CHƯƠNG 3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG LTE\LTE ADVANCED SỬ DỤNG
3.1 Quản lý công suất cho mạng femtocell xanh
3.2.1 Đề án mức công suất thích nghi
Thiết lập mức độ truyền tải công suất của các BS femtocell phù hợp là điều cần thiết cho việc kiểm soát sự can nhiễu với macrocells. Trong bài này, công suất phát có nghĩa là công suất phát của tín hiệu tham chiếu hoặc công suất truyền tải tối đa BS femtocell, trừ khi quy định rõ ràng. Mức nhiễu có thể được điều khiển bởi công suất phát của tín hiệu tham chiếu bởi vì nó là tỷ lệ thuận với công suất phát tối đa.
Với thiết kế ban đầu cố định một mức phát công suất, một phương pháp khá đơn giản được đưa ra để so sánh với các phương pháp khác. Nó có ưu điểm dễ thực hiện và đơn giản, nhưng nhược điểm của nó là khó thích nghi với môi trường macrocell xung quanh. Vì thế nó chỉ coi như là mô hình tham chiếu chung. Sau đây là hai phương án đưa ra nhằm thích nghi với cả môi trường macrocell xung quanh ngoài doanh nghiệp.
3.2.1.1. Dựa trên công suất thu nhận đường xuống từ macrocell BS
Thiết lập chương trình này được dựa trên tiếp nhận công suất đường xuống
thiết lập mức độ truyền tải công suất cho phù hợp. Dưới đây BS femtocell đặt công suất phát của tín hiệu tham chiếu
P MEDIAN P Ptx ( m offset,Ptx upp ,Ptx low) (1) Hàm MEDIAN() có nghĩa là giá trị trả lại là giá trị chính giữa của tất cả các đối số. Pm [dBm] công suất thu được các tín hiệu tham khảo gần nhất từ macrocell BS đo tại các BS femtocell và phụ thuộc vào sự tổn hao đường giữa gần nhất macrocell BS và BS femtocell bao gồm tổn hao thâm nhập vào tường xây dựng. Poffset [dB] là phải bồi thường cố định được xác định trước công suất bù đắp cho sự mất mát trong nhà. Ptx-upp
và Ptx-low [dB] là giới hạn giá trị trên và dưới công suất phát. Ptx-upp là cần thiết để hạn chế
sự gây nhiễu từ các BS femtocell đến MS macrocell. Ptx-low cũng là cần thiết để đảm bảo một hiệu suất tối thiểu nhất định cho femtocell ngay cả nếu macrocell xung quanh không thể phát hiện.
Với chương trình này thiết lập công suất thích ứng, BSS femtocell gần đến BS macrocell đã được cải thiện chất lượng bởi vì công suất phát trở nên tương đối lớn.
Mặt khác, BS femtocell nằm ở cạnh của macrocell các nhiễu nhỏ hơn với gần macrocell MS bởi vì công suất phát hoặc nhiễu trở nên nhỏ hơn.
Một bất lợi của chương trình này là nó là không đủ cho công suất cố định chỉ bù đắp để bù đắp cho sự tổn thất con đường trong nhà. Mỗi tòa nhà nơi mà các BS femtocell được thiết lập có tính chất khác nhau, chẳng hạn như tổn hao vào bức tường bên ngoài.
Nếu Poffset được thiết lập lớn trong khi sự tổn thất xâm nhập nhỏ chẳng hạn như ở trong
tầng nhà 1 hoặc 2, sự gây nhiễu từ femtocell đến macrocell được tăng lên. Ngược lại,
nếu Poffset được thiết lập nhỏ trong khi sự tổn thất xâm nhập lớn như cao ốc văn phòng
trong nhà làm bằng bê tông, chất lượng trong nhà và vùng phủ trở nên nghèo.
Hình 3.5: Hình ảnh của đề án thiết lập công suất
3.2.1.2 Dựa trên công suất nhận đường xuống từ macrocell BS và công suất nhận đường lên từ MS macrocell
Đề án thiết lập công suất này dựa trên đường xuống (DL) công suất tiếp nhận đồng kênh của tín hiệu tham chiếu của BS macrocell mạnh và đường lên (UL) tiếp nhận năng lượng từ vùng lân cận maccrocell MS. BS femtocell thích nghi đo đường xuống và công suất tiếp nhận đường lên giai đoạn tự cấu hình và sau đó tối ưu hóa công suất phát trong giai đoạn tự tối ưu hóa bằng cách đo lường chúng. BS femtocell bộ công suất phát của tín hiệu tham chiếu như phương trình (2).
