Dung năng CDMA bị giới hạn bởi cụng suất và xuyờn nhiễu. Cỏc anten thụng minh hoặc mảng anten cú thể cỏch ly trong khụng gian và triệt nhiễu. Đõy là những lý do làm tăng dung năng. Tuy nhiờn, hệ thống sẽ trở nờn phức tạp và đắt đỏ hơn. Một cỏch khỏc để cải thiện dung năng hệ thống CDMA bằng việc tối ưu húa phõn bố cụng suất thụng qua điều chỉnh độ rộng chựm anten, phương hướng và độ nghiờng xuống.
Hỡnh 4.8- Tối ưu húa anten nhằm cõn bằng tải
Cõn bằng tải lưu lượng bằng tối ưu húa phõn bổ cụng suất sẽ tăng đỏng kể dung năng của toàn bộ cụm, và giảm tỷ lệ thất bại cuộc gọi.
Cỏc mụ phỏng được sử dụng để nghiờn cứu tối ưu húa anten. ễ trung tõm trong mụ phỏng cấu hỡnh của phần 4.2 được chia thành 3 khu vực với 3 anten cú độ rộng hiệu dụng mỗi anten theo phương ngang 92 độ. Nú tạo ra một cấu hỡnh ụ 1200/1200/1200. Khu vực cú mật độ lưu lượng nhiều hơn gấp 3 lần cỏc khu vực khỏc của nhúm cỏc khu vực trờn như được minh họa trong hỡnh 4.8a. ễ được cấu hỡnh lại để cõn bằng lưu lượng tốt hơn. Hai anten với độ rộng chựm mỗi anten là
650 để phục vụ khu vực tải nặng, trong khi một anten với độ rộng chựm 1200, được dựng để phục vụ cỏc khu vực tải nhẹ cũn lại. ễ được cấu hỡnh lại theo mẫu 900/900/1800 như được minh họa trong hỡnh 4.8b.
Kết quả mụ phỏng chỉ ra rằng với cựng số lượng của toàn bộ 60 trạm di động được phõn bố trong ụ trung tõm, lưu lượng tải cho ụ được cấu hỡnh lại được phõn bổ đều hơn. Số mỏy di động trung bỡnh là 17.9/17.4/17.7 cho khu vực //, khi so sỏnh với lưu lượng tải trước khi được cấu hỡnh lại với số cỏc mỏy di động trung bỡnh 21.3/17.2/9.5. Sau khi cấu hỡnh lại cỏc khu vực, độ lệch chuẩn của phõn phối lưu lượng tải giảm từ 6.00 xuống 0.25, tỷ lệ lưu lượng tải từ lớn nhất đến nhỏ nhất giảm từ 2.24 xuống 1.03. Lưu lượng tải tổng cộng tăng 12%, từ 16 mỏy di động cho mỗi khu vực lờn 18 mỏy di động trờn một khu vực.
Tối ưu húa anten khụng chỉ phõn phối lưu lượng đều hơn mà cũn là việc triệt nhiễu và giảm tỷ lệ chuyển giao.
Hệ số giảm chuyển giao trong (4.1) cú thể được tớnh toỏn theo phần trăm chuyển giao từ nhiều kiểu chuyển giao. Đú là:
1 3 3 , 3 1 2 3 , 2 2 , 2 3 , 1 2 , 1 1 , 1 2 3 (2 3 ) 3 v v v v Hrf (4.13) với i,j biểu diễn phần trăm chuyển giao mềm bao gồm i cỏc ụ khỏc nhau, và j cỏc khu vực khỏc nhau. Vx biểu diễn hệ số tớch cực thoại trong ụ thứ x .
Cỏc kết quả mụ phỏng của tối ưu húa anten được chỉ ra trong bảng 4.3. Khu vực N tch Hrf 1,1 1,2 1,3 2,2 2,3 3,3 trước 14.84 0.064 1.68 0.51 0.22 0.0 0.24 .012 .029 trước 14.58 0.065 1.66 0.51 0.27 0.0 0.18 .021 .020 trước 12.55 0.069 1.84 0.41 0.28 0.0 0.23 .024 .047 sau 14.63 0.069 1.58 0.57 0.23 0.0 0.17 .012 .020 sau 17.45 0.056 1.62 0.58 0.13 0.0 0.25 .005 .039 sau 14.99 0.068 1.55 0.57 0.22 0.0 0.19 .009 .011
Dung năng của mỗi khu vực được tớnh toỏn sử dụng (4.1) và (4.13) với v2/v1=1.23 và v3/v2=1.38. Dung năng ụ tăng 12%, từ 42 đến 47 cỏc mỏy di động hoạt động đồng thời trong ụ trung tõm. Những điều này chứng minh rằng bằng việc tối ưu húa cỏc độ rộng chựm của cỏc anten khu vực cú thể phục vụ một vựng lưu lượng mong muốn để xuyờn nhiễu từ những người dựng khỏc nhau sẽ giảm và dung năng hệ thống sẽ tăng.
