CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG LTE

Đồ án sẽ bao gồm các nội dung chính như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về LTEĐiểm qua lộ trình phát triển của mạng vô tuyến và đặc điểm đặc trưng của LTE.Chương 2: Điều khiển công suất trong LTEĐiều khiển công suất trong LTE và các phương pháp điều khiển công suất.Chương 3: Điều khiển công suất một phầnĐưa ra khái niệm, công thức và hiệu suất của điều khiển công suất một phần trong LTE.Chương 4: Điều khiển công suất dựa trên nhiễuĐưa ra kĩ thuật điều khiển công suất dựa trên nhiễu, khái niệm về điều khiển công suất dựa trên nhiễu suy rộng.Chương 5: Điều khiển công suất dựa trên nhiễu ôĐưa ra thiết kế của điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô.

Chương 1. Giới thiệu về công nghệ LTE Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH: Trần Quốc Hưng – D08VT4 Chương 2. Điều khiển công suất trong LTE Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH: Trần Quốc Hưng – D08VT4 Chương 3. Điều khiển công suất một phần Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH: Trần Quốc Hưng – D08VT4 Chương 4. Điều khiển công suất dựa trên nhiễu Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH: Trần Quốc Hưng – D08VT4 Chương 5. Điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH: Trần Quốc Hưng – D08VT4 Đồ án tốt nghiệp đại học HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: “CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG LTE” Giáo viên hướng dẫn : Th.S LÊ TÙNG HOA Sinh viên thực hiện : TRẦN QUỐC HƯNG Lớp : D08VT4 Khóa : 2008 - 2013 Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà nội, 2012 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên: Trần Quốc Hưng Lớp: D08VT4 Khoá: 2008 – 2013 Ngành học: Điện Tử - Viễn Thông Tên đồ án: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG LTE Nội dung đồ án: Nội dung của đồ án được chia thành ba phần chính như sau:  Giới thiệu tổng quan về LTE  Điều khiển công suất trong LTE  Điều khiển công suất một phần  Điều khiển công suất dựa trên nhiễu  Điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô Ngày giao đồ án: 20/ 9/ 2012 Ngày nộp đồ án: 10/12/2012 Ngày 10 tháng 12 năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Th.s: Lê Tùng Hoa NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM (Của giáo viên hướng dẫn) Mạng thông tin di động với số lượng thuê bao tăng không ngừng đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà vận hành mạng và cung cấp dịch vụ. Mạng di động được triển khai và nâng cấp nhanh chóng từ mạng thế hệ 1G, 2G cho đến 3G và tương lai là 4G nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng tăng và đa dạng của người sử dụng. Tương lai gần của mạng di động sẽ là 4G và LTE là một ứng cử viên sang giá cho 4G tại Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên do đặc thù của mạng không dây, thuê bao di động chịu ảnh hưởng lớn của nhiễu gây ra bởi các thuê bao khác trong môi trường đa truy nhập. Điều khiển công suất được đưa ra với mục đích giảm nhiễu trên hệ thống. Đồ án “Các phương pháp điều khiển công suất trong LTE” của sinh viên Trần Quốc Hưng lớp D08VT4 tập trung tìm hiểu điều khiển công suất một phần, điều khiển công suất dựa trên nhiễu và điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô trong LTE. Nội dung của đồ án được trình bày mạch lạc theo kết cấu sau: • Giới thiệu tổng quan về LTE • Điều khiển công suất trong LTE • Điều khiển công suất một phần • Điều khiển công suất dựa trên nhiễu • Điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô Trong quá trình thực hiền đồ án, sinh viên Trần Quốc Hưng đã thể hiện tính độc lập, chủ động nghiên cứu hoàn thành đồ án cũng như tích cực trao đổi với giáo viên hướng dẫn về những nội dung còn vướng mắc. Dựa vào nội dung hoàn thành của đồ án và thái độ thực nghiêm túc làm đồ án của sinh viên đề nghị hội đồng chấm đồ án thông qua. Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày 10 tháng 12 năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Th.s: Lê Tùng Hoa NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM (Của Người phản biện) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày tháng năm Giáo viên phản biện LỜI NÓI ĐẦU Tiếp theo mạng thông tin di động (TTDĐ) thế hệ thứ 3(3G), Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đang hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ 4 (4G). 4G có những tính năng vượt trội như: cho phép thoại dựa trên nền IP, truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các mạng di động hiện nay. Theo tính toán, tốc độ truyền dữ liệu có thể lên đến 100 Mb/s, thậm chí lên đến 1 Gb/s trong các điều kiện tĩnh. Ở Việt Nam, hiện nay 3G đang phát triển rầm rộ và để tiến lên 4G không còn xa nữa. Theo tin từ Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT), đơn vị này vừa hoàn thành việc lắp đặt trạm BTS sử dụng cho dịch vụ vô tuyến băng rộng công nghệ LTE, công nghệ tiền 4G đầu tiên tại Việt Nam và Đông Nam Á. LTE viết tắt của từ Long Term Evolution, là một hệ thống công nghệ được phát triển từ họ công nghệ GSM/UMTS (WCDMA, HSPA) đang được nghiên cứu, thử nghiệm để tạo nên một hệ thống truy cập băng rộng di động thế hệ mới, hướng đến thế hệ thứ 4G. Trong hệ thống thông tin di động, các máy di động đều phát chung một tần số cùng lúc nên chúng gây nhiễu đồng kênh đối với nhau. Chất lượng truyền dẫn vô tuyến đối với từng người sử dụng trong môi trường đa truy cập phụ thuộc vào tỷ số tín hiệu trên nhiễu. Để đảm bảo tỷ số này không đổi và lớn hơn ngưỡng yêu cầu cần điều khiển công suất máy phát của người sử dụng theo khoảng cách của nó với trạm gốc. Điều khiển công suất được sử dụng cho đường lên để tránh hiện tượng gần xa và giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu lên hệ thống. Ngoài việc giảm hiện tượng gần xa, điều khiển công suất còn được sử dụng để duy trì công suất phát trên một người sử dụng để đảm bảo tỷ số lỗi bit ở mức cho trước tối thiểu chấp nhận được. Như vậy điều khiển công suất còn góp phần làm tăng tuổi thọ của pin máy di động. Để hòa nhập với xu thế chung, em đã chọn đề tài “ Các phương pháp điều khiển công suất trong LTE” để có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu kĩ hơn về công nghệ mới này. Đồng thời giúp người đọc có cái nhìn tổng quát về các phương thức điều khiển công suất nhằm cải thiện hiệu năng cho người dùng. Đồ án sẽ bao gồm các nội dung chính như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về LTE Điểm qua lộ trình phát triển của mạng vô tuyến và đặc điểm đặc trưng của LTE. Chương 2: Điều khiển công suất trong LTE Điều khiển công suất trong LTE và các phương pháp điều khiển công suất. Chương 3: Điều khiển công suất một phần 5 Đưa ra khái niệm, công thức và hiệu suất của điều khiển công suất một phần trong LTE. Chương 4: Điều khiển công suất dựa trên nhiễu Đưa ra kĩ thuật điều khiển công suất dựa trên nhiễu, khái niệm về điều khiển công suất dựa trên nhiễu suy rộng. Chương 5: Điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô Đưa ra thiết kế của điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô. 6 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các thầy cô trong Khoa Viễn thông đã luôn nhiệt tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức trong suốt thời gian học tập tại trường, là nền tảng giúp em có thể thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cô Lê Tùng Hoa, người đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt thời gian làm đồ án, giúp em có những hướng đi đúng đắn để có thể hoàn thành đề tài. Xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến những người bạn đã luôn hết lòng giúp đỡ người thực hiện trong thời gian qua. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Trần Quốc Hưng 7 MỤC LỤC 8 DANH MỤC HÌNH VẼ 9 DANH MỤC BẢNG BIỂU THUẬT NGỮ VIẾT TẮT PG S Pathgain to the serving Base Station Độ lợi đường tới BS đang phục vụ PG I Sum of pathgain to the non serving Base Station Tổng độ lợi đường tới các BS không phục vụ 3G 3rd Generation Technology Công nghệ truyền thông thế hệ thứ 3 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án đối tác thế hệ thứ 3 AMC Adaptive Modulation and Coding Scheme Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích ứng BER Bit Error Rate Tỉ số lỗi bit BS Base Station Trạm gốc BW Bandwidth Băng thông CLPC Closed Loop Power Control Điều khiển công suất vòng đóng FPC Fractional Power Control Điều khiển công suất một phần FTB Fixed Transmission Bandwidth Băng thông truyền dẫn cố định G-IPC Generalized Interference Based Power Control Điều khiển công suất dựa trên nhiễu suy rộng GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống truyền thông di động toàn cầu HARQ Hybrid Automatic Repeat Request Yêu cầu lặp tự động lai HO Hand Over Chuyển giao HSPA High Speed Packet Access Công nghệ truy nhập gói tốc độ cao IoT It is the interference over Thermal noise Nhiễu trên tạp âm nhiệt IPC Interference Based Power Control Điều khiển công suất dựa trên nhiễu KPI Key Performance Indicator Chỉ số hiệu năng quan trọng LA Link Adaptation Thích ứng đường truyền LTE Long Term Evolution MCS Modulation and Coding Scheme Kỹ thuật điều chế và mã hóa MRC Maximal Ratio Combining Kết hợp tỷ lệ tối đa OFDMA Orthogonal Frequency Division Đa truy nhập phân chia theo tần số 10 [...]... khác Việc điều khiển công suất là một trong những chức năng của quản lý tài nguyên vô tuyến Đồng thời, các kỹ thuật điều khiển công suất khác nhau sẽ góp phần cải thiện hiệu năng cho người sử dụng CHƯƠNG 3 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT MỘT PHẦN Chương này tập trung vào điều khiển công suất vòng mở của công thức điều khiển công suất được chuẩn hóa trong LTE Vấn đề quan tâm liên quan đến truyền dẫn diễn ra trong. .. Cụ thể về điều khiển công suất, đã có nghiên cứu che phủ điều khiển công suất vòng mở, với một đánh giá về hiệu suất và các khả năng ban đầu của nó Nghiên cứu khác đang tìm hiểu những phương pháp tiếp cận liên kết giữa PS và PC, xác định các điều kiện nhiễu Một kỹ thuật mới thực hiện với điều khiển công suất LTE đường lên được đề suất trong đó điều khiển vòng đóng được xét để cải thiện hiệu suất ban... khác, điều khiển công suất vòng mở chậm sẽ cho kết quả trong việc thực hiện đơn giản hoá và ít báo hiệu nhưng sẽ không thể bù cho các điều kiện kênh cho từng người sử dụng Một công thức điều khiển công suất đã được nhất trí trong hội nghị 3GPP vào tháng 6 năm 2007, trong đó điều khiển công suất trong LTE đường lên dự kiến sẽ bao gồm cả vòng đóng và vòng mở Điều đó có nghĩa là phạm vi chính của