Điều khiển công suất trong thông tin di động

     Điều khiển công suất trong thông tin di động nhằm:

      - Tiết kiệm nguồn cho máy di động nhằm kéo dài thời gian giữa 2 lần sạc.

      - Giảm thiểu can nhiễu giữa các người sử dụng, mục đích này khác biệt giữa các hệ thống khác nhau (CDMA và TDMA). 
     Đối với các hệ thống TDMA/ FDMA như GSM, các máy di động làm việc trên các khe thời gian khác nhau hoặc trên các tần số khác nhau, do vậy khả năng gây nhiễu lẫn nhau rất nhỏ nếu việc đồng bộ và căn chỉnh thời gian (time alignment) được thực hiện tốt. Kiểm soát và điều khiển công suất đối với các hệ thống này đòi hỏi không quá ngặt nghèo và chủ yếu nhằm tiết kiệm nguồn ắc quy cho máy di động. 
     Đối với các hệ thống CDMA, có vấn đề về hiệu ứng xa - gần (near - far effect), dẫn dến đòi hỏi về kiểm soát và điều khiển công suất rất ngặt nghèo. Điều khiển công suất không tốt sẽ dẫn đến số người sử dụng đồng thời trong một tế bào giảm mạnh.

    Hiệu ứng xa gần là hiện tượng khi các MS ở gần trạm gốc có công suất phát lấn át hơn so với công suất phát của các MS xa trạm gốc hơn, gây can nhiễu đến việc truyền tin giữa MS và trạm gốc. Để giải quyết vấn đề này cần điều chỉnh công suất phát phù hợp cho các máy MS.

     Do điều khiển công suất trong các hệ thống TDMA đòi hỏi không quá ngặt nghèo nên điều khiển công suất có thể thực hiện được một cách đơn giản như sau: 
          - Trong quá trình công tác, máy di động luôn thu, đo tín hiệu thu được từ trạm gốc và phát báo cáo về BS mức điện thu được.  
          - Căn cứ vào thông số đo, BS tính ra cự ly BS- MS và ra lệnh điều khiển công suất máy phát MS về giá trị thích hợp.Trong các hệ thống CDMA, giải pháp điều khiển công suất nhằm:

+ Duy trì chất lượng thoại cho hầu hết các MS đang công tác trong cùng tế bào.

+ Tăng dung lượng hệ thống tổng cộng trong khi vẫn duy trì chất lượng thoại.

+ Giảm công suất phát trung bình của MS nhằm tiết kiệm pin.

     Các giải pháp điều khiển công suất bao gồm:

- Điều khiển công suất hướng đi: Là một quá trình điều khiển vòng kín chậm, căn cứ vào các báo cáo về tỷ lệ lỗi khung (FER: Frame Error Rate) mà các MS báo về, trên cơ sở đó sẽ ấn định công suất hướng đi cho các kênh logic khác nhau một cách thích hợp nhờ điều khiển tăng ích theo từng kênh logic (kênh pilot, kênh biên độ, kênh paging, các kênh traffic…). Nhờ vậy, các MS ở xa cũng như ở gần đều có cùng chung lượng tín hiệu thu.

- Điều khiển công suất hướng về: Bao gồm:

+ Điều khiển vòng hở: MS đo công suất tín hiệu pilot và tự tính phải điều khiển thô công suất phát của mình thế nào.

+ Điều khiển vòng kín: Gồm 2 vòng điều khiển: Vòng trong và ngoài.

Chất lượng thoại trong CDMA không chỉ duy trì được nhờ duy trì E_b/N₀ > mức ngưỡng mà còn phải nhờ duy trì FER < mức ngưỡng. FER có quan hệ khá chặt chẽ với E_b/N₀. Do đó,  điều khiển công suất liên quan tới FER và E_b/N₀.

Vòng trong:

- BS đo công suất thu được từ MS trên kênh hướng về.

- So sánh với một ngưỡng (ấn định bởi FER xác định bởi nhà điều hành).

- Ra lệnh điều khiển công suất phát MS, MS theo đó điều khiển công suất của mình.

Vòng ngoài:

- BS đo E_b/N₀ trung bình theo từng PCG (Power Control Group) dài 1,25ms.

- E_b/N₀ đo được được so với E_b/N₀ mục tiêu.

- Nếu E_b/N₀ > E_b/N₀ mục tiêu thì ra lệnh “up” (tăng công suất) cho máy di động.

- Nếu E_b/N₀ < E_b/N₀ mục tiêu thì ra lệnh “down” (giảm công suất) cho máy di động.

- Sau mỗi khung điều khiển thì bộ đếm FER được đổi mới nội dung và được sử dụng để điều chỉnh E_b/N₀ mục tiêu.