1. MỞ ĐẦU
3.8.1. Điều khiển tài nguyờn vụ tuyến
1. Điều khiển cụng suất
Điều khiển cụng suất nhanh và nghiờm ngặt là nột quan trọng nhất ở cỏc hệ thống thụng tin di động CDMA, nhất là ở đường lờn. Thiếu điều khiển cụng suất, một MS phỏt cụng suất lớn sẽ chặn toàn bộ ụ. Hỡnh 3.20 cho thấy vấn đề nẩy sinh và giải phỏp điều khiển cụng suất vũng kớn.
lượng hệ thống như đó đề cập ở trờn. Như vậy để đạt được cụng suất cực đại cần điều khiển cụng suất cuả tất cả cỏc MS trong một ụ sao cho mức cụng suất mà chỳng tạo ra ở BS sẽ bằng nhau. Duy trì các mức công suất P1 và P2 bằng nhau P1 P2 Các lệnh điều khiển công suất đến các MS MS1 MS2
Hỡnh 3.20. Điều khiển cụng suất ở CDMA
WCDMA sử dụng cỏc phương phỏp điều chỉnh cụng suất sau đõy:
√ Điều khiển cụng suất vũng hở: được thực hiện khi MS bắt đầu truy nhập mạng và
chưa cú kết nối với BTS
√ Điều khiển cụng suất vũng kớn: khi MS đó cú kết nối với BTS bao gồm: (1) điều
chỉnh cụng suất nhanh vũng trong khi MS, MS và BTS đỏnh giỏ SIR (Signal to Interference Ratio: tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu) để đưa ra kết luận điều khiển cụng suất cho đường lờn và đường xuống; (2) điều khiển cụng suất vũng ngoài, MS và RNC dựa trờn tỷ lệ lỗi khối (BLER) đưa ra quyết định ngưỡng SIR cho điều khiển cụng suất vũng trong
Điều khiển cụng suất vũng hở thực hiện đỏnh giỏ gần đỳng cụng suất đường xuống của tớn hiệu kờnh hoa tiờu dựa trờn tổn hao truyền súng của tớn hiệu này. Nhược điểm của phương phỏp này là do điều kiện truyền súng của đường xuống khỏc với đường lờn nhất là do pha đinh nhanh nờn sự đỏnh giỏ sẽ thiếu chớnh xỏc. Ở hệ thống CDMA trước đõy người ta sử dụng phương phỏp này kết hợp với điều khiển cụng suất vũng kớn, cũn ở hệ thống W-CDMA phương phỏp điều khiển cụng suất này chỉ được sử dụng để thiết lập cụng suất gần đỳng khi truy nhập mạng lần đầu.
Phương phỏp điều khiển cụng suất nhanh vũng kớn như sau (xem hỡnh 4.21). ở phương phỏp này BS (hoặc MS) thường xuyờn ước tớnh tỷ số tớn hiệu trờn can nhiễu thu được (SIR= Signal to Interference Ratio) và so sỏnh nú với tỷ số SIR đớch (SIRđớch). Nếu SIRướctớnh cao hơn SIRđớch thỡ BS (MS) thiết lập bit điều khiển cụng suất để lệnh cho MS (BS) hạ thấp cụng suất, trỏi lại nú ra lệnh MS (BS) tăng cụng suất. Chu kỳ đo-lệnh-phản ứng này được thực hiện 1500 lần trong một giõy (1,5 KHz) ở W-CDMA. Tốc độ này sẽ cao hơn mọi sự thay đổi tổn hao đừơng truyền và thậm chớ cú thể nhanh hơn phađinh nhanh khi MS chuyển động tốc độ thấp.
Tín hiệu băng
gốc thu Giải
trải phổ RAKEThu
Đo SIR
So sánh và quyết định
Tạo bit điều khiển công suất Vòng trong
Đo chất l ợng công suất dài hạn
So sánh và quyết định Chất l ợng đích SIR đích Vòng ngoài
Ghép bit điều khiển công suất vào luồng phát
Hỡnh 3.21. Nguyờn lý điều khiển cụng suất vũng kớn
Kỹ thuật điều khiển cụng suất vũng kớn như vậy được gọi là vũng trong cũng được sử dụng cho đường xuống mặc dự ở đõy khụng cú hiện tượng gần xa vỡ tất cả cỏc tớn hiệu đến cỏc MS trong cựng một ụ đều bắt đầu từ một BS. Tuy nhiờn lý do điều khiển cụng suất ở đõy như sau. Khi MS tiến đến gần biờn giới ụ, nú bắt đầu chịu ảnh hưởng
Rayleigh gõy ra, nhất là khi cỏc mó sửa lỗi làm việc khụng hiệu quả.
