3. 4 Bûúâc tiïịn cöng nghïơ CDMA vïì bùng röơng
4.1-Ăiïìu khiïín cöng suíịt
ÚÊ caâc hïơ thöịng thöng tin di ăöơng töí ong CDMA, caâc maây di ăöơng ăïìu phaât chung úê möơt tíìn söị úê cuđng möơt thúđi gian nïn chuâng gíy nhiïîu ăöìng kïnh ăöịi vúâi nhau. Chíịt lûúơng truýìn díîn cuêa ặúđng truýìn vö tuýîn ăöịi vúâi tûđng ngûúđi sûê duơng trong möi trûúđng ăa ngûúđi sûê duơng phuơ thuöơc vađo tyê söị Eb/No, trong ăoâ Eb lađ nùng lûúơng bit cođn No lađ míơt ăöơ taơp ím trùưng GAUSÚ cöơng bao göìm tûơ taơp ím vađ taơp ím quy ăöíi tûđ maây phaât cuêa ngûúđi sûê duơng khaâc. Ăïí ăaêm baêo tyê söị Eb/No khöng ăöíi vađ lúân hún ngûúông ýu cíìu cíìn ăiïìu khiïín cöng suíịt cuêa caâc maây phaât cuêa ngûúđi sûê duơng theo khoaêng caâch cuêa noâ vúâi traơm göịc. Nïịu
úê caâc hïơ thöịng FDMA vađ TDMA viïơc ăiïìu khiïín cöng suíịt lađ khöng bùưt buöơc thò úê hïơ thöịng CDMA viïơc ăiïìu khiïín cöng suíịt lađ bùưt buöơc vađ ăiïìu khiïín cöng suíịt phaêi nhanh nïịu khöng dung lûúơng hïơ thöịng seô giaêm. Chùỉng haơn nïịu cöng suíịt thu ặúơc cuêa möơt ngûúđi sûê duơng nađo ăoâ úê traơm göịc lúân hún 10 líìn cöng suíịt phaât cuêa ngûúđi sûê duơng khaâc, thò nhiïîu ăöìng kïnh gíy ra búêi ngûúđi sûê duơng nađy cuông gíịp 10 líìn nhiïîu gíy ra búêi ngûúđi sûê duơng khaâc. Nhû víơy, dung lûúơng cuêa hïơ thöịng seô giaêm ăi möơt lûúơng bùìng 9. Cöng suíịt thu ặúơc úê traơm göịc phuơ thuöơc khoaêng caâch caâc maây di ăöơng so vúâi traơm göịc vađ coâ thïí thay ăöíi ăïịn 80 dB.
Dung lûúơng cuêa möơt hïơ thöịng CDMA ăaơt giaâ trõ cûơc ăaơi nïịu cöng suíịt phaât cuêa caâc maây di ăöơng ặúơc ăiïìu khiïín sao cho úê traơm göịc cöng suíịt thu ặúơc lađ nhû nhau ăöịi vúâi tíịt caê caâc ngûúđi sûê duơng. Ăiïìu khiïín cöng suíịt ặúơc sûê duơng cho ặúđng lïn ăïí traânh hiïơn tûúơng gíìn xa vađ giaêm thiïíu aênh hûúêng cuêa nhiïîu lïn dung lûúơng hïơ thöịng.
Ăöịi vúâi cöng suíịt ặúđng xuöịng khöng cíìn ăiïìu khiïín cöng suíịt úê hïơ thöịng ăún ö, vò nhiïîu gíy ra búêi ngûúđi sûê duơng khaâc luön úê mûâc khöng ăöíi ăöịi vúâi tñn hiïơu hûôu ñch. Tíịt caê caâc tñn hiïơu ăïìu ặúơc phaât chung vò thïị khöng xaêy ra sûơ khaâc biïơt töín hao truýìn soâng nhû úê ặúđng lïn. Ngoađi viïơc giaêm hiïơn tûúơng gíìn xa, ăiïìu khiïín cöng suíịt cođn ặúơc sûê duơng ăïí lađm giaêm hiïơn tûúơng che töịi vađ duy trò cöng suíịt phaât trïn möơt ngûúđi sûê duơng, cíìn thiïịt ăïí ăaêm baêo tyê söị löîi bit úê mûâc cho trûúâc úê mûâc töịi thiïíu. Nhû víơy ăiïìu khiïín cöng suíịt cođn giuâp phíìn lađm tùng tuöíi thoơ pin cuêa maây cíìm tay.
