Đồ án Áp dụng công nghệ CDMA trong hệ thống thông tin di động tại Việt Nam

ông tin sau đối với mỗi tín hiệu dẫn đường được thu bởi MS. Giá trị ước lượng Ec/It. Thời gian đến. Thời gian rớt chuyển giao. Bản tin HDM bao gồm những thông tin sau: Số hiệu của bản tin HDM. Tần số ấn định kênh CDMA. Tập tích cực lúc này đã bao gồm các kênh dẫn đường cũ và mới (các dịch thời của từ mã PN). Từ mã Walsh cho mỗi kênh dẫn đường trong tập tích cực. Kích thước cửa sổ đối với tập tích cực và ứng cử. Các tham số chuyển giao: T_ADD, T_DROP, T_COMP, T_TDROP. Bản tin HCM bao gồm những thông tin sau: Tín hiệu báo hiệu chuyển giao. Khoảng dịch thời của chuỗi PN cho mỗi kênh dẫn đường trong tập tích cực. Bản tin NLUM thì được gửi bởi trạm gốc. Nó chứa đựng danh sách các trạm gốc lân cận tổng hợp mới nhất cho các kênh dẫn đường trong tập tích cực. MS dò tìm một cách liên tục tín hiệu đối với tất cả các kênh dẫn đường trong hệ thống. Cưòng độ của mỗi tín hiệu dẫn đường thì được so sánh với các ngưỡng như là T_ADD, T_COMP, T_DROP, T_TDROP. Một kênh dẫn đường thì được chuyển từ thiết lập này sang thiết lập khác phụ thuộc vào độ lớn của nó so với các ngưỡng nói trên. Quá trình quyết định chuyển giao. Các ngưỡng quyết định chuyển giao. Quá trình quyết định chuyển giao được thực hiện theo biểu đồ hình cây như trên. MS liên tục tìm kiếm các kênh dẫn đường mới. Khi tìm thấy một kênh dẫn đường mới, nó đo cường độ điện trường của kênh này. Nếu cường độ điện trường vượt một ngưỡng cho trước (T_ADD), thì một bản tin đo cường độ kênh dẫn đường được MS gửi đến trạm gốc đang phục vụ nó ( trạm gốc cũ). Trạm gốc này có thể ấn dịnh một kênh lưu lượng đường xuống (hàm Walsh) liên kết kênh dẫn đường mới cho MS để sau này thực hiện chuyển giao mềm. Một kênh dẫn đường được nhận dạng bởi tần số, khoảng dịch của chuỗi PNvà hàm Walsh tương ứng. Các kênh lưu lượng đường xuống được liên kết với kênh dẫn đường có cùng tần số và cùng khoảng dịch của chuỗi PN. Tìm tập kênh dẫn đườngtiếp theo P(x), kênh dự phòng và kênh còn lại P(x) vượt ngưỡngT_Add Chuyển kênh dẫn đường sang chế độ thiết lập Gửi bản tin đo cường độ tín hiệu dẫn đường đến trạm gốc P(x) vượt T_Comp so với một kênh dẫn đường trong chế độ tích cực Gửi bản tin đo dẫn đường đến trạm gốc. Thu bản tin hướng dẫn chuyển giao từ trạm gốc Chuyển kênh dẫn đường sang chế độ tích cực Vấn đề kênh dẫn đường ở chế độ tích cực Yess No Yess No Ta có các ngưỡng chuyển giao được cho trong hình vẽ sau: T_ADD T_DROP (2) Base station Sends HDM Mobile sends HCM Base station Sends HDM Mobile sends PSMM Mobile sends HCM Mobile receives NLUM Pilot strength Mobile sends PSMM Handoff Drop Timer Candidate Neighbor (1) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Active Neighbor Quá trình chuyển tập khi thay đổi ngưỡng Từ hình vẽ ta thấy bao gồm các ngưỡng chuyển giao. Cường độ kênh dẫn đường vượt quá giá trị T_ADD, MS gửi bản tin PSMM và chuyển các kênh dẫn đường sang tập tích cực. Trạm gốc phát bản tin định hướng chuyển giao HDM tới MS với các kênh dẫn đường được bổ sung vào tập tích cực. MS nhận bản tin HDM và yêu cầu kênh lưu lượng mới. Các kênh dẫn đường chuyển sang chế độ hoạt động, MS phát bản tin HCM tới trạm gốc. Cường độ của tín hiệu dẫn đường dưới T_DROP, MS bắt đầu thời gian rớt chuyển giao. Thời gian rớt chuyển giao kết thúc, MS phát đi bản tin PSMM tới trạm gốc. Trạm gốc gửi bản tin HDM tới MS. MS nhận bản tin HDM. Các kênh dẫn đường chuyển sang tập tích cực và lân cận, sau đó MS gửi bản tin HCM tới BS. MS nhận một bản tin NLUM không có kênh dẫn đường. Các kênh dẫn đường chuyển sang chế còn lại. MS duy trì một giá trị T_DROP cho mỗi kênh dẫn đường trong chế đọ thiết lập hoạt động và chế độ dự phòng. MS bắt đầu định thời bất cứ khi nào cường độ của kênh dẫn đường tương ứng trở nên thấp hơn ngưỡng cho trước. MS khởi động lại và dừng định thời nếu cường dộ của tín hiệu tương ứng vượt quá ngưỡng. Đo cường độ trường. MS hỗ trợ trạm gốc đang phục vụ trong quá trình chuyển giao bằng cách đo (thông qua các phần tử tìm kiếm và các máy thu RAKE), sau đó MS thông báo cường độ của các kênh dẫn đường thu được. Mỗi lần thực hiện đo, MS sẽ gửi bản tin cường độ trường kênh dẫn đường đến trạm gốc trong những điều kiện sau: Cường độ tín hiệu kênh dẫn đường ở chế độ thiết lập hoạt động giảm thấp hơn ngưỡng chuyển giao (T_DROP) và đồng hồ thời gian giảm ngưỡng chuyển giao (TDROP) đã chạy hết. Cường độ của kênh dẫn đường trong chế độ dự phòng vượt quá cường độ một kênh dẫn đường trong chế độ hoạt động một lượng là:T_COMP x 0.5. Cường độ của kênh dẫn đường trong chế độ thiết lập kênh lân cận và thiết lập các kênh còn lại vượt quá ngưỡng phát hiện kênh dẫn đường T_ADD. Những giá trị được đo gồm có: tín hiệu chứa khoảng dịch của chuỗi PN, tỉ số Eb/No và T_TDROP. Khi cường độ một tín hiệu trong chế độ thiết lập kênh lân cận vượt quá T_ADD, MS chuyển kênh này sang chế độ dự phòng và phát PSMM đến BS (hình trang bên). Khi công suất tín hiệu của kênh dự phòng (Pc) tăng dần, vì thế đến một lúc nào đó giá trị của nó sẽ vượt quá công suất trong chế hoạt đông (Pa). Bản tin PSMM sẽ được gửi đến tram gốc nếu điều kiện sau xảy ra: Pc – Pa >T_COMP x 0.5. Pilot strength Neighbor or Remaining set Candidate set Active set 1 2 Pa T_ADD T_COMPx0.5 dB Chuyển kênh dẫn đường từ tập ứng cử hay tập còn lại sang tập tích cực Các thủ tục chuyển giao. Sau khi đã xem xét các tham số của chuyển giao, phân tích các giá trị ngưỡng của các tham số. Từ đó ta có cơ sở để đi vào phân tích thủ tục chuyển giao trong hệ thống CDMA. Nhờ có các thủ tục chuyển giao mà MS và BS có thể thông tin với nhau một cách tin cậy. Thủ tục chuyển giao dưới sự hỗ trợ của MS (MASHO). MS điều khiển các mức kênh dẫn đường đường xuống (FPICH) nhận được từ các BS lân cận rồi sau đó truyền về mạng, các FPICH này đi qua một số ngưỡng nhất định. Có hai ngưỡng ở đây đó là: ngưỡng thứ nhất cho biết FPICH có mức công suất cần thiết để dùng trong điều chế, ngưỡng thứ hai là mức công suất cho biết kênh dẫn đường bị rớt. Khoảng dự trữ giữa hai ngưỡng cung cấp một khoảng trễ để để tránh hiện tượng ping-pong do sự thay đổi công suất phát FPICH. Dựa trên các thông tin này, mạng sẽ bổ xung hay loại bỏ các FPICH khỏi chế độ hoạt động. Cùng thông