WCDMA(TIENG_VIET) pdf

(2) Điều chỉnh công suất trên đ ờng truyền về (a) Thăm dò truy nhập Một vấn đề cần phải giải quyết ngay trong việc điều chỉnh công suất đó là công suất phát ban đầu của máy di động. Trớc khi máy di động thiết lập liên hệ với trạm gốc, máy di động không thể đợc điều chỉnh công suất bởi trạm gốc. Nh vậy, câu hỏi đặt ra là khi máy di động mới bắt đầu thử truy nhập vào trạm gốc thì mức công suất nào máy di động nên sử dụng để phát yêu cầu của nó ? ở thời điểm này, trạm gốc vẫn cha tạo ra sự liên lạc với thuê bao di động và trạm gốc không biết vị trí của thuê bao di động. Có hai lựa chọn: lựa chọn thứ nhất là máy di động có thể thử truy nhập tới trạm gốc với một công suất cao. Công suất cao nh vậy sẽ làm tăng khả năng trạm gốc thu đợc yêu cầu truy nhập của máy di động. Tuy nhiên, nhợc điểm của việc phát công suất khởi đầu cao đó là công suất này sẽ gây nhiễu tới các thuê bao khác hiện đang đợc quản lý trong ô. Lựa chọn thứ hai là máy di động có thể yêu cầu truy nhập trạm gốc với một công suất phát thấp. Công suất thấp nh vậy sẽ làm giảm khả năng trạm gốc thu đợc yêu cầu truy nhập của máy di động. Nhng u điểm là máy di động này sẽ không gây nhiễu nhiều tới các thuê bao khác. Giải pháp đợc chọn là khi máy di động mới bắt đầu thử truy nhập hệ thống nó phát một chuỗi các thăm dò truy nhập. Các thăm dò truy nhập là một chuỗi mức công suất phát tăng dần. Máy di động phát thăm dò truy nhập đầu tiên của nó ở một mức công suất tơng đối thấp, sau đó nó đợi một đáp ứng phản hồi từ trạm gốc. Nếu sau một khoảng thời gian tuỳ ý máy di động không thu đợc một bản tin xác nhận từ trạm gốc thì máy di động phát thăm dò truy nhập thứ hai với một công suất hơi cao hơn. Quá trình này sẽ lặp lại cho đến khi máy di động thu đợc bản tin xác nhận phản hồi từ trạm gốc. Ngoài ra, máy di động còn sử dụng mức công suất nó thu đợc từ trạm gốc để ớc tính công suất ban đầu của nó. Nói cách khác, nếu máy di động nhận đợc một tín hiệu mạnh từ trạm gốc thì nó cho rằng trạm gốc ở gần và nh vậy nó sẽ phát khởi đầu với một mức công suất tơng đối thấp. Nếu máy di động nhận đợc một tín hiệu yếu từ trạm gốc thì nó cho rằng trạm gốc ở xa và nh vậy nó sẽ phát khởi đầu với một mức công suất tơng đối cao. 1 (b) Vòng điều khiển mở Quá trình đã mô tả ở trên đợc gọi là quá trình điều chỉnh công suất theo vòng mở, đó chỉ là một quá trình hoạt động điều khiển máy di động và không liên quan gì đến trạm gốc. Quá trình điều khiển theo vòng mở này diễn ra liên tục sau khi trạm gốc xác nhận yêu cầu truy nhập của máy di động và sau khi máy di động bắt đầu phát trên một kênh lu lợng. Sau khi một cuộc gọi đợc thiết lập và khi máy di động di chuyển trong phạm vi ô, suy hao đờng truyền giữa máy di động và trạm gốc sẽ liên tục thay đổi. Kết quả là công suất thu tại máy di động sẽ thay đổi và hoạt động điều chỉnh công suất theo vòng mở sẽ liên tục giám sát công suất thu của máy di động p r và sẽ tiếp tục điều chỉnh công suất phát của máy di động. Một chú ý quan trọng là quá trình điều chỉnh công suất theo vòng mở nh đã mô tả ở trên dựa trên sự ớc tính suy hao đờng truyền đi. Quá trình điều chỉnh công suất này đợc sử dụng để bù cho những thay đổi chậm và các ảnh hởng của hiệu ứng che chắn (log-normal), trong đó có một sự tơng quan giữa các suy hao trên đờng truyền đi và đờng truyền về. Tuy nhiên, do các đờng truyền đi và về thờng sử dụng các tần số khác nhau (FDD), quá trình điều chỉnh công suất theo vòng mở là không đủ và quá chậm để bù cho hiện tợng pha đinh Rayleigh nhanh. Lu ý rằng hiện tợng pha đinh Rayleigh nhanh là phụ thuộc vào tần số và xảy ra trên mỗi khoảng nửa bớc sóng. Nói cách khác, do hiện tợng pha đinh Rayleigh nhanh là phụ thuộc vào tần số, chúng ta không thể sử dụng quá trình điều chỉnh công suất theo vòng mở ( trong đó giả thiết suy hao trên đờng truyền hớng đi bằng với suy hao đờng truyền hớng về ) để bù cho hiện tợng pha đinh Rayleigh nhanh. (c) Vòng điều khiển khép kín Quá trình điều chỉnh công suất theo vòng khép kín đợc sử dụng để bù cho những dao động về công suất do hiện tợng pha đinh Rayleigh nhanh. Nó là một vòng điều khiển khép kín trong đó liên quan đến cả trạm gốc và máy di dộng. Mỗi khi máy di động chiếm một kênh lu lợng và bắt đầu thông tin với trạm gốc, quá trình điều chỉnh công