Trong một hệ thống CDMA hoạt động, sự khỏc biệt của lưu lượng khu vực qua toàn mạng cú thể tới một bậc biờn độ như trỡnh bày ra trong hỡnh 4.1. Lợi ớch từ tối ưu hoỏ anten thậm chớ cũn đỏng kể hơn. Lưu lượng ở khu vực được dựng quỏ mức bị giảm đột ngột. Tỷ lệ cuộc gọi thất bại là sự tổ hợp của tỷ lệ khụng thể truy cập và tỷ lệ cuộc gọi rớt, cú thể giảm từ khoảng 32% xuống dưới 7% theo kịch bản lưu lượng vụ cựng cao. Nú cũng loại trừ một cỏch hiệu quả nỳt cổ chai lưu lượng trong mạng, trỏnh phớ tổn tài chớnh vào việc chia ụ và triển khai thờm súng mang hơn nữa.
4.6 -Túm tắt chương
Trong một mạng vụ tuyến đa truy cập phõn chia theo mó, tối ưu húa việc quản lý cụng suất cú thể tăng cường dung năng và hiệu năng của tuyến vụ tuyến. Khi tỷ số cụng suất phỏt của ụ trung tõm so với cỏc ụ liền kề thay đổi 6 dB, dung năng ụ trung tõm cú thể tăng 53% đối với ụ chịu tải nặng với mật độ lưu lượng lớn gấp 2 lần cỏc ụ bao quanh. Dung năng của toàn bộ nhúm cỏc ụ này cú thể tăng lờn 8%. Phần cụng suất hoa tiờu ảnh hưởng trực tiếp đến cụng suất và hiệu năng hệ thống. Dung năng của cả nhúm cỏc ụ này cú thể tăng 43% khi cụng suất phần hoa tiờu của cả nhúm thay đổi từ 15% đến 5%. Dung năng ụ chịu tải nặng cú thể tăng 31% chỉ khi phần hoa tiờu ụ mật độ cao giảm. Cần ụ co dón nhằm cõn bằng ụ khi cụng suất và nhiễu thay đổi. Cú thể cải thiện dung năng và hiệu năng của một hệ thống CDMA bằng cỏch tối ưu phõn bổ cụng suất bằng cỏch điều chỉnh độ rộng chựm tia và hướng của anten nhằm cõn bằng tải lưu lượng.
Tỏc động của quản lý cụng suất đến dung năng được trỡnh bày trong phần 4.2. Phần 4.3 đỏnh giỏ sự phõn phỏt cụng suất hoa tiờu và sự co dón ụ. Phần 4.4 trỡnh bày tối ưu anten để cõn bằng tải lưu lượng.
Mạng CDMA thương mại đó chứng minh rằng tối ưu húa quản lý cụng suất cú thể nõng cao dung năng và hiệu năng mạng.
KẾT LUẬN
Luận văn đó nghiờn cứu về điều khiển cụng suất trong hệ thống CDMA, đặc biệt là cỏc phương phỏp quản lý cụng suất tối ưu húa.
Một vấn đề rất lớn trong hệ thống CDMA chớnh là vấn đề về điều khiển cụng suất nhằm giảm nhiễu và nõng cao dung lượng hệ thống. Luận văn đó phõn tớch :
- Một số những vấn đề cơ bản của mạng di động cú ảnh hưởng đến dung lượng hệ thống.
- Cỏc ảnh hưởng của nhiễu đối với dung lượng của hệ thống CDMA.
- Phõn tớch một số đặc điểm quan trọng của hệ, đặc biệt là cỏc vấn đề về dung năng, chuyển giao mềm, mềm hơn cũng như tỏc động của chuyển giao đối với dung năng hệ thống.
- Phõn tớch một số phương phỏp điều khiển cụng suất truyền thống thường gặp trong hệ thống CDMA.