tin người sử dụng được điều chế bởi cùng một trạm gốc mã BS tương ứng, được gửi từ nhiều BS khác nhau. Sự kết hợp chặt chẽ của các tín hiệu khác nhau từ các anten, các trạm gốc hay từ cùn một anten dựa vào sự kết hợp của các tín hiệu đa đường tại máy thu RAKE. Mỗi MS sẽ sử dụng ít nhất một anten để thu tín hiệu từ mỗi BS trong lúc đang hoạt động. Nếu tín hiệu từ BS này yếu, MS có thể ấn định anten tới BS có tín hiệu mạnh hơn. Tín hiệu truyền từ MS được xử lí bởi BS mà MS cùng với nó đang chuyển giao mềm. Thu được từ các sector khác nhau của cùng một BS được kết hợp ở BS theo từng kí hiệu. Tín hiệu thu được từ các BS khác nhau có thể được chọn mang theo khung. Chuyển giao mềm dẫn đến làm tăng vùng phủ sóng và dung lượng đường xuống. Các ngưỡng chuyển giao mềm động. Trong khi chuyển giao mềm cải thiện hiệu năng chung của hệ thống, một số trường hợp nó cũng có thể ảnh hưởng xấu đến dung lượng và tài nguyên của mạng. Trong đường xuống, chuyển giao mềm trong một số trường hợp cũng có thể làm giảm dung lượng hệ thống, trong khi đó ở dường lên thì lãng phí tài ngyên hệ thống. Ta không cần nhất thiết phải điều chỉnh các thông số chuyển giao ở các BS để giải quyết vấn đề này. Một số vị trí trong cell chỉ thu được các FPICH yếu vì thế đòi hỏi ngưỡng chuyển giao thấp hơn, ta có cách điều chỉnh các mức ngưỡng công suất để bổ cung các kênh FPICH như sau: MS tìm kiếm các kênh FPICH vượt qua ngưỡng cho trước: Tt. Gía trị của FPICH trong trường hợp này là tỉ lệ công suất một chip FPICH so với công suất nhận được (Ec/It). Dựa vào sự vượt qua các ngưỡng này, FPICH được chuyển sang chế độ thiết lập dự phòng. Sau đó nó tìm kiếm và kiểm tra mức ngưỡng thứ hai. So sánh với ngưỡng T2 để xác định có nên bổ xumg FPICH này vào chế độ hoạt động hay không. Giá trị T2 bằng tổng giá trị công suất của các kênh FPICH trong chế hoạt động. Điều kiện của một kênh FPICH so với T2 dược biểu diễn như sau: 10log(Pcj)³Max{SOFT_SLOPE.10log+ADD_INTERCEPT,T1} Trong đó Pcj là công suất của FPICH ở chế độ dự phòng. Pai là công suất của FPICH ở chế độ hoạt động. SOFT_SLOPE và ADD_INTERCEPT là các tham số của hệ thống có thể hiệu chỉnh được. Khi các công suất các kênh FPICH trong chế độ hoạt động là yếu, nó sẽ bổ xung thêm các kênh FPICH nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống. Tuy nhiên, nếu như công suất của một hoặc nhiều kênh FPICH cao thì viẹc bổ xung thêm một kênh FPICH sẽ không làm nâng cao chất lượng của hệ thống và nó sẽ làm giảm tài nguyên của mạng. Các ngưỡng chuyển giao mềm động giảm và làm tối ưu hoá tài nguyên của mạng. Sau khi tìm kiếm một kênh FPICH có mức công suất cao hơn giá trị T2, MS sẽ báo điều này cho mạng. Mạng sẽ thiết lập tài nguyên chuyển giao và cho phép MS giải điều chế các kênh FPICH thêm vào. Khi công suất kênh FPICH thấp hơn ngưỡng T3. Việc kết nối chuyển giao được loại bỏ, FPICH này được chuyển sang chế độ dự phòng. Nếu giá trị công suất thấp hơn ngưỡng T4, FPICH sẽ bị loại khỏi chế độ dự phòng. 1 1 2 3 4 5 6 7 Thời gian Ec/It Pilot 1 Active set total Ec/It Pilot 2 T1 T4 Ngưỡng tĩnh Ngưỡng động Các ngưỡng động trong thủ tục chuyển giao. Một kênh FPICH thấp dưới ngưỡng chỉ được quay trở lại mạng sau một khoảng thời gian định trước. Khoảng thời gian này nhằm giảm sự thay đổi đột ngột của các tín hiệu kênh FPICH. Hình trên biểu diễn quá trình chuyển giao mềm và các sự kiện liên quan khi MS chuyển động ra xa khỏi BS đang phục vụ và đến một BS mới. Việc dùng cả các ngưỡng chuyển giao mềm động và tĩnh sẽ làm giảm vùng chuyển giao mềm trong hệ thống. Lợi ích chính của phương pháp này là giới hạn chuyển giao mềm đến các vùng và số lần chuyển giao. Khi kênh dẫn đường 2 vượt quá T12, MS chuyển nó sang tập ứng cử. Khi kênh dẫn đường 2 vượt quá T2, MS báo cáo về mạng. MS nhận lệnh bổ sung kênh dẫn đường 2 vào tập tích cực. Kênh dẫn đường giảm xuống dưới mức T3. Thời gian chuyển giao cho kênh dẫn đường 1 hết, MS báo công suất kênh dẫn đường cho mạng. MS nhận lệnh loại bỏ kênh dẫn đường 1. Thời gian chuyển giao chạy hết sau khi công suất kênh dẫn đường thấp hơn giá trị T4. Thiết lập và kết thúc chuyển giao mềm. Thiết lập. Một trong các lợi ích chính của hệ thống CDMA là khả năng của một MS thông tin với nhiều BS đồng thời trong quá trình cuộc gọi . Về mặt chức năng điều này cho phép mạng CDMA thực hiện chuyển giao mềm. Trong chuyển giao mềm một BS sơ cấp điều khiển điều phối các BS khác khi bổ xung cũng như loại bỏ chúng cho cuộc gọi. Điều này cho phép các BS thu phát các tín hiệu tiếng từ một MS cho cuộc gọi. BSC/MSC Pilot strength Measurement Hand off Request Frame selector join ACK ACK Handoff Direction ACK Pilot measurement Request Pilot Strength Measurement Handoff Information ACK MS Primary BS A Secondary BS B Thiết lập chuyển giao mềm Mỗi BS phát các tín hiệu tiếng thu được từ các MS đến các BSC/MSC, rồi sau đó chọn khung tốt nhất từ ba trạm. Quá trình này cho ta có được chất lượng thoại rất tốt. Hình trên cho thấy một MS thông tin với hai BS trong cuộc gọi. Quá trình này được gọi là chuyển giao mềm hai đường. Các bước chuyển giao mềm như sau: MS phát hiện một tín hiệu dẫn đường từ cell mới và thông báo cho BS sơ cấp A. Một đường truyền từ bộ chọn khung đến BS B được thiết lập. Bộ chọn khung chon các khung từ hai luồng. MS phát hiện kênh dẫn đường của BS A giảm và yêu cầu loại bỏ đường truyền này. Đường truyền từ BS A đến bộ chọn khung bị loại bỏ. BS B gửi cho BS A mã Walsh ấn định cho nó. BS A cung cấp cho MS từ mã Walsh của BS B thông qua bản tin chuyển giao HDM. Bây giờ MS có thể tiếp nhận tín hiệu từ trạm gốc B. BS A gửi cả mặt nạ chắn mã dài đến BS . Bây giờ BS B có thể đợi thu từ MS. Cả hai BS A và B nhận thông tin điều khiển công suất đường xuống từ MS và đưa ra phản ứng thích hợp. MS nhận các bit trích bỏ độc lập từ cả A và B. Nếu các hướng dẫn trái ngược, MS giảm công suất, trái lại MS tuân thủ theo các hướng dẫn. Kết thúc chuyển giao mềm. Hình trên cho ta thấy quá trình thông tin của MS với hai BS A và B khi tín hiệu ở trạm gốc A không đủ mạnh. Khi MS chuyển giao mềm với BS A và BS B, BS A gọi là BS sơ cấp. Nhưng khi MS ngắt với BS A va kết nối với BS B thì BS B trở thành BS sơ cấp. Duy trì các tập dẫn đường. MS sẽ liên tục theo dõi cường độ trường của