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 tỏn hao đường truyền lớn. Điều khiển công suất đường lên gồm điều khiển công suất vòng hở (cong gọi là điều khiển công suất tự quản) và điều khiển công suất vòng kín. Điều khiển công suất vòng kín gồm điều khiển công suất trong và điều khiển công suất vòng ngoài.
3.1.2.1. Điều khiển công suất vòng hở
Quá trình điều khiển công suất vòng hở như sau: a. Bản tin thông số truy nhập
Sau khi trạm di động đã bật nguồn, nó liên lạc với hệ thống bằng cách thu và sử dụng kênh hoa tiêu, kênh đồng bộ và kênh tìm gọi. Kênh tìm gọi cung cấp bản tin thông số truy nhập trong đó định nghĩa các thông số mà trạm di động cần sử dụng khi phát kênh truy nhập đến trạm gốc. Các kênh truy nhập bao gồm:
- Số kênh truy nhập.
- Độ dịch công suất danh định (NOM_PWR).
- Độ dịch công suất ban đầu (INT_PWR).
- Kích cỡ nấc tăng công suất.
- Số thăm dò công suất trên một chuỗi thăm dò truy nhập.
- Cửa sổ thời gian thăm dò giữa hai thăm dò truyn nhập.
- Thời gian được ngẫu nhiên hoá giữa hai thăm dò truy nhập.
- Thời gian được ngẫu nhiên hoá giữa hai chuỗi thăm dò. b. Trạng thái truy nhập
Trong khi ở trạng thái truy nhập trạm di động vẫn chưa được ấn định một kênh lưu lượng nên chưa có điều khiển vòng kín. Khi này bản thân trạm di động khởi tạo một điều chỉnh công suất bất k cho phù hợp với hoạt động của mình. Tuy nhiên từ các thông tin nhận được ở các kênh hoa tiêu, đồng bộ, tìm gọi bây giờ trạm di động có thể thử truy nhập hệ thống qua một trong số vài kênh truy nhập hiện có. Cần nhớ rằng mục đích hàng đầu hệ thống CDMA là chỉ phát đủ công suất để đáp ứng được chất lượng cần thiết, vì nếu phát công suất hơn mức cần thiết thì trạm di động sẽ gây thêm nhiễu cho các người sử dụng khác trong cùng kênh CDMA.
c. Các quy tắc quan trọng của thủ tục truy nhập
Trạm di động truy nhập vào hệ thống và thử phát một công suất rất nhỏ đến trạm gốc. Quy tắc chính là trạm di động phải phát công suất tỷ lệ nghịch với với công suất mà nó thu được.
Khi thu được một hoa tiêu mạnh từ trạm gốc, trạm di động phát đi một tín hiệu yếu. Vì một tín hiệu thu mạnh trại trạm di động có nghĩa là suy hao đường truyền xuống thấp. Như vậy nếu coi rắng suy hao đường truyền lên cũng như vậy thì cần phát đi một công suất thấp.
Khi thu được một hoa tiêu yếu từ gốc, thì trạm di động phát đi một tín hiệu mạnh. Vì một tín hiệu thu yếu tại trạm di động có nghĩa là suy hao đường truyền xuống lớn. Như vậy nếu coi rằng suy hao đường truyền lên cũng như vậy, thì trạm di động cần phát đi công suất cao để bù trừ tổn hao đướngf truyền. Quy tắc quan trọng này được thể hiện ở hình sau:
Trung bình Dung sai 73 73 Tx(dBm) Rx(dBm) Qui tắc: -Thu lớn, phát nhỏ -Thu nhỏ, phát lớn
Hình 3.1. Quy tắc điều khiển công suất
Trạm di động sẽ phát thăm dò đầu tiên ở công suất trung bình được xác định theo công thức sau:
Tx=-Rx-k+(NOM_PWR-16xNOM_OWWR_EXT)+INT_PWR, dBm (3.1) trong đó: Tx: công suất phát trung bình (dBm).
Rx: công suất thu trung bình (dBm).
NOM_PWR: điều chỉnh danh định (trong dải -8 đến +7dB).
NOM_PWR_EXT: công suất danh định cho chuyển giao mở rộng (dB). INT_PWR: điều chỉnh ban đầu (trong dải -16 đến +16 dB).
k=72 dB cho tổ ong (băng loại 0). k=76 dB cho PCS (băng loại 1). d. Các bước thăm dò công suất
Nếu trạm gốc không công nhận hay trả lời thử truy nhập thì sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên trạm di động sẽ phát công suất cao hơn. Sau đó nếu vẫn chưa được trả lời nó lại thử lại với công suất lớn hơn và quá trình này được lặp lại nhiều lần cho đến khi đạt được trả lời từ trạm gốc (hình 3.2). Mỗi bước tăng công suất Pi được gọi là một điều chỉnh công suất vòng hở. Lúc đó công suất phát của trạm di động được xác định như sau:
Tx= -Rx-k+(NOM_PWR-16xNOM_PWR_EXT)+INT_PWR
Hình 3.2. Các nấc hiệu chỉnh thăm dò truy nhập
Thời gian trễ lùi (Back-off Delay) được tạo ra ngẫu nhiên giữa các chuỗi thăm dò truy nhập. Định thời giữa các thăm dò truy nhập của một chuỗi thăm dò truy nhập thâm cũng được tạo ra ngẫu nhiên. Sau khi phát một thăm dò truy nhập, MS đợi TA. Nếu thu được công nhận, nó kết thúc thử truy nhập. Nếu không thu đượ công nhận, thăm dò tiếp theo được phát sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên(RT).
