điều khiển công suất trong wcdma

Giảng viên hướng dẫn :Ths Nguyễn Viết Đảm
Lớp : D08VT2
Nhóm sinh viên : Phạm Ngọc Ánh
Nguyễn Khánh Chi
Nguyễn Đài Trang
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG 1
Chuyên Đề
Điều Khiển Công Suất Trong WCDMA
Nhóm 1 – D08VT2
Table of Contents
Giới Thiệu Chung
1
Điều Khiển Công Suất Vòng Hở
2
Điều Khiển Công Suất Vòng Kín
3
Điều khiển công suất phân tán
4
Giới thiệu chung
Nhóm 1 – D08VT2
•
WCDMA đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng là công
nghệ truy nhập vô tuyến chính của hệ thống UMTS
•
Hệ thống này hoạt động ở chế độ FDD và dựa trên kỹ thuật
trải phổ chuỗi trực tiếp sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps, băng tần 5MHz
•
WCDMA hỗ trợ trọn vẹn cả dịch vụ chuyển mạch kênh và
chuyển mạch gói tốc độ cao
•

Chuẩn WCDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK.
•
WCDMA là công nghệ truyền dẫn vô tuyến mới với mạng truy
nhập vô tuyến mới, được gọi là UTRAN
WCDMA
Giới thiệu chung
Nhóm 1 – D08VT2
Điều khiển công suất trong WCDMA
Vì trong một mạng WCDMA rất nhiều người sử dụng cùng hoạt động trên cùng một tần số, nên nhiễu đồng kênh là một vấn đề rất nghiêm
trọng, ảnh hưởng không nhỏ tới QoS của mạng
Vì trong một mạng WCDMA rất nhiều người sử dụng cùng hoạt động trên cùng một tần số, nên nhiễu đồng kênh là một vấn đề rất nghiêm
trọng, ảnh hưởng không nhỏ tới QoS của mạng
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
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
PC (Power Control) chịu trách
nhiệm điều chỉnh công suất đường
lên và đường xuống để giảm thiểu
nhiễu này nhằm đảm bảo QoS cho
mạng
PC (Power Control) chịu trách
nhiệm điều chỉnh công suất đường
lên và đường xuống để giảm thiểu

nhiễu này nhằm đảm bảo QoS cho
mạng
Giới thiệu chung
Nhóm 1 – D08VT2
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 phát
từ mỗi thuê bao sao cho công suất thu của mỗi thuê bao ở trạm gốc là bằng nhau
Hiệu ứng gần xa
Điều khiển công suất vòng hở
Nhóm 1 – D08VT2
Vai trò
Điều khiển công suất vòng hở thực hiện đánh giá gần đúng công suất đường xuống của tín hiệu kênh hoa tiêu dựa trên tổn hao truyềnsóng
của tín hiệu này
Trong WCDMA phương pháp điều khiển công suất này chỉ được sử dụng để thiết lập công suất gần đúng khi truy cập mạng lần đầu.
Nhược điểm
Do điều kiện truyền dẫn đường lên và đường xuống là khác nhau và fading nhanh nên phương pháp này không chính xác
Điều khiển công suất vòng hở đường lên
Preamble_Initial_Power = CPICH_Tx_power – CPICH_RSCP
+ UL_interference + UL_required_CI
Preamble_Initial_Power = CPICH_Tx_power – CPICH_RSCP
+ UL_interference + UL_required_CI
Dựa trên tính toán vòng hở, UE thiết lập các công suất khởi đầu trên tiền tố PRACH và cho DPCCH đường lên trước khi
khởi đầu PC vòng trong. Trong thủ tục truy cập ngẫu nhiên, công suất của AP đầu tiên được thiết lập bởi UE như sau
Khi tính toán DPCCH đầu tiên, UE khởi đầu PC vòng trong tại công suất như sau
DPCCH_Initial_power = DPCCH_Power_offset – CPICH_RSCP
DPCCH_Initial_power = DPCCH_Power_offset – CPICH_RSCP
DPCCH_Power_offset = CPICH_Tx_power + UL_interference
+ SIR
DPCCH
+ 10lg(SF
DPDCH

