Tiểu luận “nghiên cứu kỹ thuật chuyển giao điều khiển công suất trong hệ thống WCDMA

MỤC LỤC
Chương 1
KỸ THUẬT CHUYỂN GIAO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ
THỐNG WCDMA
1.1.Giới thiệu chương ................................................................................................. 1
1.2.Kỹ thuật chuyển giao ............................................................................................ 1
1.2.1.Sự cần thiết của việc chuyển giao trong hệ thống thông tin di động ................. 1
1.2.2.Tiêu chuẩn khi thực hiện chuyển giao ............................................................... 2
1.2.3.Trình tự của chuyển giao .................................................................................... 3
1.2.4.Các loại chuyển giao trong hệ thống WCDMA ................................................. 5
1.2.4.1.Chuyển giao trong cùng hệ thống (Intra-system Handover) ........................... 5
1.2.4.2.Chuyển giao ngoài hệ thống (Inter-System Handover) .................................. 5
1.2.4.3.Chuyển giao cứng (HHO: Hard Handover) .................................................... 6
1.2.4.4.Chuyển giao mềm (Soft HO) và mềm hơn (Softer HO) ................................. 7
1.3.Kỹ thuật chuyển giao mềm ................................................................................. 10
1.3.1.Nguyên lý chuyển giao mềm ........................................................................... 10
1.3.2.Đặc điểm cơ bản của chuyển giao mềm........................................................... 11
1.4.Điều khiển công suất trong hệ thống WCDMA .................................................. 13
1.4.1.Ý nghĩa của việc điều khiển công suất ............................................................. 13
1.4.2.Phân loại điều khiển công suất ......................................................................... 15
1.4.2.1.Điều khiển công suất cho đường xuống và đường lên .................................. 15
1.4.2.2.Điều khiển công suất phân tán và tập trung .................................................. 15
1.4.2.3.Điều khiển công suất vòng hở, điều khiển công suất vòng kín, điều khiển
công suất vòng ngoài ................................................................................................. 15
1.4.3.Phân phối công suất đường xuống ................................................................... 18
1.5.Kết luận chương .................................................................................................. 19
Chương 2
ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT THEO BƯỚC ĐỘNG DSSPC VÀ ĐIỀU KHIỂN
CÔNG SUẤT PHÂN TÁN DPC
2.1. Giới thiệu chương .............................................................................................. 20
2.2.Một số lý thuyết sử dụng trong thuật toán .......................................................... 20

2.2.1.Hệ số tái sử dụng tần số (Frequency Reuse Factor) ......................................... 20
2.2.2.Nhiễu đồng kênh .............................................................................................. 22
i


2.2.3.Nhiễu kênh lân cận ........................................................................................... 23
2.2.4.Hiệu ứng gần xa (Near-Far Effect) .................................................................. 24
2.2.5.Tải lưu lượng .................................................................................................... 26
2.2.6.Cấp độ phục vụ GoS (Grade of Service).......................................................... 27
2.2.7.Hiệu quả sử dụng kênh ..................................................................................... 28
2.3.Thuật toán điều khiển công suất theo bước động DSSPC .................................. 28
2.3.1.Tổng quan ......................................................................................................... 28
2.3.2.Thuật toán điều khiển công suất bước động DSSPC ....................................... 29
2.3.2.1. Khái niệm và lợi ích của độ dự trữ công suất (cửa sổ công suất) ................ 30
2.3.2.2.Sự hoạt động của mạng ................................................................................. 31
2.3.2.4.Sự hoạt động của UE..................................................................................... 32
2.4. Phương pháp điều khiển công suất phân tán ( DPC) ......................................... 35
2.4.1. Mô hình hệ thống ............................................................................................ 35
2.4.3. Thuật toán điều khiển công suất phân tán ( DPC ) ......................................... 35
2.5.Kết luận chương .................................................................................................. 36
Chương 3
LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ TÍNH TOÁN
3.1.Giới thiệu chương ............................................................................................... 37
3.2.Tổng quan............................................................................................................ 37
3.3.Quỹ đường truyền vô tuyến hướng lên trong hệ thống WCDMA ...................... 37
3.4. Điều khiển công suất theo bước động DSSPC và điều khiển công suất phân tán
DPC trong hệ thống WCDMA .................................................................................. 40
3.4.1.Thông số đầu vào ............................................................................................. 41
3.4.2.Các công thức tính toán ................................................................................... 42
3.4.3. Điều khiển công suất theo bước động DSSPC................................................ 43

3.4.3.1. Lưu đồ thuật toán điều khiển ....................................................................... 43
3.4.3.2. Kết quả tính toán .......................................................................................... 45
3.5.3. Điều khiển công suất phân tán DPC ............................................................... 48
3.5.3.1. Lưu đồ thuật toán điều khiển ...................................................................... 48
3.5.3.2. Kết quả tính toán .......................................................................................... 50
3.6. Kết luận ............................................................................................................ 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 531
ii


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

A
AWGN
AMPS

Additive White Gaussian Noise - Nhiễu Gauss trắng cộng
Advance Mobile Phone System - Hệ thống điện thoại di động tiên tiến

B
BER
BPSK
BCCH
BCH
BS
BSC
BTS

Bit Error Rate - Tỉ lệ lỗi bit
Binary Phase Shift Keying - Khóa dịch pha nhị phân

Broadcast Control Channel - Kênh quảng bá điều khiển
Broadcast Channel - Kênh quảng bá
Base Station - Trạm gốc
Base Station Controller - Bộ điều khiển trạm gốc
Base Tranceiver Station - Trạm vô tuyến gốc

C
CCCH
Common Control Channel - Kênh điều khiển chung
CDMA
Code Division Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo mã
CCPCH Common Control Physial Channel - Kênh vật lý điều khiển chung
CPCC
Common Power Control Channel - Kênh điều khiển công suất chung
CPCH
Common Packet Channel - Kênh gói chung
CPICH
Common Pilot Channel - Kênh hoa tiêu chung
CN
Core Network - Mạng lõi
CS
Circuit Switch - Chuyển mạch kênh
CSICH
CPCH Status Indication Channel - Kênh chỉ thị trạng thái cho CPCH
C/I
Carrier to Interference Ratio - Tỷ số sóng mang trên nhiễu
CD/CA-ICH Collision Detection/Channel Assignment- Indication Channel
Kênh chỉ thị phát hiện tranh chấp/ ấn định kênh
D
DCCH

