Tổng quát chung
Thuật ngữ "thông tin di động" đã có từ lâu và đợc hiểu nh là có thể cung cấp một cách lu động trong quá trình thông tin Thông tin di động có thể thực hiện đ- ợc nhiều dịch vụ di động nh: truyền thoại, truyền số liệu, Fax, nhắn tin Trớc đây mạng lới thông tin di động chủ yếu đợc sử dụng trong lĩnh vực quân sự và ngày nay đã đợc thơng mại hoá và đợc đa vào sử dụng rộng rãi
Mạng vô tuyến tế bào (cellular) là một trong những ứng dụng lĩnh vực viễn thông có nhu cầu lớn nhất và phát triển nhanh nhất Ngày nay nó chiếm thị phần lớn và không ngừng tăng trong toàn bộ các thuê bao thế giới Trong tơng lai lâu dài, các hệ thống thông tin di động tế bào sử dụng kỹ thuật số đầy triển vọng sẽ trở thành phơng thức thông tin vạn năng.
Thông tin di động từ những lúc sơ khai với phơng pháp thông tin điểm-điểm rồi đến điện thoại không dây với các loại hình thông tin này đều có các đặc tính chung là phục vụ cho nhu cầu kéo dài mạng cố định qua hệ thống vô tuyến. Bớc phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động là tạo ra từ một mạng nhỏ có số thuê bao hạn chế và ngày càng đợc mở rộng phạm vi hoạt động
Từ những năm 80 các hệ thống thông tin di động tế bào đợc nghiên cứu và ứng dụng khai thác, với hệ thống này vùng phục vụ thông tin đợc chia thành các ô (cell) nhỏ, mỗi cell có một trạm thu phát (TRX) đảm nhiệm Toàn bộ hệ thống có một hay nhiều bộ chuyển mạch điều hành và chúng đợc kết nối với nhau thành một mạng thống nhất và cho phép các cuộc gọi đợc chuyển vùng từ cell này đến vùng của cell khác, từ nớc này đến nớc khác.
Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động
Thông tin di động đợc ứng dụng cho nghiệp vụ cảnh sát từ những năm 20 ở băng tần 2MHz Sau thế chiến thứ 2 mới xuất hiện thông tin di động điện thoại dân dụng (1939-1945) với kỹ thuật FM ở băng sóng 150MHz Năm 1948, một hệ thống thông tin di động hoàn toàn tự động đầu tiên ra đời ở Richmond -Indian Từ những năm 60, kênh thông tin di động có dải tần số 30Khz với kỹ thuật FM ở băng tần 450MHz đa hiệu suất sử dụng phổ tần tăng gấp 4 lần so với cuối thế chiến thứ 2.
Quan niệm về cellular bắt đầu từ cuối những năm 40 với Bell thay thế cho mô hình quảng bá với máy phát công suất lớn và Anten đặt cao, là những cell có diện tích bé có máy phát BTS công suất nhỏ, khi các cell ở cách nhau đủ xa thì có thể sử dụng lại cùng tần số Tháng 12/1971 đa ra hệ thống cellular kỹ thuật tơng tự, sử dụng phơng pháp điều tần FM, dải tần 850MHz Tơng ứng là sản phẩm thơng nghiệp AMPS với tiêu chuẩn do AT & T và MOTOROLAR của Mỹ đề xuất sử dụng đợc ra đời vào năm 1983 Đầu những năm 90 thế hệ đầu tiên của thông tin di động tế bào đã bao gồm hàng loạt các hệ thống ở các nớc khác nhau nh:
TACS, NMTS, NAMTS, C, Tuy nhiên các hệ thống này không thoả mãn đợc nhu cầu ngày càng tăng của nhu cầu sử dụng và trớc hết là về dung lợng Mặt khác các tiêu chuẩn hệ thống không tơng thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ rộng nh mong muốn (việc liên lạc ngoài biên giới là không thể) Những vấn đề trên đặt ra cho thế hệ 2 thông tin di động tế bào phải lựu chọn giải pháp kỹ thuật: kỹ thuật tơng tự hay kỹ thuật số Các tổ chức tiêu chuẩn hoá đa số đều lựa chọn kỹ thuật số.
Trớc hết kỹ thuật số bảo đảm chất lợng cao hơn trong môi trờng nhiễu mạnh và khả năng tiềm tàng về một dung lợng lớn hơn.
Sử dụng kỹ thuật số có u điểm sau:
Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn. Mã hoá tín hiệu thoại với tốc độ ngày càng thấp cho phép ghép nhiều kênh thoại hơn và dòng bít tốc độ chuẩn.
Giảm tỉ lệ tin tức báo hiệu dành tỉ lệ tin tức lớn hơn cho ngời sử dụng áp dụng kỹ thuật mã hoá kênh và mã hoá nguồn của kỹ thuật truyền dẫn số
Hệ thống số chống nhiễu kênh chung CCI (Cochannel Interference) và chống nhiễu kênh kề ACI (Adjacent-Channel Interference) hiệu quả hơn Điều này cuối cùng làm tăng dung lợng của hệ thống. Điều khiển động cho cấp phát kênh liên lạc làm cho việc sử dụng tần số hiệu quả hơn.
Có nhiều dịch vụ mới nhận thực, số liệu, mật mã hoá và kết nối với ISDN. Điều khiển truy nhập và chuyển giao hoàn hảo hơn, dung lợng tăng, báo hiệu liên tục đều dễ dàng xử lý bằng phơng pháp số.
Hệ thống thông tin di động tế bào thế hệ thứ hai có ba tiêu chuẩn chính:
GMS, IS - 54 (bao gồm cả tiêu chuẩn AMPS), JDC.
Tuy nhiên các hệ thông thông tin di động thế hệ thứ hai cũng tồn tại một số nhợc điểm nh sau: Độ rộng dải thông băng tần của hệ thống là bị hạn chế nên việc ứng dụng các dịch vụ dữ liệu bị hạn chế, không thể đáp ứng đợc các yêu cầu phát triển cho các dịch vụ thông tin di động đa phơng tiện cho tơng lai, đồng thời tiêu chuẩn cho các hệ thống thế hệ thứ hai là không thống nhất do Mỹ và Nhật sử dụng TDMA băng hẹp còn Châu Âu sử dụng TDMA băng rộng nhng cả 2 hệ thống này đều có thể đợc coi nh là sự tổ hợp của FDMA và TDMA vì ngời sử dụng thực tế dùng các kênh đợc ấn định cả về tần số và các khe thời gian trong băng tần Do đó việc thực hiện chuyển mạng toàn cầu gặp phải nhiều khó khăn. Bắt đầu từ những năm cuối của thập niên 90 hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba ra đời bằng kỹ thuật đa truy nhập CDMA và TDMA cải tiến Lý thuyết về
CDMA đã đợc xây dựng từ những năm 1950 và đợc áp dụng trong thông tin quân sự từ những năm 1960 Cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những năm 1980, CDMA đã đợc thơng mại hoá từ phơng pháp thu GPRS và Ommi-TRACKS, phơng pháp này cũng đã đợc đề xuất trong hệ thống tổ ong của QUALCOM - Mỹ vào năm 1990.
Trong thông tin CDMA thì nhiều ngời sử dụng chung thời gian và tần số, mã
PN (tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tơng quan chéo thấp đợc ấn định cho mỗi ngời sử dụng Ngời sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã
PN đã ấn định Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên nh ở đầu phát và khôi phục lại tín hiệu dự định nhờ việc trải phổ ngợc các tín hiệu đồng bộ thu đợc.
So với hai hệ thống thông tin di động thứ nhất và thứ hai thì hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba là hệ thống đa dịch vụ và đa phơng tiện đợc phủ khắp toàn cầu Một trong những đặc điểm của nó là có thể chuyển mạng, hoạt động mọi lúc, mọi nơi là đều thực hiện đợc Điều đó có nghĩa là mỗi thuê bao di động đều đợc gán một mã số về nhận dạng thông tin cá nhân, khi máy ở bất cứ nơi nào, quốc gia nào trên thế giới đều có thể định vị đợc vị trí chính xác của thuê bao Ngoài ra hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba là một hệ thống đa dịch vụ, thuê bao có thể thực hiện các dịch vụ thông tin dữ liệu cao và thông tin đa ph- ơng tiện băng rộng nh: hộp th thoại, truyền Fax, truyền dữ liệu, chuyển vùng quốc tế, Wap để truy cập vào mạng Internet, đọc báo chí, tra cứu thông tin, hình ảnh Do đặc điểm băng tần rộng nên hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba còn có thể cung cấp các dịch vụ truyền hình ảnh, âm thanh, cung cấp các dịch vụ điện thoại thấy hình
Câú hình hệ thống thông tin di động
Hệ thống điện thoại di động tổ ong bao gồm có ba phần chính là máy di động
MS (Mobile Station), trạm gốc BS (Base Station), và Tổng đài di động (MSC).
Hệ thống điện thoại di động tổ ong bao gồm các máy điện thoại di động trên ô tô (hay xách tay), BS và MSC (trung tâm chuyển mạch điện thoại di động). Máy điện thoại di động (MS) bao gồm các bộ thu/phát RF, anten và bộ điều khiển, BS bao gồm các bộ thu/phát RF để kết nối máy di động với MSC, anten, bộ điều khiển, đầu cuối số liệu và nguồn.
MSC sử lý các cuộc gọi đi và đến từ mỗi BS và cung cấp chức năng điều khiển trung tâm cho hoạt động của tất cả các BS một cách hiệu quả và để truy nhập vào tổng đài của mạng điện thoại công cộng Chúng bao gồm bộ phận điều khiển, bộ phận kết nối cuộc gọi, các thiết bị ngoại vi và cung cấp chức năng thu thập số liệu cớc đối với các cuội gọi đã hoàn thành.
Các máy di động, BS và MSC đợc liên kết với nhau thông qua các đờng kết nối thoại và số liệu Mỗi máy di động sử dụng một cặp kênh thu/phát RF Vì các kênh lu lợng không cố định ở một kênh RF nào mà thay đổi thành các tần số RF khác nhau phụ thuộc vào sự di chuyển của máy di động trong suốt quá trình cuộc gọi nên cuộc gọi có thể đợc thiết lập qua bất cứ một kênh nào đã đợc xác định trong vùng đó Cũng từ những quan điểm về hệ thống điện thoại di động mà thấy rằng tất cả các kênh đã đợc xác định đều có thể bận do đã đợc kết nối một cách đồng thời với các máy di động.
Bộ phận điều khiển của MSC, là trái tim của hệ thống tổ ong, sẽ điều khiển, sắp đặt và quản lý toàn bộ hệ thống.
Tổng đài tổ ong kết nối các đờng đàm thoại để thiết lập cuộc gọi giữa các máy thuê bao di động với nhau hoặc các thuê bao cố định với các thuê bao di động và trao đổi các thông tin báo hiệu đa dạng qua đờng số liệu giữa MSC và
Với hệ thống này, do các máy phát thờng có công suất lớn hơn nhiều (500W) so với các máy di động (25W) Và đơng nhiên anten của máy di động thờng ở mức thấp hơn nhiều so với anten phát Để cự ly thông tin của hệ thống đợc nh nhau theo cả hai chiều, ngời ta thờng dùng các trạm đầu xa chứa các máy thu.Các trạm đầu xa này sẽ thu nhận tín hiệu phát của máy di động và gửi chuyển tiếp tín hiệu đó trở lại bộ điều khiển hệ thống để xử lý.
Tới PSTN hoặc các mạng khác Tới PSTN hoặc các mạng khác
Hình 1.3: Hệ thống tế bào điển hình.
Trong khi đó, đối với mạng tế bào ngời ta lại bố trí các máy thu/phát trong vô số các tế bào nhỏ trong phạm vi của vùng bao phủ Các máy thu/phát đợc điều khiển bởi một bộ xử lý trung tâm hoặc một tổng đài, sao cho thuê bao có thể di chuyển giữa các cell mà dịch vụ vẫn đợc duy trì Điều này cho phép tái sử dụng lại tần số và tạo điều kiện để mạng tế bào có tiềm năng dung lợng lớn hơn nhiều so với các hệ thống thông tin di động trớc đây.
Các thông tin thoại và báo hiệu giữa máy di động và BS đợc truyền đi qua kênh RF, các đờng kết nối thoại và số liệu cố định đợc sử dụng để truyền các thông tin thoại và báo hiệu giữa BS và MSC.
