tế Telecommunication Union L Load Control Điều khiển tải M Medium Access Control Lớp điều khiển truy nhập môi trường Multiple Access Interference Nhiễu đa truy cập Macro Diversity Bộ kết hợp phân tập vĩ mô Mobile Equipment Thiết bị di động Moblie Station Trạm di động Mobile Services Switching Trung tâm chuyển mạch di động Center Mobility Management Quản lý di động Mobile Control Điều khiển di động SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn 87 Đồ án tốt nghiệp tín hiệu người sử dụng khác BS gây không bị triệt tiêu Tỷ số cơng suất tín hiệu tạp âm đường lên SIR thuê bao xác định sau: SIR = SF α I intra Pr + I inter + P N (4.6) Trong SF hệ số trãi phổ, Pr công suất thu, α hệ số giảm trực giao (0≤ α ≤1) Iintra nhiễu gây tín hiệu BS, Iinter nhiễu gây tín hiệu từ BS khác PN công suất nhiệt tạp âm (nhiễu nền) Đối với đường lên, khơng có trực giao nên Ġ = Trước nén phổ SIR tính theo phương trình sau: SIR = Pr Iintra + Iinter + PN Sau nén phổ tổng công suất can nhiễu I = Iintra + Iinter +PN , SIR viết lại sau: SIR = SF Pr I o B w với: I = Io Bw hay SIR = SF (dB) +Pr (dB) – Io – 10 lg(Bw) (dB) (4.7) • Hệ số trải phổ SF = 3,84 Rt SF = 10lg hay 3,84 (dB) Rt (4.8) Trong đó: Rt tốc độ liệu (Mbps) • Khuếch đại cơng suất di động Pma = Pme - Lm - Gm ( dBm ) (4.9) Pma: công suất khuếch đại công suất di động (dBm) SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn 88 Đồ án tốt nghiệp Pme: ERP từ anten phát MS (dBm) Lm: suy hao cáp đầu khuếch đại công suất đầu vào anten MS (dB) Gm: tăng ích anten phát MS (dBm) • Cơng suất thu BS người sử dụng Pr = Pme + Lp + Al + Gt + Lt (dBm) (4.10) Pr: công suất kênh lưu lượng thu BS phục vụ từ MS (dBm) Lp: tổn hao truyền sóng trung bình MS BS (dB) Al: suy hao pha dinh chuẩn lg (dB) Gt: tăng ích anten thu BS (dB) Lt: tổn hao conector cáp thu BTS (dB) • Mật độ cơng suất MS khác BTS phục vụ Iutr = Pr + 10 lg(Nt - 1) + 10 lgCa – 10 lgBw (dBm/Hz) (4.11) Iutr: mật độ nhiễu giao thoa từ MS khác BTS phục vụ (dBm/Hz) Ca: hệ số tích cực thoại kênh lưu lượng (0,4 ÷ 0,6) Nt: số kênh lưu lượng tế bào xét Bw: độ rộng băng tần (Hz) • Mật độ nhiễu giao thoa từ trạm di động BTS khác Ictr = Iutr + 10 lg(1/ fr -1 ) (dBm/Hz) (4.12) Ictr: mật độ nhiễu giao thoa từ MS BS khác (dBm/Hz) fr: hệ số tái sử dụng tần số (0,6) • Mật độ nhiễu giao thoa từ MS khác BS phục vụ từ BS khác I tr = 10 lg (10 0,1 Iutr + 10 0,1 Ictr ) (dBm/Hz) (4.13) Itr: mật độ nhiễu giao thoa từ MS khác đến BS phục vụ từ BS khác (dBm/Hz) • Mật độ tạp âm nhiệt SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 89 N = 10 lg (290 * 1,38 10 -23 ) + Nf + 30 (dBm/Hz) (4.14) Trong đó: No: mật độ tạp âm nhiệt nhiệt độ tham khảo 290o K Nf: hệ số tạp âm máy thu BTS (dB) • Mật độ phổ công suất nhiễu I = 10 lg ( 10 0,1 Itr + 10 0,1 N0 ) (dBm/Hz) (4.15) Phương pháp điều khiển công suất phân tán (DPC) 4.3 4.3.1 Tổng quan Đa truy nhập phân chia theo mã băng rông W-CDMA kỹ thuật đa truy nhập sử dụng hệ thống thông tin di động hệ Mạng thông tin di động hệ tích hợp nhiều dịch vụ gồm âm thanh, liệu, hình ảnh, ảnh động vài kết hợp chúng Các loại lưu lượng khác khác tốc độ bit, tỷ lệ lỗi bit BER, độ ưu tiên truy cập Dung lượng WCDMA giới hạn nhiễu tổng cộng từ tất kết nối vô tuyến Nhiễu đa truy cập MAI (Multiple Access Interference) nhân tố ảnh hưởng đến dung lượng hệ thống, thiết kế việc giảm MAI làm tăng dung lượng Một kỹ thuật hiệu sử dụng để giảm MAI đáp ứng yêu cầu chất lượng điều khiển công suất truyền người sử dụng Thuật tốn điều khiển cơng suất phân thành điều khiển phân tán tập trung Nhiều nghiên cứu kỹ thuật phân tán tập trung điều khiển cơng suất tập trung chịu ảnh hưởng lớn điều khiển liệu phải chịu tình trạng mạng khơng bảo vệ Trong kỹ thuật điều khiển công suất