Möơt phûúng phaâp ăiïìu khiïín cöng suíịt lađ do tûơ ăiïìu khiïín (AGC - Automatic Gain Control) úê maây thu di ăöơng. Trûúâc khi phaât, traơm di ăöơng giaâm saât töíng cöng suíịt thu ặúơc tûđ traơm göịc. Cöng suíịt ăo ặúơc cho thíịy töín hao ặúđng truýìn ăöịi vúâi tûđng ngûúđi sûê duơng. Traơm di ăöơng ăiïìu chónh cöng suíịt phaât cuêa mònh tyê lïơ nghõch vúâi töíng cöng suíịt mađ noâ thu ặúơc. Coâ thïí phaêi ăiïìu chónh cöng suíịt úê möơt daêi ăöơng lïn ăïịn 80 dB. Phûúng phaâp nađy goơi lađ ăiïìu chónh cöng suíịt vođng húê OPC (Open loop Power Control), úê phûúng phaâp nađy traơm göịc khöng tham gia vađo caâc thuê tuơc ăiïìu khiïín cöng suíịt.
Trúê ngaơi khi sûê duơng viïơc tûơ ăiïìu khiïín cöng suíịt lađ sûơ thay ăöíi ríịt lúân töín hao úê ặúđng truýìn lïn vađ xuöịng. Tíìn söị trung tím cuêa caâc ặúđng lïn vađ xuöịng thöng thûúđng nùìm úê caâc bùng tíìn khaâc nhau. Trong trûúđng nađy khöng cođn tñnh ăaêo líîn giûôa hai ặúđng vò thïị töín hao ặúđng truýìn giûôa hai ặúngf seô khaâc nhau. Vñ duơ úê hïơ thöịng thöng tin töí ong IS-95 hai tíìn söị trung tím khaâc nhau 45 MHz, töín hao ặúđng truýìn úê hai ặúđng coâ thïí khaâc nhau lïn ăïịn vađi dB.
Coâ thïí ăaơt ặúơc ăiïìu khiïín cöng suíịt trung bònh thúđi gian dađi hiïơu quaê hún bùìng sú ăöì ăiïìu khiïín cöng suíịt vođng kñn (CPC Closed loop Power Control). Phûúng phaâp nađy ăođi hoêi traơm göịc phaêi thûúđng xuýn liïn hïơ vúâi traơm di ăöơng ăïí coâ thïí thay ăöíi cöng suíịt möơt caâch thñch ûâng. Traơm göịc ăaânh giaâ cöng suíịt tñn hiïơu cuêa ngûúđi sûê duơng ặúđng lïn vađ so saânh vúâi cöng suíịt ngûúông danh ắnh. Trïn sú súê mûâc thu cao hay thíịp hún ngûúông danh ắnh traơm göịc phaât lïơnh 1 bit ăïịn traơm di ăöơng ăïí haơ thíịp hoùơc níng cao cöng suíịt phaât cuêa traơm di ăöơng lïn möơt mûâc cöị ăinh biïíu thõ bùìng dB.
Vođng noâi trïn seô gíy trïî bùìng töíng thúđi gian phaât lïơnh vađ thúđi gian cíìn thiïịt ăïí thûơc hiïơn lïơnh úê maây phaât cuêa traơm di ăöơng. úê möơt hïơ thöịng thûơc tïị ngûúđi ta coâ thïí sûê duơng kïịt húơp ăiïìu khiïín vođng húê vađ vođng kñn. Cöng suíịt danh ắnh phaêi ặúơc gùưn vúâi mûâc cöng suíịt cíìn thiïịt ăïí ăaơt ặúơc tó söị löîi bit cho trûúâc. Tuy nhiïn do hiïơn tûúơng che töịi mûâc cöng suíịt nađy coâ thïí thay ăöíi. Vò thïị cíìn thïm möơt vođng ăiïìu chónh cöng suíịt ặúơc goơi lađ vođng ngoađi (Outer Loop) ăïí ăiïìu chónh mûâc cöng suíịt danh ắnh ăïịn tó söị löîi bit ýu cíìu.