Các phơng pháp đa truy nhập trong thông tin di động
Nguyên tắc chung
Để làm tăng dung lợng của dải vô tuyến dùng trong một lĩnh vực nào đó, và có thể cho phép nhiều ngời cùng khai thác chung một tài nguyên trong cùng thời điểm, chẳng hạn nh trong thông tin di động thì ngời ta phải sử dụng kỹ thuật đa truy nhập Hiện nay có ba hình thức đa truy nhập khác nhau là:
Thoại analog §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè FDMA (Frequency Division Multiple Access). §a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian TDMA (Time Division Multiple Access). Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access). Liên quan đến việc ghép kênh là dải thông mà mỗi kênh hoặc mỗi mạch chiếm trong một băng tần nào đó Trong mỗi hệ thống ghép kênh đều sử dụng khái niệm đa truy nhập, điều này có nghĩa là các kênh vô tuyến đợc nhiều thuê bao dùng chung chứ không phải là mỗi khách hàng đợc gán cho một tần số riêng.
4.2 §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè
Đối với các hệ thống tế bào hiện đang sử dụng kỹ thuật ghép kênh FDMA, đều chia toàn bộ băng tần đợc phân phối cho một nhà khai thác mạng tế bào (Khoảng 25 MHz) thành các kênh rời rạc Vì mỗi kênh thờng có độ rộng dải là
30 KHz, cho nên hệ thống có tất cả 832 kênh khả dụng Mỗi cuộc đàm thoại cần sử dụng hai tần số, cho nên mỗi nhà khai thác có 416 cặp tần số khả dụng Mỗi cặp có thể gán cho một thuê bao mạng tế bào vào bất kỳ lúc nào.
Thiết bị di động sử dụng kỹ thuật FDMA ít phức tạp hơn so với các thiết bị sử dụng các kỹ thuật ghép kênh khác và nói chung giá thành cũng rẻ hơn Tuy nhiên, do mỗi kênh cần dùng một máy phát và một máy thu riêng biệt Cho nên
FDMA đòi hỏi rất nhiều thiết bị tại vị trí trạm gốc Kỹ thuật FDMA có khả năng sử dụng đợc với cả các hệ thống truyền dẫn số (Digital) lẫn các hệ thống truyền dẫn tơng tự (Analog).
Sau đây là minh hoạ về kỹ thuật FDMA sử dụng cho hệ thống tế bào analog ở Hoa Kỳ:
Nh vậy, mỗi kênh chiếm dải thông và đáp ứng cho một cuộc đàm thoại Tần số của mỗi kênh tuy khác nhau nhng trong cùng thời gian thì nhiều máy vô tuyến có thể truy nhập tới đợc.
4.3 §a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian
Đa truy nhập phân chia theo mã
Trong kỹ thuật CDMA, tín hiệu mang thông tin (ví dụ nh tiếng nói) đợc biến đổi thành tín hiệu digital, sau đó đợc trộn với một mã giống nh mã ngẫu nhiên. Tín hiệu tổng cộng, tức tiếng nói cộng với mã giả ngẫu nhiên, khi đó đợc phát trong một dải tần rộng nhờ một kỹ thuật gọi là trải phổ.
Không giống FDMA hay TDMA, truyền dẫn trải phổ mà CDMA sử dụng đòi hỏi các kênh có dải thông tơng đối rộng (Thờng là 1,25 MHz) Tuy nhiên theo tính toán lý thuyết thì CDMA có thể chứa đợc số thuê bao lớn gấp khoảng
20 lần mà FDMA có thể có trong một dải thông tổng cộng nh nhau
Hình vẽ dới đây là một minh hoạ của kỹ thuật CDMA Dải thông tăng từ 30
KHz lên 1,25 MHz, nhng trong dải thông này bây giờ còn xấp xỉ 20 cuộc đàm thoại Mỗi đờng thoại analog trớc hết đợc biến đổi thành digital nhờ bộ biến đổi
A/D đúng nh với TDMA Tuy nhiên sau đó thêm một bớc nữa là chèn một mã đặc biệt qua một bộ tạo mã Sau đó tín hiệu đợc phát đi, trải rộng thêm 1,25 MHz dải thông chứ không chiếm một khe thời gian riêng trong dải này
11 1 1 ch-ơng II ch-ơng II Tổng quan công nghệ CDMA
CDMA là gì?
Trớc khi tìm hiểu khái niệm CDMA, trớc hết ta hãy xem xét khái niệm đa truy nhập trong hệ thống thông tin di động.
II.1.1 Đa truy nhập là gi? Đa truy nhập là phơng pháp dùng một trạm gốc phục vụ cho nhiều thuê bao di động Hay cũng có thể nói đa truy nhập là cách thức để nhiều ngời sử dụng có thể sử dụng chung trên một kênh mà không bị ảnh hởng lẫn nhau.
Có ba loại đa truy nhập là: FDMA, TDMA và CDMA (Ngoài ra hiện nay còn có cả phơng pháp phân tách kênh theo bớc sóng: WDMA, nhng về bản chất có thể coi nó gần nh là FDMA)
II.1.2 Khái niệm về trải phổ.
CDMA là hệ thống đa truy nhập theo mã dựa trên kỹ thuật điều chế trải phổ, các thuê bao sử dụng chung tần số và thời gian và đợc phân biệt nhau bằng một mã duy nhất gọi là mã trải phổ (hay dãy tạp âm giả ngẫu nhiên PN) để trải phổ.
Mã trải phổ này có tốc độ cao hơn nhiều so với tốc độ của tín hiệu thông tin cần truyền đi Do vậy sau khi nhân với tín hiệu thông tin với mã trải phổ thì phổ tần đợc trải rộng ra lớn hơn nhiều so với phổ tần của tín hiệu thông tin Phơng pháp này làm cho năng lợng tín hiệu cần truyền đợc dàn trải trên toàn bộ băng tần trải phổ lớn hơn nhiều băng thông cần thiết để truyền thông tin Do vậy tại đầu ra của bộ điều chế phía phát tín hiệu có phổ rộng hơn nhiều lần tín hiệu thông tin đồng thời có mật độ phổ công suất thấp Tại phía thu chỉ có những máy thu có hàm t - ơng quan trực giao giữa tín hiệu thu đợc với bản sao chính xác của tín hiệu trải phổ phía phát mới có khả năng giải điều chế và thu đợc tín hiệu thông tin cần thiết Nh vậy trong hệ thống này mỗi thuê bao có mã riêng và việc thu nhận tín hiệu chỉ đợc thực hiện khi có mã tơng quan phù hợp.
Có bốn kỹ thuật trải phổ cơ bản là: Trải phổ dãy trực tiếp (DS: DirectedSequence), trải phổ nhảy tần (FH: Frequency Hopping), hệ thống dịch thời gian(TH:Time Hopping) và hệ thống lai (Hybrid).
- Trải phổ dãy trực tiếp: tín hiệu mang thông tin đợc nhân trực tiếp mã trải phổ tốc độ cao.
- Trải phổ nhảy tần: Mã trải phổ điều khiển bộ tạo dao động sóng mang làm tần số sóng mang thay đổi tại sau đó sóng mang này lại đợc điều chế với dữ liệu.
- Trải phổ dịch thời gian: Trong kỹ thuật này, dữ liệu có tốc độ dòng bit không đổi R đợc phân phối khoảng thời gian truyền dẫn dài hơn thời gian cần thiết để truyền đi dòng tin này bằng cách truyền dẫn thông thờng Dòng bit số đợc gửi đi theo sự điều khiển của mã nhảy thời gian Vì vậy có thể nói dòng bít đã bị trải ra theo thời gian và phía thu bất hợp pháp không thể biết tập con dữ liệu nào đang đợc sử dụng.
Hệ thống lai: Bên cạnh các hệ thống đã miêu tả ở trên, điều chế hybrid của hệ thống DS và FH đợc sử dụng để cung cấp thêm các u điểm cho đặc tính tiện lợi của mỗi hệ thống Thông thờng đa số các trờng hợp sử dụng hệ thống tổng hợp bao gồm (1) FH/DS, (2) TH/FH và (3) TH/DS Các hệ thống tổng hợp của hai hệ thống điều chế trải phổ sẽ cung cấp các đặc tính mà một hệ thống không thể có đợc Một mạch không cần phức tạp lắm có thể bao gồm bởi bộ tạo dãy mã và bộ tổ hợp tần số cho trớc.
II.1.3 Trải phổ dãy trực tiếp.
Hệ thống DS (nói chính xác là sự điều chế các dãy mã đã đợc điều chế thành dạng sóng điều chế trực tiếp) là hệ thống đợc biết đến nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ Chúng có dạng tơng đối đơn giản vì chúng không yêu cầu tính ổn định nhanh hoặc tốc độ tổng hợp tần số cao.
Trong hệ thống trải phổ này, tín hiệu dữ liệu đợc nhân trực tiếp với mã trải phổ, sau đó tín hiệu đợc điều chế sóng mang băng rộng
Máy thu thờng sử dụng giải điều chế nhất quán để nén tín hiệu trải phổ, và sử dụng mã trải phổ nội bộ đợc đồng bộ với dãy mã của tín hiệu thu đợc Điều này đợc đồng bộ bởi khối bám và đồng bộ mã.
Sau khi nén phổ nhận đợc tín hiệu dữ liệu đã điều chế, và sau khi qua bộ giải điều chế tín hiệu (thờng là giải điều chế PSK) ta có đợc dữ liệu ban đầu.
Các đặc tính của trải phổ trực tiếp:
Nếu có nhiều ngời cùng sử dụng một kênh cùng một thời điểm thì có nhiều tín hiệu DS cùng chồng lên nhau về mặt thời gian và tần số Máy thu thực hiện giải điều chế nhất quán để giải điều chế mã Nhờ đó sẽ tập chung công suất của tín hiệu ngời sử dụng quan tâm vào trong băng tần thông tin nếu mức tơng quan giữa các dãy mã của các ngời sử dụng khác nhau là nhỏ thì việc giải điều chế chỉ đa ra một phần rất nhỏ của công suất các tín hiệu nhiễu trong băng tần thông tin Có nghĩa là phổ tín hiệu của ngời sử dụng mà ta đang quan tâm sẽ đợc co hẹp lại, trong khi phổ tần của những ngời sử dụng khác vẫn đợc trải rộng trên băng tần truyền dẫn Nh vậy chỉ có công suất tín hiệu của ngời sử dụng đó trong băng tần thông tin là lớn
Nếu dãy mã có hàm tự tơng quan là lý tởng thì hàm tơng quan băng 0 (band
0) trong khoảng [- Tc, Tc ] với Tc là thời gian tồn tại của một chíp Nghĩa là nếu nhận đợc hai tín hiệu: một là tín hiệu mong muốn và một là tín hiệu đó nhng trễ đi một khoảng thời gian lớn hơn 2Tc thì việc giải điều chế sẽ coi tín hiệu đó nh một tín hiệu nhiễu và chỉ mang một phần rất nhỏ công suất nhiễu vào trong băng tần thông tin.
Việc nhân nhiễu băng hẹp có trong tín hiệu thu đợc với mã băng rộng sẽ làm trải phổ nhiễu băng hẹp Vì vậy nhiễu băng hẹp có trong băng tần thông tin giảm đi với hệ số bằng tăng ích do sử lý Gp.
- Xác suất phát hiện thấp:
Do tín hiệu dãy trực tiếp sử dụng toàn bộ phổ tín hiệu tại mọi thời điểm nên mật độ phổ công suất truyền dẫn (W/Hz) rất thấp Vì vậy nếu không có dãy mã trải phổ tơng ứng thì rất khó khăn trong việc phát hiện tín hiệu DS.
Ưu nhợc điểm của DS-CDMA ¦u ®iÓm:
- Mã hoá dữ liệu đơn giản có thể chỉ thực hiện bằng một bộ nhân
- Bộ tạo sóng mang đơn giản do chỉ có một sóng mang đợc phát đi
- Có thể thực hiện giải điều chế nhất quán tín hiệu trải phổ
- Khó đồng bộ giữa tín hiệu mã nội bộ và tín hiệu thu
- Do nhợc điểm trên kết hợp với đặc điểm các băng tần liên tục lớn không sẵn có nên băng tần trải phổ bị hạn chế là 10-20 MHz
Các thuộc tính CDMA
Trong phần này ta sẽ sét đến các đặc tính của hệ thống CDMA Nhờ những đặc tính này mà hệ thống CDMA có những u điểm vợt trội so với các hệ thống thông tin di động khác Sau đây ta sẽ đi chi vào phân tích chi tiết từng đặc tính một để từ đó nhận ra đợc u khuyết điểm của hệ thống CDMA.
II.2.1 Đa dạng phân tập.
Trong hệ thống điều chế băng hẹp nh điều chế FM analog sử dụng trong hệ thống điện thoại tổ ong thế hệ đầu tiên thì tính đa đờng tạo nên nhiều fading nghiêm trọng Tính nghiêm trọng của vấn đề fading đa đờng đợc giảm đi trong điều chế CDMA băng rộng vì các tín hiệu qua các đờng khác nhau đợc thu nhận một cách độc lập nhờ sử dụng phân tập.