DPCCH
DPCH
DPC
DPDCH
DL
DTCH
DSCH

Dedicated Control Channel - Kênh điều khiển dành riêng
Dedicated Physical Control Channel - Kênh điều khiển vật lý riêng
Dedicated Physical Channel - Kênh vật lý riêng
Distributed Power Control - Điều khiển công suất phân tán
Dedicated Physical Data Channel - Kênh số liệu vật lý riêng
Down Link - Đường xuống
Dedicated Traffic Channel - Kênh lưu lượng riêng
Downlink Share Channel - Kênh dùng chung đường xuống
iii


DSSPC
DSSS
E
EDGE
EIR
F
FACH
FCCCH
FHSS
FDD
FDMA

FDCCH
FOMA
G
GOS
GSM
GPRS

H
HSCSD

Dynamic Step-Size Power Control
Điều khiển công suất theo bước động
Direct Sequence Spread Spectrum - Trải phổ chuỗi trực tiếp

Enhanced Data Rates for GSM Evolution
Tốc độ bit tăng cường sử dụng cho nhánh tiến hoá GSM
Equipment Indentification Register - Thanh ghi nhận dạng thiết bị

Forward Access Channel - Kênh truy nhập đường xuống
Forward Common Control Channel
Kênh điều khiển chung đường xuống
Frequency Hopping Spread Spectrum - Trải phổ nhảy tần
Frequency Division Duplexing
Ghép kênh song công phân chia theo tần số
Frequency Division Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo tần số
Forward Dedicated Control Channel
Kênh điều khiển riêng đường xuống
Freedom of Mobile Multimedia Access- Truy nhập đa phương tiện tự do

Grade Of Service - Cấp độ phục vụ

Global System for Mobile Communication
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
General Packet Radio Service
Dịch vụ vô tuyến gói chung

High Speed Circuit Switch Data
Kỹ thuật truyền dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao

I
ICI
Inter Channel Interference - Nhiễu xuyên kênh
IMT-2000 Internation Mobile Telecommunications 2000
Tiêu chuẩn viễn thông di động quốc tế
ISDN
Integrates Service Digital Network - Mạng số liệu đa dịch vụ
IS-95
North Amarican version of the CDMA standard
Một phiên bản CDMA ở Bắc Mỹ
ISI
Intersymbol Interference - Nhiễu xuyên ký tự

iv


L
LA
LOS
M
ME
MS

MSC
MAC
N
NAS
O
OFDM
OPC
P
PCCH
PDCP
PN
PS
PLMN
PSTN

Location Area - Khu vực định vị
Line of Sight - Tuyến truyền dẫn thẳng

Mobile Equipment - Thiết bị di động
Mobile Station - Trạm di động
Mobile Switch Center - Trung tâm chuyển mạch di động
Medium Access Control - Điều khiển truy nhập môi trường
Non Access Statum - Tầng không truy nhập

Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
Open-loop Power Control - Điều khiển công suất vòng hở

Paging Control Channel - Kênh điều khiển tìm gọi
Packet Data Convergence Protocol - Giao thức hội tụ số liệu gói

Pseudo Noise - Nhiễu giả ngẫu nhiên
Packet Switch - Chuyển mạch gói
Public Land Mobile Network - Mạng di động công cộng mặt đất
Public Switched Telephone Network
Mạng chuyển mạch thoại công cộng

Q
QAM
QoS
(Q)PSK

Quadrature Amplitude Modulation- Điều biên cầu phương
Quality of Service - Chất lượng dịch vụ
(Quadrature) Phase-Shift Keying - Khóa dịch pha (vuông góc)

R
RACH
RRM
RNC
RLB
RLC

Random Access Channel - Kênh truy cập ngẫu nhiên
Radio Resource Management - Quản lý tài nguyên vô tuyến
Radio Network Control - Bộ điều khiển mạng vô tuyến
Radio Link Budgets - Quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến
Radio Link Control - Điều khiển kết nối vô tuyến

S
SNR

Signal to Noise Ratio - Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu

v


SCH
SDCCH

Synchronization Channel - Kênh đồng bộ
Stand alone Dedicated Control Channel - Kênh điều khiển dành riêng

T
TDMA
TDD
THSS

Time Division Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo thời gian
Time Division Duplexing - Ghép song công phân chia thời gian
Time Hopping Spread Spectrum - Trải phổ nhảy thời gian

U
UTRAN

UL

Universal Terrestrial Radio Access Network
Mạng truy cập vô tuyến toàn cầu
Universal Mobile Telecommunication System
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

Uplink - Đường lên

V
VLR

Visitor Location Register - Bộ định vị tạm trú

UMTS

W
WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng

vi


LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay thông tin di động đóng góp một vai trò vô cùng to lớn trong cuộc
sống. Các loại hình dịch vụ viễn thông phát triển rất đa dạng, chất lượng được nâng
cao một cách rõ rệt đã đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người. Sở dĩ có
được những thành quả như vậy là do sự phát triển không ngừng các công nghệ viễn
thông trên thế giới, trong đó có công nghệ băng rộng WCDMA. Hệ thống WCDMA
ra đời đã làm cho viễn thông thế giới bước sang một kỷ nguyên mới.
Hiện nay, ở Việt Nam các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang từng bước
triển khai và đưa vào sử dụng hệ thống thông tin di động thứ ba này, nhằm mang lại
những dịch vụ tốt nhất cho người sử dụng.
Một trong những khâu quan trọng của hệ thống thông tin di động nói chung
và hệ thống WCDMA nói riêng là Vấn đề chuyển giao và điều khiển công suất
nhằm hạn chế ảnh hưởng Hiệu ứng gần - xa đến chất lượng thoại, tăng dung

lượng hệ thống, khả năng chống lại fading,…
em chọn đề tài tiểu luận Nghiên cứu K
u

ng h

hu

uất phát từ tầm quan trọng đó nên
chu n gi

Đi u hi n c ng

h ng WCDMA . Tiểu luận được chia làm 3 chương:

