کنترل توان در CDMA

بخشی از مقاله

مقدمه
يكي از مفاهيم سوال انگيزي كه غالباً توسط محققين مطرح مي شود، “كنترل بهينه قدرت” مي باشد. كنترل قدرت يكي از فاكتورهاي اساسي در سيستمهاي سلولي CDMA مي باشد كه ارتباط مستقيمي و پاياپايي با ظرفيت و نگهداري سيستم دارد. با مطالعاتي كه در مورد تكنيكهاي تخصصي كنترل بهينه توان صورت گرفته، ملاحظه شده كه دست يافتن به اين امر بخصوص در محيطهاي داراي تضعيف (fading inu) امري بسيار مشكل مي باشد.
در اين فصل ما به معرفي و بيان مفاهيم كنترل توان خواهيم پرداخت، همچنين به نقش آن در reverse- link, forward- link و تاثيرات كنترل توان در ارتباط با ظرفيت و نگهداري سيستم سلولي.
همچنين به آناليز كانالهاي مختلف راديو براي اينكه طرح كنترل قدرت امكان رديابي صحيح را به ما بدهد خواهيم پرداخت. سپس، تكنيكهاي قابل قبول كنترل قدرت معرفي خواهد شد و معايب اين روشها نيز بيان خواهد شد. يك تكنيك جديد كنترل قدرت بر مبناي برآوردهاي   مطرح خواهد شد و نقش آن در محيطهاي با افت سريع (fast fading) بررسي خواهد شد.
قابل ذكر است كه تكنيكهاي كنترل توان مورد بحث در اينجا، مفاهيمي هستند كه هم درسيستمهاي ارتباط ماهواره اي CDMA و هم مخابرات سيار مي توان مطرح كرد. مدارات حلقه بسته كنترل توان در محيطهاي موبايل ماهواره اي در مقابل تاخيري كه ايجاد مي كند، خيلي تاثير گذار نمي باشد.
2-3- مفهوم كنترل توان
كنترل قدرت در سيستمهاي سلولي CDMA يك وسيله مهم براي كاهش دادن اثرات تداخل دسترسي چندگانه و در نتيجه، افزايش ظرفيت سيستم مي باشد. هدف ما اين است كه تمام سيگنالهاي رسيده از موبايلهاي مختلف (در داخل يك سلول) در گيرنده BS يك سطح قدرت ثابت بدون توجه به مكان موبايلها و خصوصيات كانالهاي سلول، داشته باشند. اين موضوع تحت عنوان reverse-link  power cont (موبايل به BS) كه دستيابي به آن بسيار مشكل مي باشد.
كنترل توان forward link (BS به موبايل) در سيستم تك  سلولي مورد نياز نمي‌باشد، بلكه در سيستم چند سلولي مطرح مي شود كه براي كاهش تداخل سلولهاي همسايه به يآن احتياج داريم. BS  در حداقل سطح قدرت كه مورد نياز براي ارضاء كيفيت ارتباط دورترين موبايل مي باشد، انتشار سيگنال مي كند.
 
2-2- كنترل توان غير بهينه (نامطلوب)
در عامل، طبيعتاً رسيدن به يك كنترل توان كامل و بهينه غير ممكن مي باشد. اين موضوع يك اثر مستقيم در ظرفيت در سيستم CDMA كه مورد بحث قرار خواهد گرفت دارد. به هر حال تاثير سيگنالهاي رسيده از موبايلهاي مختلف در BS با سطوح مختلف توان در روند سيستم در اينجا مورد آزمايش قرار خواهد گرفت. اين تاثير در ارتباطات سلولي تحت عنوان تداخل دور و نزديك مطرح مي شود كه هنگام نزديكي MS به BS در حالت بدون كنترل توان ما يك سيگنال قوي تري نسبت به حالتي كه دورتر باشيم داريم.
به منظور ارزيابي محدوديتهاي گيرنده CDMA تحت تداخل دور- نزديك؛ مدل شبيه سازي شكل به كاربرده شده است. مدل بيان شده براي كانالهاي AW6N استاتيك مي باشد كه اگرچه از لحاظ عملي مطلوب نيست اما به عنوان يك مدل پايه براي مطالعات مقايسه اي در اين زمينه؛ مورد استفاده گسترده بسياري از محققان مي‌باشد.
در اين مدل b2,b1 و c2¬,c1 بيتهاي مدوله شده BPSK و دنباله كدهاي مربوط به دو كاربر مي باشند. P2,P1 نيز به ترتيب سطوح توان كاربر مطلوب و همچنين كاربر تداخلي مي باشند و n نويز گوسي است. با افزايش سطح توان كاربر تداخلي، تداخل دور- نزديك را به وجود مي آوريم. در شكل 3-2 كارايي كاربر مطلوب براي نسبت توانهاي مختلف نشان داده شده است.