Nhng hiện tợng fading xảy ra một cách liên tục trong hệ thống này do fading đa đờng không thể loại trừ hoàn toàn đợc vì với các hiện tợng fading đa đờng xảy ra liên tục đó thì bộ giải điều chế không thể xử lý tín hiệu thu một cách độc lập đợc.
Phân tập là một hình thức tốt để làm giảm fading, có 3 loại phân tập là theo thời gian, theo tần số và theo khoảng cách.
II.2.1.1 Ph©n tËp theo thêi gian. Đạt đợc nhờ sử dụng việc chèn và mã sửa sai Việc chèn dữ liệu làm nâng cao chất lợng của việc sửa lỗi bằng cách trải các lỗi trên trục thời gian Các lỗi trên thực tế thờng xuất hiện khi gặp chớng ngại vật, do đó khi số liệu đợc tách, các lỗi trải ra trên một khoảng thời gian lớn hơn Trong CDMA sử dụng phơng pháp mã hoá xoắn trong bộ phát và giả mã Viterbi.
Một dạng khác của phân tập thời gian xuất hiện tại trạm gốc khi truyền dữ liệu với tốc độ giảm Khi phát tốc độ dữ liệu giảm (thời gian lặng trong các cuộc thoại) trạm gốc lặp lại dữ liệu để tốc độ phát đạt tới tốc độ cao nhất Trạm gốc cũng giảm công suất truyền khi nó hoạt động với tốc độ dữ liệu giảm Sự d thừa thêm vào trong tín hiệu truyền này dẫn đến ít nhiễu giao thoa hơn và cải thiện hoạt động ở bộ thu của máy di động trong vùng nhiễu cao.
II.2.1.2 Ph©n tËp theo tÇn sè.
Hệ thống CDMA băng rộng ứng dụng phân tập theo tần số nhờ việc mở rộng công suất tín hiệu trong một băng tần rộng Mặt khác nhiễu trong thời điểm nhất định chỉ sảy ra tại một đoạn băng tần hẹp cụ thể nào đó Do vậy các sự giảm tín hiệu vô tuyến chỉ ảnh hởng tới một phần độ rộng băng tín hiệu CDMA, phần lớn thông tin là nhận đợc Kết quả là với một phần nhỏ thông tin bị sai lệch thì tại đầu thu ta dễ dàng khôi phục lại thông tin ban đầu
II.2.1.3 Phân tập theo không gian.
Phân tập theo không gian hay theo đờng truyền có thể đạt đợc theo 3 phơng pháp sau:
Thiết lập nhiều đờng báo hiệu (chuyển vùng mềm) để kết nối máy di động đồng thời với hai hoặc nhiều BTS
Sử dụng môi trờng đa đờng qua chức năng trải phổ giống nh bộ thu quét thu nhận và tổ hợp các tín hiệu phát với các tín hiệu phát khác trễ thời gian.
Đặt nhiều anten tại BS Mỗi trạm thu phát sử dụng 2 anten thu để loại bỏ fađing tốt hơn.
Trong hệ thống CDMA đặc tính phân tập đợc thực hiện triệt để và dễ dàng hơn so với các hệ thống khác Ngoài những hình thức phân tập nh trên, trong hệ thống
CDMA còn có một hình thức phân tập đặc trng là phân tập theo luồng
II.2.1.4 Phân tập theo luồng. Đối với tín hiệu vô tuyến ngời ta thờng thu đợc nhiều hơn một luông tín hiệu từ máy phát đến máy thu Hiện tợng này đợc gọi là hiện tợng đa luồng xẩy ra khi
Mạch quyết đinh tín hiệu truyền đi đợc phản xạ trên vật cản trong môi trờng truyền dẫn Tín hiệu phản xạ kết hợp với tín hiệu thu đợc trực tiếp tạo ra sự thay đổi về cờng độ tín hiệu Khi bộ thu băng hẹp qua những điểm cờng độ mạnh, yếu của tín hiệu sẽ gây ra hiện tợng thay đổi đột ngột chất lợng tín hiệu.
Ngợc lại hiện tợng đa luồng lại gây ảnh hởng có lợi đối với tín hiệu CDMA Bộ thu RAKE CDMA có thể sử dụng đợc tín hiệu từ các luồng khác nhau để cải thiện chất lợng tín hiệu Bộ thu CDMA có một số đầu thu có khả năng nhận tín hiệu từ các luồng khác nhau sắp xếp lại các tín hiệu về mặt thời gian và cộng lại với nhau để tạo thành một tín hiệu tốt hơn bất kì thành phần tín hiệu riêng biệt nào Sau đây ta sét nguyên lí hoạt động của bộ thu tín hiệu đa đờng (máy thu
II.2.1.5 Nguyên lí máy thu RAKE.
Sóng vô tuyến có thể đến máy thu từ nhiều đờng khác nhau các tín hiệu này thờng lệch pha nhau do có sự khác nhau về khoảng cách lan truyền giữa các luồng Hiện tợng này thờng xảy ra khi sóng mang đợc phản xạ nhiều lần từ các vật cản trên đờng truyền Những tín hiệu phản xạ này kết hợp với các sóng mang trực tiếp tạo ra sự thay đổi về cờng độ tín hiệu thu đợc, có thể làm giảm nghiêm trọng đến tín hiệu thu, nhất là khi bộ thu đi qua những điểm cực tiểu có thể gây ra sự rơi cuộc gọi đối với các máy di động TDMA, analog.
Tuy nhiên trong máy thu CDMA hiện tợng đa đờng Nhà nớcày lại có lợi Bộ thu RAKE của máy thu CDMA lại có thể sử dụng tín hiệu từ các luồng khác nhau để cải thiện chất lợng của tín hiệu Bộ thu RAKE có một số đầu thu có khả năng nhận tín hiệu từ các luồng khác nhau, sắp xếp lại các tín hiệu về mặt thời gian và cộng các tín hiệu này lại với nhau Các tín hiệu thu đợc từ các luồng khác nhau sẽ đợc giữ lại dịch thời gian và cuối cùng đợc cộng lại với nhau để tạo nên một tín hiệu tốt hơn bất kỳ một thành phần tín hiệu riêng biệt nào Sự cộng các tín hiệu lại với nhau sẽ làm tăng cờng độ của tín hiệu và tăng chất lợng thông tin. Fading có thể xuất hiện trong mỗi tín hiệu thu nhng không có sự tơng quan giữa các đờng thu Vì vậy tổng các tín hiệu thu đợc có độ tin cậy cao vì khả năng có fading đồng thời trong tất cả các tín hiệu thu đợc là rất thấp.
II.2.2 Điều khiển công suất.
Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất 2 chiều (từ BS đến máy di động và ngợc lại) để cung cấp một hệ thống có dung lợng lu lợng lớn, chất lợng dịch vụ cuộc gọi cao và các lợi ích khác Mục đích của điều khiển công suất phát của máy di động là điều khiển công suất phát của máy di động sao cho tín hiệu phát của tất cả các máy di động trong một vùng phục vụ ở mức thấp nhất cần thiết, vừa đủ để đảm bảo yêu cầu tối thiểu mà không gây ra nhiễu quá mức lên các tín hiệu khác Nh vậy sẽ đảm bảo tỷ lệ tín hiệu/nhiễu giao thoa (S/N) cực tiểu cần thiết tại các trạm gốc
Ta xét riêng cho từng tuyến đờng lên và đờng xuống nh sau:
Đối với tuyến lên điều khiển công suất có hai chức năng:
- Cân bằng công suất mà BS nhận từ mỗi MS, nhờ đó khắc phục hiệu ứng gần xa, hiệu ứng che khuất tăng dung lợng hệ thống.
- Tối thiểu hoá mức công suất phát đi bởi mỗi MS sao cho vẫn đảm bảo chất l- ợng dịch vụ tin cậy Nhờ đó giảm nhiễu đồng kênh, tăng dung lợng tránh nguy hại cho sức khoẻ, kéo dài tuổi thọ nguồn công suất MS
Đối với tuyến xuống điều khiển công suất :
- Đảm bảo phủ sóng với chất lợng tốt cho những vùng tồi nhất trong vùng phục vô.
Đánh giá chung về hệ thống CDMA
II.3.1 Đánh giá về mặt dung lợng.
Trong thông tin di động tế bào, để đánh giá về dung lợng của hệ thống ngời ta thờng dựa vào các tiêu chuẩn sau:
+ Số ngời sử dụng lớn nhất trên một độ rộng băng tần.
+ Số ngời sử dụng lớn nhất trong một tế bào.
+ Tổng số ngời sử dụng trên một vùng diện tích đợc bao phủ của các tế bào.
Dung lợng của hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng kỹ thuật trải phổ bị giới hạn bởi nhiễu, trong khi dung lợng của các hệ thống thông tin vô tuyến truyền thống bị giới hạn bởi số kênh tín hiệu không gây ra nhiễu nhờ sự phân tách chúng về mặt thời gian hoặc tần số Do dung lợng hệ thống trải phổ phụ thuộc vào nhiễu nên điều khiển công suất rất quan trọng đối với dung lợng tổng cộng của hệ thống.
Trong trờng hợp mạng có nhiều ô, mỗi ô chia thành 3 sector và tính đến yếu tố tích cực của thoại thì dung lợng của hệ thống CDMA là lớn nhất.
II.3.2 Dịch vụ chất lợng cao.
Sự chuyển giao mềm cung cấp cho thuê bao một dịch vụ chuyển giao hoàn hảo, đạt đợc chất lợng thoại cao hơn ít bị rớt cuộc gọi hơn
Hệ thống thu sử dụng kỹ thuật thu đa đờng làm nâng cao chất lợng tín hiệu thoại.
Bộ giải mã tốc độ thay đổi cung cấp sự tái tạo thoại tốc độ cao và thoại số Do đó có khả năng cung cấp đợc thoại có chất lợng cao Bộ mã hoá tiếng nói tăng đ- ợc chất lợng thoại nhờ nén tạp âm nền Bất kỳ một tạp âm nào ở dạng hằng số, chẳng hạn nh tiếng ồn , đều có thể đợc loại bỏ Tạp âm nền không đổi đợc bộ mã hoá xem nh tạp âm không mang thông tin và nhanh chóng loại bỏ tạp âm này. Độ rõ nét của thoại trong môi trờng ồn ào đợc tăng cờng chẳng hạn nh trong ô tô, hay tại những nơi công cộng ồn ào. Điều khiển công suất nghiêm ngặt Điều khiển công suất CDMA không chỉ có khả năng tăng đợc dung lợng của hệ thống mà còn có khả năng tăng chất lợng thoại bằng việc giảm tới mức tối thiểu và chống lại ảnh hởng của nhiễu Điều khiển công suất CDMA nhằm giảm tới mức tối thiểu mức cờng độ tín hiệu tổng đủ để duy trì chất lợng cuộc gọi.
- Sử dụng các kỹ thuật phân tập.
- Khả năng phát hiện và sửa lỗi cao.
II.3.3 Khả năng bảo mật.
Tín hiệu truyền đi chỉ có thể đợc nén phổ và khôi phục dữ liệu ban đầu khi máy thu biết mã trải phổ sử dụng để phát tin đó.
Ngoài ra do CDMA xáo trộn tín hiệu khi truyền cũng làm tăng tính bảo mật.
II.3.4 Vùng phủ sóng rộng.
Giới hạn vùng phủ sóng phụ thuộc vào chất lợng cuộc thoại mà hệ thống có thể đáp ứng đợc, cụ thể là tỷ số C/I chấp nhận đợc Trong hệ thống CDMA tỷ số này đợc chuyển thành tỷ số Eb/No và yêu cầu giá trị nhỏ nhất là 6.5dB Đối với hệ thống GSM giá trị này là 12,7dB Ta thấy rằng giá trị điểm đặt chất lợng của
22 9 9 hệ thống CDMA là nhỏ hơn nhiều so với hệ thống TDMA Những lý do chính để CDMA u việt hơn TDMA là:
+ CDMA khai thác lý thuyết Shannon thứ nhất để tối thiểu hoá các bit đợc truyền dẫn cho phép ở phạm vi lớn nhất.
+ CDMA khai thác lý thuyết Shannon thứ hai và thứ ba cũng nh lý thuyết Nyquyst để đảm bảo công suất phát là tối thiểu, chống lại ảnh hởng của fading.
+ Hệ thống CDMA cho phép sử dụng đồng thời nhiều trạm gốc và do đó có khả năng chống lại ảnh hởng của che khuất lớn hơn Với các kết quả này vùng phủ sóng của CDMA rộng hơn TDMA
Giá thành hệ thống thông tin di động mạng tế bào gồm giá thành trạm gốc, cơ sở hạ tầng chi phí cho lập kế hoạch mạng và tần số, chi phí cho bảo trì hệ thống.
