CDMA - Kiểm soát nguồn

Trong CDMA, vì tất cả các điện thoại di động đều truyền ở cùng một tần số nên nhiễu nội bộ của mạng đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định dung lượng mạng. Hơn nữa, mỗi công suất máy phát di động phải được kiểm soát để hạn chế nhiễu.

Kiểm soát quyền lực về cơ bản là cần thiết để giải quyết vấn đề gần-xa. Ý tưởng chính để giảm vấn đề gần-xa, là đạt được cùng một mức công suất mà tất cả các điện thoại di động nhận được đến trạm gốc. Mỗi công suất nhận được ít nhất phải ở mức để nó cho phép liên kết đáp ứng các yêu cầu của hệ thống như Eb / N0. Để nhận được cùng một mức công suất tại trạm gốc, các điện thoại di động ở gần trạm gốc sẽ truyền ít công suất hơn các điện thoại di động ở xa trạm gốc.

Trong hình bên dưới, có hai ô di động A và B. A ở gần trạm gốc hơn và B ở xa trạm gốc. Pr là mức tín hiệu tối thiểu cho hiệu suất của hệ thống yêu cầu. Do đó, thiết bị di động B nên truyền nhiều công suất hơn để đạt được cùng một Pr tới trạm gốc (PB> PA). Nếu không có điều khiển công suất, hay nói cách khác, công suất truyền từ cả hai ô di động là như nhau thì tín hiệu nhận được từ A mạnh hơn nhiều so với tín hiệu nhận được từ ô di động B.

Khi tất cả các trạm di động truyền tín hiệu ở cùng một công suất (MS), các mức thu được ở trạm gốc sẽ khác nhau, điều này phụ thuộc vào khoảng cách giữa BS và MS.

Mức nhận được dao động nhanh chóng do mờ dần. Để duy trì mức nhận được tại BS, một kỹ thuật điều khiển công suất phù hợp phải được sử dụng trong hệ thống CDMA.

Chúng ta cần kiểm soát công suất truyền tải của từng người dùng. Kiểm soát này được gọi làtransmission power control(Điều khiển năng lượng). Có hai cách để điều khiển công suất truyền. Đầu tiên làopen-loop (Vòng lặp mở) và thứ hai là closed-loop (Vòng lặp đóng) điều khiển.

Kiểm soát nguồn liên kết ngược

Ngoài hiệu ứng gần xa được mô tả ở trên, vấn đề trước mắt là xác định công suất phát của di động khi nó thiết lập kết nối lần đầu. Cho đến khi điện thoại di động không tiếp xúc với trạm gốc, nó không có ý tưởng về mức độ nhiễu trong hệ thống. Nếu nó cố gắng truyền công suất cao để đảm bảo tiếp xúc, thì nó có thể gây ra quá nhiều nhiễu. Mặt khác, nếu thiết bị di động truyền ít công suất hơn (không làm ảnh hưởng đến các kết nối di động khác), thì công suất không thể đáp ứng E _b / N ₀ theo yêu cầu.

Theo quy định trong tiêu chuẩn IS-95, thiết bị di động hoạt động khi nó muốn xâm nhập vào hệ thống, nó sẽ gửi một tín hiệu được gọi là access.

Trong CDMA, công suất truyền của mỗi người dùng được phân bổ bởi công suất điều khiển để đạt được cùng một công suất (Pr) mà trạm gốc / BTS nhận được với đầu dò truy cập có công suất thấp. Điện thoại di động sẽ gửi đầu dò truy cập đầu tiên của nó, sau đó chờ phản hồi từ trạm gốc. Nếu nó không nhận được phản hồi, thì thăm dò truy cập thứ hai được gửi với công suất cao hơn.

Quá trình được lặp lại cho đến khi trạm gốc phản hồi. Nếu tín hiệu được trả lời bởi trạm gốc cao, thì thiết bị di động được kết nối với trạm gốc gần ô di động hơn với công suất truyền thấp. Tương tự, nếu tín hiệu yếu, thiết bị di động biết rằng tổn thất đường dẫn lớn hơn và truyền công suất cao.

Quá trình được mô tả ở trên được gọi là open loop power controlvì nó chỉ được điều khiển bởi chính thiết bị di động. Điều khiển công suất vòng hở bắt đầu khi thiết bị di động đầu tiên cố gắng giao tiếp với trạm gốc.

Điều khiển công suất này được sử dụng để bù cho các hiệu ứng đổ bóng các biến chậm. Tuy nhiên, vì các liên kết phía sau và phía trước nằm trên các tần số khác nhau, công suất phát ước tính không đưa ra giải pháp chính xác cho việc điều khiển công suất do mất đường dẫn đến phía trước của trạm gốc. Điều khiển công suất này không thành công hoặc quá chậm đối với các kênh mờ dần Rayleigh nhanh.

Sức mạnh của điều khiển vòng kín được sử dụng để bù cho sự đổi màu Rayleigh nhanh chóng. Lần này, công suất phát di động được điều khiển bởi trạm gốc. Với mục đích này, trạm gốc liên tục giám sát chất lượng tín hiệu liên kết ngược. Nếu chất lượng kết nối thấp, nó sẽ yêu cầu thiết bị di động tăng sức mạnh; và nếu chất lượng của kết nối rất cao, bộ điều khiển trạm gốc di động sẽ giảm công suất của nó.

Kiểm soát nguồn liên kết chuyển tiếp

Tương tự, để điều khiển công suất liên kết ngược, điều khiển công suất liên kết thuận cũng cần thiết để duy trì chất lượng liên kết thuận đến một mức xác định. Lần này, điện thoại di động giám sát chất lượng liên kết chuyển tiếp và chỉ báo cho trạm gốc để bật hoặc tắt. Việc kiểm soát công suất này không ảnh hưởng đến vấn đề xa gần. Tất cả các tín hiệu bị mờ cùng nhau ở cùng một mức công suất khi chúng được truyền đến thiết bị di động. Nói tóm lại, không có vấn đề xa gần trong liên kết chuyển tiếp.

Hiệu lực của Kiểm soát nguồn

Bằng cách kiểm soát công suất truyền, người dùng có thể có được một môi trường giao tiếp liên tục bất kể vị trí. Người dùng ở xa trạm gốc sẽ gửi công suất truyền cao hơn so với người dùng ở gần trạm gốc. Cũng bằng cách kiểm soát công suất truyền này, bạn có thể giảm các tác động của sự phai màu. Điều này có nghĩa là sự thay đổi của công suất nhận được do sự tắt dần có thể bị triệt tiêu bởi điều khiển công suất truyền.

• Kiểm soát công suất có khả năng bù đắp sự dao động mờ dần.
• Công suất nhận được từ tất cả các MS được điều khiển bằng nhau.
• Vấn đề gần xa được giảm thiểu nhờ điều khiển công suất.