Đang tải... (xem toàn văn)
Nhiễu gây ra do sự tràn tín hiệu của phổ băng bên của các sóng nhiễu vào băng thu khi chúng chiếm kênh lân cận kênh thu. Bởi vậy, ảnh hưởng của nhiễu phụ thuộc phần lớn vào độ chọn lọc máy thu và độ rộng phổ băng bên ngoài băng của các sóng nhiễu. Khoảng cách giữa các kênh lân cận và sự phân định của các kênh tần số trong một khu vực xác định nhằm tránh nhiễu lân cận kênh. Vấn đề này trở nên nghiêm trọng nếu người sử dụng kênh lân cận phát rất gần...
Nhiễu gây tràn tín hiệu phổ băng bên sóng nhiễu vào băng thu chúng chiếm kênh lân cận kênh thu Bởi vậy, ảnh hưởng nhiễu phụ thuộc phần lớn vào độ chọn lọc máy thu độ rộng phổ băng bên băng sóng nhiễu Khoảng cách kênh lân cận phân định kênh tần số khu vực xác định nhằm tránh nhiễu lân cận kênh Vấn đề trở nên nghiêm trọng người sử dụng kênh lân cận phát gần máy thu thuê bao thu tín hiệu từ trạm gốc mong muốn Hiện tượng gọi tượng gần xa, máy thu thuê bao bắt máy phát gần (cùng loại hệ thống tổ ong sử dụng) Một dạng khác xảy MS gần trạm gốc phát gần với kênh mà MS yếu khác sử dụng Trạm gốc gặp khó khăn phân biệt người sử dụng di động mong muốn với” dị rỉ cơng suất “ từ MS kênh lân cận gần Ta giảm nhiễu kênh lân cận cách đảm bảo phân cách tần số kênh ô lớn tốt Như vậy, thay phân bổ kênh băng tần liên tục cho ô, kênh cần phân bổ cho phân cách tần số chúng cực đại Bằng cách phân bổ kênh băng tần cho ô khác nhau, ta có nhiều sơ đồ phân bổ kênh cho phép phân cách kênh lân cận ô thành N độ rộng băng tần kênh, N kích cỡ cụm Nhiễu kênh lân cận phân hai loại nhiễu kênh lân cận “trong băng” nhiễu kênh lân cận “ngoài băng” Gọi nhiễu “trong băng” tâm độ rộng băng tần tín hiệu gây nhiễu nằm độ rộng băng tần tín hiệu mong muốn Gọi nhiễu kênh lân cận “ngồi băng” tâm độ rộng băng tần tín hiệu gây nhiễu nằm độ rộng băng tần tín hiệu mong muốn Nhiễu kênh lân cận tập trung chủ yếu vào nhiễu kênh lân cận băng dạng nhiễu ln có ảnh hưởng dễ nhận thấy tín hiệu mong muốn, trái lại nhiễu ngồi băng vấn đề khơng nghiêm trọng Tỷ số sóng mang kênh lận (C/A) biểu diễn mức tín hiệu kênh mong muốn thu kênh liền kề : C / A 10 log( P c / P a ) [dB] Trong Pc : cường độ tín hiệu thu nhận từ kênh mong muốn Pa : cường độ tín hiệu nhận từ kênh lân cận Giá trị C/A thấp dẫn đến BER cao Hình 3.3 Các loại nhiễu hệ thống 3.3.3 Hiện tượng gần xa Hình (3.4) thể hiện tượng gần xa đường lên Tín hiệu từ MS khác truyền đồng thời băng thông hệ thống WCDMA Nếu không điều khiển cơng suất, tín hiệu từ MS gần BS chặn tín hiệu từ MS khác xa BS Trong tình xấu nhất, MS có công suất lớn chặn tất MS cell Giải pháp sử dụng điều khiển cơng suất để đảm bảo tín hiệu đến từ kết cuối khác có cơng suất hay SIR (Signal-to-Interference Ratio) đến trạm BS Hình 3.4 Vấn đề gần-xa (điều khiển công suất đường lên) Ở hướng xuống, khơng có tượng gần xa Điều khiển cơng suất để bù vào suy hao nhiễu kênh lân cận, đặc biệt máy di động gần đường biên cell hình (3.5) Hơn nữa, điều khiển cơng suất đường xuống để cực tiểu nhiễu tổng cộng giữ giá trị đích Q0S Hình 3.5 Bù nhiễu kênh lân