Điều khiển cụng suất vũng ngoài thực hiện đỏnh giỏ dài hạn chất lượng đường truyền trờn cơ sở FER (tỷ lệ lỗi khung) hoặc BER để quyết định SIRđớch cho điều khiển cụng suất vũng trong.
Điều khiển cụng suất vũng ngũai thực hiện điều chỉnh giỏ trị SIRđớch ở BS (UE) cho phự hợp với yờu cầu của từng đừơng truyền vụ tuyến để đạt được chất lượng cỏc đường truyền vụ tuyến như nhau. Chất lượng của cỏc đường truyền vụ tuyến thường được đỏnh giỏ bằng tỷ số bit lỗi (BER: Bit Error Rate) hay tỷ số khung lỗi (FER= Frame Error Rate). Lý do cần đặt lại SIRđớch như sau. SIR yờu cầu (tỷ lệ với Ec/N0) chẳng hạn là FER=1% phụ thuộc vào tốc độ của UE và đặc điểm truyền nhiều đường. Nếu ta đặt SIRđớch đớch cho trường hợp xấu nhất (cho tốc cao độ nhất) thỡ sẽ lóng phớ dung lượng cho cỏc kết nối ở tốc độ thấp. Như vậy tốt nhất là để SIRđớch thả nổi xung quanh giỏ trị tối thiểu đỏp ứng được yờu cầu chất lượng. Để thực hiện điều khiển cụng suất vũng ngoài, mỗi khung số liệu của người sử dụng được gắn chỉ thị chất lượng khung là CRC. Việc kiểm tra chỉ thị chất lượng này sẽ thụng bỏo cho RNC về việc giảm chất lượng và RNC sẽ lệnh cho BS tăng SIRđớch. Lý do đặt điều khiển vũng ngoài ở RNC vỡ chức năng này thực hiện sau khi thực hiện kết hợp cỏc tớn hiệu ở chuyển giao mềm.
2. Chuyển giao
Trong khi GSM chỉ cú thể thực hiện chuyển giao cứng thỡ WCDMA cú thể thực hiện ba kiểu chuyển giao: (1) chuyển giao mềm, (2) chuyển giao mềm hơn và (3) chuyển giao cứng. Hai kiểu chuyển giao đầu được thực hiện trong một ụ hoặc trong một đoạn ụ trờn cựng một tần số. Chuyển giao thứ hai thực hiện trờn hai tần số khỏc nhau hoặc. Cũng như điều khiển cụng suất chuyển giao mềm và mềm hơn cần phải cú ở cỏc hệ thống thụng tin di động CDMA vỡ lý do sau: để trỏnh hiện tượng gần xa xẩy ra. Khi UE tiến sõu vào vựng phủ súng của ụ lõn cận mà khụng được BS của ụ này điều khiển cụng suất, nú sẽ gõy nhiễu rất lớn cho cỏc MS khỏc trong ụ này. Chuyển giao cứng thường xuyờn và nhanh cú thể trỏnh được điều này, nhưng chuyển giao này chỉ cú thể thực hiện được với một thời gian trễ nhất định, trong khoảng thời gian này cú thể xẩy ra hiện tượng gần xa. Vỡ thế cựng với điều khiển cụng suất, cỏc chuyển giao mềm và mềm hơn là cụng cụ quan trọng để giảm nhiễu ở CDMA.
