c. Cải thiện chất lượng bỏo hiệu điều khiển cụng suất.
3.2.3 Điều khiển cụng suất vũng ngoài.
Điều khiển cụng suất vũng ngoài cần để giữ chất lượng thụng tin ở cỏc mức yờu cầu bằng việc thiết lập mục tiờu cho việc điều khiển cụng suất nhanh. Mục đớch của điều khiển cụng suất vũng ngoài là cung cấp chất lượng đạt yờu cầu. Chất lượng quỏ
cao sẽ tốn rất nhiều dung lượng. Điều khiển cụng suất vũng ngoài cần thiết trờn cả đường lờn và đường xuống. Vũng ngoài đường lờn được đặt trong RNC cũn vũng bờn ngoài đường xuống đặt trong UE. Trong IS-95, điều khiển cụng suất vũng ngoài chỉ sử dụng trờn đường lờn vỡ khụng cú điều khiển cụng suất nhanh trờn đường xuống.
Chất lượng đường lờn nhận được sau khi kết hợp phõn tập vĩ mụ trong RNC và SIR mục tiờu được gửi đến cỏc Nỳt B. Tần số của điều khiển cụng suất nhanh là 1,5KHz và tần số điều khiển cụng suất vũng ngoài thường từ 10-100Hz.
3.2.3.1. Độ lợi của điều khiển cụng suất vũng ngoài.
SIR mục tiờu cần phải được điều chỉnh khi tốc độ của UE hoặc mụi trường truyền súng đa đường thay đổi. SIR mục tiờu chớnh là Eb/N0. Kết quả mụ phỏng với cỏc dịch vụ thoại đa tốc độ thớch nghi AMR và BLER=1% được chỉ ra trong bảng 3-4 sử dụng điều khiển cụng suất vũng ngoài.
Bảng 3- Kết quả mụ phỏng dịch vụ AMR , BLER= 1%, sử dụng điều khiển cụng suất vũng ngoài
Hiện trạng đa đường Tốc độ UE Mục tiờu Eb/N0 trung bỡnh
Khụng phadinh - 5.3dB
ITU Pedestrian A 3 km/h 5.9dB
ITU Pedestrian A 20 km/h 6.8dB
ITU Pedestrian A 50 km/h 6.8dB
ITU Pedestrian A 120 km/h 7.1dB
Cụng suất bằng nhau trờn 3 đường 3 km/h 6.0dB Cụng suất bằng nhau trờn 3 đường 20 km/h 6.4dB Cụng suất bằng nhau trờn 3 đường 50 km/h 6.4dB Cụng suất bằng nhau trờn 3 đường 120 km/h 6.9dB
Cú 3 loại đa đường được sử dụng: kờnh khụng cú phadinh tương ứng với phần tử LOS khoẻ, kờnh phadinh ITU pedestrian A, và kờnh phadinh 3 đường với cụng suất trung bỡnh bỡnh đẳng của cỏc phần tử đa đường. Giả sử khụng cú phõn tập anten ở đõy.
Mục tiờu Eb/N0 trung bỡnh thấp nhất cần trong cỏc kờnh khụng phadinh và mục tiờu cao nhất đối với kờnh ITU Pedestrian A với cỏc UE tốc độ cao. Kết quả này cho thấy rằng mức cụng suất thay đổi cụng suất thu càng cao, thỡ mục tiờu Eb/N0 cần thiết để đạt được cựng chất lượng cũng cao hơn. Nếu ta chọn mục tiờu Eb/N0 cố định là 5.3dB theo kờnh tĩnh, và tốc độ lỗi khung của kết nối sẽ quỏ cao trong cỏc kờnh phadinh và chất lượng thoại sẽ giảm đi. Nếu chọn mục tiờu Eb/N0 cố định 7.1dB, thỡ chất lượng đủ tốt nhưng cụng suất cao khụng cần thiết sẽ được sẽ được sử dụng trong hầu hết cỏc trường hợp. Chỳng ta cú thể kết luận rừ ràng cần điều chỉnh mục tiờu của điều khiển cụng suất vũng kớn nhanh theo điều khiển cụng suất vũng ngoài.