Chương 1:“Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong hệ thống
WCDMA”. Trong chương này sẽ tập trung đi sâu vào tìm hiểu ý nghĩa, nguyên lý
cũng như cách phân loại về chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA.
Chương 2: Điều khiển công suất theo bước động DSSPC và điều khiển
công suất phân tán DPC . Do đó trong chương này sẽ giới thiệu về lưu đồ thuật
toán cũng như nguyên lý cơ bản của hai phương pháp này.
Chương 3: Tính toán và đưa ra kết quả . Đây là chương quan trọng nhất
của tiểu luận. Nội dung chương này sẽ kiểm chứng lại lý thuyết về hai thuật toán
điều khiển công suất DSSPC và DPC.
Việc tính toán và vẽ đồ thị theo từng bước lặp giúp cho chương trình điều
khiển hoạt động theo bước động, đồ thị được vẽ liền nét liên tục, giá trị điều khiển
(SIR, Pdk) được điều chỉnh liên tục đến khi đạt giá trị tối ưu, các thông số điều
khiển không phải là mặc định mà người điều khiển có thể thiết lập lại cho phù hợp
với hệ thống.

vii


Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

Chương 1
KỸ THUẬT CHUYỂN GIAO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG
SUẤT TRONG HỆ THỐNG WCDMA
1.1

Giới hi u
Ở trong chương này chúng ta sẽ tập trung tìm hiểu về kỹ thuật chuyển giao,

đặc biệt là chuyển giao mềm cũng như các phương pháp điều khiển công suất trong
hệ thống WCDMA. Bởi kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất là những vấn
đề quan trọng nhằm đảm bảo cho các dịch vụ vô tuyến, giữ vững chất lượng QoS
yêu cầu, hạn chế nhiễu giao thoa.
Nội dung chương này sẽ đề cập đến mục đích, các tiêu chuẩn, trình tự cũng
như các loại chuyển giao, đồng thời sẽ phân tích ý nghĩa của việc điều khiển công
suất và các phương pháp của nó trong hệ thống WCDMA.
1.2

K

hu

chu n gi

1.2.1. Sự cần hiế củ vi c chu n gi

ng h

h ng h ng in di động

Hệ thống thông tin di động WCDMA là hệ thống sử dụng trải phổ trực tiếp.
Cấu trúc mạng gồm tập hợp các cell có hình lục giác liên kết với nhau tạo thành một
mạng tổ ong. Trong mỗi cell có một BS đặt ở trung tâm của cell, đảm bảo việc phủ
sóng cho các UE trong cell đó. Do đặc điểm của UE trong thông tin di động luôn
luôn di chuyển, vì thế khi UE càng ở gần trạm gốc thì chất lượng tín hiệu tốt, nhưng
khi UE di chuyển càng ra gần biên của cell thì chất lượng cuộc thoại càng giảm
xuống và dần dần cuộc thoại sẽ bị ngắt. Do đó, cần phải có một kỹ thuật để chuyển
cuộc thoại của UE vừa rời khỏi cell cũ sang cell mới để đảm bảo tính liên tục của
cuộc thoại. Kỹ thuật này gọi là chuyển giao. Do đặc tính động của UE nên có thể
thấy chuyển giao là một vấn đề rất quan trọng trong hệ thống thông tin di động tổ
ong. Việc thực hiện chuyển giao càng tốt thì xác suất rớt cuộc gọi tại biên của các
cell càng thấp, cũng có nghĩa là chất lượng cuộc thoại càng cao. Nếu UE rời khỏi
vùng phủ sóng của một cell mà không được chuyển giao tốt thì xác suất rớt cuộc gọi
là rất lớn, điều này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của thông tin.

1


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Tuy nhiên, ngoài chuyển giao do UE di chuyển ra ngoài vùng biên của cell,
tức là chuyển giao vì mục đích để cuộc thoại được liên tục (chuyển giao giải cứu)

còn có các loại chuyển giao cho các mục đích sau:
 Loại chuyển giao không phải do tín hiệu yếu, mà mục đích là để cải thiện
chung về nhiễu. UE sẽ tối thiểu hóa công suất phát nếu nó thuộc cell có suy hao
đường truyền tối thiểu với nó. Nếu các UE đều tối thiểu hóa công suất phát thì mức
nhiễu chung cũng tối thiểu. Nếu hệ thống khởi động chuyển giao chỉ vì tối ưu hóa
về nhiễu, thì đó là chuyển giao kiêng kị nhiễu (Confinement Handover). Sự chuyển
giao này làm cho UE hoạt động thông tin trong vùng tối ưu nhất theo quan điểm
phòng vệ nhiễu, mặc dù tín hiệu trước chuyển giao vẫn đủ mạnh. Vì thế, chuyển
giao này chỉ thực hiện trong điều kiện biết rõ chất lượng truyền dẫn tốt sau khi
chuyển giao.
 Loại chuyển giao khác là chuyển giao lưu thông (Traffic Handover). Do
điều kiện nào đó mà dung lượng của một cell tăng đột ngột, khi đó sự tắc nghẽn sẽ
xảy ra. Để giải quyết vấn đề này, người ta chuyển giao sang cell kế cận vì thường
vùng biên của các cell sẽ trùng lên nhau một cách đáng kể.
1.2.2. Tiêu chuẩn hi hực hi n chu n gi
Tiêu chuẩn chuyển giao phụ thuộc vào loại chuyển giao, vào cell được dự
định chuyển giao đến và kết quả chuyển giao được dự kiến. Đối với chuyển giao
giải cứu, tiêu chuẩn chuyển giao là:
 Sai lỗi truyền dẫn.
 Suy hao đường truyền.
 Trễ truyền dẫn.
Trong quá trình thông tin giữa UE và BS thì các thông tin về chất lượng
truyền dẫn, mức tín hiệu sẽ được UE đo lường liên tục một cách định kỳ. Sau đó,
dựa vào các yếu tố trên đưa ra dự đoán về suy hao đường truyền. UE truyền số liệu
đo lường về BS một đến hai lần trong một giây.
Đối với chuyển giao kiêng kị nhiễu, tiêu chuẩn là kết quả so sánh chất lượng
truyền dẫn với các cell kế cận. Thường chỉ đo được suy hao truyền dẫn giữa các UE
và BS ở đường xuống mà thôi.

2

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

Còn đối với chuyển giao lưu thông, tiêu chuẩn là tải lưu lượng của mỗi BS
do MSC và BSC biết được.
1.2.3. T ình ự củ chu n gi
Trình tự của chuyển giao gồm ba giai đoạn chính:
 Giai đoạn đánh giá.
 Giai đoạn quyết định.
 Giai đoạn thực thi.
Nhiệm vụ của ba giai đoạn trong quá trình chuyển giao được minh họa qua
hình vẽ 1.1.

