Truyền sĩng vơ tuyến trong kênh di động mặt đất được đặc trưng bởi các sự phản xạ, sự suy hao khác nhau của năng lượng tín hiệu. Các hiện tượng này gây ra do các vật cản tự nhiên như tồ nhà, các quả đồi…dẫn đến hiệu ứng truyền sĩng đa đường.
Hình 2.3 Truyền sĩng đa đường
Hiệu ứng đa đường thường gây ra nhiều khĩ khăn cho các hệ thống truyền dẫn vơ tuyến. Một trong những ưu điểm của các hệ thống DSSS là tín hiệu thu qua các nhánh đa đường với trễ truyền khác nhau và cường độ tín hiệu khác nhau lại cĩ thể cải thiện hiệu suất của hệ thống. Để kết hợp các thành phần từ các nhánh đa đường một cách nhất quán, cần thiết phải tách đúng các thành phần đĩ. Trong các hệ thống WCDMA, bộ thu RAKE được sử dụng để thực hiện chức năng này. Một bộ thu RAKE bao gồm nhiều bộ thu được gọi là “finger”. Bộ thu RAKE sử dụng các bộ cân bằng và các bộ xoay pha để chia năng lượng của các thành phần tín hiệu khác nhau cĩ pha và biên độ thay đổi theo kênh trong sơ đồ chịm sao. Sau khi điều chỉnh trễ thời gian và cường độ tín hiệu, các thành phần khác nhau đĩ được kết hợp thành một tín hiệu với chất lượng cao hơn. Quá trình này được gọi là quá trình kết hợp theo tỉ số lớn nhất (MRC), và chỉ cĩ các tín hiệu với độ trễ tương đối cao hơn độ rộng thời gian của một chip mới được kết hợp. Quá trình kết hợp theo tỉ số lớn nhất sử dụng tốc độ chip là 3.84Mcps tương ứng với 0.26µs hoặc là chênh lệch về độ dài đường dẫn là 78m. Phương pháp này giảm đáng kể hiệu ứng phading bởi vì khi các kênh cĩ đặc điểm khác nhau được kết hợp thì ảnh hưởng của phading nhanh được tính bình quân. Độ lợi thu được từ việc kết hợp nhất quán các thành phần đa đường tương tự với độ lợi của chuyển giao mềm cĩ được bằng cách kết hợp hai hay nhiều tín hiệu trong quá trình chuyển giao.
2.3.3 Độ lợi của điều khiển cơng suất nhanh: Điều khiển cơng suất nhanh trong WCDMA đem lại nhiều lợi ích cho hệ thống. Chẳng hạn đối với dịch vụ mơ phỏng
cĩ tốc độ 8kbps với BLER=1% và ghép xen 10ms. Sự mơ phỏng được tạo ra trong trường hợp cĩ hoặc khơng cĩ điều khiển cơng suất nhanh với bước cơng suất là 1dB. Điều khiển cơng suất chậm cĩ nghĩa là cơng suất trung bình được giữ tại mức mong muốn và điều khiển cơng suất chậm hồn tồn cĩ thể bù cho ảnh hưởng của suy hao đường truyền và suy hao do các vật chắn, trong khi đĩ điều khiển cơng suất nhanh cĩ thể bù được cho phading nhanh. Phân tập thu hai nhánh được sử dụng trong Nút B. ITU Vehicular A là một kênh 5 nhánh trong WCDMA, và ITU Pedestrian A là một kênh 2 nhánh trong đĩ nhánh thứ hai rất yếu. Tỷ số Eb/N0 , và cơng suất truyền trung bình yêu cầu trong trường hợp khơng cĩ và cĩ điều khiển cơng suất nhanh được trình bày trong bảng (2.1) và bảng (2.2)
Bảng 2.1 Giá trị Eb/N0 yêu cầu trong trường hợp cĩ và khơng cĩ điều khiển cơng suất nhanh
Điều khiển cơng suất chậm
Điều khiển cơng suất nhanh tần số 1.5KHz
Độ lợi của điều khiển cơng suất nhanh ITU PedestrianA 3km/h 11.3dB 5.5dB 5.8dB ITU Vehicular A 3km/h 8.5dB 6.7dB 1.8dB ITU VehicularA 50km/h 7.3dB 6.8dB 0.5dB
Bảng 2.2 Cơng suất phát tương đối yêu cầu trong trường hợp cĩ và khơng cĩ điều khiển cơng suất nhanh
Điều khiển cơng suất chậm
Điều khiển cơng suất nhanh tần số 1.5KHz
Độ lợi của điều khiển cơng suất nhanh ITU PedestrianA
3km/h
ITU Vehicular A 3km/h 8.5dB 7.5dB 1.0dB ITU VehicularA 50km/h 7.6dB 6.8dB 0.8dB
Trong 2 bảng trên ta thấy rõ độ lợi mà điều khiển cơng suất nhanh đem lại như sau:
• Độ lợi của các UE tốc độ thấp lớn hơn các UE tốc độ cao.
• Độ lợi theo tỷ số Eb/I0 yêu cầu lớn hơn độ lợi cơng suất truyền dẫn.
Trong 2 bảng, độ lợi âm tại tốc độ 50km/h cĩ nghĩa là điều khiển cơng suất chậm lý tưởng sẽ đem lại hiệu suất tốt hơn so với điều khiển cơng suất nhanh thức tế. Độ lợi âm do việc tính tốn SIR khơng chính xác, các lỗi báo hiệu điều khiển cơng suất, và trễ trong vịng điều khiển cơng suất.
Hình 2.4 Cơng suất phát và thu trong 2 nhánh
(cơng suất khoảng hở trung bình 0dB,- 10dB).Kênh phading Rayleigh tại 3km/h