Điều khiển cụng suất vũng bờn ngoài cần thiết để giữ chất lượng truyền thụng tại cỏc mức yờu cầu bằng cỏch thiết lập mục tiờu cho điều khiển cụng suất vũng kớn nhanh. Mục đớch của nú là cung cấp chất lượng yờu cầu. Tần số của điều khiển cụng suất vũng bờn ngoài thường là 10-100Hz.
Điều khiển cụng suất vũng bờn ngoài so sỏnh chất lượng nhận được với chất lượng yờu cầu. Thụng thường, chất lượng được định nghĩa là tỷ lỗi bit mục tiờu xỏc
định (BER) hay Tỷ số lỗi khung (FER). Mối quan hệ giữa SIR mục tiờu và mục tiờu chất lượng tuỳ thuộc vào tốc độ di động và hiện trạng đa đường. Nếu chất lượng nhận tốt hơn, cú nghĩa là mục tiờu SIR đủ cao để đảm bảo QoS yờu cầu. Để giảm thiểu khoảng trống, mục tiờu SIR sẽ phải giảm. Tuy nhiờn, nếu chất lượng nhận xấu hơn chất lượng yờu cầu, mục tiờu SIR phải tăng lờn để đảm bảo QoS yờu cầu.
3.2.2 Điều khiển cụng suất nhanh
3.2.2.1 Độ lợi của điều khiển cụng suất nhanh
Điều khiển cụng suất nhanh trong WCDMA đem lại nhiều lợi ớch cho hệ thống. Chẳng hạn đối với dịch vụ mụ phỏng cú tốc độ 8kbps với BLER=1% và ghộp xen 10ms. Sự mụ phỏng được tạo ra trong trường hợp cú hoặc khụng cú điều khiển cụng suất nhanh với bước cụng suất là 1dB. Điều khiển cụng suất chậm cú nghĩa là cụng suất trung bỡnh được giữ tại mức mong muốn và điều khiển cụng suất chậm hoàn toàn cú thể bự cho ảnh hưởng của suy hao đường truyền và suy hao do cỏc vật chắn, trong khi đú điều khiển cụng suất nhanh cú thể bự được cho phadinh nhanh. Phõn tập thu hai nhỏnh được sử dụng trong Nỳt B. ITU Vehicular A là một kờnh 5 nhỏnh trong WCDMA, và ITU Pedestrian A là một kờnh 2 nhỏnh trong đú nhỏnh thứ hai rất yếu. Tỷ số Eb/N0 , và cụng suất truyền trung bỡnh yờu cầu trong trường hợp khụng cú và cú điều khiển cụng suất nhanh được trỡnh bày trong bảng 3.1 và bảng 3.2
Bảng 3- Giỏ trị Eb/N0 yờu cầu trong trường hợp cú và khụng cú điều khiển cụng suất nhanh
Điều khiển cụng suất chậm
Điều khiển cụng suất nhanh tần số 1.5KHz
Độ lợi của điều khiển cụng 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 3- Cụng suất phỏt tương đối yờu cầu trong trường hợp cú và khụng cú điều khiển cụng suất nhanh
Điều khiển cụng suất chậm
Điều khiển cụng suất nhanh tần số 1.5KHz
Độ lợi của điều khiển cụng suất nhanh
ITU PedestrianA 3km/h 11.3dB 7.7dB 3.6dB
ITU Vehicular A 3km/h 8.5dB 7.5dB 1.0dB
ITU VehicularA 50km/h 7.6dB 6.8dB 0.8dB
Trong 2 bảng trờn ta thấy rừ độ lợi mà điều khiển cụng suất nhanh đem lại như sau: • Độ lợi của cỏc UE tốc độ thấp lớn hơn cỏc UE tốc độ cao.
• Độ lợi theo tỷ số Eb/I0 yờu cầu lớn hơn độ lợi cụng suất truyền dẫn.
Trong 2 bảng, độ lợi õm tại tốc độ 50km/h cú nghĩa là điều khiển cụng suất chậm lý tưởng sẽ đem lại hiệu suất tốt hơn so với điều khiển cụng suất nhanh thức tế. Độ lợi
õm do việc tớnh toỏn SIR khụng chớnh xỏc, cỏc lỗi bỏo hiệu điều khiển cụng suất, và trễ trong vũng điều khiển cụng suất.
Độ lợi từ điều khiển cụng suất nhanh trong bảng 3-6 cú thể được sử dụng để tớnh toỏn độ dự trữ phadinh nhanh yờu cầu trong quỹ đường truyền. Độ dữ trữ phadinh nhanh cần thiết cho cụng suất phỏt của UE để duy trỡ điều khiển cụng suất nhanh vũng kớn thớch hợp. Kớch thước cell lớn nhất cú thể đạt được khi UE đang phỏt với đủ lượng cụng suất khụng đổi nghĩa là khụng cú độ lợi của điểu khiển cụng suất nhanh. Giỏ trị thụng thường cho độ dự trữ phadinh nhanh cho cỏc tốc độ di động thấp từ 2 đến 5dB.