phân tán DPC, trạm sử dụng công suất truyền thời Kỹ thuật phân tán đơn giản sử dụng thơng tin kỹ thuật tập trung Kỹ thuật phân tán yêu cầu đo nhiễu đường truyền trạm SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 90 tiếp tục truyền đến máy di động tương ứng Tuy nhiên kỹ thuật phân tán cần nhiều thời gian để tối thiểu hoá mức SIR Kỹ thuật điều khiển công suất sử dụng theo dạng tập trung yêu cầu thơng tin cường độ tín hiệu tất kết nối vô tuyến hoạt động mà không ý khả điều chỉnh công suất truyền Phương pháp gia tăng phức tạp mạng thơng tin chi tiết mạng di động nhiều tế bào liên quan yêu cầu kênh vô tuyến tập trung không sẵn sàng thời gian thực Ngược lại, kỹ thuật điều khiển công suất phân tán không yêu cầu thông tin trạng thái tập trung tất kênh riêng lẻ Thay vào đó, thích nghi mức cơng suất nhờ sử dụng phép đo vô tuyến cục bộ, ý tới thay đổi chất lượng dịch vụ đồng thời giải hiệu ứng tồn hệ thống tế bào Tuy nhiên, phương pháp không xét đến liên quan kết nối cho QoS kết nối hữu Trong hệ thống, mong muốn công suất truyền giảm đến mức tối ưu trì chất lượng thơng tin u cầu, đặc biệt kết cuối di động công suất truyền cung cấp pin DPC thuật toán điều khiển công suất phân tán sử dụng thông tin SIR sử dụng kỹ thuật lặp để điều khiển cơng suất truyền Thuật tốn có khả đạt mức SIR yêu cầu tối ưu hoá hoạt động mạng 4.3.2 Mơ hình hệ thống Mơ hình hệ thống sử dụng điều khiển công suất đường lên Giả thiết trạm di động (M), J thuê bao di động hệ thống Tại trạm M, tỷ số tín hiệu nhiễu nhận thuê bao thứ i là:  S   E b R i   i =  i =  I   N o.W  G Mi P i J ∑ G Mj p j + η M = γi (4.16) j≠i SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn 91 Đồ án tốt nghiệp Trong Eb lượng bit thơng tin No mật độ phổ công suất tạp âm Công suất truyền thuê bao thứ i pi giới hạn mức công suất cực đại là: Pi ≤ Pimax với ≤i≤j (4.17) Ri tốc độ liệu thuê bao thứ i, GMi độ lợi đường truyền thuê bao thứ i trạm M Giá trị GMi giả thiết Việc giả thiết hợp lý thuật toán điều khiển cơng suất hội tụ khoảng thời gian ngắn W độ rộng băng tần trải phổ, M nhiễu Do vậy, việc yếu điều khiển cơng suất tìm vector cơng suất dương p = (p1, p2 pJ) thoả mãn thoả mãn: γi ≥ γT ≤ i≤ J (4.18) Trong T mức SIR tối thiểu yêu cầu xác định dịch vụ hay môi trường BER 4.3.3 Thuật tốn Mỗi th bao điều khiển cơng suất truyền giới hạn cực đại dựa thơng tin mức cơng suất phép đo SIR Thuật toán DPC điều khiển mức SIR tất thuê bao để đạt SIR yêu cầu Chúng ta đề xuất thuật tốn điều khiển công suất phân tán sử dụng tham số thay đổi từ thuật toán truyền thống để cải thiện hiệu Hàm cơng suất vấn đề cần thiết để đạt mức SIR tối thiểu Nếu SIR thuê bao mức cực tiểu suốt thời gian điều khiển cơng suất kết nối thuê bao trạm gốc bị cắt Do vậy, tốc độ hội tụ liên quan đến dung lượng hệ thống Thuật tốn mô tả sau: SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn 92 Đồ án tốt nghiệp Bắt đầu Nhập số thuê bao j Các thông số chương trình i=1 Tính Poi J=0 (0) pi = Poi Sai j ≤ n -1 i = i+1 Đúng Đúng Công suất điều khiển pi(n) = ek (γT - γi(n)) + pi(n-1) i≤ J Sai j = j +1 Kết thúc Hình 4.9 Lưu đồ thuật tốn điều khiển cơng suất phân tán DPC pi(0) = p pi(n+1) (dBm) = ek (γT - γ (n)) i + pi(n) (dBm) (4.19) Trong k tham số dương theo kinh nghiệm chọn k = 0,1 tốt cho cho hầu hết hệ thống, k lớn tốc độ hội tụ chậm, k nhỏ SIR SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn 93 Đồ án tốt nghiệp dao động Chúng ta đạt tốc độ hội tụ nhanh cách tối ưu hố k pi(0) cơng suất truyền ban đầu thuê bao, pi(n+1) công suất truyền thuê bao thứ i vòng lặp thứ n, γi(n) SIR thuê bao thứ i vòng lặp thứ n Theo kết thực nghiệm n chọn khoảng 10-20 tối ưu Có trường hợp sau: Trường hợp 1: γi(n) < γT pi(n+1) < p i(n) Trường hợp 2: γi(n) > γT