CDMA giảm tới mức tối thiểu các trạm phát yêu cầu Không cần phải lập kế hoạch tần số và thiết kế lại mạng, khi phát triển mạng CDMA ít gây nhiễu đến hệ thống hiện tại Chi phí về vốn ban đầu của hệ thống CDMA cũng ít hơn do cần ít trạm gốc hơn.
II.3.6 Thời gian đàm thoại, sử dụng pin lâu hơn, kích thớc máy nhỏ hơn.
Do CDMA thực hiện việc điều khiển công suất phù hợp tại bát cứ thời điểm nào Máy di động CDMA tiêu tốn rất ít năng lợng vì thế thời gian sử dụng pin lâu hơn, thời gian đàm thoại tăng lên,trọng lợng, kích thớc máy nhỏ hơn.
II.3.7 Linh hoạt trong việc cung cấp các dịch vụ cũng nh phát triển mạng. CDMA linh hoạt trong việc cung cấp dịch vụ cho khách hàng Linh hoạt trong việc phát triển và đặt kế hoạch mạng Hơn nữa CDMA lại linh hoạt trong môi trờng hoạt động Dù trong bất kỳ một loại phơng tiện chuyển động nào, trên đờng phố hay trong các toà nhà, thiết kế lý thuyết CDMA đều tạo ra các đặc tính nổi trội CDMA cũng có khả năng hoạt động đồng thời với các hệ thống khác.
CDMA linh hoạt trong việc cung cấp dịch vụ, nó có khả năng cung cấp các dịch vụ mới trong tơng lai, đây là điểm mạnh trong hệ thống CDMA CDMA không chỉ đợc thiết kế cho truyền dẫn thoại và còn hớng tới các dịch vụ số vô tuyến khác trong tơng lai Nhu cầu về truyền số liệu bằng hệ thống vô tuyến ngày càng tăng do có sự phát triển mang tính bùng nổ của các dịch vụ nh: th điện tử (E- mail), Fax, tín hiệu video ở dạng số nén, các dịch vụ cơ sở dữ liệu và các dịch vụ số tích hợp, các dịch vụ nhắn tin đồng thời Đây là khả năng riêng của CDMA.
Hệ thống CDMA cũng có thể mở rộng băng tần lên tới 2.5MHz và nó có thể t- ơng hợp với hệ thống CDMA 1.25MHz (hệ thống CDMA băng rộng có thể sử dụng băng tần từ 2 đến 15MHz).
Dãy mã tạp âm giả ngẫu nhiên
Trong các hệ thống CDMA thì bộ tạo mã giả tạp âm là một thành phần quan trọng nhất có vai trò quyết định đến việc nhận dạng những ngời sử dụng khác nhau trong một hệ thống Dãy mã giả tạp âm PN (Pseudorandom Noise) đợc sử dụng nhằm các mục đích sau:
+ Trải phổ băng rộng tín hiệu sóng mang đã đợc diều chế bởi dữ liệu tới một độ rộng băng tần truyền dẫn lớn gấp nhiều lần.
+ Dùng phân biệt giữa những ngời sử dụng khác nhau trong cùng một băng tần truyền dẫn trong một hệ thống.
Tuy nhiên đối với ngời phát và ngời thu thì dãy PN không phải là một dãy ngẫu nhiên, mà nó chỉ đợc xem là ngẫu nhiên đối với những ngời còn lại đang cùng sử dụng trong hệ thống.
Dãy PN đ ợc sử dụng có các tính chất sau:
+ Tính cân đối: Tính cân đối của dãy PN đợc thể hiện ở chỗ mỗi chu kỳ của dãy thì số con số 1 và 0 khác nhau nhiều nhất là 1, hay nói cách khác số con số nhị phân 1 và 0 chênh nhau nhiều nhất là 1 đơn vị.
+ Tính chạy: Mỗi bớc chạy là một dãy các bít liên tiếp nhau có cùng một mức logic 1 hoặc 0, độ dài của một bớc chạy là số bit trong bớc chạy đó Trờng hợp một bit 1 hay 0 đợc xen giữa các bit 0 hay 1 cũng đợc coi là một bớc chạy.
+ Tính tơng quan: Từ một dãy mã giả tạp âm đợc tạo ra, ta có thể có một dãy khác đợc suy ra từ dãy này bằng cách dịch đi lần lợt từng vị trí bit, bit già nhất đợc dịch về phía bit trẻ tiếp theo, và bit trẻ nhất đợc dịch về phía bit già nhÊt.
33 1 1 ch-ơng III ch-ơng III Chuyển giao mềm trong hệ thống CDMA.
Mở đầu
Chuyển giao mềm khác so với chuyển giao cứng truyền thống Trong chuyển giao cứng, quyết định chuyển giao là xác định Chuyển giao đợc bắt đầu và thực hiện mà ngời sử dụng không có ý định thông tin đồng thời với 2 BS Trong chuyển giao mềm, quyết định chuyển giao có kèm điều kiện, nó phụ thuộc vào sự thay đổi cờng độ tín hiệu dẫn đờng của hai hay nhiều BS liên quan, sau đó một trạm BS sẽ đợc chọn để thông tin với MS Điều này thông thờng chỉ xảy ra khi mà cờng độ tín hiệu ở trạm BS này lớn hơn đáng kể so với trạm BS khác. Trong vùng trung gian, MS thông tin đồng thời với tất cả các BS có liên quan.
Hệ thống CDMA với điều khiển công suất cần có chuyển giao mềm vì hệ thống này rất khó thực hiện chuyển giao cứng Trong khi đang hoạt động, hệ thống có điều khiển công suất thờng thay đổi mức công suất phát hay thu của nó. Điều khiển công suất gắn bó chặt chẽ với vấn đề chuyển giao mềm Hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng cả chuyển giao mềm lẫn điều khiển công suất để giảm can nhiễu Điều khiển công suất là kĩ thuât chính để giảm hiện tợng gần xa trong hệ thống thông tin di động tế bào Về mặt lí thuyết ta không cần phải điều khiển công suất nếu ta thiết kế đợc một máy thu thông minh hơn các máy thu đang đợc dùng hiện nay trong hệ thống CDMA, đây là một vấn đề tách sóng đa ngời dùng đang đợc nghiên cứu và phát triển trong hệ thống thông tin di động (HTTTDĐ) thế hệ 3 (3G ) Trong thực tế điều khiển công suất là (ĐKCS) là rất cần thiết để đạt đợc chất lợng thông tin cao Sử dụng ĐKCS đòi hỏi sử dụng chuyển giao mềm khi mà các kênh gốc và các kênh mới có cùng băng tần Để điều khiển công suất hoạt động đúng MS phải luôn cố gắng kết nối với các BS để từ đó MS có thể thu đợc tín hiệu có mức công suât cao nhất Nêú kết nối giữa
MS và BS không xảy ra, một vòng hồi tiếp điều khiển công suất dơng có thể xảy ra và gây nên sự cố hệ thống Chuyển giao mềm đảm bảo rằng MS tại một thời điểm đợc kết nối với BS mà từ đó nhận đợc tín hiệu mạnh nhất, trong khi đó chuyển giao cứng thì không có điều này.
Chất lợng của hệ thống CDMA rất nhậy cảm với sự khác biệt công suất thu từ ngời sử dụng khác nhau từ đờng xuống Do tính không trực giao của các mã PN đợc sử dụng bởi những ngời khác nhau, tín hiệu mạnh có thể lấn át tín hiệu yếu cần thiết, dẫn đến việc phát tín hiệu này không tin cậy Hiện tợng này gọi là hiệu ứng gần xa
Trong phần này ta xét đến chuyển giao mềm sử dụng ở thông tin MS CDMA IS-
95 Trong chơng tiếp theo ta sẽ tập chung vào các sơ đồ điều khiển công suất cho đờng lên và đờng xuống.
Các kiểu chuyển giao ở CDMA
Trong hệ thống CDMA thờng có các loại chuyển giao sau:
Chuyển giao giữa các cell (intercell) hay chuyển giao mềm (soft- handoff).
Chuyển giao giữa các sector hay chuyển giao mềm hơn (intersector hay softer handoff).
Chuyển giao mềm - mềm hơn (soft - softer handoff).
Chuyển giao cứng (Hard handoff).
Chuyển giao mềm và mềm hơn dựa theo nguyên tắc kết nối “nối trớc khi cắt”. Chuyển giao mềm hay chuyển giao giữa các cell là chuyển giao thực hiện giữa các cell khác nhau Chuyển giao mềm hơn hay chuyển giao giữa các sector là chuyển giao giữa các sector của cung một cell.
Chuyển giao mềm là chuyển giao trong đó MS bắt đầu thông tin với một trạm gốc mới mà vẫn cha cắt thông tin với trạm gốc cũ Chuyển giao mềm chỉ có thể thực hiện đợc khi cả trạm gốc và trạm mới đều làm việc ở cùng một tần số MS thông tin với hai sector của hai cell khác nhau (chuyển giao hai đờng) hoặc với ba sector của ba cell khác nhau (chuyển giao ba đờng) BS điều khiển trực tiếp quá trinh xử lí cuộc gọi trong quá trình chuyển giao đợc gọi là BS sơ cấp BS sơ cấp có thể khởi đầu bản tin đờng xuống Các BS khác không điều khiển xử lí cuộc gọi đợc gọi là các BS thứ cấp Chuyển giao mềm đợc kết thúc khi BS sơ cấp hoặc BS thứ cấp bị loại bỏ Nếu BS sơ cấp bị loại bỏ thì BS thứ cấp trở thành BS sơ cấp cho cuộc gọi này Chuyển giao ba đờng có thể đợc chuyển sang chuyển giao hai đờng bằng cách loại bỏ một trong số các BS.
Cell A Cell B Chuyển giao mềm- mềm hơn
III.2.2 Chuyển giao mềm hơn.
Chuyển giao mềm hơn đợc thực hiện giữa các sector của cùng một cell MS thông tin với hai sector Máy thu RAKE ở hai BS kết hợp phiên bản tốt nhất của khung tiếng từ các ăngten phân tập thành khung tiếng duy nhất.
III.2.3 Chuyển giao mềm mềm hơn.
MS thông tin với hai sector của cùng một cell và một sector khác Các tài nguyên mạng cần có chuyển giao này gồm tài nguyên cho chuyển giao mềm hai đờng giữa cell A và cell B cộng với tài nguyên cho chuyển giao mềm hơn tại cell B.
Chuyển giao cứng dựa trên nguyên tắc cắt trớc khi nối, ở chuyển giao này kết nối với kênh cũ bị cắt trớc khi kết nối với kênh mới đợc thực hiện Các loại chuyển giao cứng ở IS 95 bao gồm:
Chuyển giao giữa các BS hay các sector có các sóng mang CDMA khác nhau.
Chuyển từ kênh dẫn đờng này sang kênh dẫn đờng khác mà không có sự chuyển giao mềm giữa kênh dẫn đờng đầu tiên với kênh mới.
Chuyển giao từ hệ thống CDMA với các hệ thống tơng tự và ngợc lại
Sự thay đổi khoảng dịch của các bit trong khung- các khung lu lợng CDMA dài 20ms Khởi đầu của các khung ở một khung lu lợng có thể là tại thời điểm 0 so với đồng hồ chuẩn của hệ thống, hay có thể dịch lên các khoảng là 20ms Các khoảng dịch thời này gọi là dịch thời khung Các kênh lu lọng đợc ấn định các dịch thời khung khác nhau để tránh tắc nghẽn MS giao tiếp với nhau thông qua dịch thời của các kênh lu lợng Thay đổi dịch thời khung sẽ dẫn đến ngắt đờng truyền Trong quá trình chuyển giao mềm, BS phải ấn định thời gian khung cho
MS giống nh ấn định của BS sơ cấp Nếu không có dịch thời khung, có thể cần phải có chuyển giao mềm Dịch thời khung là tài nguyên của mạng và có thể bị sử dụng hết.
III.2.5 Chuyển giao mềm đờng xuống.
Trong trờng hợp này tất cả các kênh lu lọng ấn định cho MS đợc liên kết với tất cả các kênh dẫn đờng trong chế phần thiết lập hoạt động và mang cùng thông tin lu lợng, ngoại trừ kênh con công suất Trong chế độ này nếu chứa nhiều hơn một kênh dẫn đờng, MS sẽ đảm bảo phân tập bằng cách kết hợp các kênh lu lợng đờng xuống liên kết với nó.
III.2.6 Chuyển giao mềm đờng lên.
Khi chuyển giao giữa các cell, MS phát cùng thông tin đến cả hai BS, mỗi BS lại gửi tín hiệu thu đợc đến bộ chuyển tín hiệu mã chọn Bộ này chọn khung tốt nhất và loại các khung còn lại.
