أوامر التحكم في قدرة الإرسال في الاتصالات TPC

يرسل مطراف متنقل قناة اتصال أولى واحدة أو أكثر في منطقة تردد أولى وقناة اتصال ثانية واحدة أو أكثر في منطقة تردد ثانية، ومع تعرض القنوات لظروف خبو مختلفة يتلقى المطراف أوامر منفصلة للتحكم في قدرة الإرسال (TPC)، وبدلاً من مجرد تعديل قدرة الإرسال للقنوات كما هو مطلوب يحسب الجهاز تعديلاً للقدرة يشير إلى الفرق بين القوة الموجهة لقناة واحدة أو أكثر من القنوات الأولى، والقوة الموجهة لقناة واحدة أو أكثر من القنوات الثانية.

أساسيات أوامر التحكم في قدرة الإرسال TPC

يقوم المطراف بشكل انتقائي بالتحكم في قدرة الإرسال للقناتين الأولى والثانية إما على أساس مستقل وفقًا لأوامر (TPC) أو على أساس مشترك، اعتمادًا على ما إذا كان تخالف القدرة المحسوب يقع خارج نطاق محدد مسبقاً من القيم، حيث عند القيام بذلك يسمح المطراف بالتحكم المستقل في القنوات مع تخفيف التداخل الذاتي أو البث الطيفي أيضًا.

يلعب التحكم في قدرة الإرسال دورًا مهمًا في شبكات الاتصالات محدودة التداخل مثل تلك القائمة على تقنيات الوصول المتعدد بتقسيم الكود (CDMA)، بحيث تتطلب الاتصالات الموثوقة والمستويات المستهدفة من نقل البيانات الإرسال بطاقة كافية لضمان جودة إشارة مستلمة مناسبة، ولكن يتم تجنب الإرسال بقدرة زائدة كآلية للحد من التداخل أو تقليله بطريقة أخرى.

كمثال على التحكم في قدرة الإرسال عندما يرسل مطراف متنقل إشارة معلومات عبر قناة اتصال إلى محطة قاعدة فإنّ المحطة الأساسية تغذي أوامر التحكم في قدرة الإرسال (TPC) إلى المطراف المتنقل، كما أنّ أوامر (TPC) هذه توجه المطراف المتنقل؛ لزيادة قدرة الإرسال لقناة الاتصال أو خفضها أو الحفاظ عليها وحسب الحاجة للحفاظ على جودة الإشارة المستقبلة في المحطة الأساسية، عند مستوى مستهدف خلال ظروف الخبو المتغيرة.

• “TPC” هي اختصار لـ “Transmit Power Control”.

• “CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division Multiple Access”.

مبدأ أوامر التحكم في قدرة الإرسال TPC

في أنظمة الوصول إلى حزم الإرسال عالية السرعة ثنائية الخلية (DC-HSUPA)، قد يرسل جهاز متنقل قناتين مختلفتين للاتصال في وقت واحد على اثنين من الموجات الحاملة المختلفة، أي في منطقتين ترددات مختلفة وقد تواجه القنوات التي تُرسَل في مناطق تردد مختلفة ظروف خبو مختلفة، حيث وفقا لذلك يتم التحكم في الطاقة بشكل مستقل، ممّا يعني أنّ المطراف المتنقل يتلقى أوامر (TPC) منفصلة لها.

ونتيجة لذلك يمكن أن تصبح قدرة الإرسال لقناة واحدة أكبر بكثير من قدرة الإرسال للقناة الأخرى أي في حالة التسليم الناعم بين محطات القاعدة المختلفة، عندما يحدث هذا في الممارسة العملية فإنّ عدم الخطية في تضخيم الطاقة أو عدم توازن معدل الذكاء في التعديل يتسبب في تسرب القناة، التي تعمل بالطاقة الأكبر إلى القناة الأقل طاقة والتداخل معها، وهذا التداخل الذاتي يحط من جودة القناة الأقل قدرة.

ينشأ تعقيد مختلف ولكنّه مرتبط إلى حد ما، حيث في أنظمة التطور طويل المدى (LTE) وحيث يمكن لمحطة متنقلة أن ترسل في نفس الوقت قناة التحكم في الوصلة الصاعدة المادية (PUCCH)، والقناة المادية المشتركة للوصلة الصاعدة (PUSCH) في منطقتي تردد مختلفتين، كما يتم نقل (PUCCH) و(PUSCH) في مناطق تردد مختلفة ويتم التحكم في الطاقة بشكل مستقل بنفس الطريقة.

على الرغم من ذلك تنشأ المضاعفات بشكل أساسي عندما تكون قوة قناة واحدة تقريبًا نفس قوة القناة الأخرى، حيث في مستويات القدرة العالية نسبياً قد تقدم منتجات التشكيل البيني قمم طيفية كبيرة خارج منطقتي التردد المخصصين للإرسال، كما قد تتداخل هذه الإرسالات الطيفية غير المرغوب فيها بشكل كبير مع أنظمة الاتصالات الأخرى.