tất cả các kênh dẫn đường trong hệ thống. Sau đó trạng thái của từng kênh dẫn đường sẽ được so sánh với các ngưỡng dẫn đường khác nhau (T_ADD, T_DROP, T_COMP) và kết thúc thời gian định thời T_TDROP. Khi này một kênh dẫn đường được chuyển từ tập này sang tập khác tuỳ thuộc vào cường độ tín hiệu của nó so với các ngưỡng trên. Trình tự tìm. Mỗi kênh dẫn đường trong chế độ dự phòng chỉ được tìm sau khi đã tìm được tất cả các kênh trong chế độ hoạt động. Một kênh dẫn đường trong chế độ thiết lập lân cận chỉ được tìm sau khi đã tìm tất cả các kênh trong chế độ dự phòng, tương tự các kênh dẫn đường còn lại chỉ được tìm sau khi đã tìm xong các kênh trong chế độ thiết lập lân cận. Duy trì các kênh trong tập tích cực. Lúc đầu chế độ này chỉ thiết lập một kênh dẫn đường (ví dụ như kênh dẫn đường ấn định với kênh lưu lượng đường xuống). Điều này xảy ra khi kênh MS được cấp phát kênh lưu lượng lần đầu. Khi MS xử lí bản tin hướng dẫn chuyển giao (HDM) , nó cập nhật các kênh dẫn đường trong tập tích cực ở bản tin HDM. Khi công suất của các kênh dẫn đường trong tập ứng cử vượt quá giá trị T_COMP, nó sẽ được chuyển sang tập tích cực. Khi công suất một kênh dẫn đường trong tập tích cực nhỏ hơn giá trị ngưỡng T_DROP, nó sẽ bị ngắt ra khỏi tập tích cực, và lúc đó giá trị T_TDROP được khởi động lại từ đầu. Remaining set Neighbor set Remaining set Active set Pilot exceed active by T_Comp Pilot below T_DROP and T_TDROP timer expired Duy trì tập tích cực Duy trì các kênh trong chế độ ứng cử. Lúc đầu trong chế độ này không chứa một kênh dẫn đường nào cả. Điều này xảy ra khi lần đầu tiên MS được cấp phát một kênh kưu lượng đường xuống. Một kênh dẫn đường trong tập lân cận sẽ được bổ sung vào tập ứng cử khi công suất của nó vượt quá giá trị T_ADD. Tương tự như vậy một kênh dẫn đường trong các tập còn lại cũng sẽ được bổ xung vào tập ứng cử nếu như giá trị công suất của nó vượt qúa giá trị T_ADD. Một kênh dẫn đường trong chế tập ứng cử sẽ bị loại bỏ nếu như giá trị công suất của nó nhỏ hơn giá trị T_DROP, lúc đó giá trị của T_TDROP cũng được khởi động lại. Ngoài ra, nếu như kích thước của kênh dẫn đường trong tập ứng cử quá lớn, nó cũng sẽ bị loại bỏ. Remaining set Neighbor set Candidate set Active set Pilots exceed T_ADD Pilot exceeds active by T_COMP Pilot below T_DROP Pilot exceeds T_ADD And T_TDROP timer exlired Duy trì tập ứng cử Duy trì các kênh trong tập lân cận. Remaining set Neighbor set Candidate set Active set AGE=MAX_AGE AGE=0 AGE=0 Duy trì tập lân cận Lúc đầu trong chế độ lân cận chỉ chứa các kênh dẫn đường được liệt kê trong bản danh sách lân cận thu được mới nhất. Điều này xảy ra khi MS lần đầu được cấp phát một kênh lưu lượng đường xuống. MS duy trì một bộ đếm – AGE – cho mỗi kênh dẫn đường tập lân cận.Nếu một kênh dẫn đường chuyển từ tập tích cực hay tập ứng cử sang tập lân cận, bộ đếm này sẽ khởi tạo từ không. Nhưng nếu một kênh dẫn đường chuyển từ các kênh khác thì bộ đếm sẽ thiết lập giá trị cực đại (xem hình). MS sẽ bổ xung một kênh vào tập lân cận với các điều kiện sau: Active set Candidate set Neighbor set Remaining set Pn > T_ADD Pn-Pa > T_COMP Set size Exceeds or AGE > AGE_MAX Duy trì tập lân cận Một kênh dẫn đường thuộc chế độ hoạt động không có trong bản tin hướng dẫn chuyển giao (HDM) và thời gian chuyển giao đã hết. Thời gian giảm chuyển giao của một kênh dẫn đường trong chế độ dự phòng đã hết. Một kênh dẫn đường mới bổ xung cho chế độ dự phòng làm kích thước của nó bị vượt quá giới hạn cho phép. Kênh dẫn đường chứa trong bản tin danh sách lân cận và không là một kênh dẫn đường đã ở chế độ dự phòng hoặc lân cận. MS sẽ xoá một kênh dẫn đường từ chế độ lân cận khi: Bản tin hướng dẫn chuyển giao chứa một kênh dẫn đường từ chế độ lân cận hiện hành. Cường độ của một kênh dẫn đường trong chế độ lân cận vượt quá ngưỡng T_ADD. Bổ sung một kênh dẫn đường mới vào chế độ lân cận làm kích thước của nó tăng đột biến. Thời gian tồn tại của kênh dẫn đường trong chế độ này vượt quá giá trị cực đại của bộ đếm. Điều khiển công suất. Sự cần thiết của điều khiển công suất. CDMA là một hệ thống bị hạn chế bởi nhiễu giao thoa, vì tất cả các MS đều phát ở cùng một tần số. Nhiễu giao thoa trong mạng đóng một vai trò rất quan trọng để xác định dung lượng hệ thống và chất lượng tiếng. Công suất phát từ một MS phải được điều khiển để hạn chế nhiễu giao thoa. Tuy nhiên mức công suất phải phù hợp để thoả mãn chất lượng tiếng. Khi MS chuyển động, môi trường vô tuyến thay đổi liên tục do hiện tượng pha đinh nhanh và chậm, nhiễu ngoài và các hiện tượng khác. Mục tiêu của điều khiển công suất là giới hạn công suất phát ở dường lên và đường xuống trongkhi vẫn duy trì chất lượng đường truyền ở mọi điều kiện. Do tách sóng không kĩ ở BS, nhiễu giao thoa tác động nhiều ở đường lên hơn là đường xuống vì thế điều khiển công suất đường lên là quan trọng đối với hệ thống CDMA và là bắt buộc đối với tiêu chuẩn IS-95. Điều khiển công suất trong hệ thống CDMA cũng dùng để tránh hiện tượng gần xa. Để giảm hiện tượng gần xa, mục đích của CDMA là tất cả các MS thu được cùng công suất phát đi từ BS. Giá trị thu được cuối cùng phải ở giá trị tối thiểu cho phép đường truyền đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng, ví dụ như các chỉ tiêu: BER, dung lượng, tỉ lệ rớt cuộc gọi, vùng phủ sóng....