III.2.7 Chuyển giao mềm hơn đờng lên.
Trong quá trình chuyển giao giữa các cell, MS phát cùng thông tin đến cả hai sector Kênh phụ tại mỗi site tế bào sẽ nhận đợc tín hiệu từ cả hai sector Kênh card sẽ kết hợp cả hai tín hiệu đầu vào và chỉ một khung sẽ đợc gửi đến bộ chuyển mã/chọn Cần lu ý rằng không cần kênh card bổ xung để hỗ trợ chuyển giao mềm Phân tập ở chuyển giao mềm tốt hơn phân tập ở chuyển giao mềm hơn vì tín hiệu từ các cell khác nhau ít tơng quan hơn từ các sector trong cùng một cell.
III.2.8 Lợi ích của việc chuyển giao mềm.
Chuyển giao mềm là một hình thức phân tập đờng truyền (phân tập vĩ mô). Lợi ích trong phân tập nhận đợc vì cần ít công suất ở các đờng lên và đờng xuống hơn Điều này có nghĩa rằng tổng số nhiễu giao thoa giảm Kết quả là dung lợng trung bình của hệ thống tăng Ngoài ta công suất phát thấp hơn sẽ làm tăng tuổi thọ của pin và thời gian đàm thoại sẽ lâu hơn.
Trong chuyển giao mềm, nếu MS thu bit điều khiển tăng công suất từ một trạm này và bit giảm công suất từ trạm kia, thì MS giảm công suất phát MS thực hiện lệnh giảm công suất vì chắc đã có đờng truyền công suất tốt để đảm bảo lệnh phát từ BS.
Các tập dẫn đờng
Thuật ngữ dẫn đờng ở đây liên quan đến một kênh dẫn đờng đợc xác định bởi một tần số nhất định và một chuỗi PN Kênh dẫn đờng kết hợp với kênh lu lợng ở cùng một đờng xuống.
Mỗi kênh dẫn đờng đợc xác định bằng các chuỗi PN ngắn Việc tìm kiếm kênh dẫn đờng của MS đợc thực hiện dễ dàng bởi vì các tần số của các kênh dẫn đờng cách nhau những khoảng bằng nhau so với một tần số chuẩn Tất cả các kênh dẫn đờng trong cùng một chế độ hoạt động có cùng một tần số CDMA Các kênh dẫn đờng đợc xác định bởi các MS, các kênh dẫn đờng khác thì do trạm gốc phát ra bởi, theo phân loại bởi các MS thì kênh dẫn đờng đợc chia thành bốn tËp sau:
Tập tích cực: Nó bao gồm các kênh dẫn đờng liên quan đến các kênh lu l- ọng đờng xuống Do trong máy thu RAKE có ba phần để nhận tín hiệu dẫn đờng, vì thế trong chế độ này có tối đa là ba kênh dẫn đờng Tiêu chuẩn
IS-95 cho phép ta thiết lập tối đa là 6 kênh, khi đó thì một phần sẽ thu đợc
2 kênh dẫn đờng Trạm gốc báo cho MS về nội dung của kênh tích cực bằng việc sử dụng bản tin ấn dịnh kênh (CAM-channel assignment message) hoặc là bản tin định hớng chuyển giao (HDM- Handoff
33 7 7 direction message) Kênh dẫn đờng tích cực là một kênh nhắn tin hoặc là một kênh lu lợng đang đợc sử dụng hay là điều khiển.
Tập ứng cử: chế độ này chứa các kênh dẫn đờng không có trong chế độ tích cực Tuy nhiên để xác định đợc kênh lu lợng đờng xuống có đợc điều chế thành công hay không thì ta phải căn cứ vào cờng độ thu đợc của kênh này Tập này có thể tối đa là 6 kênh dẫn đờng.
Tập lân cận: chế độ này chứa đựng các kênh dẫn đờng lân cận mà không có ở chế độ tích cực và ứng cử và nó có khả năng trở thành kênh ứng cử cho chuyển giao Các phần lân cận của một kênh dẫn đờng bao gồm các cell và các sector nằm gần trạm gốc này Danh sách ban đầu các vùng lân cận thì đợc gửi đến các MS trong bản tin tham số hệ thống (SPM- System parameter message) trên kênh nhắn tin Chế độ này có tối đa là 20 kênh
Tập còn lại: chế độ này bao gồm tất cả các kênh dẫn đờng còn lại trong hệ thống trừ các kênh trong các chế độ trên.
Trong khi đang tìm kiếm một kênh dẫn đờng, MS không giới hạn chính xác độ dài từ mã PN do hiện tợng pha đinh nhiều đờng Các khoảng dịch của chuỗi chip dẫn đờng có liên quan đến phản xạ nhiều đờng sẽ cách tia đi thẳng vài chip. Nói một cách khác các phần tử của các tia phản xạ sẽ đến muộn hơn vài chip so với tia đi thẳng MS sẽ định tâm của cửa sổ tìm kiếm cho mỗi kênh dẫn đờng trong tập tích cực và trong tập ứng cử của tia đến sớm nhất Kích thớc của cửa sổ đợc xác định theo số chip của chuỗi dẫn đờng PN MS cũng cần định tâm cửa sổ tìm cho mỗi kênh dẫn đờng của thiết lập lân cận và các thiết lập khác xung quanh dịch thời chuỗi kênh dẫn đờng sử dụng thời gian của MS.
Các loại cửa sổ tìm kiếm kênh dẫn đờng
MS sử dụng ba loại cửa sổ để tìm ra các tín hiệu của kênh dẫn đờng:
SRCH_WIN_A: dùng để tìm kiếm các kênh dẫn đờng trong tập tích cực và ứng cử.
SRCH_WIN_N: Dùng để tìm các kênh dẫn đờng trong tập lân cận
SRCH_WIN_R: Dùng để tìm kiếm các kênh dẫn đờng trong tập còn lại còn lại.
16 Km Hình vẽ minh hoạ thí dụ 2
SRCH_WIN_A là cửa sổ tìm mà MS sử dụng để dò tìm các kênh dẫn đờng trong tập tích cực và ứng cử Cửa sổ này thì đợc thiết lập theo môi trờng truyền dẫn dự đoán trớc, nó phải đủ lớn để dò ra đợc tất cả các thành phần tín hiệu đa đ- ờng của một BS và đồng thời nó phải đủ nhỏ để đạt đợc hiệu quả tìm cao nhất.
Ta có thí dụ sau để minh hoạ việc tính toán kích cỡ của các cửa sổ trong phần này.
Xét một môi trờng truyền dẫn trong mạng CDMA, tín hiệu đi trực tiếp theo tầm nhìn thẳng từ MS đến BS là 1 Km, theo các đờng khác là 5 Km Hỏi kích cỡ của SRCH_WIN_A là bao nhiêu?
Ta có : Số chip cần phải có trong trờng hợp truyền thẳng là:
Số chíp theo đờng gián tiếp là:
Số chíp khác nhau giữa hai đờng là: 20.5- 4.1.4 chips
Vậy cỡ của cửa sổ 2 x 16.4 2.8
Trong trờng hợp này ta chọn cỡ của cửa sổ là 33 chips.
Xét các cell A và B cách nhau 12 Km MS chuyển động từ cell A sang cell B
Ta cần có vùng chuyển giao mềm giữa các điểm X và Y cách cell A tơng ứng 6
Km và 10 Km Hỏi kích thớc cửa sổ cần tìm là bao nhiêu?
Tại điểm X, MS cách cell A là : 6000/244$.6 chips
Tại điểm X, MS cách cell B là : 10000/244A.0 chips.
Hiệu số quãng đờng là: 41-24.6.4 chips.
Tại điểm Y MS cách cell A là: 10000/244A chips.
Tại điểm y MS cách cell B là: 6000/244$.6 chips.
Hiệu số quãng đờng là: 41-24,6.4 chips.
Nh vậy khi MS chuyển động từ cell A sang cell B có thể đảm bảo rằng bên ngoài
Y kênh dẫn đờng cell A rơi ra ngoài cửa sổ cần tìm.
SRCH_WIN_N là cửa sổ tìm mà MS sử dụng để giám sát các kênh dẫn đờng trong tập lân cận Kích thớc của cửa sổ này thờng lớn hơn cửa sổ
SRCH_WIN_A Cửa sổ này cần đủ lớn để bắt đợc tất cả các đờng truyền cần sử dụng của tín hiệu từ trạm BS đang phục vụ, nhng đồng thời cũng bắt đợc tất cả các tín hiệu của các BS lân cân Trong trờng hợp này ta cần lu ý đến hiệu số đ- ờng truyền giữa BS đang phục vụ và BS lân cận Kích thớc cực đại của cửa sổ tìm đợc giới hạn bởi khoảng cách giữa hai trạm lân cận Ta xét hai trạm lân cận đặt cách nhau 6 Km MS nằm ngay cạnh trạm BS thứ nhất vì thế trễ truyền lan từ
MS đến BS này có thể bỏ qua Khoảng cách tính theo chip giữa hai trạm sẽ là
6000/244$.6 chips Cửa sổ tìm cho thấy rằng kênh dẫn đờng từ cell 2 đến MS muộn hơn 24.6 chip Vậy để MS nằm giữa hai cell tìm đợc các kênh lân cận,
SRCH_WIN_N cần sử dụng đợc thiết lập theo khoảng cách vật lí giữa BS hiện thời và BS lân cận của nó Kích thớc thực tế hẳn là không lớn nh thế vì đây là giới hạn trên cho SRCH_WIN_N.
SRCH_WIN_R là cửa sổ tìm mà MS sử dụng để dò tìm các kênh dẫn đờng trong tập còn lại còn lại Một ví dụ điển hình cho kích thớc của cửa sổ này là ít nhất phải lớn hơn SRCH_WIN_N.
Các tham số chuyển giao
Tham số chuyển giao gồm có T_ADD, T_COM, T_DROP liên quan đến việc đo tỉ số Ec/It và T_TDROP là bộ định thời Mỗi khi cờng độ tín hiệu kênh dẫn đờng ở tập tích cực xuống thấp hơn giá trị T_DROP, bộ định thời đợc MS khởi động, nếu cờng độ cao hơn T_DROP thì bộ định thời đợc khởi động lại. Nếu không bộ định thời chạy đến giá trị T_ TDROP kể từ khi cờng độ kênh dẫn đờng xuống thấp hơn T_DROP MS duy trì định thời giảm chuyển giao cho mỗi kênh dẫn đờng trong tập tích cực và tập ứng cử.
III.5.1 Ngỡng phát hiện tín hiệu dẫn đờng (T_ADD).
Mọi tín hiệu dẫn đờng mạnh nhng không nằm trong HDM (bản tin hớng dẫn chuyển giao) sẽ là nguồn nhiễu giao thoa Những kênh dẫn đờng trong trờng hợp này phải lập tức chuyển sang chế độ tích cực để tránh giảm chất lợng tiếng và khả năng rớt cuộc gọi T_ADD ảnh hởng đến tỉ lệ thành công của việc chuyển giao Nó phải đủ thấp để nhanh chóng thêm vào các kênh dẫn đờng hữu ích và phải đủ cao để tránh báo hiệu sai do tạp âm.
III.5.2 Mức so sánh ngỡng (T_COMP).
Tham số này ảnh hởng đến tỉ lệ thành công của chuyển giao giống nh là T_ADD.
Nó phải đủ thấp để chuyển giao nhanh và đủ cao để tránh các báo hiệu sai.
III.5.3 Mức rớt kênh dẫn đờng (T_DROP).
Nó ảnh hởng đến tỉ lệ chuyển giao của các MS Cờng độ của T_DROP phải đủ thấp để tránh loại bỏ các kênh dẫn đờng chính khi các kênh này bị nhiễu do pha đinh, mặt khác tín hiệu cũng phải đủ lớn để không loại bỏ kênh dẫn đ ờng có ích ở tập tích cực và ứng cử Giá trị của T_DROP đợc lựa chọn kĩ càng thông qua các giá trị của T_ADD và T_COMP.
Bảng cung cấp giá trị các tham số chuyển giao đặc trng.
Thông số Dải giá trị Giá trị đa ra
III.5.4 Ngỡng định thời (T_TDROP).
T_TDROP phải lớn hơn thời gian cần thiết để thiết lập chuyển giao T_TDROP phải đủ thấp để không quá nhanh loại bỏ các kênh dẫn đờng hữu ích Giá trị lớn của T_TDROP có thể đợc sử dụng lại để cỡng bức MS tiếp tục ở chuyển giao mềm tại vùng phủ sóng yếu phải chọn cẩn thận bằng cách phân tích các giá trị của T_ADD và T_DROP.