Nếu MS không thu được công nhận trong một lần thử truy nhập, lần thử này coi như thất bại và MS tiến hành thử lần khác. Nếu MS nhận được công nhận từ BS, đăng ký và các thủ tục ấn định kênh lưu lượng được tiến hành. Truyền dẫn khởi đầu trên kênh lưu lượng đườn lên sẽ ở công suất trung bình.
MS hỗ trợ toàn dải kết hợp các thông số dịch ban đầu, NOM_PWR và các hiệu chỉnh thăm dò truy nhập ít nhất là ±32 dB cho MS hoạt động ở băng loại 0 và ±40 dB cho MS hoạt động ở băng loại 1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các nguồn sai số ở điều khiển vòng kín là:
- Giả thiết tính đảo lẫn của đường lên và đường xuống.
- Sử dụng tổng công suất thu được ở cả công suất từ các trạm BS khác. Tx
Hiệu chỉnh vòng hở
Thăm dò truy nhập Công suất khởi đầu
Công suất khởi đầu +hiệu chỉnh vòng hở
- Thời gian phản ứng đối với pha đinh nhanh do nhiều đường truyền chậm: 30ms.
3.1.2.2. Điều khiển công suất vòng kín
Các nguồn pha đinh do nhiều đường truyền đòi hỏi điều chỉnh công suất phải nhanh hơn nhiều so với điều chỉnh công suất vòng hở. Các điều chỉnh công suất bổ sung để bù trừ tổn hao pha đinh được xử lý bởi cơ chế điều chỉnh công suất vòng kín đường lên với thời gian phản ứng là 1,25 ms cho các bước 1 dB và dải rộng 48 dB (trong 3 khung). Thời gian phản ứng nhanh hơn cho phép cơ chế điều khiển công suất vòg kín vượt trội cơ chế điều khiển không công suất vòng hở trong các ứng dụng thực tế. Ngoài cả hai cơ chế điều khiển công suất cho phép đạt được dải động ít nhất 80 dB. Điều khiển công suất vòng kín đảm bảo hiệu chỉnh cho điều khiển công suất vòng hở. Sau khi đã khởi động các kênh lưu lượng, mỗi khi thu được bit điều khiển công suất trong kênh con điều khiển công suất (được ghép chung với kênh lưu lượng) bằng 1, trạm di động giảm công suất một bước định trứơc (1 dB). Ngược lại nếu thu được bit điều khiển công suất bằng “0” trạm di động tăng công suất lên một bước định trứơc (1 dB). Các lần điều chỉnh công suất này được gọi là hiệu chỉnh công suất vòng kín, vì quyết định tăng hay giảm công suất được thực hiện trên cơ sở đánh giá công suất thu được tại trạm gốc.
Cơ chế điều khiển công suất vòng kín đường lên bao gồm hai phần; điều khiển công suất vòng trong và điều khiển công suất vòng ngoài. Điều khiển công suất vòng trong giữ cho MS gấn nhất với (Eb/It)setpoint đích (setpoint: điểm đặt ngưỡng), trong khi đó điều khiển công suất vòng ngoài điều chỉnh (Eb/ It)setpoint đích đối với một MS.
Để hiểu đươc hoạt động của điều chỉnh công suất vòngkín, ta xét tổng quan cấu trúc của kênh lưu lượng đường cuống và hoạt động của nó. Vùng quan tâm ở đây là đầu ra của bộ ghép xen và đầu vào của MUX. Kênh con
điều khiển công suất được phát liên tục trên kênh lưu lượng đường xuống. Kênh con này có tốc độ là 800 bit điều khiển công suất trên giây. Vì thế bit điều khiển công suất được phát xuống cứ 1,25 ms một lần. Khung 20 ms được tổ chức thành 16 đoạn thời gian có độ dài như nhau bằng 1,25 ms và được gọi là các nhóm điều khiển công suất (PCG: Power Control Group) (hình 3.3). Như vậy mỗi khung có 16 PCG. Trước khi phát, luồng số đầu ra của bộ ghép xen kênh lưu lượng đường xuống được tắt bật bằng một bộ lọc thời gian. Bộ lọc thời gian này cho phép truyền dẫn một số ký hiệu và xoá các ký hiệu khác. Chu kỳ bật (mở cổng) thay đổi cùng với tốc độ bit truyền dẫn (phụ thuộc vào tốc độ thay đổi của bộ mã hoá tiếng và tích cực tiếng).
Việc ấn định các nhóm được bật và các nhóm bị bật tắt phụ thuộc vào Bộ ngẫu nhiên hoá cụm số liệu (DBR: Data Burst Randomizer). Tại BS, máy thu đường lên đánh giá cường độ tín hiệu thu bằng cách đo Eb/Tt trong mỗi nhóm điều khiển công suất (1,25 ms).
Tốc độ khung Tốc độ bit (kbit/s) SốPCG
Toàn tốc 9,6 16
1/2 4,8 8
1/4 2,4 4
1/8 1,2 2
Một khung (20 ms)=16 PCG