Để làm được như vậy thì các MS gần BS cần được phát công suất it hơn các MS ở xa BS. Chất lượng thoại thì liên quan đến tỉ lệ lỗi khung (FER) trên cả đường lên và đường xuống. Tỉ lệ FER quan hệ chặt chẽ với tỉ lệ Eb/It. FER cũng phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của M, Điều kiện môi trường truyền dẫn, và sự phân bố của các MS khác trong vung phủ sóng. Vì FER là giá trị đo trực tiếp củ chất lượng thoại , cho nên có thể nói chất lượng hệ thống CDMA thì gắn bó với thuật ngữ FER hơn là Eb/It.. Vì vậy để đảm bảo chất lượng thoại việc duy trì Eb/It là chưa đủ mà còn phải đáp ứng cả giá trị FER. Giá trị giới hạn củ FER theo khuyến cáo có phạm vi là: Phạm vi khuyến cáo điển hình dành cho FER là: từ 0.2% đến 3% (mức công suất thu tối ưu đạt được khi FERÊ1%). Độ dài cực đại của cụm lỗi: từ 3 đến 4 khung (giá trị tối ưu của cụm lỗi là 2 khung). Điều khiển công suất đường lên. Điều khiển công suất đường lên tác động lên việc truy nhập các kênh lưu lượng đường lên. Nó thường được sử dụng cho việc thiết lập đường truyền khi bắt đầu cuộc gọi và phản ứng lên việc thay đổi suy hao đường truyền. Điều khiển công suất đường lên bao gồm điều khiển công suất vòng hở (được biết đến như là điều khiển công suất tự quản) và điều khiển công suất vòng kín. Điều khiển công suất vòng kín bao gồm điều khiển công suất vòng trong và điều khiển công suất vòng ngoài. Điều khiển công suất vòng hở. Điều khiển công suất vòng hở dựa trên nguyên tắc là nếu các MS ở gần BS hơn thì được phép phát công suất nhỏ hơn các MS ở xa BS . BS điều khiển công suất dựa vào tổng công suất nó nhận được trong dải thông 1.23 MHZ (bao gồm công suất kênh dẫn đường, nhắn tin, đồng bộ, lưu lượng...). Giá trị này bao gồm cả công suất trên đường xuống từ các BS lân cận. Nếu giá trị công suất nhận được cao nó sẽ giảm công suất phát, ngược lại nếu công suất thu được thấp nó sẽ tăng công suất phát. Trong điều khiển công suất vòng mở các BS thì không liên quan đến nhau. MS xác định công suất truyền đầu tiên để truyền trong các kênh truy nhập và lưu lượng dựa vào vòng điều khiển công suất mở. Khoảng thay đổi dải công suất có thể là 80 dB giúp cho MS và BS có thể điều chỉnh được linh động. Các MS trong hệ thống CDMA đều có bộ nhận dạng và xử lí kênh dẫn đường, kênh đồng bộ và kênh nhắn tin. Kênh nhắn tin cung cấp bản tin tham số truy nhập (APM- Access parameter message), trong đó chứa đựng các tham số dành cho việc điều khiển kết nối giữa MS và BS. Các tham số truy nhập hệ thống bao gồm: Số kênh truy nhập. Khoảng dịch công suất danh định (NOM_PWR). Cỡ một bước thay đổi của công suất ban đầu. Cỡ một bước tăng công suất. Số lần thăm dò truy nhập hệ thống. Thời gian bị thoát giữa các lần thăm dò. Thời gian được ngẫu nhiên hoá giữa các lần thăm dò. Dựa trên thông tin được từ kênh dẫn đường, kênh đồng bộ và kênh nhắn tin, MS truy nhập hệ thống thông qua một hoặc một vài kênh truy nhập có giá trị. Trong suốt trạng thái truy nhập, MS thì chưa được cung cấp một kênh lưu lượng đường xuống (kênh mà có chứa các bít điều khiển công suất). Khi điều khiển công suất vòng kín đường lên chưa hoạt động, MS bắt đầu một mức công suất phát bất kì sao cho phù hợp với trạng thái của nó. Mục đích quan trọng nhất của hệ thống CDMA là cung cấp một mức công suất truyền thích hợp nhất. Nếu như MS phát một mức công suất lớn quá mức cần thiết thì nó sẽ trở thành nguồn gây nhiễu cho các MS khác. Vì thế MS sẽ cố gắng thiết lập với BS gần nó nhất với mức công suất thấp nhất có thể. Điều này có nghĩa là mức phát công suất của MS tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa MS và BS. Khi nhận được một tín hiệu dẫn đường mạnh, MS sẽ truyền lại một tín hiệu yếu tới BS. Một tín hiệu dẫn đường mạnh cho ta thấy suy hao truyền dẫn là nhỏ trên đường xuống. Ta thừa nhận rằng suy hao theo đường lên cũng tương tự như đường xuống, vì thế khi truyền công suất lên ta cần chỉ bù một lượng công suất rất nhỏ cho phần suy hao đường truyền nói trên. Khi nhận được một tín hiệu dẫn đường yếu từ trạm gốc, MS sẽ truyền trở lại BS một tín hiệu mạnh. Tín hiệu yếu ở MS chứng tỏ suy hao truyền dẫn là lớn, vì thế yêu cầu mức công suất truyền ở MS phải lớn để bù lại lượng suy hao của quá trình truyền. Ta có thể xác định mức công suất phát của MS tới BS trong lần thăm dò truy nhập đầu tiên theo công thức sau: Tx = -Rx-Tx +(NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT)+INIT_PWR (dBm). Trong đó: Tx là mức công suất phát. Rx là giá trị công suất nhận được từ BS. NOM_PWR là công suất điều chỉnh danh định. NOM_PWR_EXT là công suất danh định chuyển giao mở rộng. INT_PWR là giá trị công suất điều chỉnh ban đầu. K=72 đối với hệ thống thông tin di động tế bào. K=76 đối với hệ thống PCS. Nếu giá trị INT_PWR=0 thì NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT sẽ hiệu chỉnh để đảm bảo công suất thu phù hợp tại BS. NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT cho phép ta đánh giá quá trình vòng hở được điều chỉnh cho các môi trường khai thác khác nhau. Các giá trị NOM_PWR, NOM_PWR_EXT, INT_PWR và kích cỡ bước của một lần thăm dò – PWR_STEP là các thông số hệ thống được xác định ở các bản tin thông số truy nhập (APM). Các tham số này thì được sử dụng bởi BS trước khi truyền đi. Nếu như các giá trị của NOM_PWR và NOM_PWR_EXT trong các bản tin EHDM- Extended handoff direction message và bản tin GHDM- General handoff direction message thay đổi thì MS sẽ sử dụng giá trị NOM_PWR và NOM_PWR_EXT từ các bản tin nói trên. Toàn bộ phạm vi điều chỉnh của NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT là từ -24dB đến +7dB. Khi hoạt động ở băng 0, giá trị NOM_PWR _EXT được thiết lập là 0, vì thế toàn bộ dải hiệu chỉnh sẽ nằm từ -8dB đến +7dB. Phạm vi của tham số INT_PWR nằm từ –16dB đến 15dB với giá trị danh định là 0dB. Dải thông số PWR_STEP là từ 0 đến 7dB. Độ chính xác của công suất phát trung bình nhờ NOM_PWR, NOM_PWR_EXT, INT_PWR hay một hiệu chỉnh thăm dò truy nhập PWR_STEP phải là ±5dB hay 20%. Khuyết điểm chủ yếu của tiêu chuẩn này là các thống kê đường truyền lên được đánh giá trên cơ sở đường truyền xuống. Nhưng hai đường truyền này không tương qua, vì thế có thể xảy ra sai số lớn ở thủ tục này. Tuy nhiên các sai số sẽ được hiệu chỉnh nhờ thực hiện điều khiển công suất vòng kín khi MS chiếm một kênh lưu lượng và bắt đầu xử lí các bit điều khiển công suất. Sau khi kết thúc cửa sổ thời gian công nhận Ta, MS đợi thời gian ngẫu nhiên và tăng công suất phát một nấc. MS lại thử một lần nữa, quá trình này lặp lại cho đến khi MS nhận được tín hiệu trả lời từ BS. Tuy nhiên tồn tại một số lần cực đại trên từng chuỗi thăm dò và chuỗi thăm dò cực đại trên mỗi lần thử truy nhập được gọi là truy nhập thăm dò (Probe access) MS phát cùng một bản tin trong các lần truy nhập thăm dò ở một lần thử truy nhập. Mỗi lần truy nhập thăm dò chứa một số kênh truy nhập và bao kênh truy nhập. Trong một lần thử truy nhập, các truy nhập thăm dò được nhóm thành các chuỗi thăm dò truy nhập. Mỗi chuỗi này bao gồm 16 lần thăm dò, tất cả đều được phát trên một kênh truy nhập. 1 2 15 (Max) Backoff Delay Probe Sequence Probe # 1 Probe # 2 Probe # 3 Probe # 16 Acknowlegment