pi(n+1) > p i(n) Trường hợp 3: γi(n) = γT pi(n+1) = p i(n) Mục đích thuật tốn tăng hay giảm công suất truyền thuê bao liên quan SIRi nhận trạm M Bằng cách điều chỉnh thông số k hàm điều khiển công suất, hệ thống thoả mãn yêu cầu vận hành khác Kết luận chương Trong chương đề xuất hai phương pháp điều khiển công suất hệ thống thông tin di động hệ ba WCDMA phương pháp điều khiển công suất theo bước động DSSPC phương pháp điều khiển công suất phân tán DPC Đối với phương pháp điều khiển công suất theo bước động DSSPC tập trung vào điều khiển công suất truyền cách dùng khái niệm ngưỡng nhiều mức, lệnh điều khiển công suất TPC Bước động bù cho chậm phương pháp điều khiển công suất cố định cần bù nhanh công suất truyền cửa sổ chấp nhận được, cân ổn định hệ thống Trong đó, phương pháp điều khiển cơng suất phân tán DPC dùng thơng tin tỷ số tín hiệu nhiễu giao thoa SIR mức ngưỡng SIR(i) điều chỉnh cho phù hợp với đường truyền vô tuyến để đạt chất lượng đường truyền tốt Do DPC có khả đạt mức SIR yêu cầu hệ thống hoạt động ổn SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 94 định phương pháp điều khiển công suất truyền thống Tuy nhiên DPC cần nhiều thời gian để tối thiểu hoá mức SIR Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, nhiên hai phương pháp điều chỉnh công suất truyền hiệu phương pháp điều khiển công suất truyền thống Do hai phương pháp hi vọng sở để nghiên cứu nhằm điều khiển công suất cho số hệ thống thông tin di động hệ ba SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 95 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI • Kết luận Kỹ thuật điều khiển công suất W-CDMA kỹ thuật nghiên cứu mạnh mẽ toàn giới với khả truyền tốc độ cao, tính bền vững với fading, sử dụng băng thơng hiệu quả, tính bảo mật cao giảm độ phức tạp hệ thống thừa hưởng tất ưu điểm WCDMA W-CDMA cho hệ thống thông tin di động đưa vào sử dụng hệ thống tương lai Chính vậy, việc tìm hiểu thuật tốn điều khiển công suất hệ thống thông tin di động W-CDMA cần thiết có ý nghĩa thực tế Trong nội dung đồ án đề cập cách tổng quan hệ thống thông tin di động W-CDMA, nêu lên ưu điểm, khuyết điểm W-CDMA Từ để em tìm hiểu có nhìn tổng quát kỹ thuật điều khiển cơng suất W-CDMA dựa viêc ước tính tỷ số SIR, BER để đưa định điều khiển công suất Đi sâu vào nghiên cứu hai thuật tốn điều khiển cơng DSSPC DPC W-CDMA Tuy nhiên trình nghiên kỹ thuật điều khiển cơng suất cịn có nhiều hạn chế, thiếu sót Em cỗ gắng tìm hiểu thêm • Hướng phát triển đề tài Tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật tốn điều khiển cơng suất việc cải thiện chất lượng đường truyền, Xây dựng hệ thống thông tin kết hợp kỹ thuật điều khiển công suất anten thông minh để cải thiện chất lương kênh truyền tốt Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy Võ Trường sơn, thầy cô khoa Điện tử-Viễn thông trường Giao Thông Vận Tải Cơ Sở II tất bạn giúp đỡ em nhiều năm học vừa qua SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 96 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 97 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn 98 Đồ án tốt nghiệp LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình năm học tập mình, với truyền đạt bảo tận tình thầy mơn giúp em nắm bắt kiến thức q báu chun ngành kỹ thuật viễn thơng Điều trở thành hành trang thật thiết thực cho em công việc sống sau Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy: thạc sỹ Võ Trường Sơn, thầy tận tình hướng dẫn tạo điều kiện tốt cho em suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Em bày tỏ lịng cảm ơn đến gia đình, bạn bè thầy cô môn điện-điện tử giúp đỡ, động viên, cỗ vũ nhiều thời gian qua để em hồn thành tốt đồ án Em xin chân thành cám ơn Tp H Chí Minh, ngày … tháng ….năm 