Download miễn phí Đồ án Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 UMTS





MỤC LỤC
 
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I 1
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 UMTS 1
1.1. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG 1
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 IMT-2000 2
1.3. CÔNG NGHỆ WCDMA 3
1.4. HỆ THỐNG UMTS 5
1.4.1. Tổng Quan 5
1.4.2. Mối quan hệ và sự khác nhau giữa WCDMA và UMTS 7
1.4.3. Dịch Vụ Của Hệ Thống UMTS 8
1.4.3.1 Lớp hội thoại 10
1.4.3.2. Lớp luồng 11
1.4.3.3. Lớp tương tác 11
1.4.3.4. Lớp cơ bản 11
1.4.4 Cấu trúc cell 12
1.4.5. Cấu trúc của hệ thống UMTS 14
1.4.6. Mạng lõi CN (Core Network) 16
1.4.7. Truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Acess Network) 17
1.4.7.1. Bộ điều khiển mạng vô tuyến 18
1.4.7.2. Nút B (trạm gốc) 19
1.4.8. Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment) 19
1.5. TỔNG KẾT VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN WCDMA TRONG HỆ THỐNG UMTS 20
1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 23
CHƯƠNG II 24
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG UMTS 24
2.1 MỤC TIÊU CỦA ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 24
2.2. PHÂN LOẠI ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 25
2.2.1. Điều khiển công suất cho đường xuống và đường lên 26
2.2.2. Điều khiển công suất phân tán và tập trung 27
2.2.3. Phân loại điều khiển công suất theo phương pháp đo 27
2.2.4. Điều khiển công suất vòng hở, điều khiển công suất vòng kín 28
2.3. MỘT SỐ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN 28
2.3.2. Hiệu ứng đa đường, bộ thu RAKE 29
2.3.4. Kỹ thuật phân tập 32
2.3.5. Sự trôi công suất đường xuống 34
2.3.6. Độ tin cậy của các lệnh điều khiển công suất đường lên 37
2.3.7. Cải thiện chất lượng báo hiệu điều khiển công suất 37
2.4. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 37
2.5 ĐKCS VÒNG HỞ (Open-loop power control) 41
2.5.1. Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường lên 41
2.5.2. Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường xuống 42
2.6. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT NHANH VÒNG KÍN 43
2.6.1. Các kỹ thuật điều khiển công suất vòng trong 44
2.6.1.1. Điều khiển công suất vòng trong đường lên 44
2.6.1.2. Điều khiển công suất vòng trong đường xuống 47
2.6.2. Điều khiển công suất vòng ngoài 49
2.6.2.1. Điều khiển công suất vòng ngoài đường lên 50
2.6.2.2. Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống 51
2.7. SỰ KHÁC NHAU GIỮA ĐKCS TRONG GSM, CDMA & UMTS 52
2.8. GIẢI PHÁP SMART ANTENA VỚI ĐKCS 53
2.8.1. Giới thiệu 53
2.8.2. Hoạt động của anten thông minh 54
2.8.2.1. Công nghệ cũ 54
2.8.2.2. Công nghệ anten thông minh 54
2.8.2.2.1. Anten thông minh 54
2.8.2.2.2. Hệ thống Smart Antena 55
2.8.3. Cơ sở kỹ thuật xử lý tín hiệu trong hệ thống Smart Antena kết hợp điều khiển công suất 57
2.8.4. Ứng dụng của anten thông minh trong mạng 3G 59
2.8.5. Những lợi ích chính khi triển khai anten thông minh 60
2.8.6. Tổng kết công nghệ Smart Antena 61
2.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG 61
CHƯƠNG III 63
CÁC THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 63
3.1. GIỚI THIỆU 63
3.2. THUẬT TOÁN ĐKCS VÒNG NGOÀI 63
3.3. PHƯƠNG PHÁP ĐKCS THEO BƯỚC ĐỘNG DSSPC (Dynamic Step-size Power Control) 64
3.3.1. Độ dự trữ SIR nhiều mức 64
3.3.2. Sự hoạt động của mạng 65
3.3.3. Sự hoạt động của trạm di động 67
3.4. ĐKCS PHÂN TÁN DPC (Distributed Power Control) 70
3.4.1. Khái quát 70
3.4.2. Mô hình hệ thống 71
3.4.3. Thuật toán điều khiển công suất phân tán 71
3.5. CÁC ĐẠI LƯỢNG DÙNG TRONG THUẬT TOÁN 73
3.6. MỘT SỐ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG TRONG THUẬT TOÁN 76
3.6.1. Nhiễu đồng kênh ( Co- chanel Interference ) 76
3.6.2. Nhiễu đa truy cập MAI (Multiple Access Interference ) 77
3.6.3. Nhiễu kênh lân cận 78
3.6.4. Tải lưu lượng 80
3.6.5. Cấp độ phục vụ (Grade of Service) 81
3.6.6. Hiệu quả sử dụng kênh 82
3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 82
CHƯƠNG IV 84
TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 84
4.1. QUỸ ĐƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN THAM KHẢO CHO HỆ THỐNG UMTS 84
4.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỤ THỂ 86
4.3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 88
4.4. ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG 91
4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 92
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
 