Một số phương phỏp để đo chất lượng thu sẽ được giới thiệu trong phần này. Một phương phỏp đơn giản và đỏng tin cậy là sử dụng kết quả của việc phỏt hiện lỗi- kiểm tra độ dư thừa tuần hoàn CRC để phỏt hiện cú lỗi hay khụng. Ưu điểm của CRC : đú là một bộ phỏt hiện lỗi khung rất tin cậy và đơn giản. Phương phỏp dựa vào CRC rất phự hợp với cỏc dịch vụ cho phộp xuất hiện lỗi, ớt nhất là một lỗi trong vài giõy, như là cỏc dịch vụ dữ liệu gúi phi thời gian thực trong đú tốc độ lỗi block cú thể lờn tới 10- 20% trước khi truyền lại và cỏc dịch vụ thoại với BLER=1% cung cấp chất lượng đạt yờu cầu. Với cỏc bộ mó/giải mó thoại đa tốc độ thớch nghi (AMR) khoảng chốn là 20ms và BLER=1% ,tương ứng với một lỗi trong 2 giõy.
Chất lượng thu cú thể được tớnh toỏn dựa vào thụng tin về độ tin cậy của khung mềm. Những thụng tin đú cú thể là:
•Tốc độ lỗi bit (BER) được tớnh toỏn trước bộ mó hoỏ kờnh, được gọi là BER thụ và BER kờnh vật lý.
•Thụng tin mềm từ bộ giải mó Viterbi với cỏc mó xoắn.
•Thụng tin mềm từ bộ giải mó Turbo, vớ dụ như BER hay BLER sau sự lặp lại giải mó trung gian.
•Eb/N0 thu được.
Cỏc thụng tin mềm cần thiết đối với cỏc dịch vụ chất lượng cao. BER thụ được sử dụng như là thụng tin mềm qua giao diện Iub. Sự tớnh toỏn chất lượng được minh hoạ trong hỡnh 3-10
Hỡnh 3- Tớnh toỏn chất lượng trong vũng ngoài tại RNC 3.2.3.3 Thuật toỏn điều khiển cụng suất vũng ngoài.
Một trong cỏc thuật toỏn điều khiển cụng suất vũng ngoài là dựa vào kết quả kiểm tra dữ liệu CRC và cú thể được đặc trưng bởi cỏc mó giả. Thuật toỏn này như sau:
IF CRC check OK
Step_down = BLER_target * Step_size;
Eb/N0_target(n+1) = Eb/N0_target(n) –Step_down;
ELSE
Step_up =Step_size –BLER_target * Step_size; Eb/N0_target(n+1) = Eb/N0_target(n) + Step_up;
END
Trong đú: Eb/N0_target(n): Eb/N0 mục tiờu trong khung n, BLER_target là BLER mục tiờu cho cuộc gọi,
Step_size là một thụng số kớch cỡ bậc, thường bằng 0.3-0.5dB.
Nếu BLER của kết nối là một hàm giảm đều của Eb/N0mục tiờu, thỡ thuật toỏn này sẽ cho kết quả là BLER bằng với BLER mục tiờu nếu cuộc gọi đủ dài. Thụng số kớch cỡ bậc xỏc định tốc độ hội tụ của thuật toỏn đến mục tiờu mong muốn và cũng xỏc định tổng phớ gõy ra bởi thuật toỏn. Theo nguyờn tắc, kớch cỡ bậc càng cao sự hội tụ càng nhanh và tổng phớ càng cao. Hỡnh 3-11 đưa ra một vớ dụ mụ tả hoạt động của thuật toỏn với BLER mục tiờu là 1% và kớch cỡ bậc là 0.5dB.
Hỡnh 3- Eb/N0 mục tiờu trong kờnh ITU Pedestrian A, bộ mó hoỏ/giải mó thoại AMR, BLER mục tiờu 1%, bậc 0,5dB, tốc độ 3km/h.
3.2.3.4 Cỏc dịch vụ chất lượng cao
Dịch vụ chất lượng cao với BLER rất thấp (<10-3) được yờu cầu hỗ trợ bởi cỏc mạng thế hệ 3. Lỗi trong cỏc dịch vụ này thường khụng đỏng kể. Nếu BLER yờu cầu = 10-3 và độ rộng chốn là 40ms, một lỗi xuất hiện trong 40s(=40/10-3 ms). Nếu chất lượng thu được tớnh toỏn dựa trờn cỏc lỗi phỏt hiện được bởi cỏc bit CRC, sự điều chỉnh Eb/N0
mục tiờu rất chậm và sự hội tụ của Eb/N0mục tiờu đến giỏ trị tối ưu rất lõu. Vỡ thế, đối với cỏc dịch vụ chất lượng cao, thụng tin độ tin cậy khung mềm đem lại nhiều ưu điểm. Thụng tin mềm cú thể nhận được từ mọi khung dự là chỳng khụng cú lỗi.
3.2.3.5 .Giới hạn biến động điều khiển cụng suất .