Bản tin chuyển giao
Trong hệ thống CDMA-IS 95, các bản tin chuyển giao ở đây gồm có: bản tin đo cờng độ tín hiệu dẫn đờng (PSMM- Pilot strength measurement message), bản tin định hớng chuyển giao (HDM- Handoff direction message), bản tin kết thúc chuyển giao (HCM- Handoff completion message) và bản tin cập nhật các trạm lân cận (NLUM- Neighbor list update message).
MS dò tìm độ lớn của dẫn đờng (Ec/It) và gửi bản tin PSMM tới trạm gốc.
Trạm gốc định vị kênh lu lợng đờng xuống và gửi bản tin HDM đến MS Khi nhận đợc bản tin HDM, MS giải điều chế kênh lu lợng mới và gửi bản tin HCM đến trạm gốc.
Bản in PSMM bao gồm những thông tin sau đối với mỗi tín hiệu dẫn đờng đ- ợc thu bởi MS.
Giá trị ớc lợng Ec/It.
Thêi gian rít chuyÓn giao.
Bản tin HDM bao gồm những thông tin sau:
Số hiệu của bản tin HDM.
Tần số ấn định kênh CDMA.
Tập tích cực lúc này đã bao gồm các kênh dẫn đờng cũ và mới (các dịch thời của từ mã PN).
Từ mã Walsh cho mỗi kênh dẫn đờng trong tập tích cực.
Tìm tập kênh dẫn đ ờngtiếp theo P(x), kênh dự phòng và kênh còn lại
P(x) v ợt ng ỡngT_Add No
Kích thớc cửa sổ đối với tập tích cực và ứng cử.
Các tham số chuyển giao: T_ADD, T_DROP, T_COMP, T_TDROP.
Bản tin HCM bao gồm những thông tin sau:
Tín hiệu báo hiệu chuyển giao.
Khoảng dịch thời của chuỗi PN cho mỗi kênh dẫn đờng trong tập tích cực Bản tin NLUM thì đợc gửi bởi trạm gốc Nó chứa đựng danh sách các trạm gốc lân cận tổng hợp mới nhất cho các kênh dẫn đờng trong tập tích cực.
MS dò tìm một cách liên tục tín hiệu đối với tất cả các kênh dẫn đờng trong hệ thống Còng độ của mỗi tín hiệu dẫn đờng thì đợc so sánh với các ngỡng nh là
Một kênh dẫn đờng thì đợc chuyển từ thiết lập này sang thiết lập khác phụ thuộc vào độ lớn của nó so với các ngỡng nói trên.
Quá trình quyết định chuyển giao
III.7.1 Các ngỡng quyết định chuyển giao.
Quá trình quyết định chuyển giao đợc thực hiện theo biểu đồ hình cây nh trên.
MS liên tục tìm kiếm các kênh dẫn đờng mới Khi tìm thấy một kênh dẫn đờng mới, nó đo cờng độ điện trờng của kênh này Nếu cờng độ điện trờng vợt một ng- ỡng cho trớc (T_ADD), thì một bản tin đo cờng độ kênh dẫn đờng đợc MS gửi đến trạm gốc đang phục vụ nó ( trạm gốc cũ) Trạm gốc này có thể ấn dịnh một kênh lu lợng đờng xuống (hàm Walsh) liên kết kênh dẫn đờng mới cho MS để sau này thực hiện chuyển giao mềm Một kênh dẫn đờng đợc nhận dạng bởi tần số, khoảng dịch của chuỗi PNvà hàm Walsh tơng ứng Các kênh lu lợng đờng xuống đợc liên kết với kênh dẫn đờng có cùng tần số và cùng khoảng dịch của chuỗi PN.
P(x) v ợt T_Comp so với một kênh dẫn đ ờng trong chế độ tích cực
Gửi bản tin đo dẫn đ ờng đến trạm gốc.
Thu bản tin h ớng dẫn chuyển giao từ trạm gốc Chuyển kênh dẫn đ ờng sang chế độ tích cực
Vấn đề kênh dẫn đ ờng ở chế độ tích cực
Base station Sends HDM Mobile sends
Quá trình chuyển tập khi thay đổi ng ỡng
Ta có các ngỡng chuyển giao đỡng chuyển giao đợc cho trong hình vẽ sau:ợc cho trong hình vẽ sau:
Từ hình vẽ ta thấy bao gồm các ngỡng chuyển giao.
1 Cờng độ kênh dẫn đờng vợt quá giá trị T_ADD, MS gửi bản tin PSMM và chuyển các kênh dẫn đờng sang tập tích cực.
2 Trạm gốc phát bản tin định hớng chuyển giao HDM tới MS với các kênh dẫn đờng đợc bổ sung vào tập tích cực.
3 MS nhận bản tin HDM và yêu cầu kênh lu lợng mới Các kênh dẫn đờng chuyển sang chế độ hoạt động, MS phát bản tin HCM tới trạm gốc.
4 Cờng độ của tín hiệu dẫn đờng dới T_DROP, MS bắt đầu thời gian rớt chuyÓn giao.
5 Thời gian rớt chuyển giao kết thúc, MS phát đi bản tin PSMM tới trạm gèc.
6 Trạm gốc gửi bản tin HDM tới MS.
7 MS nhận bản tin HDM Các kênh dẫn đờng chuyển sang tập tích cực và lân cận, sau đó MS gửi bản tin HCM tới BS.
8 MS nhận một bản tin NLUM không có kênh dẫn đờng Các kênh dẫn đ- ờng chuyển sang chế còn lại.
MS duy trì một giá trị T_DROP cho mỗi kênh dẫn đờng trong chế đọ thiết lập hoạt động và chế độ dự phòng MS bắt đầu định thời bất cứ khi nào cờng độ của kênh dẫn đờng tơng ứng trở nên thấp hơn ngỡng cho trớc MS khởi động lại và dừng định thời nếu cờng dộ của tín hiệu tơng ứng vợt quá ngỡng.
III.7.2 Đo cờng độ trờng.
MS hỗ trợ trạm gốc đang phục vụ trong quá trình chuyển giao bằng cách đo
(thông qua các phần tử tìm kiếm và các máy thu RAKE), sau đó MS thông báo cờng độ của các kênh dẫn đờng thu đợc Mỗi lần thực hiện đo, MS sẽ gửi bản tin cờng độ trờng kênh dẫn đờng đến trạm gốc trong những điều kiện sau:
1 Cờng độ tín hiệu kênh dẫn đờng ở chế độ thiết lập hoạt động giảm thấp hơn ngỡng chuyển giao (T_DROP) và đồng hồ thời gian giảm ngỡng chuyển giao (TDROP) đã chạy hết.
2 Cờng độ của kênh dẫn đờng trong chế độ dự phòng vợt quá cờng độ một kênh dẫn đờng trong chế độ hoạt động một lợng là:T_COMP x 0.5.
3 Cờng độ của kênh dẫn đờng trong chế độ thiết lập kênh lân cận và thiết lập các kênh còn lại vợt quá ngỡng phát hiện kênh dẫn đờng T_ADD.
Những giá trị đợc đo gồm có: tín hiệu chứa khoảng dịch của chuỗi PN, tỉ số
Neighbor or Remaining set Candidate set Active set
Khi cờng độ một tín hiệu trong chế độ thiết lập kênh lân cận vợt quá T_ADD,
MS chuyển kênh này sang chế độ dự phòng và phát PSMM đến BS (hình trang bên) Khi công suất tín hiệu của kênh dự phòng (P c ) tăng dần, vì thế đến một lúc nào đó giá trị của nó sẽ vợt quá công suất trong chế hoạt đông (P a ) Bản tin
PSMM sẽ đợc gửi đến tram gốc nếu điều kiện sau xảy ra:
Các thủ tục chuyển giao
Sau khi đã xem xét các tham số của chuyển giao, phân tích các giá trị ngỡng của các tham số Từ đó ta có cơ sở để đi vào phân tích thủ tục chuyển giao trong hệ thống CDMA Nhờ có các thủ tục chuyển giao mà MS và BS có thể thông tin với nhau một cách tin cậy
III.8.1 Thủ tục chuyển giao dới sự hỗ trợ của MS (MASHO).
MS điều khiển các mức kênh dẫn đờng đờng xuống (FPICH) nhận đợc từ các BS lân cận rồi sau đó truyền về mạng, các FPICH này đi qua một số ngỡng nhất định Có hai ngỡng ở đây đó là: ngỡng thứ nhất cho biết FPICH có mức
Chuyển kênh dẫn đờng từ tập ứng cử hay tập còn lại sang tập tích cực công suất cần thiết để dùng trong điều chế, ngỡng thứ hai là mức công suất cho biết kênh dẫn đờng bị rớt Khoảng dự trữ giữa hai ngỡng cung cấp một khoảng trễ để để tránh hiện tợng ping-pong do sự thay đổi công suất phát FPICH Dựa trên các thông tin này, mạng sẽ bổ xung hay loại bỏ các FPICH khỏi chế độ hoạt động.
Cùng thông tin ngời sử dụng đợc điều chế bởi cùng một trạm gốc mã BS tơng ứng, đợc gửi từ nhiều BS khác nhau Sự kết hợp chặt chẽ của các tín hiệu khác nhau từ các anten, các trạm gốc hay từ cùn một anten dựa vào sự kết hợp của các tín hiệu đa đờng tại máy thu RAKE Mỗi MS sẽ sử dụng ít nhất một anten để thu tín hiệu từ mỗi BS trong lúc đang hoạt động Nếu tín hiệu từ BS này yếu, MS có thể ấn định anten tới BS có tín hiệu mạnh hơn.
Tín hiệu truyền từ MS đợc xử lí bởi BS mà MS cùng với nó đang chuyển giao mềm Thu đợc từ các sector khác nhau của cùng một BS đợc kết hợp ở BS theo từng kí hiệu Tín hiệu thu đợc từ các BS khác nhau có thể đợc chọn mang theo khung Chuyển giao mềm dẫn đến làm tăng vùng phủ sóng và dung lợng đờng xuèng.
III.8.2 Các ngỡng chuyển giao mềm động.
Trong khi chuyển giao mềm cải thiện hiệu năng chung của hệ thống, một số trờng hợp nó cũng có thể ảnh hởng xấu đến dung lợng và tài nguyên của mạng. Trong đờng xuống, chuyển giao mềm trong một số trờng hợp cũng có thể làm giảm dung lợng hệ thống, trong khi đó ở dờng lên thì lãng phí tài ngyên hệ thèng.
Ta không cần nhất thiết phải điều chỉnh các thông số chuyển giao ở các BS để giải quyết vấn đề này Một số vị trí trong cell chỉ thu đợc các FPICH yếu vì thế đòi hỏi ngỡng chuyển giao thấp hơn, ta có cách điều chỉnh các mức ngỡng công suất để bổ cung các kênh FPICH nh sau:
MS tìm kiếm các kênh FPICH vợt qua ngỡng cho trớc: Tt Gía trị của FPICH trong trờng hợp này là tỉ lệ công suất một chip FPICH so với công suất nhận đợc (Ec/It).
Dựa vào sự vợt qua các ngỡng này, FPICH đợc chuyển sang chế độ thiết lập dự phòng Sau đó nó tìm kiếm và kiểm tra mức ngỡng thứ hai.
Active set total Ec/It
So sánh với ngỡng T2 để xác định có nên bổ xumg FPICH này vào chế độ hoạt động hay không Giá trị T2 bằng tổng giá trị công suất của các kênh
FPICH trong chế hoạt động.
Điều kiện của một kênh FPICH so với T2 dợc biểu diễn nh sau:
10log(Pcj)MaxSOFT_SLOPE.10log ( ∑ i=1 N A P ai ) +ADD_INTERCEPT,T1}
Trong đó Pcj là công suất của FPICH ở chế độ dự phòng.
Pai là công suất của FPICH ở chế độ hoạt động.
SOFT_SLOPE và ADD_INTERCEPT là các tham số của hệ thống có thể hiệu chỉnh đợc.
Khi các công suất các kênh FPICH trong chế độ hoạt động là yếu, nó sẽ bổ xung thêm các kênh FPICH nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống Tuy nhiên, nếu nh công suất của một hoặc nhiều kênh FPICH cao thì viẹc bổ xung thêm một kênh FPICH sẽ không làm nâng cao chất lợng của hệ thống và nó sẽ làm giảm tài nguyên của mạng Các ngỡng chuyển giao mềm động giảm và làm tối u hoá tài nguyên của mạng.
Sau khi tìm kiếm một kênh FPICH có mức công suất cao hơn giá trị T2, MS sẽ báo điều này cho mạng Mạng sẽ thiết lập tài nguyên chuyển giao và cho phép MS giải điều chế các kênh FPICH thêm vào
Khi công suất kênh FPICH thấp hơn ngỡng T3 Việc kết nối chuyển giao đợc loại bỏ, FPICH này đợc chuyển sang chế độ dự phòng Nếu giá trị công suất thấp hơn ngỡng T4, FPICH sẽ bị loại khỏi chế độ dự phòng.