 



Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ền một tín hiệu giống nhau trên nhiều kênh truyền khác nhau để đầu thu có thể chọn trong số những tín hiệu thu được hay kết hợp những tín hiệu đó thành một tín hiệu tốt nhất việc này nhằm chống lại phading và nhiễu do những kênh truyền khác nhau sẽ chịu phading và nhiễu khác nhau. Người ta có thể sử dụng mã sửa lỗi FEC (Forward error correction) cùng với kỹ thuật phân tập. Lợi dụng việc truyền nhiều kênh mà ta có được độ lợi phân tập,thường được đo bằng dB.
Tầm quan trọng của phân tập sẽ được phân tích cùng với điều khiển công suất nhanh. Với các UE tốc độ thấp, điều khiển công suất nhanh có thể bù đựơc phading của kênh và giữ cho mức công suất thu không đổi. Các nguyên nhân chính của các lỗi trong công suất thu là do việc tính toán SIR không chính xác, các lỗi báo hiệu và trễ trong vòng điều khiển công suất. Việc bù phading gây ra suy giảm công suất truyền dẫn. Công suất thu và công suất phát là hàm của thời gian, hình (2.4), (2.5) tại tốc độ của UE là 3km/h. Trong hình (2.4) là trường hợp có ít phân tập, hình (2.5) mô phỏng trường hợp phân tập nhiều. Sự biến đổi công suất phát trong trường hợp hình (2.4) cao hơn trong trường hợp (2.5) do sự khác nhau về số lượng phân tập. Các trường hợp phân tập như: phân tập đa đường, phân tập anten thu, phân tập anten phát hay phân tập vĩ mô.
Với sự phân tập ít hơn thì sự biến động lớn hơn trong công suất phát, nhưng công suất phát trung bình cũng cao hơn. Mức tăng công suất là được định nghĩa là tỷ số giữa công suất truyền dẫn trung bình trên kênh phading và trên kênh không có phading khi mức công suất thu giống nhau trên cả 2 kênh có phading và không có phading. Mức tăng công suất được mô tả trong hình (2.6).
Hình 2.5 Công suất phát và thu trên 3 nhánh (công suất khoảng hở như nhau). Kênh phading Rayleigh tại tốc độ 3km.
Hình 2.6 Công suất tăng trong kênh phading với điều khiển công suất nhanh
Kết quả ở mức liên kết cho sự tăng công suất đường lên thể hiện trong bảng 2.3. Sự mô phỏng được thực hiện tại các mức UE khác nhau trên kênh ITU pedestrian 2 đường với công suất thành phần đa đường từ 0 đến -12.5dB. Trong sự mô phỏng này công suất phát và công suất thu được tập hợp trong từng khe. Với điều khiển công suất lý tưởng, mức tăng công suất là 2,3dB. Điều đó chứng tỏ điều khiển công suất nhanh hoạt động có hiệu quả trong việc bù năng lượng cho phading. Với các UE tốc độ cao (>100km/h), mức tăng công suất rất nhỏ do điều khiển công suất nhanh không thể bù được phading.
Mức tăng công suất rất quan trọng đối với hiệu suất của các hệ thống WCDMA. Trên đường xuống, dung lượng giao diện vô tuyến được xác định trực tiếp bởi công suất phát yêu cầu, do công suất đó xác định nhiễu truyền. Vì thế, để làm tăng tối đa dung lượng đường xuống, công suất phát cần cho một liên kết phải được giảm nhỏ. Trên đường xuống, mức công suất thu trong UE không ảnh hưởng đến dung lượng. Trên đường lên, công suất phát xác định tổng nhiễu đến các cell lân cận, và công suất thu xác định tổng nhiễu đến các UE khác trong cùng một cell. Chẳng hạn như chỉ có một cell WCDMA trong một vùng, dung lượng đường lên của cell này sẽ được tăng tối đa bằng cách giảm tối thiểu công suất thu yêu cầu, và mức tăng công suất sẽ không ảnh hưởng đến dung lượng đường lên.
Bảng 2.3 Các mức tăng công suất được minh hoạ của kênh ITU Pedestrian A đa đường với phân tập anten.
Tốc độ UE
