D = RV3N (2.3) Công thức tính diện tích của một hình lục giác theo bán kính
05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 c/l (dB)
2.4 KHÁ NĂNG CÀI THIỆN CHÌ TIÊU CHO W-CDMA BẰNG ẢNG TEN THÔNG MINH
Về cơ bản khả năng cải thiện chỉ tiêu cho W-CDMA cùa ẳnf ten thông minh cũng tương tự như cho CDMA.
Chương 2: cải thiện chỉ tiêu cùa hệ thống thõng tin di động.. 89 Trong W-CDMA, ăng ten thông minh luôn kết hợp với máy thu RAKE, cho phép tối đa hóa được tỷ số tín hiệu trên nhiễu.
Kết luận: Chương 2 đã tính toán cụ thể đạc tính chất lượng có được nhờ ăng ten thông minh của các hệ thống thông tin di động GSM và CDMA, đây chính là những hệ thống đang được khai thác, sử dụng trên mạng viễn thông Việt Nam. Qua tính toán đã khẳng định lại một cách khoa học tính ưu việt cùa ăng ten thông minh khi được sử dụng vào hệ thống thông tin di động tổ ong. Điều đó cũng tương tự đối vói các hệ thống thông tin di động mặt đất và thông tin cá nhân nói chung.
Chương 3
HIỆN TRẠNG VÀ xu HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ ĂNG TEN THÔNG MINH
TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG
Qua tính toán ờ chương 2 đã khẳng định: Việc cải thiện dung lượng, chất lượng hệ thống thông tin di động bằng ăng ten thông minh là rất khả thi. Tuy nhiên do giá thành của ăng ten thông minh hiện vẫn còn khá cao, dung lượng mạng chưa quá tải đến mức gây thiệt hại đáng kể, hơn nữa do thói queo sử dụng và phán nào do tồn tại vốn có của ăng ten thông minh mà hiện nay nó vẫn ít được sử dụng. Trong phần này sẽ tìm hiểu hiện trạng và xu hướng phát triển cùa ăng ten thông minh cho các công nghệ tương lai, trên cơ sở những thông tin cập nhật cùa các hãng sản xuất, khai thác viễn thông trên thế giới.
3.1 CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN cứu, THỬ NGHIỆM VÀ MỘT SỐ SẢN PHẨM CÓ TÊNH THƯƠNG MẠI CỦA ẢNG TEN THÔNG MINH HIỆN NAY
Hiện nay trên thị trường đã có một số ăng ten thông minh có tính thương mại, mặc dù trên thực tế ăng ten thông minh cho thông tin dí động vẫn chưa thực sự sẵn sàng để được thương mại hóa một cách rộng rãi.
Hình 3. Ì là hình ảnh cùa một ăng ten thông minh thực tế cho
92 Ảng ten thông minh
Hình s.ì Hình ảnh một ăng ten thông minh thực tế cho mạng thông tin di động thế hệ 3
Một điều đáng mừng là có rất nhiều nhà sản xuất hiện đang nghiên cứu để đưa giải pháp ăng ten thông minh áp dụng vào hê thống thông tin di động thế hệ 2 và cả thế hệ 3. Sau đây là tóm tắt một số kết quả thử nghiệm và kiểm tra trên thế giới đã được chứng minh bằng các số liệu thực tế.
3.1.1 Kết quả của hãng Ericsson và hãng Manesmann Mobifuk ở Đức
Từ năm 1995, Ericsson và Mannesmann Mobiíuk đã hợp lác nghiên cứu và triển khai thử nghiệm ăng ten thông minh cho hệ thòng GSM tại thành phố Giessen, Đức. Thừ nghiệm đầu liên được thực hiện từ năm 1995-1997 với dải tần 1800 MHz. Mục đích chính cùa thử nghiệm này là nhằm xác định chi tiêu cùa các
kiến trúc ăng ten khác nhau trong các môi trường truyền dần khác nhau. Và thử nghiệm đầu tiên này cho thấy khả năng có thể tăng dung lượng từ 2 đến 3 lần. Dựa trên những kết quả đầy triển
Chương 3: Hiện trạng và XJ hưởng phát triển công nghệ. 93 vọng này, Ericsson và Mannesmann đã tiếp tục nghiên cứu xây dựng 3 trạm gốc GSM 900 MHz và lấp đặt vào một mạng GSM thương mại. Vào mùa thu năm 1998, Ericsson và Manesmann Mobiíuk ờ Đức trở thành hãng đầu tiên cho phép thương mại hóa việc sử dụng các dịch vụ qua các trạm gốc ăng ten thông minh.
Cấu hình và kết quả thừ nghiệm như sau:
3.1.1.1 Trạm gốc sử dụng ăng ten thông minh
Trạm gốc ăng ten thông minh RBS2205 của Ericsson bao gồm hai khối RBS200 tiêu chuẩn cùa Ericsson và dựa trên các
thiết bị GSM tiêu chuẩn như các bộ thu phát và tổ hợp RBS200. Cấu hình được sử dụng bao gồm có 5 máy thu phát thích nghi và một máy thu phát dẻ quạt, đều tuân theo chuẩn GSM.
