Điều khiển công suất trong hệ thống trải phổ CDMA

Bài trích dẫn dưới đây là đề cập đến UMTS (một nhánh của WCDMA), các bạn có thể xem thêm ở đây

1-Giới thiệu.     
     Trong hệ thống UMTS rất nhiều người sử dụng cùng hoạt động trên cùng một tần số, nên mức nhiễu phụ thuộc vào số lượng người sử dụng. Để hệ thống WCDMA hoạt động bình thường, cần có một cơ chế điều khiển công suất tốt để duy trì tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SIR) tại mức cho phép nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu.
2-Ý nghĩa của ĐKCS.     Việc điều khiển công suất được đưa vào để giải quyết vấn đề “xa–gần” và để tăng tối đa dung lượng hệ thống. Điều khiển công suất là điều khiển công suất  phát từ mỗi thuê bao sao cho công suất thu của mỗi thuê bao ở trạm gốc là bằng nhau. Điều khiển công suất  nhằm mục đích để chống lại hiệu ứng Fading Rayleigh trên tín hiệu truyền đi bởi việc bù cho Fading nhanh của kênh truyền. Ngoài ra việc điều khiển công suất  còn có tác dụng giảm nhiễu đa đường.
3-Phân loại.
     Có 2 loại điều khiển công suất chính trong UMTS đó là : Đkcs vòng trong và vòng ngoài. Vòng trong là đk từ BS đến MS, vòng ngoài là đk tại RNC. Trong đkcs vòng ngoài được chia làm 2 kiểu là đkcs vòng mở và vòng kín.
4-Hoạt động.
- Vòng ngoài : Đkcs vòng ngoài được sử dụng để thiết lập các thông số SIR cho từng dịch vụ của hệ thống để từ đó tối ưu BLER của từng dịch vụ.
- Vòng trong : Gồm vòng hở và vòng kín cho cả 2 đường lên và xuống.
Vòng mở : Khi MS khởi động sẽ bắn tín hiệu về trạm, các thông số như cường độ tín hiệu, chu kỳ ... sẽ được MS tự quyết định, và các thông số đó được cấu hình cứng trên hệ thống nên được gọi là vòng mở. Và đkcs vòng hở chỉ được sử dụng để thiết lập công suất ban đầu cho MS và tạo nền tảng để đkcs vòng kín cho đường xuống.
Vòng kín : Đkcs vòng kín xảy xa khi kết nối giữa MS và BS đã được thiết lập, và BS sẽ bắt đầu điều khiển với chu kỳ 1500 lần/s, lệnh điều khiển được gửi xuống MS tùy thuộc vào sự so sánh giữa SIR đo đạc được và SIR đích được thiết lập từ trước trong đkcs vòng ngoài. Nếu SIR đo đạc được lớn hơn SIR đích thì BS sẽ gửi một lệnh đk (TPC) có tham số là '0' để giảm công suất phát của MS lại, và ngược lại thì TPC = 1 để tăng công suất >>> đáp ứng đủ SIR và BLER (tỷ lệ lỗi khối) của từng dịch vụ khác nhau.
Mọi người cùng bổ sung nhé !

Nguồn http://dtvt.org

Giải thích theo ý mình thì ngắn gọn như sau :
Máy gần trạm bts thì tín hiệu khỏe và gây nhiễu khỏe (cho máy khác), máy xa trạm thì tín hiệu yếu và gây nhiễu yếu. Nếu không có điều khiển không suất, để đảm bảo luôn có liên lạc thì máy phải đảm bảo luôn phát ở mức cao (để ở vị trí xa vẫn liên lạc được), vấn đề thấy luôn là tốn pin, nóng máy, ảnh hưởng sức khỏe ^^ (sóng phát mạnh tác động lên cơ thể), vấn đề cũng dễ thấy gây nhiễu.
Để liên lạc được thì tín hiệu nhiễu luôn phải ở một mức chấp nhận được, nếu không điều khiển thì một máy xa một máy gần sẽ gây nhiễu như sau :

 Còn điều khiển thì nó sẽ như sau, rõ ràng là trường hợp này dùng được nhiều máy hơn và đứng gần trạm thì tốn ít pin hơn rất nhiều :

 Ngoài CDMA, có vẻ như quan tâm đến điều khiển công suất nhiều nhất vì các tín hiệu thiết bị khác đều là nhiễu và xếp chồng lên nhau trong toàn bộ dải tần nên không điều khiển sẽ ảnh hưởng toàn bộ. Tuy nhiên các hệ thống khác cũng có điều khiển công suất như GSM .

Posted in: Các nguyên tắc và kỹ thuật cơ bản