Một kênh FPICH thấp dới ngỡng chỉ đợc quay trở lại mạng sau một khoảng thời gian định trớc Khoảng thời gian này nhằm giảm sự thay đổi đột ngột của các tín hiệu kênh FPICH.
Ng ỡng động Các ng ỡng động trong thủ tục chuyển giao.
Hình trên biểu diễn quá trình chuyển giao mềm và các sự kiện liên quan khi
MS chuyển động ra xa khỏi BS đang phục vụ và đến một BS mới Việc dùng cả các ngỡng chuyển giao mềm động và tĩnh sẽ làm giảm vùng chuyển giao mềm trong hệ thống Lợi ích chính của phơng pháp này là giới hạn chuyển giao mềm đến các vùng và số lần chuyển giao.
1 Khi kênh dẫn đờng 2 vợt quá T12, MS chuyển nó sang tập ứng cử.
2 Khi kênh dẫn đờng 2 vợt quá T2, MS báo cáo về mạng.
3 MS nhận lệnh bổ sung kênh dẫn đờng 2 vào tập tích cực.
4 Kênh dẫn đờng giảm xuống dới mức T3.
5 Thời gian chuyển giao cho kênh dẫn đờng 1 hết, MS báo công suất kênh dẫn đờng cho mạng.
6 MS nhận lệnh loại bỏ kênh dẫn đờng 1.
Thời gian chuyển giao chạy hết sau khi công suất kênh dẫn đờng thấp hơn giá trị
Thiết lập và kết thúc chuyển giao mềm
Một trong các lợi ích chính của hệ thống CDMA là khả năng của một MS thông tin với nhiều BS đồng thời trong quá trình cuộc gọi Về mặt chức năng điều này cho phép mạng CDMA thực hiện chuyển giao mềm Trong chuyển giao mềm một BS sơ cấp điều khiển điều phối các BS khác khi bổ xung cũng nh loại bỏ chúng cho cuộc gọi Điều này cho phép các BS thu phát các tín hiệu tiếng từ một MS cho cuộc gọi
MS Primary BS A Secondary BS B
ThiÕt lËp chuyÓn giao mÒm
Mỗi BS phát các tín hiệu tiếng thu đợc từ các MS đến các BSC/MSC, rồi sau đó chọn khung tốt nhất từ ba trạm Quá trình này cho ta có đợc chất lợng thoại rÊt tèt.
Hình trên cho thấy một MS thông tin với hai BS trong cuộc gọi Quá trình này đợc gọi là chuyển giao mềm hai đờng Các bớc chuyển giao mềm nh sau:
MS phát hiện một tín hiệu dẫn đờng từ cell mới và thông báo cho BS sơ cÊp A.
Một đờng truyền từ bộ chọn khung đến BS B đợc thiết lập.
Bộ chọn khung chon các khung từ hai luồng.
MS phát hiện kênh dẫn đờng của BS A giảm và yêu cầu loại bỏ đờng truyền này.
Đờng truyền từ BS A đến bộ chọn khung bị loại bỏ.
BS B gửi cho BS A mã Walsh ấn định cho nó BS A cung cấp cho MS từ mã Walsh của BS B thông qua bản tin chuyển giao HDM Bây giờ MS có thể tiếp nhận tín hiệu từ trạm gốc B.
BS A gửi cả mặt nạ chắn mã dài đến BS Bây giờ BS B có thể đợi thu từ MS Cả hai BS A và B nhận thông tin điều khiển công suất đờng xuống từ MS và đa ra phản ứng thích hợp MS nhận các bit trích bỏ độc lập từ cả A và B Nếu các hớng dẫn trái ngợc, MS giảm công suất, trái lại MS tuân thủ theo các hớng dẫn.
III.9.2 KÕt thóc chuyÓn giao mÒm.
Hình trên cho ta thấy quá trình thông tin của MS với hai BS A và B khi tín hiệu ở trạm gốc A không đủ mạnh Khi MS chuyển giao mềm với BS A và BS B,
BS A gọi là BS sơ cấp Nhng khi MS ngắt với BS A va kết nối với BS B thì BS B trở thành BS sơ cấp.
Duy trì các tập dẫn đờng
MS sẽ liên tục theo dõi cờng độ trờng của tất cả các kênh dẫn đờng trong hệ thống Sau đó trạng thái của từng kênh dẫn đờng sẽ đợc so sánh với các ngỡng dẫn đờng khác nhau (T_ADD, T_DROP, T_COMP) và kết thúc thời gian định
Remaining set Neighbor set Remaining set Active set
Pilot exceed active by T_Comp
Pilot below T_DROP and T_TDROP timer expired
Duy tr× tËp tÝch cùc thời T_TDROP Khi này một kênh dẫn đờng đợc chuyển từ tập này sang tập khác tuỳ thuộc vào cờng độ tín hiệu của nó so với các ngỡng trên.
Mỗi kênh dẫn đờng trong chế độ dự phòng chỉ đợc tìm sau khi đã tìm đợc tất cả các kênh trong chế độ hoạt động Một kênh dẫn đờng trong chế độ thiết lập lân cận chỉ đợc tìm sau khi đã tìm tất cả các kênh trong chế độ dự phòng, tơng tự các kênh dẫn đờng còn lại chỉ đợc tìm sau khi đã tìm xong các kênh trong chế độ thiÕt lËp l©n cËn.
III.10.2 Duy trì các kênh trong tập tích cực.
Lúc đầu chế độ này chỉ thiết lập một kênh dẫn đờng (ví dụ nh kênh dẫn đờng ấn định với kênh lu lợng đờng xuống) Điều này xảy ra khi kênh MS đợc cấp phát kênh lu lợng lần đầu Khi MS xử lí bản tin hớng dẫn chuyển giao (HDM) , nó cập nhật các kênh dẫn đờng trong tập tích cực ở bản tin HDM.
Khi công suất của các kênh dẫn đờng trong tập ứng cử vợt quá giá trị
T_COMP, nó sẽ đợc chuyển sang tập tích cực Khi công suất một kênh dẫn đ- ờng trong tập tích cực nhỏ hơn giá trị ngỡng T_DROP, nó sẽ bị ngắt ra khỏi tập tích cực, và lúc đó giá trị T_TDROP đợc khởi động lại từ đầu.
III.10.3 Duy trì các kênh trong chế độ ứng cử.
Lúc đầu trong chế độ này không chứa một kênh dẫn đờng nào cả Điều này xảy ra khi lần đầu tiên MS đợc cấp phát một kênh ku lợng đờng xuống Một
Remaining set Neighbor set Candidate set Active set
Pilots exceed T_ADD Pilot exceeds active by T_COMP
Pilot below T_DROP Pilot exceeds T_ADD
Duy trì tập ứng cử
Remaining set Neighbor set Candidate set Active set
AGE=0 kênh dẫn đờng trong tập lân cận sẽ đợc bổ sung vào tập ứng cử khi công suất của nó vợt quá giá trị T_ADD Tơng tự nh vậy một kênh dẫn đờng trong các tập còn lại cũng sẽ đợc bổ xung vào tập ứng cử nếu nh giá trị công suất của nó vợt qúa giá trị T_ADD Một kênh dẫn đờng trong chế tập ứng cử sẽ bị loại bỏ nếu nh giá trị công suất của nó nhỏ hơn giá trị T_DROP, lúc đó giá trị của T_TDROP cũng đợc khởi động lại Ngoài ra, nếu nh kích thớc của kênh dẫn đờng trong tập ứng cử quá lớn, nó cũng sẽ bị loại bỏ.
III.10.4 Duy trì các kênh trong tập lân cận.
Pn > T_ADD Pn-Pa > T_COMP
Lúc đầu trong chế độ lân cận chỉ chứa các kênh dẫn đờng đợc liệt kê trong bản danh sách lân cận thu đợc mới nhất Điều này xảy ra khi MS lần đầu đợc cấp phát một kênh lu lợng đờng xuống MS duy trì một bộ đếm – AGE – cho mỗi kênh dẫn đờng tập lân cận.Nếu một kênh dẫn đờng chuyển từ tập tích cực hay tập ứng cử sang tập lân cận, bộ đếm này sẽ khởi tạo từ không Nhng nếu một kênh dẫn đờng chuyển từ các kênh khác thì bộ đếm sẽ thiết lập giá trị cực đại (xem hình) MS sẽ bổ xung một kênh vào tập lân cận với các điều kiện sau:
1 Một kênh dẫn đờng thuộc chế độ hoạt động không có trong bản tin hớng dẫn chuyển giao (HDM) và thời gian chuyển giao đã hết.
2 Thời gian giảm chuyển giao của một kênh dẫn đờng trong chế độ dự phòng đã hết.
3 Một kênh dẫn đờng mới bổ xung cho chế độ dự phòng làm kích thớc của nó bị vợt quá giới hạn cho phép.
4 Kênh dẫn đờng chứa trong bản tin danh sách lân cận và không là một kênh dẫn đờng đã ở chế độ dự phòng hoặc lân cận.
MS sẽ xoá một kênh dẫn đờng từ chế độ lân cận khi:
1 Bản tin hớng dẫn chuyển giao chứa một kênh dẫn đờng từ chế độ lân cận hiện hành.
2 Cờng độ của một kênh dẫn đờng trong chế độ lân cận vợt quá ngỡng
3 Bổ sung một kênh dẫn đờng mới vào chế độ lân cận làm kích thớc của nó tăng đột biến.
Thời gian tồn tại của kênh dẫn đờng trong chế độ này vợt quá giá trị cực đại của bộ đếm. ch-ơng IV ch-ơng IV Điều khiển công suất.
Sự cần thiết của điều khiển công suất
CDMA là một hệ thống bị hạn chế bởi nhiễu giao thoa, vì tất cả các MS đều phát ở cùng một tần số Nhiễu giao thoa trong mạng đóng một vai trò rất quan trọng để xác định dung lợng hệ thống và chất lợng tiếng Công suất phát từ một
MS phải đợc điều khiển để hạn chế nhiễu giao thoa Tuy nhiên mức công suất
55 5 5 phải phù hợp để thoả mãn chất lợng tiếng Khi MS chuyển động, môi trờng vô tuyến thay đổi liên tục do hiện tợng pha đinh nhanh và chậm, nhiễu ngoài và các hiện tợng khác Mục tiêu của điều khiển công suất là giới hạn công suất phát ở d- ờng lên và đờng xuống trongkhi vẫn duy trì chất lợng đờng truyền ở mọi điều kiện Do tách sóng không kĩ ở BS, nhiễu giao thoa tác động nhiều ở đờng lên hơn là đờng xuống vì thế điều khiển công suất đờng lên là quan trọng đối với hệ thống CDMA và là bắt buộc đối với tiêu chuẩn IS-95. Điều khiển công suất trong hệ thống CDMA cũng dùng để tránh hiện tợng gần xa Để giảm hiện tợng gần xa, mục đích của CDMA là tất cả các MS thu đ- ợc cùng công suất phát đi từ BS Giá trị thu đợc cuối cùng phải ở giá trị tối thiểu cho phép đờng truyền đáp ứng các chỉ tiêu chất lợng, ví dụ nh các chỉ tiêu: BER, dung lợng, tỉ lệ rớt cuộc gọi, vùng phủ sóng Để làm đợc nh vậy thì các MS gần
BS cần đợc phát công suất it hơn các MS ở xa BS.
Chất lợng thoại thì liên quan đến tỉ lệ lỗi khung (FER) trên cả đờng lên và đ- ờng xuống Tỉ lệ FER quan hệ chặt chẽ với tỉ lệ E b /I t FER cũng phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của M, Điều kiện môi trờng truyền dẫn, và sự phân bố của các
MS khác trong vung phủ sóng Vì FER là giá trị đo trực tiếp củ chất lợng thoại , cho nên có thể nói chất lợng hệ thống CDMA thì gắn bó với thuật ngữ FER hơn là E b /I t Vì vậy để đảm bảo chất lợng thoại việc duy trì E b /I t là cha đủ mà còn phải đáp ứng cả giá trị FER Giá trị giới hạn củ FER theo khuyến cáo có phạm vi là:
Phạm vi khuyến cáo điển hình dành cho FER là: từ 0.2% đến 3% (mức công suất thu tối u đạt đợc khi FER1%). Độ dài cực đại của cụm lỗi: từ 3 đến 4 khung (giá trị tối u của cụm lỗi là 2 khung).