cận (điều khiển cơng suất đường xuống) Ở hình (3.5) MS2 chịu ảnh hưởng nhiễu kênh lân cận nhiều MS1 Do đó, để đạt đích chất lượng, công suất lớn phân bổ cho kênh đường xuống BS MS2 3.3.4 Tải lưu lượng Trong hệ thống viễn thông, lưu lượng tin tức truyền dẫn qua kênh thông tin Cơ sở lý thuyết nhà toán học tên Erlang người Đan Mạch nghiên cứu xây dựng mơ hình lưu lượng để dự tính đặc điểm vận hành Ngày số đo cường độ lưu lượng truyền kênh mang tên ông Một Erlang lưu lượng kênh thông tin liên tục bị chiếm giữ (nghĩa giờgọi hay phút gọi phút) Chẳng hạn kênh vô tuyến bị chiếm thời gian 30 phút mang 0,5 Erlang lưu lượng Lưu lượng thuê bao A tính theo công thức sau: A n.T ( Erl ) 3600 (3.1) Trong A : lưu lượng thơng tin người sử dụng (Erlang) n : số gọi trung bình người sử dụng T : thời gian trung bình cho gọi (s) n,T phụ thuộc vào số thống kê mạng Từ A ta tính số kênh yêu cầu cần thiết mạng tế bào Ở Châu Aâu, thời gian trung bình từ 50-90 s Theo số liệu thống kê mạng di động n=1, T=210 s Hiện nay, tồn hai mơ hình tốn học lý thuyết lưu lượng : mơ hình Erlang- B mơ hình Erlang- C - Mơ hình Erlang-B : mơ hình hệ thống hoạt động theo kiểu suy hao, gọi bị nghẽn bị bỏ rơi không lưu giữ lại dạng để chờ rỗi Mơ hình áp dụng cho mạng UMTS - Mơ hình Erlang-C : mơ hình hệ thống hoạt động theo kiểu chờ, gọi bị nghẽn hệ thống giữ lại đợi có kênh giải phóng Tồn ba khái niệm lưu lượng : lưu lượng phục vụ, lưu lượng truyền, lưu lượng bị chặn Lưu lượng phục vụ tổng lưu lượng phục vụ cho tất người sử dụng Lưu lượng truyền lưu lượng kênh truyền, lưu lượng bị chặn lưu lượng q trình thiết lập gọi mà khơng truyền Vậy : Lưu lượng phục vụ = Lưu lượng truyền + Lưu lượng bị chặn (3.2) 3.3.5 Cấp độ phục vụ GoS (Grade of Service) Là đại lượng biểu thị số % gọi không thành cơng Hay GoS cịn xác định xác suất nghẽn đường truyền vô tuyến vấn đề khởi tạo gọi cao điểm Giờ cao điểm chọn theo yêu cầu khách hàng cao điểm tuần, tháng năm Cấp bậc phục vụ dấu mốc sử dụng để định nghĩa hiệu yêu cầu hệ thống phân bổ trung kế sở đặc tả xác xuất yêu cầu để người sử dụng đạt truy nhập kênh cho trước số lượng kênh khả dụng hệ thống Nhiệm vụ người thiết kế hệ thống vơ tuyến ứơc tính dung lượng u cầu cực đại phân bổ số lượng kênh để đáp ứng GoS GoS thường cho xác suất gọi bị chặn hay xác suất mà gọi phải trễ (đợi) lớn thời gian hàng Tải đến Xử lý thiết lập gọi Tải phục vụ Kênh lưu lượng (TCH) A(1-GoS) A(GoS) Tải từ chối Hình 3.6 Quá trình thiết lập gọi Để có GoS tốt khả tắc nghẽn phải giảm Điều có nghĩa số người sử dụng thấp, số tải đến (lưu lượng phục vụ) phải nằm giới hạn phục vụ kênh Ngược lại, GoS khả tắt nghẽn cao, tương ứng với số người sử dụng cao Chính vậy, tính tốn số kênh sở lưu lượng cần thiết địi hỏi phải có thoả hiệp số lượng người sử dụng chất lượng phục vụ, có nghĩa phải rõ mức nghẽn Cấp độ phục vụ chấp nhận thường từ 2(5%, có nghĩa tối đa 2(5% lưu lượng bị nghẽn, 98(95% lưu lượng truyền Cấp bậc phục vụ GoS thấp hiệu suất sử dụng kênh cao 3.3.6 Hiệu sử dụng kênh Hiệu sử dụng kênh hiệu suất sử dụng tối đa kênh mà