Töịc ăöơ ăiïìu chónh cöng suíịt phuơ thuöơc vađo viïơc hađm ăiïìu chónh cöng suíịt ặúơc thiïịt kïị theo sûơ che töịi luíơt log chuíín tùưc hay chó theo sûơ thay ăöíi töín hao ặúđng truýìn. Nïịu ăiïìu khiïín cöng suíịt theo phaăinh ăa tia nhanh, thò töịc ăöơ ăiïìu chónh cöng suíịt phaêi lúân hún töịc ăöơ phaăinh cûơc ăaơi 10 líìn Nïịu ăiïìu khiïín cöng suíịt ặúơc thiïịt kïị theo thay ăöíi luíơt log chñnh tùưc do che töịi thò tñn hiïơu thu ặúơc seô thïí hiïơn phaăinh Rayleigh nhanh sau khi ăiïìu chónh cöng suíịt.
Caâc lïơnh ăiïìu khiïín cöng suíịt ặúơc phaât úê ặúđng xuöịng khöng ặúơc maô hoaâ kiïím soaât löîi ăïí giaêm thiïíu trïî vođng.
Trong thûơc tïị viïơc ăiïìu khiïín cöng suíịt khöng ăaơt ặúơc nhû lñ thuýịt. Caâc thay ăöíi cuêa tñn hiïơu thu úê traơm göcsau kh ăiïìu chónh cöng suíịt tuín theo luíơt gíìn giöịng nhû phín böị log chuíín tùưc. Ăöơ lïơch tiïu chuíín cuêa tó söị tñn hiïơu trïn taơp ím thöng thûúđng trong khoaêng 1(2 dB.
Hïơ thöịng CDMA cung cíịp chûâc nùng ăiïìu khiïín cöng suíịt 2 chiïìu (tûđ BS ăïịn maây di ăöơng vađ ngûúơc laơi) ăïí cung cíịp möơt hïơ thöịng coâ dung lûúơng lûu lûúơng lúân, chíịt lûúơng dõch vuơ cuöơc goơi cao vađ caâc lúơi ñch khaâc. Böơ thu CDMA cuêa BSC chuýín tñn hiïơu CDMA thu ặúơc tûđ maây di ăöơng tûúng ûâng thađnh thöng tin söị bùng heơp. Trong trûúđng húơp nađy thò tñn hiïơu cuêa caâc maây di ăöơng khaâc cođn laơi chó nhû lađ tñn hiïơu taơp ím cuêa bùng röơng (xem hònh 1.2). Thuê tuơc thu heơp bùng ặúơc goơi lađ ăöơ lúơi xûê lyâ nhùìm níng cao tyê söị tñn hiïơu/ giao thoa (db) tûđ giaâ trõ ím lïn ăïịn möơt mûâc ăuê lúân ăïí cho pheâp hoaơt ăöơng ặúơc vúâi löîi bit chíịp nhíơn ặúơc.
Möơt mong muöịn lađ töịi ûu caâc lúơi ñch cuêa hïơ thöịng CDMA bùìng caâch tùng söị lûúơng caâc cuöơi goơi ăöìng thúđi trong möơt bùng tíìn cho trûúâc. Dung lûúơng hïơ thöịng lađ töịi ăa khi tñn hiïơu truýìn cuêa maây di ăöơng ặúơc thu búêi BS coâ tyê söị tñn hiïơu/giao thoa úê mûâc ýu cíìu töịi thiïíu qua viïơc ăiïìu khiïín cöng suíịt cuêa maây di ăöơng.