Dưới đây là sơ đồ thuật toán áp dụng cho đề án này:
Hình 3.6: Sơ đồ thuật toán công suất thích ứng
P MEDIANP Ptx ( m offset_o K L P* ,Etx upp ,Ptx low) (2)
Trong đó Pm , Ptx-upp , và Ptx-low có cùng ý nghĩa như (1). Poffset_o [dB] là một công suất được xác định trước bồi thường giá trị bù đắp cho sự tổn thất đường truyền trong nhà không bao gồm sự tổn thất xâm nhập. K là một yếu tố tích cực có thể điều chỉnh và có thể
được xác định bởi các ưu tiên của hoạt động femtocell BS. LE [dB] là giá trị ước tính của sự tổn thất xâm nhập mô tả chi tiết dưới đây.
Các mối quan hệ của các thông số trong (2) được minh họa trong hình 3.5. Tổn thất thâm nhập LEđược giả định là lý tưởng ước tính. BS femtocell được đặt tại trung tâm của ngôi nhà. Macrocell ngoài trời MS nằm gần nhà. Nếu K = 1, công suất tiếp nhận từ các BS femtocell trước khi thâm nhập gần như là giống như công suất tiếp nhận từ các BS macrocell ở các bức tường bên ngoài. Femtocell BS truyền tải công suất là không đổi bất kể sự tổn thất xâm nhập. Nếu K = 2, công suất tiếp nhận từ các BS femtocell chỉ sau khi được thâm nhập gần như là giống như công suất tiếp nhận từ các BS macrocell ở các bức tường bên ngoài. Mức nhiễu từ các BS femtocell là không đổi bất kể sự tổn thất xâm nhập.
Hình 3.5 ước tính sự mất mát xâm nhập. Một MS macrocell được giả định là nằm ở gần một BS femtocell. Điều này có nghĩa là khoảng cách từ BS macrocell tới MS macrocell là gần giống như từ các BS macrocell tới BS femtocell. Theo hình3.5, tổn thất thâm nhập LE có thể được tính như sau:
1
LE (Ptx f Prx f La) (3)
2
Ptxf [dBm] là công suất phát đường lên hầu như tính bằng BS femtocell. Năng lượng này được dựa trên giả định rằng đường lên kiểm soát công suất được áp dụng cho cả MS macrocell và BS-femtocell như là một MS. Sau đó, công suất phát đường lên có thể được tính bởi sự tổn thất truyền đường xuống từ xung quanh BS macrocell, BS femtocell sử dụng các phép đo công suất tiếp nhận. Prx f[dBm] là năng lực tiếp nhận đường lên từ MS macrocell đo tại BS femtocell. La [dB] là tổn thất truyền trong không khí macrocell giữa MS và BS femtocell không bao gồm sự mất mát xâm nhập. La là một giá trị được xác định trước và được giả định trước để các khoảng cách giữa MS macrocell và BS femtocell có thể được giảm thiểu theo các điều kiện mà trong đó sự nhiễu từ MS macrocell đến BS femtocell là có thể chịu được. Khi tổn thất đường macrocell giữa MS và BS femtocell không bao gồm sự mất mát xâm nhập trong La , mất thâm nhập trong (3) được ước tính là nhỏ hơn so với giá trị thực của nó và truyền
tải điện năng bị ức chế. Khi mất đường dẫn bên ngoài La, mất thâm nhập ước tính lớn hơn giá trị thực tế và truyền tải điện năng được phát hành.
Hình 3.7: Thâm nhập ước tính tổn thất giữa femtocell BS và macrocell MS Chương trình thiết lập công suất này có thể giải quyết các vấn đề của chương trình thiết lập công suất ở phần 2.1.1 .Nếu mất thâm nhập là nhỏ, công suất phát được ước tính là nhỏ để nhiễu với các macrocell có thể được giảm nhẹ.Mặt khác, nếu sự mất mát xâm nhập lớn, công suất phát được ước tính là lớn để có chất lượng trong nhà hoặc vùng phủ có thể được tốt.