Hình 1.1 Các trình tự của chuyển giao
 Đo lường là nhiệm vụ quan trọng trong quá trình chuyển giao vì:
 Mức tín hiệu trên đường truyền dẫn vô tuyến thay đổi rất lớn tùy thuộc
vào fading và tổn hao đường truyền. Những thay đổi này phụ thuộc vào
môi trường trong cell và tốc độ di chuyển của thuê bao.
 Số lượng các báo cáo đo lường quá nhiều sẽ làm ảnh hưởng đến tải hệ
thống.
Để thực hiện chuyển giao, trong suốt quá trình kết nối, UE liên tục đo cường
độ tín hiệu của các cell lân cận và thông báo kết quả tới mạng, tới RNC.
 Pha quyết định chuyển giao bao gồm đánh giá tổng thể về QoS của kết nối,
so sánh nó với các thuộc tính QoS yêu cầu và ước lượng từ các cell lân cận. Tùy
theo kết quả so sánh mà ta có thể quyết định thực hiện hay không thực hiện chuyển
giao. RNC kiểm tra các giá trị của các báo cáo đo đạc để kích hoạt đồng bộ các điều
3

Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

kiện chuyển giao. Nếu các điều kiện này bị kích hoạt, RNC phục vụ sẽ cho phép
thực hiện chuyển giao.
Các thuật ngữ và các tham số trong thuật toán chuyển giao:
 Ngưỡng giới hạn trên: là mức tín hiệu của kết nối đạt giá trị cực đại cho
phép thỏa mãn một chất lượng dịch vụ QoS yêu cầu.
 Ngưỡng giới hạn dưới: là mức tín hiệu của kết nối đạt giá trị cực tiểu cho
phép thỏa mãn một chất lượng dịch vụ QoS yêu cầu. Do đó mức tín hiệu của nối kết
không được nằm dưới ngưỡng đó.
 Giới hạn chuyển giao: là tham số được định nghĩa trước, được thiết lập tại
điểm mà cường độ tín hiệu của cell bên cạnh (cell B) vượt quá cường độ tín hiệu
của cell hiện tại (cell A) một lượng nhất định.
 Tập tích cực: là một danh sách các nhánh tín hiệu (các cell) mà UE thực hiện

Cường độ ín hi u

kết nối đồng thời tới mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN).
Giới hạn chuyển giao
Tín hiệu tổng
Ngưỡng trên
Ngưỡng dưới

Tín hiệu A

(1) (2) (3)

Tín hiệu B

Thời gian

Hình 1.2 Nguyên tắc chung của các thuật toán chuyển giao
Giả sử thuê bao UE trong cell A đang chuyển động về phía cell B, tín hiệu
hoa tiêu của cell A bị suy giảm đến mức ngưỡng giới hạn dưới. Khi đạt tới mức
này, xuất hiện các bước chuyển giao theo các bước sau đây:
(1) Cường độ tín hiệu A bằng với mức ngưỡng giới hạn dưới. Còn tín hiệu B
sẽ được RNC nhập vào tập tích cực. Khi đó UE sẽ thu tín hiệu tổng hợp của hai kết
nối đồng thời đến UTRAN.
4


Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

(2) Tại vị trí này, chất lượng tín hiệu B tốt hơn tín hiệu A nên nó được coi là
điểm khởi đầu khi tính toán giới hạn chuyển giao.
(3) Cường độ tín hiệu B bằng hoặc tốt hơn ngưỡng giới hạn dưới. Tín hiệu A
bị xóa khỏi tập tích cực bởi RNC.
Kích cỡ của tập tích cực có thể thay đổi được và thông thường ở trong khoảng
từ 1 đến 3 tín hiệu.
1.2.4. Các l ại chu n gi

ng h

h ng WCDMA

Chuyển giao trong hệ thống WCDMA phân thành bốn loại:
 Chuyển giao trong cùng hệ thống.
 Chuyển giao ngoài hệ thống.
 Chuyển giao cứng.
 Chuyển giao mềm và mềm hơn

Hình 1.3 Các loại chuyển giao trong hệ thống WCDMA
1.2.4.1.

Chu n gi

ng cùng h

h ng (Intra-system Handover)

Chuyển giao trong cùng hệ thống bao gồm hai loại: chuyển giao cùng tần số,
chuyển giao khác tần số.
Chuyển giao cùng tần số xuất hiện giữa các cell cùng sóng mang trong hệ
thống WCDMA.
Chuyển giao khác tần số xuất hiện giữa các cell hoạt động trên các tần số
sóng mang khác nhau.
1.2.4.2.

Chu n gi

ng ài h

h ng (In e -System Handover)
5

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

Chuyển giao ngoài hệ thống xuất hiện giữa các cell thuộc hai kỹ thuật truy
nhập vô tuyến khác nhau RAT (Radio Access Transmission ) hoặc giữa các mode
truy nhập vô tuyến khác nhau RAM (Radio Access Mode).
Trường hợp thông thường nhất của loại này là chuyển giao giữa mạng
WCDMA và mạng GSM/EDGE. Chuyển giao giữa hai hệ thống CDMA cũng thuộc
loại này. Thí dụ của loại chuyển giao RAM bên ngoài là chuyển giao giữa hai
mode: UTRAN FDD và UTRAN TDD.
1.2.4.3.

Chu n gi

cứng (HHO: H d H nd ve )

Chuyển giao cứng được thực hiện khi cần chuyển sang một kênh tần số mới,
là loại chuyển giao được thực hiện dựa trên nguyên tắc cắt trước nối sau ( Break
before Make ), tức là liên kết với kênh lưu lượng cũ bị cắt bỏ trước khi nó được nối
đến kênh lưu lượng mới.
Tuy nhiên, nhược điểm chính của loại chuyển giao này là xác suất rớt cuộc
thoại trong quá trình chuyển giao cao, chất lượng cuộc thoại thấp.
Chuyển giao cứng có thể xảy ra trong một số trường hợp như: chuyển giao từ
một cell này sang cell khác khi hai cell có các tần số sóng mang khác nhau hoặc từ
một cell này sang cell khác khi các cell này được nối đến hai RNC khác nhau và
không tồn tại giao diện Iur giữa hai RNC này.
 Chuyển giao cứng cùng tần số

Chuyển giao cứng cùng tần số có thể thực hiện khi giao diện Iur không còn
hiệu lực. Trường hợp chuyển giao này có thể phát sinh nếu chuyển giao gồm hai
RNC được cung cấp bởi các hãng sản xuất khác nhau. Trong chuyển giao cứng
cùng tần số, UE truyền trong phạm vi dải tần số bằng nhau, nhưng kết nối cũ kết
thúc trước khi kết nối mới có thể được thiết lập, do đó gây ngắt quãng kết nối trong
khoảng thời gian ngắn.