không xảy nghẽn Hiệu sử dụng kênh định nghĩa tỷ số tải phục vụ tổng số kênh Gọi A lưu lượng phục vụ, ta có : Lưu lượng bị chặn = A GoS Lưu lượng truyền = A ( 1- GoS ) Ví dụ : Nếu số kênh 6s, lưu lượng 70 thuê bao A = 2,2759, GoS = 2% Lưu lượng truyền = A(1- GoS) = 2,2759 ( 1- 0,02) = 2,2304 Erl Vậy hiệu suất sử dụng kênh =Ġ Nếu cấp bậc phục vụ tồi hơn, 10% chẳng hạn kênh, lưu lượng A = 3,7584 Erl lưu lượng truyền = 0,9 3,7584 = 3,3826 Erl Hiệu suất sử dụng kênh =Ġ Nếu giảm cấp độ phục vụ GoS với số kênh lưu lượng phục vụ nhiều thuê bao hơn.Vậy cấp bậc phục vụ thấp hiệu suất sử dụng kênh cao 3.4 Phương pháp điều khiển công suất theo bước (DSSPC) (Dynamic Step-size Power Control) 3.4.1 Khái niệm lợi ích độ dự trữ, cửa sổ công suất Độ dự trữ SIR nhiều mức giả thiết biến đổi kênh ban đầu mà cần phải xác định theo kết phép đo vô tuyến thời gian thực Những giới hạn độ dự trữ công suất tuỳ thuộc vào tải/giao thoa mạng vô tuyến truy cập vô tuyến hay mức tế bào Bằng việc xác định độ dự trữ công suất nhằm đảm bảo tiêu độ ổn định hệ thống Do mạng vô tuyến môi trường động, vùng dự trữ cơng suất dao động lên xuống mức tải giao thoa thay đổi Khi kênh mang vô tuyến thiết lập, DSSPC điều khiển mức công suất truyền để tối ưu dự trữ cơng suất Điều đạt nhờ sử dụng thông tin chất lượng dịch vụ QoS kênh mang mức nhiễu mà gây cho mạng dung lượng mạng liên quan đến nhiễu Để cung cấp chất lượng dịch vụ tốt với mức tối thiểu công suất truyền (hay SIR) cần cân chất lượng dịch vụ QoS, dung lượng mạng, quản lý cước kênh mang… Tuy nhiên kết điều khiển công suất không tất yếu mức tối thiểu Hình 3.7 Dự trữ SIR chất lượng dịch vụ khác Hình (3.7) đồ thị mức cơng suất truyền trạm di động dạng nhiều mức SIR điều khiển để hội tụ đến mức tối ưu Thay ngưỡng SIR đích, SIR nhiều mức có nhiều ngưỡng, bao gồm giới hạn xác định Do đó, dịch vụ thoại, liệu hình ảnh có mức cơng suất truyền tối ưu đặc biệt mà trạm di động từ hay 3.4.2 Sự hoạt động mạng Hình (3.8) giản đồ phương pháp DSSPC điều khiển công suất đường lên Trong điều khiển công suất đường lên, bên cạnh mạng, điều khiển truy cập vô tuyến trạm gốc sở cho điều khiển phần tiến trình điều chỉnh công suất Điều khiển cho phép điều khiển công suất điều khiển truy cập vô tuyến thiết lập đích chất lượng tín hiệu gồm SIR_max, SIR-opt_max, SIR_opt_min SIR_min Điều dựa thơng tin lưu lượng sẵn có AC (Admission Cotrol),cường độ tín hiệu,SIR, độ ưu tiên truy cập, thông tin hỗ trợ định vị… ... bình từ 5 0-9 0 s Theo số liệu thống kê mạng di động n=1, T=210 s Hiện nay, tồn hai mơ hình tốn học lý thuyết lưu lượng : mơ hình Erlang- B mơ hình Erlang- C - Mơ hình Erlang-B : mơ hình hệ thống hoạt... phân bổ cho kênh đường xuống BS MS2 3.3.4 Tải lưu lượng Trong hệ thống viễn thông, lưu lượng tin tức truyền dẫn qua kênh thông tin Cơ sở lý thuyết nhà toán học tên Erlang người Đan Mạch nghiên... lưu giữ lại dạng để chờ rỗi Mơ hình áp dụng cho mạng UMTS - Mơ hình Erlang-C : mơ hình hệ thống hoạt động theo kiểu chờ, gọi bị nghẽn hệ thống giữ lại đợi có kênh giải phóng Tồn ba khái niệm lưu