Window (Ta) Random time (RT) Acess Preamble Message Capsule 1-16 Frames 3-16 Frames Thăm dò truy nhập trong điều khiển công suất vòng hở Có hai lí do chính có thể dẫn đến MS không được chấp nhận sau khi phát một thăm dò là: Mức công suất phát có thể không đủ. Khi này chiến lược tăng bước công suất phát sẽ được áp dụng. Có thể có va chạm do nhiều MS ngẫu nhiên cùng một kênh truy nhập, khi này thời gian đợi ngẫu nhiên sẽ giảm thiểu xác suất các va chạm có thể xảy ra. Ta có mức công suất truyền thì được xác định như sau: Tx= -Rx-K+ (NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT)+Sum of Acess Probe Corrections. Trong đó việc hiệu chỉnh thăm dò truy nhập là tổng của tất cả các mức tăng công suất trước khi nhận được tín hiệu báo nhận từ BS. Thời gian trễ lùi (Back-off Delay) được tạo ra ngâu nhiên giữa các chuỗi thăm dò truy nhập. Định thời giữa các thăm dò truy nhập của một chuỗi thăm dò truy nhập cũng được tạo ra ngẫu nhiên. Sau khi phát một thăm dò truy nhập, MS đợi một khoảng thời gian là Ta. Nếu tín hiệu báo nhận được thu tại MS thì quá trình thâm nhập kết thúc. Ngược lại quá trình thăm vẫn tiếp tục được diễn ra cho đến khi MS nhận được tín hiệu báo nhận mới thôi. Tx Initial Power Innitial Power +Open-Loop correction Open-Loop Correction Access Probe Quá trình thăm dò Nếu MS không thu được tín hiệu báo nhận trong một lần thử thâm nhập, thì lần thâm nhập đó coi như bị lỗi và MS sẽ cố gắng truy nhập hệ thống bằng lần thâm nhập khác. Nếu MS nhận được tín hiệu báo nhận từ trạm gốc, nó bắt đầu với việc đăng kí và các thủ tục ấn định kệnh lưu lượng. Việc truyền dẫn đầu tiên trên kênh lưu lượng đường lên sẽ được xác định bởi công thức tính công suất truyền như trên MS tương thích với toàn bộ dải kết hợp các thông số dịch ban đầu, NOM_PWR và các hiệu chỉnh thăm dò truy nhập ít nhất là ±32 dB cho MS hoạt động ở băng loại 0 và ±40 dB cho MS hoạt động ở băng loại 1. Các nguồn gây ra sai số ở điều khiển công suất vòng hở đó là: Do có tính tương hỗ giữa đường lên và đường xuống. MS sử dụng tổng giá trị các công suất nhận được để điều khiển công suất trong đó có các công suất được nhận từ các BS khác. Thời gian đáp ứng chậm- 30ms để chống lại hiện tượng fadinh nhanh do hiệu ứng đa đường. Điều khiển công suất vòng kín. Các nguồn gây ra fading trong hiệu ứng đa đường đòi hỏi điều chỉnh công suất phải nhanh hơn nhiều so với điều chỉnh công suất vòng hở. Các điều chỉnh công suất bổ xung để bù trừ tổn hao fading được xử lí bởi cơ chế điều chỉnh công suất vòng kín đường lên với thời gian đáp ứng 1.25 ms cho các bước 1 dB và dải rộng 48 dB (cho ba khung). Thời gian đáp ứng nhanh hơn cho phép cơ chế điều khiển công suất vòng kín vượt trội so với cơ chế điều khiển công suất vòng hở trong các ứng dụng thực tế. Ngoài cả hai cơ chế điều khiển công suất cho phép đạt được dải động ít nhất là 80 dB. Điều khiển công suất vòng kín đảm bảo hiệu chỉnh cho điều khiển công suất vòng hở. Sau khi đã khởi động các kênh lưu lượng, mỗi khi thu được bit điều khiển công suất trong kênh con điều khiển công suất (được ghép chung với kênh lưu lượng) bằng “1”, trạm di động giảm công suất một bứơc định trứơc (1 dB). Ngược lại nếu thu được bit điều khiển công suất bằng “0” trạm di động tăng công suất một bước định trước (1 dB). Các lần điều chỉnh công suất này được gọi là hiệu chỉnh công suất vòng kín vì quyết định tăng giảm công suất được thực hiện trên cơ sở đánh giá công suất thu được tại trạm gốc. Cơ chế điều khiển công suất vòng kín đường lên bao gôm hai phần: điều khiển công suất vòng trong và điều khiển công suất vòng ngoài. Điều khiển công suất vòng trong giữ cho MS gần với giá trị (Eb/It)setpoint đích, trong khi đó điều khiển công suất vòng ngoài điều chỉnh (Eb/It)setpointđích đối với một MS. 1 PCG=1.25 ms Gated on PCG Gated off PCG Để hiều được hoạt động của điều khiển công suất vòng kín, ta xét tổng quan cấu trúc của kênh lưu lượng đường xuống và hoạt động của nó. Vùng quan tâm ở đây là đầu ra của bộ ghép xen và đầu vào của MUX. Kênh con điều khiển công suất được phát liên tục trên kênh lưu lượng đường xuống. Kênh con này có tốc độ là 800 bit/s. Vì thế bit điều khiển công suất được phát cứ 1.25ms một lần. Khung 20 ms được tổ chức thành 16 đoạn thời gian có độ dài như nhau bằng 1.25 ms và được gọi là các nhóm điều khiển công suất (PCG: power control group). Như vậy mỗi khung có 16 PCG. Trước khi phát luồng số đầu ra của bộ ghép xen kênh lưu lượng đường xuống được bật tắt bằng một bộ lọc thời gian. Bộ lọc thời gian này cho phép truyền dẫn một số ký hiệu và xoá các ký hiệu khác. Chu kì bật thay đổi cùng với tốc độ bit truyền dẫn (phụ thuộc vào tốc độ thay đổi của bộ mã hoá tiếng và tích cực tiếng). Tốc độ khung Tốc độ bit Số PCG Toàn tốc 9.6 16 1/2 4.8 8 1/4 2.4 4 1/8 1.2 2 Việc ấn định các nhóm được bật và các nhóm bị tắt phụ thuộc vào bộ ngẫu nhiên hoá cụm số liệu (DBR: Data Burst Randomizer). Tại BS, máy thu đường lên đánh giá cường độ tín hiệu thu bằng cách đo Eb/It trong mỗi nhóm điều khiển công suất (1.25 ms). Nếu cường độ tín hiệu vượt quá giá trị đích, bit điều khiển công suất giảm bằng 1 được phát. Trái lại bit điều khiển công suất tăng bằng 0 được phát đến MS qua kênh con điều khiển công suất trên kênh lưu lượng đường xuống. Tương tự như truyền dẫn đường lên, truyền dẫn đường xuống cũng được tổ chức thành các khung 20 ms. Mỗi khung được chia thành 16 nhóm điều khiển công suất. Bit điều khiển công suất được thực hiện trên kênh lưu lượng đường đường xuống trong PCG thứ hai sau PCG đường lên mà tại đó cường độ tín hiệu được đánh gía. Chẳng hạn nếu cường độ tín hiệu được đánh giá ở PCG 2 ở một khung đường lên thì bit điều khiển công suất tương ứng phải được phát ở PCG 4 của khung đường xuống . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Reverse Link Frame Forward Link Frame Khi MS thu và xử lí kênh đường xuống, nó lấy ra các bit điều khiển công suất từ kênh lưu lượng này. Sau đó các bit này cho phép MS điều chỉnh công suất phát đường lên. Trên cơ sở bit điều khiển công suất thu được từ BS, MS hoặc tăng hoặc giảm công suất phát ở kênh lưu lượng đường lên để đạt giá trị tại điểm thiết lập của Eb/It đích. Giá trị này điều chỉnh FER dài hạn. Mỗi bit điều khiển công suất này tạo ra thay đổi 1 dB gần hơn đến giá trị đích. Lưu ý rằng có thể không thành công vì It luôn luôn thay đổi. Vì thế phải điều chỉnh tíêp để đạt được Eb/It theo yêu cầu. Thông qua MS, BS có thể trực tiếp thay đổi chỉ Eb hoặc It riêng rẽ. BS đánh giá Eb/It 16 lần trong mỗi khung 20 ms. Nếu đo được Eb/It lớn hơn giá trị Eb/It hiện thời, BS thông báo MS giảm đi 1 dB. Trái lại BS lệnh cho MS tăng thêm 1 dB. Quan hệ giữa Eb/It và FER tương ứng là phi tuyến và thay đổi theo tốc độ xe và môi trường truyền dẫn. Chất lượng giảm khi tốc độ xe tăng. Chất lượng tốt nhất ứng với khi xe không chuyển động, lúc này nhiễu chủ yếu là tạp âm trắng Gauss. Như vậy một giá trị Eb/It duy nhất không thoả mãn cho mọi điều kiện. Việc sử dụng giá Eb/It duy nhất có thể giảm lưu lượng 30% hay nhiệu hơn nữa do phát quá nhiều công suất không cần thiết. Giá trị biến thiên a được duy trì rất nhỏ để phải mất 35 khung mới giảm điểm thiết lập Eb/It 1 dB. Hình. Thông thường giá trị 100 a được đặt bằng 3 dB. Giá trị điểm thiết lập giảm a ở mỗi khung tiếp theo cho đến khi xảy lỗi khung. Khi này điểm thiết lập được tăng một lượng khá lớn và quá trình được thiết lập. Điểm thiết lập có thể thay đổi từ 3 cho đến 10 dB. Giá trị Eb/It ³ 5 dB tương ứng với chất lượng thoại tốt. 1.25 ms Eb Mobile Transmit Power (dBm) Target Eb/It It Eb/It setpoint Next Eb/It setpoint Time Giá trị Eb/It đích. Vì FER là số đo trực tiếp chất lượng đường truyền, hệ thống cần điều khiển nên sử dụng FER hơn là Eb/It. FER là thông số quan trọng để điều khiển và đảm bảo chất lượng thoại tốt. Vi thế chỉ duy trì Eb/It thì chưa đủ mà còn phải điều khiển FER khi chúng xảy ra. Mục tiêu của điều khiển công suất đường xuống vòng ngoài (ROLPC: Reverse Outer Loop Power Control) là cân bằng FER ở đường xuống và dung lượng hệ thống. Dung lượng của hệ thống có thể điều chỉnh bằng các thông số của ROLPC bằng cách tăng FER đến mức cho phép. Thay đổi FER có thể thực hiện bằng cách thiết lập tỷ số giữa down_frr và up_frr. down_frr đựoc hệ thống tính toán bằng cách sử dụng FER cần thiết đường lên (r_fer) và up_frr như sau: Down_frr= (rfer x up_frr)/2 Dựa trên các mô phỏng, các giá trị up_frr sau đây được đề xuất: Nếu (0.2%ÊrferÊ0.4%) thì up_frr=6000. Nếu (0.6%ÊrferÊ1.0%) thì up_frr=5000. Nếu (1.2%ÊrferÊ2.0%) thì up_frr=3000. Nếu (2.2%ÊrferÊ3.0%) thì up_frr=1000. Bảng 10.3 và 10.4 liệt kê dải và các giá trị mặc định của các thông số khác nhau cho RS1 và cho RS2. Bảng 10.3: các thông số ROLPC cho RS1. Thông số Dải Giá trị đề xuất Giải thích thông số Rfer 1 0.2-3.0% 1% FER đích đường lên (rfer) (Eb/It)nom1(dB) 3.5-8.0dB 6.5dB (Eb/It)setpoint ban đầu (Eb/It)max1(dB) 5.5-9.5dB 8.5dB (Eb/It)setpoint cực đại (Eb/It)min1(dB) 3.0-5.8dB 3.5dB (Eb/It)setpoint cực tiểu Bảng 10.4: các thông số cho ROLPC cho RS2. Tham số Phạm vi Giá trị đề xuất Giải thích các thông số Rfer 2 0.2-0.6% 1% FER đích đường lên. (Eb/It)nom1(dB) 3.8-8.3dB 6.8dB (Eb/It)setpoint ban đầu (Eb/It)max1(dB) 5.8-9.8dB 8.8dB (Eb/It)setpoint cực đại (Eb/It)min1(dB) 3.0-5.8dB 3.8dB (Eb/It)setpoint cực tiểu Điều khiển công suất vòng trong cũng chịu trách nhiệm phát hiện MS, không thể tác động lên điều khiển công suất và có thể gây nhiễu cho các MS khác. BS đếm số lần phát lệnh giảm công suất liên tục và nếu đếm vượt quá giảtị ngưỡng qui định, BS sẽ phát bản tin khoá đến khi tắt bật lại nguồn MS. Bản tin này cấm MS cho đến khi nó tắt và bật lại nguồn. Công suất phát trung bình ở kênh lưu lượng đường lên với cả điều khiển công suất vòng hở và vong kín được xác định như sau: Tx=-Rx-K+(NOM_PWR-16 x NOM_PWR_EXT) + INIT_PWR + tổng công suất của các lần hiệu chỉnh thăm dò. Initialize Eb/It Set point to (Eb/It) Measure Eb/It on PCG (1.25 ms) Order mobile to power up 1 dB (Eb/It)m>set point Order mobile to power down 1 dB No Yes No.of Commands>threshold No Yes Send a lock until Power Cycle message to mobile One Frame Received Calculate new (Eb/It) set point Outer Loop (20 ms) Inner Loop (Every 1.25 ms) No Yes Lưu đồ điều khiển công suất vòng kín hướng lên. + tổng tất cả hiệu chỉnh điều khiển công suất vòng kín. Điều khiển công suất đường xuống. Điều khiển công suất đường xuống (FLPC: Forward Link Power Control) nhằm giảm nhiễu giao thoa đường xuống. FLPC không chỉ hạn chế ở nhiễu trong ô mà đặc biệt hiệu quả trong việc giảm nhiễu ô khác hoặc cung khác. Hệ thống CDMA IS 95 có thể điều khiển công suất đường xuống dựa trên báo cáo về tỉ lệ từ trạm di động. Để thực hiện điều khiển công suất ở đường xuống, trạm gốc định kì giảm công suất phát đến trạm di động. Set (ffer)r and Timer Measure ffer (ffer)m (ffer)m<(ffer)r Timer Has Expired Report Measurement Repeat Process No Yes No Yes Lưu đồ điều khiển công suất đường xuống Việc giảm công suất này tiếp diễn đến khi trạm di động yêu cầu tăng công suất do nhận thấy sự tăng tỷ số lỗi khung (FER: frame error rate). Lúc đó. Trạm gốc sẽ tăng công suất lên một bước qui định trước (0.5 dB chẳng hạn). Việc tăng hay giảm công suất được thực hiện một lần ở khung thoại. Như vậy điều khiển công suất ở đường xuống chậm hơn điều khiển công suất ở đường lên (lệnh điều khiển công suất đường lên trong CDMA IS 95 được phát đi 1.25 ms một lần). Vì FER được đo nên quá trình này trực tiếp phản ánh chất lượng thoại. Tuy nhiên quá trình này chậm hơn nhiều. Vì các mã trực giao Walsh được sử dụng cho đường xuống nên nhiễu giao thoa không phải là vấn đề quan trọng nhất. Vì thế đo chậm không làm tăng đáng kể giảm chất lượng hệ thống. Công suất được điều khiển ở các thông số N, D, U và V. Các thông số này có thể điều chỉnh được đến các giá trị khác nhau cho hoạt động của một hệ thống thực tế. Đối với RS1, bản tin báo cáo đo công suất (PRMR) chứa các khung thu được bị lỗi và tổng số khung thu được trong khoảng thời gian báo cáo (sau đó các bộ đếm khung được khởi đầu cho khoảng thời gian đo tiếp theo). FER bằng số khung lỗi chia cho tổng số số khung thu trong khoảng thời gian báo cáo. Các bước điều khiển công suất đối với RS1 được cho như hình sau: N Frames U(dB) V(dB) D(dB) FER<fer-small PMRM Not Received FER Too High FER>fer_big FER Too High Fer_small<FER<fer_big Key Parameters N=80 frames D=0.25 dB U=1.0 dB V=2.0 dB. Time Traffic Channel Digital Gain Điều khiển công suất đường suống cho