)
Nhóm 1 – D08VT2
Điều khiển công suất vòng hở đường xuống

P
Tx
Intinial

( )
PtxTotal
NoEb
powerTxCPICH
W
NoEbRb
CPICH
DL
.
/
__)/.(
α
−








=

. Giải thuật để tính toán giá trị công suất khởi đầu DPCCH khi dịch vụ mang đầu tiên được thiết lập như sau :
Nhóm 1 – D08VT2
•
R
b
là tốc độ bit của người sử dụng
•
W là tốc độ chip
•
(Eb/No)CPICH được báo cáo từ UE
•
PtxTotal là công suất sóng mang tại Node B được báo cáo cho RNC
•
(E
b
/N
0
) là giá trị được quy hoạch của đường xuống trong quá trình quy hoạch mạng vô tuyến
Điều khiển công suất vòng kín
Nhóm 1 – D08VT2
Nguyên lý
•
Điều khiển công suất nhanh vòng trong với tốc độ 1500Hz
•
Điều khiển công suất chậm vòng ngoài tốc độ 10-100 Hz
Giải trải phổ
Giải trải phổ
Thu RAKE
Thu RAKE
Đo chất lượng công suất dài hạn

Đo chất lượng công suất dài hạn
So sánh và quyết định
So sánh và quyết định
Chất lượng đích
Chất lượng đích
Đo SIR
Đo SIR
So sánh và quyết định
So sánh và quyết định
SIR đích
SIR đích
Tạo bit điều khiển công suất
Tạo bit điều khiển công suất
Vòng ngoài
Vòng ngoài
Ghép bit điều khiển công suất vào luồng phát
Ghép bit điều khiển công suất vào luồng phát
Vòng trong
Vòng trong
Tín hiệu băng gốc thu
Tín hiệu băng gốc thu
Điều khiển công suất vòng kín
Nhóm 1 – D08VT2
Nguyên lý điều khiển công suất vòng kín đường lên
Điều khiển công suất vòng kín
Nhóm 1 – D08VT2
Nguyên lý điều khiển công suất vòng kín đường xuống
Nhóm 1 – D08VT2
Thuật toán Điều khiển công suất
Điều khiển công suất tập trung

-
Ảnh hưởng về điều khiển dữ
liệu.
-
Tình trạng mạng không được
bảo vệ.
-
Thông tin về cường độ tín hiệu
của tất các các kết nối.Gia tăng
sự phức tạp mạng.
-
Sử dụng công suất truyền hiện
thời.
-
Yêu cầu đo nhiễu đường
truyền.
-
Đơn giản, sử dụng ít thông tin.
-
Cần thời gian tối thiểu hóa mức
SIR
Điều khiển công suất phân
tán

Tổng quan
Nhóm 1 – D08VT2
Điều khiển công suất phân tán (DPC)
0
#
.

W
b i Mi i
i
J
Mj j M
j i
E R G P
S
i i
I N
G p
γ
η
 
 
= = =
 ÷
 ÷
 
 
+
∑
Điều khiển công suất  Tìm ra vector công suất dương p = (p
1
, p
2
. . . p
J
) thỏa mãn:
γ

i
≥ γ
T
1 ≤ i ≤ J
Trong đó γ
T
là mức SIR tối thiểu yêu cầu được xác định bởi mỗi dịch vụ hay môi trường
BER.
Điều khiển công suất  Tìm ra vector công suất dương p = (p
1
, p
2
. . . p
J
) thỏa mãn:
γ
i
≥ γ
T
1 ≤ i ≤ J
Trong đó γ
T
là mức SIR tối thiểu yêu cầu được xác định bởi mỗi dịch vụ hay môi trường
BER.

Mô hình hệ thống:
Nhóm 1 – D08VT2
Điều khiển công suất phân tán (DPC)

Thuật toán điều khiển công suất phân tán:

p
i
(0) = p

( ( ))
( 1) ( )
( ) ( )
T i
k n
n n
i i
p dBm e p dBm
γ γ
−
+
= +
Trường hợp 1
( )
i T
n
γ γ
<
Trường hợp 2
Trường hợp 3
( 1) ( )n n
i i
p p
+
<
( )

i T
n
γ γ
>
( 1) ( )n n
i i
p p
+
>
( 1) ( )n n
i i
p p
+
>
( )
i T
n
γ γ
=
( 1) ( )n n
i i
p p
+
=
Nhóm 1 – D08VT2
Điều khiển công suất phân tán (DPC)
Thank You !