điều khiển. .. thuật điều khiển công suất khác biệt nhau, có liên quan đến các tính chất của thông tin được gửi đến đầu cuối di động để thiết lập công suất phát: • Điều khiển công suất vòng mở: Công suất được thiết lập tại đầu cuối di động nhờ các thông số và số đo thu được từ các tín hiệu được gửi từ eNodeB Trong trường hợp này không có phản hồi gửi đến BS về công suất được sử dụng để truyền dẫn • Điều khiển công suất. .. nó thiết lập công suất Tx ban đầu của nó theo điều khiển vòng mở và gửi thông tin phản hồi đến eNodeB Đây là kỹ thuật điều khiển công suất vòng đóng Theo đó, khi bất kỳ người sử dụng nào thiết lập công suất phát của họ, điểm khởi đầu là vòng mở Nó được thiết kế theo nguyên tắc điều khiển công suất một phần (FPC), được nghiên cứu tiếp theo trong chương này 3.2 Khái niệm điều khiển công suất một phần... một thực tế là điều khiển công suất chỉ bù được cho các biến đổi kênh chậm Hình 2 3: Kịch bản làm việc điều khiển công suất – chuẩn hóa điều khiển công suất bao gồm một vòng mở và một vòng đóng Nhiễu cơ bản là xuyên ô 2.2 Mục đích nghiên cứu Đối tượng của nghiên cứu của đề tài này là điều khiển công suất Công việc hiện giờ là ta có cái nhìn tổng quan, để có thể cụ thể rõ phạm vi và cách nó được đánh... (PUSCH), và kênh điều khiển đường lên vật lý (PUCCH) các chi tiết kỹ thuật sau đó được rút ra chỉ đối với những khía cạnh vật lý được liên quan 3.1 Công thức PC được chuẩn hoá Công suất phát được thiết lập tại thiết bị người sử dụng (UE), sử dụng các thông số nhận được từ eNodeB và các lệnh điều khiển Công thức điều khiển công suất cho PUSCH như sau: (3.1) 28 Với: • PMax: là công suất phát tối đa đầu... công suất một phần Từ quan điểm của RRM, phạm vi của điều khiển công suất là để xác định công suất phát trong một PRB theo công thức (3.1), cho phép UE chia công suất đó vào băng thông truyền dẫn được cấp (BW) Điều này nghĩa là cuối cùng nó sẽ phát với một công suất không đổi trong mỗi PRB được cấp, hay nói một cách khác, nó sẽ có một mật độ phổ công suất không đổi trên băng thông truyền dẫn 29 Vì lý... tổng quan về công nghệ LTE, một số đặc điểm kỹ thuật của LTE cũng như các kiến trúc mô hình LTE Đây là tiền đề để ta có thể đi vào nghiên cứu sâu hơn về LTE CHƯƠNG 2 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG LTE 2.1 Dự án UTRAN LTE của 3GPP 3GPP đã thực hiện một vài dự án để cải thiện các mạng GSM tiên tiến Thiết kế của họ dựa trên sự cùng tồn tại: mỗi hệ thống mới đưa ra một vài yếu tố và công nghệ mới trong khi vẫn... khiển công suất trong LTE đường lên là để bù cho kênh biến đổi chậm và có thể bù cho các điều kiện nhiễu, trong khi các cơ chế khác (như AMC nhanh) thích ứng được với các biến đổi nhanh 25 Tuy nhiên, trong khi công thức đã được đồng ý thì các thuật toán xác định việc sử dụng khía cạnh vòng đóng vẫn còn mở Điều này và điều kiện nhiễu xuyên ô, cả 2 đều được minh hoạ trong hình 2.3 Cũng có một thực tế là điều . trưng của LTE. Chương 2: Điều khiển công suất trong LTE Điều khiển công suất trong LTE và các phương pháp điều khiển công suất. Chương 3: Điều khiển công suất một phần 5 Đưa ra khái niệm, công thức. Giới thiệu tổng quan về LTE • Điều khiển công suất trong LTE • Điều khiển công suất một phần • Điều khiển công suất dựa trên nhiễu • Điều khiển công suất dựa trên nhiễu ô Trong quá trình thực hiền. và hiệu suất của điều khiển công suất một phần trong LTE. Chương 4: Điều khiển công suất dựa trên nhiễu Đưa ra kĩ thuật điều khiển công suất dựa trên nhiễu, khái niệm về điều khiển công suất dựa