Một máy thu phát được sử dụng để phát kênh quảng bá chung BCCH (Broadcasting Common CHannel) trong toàn bộ dẻ quạt, tức là nó được kết nối tới một ăng ten dẻ quạt đường xuống và một ăng ten dàn ở đường lên. Một máy thu phát khác được nối với ăng ten dẻ quạt ờ cả đường lên và đường xuống. Máy thu phát này hoạt động như một máy thu phát dẻ quạt thòng thường và được sử dụng làm tham chiếu trong quá trình đo đạc chỉ tiêu. Ba máy thu phát còn lại được kết nối với áng ten dàn ờ cả đường lên và đường xuống.
Các cấu hình thiết bị đó cho phép đặt các trạm gốc riêng rẽ theo cả hai dạng cấu hình sù dụng ăng ten dàn và câu hình ăng ten dè quạt. Cấu hình bộ thu phát BCCH luôn như nhau, còn lưu lượng di động có thể chuyển được giữa ăng ten dàn và ăng ten dẻ quạt từ trung tâm vận hành và bào dưỡng (OMC).
94 Ang ten thõng minh Trong quá trình thừ nghiệm, cả ăng ten dàn và ăng ten dẻ quạt đều được nối với mỗi trạm gốc. Ảng ten dè quại dược su dụng cho các thông tin điều khiển quảng bá và để đo đạc các chi tiêu trong cấu hình dẻ quạt.
Hình 3.2 biểu diễn một ăng ten dàn sử dụng trong thù nghiệm, nó gồm các cột ăng ten phân cực cà +45° và -45°. Các cột được nối với mạng định dạng chùm sóng để tạo ra một tập các chùm sóng với phân cực và hướng khác nhau để phù sóng toàn bộ dẻ quạt. Mẫu phát xạ cùa các chùm sóng thế hiện trên hình 3.3 cùng với mẫu phát xạ của ăng ten dè quạt.
Thử nghiệm được tiến hành theo hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất nhằm chỉ ra khả năng áp dụng, xác nhận khả năng lụa chọn chùm sóng và vùng phủ. Giai đoạn hai thực hiện vói lưu lượng thương mại của mạng D2 của Mannesmann. Mạng kết hợp đứng
Chương 3: Hiện trạng và xu hướng phát triển công nghệ.. 95
•5 10.00
ứ ] li;ri lirIIIJ oi ỉl - / Ô i li /t.n h i I l i X V X À ' '• / \ ỉ ự t i ị ị Á í V lu V n -80.0 -60.0 -40.0 -20.0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 Góc phương vị (độ) Hình 3.3 08 chùm sóng phù sóng mội dè quạt với các phân cực +45° và -45° 3.1.1.2 Cấu hình mạng sử dạng
Thử nghiệm sử dụng mạng D2 của Mannesmann tại Đức phù sóng trung tâm thành phố Giessen vói ba trạm gốc sử dụng ăng ten thích nghi.
Các trạm gốc được kết nối với hạ táng GSM trong mạng thương mại D2, tức là vời BSC và MSC. Từ một OMC, có thể điều khiển việc thiết lập cho mạng, ví dụ như thay đổi cấu hình dẻ quạt và cấu hình ăng ten dàn, hoặc thay đổi tần sô sử dụng. Hơn nữa, các trạm thu phát gốc (BTS: Base Transceiver Station) sử dụng ăng ten thích nghi đều tuân theo các tiêu chuẩn GSM về các tính năng cùa GSM như FH, DTX...
96 Ang ten thông minh Như đã nói ờ trên, một máy thu phát dè quạt được sử dụng để phát kênh BCCH. Tuy nhiên, máy thu phát thứ hai có độ ưu tiên cao nhất, tức là nó mang phần lớn lưu lượng. Có thể thay dổi cấu hình của máy thu phát thứ hai này, do đó hê thống có thể i một trong hai cấu hình sau:
+ Cấu hình dẻ quạt: Máy thu phát thứ hai là một máy thu phát binh thường được nối với ăng ten dẻ quạt.
Máy thu phát Đưòng lén Đường xuống Mục đích BCCH TRU Thích nghi Dẻ quạt BCCH
STRU Dẻ quạt Dẻ quạt Lưu mạng
ATRU Khóa Khóa Khóa
+ Cấu hình dàn: Máy thu phát thứ hai là một máy thu phát thích nghi được nối với một ăng ten dàn.
Máy thu phát Đường lèn Đường xuống Mục đích BCCH TRU Thích nghi Dẻ quạt BCCH
STRU Khóa Khóa Khóa
ATRU Thích nghi Thích nghỉ Lưu lượng
3.1.1.3 Két quả
Kết quả thực nghiệm đã cho thấy, hệ thống ăng ten thống minh này có khả năng nâng cao chất lượng và tăng dung lượng mạng. Tỳ số sóng mang trên nhiều (CNR: Carrier Noise Ratio)
được cải thiện 4 - 5 dB cho đường lên và đường xuống. Trong ô macrô vùng thành thị và nông thôn, máy thu sử dụng ăng toi thông minh (SA) cung cấp thêm 6 và 10 dB CIR tương ứng. Khá năng tăng dung lượng là 120%, tức là gấp 2,2 lần, phạm vi ố được mờ rộng và ít hơn 50% vị trí. Hơn nữa, chức năng cùa ăng
Chương 3: Hiện trạng và xu hướng phát triển công nghệ.. 97 ten thông minh có thể được sử dụng để xác định vị trí cùa lưu lượng trong mạng. Hình 3.4 biểu diễn mức tăng dung lượng theo số phần trăm ăng ten thòng minh có trong mạng.
80