3.2.2.2 Phõn tập và điều khiển cụng suất.
Hỡnh 3- Cụng suất phỏt và thu trong 2 nhỏnh (cụng suất khoảng hở trung bỡnh 0dB,- 10dB) Kờnh phadinh Rayleigh tại 3km/h
Tầm quan trọng của phõn tập sẽ được phõn tớch cựng với điều khiển cụng suất nhanh. Với cỏc UE tốc độ thấp, điều khiển cụng suất nhanh cú thể bự đựơc phadinh của kờnh và giữ cho mức cụng suất thu khụng đổi. Cỏc nguyờn nhõn chớnh của cỏc lỗi trong cụng suất thu là do việc tớnh toỏn SIR khụng chớnh xỏc, cỏc lỗi bỏo hiệu và trễ trong vũng điều khiển cụng suất. Việc bự phadinh gõy ra suy giảm cụng suất truyền dẫn. Cụng suất thu và cụng suất phỏt là hàm của thời gian, hỡnh 3-5, 3-6 tại tốc độ của UE là 3km/h. Trong hỡnh 3-5 là trường hợp cú ớt phõn tập, hỡnh 3-6 mụ phỏng trường hợp phõn tập nhiều. Sự biến đổi cụng suất phỏt trong trường hợp hỡnh 3-5 cao hơn trong trường hợp 3-6 do sự khỏc nhau về số lượng phõn tập. Cỏc trường hợp phõn tập như: phõn tập đa đường, phõn tập anten thu, phõn tập anten phỏt hay phõn tập vĩ mụ.
Với sự phõn tập ớt hơn thỡ sự biến động lớn hơn trong cụng suất phỏt, nhưng cụng suất phỏt trung bỡnh cũng cao hơn. Mức tăng cụng suất là được định nghĩa là tỷ số giữa cụng suất truyền dẫn trung bỡnh trờn kờnh phadinh và trờn kờnh khụng cú phadinh khi
mức cụng suất thu giống nhau trờn cả 2 kờnh cú phadinh và khụng cú phadinh. Mức tăng cụng suất được mụ tả trong hỡnh 3-7
Hỡnh 3- Cụng suất phỏt và thu trờn 3 nhỏnh (cụng suất khoảng hở như nhau) Kờnh phadinh Rayleigh tại tốc độ 3km.
Hỡnh 3- Cụng suất tăng trong kờnh phadinh với điều khiển cụng suất nhanh
Kết quả ở mức liờn kết cho sự tăng cụng suất đường lờn thể hiện trong bảng 3.3. Sự mụ phỏng được thực hiện tại cỏc mức UE khỏc nhau trờn kờnh ITU pedestrian 2 đường với cụng suất thành phần đa đường từ 0 đến -12.5dB. Trong sự mụ phỏng này cụng suất phỏt và cụng suất thu được tập hợp trong từng khe. Với điều khiển cụng suất lý tưởng, mức tăng cụng suất là 2,3dB. Điều đú chứng tỏ điều khiển cụng suất nhanh hoạt động cú hiệu quả trong việc bự năng lượng cho phadinh. Với cỏc UE tốc độ cao (>100km/h), mức tăng cụng suất rất nhỏ do điều khiển cụng suất nhanh khụng thể bự được phadinh.
Mức tăng cụng suất rất quan trọng đối với hiệu suất của cỏc hệ thống WCDMA. Trờn đường xuống, dung lượng giao diện vụ tuyến được xỏc định trực tiếp bởi cụng suất phỏt yờu cầu, do cụng suất đú xỏc định nhiễu truyền. Vỡ thế, để làm tăng tối đa dung lượng đường xuống, cụng suất phỏt cần cho một liờn kết phải được giảm nhỏ. Trờn đường xuống, mức cụng suất thu trong UE khụng ảnh hưởng đến dung lượng. Trờn đường lờn, cụng suất phỏt xỏc định tổng nhiễu đến cỏc cell lõn cận, và cụng suất thu xỏc định tổng nhiễu đến cỏc UE khỏc trong cựng một cell. Chẳng hạn như chỉ cú một cell WCDMA trong một vựng, dung lượng đường lờn của cell này sẽ được tăng tối đa bằng cỏch giảm tối thiểu cụng suất thu yờu cầu, và mức tăng cụng suất sẽ khụng ảnh hưởng đến dung lượng đường lờn.
Bảng 3- Cỏc mức tăng cụng suất được minh hoạ của kờnh ITU Pedestrian A đa đường với phõn tập anten.
Tốc độ UE Mức tăng cụng suất trung bỡnh
3km/h 2,1dB
10km/h 2,0dB
20km/h 1,6dB
50km/h 0,8dB
140km/h 0,2dB
3.2.2.3 Điều khiển cụng suất trong chuyển giao mềm.
Điều khiển cụng suất trong chuyển giao mềm cú hai vấn đề chớnh khỏc nhau trong cỏc trường hợp liờn kết đơn: vấn đề trụi cụng suất trong Nỳt B trờn đường xuống , và phỏt hiện tin cậy cỏc lệnh điều khiển cụng suất đường lờn trong UE.