Trong chuyển giao mềm hơn, UE ở vựng chồng lấn giữa hai vựng phủ của hai đoạn ụ của BS. Thụng tin giữa UE và BS xẩy ra đồng thời trờn hai kờnh của giao diện vụ tuyến. Vỡ thế cần sử dụng hai mó khỏc nhau ở đừơng xuống để UE cú thể phõn biệt được hai tớn hiệu. Mỏy thu của MS nhận hai tớn hiệu này bằng phương phỏp xử lý RAKE rất giống như thu đa đường, chỉ khỏc là cỏc ngún cần tạo ra mó tương ứng đối với từng đoạn để thực hiện giải trải phổ. Hỡnh 3.22 cho thấy trường hợp chuyển giao mềm hơn.
Trờn đường lờn cũng xẩy ra quỏ trỡnh tương tự ở BS: BS thu được kờnh mó của UE ở từng đoạn ụ, sau đú chuyển chỳng đến đến cựng mỏy thu RAKE và kết hợp chỳng để nhận được tớn hiệu tốt nhất. Trong quỏ trỡnh chuyển giao mềm hơn ở mỗi kết nối chỉ cú một vũng điều khiển cụng suất là tớch cực. Thụng thường chuyển giao mềm hơn chỉ xẩy ra ở 5-15% kết nối.
Hỡnh 3.22. Chuyển giao mềm hơn.
Hỡnh 3.23 cho thấy chuyển giao mềm. Trong khi chuyển giao mềm, UE ở vựng
chồng lấn vựng phủ của hai đoạn ụ thuộc hai trạm gốc khỏc nhau. Cũng như ở chuyển
giao mềm hơn, thụng tin giữa UE và BS xẩy ra đồng thời ở hai kờnh của giao diện vụ
tuyến từ hai BS khỏc nhau.
mó thu được từ cả hai BS nhưng được gửi đến RNC để kết hợp. Thụng thường quỏ trỡnh này được thực hiện như sau. Chỉ thị độ tin cậy khung (được cung cấp cho điều khiển vũng ngoài) được sử dụng để chọn khung tốt hơn trong số hai khung của hai kờnh núi trờn ở RNC. Chọn được thực hiện sau mỗi chu kỳ đan xen: 10-80ms một lần.
Lưu ý rằng khi chuyển giao mềm, trờn một kết nối cú hai vũng điều khiển cụng suất tớch cực, mỗi vũng cho mỗi trạm. Chuyển giao mềm xẩy ra ở vào khoảng 10-40% kết nối. Để phục vụ cho cỏc kết nối chuyển giao mềm trong giai đoạn quy họach mạng cần xem xột để hệ thống đảm bảo cỏc tài nguyờn bổ sung sau:
Cỏc kờnh mỏy thu RAKE bổ sung ở BS
Cỏc đường truyền dẫn bổ sung giữa BS và RNC
Cỏc ngún RAKE bổ sung ở UE
Cũng cần lưu ý rằng chuyển giao mềm và chuyển giao mềm hơn cũng cú thể xẩy ra đồng thời ở một kết nối
Trong chuyển giao mềm hoặc mềm hơn, UE kết nối cựng một lỳc với nhiều Node B (vỡ thế cũn được gọi là phõn tập vĩ mụ).. Để quản lý chuyển giao mềm (hoặc mềm hơn) UE cú bộ nhớ duy trỡ tập cỏc hoa tiờu của Node B như sau:
√ Tập tớch cực: là tập cỏc hoa tiờu cuả cỏc Node B đang kết nối với UE
√ Tập ứng cử: là tập cỏc hoa tiờu của cỏc Node B khỏc khụng cú mặt trong kết nối
với UE nhưng tỷ số SIR (Ec/I0) hoa tiờu của chỳng đủ mạnh để được bổ sung vào tập tớch cực.
√ Tập lõn cận hay tập được giỏm sỏt: là danh sỏch cỏc hoa tiờu đực UE đo liờn tục
nhưng SIR chưa đủ mạnh để được kết nạp vào tập tớch cực
Cỏc thành viờn của cỏc tập dưới cú thể được chuyển vào cỏc tập trờn và vào tập tớch cực khi cụng suất của hoa tiờu chỳng đủ mạnh.
Như vậy chuyển giao mềm ở WCDMA thực chất là quỏ trỡnh trong đú một hoa tiờu mới được kết nạp vào tập tớch cực và một hoa tiờu trong tập tớch cực bị khai trừ ra khỏi tập này.