Tại sườn của vựng hội tụ, UE cú thể đạt tới cụng suất phỏt lớn nhất của nú. Trong trường hợp BLER thu được cú thể cao hơn mong muốn, nếu chỳng ta ỏp dụng trực tiếp thuật toỏn vũng ngoài đó nờu, thỡ SIR mục tiờu ở đường lờn sẽ tăng. Việc tăng SIR mục tiờu khụng cải thiện chất lượng đường lờn nếu như Nỳt B đó chỉ gửi cỏc lệnh tăng cụng suất ( power-up) tới UE. Trong trường hợp hợp đú Eb/N0 mục tiờu cú thể cao quỏ mức
cần thiết. Khi UE trở về gần với Nỳt B hơn, chất lượng của kết nối đường lờn cao quỏ mức cần thiết trước khi vũng ngoài hạ thấp Eb/N0mục tiờu trở về giỏ trị tối ưu. Trong vớ dụ này, cỏc dịch vụ thoại đa tốc độ thớch nghi (AMR) cú chốn 20ms được minh hoạ sử dụng thuật toỏn điều khiển cụng suất vũng ngoài đó nờu. Trong đú sử dụng BLER mục tiờu là 1% và kớch cỡ bậc là 0.5dB.Với độ biến động cụng suất lớn nhất, một lỗi phải xuất hiện trong 2 giõy để cung cấp BLER là 1% với khoảng ghộp chốn là 20ms. Cụng suất phỏt lớn nhất của UE là 125mW, tức là 21dBm.
Vấn đề tương tự cú thể xuất hiện nếu UE đạt tới cụng suất phỏt nhỏ nhất. Trong trường hợp đú, Eb/N0 mục tiờu sẽ trở thành thấp quỏ mức cần thiết. Cỏc vấn đề giống nhau cú thể xuất hiện trờn đường xuống nếu cụng suất của kết nối đường xuống đang sử dụng là giỏ trị nhỏ nhất hay lớn nhất.
Cỏc vấn đề ở vũng ngoài từ sự biến động điều khiển cụng suất cú thể trỏnh được bằng cỏch thiết lập một giới hạn nghiờm ngặt cho Eb/N0 mục tiờu hoặc bởi cỏc thuật toỏn điều khiển cụng suất vũng ngoài thụng minh. Những thuật toỏn đú sẽ tăng Eb/N0
mục tiờu nếu việc tăng BLER đú khụng cải thiện chất lượng.
3.2.3.6 Đa dịch vụ.
Một trong cỏc yờu cầu cơ bản của UMTS là cú thể ghộp một số cỏc dịch vụ trờn một kết nối vật lý đơn. Khi tất cả cỏc dịch vụ cú cựng một hoạt động điều khiển cụng suất chung, thỡ sẽ cú duy nhất mục tiờu chung cho điều khiển cụng suất nhanh. Thụng số này phải được chọn theo dịch vụ cú yờu cầu mục tiờu cao nhất. Như vậy nếu việc kết hợp được cỏc tốc độ khỏc nhau ỏp dụng trờn lớp 1 để cung cấp cỏc chất lượng khỏc nhau, thỡ khụng cú sự khỏc nhau lớn giữa cỏc mục tiờu yờu cầu. Mụ hỡnh đa dịch vụ được chỉ ra trong hỡnh 3-12
Hỡnh 3- Điều khiển cụng suất vũng ngoài đường lờn cho nhiều dịch vụ trờn một kết nối vật lý 3.2.3.7. Điều khiển cụng suất vũng ngoài đường xuống.
Điều khiển cụng suất vũng ngoài đường xuống hoạt động tại UE. Mạng cú thể điều khiển một cỏch hiệu quả ngay cả khi nú khụng điều khiển thuật toỏn vũng ngoài đường xuống.
•Trước hết, mạng thiết lập mục tiờu chất lượng cho mỗi kết nối đường xuống, mục tiờu đú cú thể đước hiệu chỉnh trong khi kết nối.
•Thứ hai, Nỳt B khụng cần phải tăng cụng suất đường xuống của kết nối đú ngay cả khi UE gửi kệnh tăng cụng suất (power-up). Mạng cú thể điều khiển chất lượng của cỏc kết nối đường xuống khỏc nhau rất nhanh bằng cỏch khụng tuõn theo cỏc lệnh điều khiển cụng suất từ UE.
Phương phỏp này cú thể được sử dụng cú thể được sử dụng chẳng hạn như trong trường hợp quỏ tải đường xuống để giảm cụng suất đường xuống của cỏc kết nối cú mức ưu tiờn thấp, như là cỏc dịch vụ kiểu nền. Việc giảm cụng suất đường xuống cú thể diễn ra tại tần số của đường lờn cụng suất nhanh là 1.5KHz.