RS1 Hoạt động của MS: MS theo dõi số khung lỗi trong khoảng thời gian bằng pwr_rep_frame Nếu số khung lỗi lớn hơn số quy định, MS sẽ phát PRMR chứa: Tổng số khung trong pwr_rep_frame. Số khung lỗi trong pwr_rep_frame. Nếu các khung lỗi nhỏ hơn giá trị quy định. PMRM không được phát. Sau khi phát PMRM, MS đợi trong khoảng pwr_rep_delay trước khi khởi đầu một chu kì mới. Hoạt động của BS: Khi thu được PMRM, BS so sánh FER được báo cáo và điều chỉnh công suất. FER nhỏ hơn fer_small: giảm công suất một lượng là D. Fer_small<FER<fer_big: tăng công suất một lượng là U. FER>fer_big: tăng công suất một lượng là V. Nếu không nhận được PMRM: BS bắt đầu định thời fpc_step. Khi định thời chạy hết, công suất giảm một lượng là D. Định thời khởi động lại sau khi chạy hết và sau khi thu đựoc PMRM. Khuyếch đại số không bao giờ được đặt thấp hơn min_gain hay cao hơn max_gain. Nếu flpc_enable = 0, khuyếch đại số đặt vào nom_gain. Đối với RS2, 1 bit trên khung đương lên (E hay bit xoá) đựoc dành riêng để thông báo BS rằng khung đường xuống mới nhất thu được ở MS không bị lỗi. Điều này cho phép điều khiển đường xuống chính xác và nhanh hơn so với sơ đồ sử dụng cho RS1. Dưới đây là cac bước điều khiển công suất đường xuống cho Traffic Channel Digital Gain Time Bad Traffic frame Received with Erasure Bit Unknown Good traffic Frame Received with Erasure Bit False Down_adj 20 ms Good Traffic Frame Received with Erasure Bit True Up_adj Điều khiển công suất đường xuống cho RS2 : Sử dụng chỉ thị xoá bit thay cho PMRM. Nhanh hơn RS1 rất nhiều. Điều khiển công suất đường xuống có thể thay đổi 2 khung một lần, như vậy tốc độ đáp ứng của nó rất nhanh. Quá trình: Trong mỗi khung, MS phát đi một bit chỉ thị xoá để chỉ ra rằng khung đường xuống trước có bit xoá hay không. Nếu BS nhận được chỉ thị xoá từ MS, nó tăng khuyếch đại số kênh lưu lượng lên một lượng là dn_adj. Bảng sau sẽ liệt kê các giá trị của các thông số cho điều khiển công suất đường lên và đường xuống đối với RS1 và RS2. Các thông số Dải Giá trị đề xuất Mô tả FER 0.2-3% 1% FER đích đường xuống Fer_small 0.2-5% 2% Ngưỡng dưới của FER đường xuống. FER tối thiểu cần thiết để tăng khuyếch đại lên U Fer_big 2-10% 6% Ngưỡng trên của FER đường xuống. FER tối thiểu cần thiết để tăng khuyếch đại lên V lần. Min_gain 34-50 40 Giá tri khuyếch đại nhỏ nhất kênh lưư lượng số. Max_gain 50-108 80 Giá trị khuyếch đại lớn nhất kênh lưu lượng số Nom_gain 34-108 57 Giá trị khuyếch đại danh định kênh lưu lượng số. Fpc_step 20-5000ms 1600ms Giá trị định thời điều khiển công suất được xác định khi hệ số khuyếch đại tăng D lần. Tham số Phạm vi Giá trị đề xuất Mô tả FER 0.2-6% 1% FER đích đường xuống Up_adj 1-50 15 Tăng khuyếch đại khi thấy có bit xoá Dn_adj --------- Không áp dụng Giảm khuyếch đại khi không có bit xoá Min_gain 30-50 30 Khuyếch đại số tối thiểu kênh lưu lượng Max_gain 50-127 80 Khuyếch đại số cực đại kênh lưu lượng Nom_gain 40-108 80 Khuyếch đại số danh định kênh lưu lượng. Kết luận. Hiện nay công nghệ CDMA đã được triển khai tại Việt Nam với thương hiệu là S-Fone. Tuy bước đầu còn gặp khó khăn về mặt kết nối với các mạng di động cũ cũng như vùng phủ sóng còn chưa thật rộng. Xong nhìn chung, mạng CDMA đã chứng tỏ đựơc những ưu điểm vượt bậc của mình so với các hệ thống di dộng cũ GSM của MobiFone và VinaFone. Việc mạng CDMA kết nối nhắn tin thành công với VinaFone và MobiFone vừa qua đã đánh dấu bước khởi đầu vững chắc của S-Fone. Với nhu cầu của người sử dụng ngày càng cao, không chỉ đơn thuần dùng máy điện thoại để nghe mà kèm theo đó một loạt các dịch vụ giá trị gia tăng khác. Một số dịch vụ như: Truyền hình ảnh, truyền nhạc, truyền video, Fax, truy cập Internet…đòi hỏi phải có tốc độ truyền cao tương ứng với băng thông truyền phải rộng. Việc thử nghiệm mạng GPRS của hệ thống GSM tại Việt Nam vừa qua đã bộc lộ hạn chế, ngược lại đối với dịch vụ truy cập Internet của S-Fone được dư luận đánh giá là rất tốt, không có tình trạng nghẽn mạng hay rớt cuộc gọi… Vì vậy có thể nói rằng việc áp dụng công nghệ CDMA trong hệ thống thông tin di động tại Việt Nam là khả quan và đầy triển vọng. Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, em đã trình bày những nét chính về hệ thống CDMA. Trong đó trọng tâm tìm hiểu về khả năng chuyển giao mềm và điều khiển công suất trong hệ thống CDMA dùng tiêu chuẩn IS 95. Tuy đồ án chưa thật hoàn chỉnh nhưng đã đề cập đến một trong những ưu điểm nổi trội của hệ thống CDMA đó là: khả năng chuyển giao mềm và điều khiển công suất-một trong những khác biệt lớn nhất của hệ thống CDMA so với các hệ thống thông tin di động khác. Đồ án mới chỉ dừng lại ở mức lí thuyết cần phải được kiểm nghiệm trong thực tế, tuy nhiên nó cũng đã tạo cho em một số hiểu biết nhất định về hệ thống CDMA để từ đó có khả năng tiếp thu công nghệ này trong thực tế một cách đễ dàng hơn và đó cũng là mục tiêu chính của em khi viết đồ án này. Phụ lục 1. Bảng tra cứu từ viết tắt. A AD,ADC Analog Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự số AC,AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực ASP Access Switching Processor Điều khiển chuyển mạch truy nhập ASS Access Switching Subsystem Phân hệ chuyển mạch truy nhập AES Aplication Entity Subsystem Phân hệ ứng dụng B BCCH Broadcast Control Channel Kênh quảng bá điều khiển BCP BTS Corntol Processor Bộ xử lý điều khiển BTS. BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Phân hệ phát thu của trạm gốc BIN BTS Interconnecton Network Mạng liên kết BTS BSMP Base Station Manager Processor Bộ xử lý điều hành quản trị trạm gốc. C CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CODEC Code and DeCode Mã hoá và giải mã CCP Call Control Processor Bộ xử lý điều khiển cuộc gọi. CIN CDMA Inter Network Mạng liên kết. CKD Clock Distributor Bộ phân chia đồng hồ. CCS Central Control Subsystem Phân hệ điều khiển trung tâm CD CDMA Digital Block Khối xử lý số. D DCS Data Communication Sybsytem Phân hệ thông tin số liệu DS-CDMA Direct Sequence-CDMA Trải phổ trực tiếp DBS Database Subsystem Cơ sở dữ liệu. F FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số Access FH-CDMA Frequency Hopping Trải phổ nhẩy tần FFH Fast Frequency Hopping Nhẩy tần nhanh G GSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu Communication GOS Grade of Service Cấp độ phục vụ GPS Global Positionning System Đồng hồ hệ thống H HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trú. I ISDN Integrated Service Digital Mạng số đa dịch vụ Network INS Interconnection Network Phân hệ mạng liên kết. Subsystem K KC Ciphering Key Khoá mật mã Ki Subscriber Anthentication Key Khoá nhận thực thuê bao L LAI Location Area Số nhận dạng vùng định vị LRS Location Register Subsystem Phân hệ đăng ký vị trí. LRP Location Register Processor Xử lý đăng ký vị trí LSI Local Service Interface Giao diện dịch vụ địa phương M MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động MS Mobile station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động MUX Multiplexer Bộ ghép kênh N NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng NIS Network Interface Subsystem Phân hệ phối ghép mạng. NTP Number Translation Processor Số xử lý truyền dẫn O OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở OSS Operation and Support Subsystem Phân hệ khai thác và hỗ trợ OCP Operation Control Processor Xử lý điều khiển hoạt động OMS Operation & Maintenace Phân hệ khai thác và bảo dưỡng. Subsystem P PN Pseudo Noise Mã giả tạp âm (giả ngẫu nhiên) PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại công Network cộng R RF Radio Frequency Block Khối tần số vô tuyến S SFH Slow Frequency Hopping Nhẩy tần chậm SMC Short Message Center Trung tâm bản tin ngắn T T-SW Time Switch Thời gian chuyển mạch TSB Transcoder & Selector Bank Bộ chuyển mã và chọn. V VLR Visited Location Register Bộ ghi định vị tạm trú Phụ lục 2. Giải thích một số thuật ngữ có trong đồ án. Kênh truy nhập: kênh CDMA đường lên được MS sử dụng để thông tin với BS. Kênh này được sử dụng để trao đổi các bản tin báo hiệu ngắn như: khởi xướng cuộc gọi, trả lời tìm gọi và đăng kí. Kênh truy nhập là kênh truy nhập ngẫu nhiên được chia theo các khe. Chế độ tích cực: là trạng thái của UE khi đang xử lí cuộc gọi. Thăm dò truy nhập: một lần phát kênh truy nhập gồm có tiền tố và một bản tin. Lần phát này có độ là số nguyên các khung và phát đi một bản tin truy nhập. Chuỗi thăm dò truy nhập: chuỗi một hay nhiều thăm dò truy nhập trên kênh truy nhập. Kênh dẫn đường phụ: tín hiệu trải phổ trực tiếp không được điều chế được BS phát liên tục. Kênh dẫn đường phụ cần thiết cho các ứng dụng tạo búp tia anten và cung cấp tham số chuẩn pha cho điều chế, giải điều chế nhất quán các kênh CDMA đường xuống liên quan đến kênh dẫn đường phụ này. Tập tích cực: là các tập liên kết vô tuyến đồng thời tham dự vào dịch vụ thông tin đặc thù giữa UE và điểm truy nhập UTRAN. Công suất phát trung bình: là công suất máy phát trung bình nhận được trên một đoạn thời gian qui định gồm cả thời gian không phát. Công suất phát trung bình trên kênh lưư lượng: là trung bình của tổng công suất được phát trên toàn bộ khoảng thời gian phát. Kênh dẫn đường phân tập phát phụ: kênh dẫn đường phân tập phát đi cùng với kênh dẫn đường phụ. Kênh dẫn đường phụ và kênh dẫn đường phân tập phát phụ cung cấp tham chuẩn pha cho giải điều chế các kênh CDMA đường xuống đi cùng với kênh dẫn đường phụ và kênh sử dụng phân tập phát. Loại băng: tập các kênh tần số và sơ đồ đánh số cho các kênh này. Trạm gốc: trạm cố định được thông tin với trạm di động. Phụ thuộc vào ngữ cảnh, thuật ngữ BS có thể hiểu là ô, một đoạn ô, MSC hay một phần khác của hệ thống vô tuyến. Chế độ truy nhạp cơ sở: chế độ được sử dụng trên kênh truy nhập tăng cường mà ở đó trạm di động phát tiền tố kênh truy nhập tăng cường theo phương pháp giống như được sử dụng trên kênh truy nhập. Kênh quảng bá: kênh mã ở kênh CDMA đường xuống được sử dụng để phát thông tin điều khiển và tìm gọi từ BS đến MS. Kênh CDMA: tập kênh được phát giữa BS và MS ở phân bổ tần số CDMA cho trước. Tần số ứng cử: tần số được BS định nghĩa ở tập tìm kiếm khi tìm kiếm các tần số khác trong quá trình chuyển giao với hỗ trợ của MS. Số kênh CDMA: một số 11 bit tương ứng với trung tâm ấn định tần số CDMA. ấn định tần số CDMA: đoạn phổ 1,23 hay 3,69 MHz. Đối với các hệ thống tổ ong CDMA kênh này có tâm ở một trong số các kênh 30 kHz của hệ thống tổ ong tương tự. Đối với hệ thống thông tin cá nhân CDMA, kênh này có tâm ở một trong số các kênh 50 kHz. Hệ thống thông tin cá nhân CDMA: toàn bộ hệ thống đảm bảo các dịch vụ thông tin các nhân theo tiêu chuẩn CDMA. Tốc độ chip: tương ứng với tốc độ trải phổ của kênh. Kênh mã: kênh con của CDMA đường xuốn. Mỗi kênh sử dụng một hàm Walsh trực giao hay hàm tựa trực giao. CDMA: kỹ thuật thông tin số đa truy nhập trải phổ để tạo ra các kênh bằng cách sử dụng các chuỗi mã duy nhất. Kênh ấn định chung: kênh chung đường xuống được BS sử dụng để công nhận MS truy nhập kênh truy nhập tăng cường và ở chế độ dành trước để phát địa chỉ kênh điều khiển chung đường lên và kênh điều khiển công suất chung liên kết. Kênh điều khiển công suất chung: kênh chung đường xuống đẻ phát các bit điều khiển công suất đến các trạm MS. Kênh điều khiển công suất chung được được sử dụng bởi MS hoạt động ở chế độ truy nhập được điều khiển công suất hay ở chế độ truy nhập dành trước. Nhóm điều khiển công suất: khoảng thời gian 1.25ms, 2.5 ms hay 5 ms ở lệnh điều khiển công suất chung mang thông tin điều khiển công suất đến các MS. Kênh con điều khiển công suất: kênh con điều khiển công suất được BS sử dụng để điều khiển công suất một MS hoạt động ở chế độ truy nhập được điều khiển công suất hay chế độ dành trước trên kênh điều khiển chung đường lên. Cell: là một vùng địa lí mà UE có thể nhận dạng được trên cơ sở thông tin nhận dạng được phát quảng bá từ điểm truy nhập dịch vụ của UTRAN. Kênh chung: là một kênh không dành riêng cho một UE. Kênh điều khiển: là một kênh lôgic mang thông tin điều khiển hệ thống Tài liệu tham khảo. PhDr, Vyjay K. Garg IS – 95 and CDMA 2000, Prentice Hall PTR, 2000 TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động thế hệ ba, trung tâm thông tin Bưu Điện, Nhà xuất bản Bưu Điện, 2002 Nhóm cán bộ kỹ thuật LGIC, Công nghệ CDMA và ATM, Nhà xuát bản Thanh Niên- 1996. TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, CdmaOne và CDMA2000, trung tâm thông tin Bưu Điện, Nhà xuất bản Bưu Điện, 2003 mục lục