6


Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

Hình 1.4 Chuyển giao cùng tần số
 Chuyển giao cứng khác tần số
Đây là kiểu chuyển giao giống chuyển giao GSM, giữa hai tần số WCDMA f1
và f2. Trong trường hợp chuyển giao này, kết nối qua cell cũ (cell A) bị xoá và kết
nối đến mạng vô tuyến vẫn được duy trì qua cell mới (cell B). Chuyển giao khác tần
số cũng có thể thực hiện giữa hai tần số trong giới hạn của cùng một cell.
Trong chuyển giao khác tần số cần thiết phải đo cường độ tín hiệu và chất
lượng ở các tần số khác trong khi vẫn có các kết nối với tần số hiện tại.

Hình 1.5 Chuyển giao cứng khác tần số

1.2.4.4.

Chu n gi

m m (S f HO) và m m hơn (S f e HO)

Chuyển giao mềm và mềm hơn dựa trên nguyên tắc kết nối nối trước khi
cắt ( Make before Break ). Chuyển giao mềm hay chuyển giao giữa các cell là
chuyển giao được thực hiện giữa các cell khác nhau. Chuyển giao mềm hơn hay
chuyển giao giữa các đoạn cell là chuyển giao giữa các đoạn cell của cùng một cell.
7


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chuyển giao mềm
UE phát đến và thu từ hai BS này đồng thời. UE thu đồng thời thông tin từ các
BS và kết hợp chúng để được thông tin tốt nhất. Ở đường lên thông tin phát đi từ
UE được các BS thu lại rồi chuyển đến RNC để được kết hợp chung.
Trong chuyển giao mềm các BS đều phát lệnh điều khiển công suất UE ở
vùng chồng lấn vùng phủ của hai đoạn cell thuộc hai trạm gốc khác nhau (chuyển
giao hai đường). Thông tin giữa UE và BS xảy ra đồng thời ở hai kênh của giao
diện vô tuyến từ hai (hoặc hơn) BS khác nhau.
BS

Kết nối cũ

Kết nối mới



Sector






UE


Cell A


Cell B

Hình 1.6 Chuyển giao mềm hai đường
Chuyển giao mềm chỉ có thể được thực hiện khi cả BS cũ lẫn BS mới đều làm
việc ở cùng một tần số. UE thông tin với 2 sector của 2 cell khác nhau (chuyển giao
2 đường) hoặc với 3 sector của 3 cell khác nhau (chuyển giao 3 đường). BS điều
khiển trực tiếp quá trình xử lý cuộc gọi trong quá trình chuyển giao gọi là BS sơ
cấp, các BS khác không điều khiển quá trình cuộc gọi gọi là các BS thứ cấp.
Chuyển giao mềm kết thúc khi hoặc BS sơ cấp hoặc BS thứ cấp bị loại bỏ. Nếu BS
sơ cấp bị loại thì BS sơ cấp trở thành BS thứ cấp của cuộc gọi này. Chuyển giao ba
đường có thể kết thúc bằng cách loại bỏ một trong số các BS và trở thành chuyển
giao hai đường.

8


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Lợi ích của chuyển giao mềm là
quá trình thông tin trên kênh lưu lượng
hướng đi và hướng về. Hệ số thu phải
đủ lớn để đảm bảo thu được vì công

cell B

Cell A

suất phát thấp được yêu cầu trên kênh
lưu lượng hướng đi và hướng về. Điều
này có ý nghĩa là tổng nhiễu của hệ
thống giảm và kết quả là dung lượng

Cell C

của hệ thống tăng lên, đồng nghĩa với
chất lượng cuộc thoại tốt hơn. Ngoài ra

Hình 1.7 Chuyển giao mềm ba đường

công suất phát thấp từ UE cũng làm tăng tuổi thọ và thời gian làm việc của pin.
Trong chuyển giao mềm, nếu một trạm di động thu được tín hiệu điều khiển công
suất tăng từ một trạm gốc và thu được tín hiệu điều khiển công suất giảm từ một
trạm gốc khác thì UE sẽ giảm công suất phát của nó. Để thực hiện điều này có hiệu
quả thì phải đảm bảo có một tuyến liên kết thông tin tin cậy từ trạm gốc thứ hai.
Chuyển giao mềm hơn
Chuyển giao mềm hơn xảy ra giữa

Kết nối cũ

Kết nối mới

hai hay nhiều sector thuộc cùng một BS.
Trong trường hợp này chỉ có một vòng
điều khiển công suất do BS điều khiển để
phục vụ cả hai đoạn cell.
Trong chuyển giao mềm hơn, UE ở
vùng chồng lấn giữa hai vùng phủ của hai
đoạn cell của BS. Thông tin giữa UE và
BS xảy ra đồng thời trên hai kênh giao

Cell A

Cell B

Hình 1.8 Chuyển giao mềm hơn

diện vô tuyến. Vì thế, cần sử dụng hai mã khác nhau ở đường xuống để UE có thể
phân biệt được hai tín hiệu. Dữ liệu bị chia nhỏ tại BS và được định tuyến tới các
anten khác nhau. Máy thu của UE nhận hai tín hiệu này bằng phương pháp xử lý
RAKE.

