CDMA - Power Control التحكم في الطاقة

في CDMA ، نظرًا لأن جميع الهواتف المحمولة ترسل على نفس التردد ، يلعب التداخل الداخلي للشبكة دورًا مهمًا في تحديد سعة الشبكة. علاوة على ذلك ، يجب التحكم في كل قدرة إرسال متنقلة للحد من التداخل.

التحكم في الطاقة ضروري بشكل أساسي لحل المشكلة القريبة البعيدة. الفكرة الرئيسية لتقليل مشكلة شبه البعيدة ، هي تحقيق نفس مستوى الطاقة التي تتلقاها جميع الهواتف المحمولة إلى المحطة الأساسية. يجب أن تكون كل قدرة مستلمة على الأقل على مستوى ، بحيث تسمح للارتباط بتلبية متطلبات النظام مثل Eb / N0. لاستقبال نفس مستوى الطاقة في المحطة الأساسية ، يجب أن ترسل الهواتف المحمولة الأقرب إلى المحطة الأساسية طاقة أقل من الأجهزة المحمولة البعيدة عن المحطة الأساسية المتنقلة.

في الشكل الموضح أدناه ، توجد خليتان متنقلتان A و B. A أقرب إلى المحطة الأساسية و B بعيدًا عن المحطة الأساسية. Pr هو الحد الأدنى لمستوى الإشارة لأداء النظام المطلوب. لذلك ، يجب أن يرسل المتنقل B مزيدًا من القدرة لتحقيق نفس Pr إلى المحطة الأساسية (PB> PA). إذا لم يكن هناك تحكم في الطاقة ، بمعنى آخر ، فإن قوة الإرسال هي نفسها من كلتا الخليتين المتحركتين ، فإن الإشارة المستلمة من A أقوى بكثير من الإشارات المستلمة من الخلية المتنقلة B.

عندما ترسل جميع المحطات المتنقلة الإشارات بنفس القدرة (MS) ، تختلف المستويات المستقبلة في المحطة القاعدة عن بعضها البعض ، وهو ما يعتمد على المسافات بين BS و MSs.

يتقلب المستوى المستلم بسرعة بسبب التلاشي. من أجل الحفاظ على المستوى المستقبَل في BS ، يجب استخدام تقنية مناسبة للتحكم في القدرة في أنظمة CDMA.

نحن بحاجة إلى التحكم في قوة الإرسال لكل مستخدم. يسمى هذا التحكم بالتحكم في طاقة النقل (طاقة التحكم). هناك طريقتان للتحكم في قوة الإرسال. الأول هو التحكم في الحلقة المفتوحة ( الحلقة المفتوحة) والثاني هو التحكم في الحلقة المغلقة ( الحلقة المغلقة).

التحكم في طاقة الارتباط العكسي

بالإضافة إلى التأثير شبه البعيد الموصوف أعلاه ، تكمن المشكلة الفورية في تحديد قدرة الإرسال للهاتف المحمول عند إنشاء اتصال لأول مرة. حتى لا يتلامس الهاتف المحمول مع المحطة الأساسية ، فليس لديه فكرة عن مقدار التداخل في النظام. إذا حاولت إرسال طاقة عالية لضمان الاتصال ، فيمكن أن تحدث الكثير من التداخل. من ناحية أخرى ، إذا كان الهاتف المحمول ينقل طاقة أقل (لا يزعج اتصالات المحمول الأخرى) ، فلا يمكن أن تلبي الطاقة E b / N 0 كما هو مطلوب.

كما هو محدد في معايير IS-95 ، يعمل الهاتف المحمول عندما يريد الدخول إلى النظام ، فهو يرسل إشارة تسمى الوصول .