Hoaơt ăöơng cuêa maây di ăöơng seô bõ giaêm chíịt lûúơng nïịu tñn hiïơu cuêa caâc maây di ăöơng mađ BS thu ặúơc lađ quaâ ýịu. Nïịu caâc tñn hiïơu cuêa caâc maây di ăöơng ăuê maơnh thò hoaơt ăöơng cuêa caâc maây nađy seô ặúơc caêi thiïơn nhûng giao thoa ăöịi vúâi caâc maây di ăöơng khaâc cuđng sûê duơng möơt kïnh seô tùng lïn lađm cho chíịt lûúơng cuöơc goơi cuêa caâc thú bao khaâc seô bõ giaêm nïịu nhû dung lûúơng töịi ăa khöng giaêm.
Viïơc ăoâng, múê maơch ăiïìu khiïín cöng suíịt tûđ maây di ăöơng túâi BS vađ ăiïìu khiïín cöng suíịt tûđ BS túâi maây di ăöơng sûê duơng trong hïơ thöịng CDMA ặúơc chó trïn hònh 4.1. Maơch múê ặúđng ăiïìu khiïín cöng suíịt tûđ maây di ăöơng túâi BS lađ chûâc nùng hoaơt ăöơng cú baên cuêa maây di ăöơng. Maây di ăöơng ăiïìu chónh ngay cöng suíịt phaât theo sûơ biïịn ăöíi cöng suíịt thu ặúơc tûđ BS. Maây di ăöơng ăo mûâc cöng suíịt thu ặúơc tûđ BS vađ ăiïìu khiïín cöng suíịt phaât tyê lïơ nghõch vúâi mûâc
cöng suíịt ăo ặúơc. Maơch múê ặúđng ăiïìu khiïín cöng suíịt lađm cho caâc tñn hiïơu phaât cuêa tíịt caê caâc maây di ăöơng ặúơc thu vúâi cuđng möơt mûâc taơi BS. BS
cung cíịp chûâc nùng maơch múê ặúđng ăiïìu khiïín cöng suíịt qua viïơc cung cíịp cho caâc maây di ăöơng möơt hùìng söị ắnh cúô cho noâ. Hùìng söị ắnh cúô liïn quan chùơt cheô túâi ýịu töị taêi vađ taơp ím cuêa BS, ăöơ tùng ñch anten vađ böơ khuýịch ăaơi cöng suíịt. Hùìng söị nađy ặúơc truýìn ăi tûđ BS túâi maây di ăöơng nhû lađ möơt phíìn cuêa baên tin thöng baâo.
BS thûơc hiïơn chûâc nùng kñch hoaơt ăöịi vúâi maơch ăoâng ăiïìu khiïín cöng suíịt tûđ maây di ăöơng túâi BS. Khi maơch ăoâng díîn ăïịn viïơc BS ắch cúô cöng suíịt maơch múê xaâc ắnh cuêa maây di ăöơng möơt caâch tûâc thúđi ăïí maây di ăöơng giûô ặúơc cöng suíịt phaât töịi ûu.
BS so saânh tñn hiïơu thu ặúơc tûđ maây di ăöơng liïn quan vúâi giaâ trõ ngûúông biïịn ăöíi vađ ăiïìu khiïín cöng suíịt tùng hay giaêm sau möîi khoaêng thúđi gian 1,25 ms cho ăïịn khi ăaơt kïịt quaê. Viïơc ắnh cúô giaâ trõ maơch ăoâng ăïí buđ cho giaâ trõ xaâc ắnh cuêa maơch múê mađ maơch múê nađy buđ ăöơ tùng ñch chíịp nhíơn ặúơc vađ suy hao truýìn díîn cuêa caâc ặúđng ăi vađ ăïịn giûôa BS vađ maây di ăöơng.
BS cung cíịp viïơc ăiïìu khiïín cöng suíịt tûđ BS túâi maây di ăöơng nhúđ viïơc quy ắnh cöng suíịt nađy tûúng ûâng vúâi cöng suíịt ăo ặúơc taơi maây di ăöơng. Muơc ăñch cuêa viïơc ăiïìu khiïín nađy lađ lađm giaêm cöng suíịt phaât cuêa maây di ăöơng khi röîi
hoùơc úê võ trñ tûúng ăöịi gíìn BS, lađm cho fading ăa ặúđng thíịp vađ giaêm hiïơu ûâng boâng rím hay lađm giaêm giao thoa ăöịi vúâi caâc BS khaâc.