9


Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

Ở đường lên cũng xảy ra quá trình tương tự như ở UE: BS thu được kênh mã
của UE ở từng đoạn cell, sau đó chuyển chúng đến cùng máy thu RAKE và kết hợp
chúng để nhận được tín hiệu tốt nhất.
 Chuyển giao mềm - mềm hơn
UE thông tin với một sector của
cùng thuộc một BS A và hai sector của


BS B. Các tài nguyên mạng cần cho kiểu
chuyển giao này gồm tài nguyên cho






chuyển giao mềm hai đường giữa BS A




và BS B cộng với tài nguyên cho chuyển
Cell thuộc BS A

giao mềm hơn tại BS B.
1.3

K

hu

chu n gi

1.3.1. Ngu ên lý chu n gi

m m

Cell thuộc BS B

Hình 1.9 Chuyển giao mềm - mềm hơn

m m

Chuyển giao mềm khác với tiến trình chuyển giao cứng truyền thống. Đối
với chuyển giao cứng quyết định có chuyển giao hay không là xác định và di động
chỉ liên lạc với một BS. Với chuyển giao mềm quyết định chuyển giao hay không là
có điều kiện. Phụ thuộc vào sự thay đổi của cường độ tín hiệu hoa tiêu từ hai hay
nhiều BS có liên quan, một quyết định cứng sẽ xảy ra để chỉ liên lạc với một BS.
Điều này thường xảy ra sau khi xác định rõ tín hiệu từ một BS này lớn hơn đáng kể
so với các BS khác. Tại thời điểm chuyển tiếp của chuyển giao mềm di động liên
lạc cùng lúc với tất cả các BS trong tập tích cực. Sự khác biệt giữa chuyển giao
cứng và mềm là chuyển giao cứng xảy ra trong một điểm thời gian trong khi chuyển
giao mềm kết thúc sau một giai đoạn thời gian.

Hình 2.10 Nguyên lý của chuyển giao mềm
10


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Ở đường lên, di động truyền tín hiệu lên không trung qua một anten đa
hướng. Hai BS đang thiết lập hiện hành có thể đồng thời cùng lúc nhận tín hiệu. Do
đó tín hiệu được truyền thẳng tới RNC để kết hợp lựa chọn. Khung tốt hơn sẽ được
lựa chọn, khung còn lại sẽ bị loại bỏ. Do đó ở đường lên không cần thêm kênh để
chuyển giao mềm.
Ở đường xuống, các tín hiệu giống nhau được truyền qua cả hai BS và di
động có thể dễ dàng kết hợp các tín hiệu từ các BS khác nhau do nó xem chúng chỉ
là các thành phần đa đường phụ thêm. Phương án kết hợp hệ số cực đại thường
được sử dụng sẽ cung cấp một lợi ích gọi là sự đa dạng vĩ mô (macrodiversity). Tuy
nhiên để hỗ trợ chuyển giao mềm trong đường xuống ta cần thêm ít nhất một kênh
đường xuống (chuyển giao mềm hai đường). Với những thuê bao khác, kênh đường
xuống thêm vào này tựa như nhiễu thêm trong giao diện vô tuyến. Như thế để hỗ trợ
chuyển giao mềm trong đường xuống cần thêm nhiều tài nguyên. Kết quả là ở
phương đường xuống hoạt động của chuyển giao mềm phụ thuộc vào độ lợi đa dạng
vĩ mô và độ tiêu tốn thêm tài nguyên.
1.3.2. Đặc đi m cơ bản củ chu n gi

m m

Chuyển giao mềm là một hình thức phân tập đường truyền (phân tập vĩ mô).
Độ lợi phân tập cao vì cần ít công suất ở các đường lên và đường xuống hơn. Điều
này có nghĩa tổng nhiễu giao thoa giảm. Kết quả là dung lượng trung bình của hệ
thống tăng. Ngoài ra, công suất phát thấp hơn sẽ tăng tuổi thọ acquy của UE và thời
gian đàm thoại sẽ lâu hơn.
So với chuyển giao cứng, chuyển giao mềm có những đặc điểm nổi bật như
hạn chế hiện tượng ping-pong , và truyền dẫn liên tục không bị gián đoạn. Không
có hiện tượng ping-pong nghĩa là tải nhỏ hơn trên mạng báo hiệu và với chuyển

giao mềm không có hiện tượng mất dữ liệu do bị ngắt tạm thời như trong chuyển
giao cứng.
Về phía máy di động, thì có lý do khác để thực hiện chuyển giao mềm trong
mạng WCDMA: cùng với điều khiển công suất, chuyển giao mềm dùng để giảm
nhiễu máy thu.

11


Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

Hình 1.11 Sự giảm bớt nhiễu giao thoa bởi chuyển giao mềm ở đường lên
Các ưu điểm của chuyển giao mềm
 Chuyển giao mềm làm giảm hoặc loại bỏ được ảnh hưởng của hiện tượng
ping-pong xảy ra trong chuyển giao cứng. Cụ thể:
Điều hòa tải trên mạng. Trong trường hợp tải của một cell vì một lý do
nào đó tăng đột ngột thì hệ thống sẽ chuyển giao sang các cell kế cận có lưu lượng
tải thấp hơn.
Làm cho thông tin của người sử dụng được liên tục hơn, không có các
tiếng kíc như trong chuyển giao cứng (do tín hiệu bị ngắt quãng trong một thời
gian ngắn) trong quá trình chuyển giao. Nhất là đối với các modem số, tiếng kíc
thường gây ra lỗi số liệu và mất đồng bộ.
 Với chuyển giao mềm không có độ dự trữ trễ, tức là giảm được thời gian
trễ tương đương do phân tập có chọn lựa. Điều này được thực hiện bởi việc chuyển
mạch tức thời đến trạm gốc có cường độ tín hiệu mạnh nhất trong quá trình
chuyển giao (đường lên) và tránh được nhiễu cộng kết hợp với trễ chuyển giao. Vì
thế:
Cung cấp chất lượng thông tin tốt hơn cho người sử dụng.

12


Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

Số UE/cell tăng lên cùng với một giá trị Ec/Io (tăng dung lượng).
Công suất phát yêu cầu cho đường lên thấp hơn nên giảm được nhiễu
đường lên.
 Do trong chuyển giao mềm, UE có khả năng thông tin đồng thời với nhiều
hơn một trạm gốc (phân tập), điều này làm tăng độ tin cậy của hệ thống, đảm bảo sự
liên tục và chất lượng của tín hiệu.
 Giảm thời gian thâm nhập mạng như thiết lập kênh truyền, thời gian đợi
trung bình để có một kênh mới từ BS đích sẽ dài hơn, điều này làm giảm khả năng
gây nghẽn và rớt cuộc gọi.
 Một ưu điểm nữa của chuyển giao mềm là khi nó được kết hợp với điều
khiển công suất. Vì vùng chuyển giao mềm là nơi mà cường độ tín hiệu của UE yếu
và khả năng gây nhiễu của nó lên các UE của các các cell lân cận là lớn nhất nên
khi chuyển giao mềm kết hợp với điều khiển công suất sẽ làm cho nhiễu của các UE
tại các vùng này giảm xuống, tức là nhiễu của toàn bộ hệ thống giảm. Điều này sẽ
làm tăng dung lượng của hệ thống và cải thiện chất lượng cuộc thoại.
Những hạn chế của chuyển giao mềm
 Thực hiện phức tạp hơn chuyển giao cứng.
 Chuyển giao mềm làm giảm dung lượng đường xuống. Do trong quá trình
chuyển giao mềm, UE thông tin đồng thời với hai hay nhiều hơn các trạm gốc, tức
là cũng sẽ có hai hay nhiều hơn các kênh lưu lượng đường xuống được cấp phát cho
UE. Điều này làm giảm tài nguyên mạng, dẫn đến làm giảm dung lượng đường
xuống. Do đó, cần sử dụng thêm tài nguyên mạng ở đường xuống.