في CDMA ، يتم تخصيص طاقة الإرسال لكل مستخدم بواسطة قوة التحكم لتحقيق نفس القدرة (Pr) التي تستقبلها المحطة الأساسية / BTS مع مسبار الوصول بطاقة منخفضة. يرسل الهاتف المحمول مسبار الوصول الأول ، ثم ينتظر استجابة من المحطة الأساسية. إذا لم يتلق أي استجابة ، فسيتم إرسال مسبار الوصول الثاني بقوة أعلى.

تتكرر العملية حتى تستجيب المحطة الأساسية. إذا كانت الإشارة التي تم الرد عليها من قبل المحطة الأساسية عالية ، فسيتم توصيل الهاتف المحمول بالمحطة الأساسية الأقرب للخلية المتنقلة ذات طاقة الإرسال المنخفضة. وبالمثل ، إذا كانت الإشارة ضعيفة ، فإن الهاتف المحمول يعرف أن خسارة المسار أكبر وينقل قدرة عالية.

تسمى العملية الموضحة أعلاه التحكم في طاقة الحلقة المفتوحة حيث يتم التحكم فيها فقط بواسطة الهاتف المحمول نفسه. يبدأ التحكم في طاقة الحلقة المفتوحة عندما يحاول الهاتف المحمول الأول الاتصال بالمحطة الأساسية.

يتم استخدام عنصر التحكم في الطاقة هذا للتعويض عن تأثيرات تظليل المتغيرات البطيئة. ومع ذلك ، بما أن الوصلة الخلفية والأمامية على ترددات مختلفة ، فإن تقدير قدرة الإرسال لا يعطي حلاً دقيقاً للتحكم في القدرة بسبب خسارة المسير في مقدمة المحطة الأساسية. يفشل التحكم في الطاقة هذا أو يكون بطيئًا جدًا بالنسبة لقنوات خبو Rayleigh السريعة.

تُستخدم قوة التحكم في الحلقة المغلقة للتعويض عن تغير لون رايلي السريع. هذه المرة ، يتم التحكم في قدرة الإرسال المتنقلة بواسطة المحطة الأساسية. لهذا الغرض ، تراقب المحطة الأساسية باستمرار جودة إشارة الارتباط العكسي. إذا كانت جودة الاتصال منخفضة ، فإنها تخبر الهاتف المحمول بزيادة قوته ؛ وإذا كانت جودة الاتصال عالية جدًا ، فإن وحدة التحكم في المحطة الأساسية المتنقلة تقلل من قوتها.

التحكم في طاقة الوصلة الأمامية

وبالمثل ، لعكس التحكم في طاقة الوصلة ، فإن التحكم في قدرة الوصلة الأمامية ضروري أيضًا للحفاظ على جودة الوصلة الأمامية إلى مستوى محدد. هذه المرة ، يراقب الهاتف المحمول جودة الارتباط الأمامي ويشير إلى المحطة الأساسية لتشغيلها أو إيقاف تشغيلها. هذا التحكم في الطاقة ليس له أي تأثير على المشكلة القريبة البعيدة. جميع الإشارات غير واضحة معًا بنفس مستوى الطاقة عندما تصل إلى الهاتف المحمول. باختصار ، لا توجد مشكلة قريبة المدى في الارتباط الأمامي.

تأثير التحكم في الطاقة

من خلال التحكم في طاقة الإرسال ، يمكن للمستخدم الحصول على بيئة اتصال ثابتة بغض النظر عن الموقع. يرسل المستخدم البعيد عن المحطة الأساسية قوة إرسال أعلى من المستخدم الأقرب إلى المحطة الأساسية. أيضًا عن طريق التحكم في طاقة النقل هذا ، يمكنك تقليل آثار التلاشي. وهذا يعني أنه يمكن منع تغير القدرة المستقبلة بسبب الخبو بواسطة التحكم في قدرة الإرسال.

• التحكم في القدرة قادر على تعويض تقلبات الخبو.
• يتم التحكم في الطاقة المستقبلة من كل MS لتكون متساوية.
• يتم تخفيف المشكلة شبه البعيدة عن طريق التحكم في الطاقة.