suất theo vòng khép kín sẽ hoạt động cùng với quá trình điều chỉnh công suất theo vòng mở. Trong quá trình điều chỉnh công suất theo vòng khép, trạm gốc liên tục giám sát đờng truyền về và đo chất lợng đờng truyền. Nếu chất lợng đờng truyền nhận đợc xấu thì trạm gốc sẽ ra lệnh cho máy di động, qua đờng truyền đi, để tăng công suất. Nếu chất lợng đờng truyền là quá tốt thì có nghĩa là công suất trên đờng truyền về vợt mức, trong trờng hợp này, trạm gốc sẽ ra lệnh cho máy di động giảm công suất. Về mặt nguyên lý, tỷ lệ lỗi khung (FER) có thể dùng để chỉ thị về chất lợng đờng truyền. Nhng vì cần một thời gian dài cho trạm gốc tích luỹ đủ các bít để tính toán FER nên E b /N o ( hoặc SIR) đợc sử dụng làm thông tin để chỉ thị chất lợng đờng truyền về. sau: Quá trình điều chỉnh công suất theo vòng khép kín trên đ ờng truyền về nh 1. Trạm gốc liên tục giám sát E b /N o trên đờng truyền về 2. Nếu E b /N o là quá cao ( tức là nếu nó vợt quá một ngỡng nhất định) thì trạm gốc ra lệnh cho máy di động giảm công suất phát. 3. Nếu E b /N o là quá thấp ( tức là nếu nó rớt xuống dới một ngỡng nhất định) thì trạm gốc sẽ ra lệnh cho máy di động tăng công suất phát. Trạm gốc gửi các lệnh điều chỉnh công suất tới máy di dộng qua đ ờng truyền đi. Các lệnh điều chỉnh công suất đợc đặt trong dạng các bít điều chỉnh công suất (PCBs). Lợng công suất của máy di động tăng và giảm trên mỗi PCB thờng là +1 dB và -1 dB. Vì quá trình điều chỉnh công suất theo vòng khép kín là để chống lại pha đinh Rayleigh nhanh nên đáp ứng của máy di động với các lệnh điều chỉnh công suất này cần phải rất nhanh. Vì lý do này, các PCB đợc gửi trực tiếp trên kênh lu lợng. Thực tế là các bít đợc Rút trộm (Robbed) ra khỏi kênh lu lợng để gửi các PCB này. Có ba điểm bổ sung cho quá trình điều chỉnh công suất theo vòng khép kín. Các bít điều chỉnh công suất không đ ợc bảo vệ chống lỗi. Do các PCB đợc ghép vào kênh lu lợng hớng đi sau bộ mã hoá xoắn. Vì thế, các PCB không đợc bảo vệ chống lỗi. Điều này đợc thực hiện để giảm trễ cố hữu khi giải mã và tách ra các bít bảo vệ chống lỗi. Cần nhớ là điều chỉnh công suất theo vòng khép kín đợc sử dụng để chống lại hiện tợng pha đinh Rayleigh nhanh; các PCB không đợc bảo vệ chống lỗi để máy di động có thể nhanh chóng thu lại PCB và điều chỉnh công suất phát của nó cho phù hợp. Hậu quả là xác suất lỗi bít đối với kênh phụ điều chỉnh công suất có thể cao hơn so với kênh lu lợng nếu không có sự dự phòng đặc biệt. Điều chỉnh công suất theo vòng khép kín có một vòng trong và một vòng ngoài. Đến đây chúng ta mới chỉ mô tả vòng trong của quá trình điều chỉnh công suất theo vòng kín. Tiền đề của quá trình điều khiển vòng trong là có tồn tại một ngỡng SIR đợc xác định trớc bởi các quyết định tăng giảm công suất đợc tạo ra. Do chúng ta luôn cố duy trì một FER có thể chấp nhận đợc và do trong một môi trờng di động không có sự tơng quan một-một giữa FER và E b /N o , nên giá trị ng ỡng E b /N o cần phải đ ợc điều chỉnh động để duy trì một FER có thể chấp nhận đợc. Việc điều chỉnh ngỡng E b /N o này ( đã sử dụng bởi điều chỉnh công suất vòng trong) đợc xem nh vòng ngoài của quá trình điều chỉnh công suất theo vòng khép kín (xem hình 2.16). Quá trình điều khiển vòng ngoài không đợc qui định theo tiêu chuẩn và mỗi nhà sản xuất cơ sở hạ tầng tự do thực hiện các thuật toán điều chỉnh công suất vòng ngoài của chính họ. Lu ý rằng các thuật toán này hầu nh luôn là độc quyền của nhà sản suất . V ò ng Ngoi Điều chỉnh ngỡng E b /N o Ng ỡng E b /N o Vòn g trong 1. Đo E b /N o 2. So sánh với E b /N o ng ỡng 3. Quyết định giá trị PCB cần gửi đi Hình 2.16 Vòng điều khiển trong và vòng điều khiển ngoài Điểm cuối cùng liên quan tới sự điều chỉnh công suất theo vòng khép kín trong quá trình chuyển giao mềm. Trong quá trình chuyển giao mềm một máy di động duy trì liên lạc với hai hoặc ba trạm gốc khi nó chuyển tiếp giữa chúng. Trong thời gian chuyển giao mềm, máy di động thu các lệnh điều chỉnh công suất từ hai hoặc ba trạm gốc và các lệnh này có thể có sự xung đột (tức là, một trạm gốc có thể yêu cầu máy di động tăng công suất trong khi các trạm gốc khác lại có thể yêu cầu máy di động giảm công suất). Trong tình huống này, máy di động tuân theo qui luật sau: nếu bất cứ một trạm gốc nào ra lệnh cho máy di động giảm