L ỜI CAM Đ OAN
2.3.2 Điều khiển công suất
Giới thiệu
Mục tiêu của việc sử dụng điều khiển công suất là khác nhau trên đường lên và đường xuống. Các mục tiêu của điều khiển công suất có thể tóm tắt như sau:
- Duy trì chất lượng kết nối ở cả hướng lên và hướng xuống bằng việc điều khiển công suất phát ở máy di động, Node B.
- Khắc phục hiệu ứng gần-xa trên đường lên.
- Tối ưu dung lượng hệ thống bằng việc điều khiển nhiễu. - Làm tăng tối đa tuổi thọ pin của đầu cuối di động.
Hình 2.5 chỉ ra hiệu ứng gần-xa trên đường lên. Tín hiệu từ các máy di động MS (mobile station) khác nhau được truyền đi trong cùng băng tần một cách đồng thời trong các hệ thống WCDMA. Không có điều khiển công suất, tín hiệu đến từ
MS gần với trạm gốc nhất có thể chặn các tín hiệu từ các MS khác cách xa trạm gốc hơn. Trong tình huống xấu nhất, một MS có công suất quá lớn có thể chặn toàn bộ
một cell. Giải pháp là phải áp dụng điều khiển công suất để đảm bảo rằng các tín hiệu đến từ các đầu cuối khác nhau có cùng công suất hay có cùng tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SIR) khi chúng đến BS.
Hình 2.5 Hiệu ứng gần-xa (điều khiển công suất trên đường lên)
Trên đường xuống, không có hiệu ứng gần-xa do mô hình một-tới-nhiều. Điều khiển công suất có nhiệm vụ bù nhiễu bên trong cell gây ra bởi các trạm di động,
đặc biệt là nhiễu gần biên giới của của các cell này (được chỉ ra trong hình 2.6. Hơn thế nữa, điều khiển công suất trên đường xuống có nhiệm vụ làm giảm thiểu toàn bộ
nhiễu bằng cách giữ QoS tại mức giá trị mục tiêu. Trong hình 2.6, MS2 phải chịu nhiều nhiễu bên trong cell hơn MS1. Vì thế để đáp ứng mục tiêu chất lượng giống nhau, cần nhiều năng lượng cấp phát cho cho các kênh đường xuống giữa BS và MS2.
Hình 2.6 Bù nhiễu bên trong cell (điều khiển công suất ởđường xuống)
Trong WCDMA, điều khiển công suất được thực hiện cho cảđường lên lẫn
đường xuống. Về cơ bản, điều khiển công suất đường xuống có mục đích nhằm tối thiểu nhiễu đến các cell khác và bù nhiễu do các cell khác gây ra cũng như nhằm đạt
được mức SNR yêu cầu. Tuy nhiên, điều khiển công suất cho đường xuống không thực sự cần thiết như điều khiển công suất cho đường lên. Hệ thống WCDMA sử
dụng công suất đường xuống nhằm cải thiện tính năng hệ thống bằng cách kiểm soát nhiễu từ các cell khác.
Điều khiển công suất đường lên tác động lên các kênh truy nhập và lưu lượng. Nó được sử dụng để thiết lập đường truyền khi khởi tạo cuộc gọi và phản
ứng lên các thăng giáng tổn hao đường truyền lớn. Mục đích chính của điều khiển công suất đường lên nhằm khắc phục hiệu ứng xa-gần bằng cách duy trì mức công suất truyền dẫn của các máy di động trong cell như nhau tại máy thu trạm gốc với cùng một QoS. Do vậy việc điều khiển công suất đường lên là thực hiện tinh chỉnh công suất truyền dẫn của máy di động.
Hình 2.7 thể hiện các cơ chế điều khiển công suất. Tồn tại hai kiểu điều khiển công suất:
- Điều khiển công suất vòng hở: cho các kênh chung
- Điều khiển công suất vòng kín: cho các kênh riêng DPDCH/DPCCH và chia sẻ DSCH
Điều khiển công suất vòng hở thường được UE thực hiện trước khi truy nhập mạng và Node B trong quá trình thiết lập đường truyền vô tuyến sử dụng để ước lượng công suất cần phát trên đường lên dựa trên các tính toán tổn hao đường truyền trên đường xuống và tỷ số tín hiệu trên nhiễu yêu cầu.
Điều khiển công suất vòng kín có nhiêm vụ giảm nhiễu trong hệ thống bằng cách duy trì chất lượng thông tin giữa UE và UTRAN (đường truyền vô tuyến) gần nhất với mức chất lượng tối thiểu yêu cầu đối kiểu dịch vụ mà người sử dụng đòi hỏi.
Điều khiển công suất vòng kín bao gồm hai phần: điều khiển công suất nhanh vòng trong tốc độ 1500 Hz và điều khiển công suất chậm vòng ngoài tốc độ
10-100Hz.
Hình 2.7 Các cơ chếđiều khiển công suất của WCDMA.