Phần cuối cựng và cũng là phần quan trọng nhất mà luận văn đó hoàn thành đú chớnh là phõn tớch sõu cỏc vấn đề liờn quan đến quản lý cụng suất tối ưu húa. Cỏc tỏc động của quản lý cụng suất đối với dung năng mạng CDMA được nghiờn cứu một cỏch cú hệ thống. Đối với vựng ụ tải nặng, dung năng hệ thống CDMA cú thể được cải thiện bằng cỏch tăng tổng cụng suất phỏt khu vực(giải quạt), giảm tỷ lệ cụng suất hoa tiờu, giảm vựng chuyển giao mềm, tối ưu húa cấu hỡnh khu vực và anten. Đó chứng minh rằng tối ưu húa quản lý cụng suất cú thể nõng cao dung năng và hiệu năng mạng đối với mạng CDMA thương mại
Thụng qua quỏ trỡnh thực hiện luận văn, trong thời gian tới, tỏc giả sẽ tiếp tục nghiờn cứu vấn đề tối ưu húa quản lý cụng suất trong cỏc mạng WCDMA và cỏc thế hệ mạng kế tiếp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] TS.Trịnh Anh Vũ (2005), Giỏo trỡnh thụng tin di động, NXB ĐHQG [2] Tổng cục Bưu điện(2005), Thụng tin di động, NXB Bưu điện
[3] TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng(2002), Giỏo trỡnh thụng tin di động, NXB Bưu điện
[4] TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng(2002), Giỏo trỡnh Thụng tin di động thế hệ ba,
Học viện CNBCVT
[5] TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng(2003), Giỏo trỡnh Truyền dẫn vụ tuyến và cụng
nghệ CDMA trong thụng tin di động, Học viện CNBCVT
[6] Vũ Đức Thọ(6/2002), Tớnh toỏn mạng thụng tin di động số cellular, Nhà xuất bản giỏo dục
[7] PTS.Mai Liờm Trực(1996), Cụng nghệ ATM và CDMA, Nhà xuất bản thanh niờn
[8] ThS.Nguyễn Văn Thuận(2004), Giỏo trỡnh cụng nghệ CDMA, Trung tõm Đào tạo Bưu chớnh Viễn thụng 1,Học viện CNBCVT
[9] Lờ Xuõn Dũng(2002), Phõn tớch cỏc kỹ thuật ước lượng cụng suất trong hệ
thống CDMA, Luận văn thạc sỹ, Học viện CNBCVT
[10] Đinh Minh Sơn(2003), Dung lượng mạng vụ tuyến, Luận văn thạc sỹ, Học viện CNBCVT
[11] Nguyễn Hoài Nam(2002), Nghiờn cứu biện phỏp nõng cao chất lượng mạng
thụng tin số ở Việt Nam, Luận ỏn tiến sỹ, Học viện CNBCVT
[12] Kim Thanh Hà(2002), Nghiờn cứu tổ chức hệ thống thụng tin vụ tuyến đa truy
nhập theo mó (CDMA), Luận văn thạc sỹ, Học viện CNBCVT
[13] Trần Thị Thỏi(2002), Anten thụng minh trong thụng tin di động tế bào, Luận văn thạc sỹ, Học viện CNBCVT
[14] Lờ Xớch Hải(2002), Anten thụng minh và khả năng ứng dụng trong thụng tin di
động , Luận văn thạc sỹ, Học viện CNBCVT
[15] Ngụ Thuý Trầm(2003), Nõng cao dung lượng hệ thống thụng tin di động
CDMA bằng điều khiển cụng suất , Luận văn thạc sỹ, Học viện CNBCVT
[16] Nguyễn Thị Thảo(2006), Mụ hỡnh lưu lượng của cỏc hệ thống thụng tin di
động tế bào CDMA , Luận văn thạc sỹ, Học viện Kỹ thuật Quõn sự.
Tiếng Anh
[17] B. Lathi (1999), Digital communication
[18] Loutfi Nuaymi, Xavier Lagrange, Philippe Godlewski, A Power Control Algorithm for 3G WDCMA System
[19] Jin Yang, Optimization of Power Management in a CDMA Radio Network, Verizon Wireless Inc., Walnut Creek, CA 94598, USA.
[20] ANSI/TIA/EIA-95-B-99, February 3, 1999, Mobile Station – Base Station Compatibility Standard for Wideband Spread Spectrum Cellular System.
[21] Audrey Viterbi and Andrew Viterbi, August 1993,Erlang Capacity of a Power Controlled CDMA system, IEEE J. on Sel. Areas in Communications, Vol.11, No.6, pp. 892-900, August 1993.
[22] Fuyun Ling, Bob Love and Michael Mao Wang,May 1997, Behavior and
Performance of Power Controlled IS-95 Reverse Link Under Soft Handoff,
Proceedings of 47th IEEE VTC, pp.924.
[23]Jin Yang, Feb.1999,Diversity Receiver Scheme and System Performance Evaluation for a CDMA, IEEE Trans. on Communications, Vol.47, No.2, pp.272- 280.
[24] Chin-Chun Lee, Raymond Steele, Aug.1998, Effect of Soft and Softer Handoffs on CDMA System Capacity, IEEE Trans.on Vehicular Tech., Vol.47, No.3, pp.830- 840.
[25] Jin Yang, Sung-Hyuk Shin and William C.Y.Lee, October 1997,Design Aspects and System Evaluations of IS-95 based CDMA System, Proceedings of ICUPC, pp.381-385.
[26] Joe Varin, Gina DaGama, April 2000, Antenna Optimization Report and