Điều khiển công suất đờng lên
Điều khiển công suất đờng lên tác động lên việc truy nhập các kênh lu lợng đ- ờng lên Nó thờng đợc sử dụng cho việc thiết lập đờng truyền khi bắt đầu cuộc gọi và phản ứng lên việc thay đổi suy hao đờng truyền Điều khiển công suất đ- ờng lên bao gồm điều khiển công suất vòng hở (đợc biết đến nh là điều khiển công suất tự quản) và điều khiển công suất vòng kín Điều khiển công suất vòng kín bao gồm điều khiển công suất vòng trong và điều khiển công suất vòng ngoài.
IV.2.1 Điều khiển công suất vòng hở. Điều khiển công suất vòng hở dựa trên nguyên tắc là nếu các MS ở gần BS hơn thì đợc phép phát công suất nhỏ hơn các MS ở xa BS BS điều khiển công suất dựa vào tổng công suất nó nhận đợc trong dải thông 1.23 MHZ (bao gồm công suất kênh dẫn đờng, nhắn tin, đồng bộ, lu lợng ) Giá trị này bao gồm cả công suất trên đờng xuống từ các BS lân cận Nếu giá trị công suất nhận đợc cao nó sẽ giảm công suất phát, ngợc lại nếu công suất thu đợc thấp nó sẽ tăng công suất phát.
Trong điều khiển công suất vòng mở các BS thì không liên quan đến nhau.
MS xác định công suất truyền đầu tiên để truyền trong các kênh truy nhập và lu lợng dựa vào vòng điều khiển công suất mở Khoảng thay đổi dải công suất có thể là 80 dB giúp cho MS và BS có thể điều chỉnh đợc linh động.
Các MS trong hệ thống CDMA đều có bộ nhận dạng và xử lí kênh dẫn đờng, kênh đồng bộ và kênh nhắn tin Kênh nhắn tin cung cấp bản tin tham số truy nhập (APM- Access parameter message), trong đó chứa đựng các tham số dành cho việc điều khiển kết nối giữa MS và BS Các tham số truy nhập hệ thống bao gồm:
Khoảng dịch công suất danh định (NOM_PWR).
Cỡ một bớc thay đổi của công suất ban đầu.
Cỡ một bớc tăng công suất.
Số lần thăm dò truy nhập hệ thống.
Thời gian bị thoát giữa các lần thăm dò.
Thời gian đợc ngẫu nhiên hoá giữa các lần thăm dò.
Dựa trên thông tin đợc từ kênh dẫn đờng, kênh đồng bộ và kênh nhắn tin, MS truy nhập hệ thống thông qua một hoặc một vài kênh truy nhập có giá trị Trong suốt trạng thái truy nhập, MS thì cha đợc cung cấp một kênh lu lợng đờng xuống(kênh mà có chứa các bít điều khiển công suất) Khi điều khiển công suất vòng kín đờng lên cha hoạt động, MS bắt đầu một mức công suất phát bất kì sao cho phù hợp với trạng thái của nó.
Mục đích quan trọng nhất của hệ thống CDMA là cung cấp một mức công suất truyền thích hợp nhất Nếu nh MS phát một mức công suất lớn quá mức cần thiết thì nó sẽ trở thành nguồn gây nhiễu cho các MS khác Vì thế MS sẽ cố gắng thiết lập với BS gần nó nhất với mức công suất thấp nhất có thể Điều này có nghĩa là mức phát công suất của MS tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa MS và
Khi nhận đợc một tín hiệu dẫn đờng mạnh, MS sẽ truyền lại một tín hiệu yếu tới BS Một tín hiệu dẫn đờng mạnh cho ta thấy suy hao truyền dẫn là nhỏ trên đ- ờng xuống Ta thừa nhận rằng suy hao theo đờng lên cũng tơng tự nh đờng xuống, vì thế khi truyền công suất lên ta cần chỉ bù một lợng công suất rất nhỏ cho phần suy hao đờng truyền nói trên
Khi nhận đợc một tín hiệu dẫn đờng yếu từ trạm gốc, MS sẽ truyền trở lại BS một tín hiệu mạnh Tín hiệu yếu ở MS chứng tỏ suy hao truyền dẫn là lớn, vì thế yêu cầu mức công suất truyền ở MS phải lớn để bù lại lợng suy hao của quá trình truyÒn.
Ta có thể xác định mức công suất phát của MS tới BS trong lần thăm dò truy nhập đầu tiên theo công thức sau:
Tx = -Rx-Tx +(NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT)+INIT_PWR (dBm).
Tx là mức công suất phát.
Rx là giá trị công suất nhận đợc từ BS.
NOM_PWR là công suất điều chỉnh danh định.
NOM_PWR_EXT là công suất danh định chuyển giao mở rộng.
INT_PWR là giá trị công suất điều chỉnh ban đầu.
Kr đối với hệ thống thông tin di động tế bào.
Kv đối với hệ thống PCS.
Nếu giá trị INT_PWR=0 thì NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT sẽ hiệu chỉnh để đảm bảo công suất thu phù hợp tại BS NOM_PWR-16 x
NOM_PWR_EXT cho phép ta đánh giá quá trình vòng hở đợc điều chỉnh cho các môi trờng khai thác khác nhau.
Các giá trị NOM_PWR, NOM_PWR_EXT, INT_PWR và kích cỡ bớc của một lần thăm dò – PWR_STEP là các thông số hệ thống đợc xác định ở các bản tin thông số truy nhập (APM) Các tham số này thì đợc sử dụng bởi BS trớc khi truyền đi Nếu nh các giá trị của NOM_PWR và NOM_PWR_EXT trong
Probe # 16 các bản tin EHDM- Extended handoff direction message và bản tin GHDM- General handoff direction message thay đổi thì MS sẽ sử dụng giá trị
NOM_PWR và NOM_PWR_EXT từ các bản tin nói trên.
Toàn bộ phạm vi điều chỉnh của NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT là từ -24dB đến +7dB Khi hoạt động ở băng 0, giá trị NOM_PWR _EXT đợc thiết lập là 0, vì thế toàn bộ dải hiệu chỉnh sẽ nằm từ -8dB đến +7dB Phạm vi của tham số INT_PWR nằm từ –16dB đến 15dB với giá trị danh định là 0dB Dải thông số PWR_STEP là từ 0 đến 7dB Độ chính xác của công suất phát trung bình nhờ NOM_PWR, NOM_PWR_EXT, INT_PWR hay một hiệu chỉnh thăm dò truy nhập PWR_STEP phải là 5dB hay 20% Khuyết điểm chủ yếu của tiêu chuẩn này là các thống kê đờng truyền lên đợc đánh giá trên cơ sở đờng truyền xuống Nhng hai đờng truyền này không tơng qua, vì thế có thể xảy ra sai số lớn ở thủ tục này Tuy nhiên các sai số sẽ đợc hiệu chỉnh nhờ thực hiện điều khiển công suất vòng kín khi MS chiếm một kênh lu lợng và bắt đầu xử lí các bit điều khiển công suất.
Sau khi kết thúc cửa sổ thời gian công nhận Ta, MS đợi thời gian ngẫu nhiên và tăng công suất phát một nấc MS lại thử một lần nữa, quá trình này lặp lại cho đến khi MS nhận đợc tín hiệu trả lời từ BS Tuy nhiên tồn tại một số lần cực đại trên từng chuỗi thăm dò và chuỗi thăm dò cực đại trên mỗi lần thử truy nhập đ ợc gọi là truy nhập thăm dò (Probe access) MS phát cùng một bản tin trong các lần truy nhập thăm dò ở một lần thử truy nhập Mỗi lần truy nhập thăm dò chứa một số kênh truy nhập và bao kênh truy nhập Trong một lần thử truy nhập, các truy nhập thăm dò đợc nhóm thành các chuỗi thăm dò truy nhập Mỗi chuỗi này bao gồm 16 lần thăm dò, tất cả đều đợc phát trên một kênh truy nhập.
Random time (RT) Acess Preamble Message Capsule
Thăm dò truy nhập trong điều khiển công suất vòng hở
Có hai lí do chính có thể dẫn đến MS không đợc chấp nhận sau khi phát một thăm dò là:
1 Mức công suất phát có thể không đủ Khi này chiến lợc tăng bớc công suất phát sẽ đợc áp dụng.
2 Có thể có va chạm do nhiều MS ngẫu nhiên cùng một kênh truy nhập, khi này thời gian đợi ngẫu nhiên sẽ giảm thiểu xác suất các va chạm có thể xảy ra.
Ta có mức công suất truyền thì đợc xác định nh sau:
Tx= -Rx-K+ (NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT)+Sum of Acess Probe Corrections.
Trong đó việc hiệu chỉnh thăm dò truy nhập là tổng của tất cả các mức tăng công suất trớc khi nhận đợc tín hiệu báo nhận từ BS.
Thời gian trễ lùi (Back-off Delay) đợc tạo ra ngâu nhiên giữa các chuỗi thăm dò truy nhập Định thời giữa các thăm dò truy nhập của một chuỗi thăm dò truy nhập cũng đợc tạo ra ngẫu nhiên Sau khi phát một thăm dò truy nhập, MS đợi một khoảng thời gian là Ta Nếu tín hiệu báo nhận đợc thu tại MS thì quá trình thâm nhập kết thúc Ngợc lại quá trình thăm vẫn tiếp tục đợc diễn ra cho đến khi
MS nhận đợc tín hiệu báo nhận mới thôi.
Nếu MS không thu đợc tín hiệu báo nhận trong một lần thử thâm nhập, thì lần thâm nhập đó coi nh bị lỗi và MS sẽ cố gắng truy nhập hệ thống bằng lần thâm nhập khác Nếu MS nhận đợc tín hiệu báo nhận từ trạm gốc, nó bắt đầu với việc đăng kí và các thủ tục ấn định kệnh lu lợng Việc truyền dẫn đầu tiên trên kênh l- u lợng đờng lên sẽ đợc xác định bởi công thức tính công suất truyền nh trên
MS tơng thích với toàn bộ dải kết hợp các thông số dịch ban đầu, NOM_PWR và các hiệu chỉnh thăm dò truy nhập ít nhất là 32 dB cho MS hoạt động ở băng loại 0 và 40 dB cho MS hoạt động ở băng loại 1.
Các nguồn gây ra sai số ở điều khiển công suất vòng hở đó là:
Do có tính tơng hỗ giữa đờng lên và đờng xuống.
MS sử dụng tổng giá trị các công suất nhận đợc để điều khiển công suất trong đó có các công suất đợc nhận từ các BS khác.
Thời gian đáp ứng chậm- 30ms để chống lại hiện tợng fadinh nhanh do hiệu ứng đa đờng.
IV.2.2 Điều khiển công suất vòng kín.
Điều khiển công suất đờng xuống
Điều khiển công suất đờng xuống (FLPC: Forward Link Power Control) nhằm giảm nhiễu giao thoa đờng xuống FLPC không chỉ hạn chế ở nhiễu trong ô mà đặc biệt hiệu quả trong việc giảm nhiễu ô khác hoặc cung khác.
Hệ thống CDMA IS 95 có thể điều khiển công suất đờng xuống dựa trên báo cáo về tỉ lệ từ trạm di động Để thực hiện điều khiển công suất ở đờng xuống,trạm gốc định kì giảm công suất phát đến trạm di động
L u đồ điều khiển công suất đ ờng xuống
Việc giảm công suất này tiếp diễn đến khi trạm di động yêu cầu tăng công suất do nhận thấy sự tăng tỷ số lỗi khung (FER: frame error rate) Lúc đó Trạm gốc sẽ tăng công suất lên một bớc qui định trớc (0.5 dB chẳng hạn) Việc tăng hay giảm công suất đợc thực hiện một lần ở khung thoại Nh vậy điều khiển công suất ở đờng xuống chậm hơn điều khiển công suất ở đờng lên (lệnh điều khiển công suất đờng lên trong CDMA IS 95 đợc phát đi 1.25 ms một lần).
Vì FER đợc đo nên quá trình này trực tiếp phản ánh chất lợng thoại Tuy nhiên quá trình này chậm hơn nhiều Vì các mã trực giao Walsh đợc sử dụng cho đờng xuống nên nhiễu giao thoa không phải là vấn đề quan trọng nhất Vì thế đo chậm không làm tăng đáng kể giảm chất lợng hệ thống
Công suất đợc điều khiển ở các thông số N, D, U và V Các thông số này có thể điều chỉnh đợc đến các giá trị khác nhau cho hoạt động của một hệ thống thùc tÕ. Đối với RS1, bản tin báo cáo đo công suất (PRMR) chứa các khung thu đợc bị lỗi và tổng số khung thu đợc trong khoảng thời gian báo cáo (sau đó các bộ đếm khung đợc khởi đầu cho khoảng thời gian đo tiếp theo) FER bằng số khung lỗi chia cho tổng số số khung thu trong khoảng thời gian báo cáo Các bớc điều khiển công suất đối với RS1 đợc cho nh hình sau:
FER Too High Fer_small