 Làm tăng nhiễu đường xuống (đến những người sử dụng khác) khi chuyển
giao mềm được xử lý bởi vì có nhiều hơn hai trạm gốc cùng phát đến một UE thay
vì một trạm gốc như trong chuyển giao cứng. Điều này cũng có thể làm tăng nhiễu
đường lên khi cả đường lên và đường xuống cùng sử dụng chung một tần số.
1.4

Đi u hi n c ng u

ng h

h ng WCDMA

1.4.1. Ý nghĩ củ vi c đi u hi n c ng u
Trong hệ thống thông tin di động WCDMA, các UE đều phát chung một tần
số ở cùng thời gian nên chúng gây nhiễu đồng kênh với nhau. Chất lượng truyền
dẫn của đường truyền vô tuyến đối với từng người sử dụng trong môi trường đa
13


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

người sử dụng phụ thuộc vào tỷ số Eb/No ( Eb là năng lượng bit, No là mật độ tạp âm
trắng Gausơ bao gồm tự tạp âm và tạp âm quy đổi từ máy phát của người sử dụng
khác). Để đảm bảo tỷ số Eb/No không đổi và lớn hơn ngưỡng yêu cầu cần điều khiển
công suất UE. Ở hệ thống WCDMA việc điều khiển công suất là bắt buộc và phải
nhanh nếu không dung lượng của hệ thống sẽ bị giảm.
Dung lượng của hệ thống di động WCDMA đạt giá trị cực đại nếu công suất
phát của UE được điều khiển sao cho ở BS công suất thu được là như nhau đối với

tất cả các người sử dụng.
Điều khiển công suất được sử dụng cho đường lên để tránh hiện tượng gầnxa và giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu lên dung lượng của 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. Đối với đường xuống không cần điều khiển
công suất ở hệ thống đơn cell, vì nhiễu gây ra của các người sử dụng khác luôn ở
mức không đổi với tín hiệu hữu ích, các tín hiệu đều phát chung và vì thế không xảy
ra sự khác biệt về tổn hao truyền sóng như ở đường lên.

Hình 1.12 Các hiệu ứng gần xa (điều khiển công suất đường lên)
Hình 2.12 cho thấy vấn đề về hiệu ứng gần xa ở đường lên tín hiệu từ những
UE khác nhau được truyền đồng thời trên cùng một băng tần trong hệ thống
WCDMA.
Mục đích chính của kỹ thuật điều khiển công suất là sẽ làm cực đại SIR tại
mỗi kênh của hệ thống WCDMA, giữ yêu cầu tối thiểu QoS của các kênh. Hơn nữa,
điều khiển công suất còn 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, vì công suất phát của máy di động thấp
nên làm tăng tuổi thọ của pin.
14


Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Chương 1

1.4.2. Phân l ại đi u hi n c ng u
1.4.2.1.

Đi u hi n c ng u

ch đường xu ng và đường lên

Điều khiển công suất cho đường lên (từ UE đến BS) là một yêu cầu hệ thống
rất quan trọng vì hiệu ứng gần-xa . Trong trường hợp này, cần có một dải động để
điều khiển khoảng chừng 80 dB. Ở đường xuống, không yêu cầu điều khiển công
suất trong hệ thống đơn tế bào, từ đó các tín hiệu được truyền cùng nhau và thay đổi
cùng nhau. Tuy nhiên trong hệ thống đa tế bào, nhiễu giao thoa từ các cell bên cạnh
làm giảm sự độc lập từ vị trí các cell đã cho và do đó làm giảm hiệu suất. Như vậy,
phải sử dụng điều khiển công suất trong trường hợp này để làm giảm sự giao thoa
giữa các cell.
1.4.2.2.

Đi u hi n c ng u

phân án và

p

ung

Một bộ điều khiển tập trung có tất cả các thông tin về các kết nối được thiết
lập và độ lợi kênh và điều khiển tất cả các mức công suất trong mạng hay một phần
của mạng. Điều khiển công suất tập trung theo yêu cầu tín hiệu điều khiển phạm vi
rộng trong mạng và không thể ứng dụng trong thực tế. Chúng có thể sử dụng để đưa
ra giới hạn về hiệu suất của thuật toán phân tán.
Bộ điều khiển phân tán chỉ điều khiển công suất của một trạm phát đơn và
thuật toán chỉ phụ thuộc vào nội bộ, như SIR hay độ lợi kênh của người sử dụng đặc
biệt. Những thuật toán này thực hiện tốt trong trường hợp lý tưởng nhưng trong các
hệ thống thực tế có một số hiệu ứng không thích hợp như:
 Tín hiệu đo và điều khiển làm mất thời gian dẫn đến thời gian trễ trong hệ

thống.
 Công suất phát hợp lý của máy phát bị hạn chế bởi giới hạn vật lý và sự
lượng tử hóa. Những hạn chế bên ngoài khác như công suất phát cực đại trên một
kênh đặc biệt tác động đến công suất ra.
 Chất lượng là một sự đo đạc chủ quan và cần phải tận dụng sự đo đạc khách
quan hợp lý.
1.4.2.3.