2010 SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn 99 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (02-2003), “Giáo trình thơng tin di động”, Nhà xuất Bưu Điện TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (12-2001), “Thông tin di động hệ 3”, Tập 1, Nhà xuất bảnBưu Điện TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, (12-2001) “Thông tin di động hệ 3”, Tập 2, Nhà xuất Bưu Điện TS Trần Hồng Quân, PGS TS Nguyễn Bính Lân, KS Lê Xuân Công, KS Phạm Hồng Kỳ, “Thông tin di động”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Văn Xô (6-2008), “Điều khiển công suất hệ thống MCCDMA”, Đề tài tốt nghiệp trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Nguyễn Viết Khải (11-2009), “Điều khiển công suất hệ thống WCDMA”, Đề tài tốt nghiệp trường Bưu Viễn Thơng Nguyễn Ngơ Hồng (8-2003), “Mối quan hệ khác biệt UMTS WCDMA” tạp chí bưu viễn thơng kỳ Ngô Hán Chiêu, Trần Quý, Ngô Duy Tân, Bài báo “Điều khiển công suất thông tin di động DS/CDMA” Tài liệu trực tuyến, (2006) http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16563, “Mạng thông tin di động tế bào”, Hồng Minh, OMC Vinaphone, Tạp chí Cơng nghệ thơng tin truyền thơng 10 KS Lê Xuân Dũng, Bài báo “Một thuật toán điều khiển công suất cho hệ thống tế bào CDMA” 11 Tài liệu trực tuyến http://www.eptit.edu.vn/Tinchuyennganh/Chitiettintuc SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 100 chuyennganh/tabid/12004/ArticleID/89072/tid/12002/language/viVN/D efaut aspx (2010) “Tiến đến hệ thống thông tin di động hệ thứ tư (4G) Cái nhìn từ nhiều khía cạnh”, Đàm Mỹ Hạnh, Học viện cơng nghệ Bưu viễn thơng – Trung tâm đào tạo từ xa Tiếng Anh 12 Siamak Naghian, Matti Rintamaki, Ramin Baghaie, “Dynamic Stepsize Power Control in UMTS” 13 Ling Lv, Shihua Zhu, Yonggang Wang, “A Distributed Power Control Algorithm for Wideband CDMA Cellular Mobile Systems”, Department of Information & Communication Engineering Xi’an’Jiaotong 14 Edoardo Amaldi, Antonio Capone, Member, IEEE, and Federico Malucelli, “Planning UMTS Base Station Location: Otimization Models With Power Control and Algorithms” 15 Yue Chen (2003)”Soft Handover Issues in Radio Resource Management for 3G WCDMA Networks”, Department of Electronic Engineering Queen Mary, University of London 16 Prof A Svensson (2002) “Analysic of the Soft Handover Procedure in Downlink Direction in UMTS WCDMA Systems”, Chalmers University of Technology Department of Signals and Systems SE-412 96 Goteborg, Sweden 17 Prof Riku Jantti, “Wideband Code Division Multiple Access Systems cr” “WCDMA network planning” 18 Syed Salmanul Haq Hashmi (21 th August 2003) “Application of Mobile Controllied Media on UMTS Networks”, Information and SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn Đồ án tốt nghiệp 101 Media Technology Techical University Hamburg-Hardurg, Alcatel SEL, Stuttgart 19 Dejan M Novakovic and Miroslav L Dukic, Belgrade, Yugoslavia, Faculity of Electrical Engineering, “Evolution of the Power Control Techniques for DS-CDMA toward 3G Wireless Communication Systems”, IEEE Communication Surveys SVTH: Bùi Quang Dũng GVHD Th.S: Võ Tr ường Sơn .. .Đồ án tốt nghiệp ii Xuất phát từ xu phát triển tầm quan trọng việc điều khiển công suất nên em định chọn đề tài ? ?Nghiên cứu thuật tốn điều khiển cơng suất W- CDMA? ?? Đồ án thực nghiên cứu, ... Chương 3: điều khiển công suất W- CDMA Chương trình bày ý nghĩa phân loại kỹ thuật điều khiển công suất Từ sâu vào phân tích kỹ thuật điều khiển công suất hệ thống thông tin di động hệ ba WCDMA Chương... 3.3 Phân loại điều khiển công suất 49 3.4 3.3.1 Điều khiển công suất phân tán tập trung 49 3.3.2 Điều khiển công suất cho đường lên đường xuống 50 3.3.3 Điều khiển công suất theo phương