• “DC-HSUPA” هي اختصار لـ “Dual Carrier or Dual Cell High-Speed Downlink Packet Access”.

• “PUSCH” هي اختصار لـ “Physical Uplink Shared Channel”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

• “PUCCH” هي اختصار لـ “Physical Uplink Control Channel”.

خصائص عمل أوامر التحكم في قدرة الإرسال TPC

يشتمل المطراف المتنقل على جهاز إرسال وجهاز استقبال ودائرة أو أكثر من دوائر التحكم في قدرة الإرسال (TPC)، كما تم تكوين جهاز الإرسال لإرسال قناة اتصال أولى واحدة أو أكثر في منطقة تردد أولى وقناة اتصال ثانية واحدة أو أكثر في منطقة تردد ثانية، حيث تنتقل القنوات في مناطق تردد مختلفة وتتعرض لظروف خبو مختلفة.

وفقًا لذلك يتم تكوين جهاز الاستقبال لاستقبال أوامر (TPC) منفصلة لقناة اتصال أولى واحدة أو أكثر وقناة اتصال ثانية واحدة أو أكثر، ومع ذلك بدلاً من الضبط البسيط لقدرة الإرسال للقنوات كما هو مطلوب تحسب دائرة (TPC) إزاحة الطاقة، أي التي تشير إلى الاختلاف بين القوة الموجهة لواحدة أو أكثر من قنوات الاتصال الأولى والقوة الموجهة لقناة واحدة أو المزيد من قنوات الاتصال الثانية.

تقوم دارة (TPC) بشكل انتقائي بالتحكم في قدرة الإرسال لقناتي الاتصال الأولى والثانية إما على أساس مستقل ووفقاً لأوامر TPC ذات الصلة المستلمة، أو على أساس مشترك اعتمادًا على ما إذا كان تخالف القدرة يقع خارج نطاق مسبق نوطاق محدد من القيم، كما يتم تكوين دائرة (TPC) لأداء التحكم في قدرة الإرسال على أساس مستقل إذا كان تخالف القدرة المحسوب أقل من قيمة العتبة الأولى المحددة مسبقاُ وللقيام بخلاف ذلك بالتحكم في قدرة الإرسال على أساس مشترك.

يمكن تحديد قيمة العتبة الأولى هذه مسبقاً على أنّها تخالف القدرة عنده أو أعلى منه يحدث مستوى غير مقبول من التداخل الذاتي بين القنوات بسبب تسرب القدرة بين القنوات مثل (20 dB)، كما يتم تكوين دائرة دارات (TPC) بدلاً من ذلك لأداء التحكم في قدرة الإرسال، على أساس مستقل إذا كان تخالف القدرة المحسوب أعلى من قيمة حدية ثانية محددة مسبقًا، وللقيام بخلاف ذلك بالتحكم في قدرة الإرسال على أساس مشترك.

يمكن تحديد قيمة العتبة الثانية مسبقًا على أنها تخالف القدرة الذي يحدث عنده أو أقل منه مستوى غير مقبول من البث الطيفي بسبب نواتج التشكيل البيني، كما يمكن تحديد معايير أخرى بالإضافة إلى ما إذا كان تخالف القدرة يقع خارج نطاق محدد مسبقًا من القيم، بحيث تقوم دارة (TPC) بالتحكم في قدرة الإرسال على أساس مستقل أو على أساس مشترك، لا يعتمد فقط على ما إذا كان تخالف القدرة المحسوب يقع خارج نطاق القيم المحدد مسبقًا، ولكن أيضًا على ما إذا كانت القدرة الإجمالية المطلوبة عبر جميع قنوات الاتصال الأولى والثانية أو جميعها بشكل أساسي تتجاوز قيمة عتبة القدرة الإجمالية المحددة مسبقًا.

عندما تقوم دارة (TPC) بالتحكم في قدرة الإرسال على أساس مستقل فإنّ حلقة التحكم في القدرة للقنوات الأولى لا تؤثر على حلقة التحكم في القدرة للقنوات الثانية، وبالتالي لا تضع دارة (TPC) أي قيود فورية على إزاحة القدرة التي تُرسَل بها القنوات بالفعل، على النقيض من ذلك عندما تقوم دارة (TPC) بالتحكم في قدرة الإرسال على أساس مشترك، فإن حلقة التحكم في القدرة للقنوات الأولى تؤثر على حلقة التحكم في القدرة للقنوات الثانية أو العكس، وبالتالي تقيد إزاحة الطاقة التي بواسطتها يتم نقل القنوات بالفعل.