Mức tăng công suất trung bình
3km/h
2,1dB
10km/h
2,0dB
20km/h
1,6dB
50km/h
0,8dB
140km/h
0,2dB
Điều khiển công suất trong chuyển giao mềm có hai vấn đề chính khác nhau trong các trường hợp liên kết đơn: vấn đề trôi công suất trong Nút B trên đường xuống , và phát hiện tin cậy các lệnh điều khiển công suất đường lên trong UE.
2.3.5. Sự trôi công suất đường xuống
Sự trôi công suất là trường hợp xảy ra khi thực hiện chuyển giao mềm mà UE gửi một lệnh đơn để điều khiển công suất phát đường xuống đến tất cả các Nút B trong tập hợp “tích cực”. Các Nút B sẽ phát hiện các lệnh này một cách độc lập, bởi vì các lệnh này sẽ không được kết hợp trong các bộ điều khiển mạng RNC do sẽ gây ra nhiều trễ và báo hiệu trong mạng. Chính vì các lỗi báo hiệu trên giao diện vô tuyến, các Nút B sẽ phát hiện các lệnh điều khiển công suất theo các cách khác nhau. Có thể một Nút B sẽ làm giảm công suất phát của nó tới UE, một Nút B khác có thể lại tăng mức công suất phát tới UE. Sự khác nhau đó dẫn đến tình huống công suất đường xuống bắt đầu trôi theo hướng khác nhau. Hiện tượng đó gọi là trôi công suất.
Hiện tượng trôi công suất là không mong muốn, bởi vì nó làm giảm hiệu suất chuyển giao đường xuống. Vấn đề này có thể được điều khiển bởi RNC. Phương pháp đơn giản nhất là thiết lập giới hạn tương đối nghiêm ngặt cho khoảng biến động công suất đường xuống. Giới hạn này cho công suất phát cụ thể của các UE. Rõ ràng khoảng biến động điều khiển công suất cho phép càng nhỏ thì độ trôi công suất lớn nhất càng nhỏ. Mặt khác khoảng biến đổi điểu khiển công suất thường cải thiện hiệu suất điều khiển công suất.
Hình 2.7 Trôi công suất đường xuống trong chuyển giao mềm
Hình 2.8 Kiểm tra độ tin cậy của điều khiển công suất đường lên tại UE trong chuyển giao mềm
Một cách khác để giảm sự trôi công suất. RNC có thể nhận thông tin từ các Nút B về các mức công suất phát của kết nối chuyển giao mềm. Các mức này được tính trung bình trên một số các lệnh điều khiển công suất, ví dụ như trong 500ms, hay trên 750 lệnh điều khiển công suất. Dựa vào các thông số đo đạc này, RNC có thể gửi các giá trị tham khảo về công suất phát đường xuống tới các Nút B. Các Nút B đang thực hiện chuyển giao mềm sử dụng các giá trị tham khảo này cho việc điều khiển công suất đường xuống cho các kết nối để giảm hiện tượng trôi công suất. Như vậy cần một sự hiệu chỉnh nhỏ mang tính định kỳ để hướng tới công suất tham khảo. Kích cỡ hiệu chỉnh này tỷ lệ thuận với độ chênh lệch giữa công suất phát thực tế và công suất phát tham khảo. Phương pháp này sẽ giảm bớt hiện tượng trôi công suất. Sự trôi công suất chỉ xảy ra nếu có điều khiển công suất nhanh trên đường xuống. Trong IS-95 chỉ có điều khiển công suất chậm trên đường xuống nên không cần phương pháp điều khiển sự trôi công suất đường xuống.
2.3.6. Độ tin cậy của các lệnh điều khiển công suất đường lên
Tất cả các Nút B trong tập hợp “tích cực” gửi một lệnh điều khiển công suất độc lập đến các UE để điều khiển công suất phát đường lên. Chỉ cần một trong các Nút B trong tập hợp tích cực nhận đúng tín hiệu đường lên là đủ. Vì thế UE có thể giảm công suất phát nếu một trong các Nút B gửi các lệnh công suất xuống. Có thể áp dụng sự kết hợp theo tỷ số lớn nhất các bit dữ liệu trong chuyển giao mềm tại UE do dữ liệu giống nhau được gửi từ tất cả các Nút B thực hiện chuyển giao mềm, nhưng sự kết hợp này không áp dụng cho các bit điều khiển công suất vì nó chứa thông ...
 
Top