Đi u hi n c ng u
hi n c ng u

vòng hở, đi u hi n c ng u

vòng ín, đi u

vòng ng ài

Đi u hi n c ng u

vòng hở (OPC: Open-loop Power Control)

15


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

OPC hay còn gọi là phương pháp tự điều khiển (AGC: Automation Gain
Control) ở máy di động. Trước khi phát, máy di động giám sát tổng công suất thu

được từ trạm gốc. Công suất đo được cho thấy tổn hao đường truyền đối với từng
người sử dụng để căn cứ vào đó, máy di động điều chỉnh công suất phát của mình tỷ
lệ nghịch với tổng công suất mà nó thu được. Điều khiển công suất vòng hở có thể
là không tuyến tính. Mục đích là cho phép đáp ứng nhanh với sự hiệu chỉnh âm,
nhưng đáp ứng chậm với sự hiệu chỉnh dương. Nếu cường độ tín hiệu thu được cao,
có nghĩa là máy di động rất gần trạm gốc hoặc lượng suy hao đường dẫn thấp thì
máy di động điều chỉnh cho công suất phát giảm xuống. Tốc độ tăng công suất phát
máy di động thường phải nằm trong tốc độ điều khiển công suất mạch vòng khép
kín từ trạm gốc. Bằng cách này các máy di động không thể tăng công suất phát quá
lớn cho dù có sự suy giảm đột ngột chất lượng thoại trên kênh hướng xuống. Như
vậy, trong phương pháp này trạm gốc không tham gia vào quá trình điều khiển công
suất.
Nhược điểm của phương pháp OPC là do điều kiện truyền sóng của đường
lên và đường xuống khác nhau, nhất là do fading nhanh nên sự đánh giá sẽ thiếu
chính xác. Tần số trung tâm của các đường lên và đường xuống thường nằm ở các
băng tần khác nhau nên sẽ không có sự đối xứng giữa hai đường, vì thế tổn hao
đường truyền giữa hai đường là khác nhau
Trong hệ thống WCDMA, phương pháp này chỉ được sử dụng để thiết lập
công suất gần đúng khi truy cập mạng lần đầu tiên.
Đi u hi n c ng u

vòng ín

Điều khiển công suất vòng kín (trong hệ thống WCDMA còn gọi là điều
khiển công suất nhanh) chịu trách nhiệm kiểm soát công suất truyền của UE (đường
lên) hay là BS (đường xuống) nhằm phản ứng lại fading của kênh vô tuyến và đạt
được SIR đích do vòng ngoài thiết lập. Ở phương pháp này BS (hoặc UE) thường
xuyên ước tính tỷ số tín hiệu trên can nhiễu thu được (SIR nhận) và so sánh nó với
tỷ số SIR. Ví dụ ở đường lên trạm gốc sẽ so sánh SIR nhận từ UE với SIR đích mỗi
khe thời gian một lần (0,666 ms). Nếu như SIR nhận được lớn hơn SIR đích trạm

gốc sẽ truyền một lệnh điều khiển công suất phát 0 tới UE thông qua đường
xuống dành cho kênh kiểm soát. Nếu SIR nhận nhỏ hơn đích thì BS truyền một lệnh
16


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

kiểm soát công suất phát 1 đến UE. Bởi vì tần số điều khiển công suất vòng kín
nhanh nên có thể bù cho fading nhanh và fading chậm.

Hình 1.13 Nguyên lý điều khiển công suất vòng kín
Kỹ thuật điều khiển công suất vòng kín như vậy (còn gọi là vòng trong) cũng
được sử dụng cho đường xuống mặc dù ở đây không có hiện tượng gần xa vì tất cả
các tín hiệu đến các UE trong cùng một cell đều bắt đầu từ một BS. Tuy nhiên lý do
điều khiển công suất ở đây như sau. Khi UE tiến đến gần biên giới cell, nó bắt đầu
chịu ảnh hưởng ngày càng tăng của nhiễu từ các cell khác. Điều khiển công suất
trong trường hợp này để tạo một lượng dự trữ công suất cho các UE trong trường
hợp nói trên. Ngoài ra điều khiển công suất đường xuống cho phép bảo vệ các tín
hiệu yếu do fading Rayleigh gây ra, nhất là khi các mã sửa lỗi làm việc không hiệu
quả.
Điều khiển công suất vòng ngoài thực hiện đánh giá dài hạn chất lượng
đường truyền trên cơ sở tỷ lệ lỗi khung FER hoặc BER để quyết định SIR đích cho
điều khiển công suất vòng trong.
Đi u hi n c ng u

vòng ng ài

Điều khiển công suất vòng ngoài cần thiết để duy trì chất lượng thông tin ở

mức yêu cầu bằng cách thiết lập chỉ tiêu đích cho điều khiển công suất nhanh.
Điều khiển công suất vòng ngoài nhằm đảm bảo chất lượng yêu cầu: không
xấu hơn và không tốt hơn. Tần số của điều khiển công suất vòng ngoài thường là
10-100 Hz. Thuật toán của điều khiển công suất vòng ngoài được biểu diễn trên
hình 1.14.

17


Chương 1

Kỹ thuật chuyển giao và điều khiển công suất trong WCDMA

Hình 1.14 Thuật toán điều khiển công suất vòng ngoài thông thường
Điều khiển công suất vòng ngoài thực hiện điều chỉnh giá trị SIR đích ở BS
(UE) cho phù hợp với từng yêu cầu của từng đường truyền vô tuyến để đạt được
chất lượng các đường truyền vô tuyến như nhau. Chất lượng của đường truyền vô
tuyến được đánh giá bằng tỷ số bit lỗi (BER: Bit Error Rate) hay tỉ số khung lỗi
(FER: Frame Error Rate). Mối liên quan giữa SIR đích và chất lượng đích phụ
thuộc vào tốc độ di động và đặc điểm truyền nhiều đường. Nếu chất lượng thu tốt
hơn nghĩa là SIR đích hiện tại đủ để đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu. Tuy nhiên
nếu chất lượng thu thấp hơn chất lượng yêu cầu thì SIR đích cần được tăng lên để
đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) yêu cầu.

SIR đích

UE không
chuyển động

Thời gian

Hình 1.15 Điều khiển công suất vòng ngoài
Hình 1.15 cho thấy sự thay đổi SIR đích theo thời gian. Và việc để SIR đích
thả nổi xung quanh một giá trị tối thiểu là nhằm mục đích đáp ứng được yêu cầu
chất lượng.
1.4.3. Phân ph i c ng u

đường xu ng

Phân phối công suất đường xuống là một thủ tục rất quan trọng trong các hệ
thống WCDMA. Tổng công suất truyền của BS gồm hai phần, một phần dành cho

18