Trong caâc hïơ thöịng CDMA töí ong, úê ặúđng xuöịng, maây thu di ăöơng thu nhiïîu tûđ caâc ö khaâc. Viïơc ăiïìu chónh cöng suíịt lađ cíìn thiïịt ăïí lađm giaêm mûâc nhiïîu mađ caâc maây di ăöơng gíy ra. Töìn taơi hai sú ăöì ăiïìu khiïín cöng suíịt ặúđng xuöịng:
+ Theo khoaêng caâch: Khi biïịt ặúơc võ trñ cuêa caâc maây di ăöơng ta coâ thïí giaêm thiïíu cöng suíịt phaât cuêa caâc maây bùìng caâch phaât ăi caâc mûâc cöng suíịt phuđ húơp theo khoaêng caâch. Phûúng phaâp nađy phuđ húơp cho möi trûúđng khöng bõ che töịi vađ khi nađy suy hao cöng suíịt chó phuơ thuöơc vađo khoaêng caâch. Caâc traơm di ăöơng phaêi ăo khoaêng caâch ăïịn traơm göịc, traơm göịc phaêi phaât tñn hiïơu hoa tiïu. + Theo tyê söị C/I: giaêm thiïíu tyê söị C/I theo ýu cíìu cuêa ngûúđi sûê duơng. Muöịn víơy möîi traơm di ăöơng phaêi phaât thöng tin vïì C/I ăïịn traơm göịc. Vò víơy traơm göịc coâ thïí quýịt ắnh nïn tùng hay giaêm cöng suíịt cuêa ngûúđi sûê duơng ặúơc xeât.
Trong thiïịt kïị hïơ thöịng CDMA ngûúđi ta mong muöịn tùng lïn töơt ăöơ söị lûúơng caâc khaâch hađng goơi cuđng möơt luâc trong giaêi thöng xaâc ắnh. Khi cöng suíịt phaât cuêa möîi maây di ăöơng ặúơc ăiïìu khiïín bùìng caâch noâ coâ thïí tiïịp nhíơn traơm göịc vúâi tyê lïơ tñn hiïơu/nhiïîu nhoê nhíịt, dung lûúơng hïơ thöịng ặúơc tùng lïn ríịt cao. Nïịu cöng suíịt phaât maây di ăöơng ặúơc nhíơn úê traơm göịc thíịp quaâ thò khöng thïí hy voơng chíịt lûúơng thoaơi töịt vò tyê lïơ löîi bit quaâ cao. Vađ nïịu cöng suíịt nhíơn ặúơc úê traơm göịc cao thò coâ thïí thu ặúơc chíịt lûúơng thoaơi cao hún úê maây di ăöơng. Tuy nhiïn kïịt quaê cuêa sûơ tùng nhiïîu trïn caâc maây di ăöơng sûê duơng caâc kïnh chung díîn túâi chíịt lûúơng thoaơi bõ giaêm xuöịng trong khi toađn böơ caâc thú bao khöng bõ giaêm xuöịng.
Caâc phûúng phaâp ăiïìu khiïín cöng suíịt úê CDMA IS-95
+ Ăiïìu khiïín cöng suíịt vođng húê trong ăoâ chó coâ traơm di ăöơng tham gia. Kiïíu nađy ăaêm baêo ăaânh giaâ vođng húê.
+ Ăiïìu khiïín cöng suíịt vođng kñn coâ caê traơm di ăöơng vađ traơm göịc ăïìu tham gia. Kiïíu nađy ăaêm baêo hiïơu chónh vođng kñn.
+ Ăiïìu khiïín cöng suíịt ặúđng xuöịng trong ăoâ coâ caê sûơ tham gia cuêa caê traơm di ăöơng líîn traơm göịc.