Hình 2.3 Công suất phát và thu trong 2 nhánh (công suất khoảng hở trung bình 0÷10 dB); Kênh fading Rayleigh tại tốc độ 3 Km/h
Tầm quan trọng của phân tập sẽ được phân tích cùng với điều khiển công suất nhanh. Với các UE tốc độ thấp, điều khiển công suất nhanh có thể bù
đựơc fading của kênh và giữ cho mức công suất thu không đổi. Các nguyên nhân chính của các lỗi trong công suất thu là do việc tính toán SIR không chính xác, các lỗi báo hiệu và trễ trong vòng điều khiển công suất. Việc bù fading gây ra suy giảm công suất truyền dẫn. Công suất thu và công suất phát là hàm của thời gian, hình 2.3, 2.4 tại tốc độ của UE là 3 Km/h. Trong hình 2.3 là trường hợp có ít phân tập, hình 2.4 mô phỏng trường hợp phân tập nhiều. Sự biến đổi công suất phát trong trường hợp hình 2.3 cao hơn trong trường hợp hình 2.4 do sự khác nhau về số lượng phân tập. Các trường hợp phân tập như: phân tập đa đường, phân tập anten thu, phân tập anten phát hay phân tập vĩ mô.
Hình 2.4 Công suất phát và thu trên 3 nhánh (công suất khoảng hở như nhau); Kênh fading Rayleigh tại tốc độ 3 Km/h
Với sự phân tập ít hơn thì sự biến động lớn hơn trong công suất phát, nhưng công suất phát trung bình cũng cao hơn. Mức tăng công suất là được định nghĩa là tỷ số giữa công suất truyền dẫn trung bình trên kênh fading và trên kênh không có fading khi mức công suất thu giống nhau trên cả 2 kênh có fading và không có fading. Mức tăng công suất được mô tả trong hình 2.5.
Kết quả ở mức liên kết cho sự tăng công suất đường lên thể hiện trong bảng 2.3. Sự mô phỏng được thực hiện tại các mức UE khác nhau trên kênh ITU pedestrian 2 đường với công suất thành phần đa đường từ 0 đến -12,5 dB. Trong
sự mô phỏng này công suất phát và công suất thu được tập hợp trong từng khe. Với điều khiển công suất lý tưởng, mức tăng công suất là 2,3 dB. Điều đó chứng tỏ điều khiển công suất nhanh hoạt động có hiệu quả trong việc bù năng lượng cho fading. Với các UE tốc độ cao (>100 Km/h), mức tăng công suất rất nhỏ do điều khiển công suất nhanh không thể bù được fading.
Hình 2.5 Công suất tăng trong kênh fading với điều khiển công suất nhanh
Mức tăng công suất rất quan trọng đối với hiệu suất của các hệ thống W- CDMA. Trên đường xuống, dung lượng giao diện vô tuyến được xác định trực tiếp bởi công suất phát yêu cầu, do công suất đó xác định nhiễu truyền. Vì thế, để làm tăng tối đa dung lượng đường xuống, công suất phát cần cho một liên kết phải được giảm nhỏ. Trên đường xuống, mức công suất thu trong UE không ảnh hưởng đến dung lượng. Trên đường lên, công suất phát xác định tổng nhiễu đến các cell lân cận, và công suất thu xác định tổng nhiễu đến các UE khác trong cùng một cell. Chẳng hạn như chỉ có một cell W-CDMA trong một vùng, dung lượng đường lên của cell này sẽ được tăng tối đa bằng cách giảm tối thiểu công suất thu yêu cầu, và mức tăng công suất sẽ không ảnh hưởng đến dung lượng đường lên.
Bảng 2.3 Các mức tăng công suất được minh hoạ của kênh ITU Pedestrian A đa đường với phân tập anten [5]
Tốc độ UE [Km/h] Mức tăng công suất trung bình [dB]
3 2,1
10 2,0
20 1,6
50 0,8