Kết quả mụ phỏng so sỏnh phõn tập thu 4 nhỏnh và 5 nhỏnh với phõn tập thu 2 nhỏnh trong mụi trường vụ tuyến sử dụng tế bào macro được chỉ ra trong bảng 2.17. Trong mỗi trường hợp, việc tổ hợp tớn hiệu theo tỷ số lớn nhất (MRC) được sử dụng làm thuật toỏn cho tổ hợp cỏc nhỏnh ở phớa thu. Kờnh A của ITU đó sửa đổi dành cho kờnh lưu lượng được đặc trưng bởi 6 thành phần trễ với cỏc suy hao tương ứng là 0; -1,9; -7,3; -10,9; và -17,3 dB. Kờnh A của ITU dành cho người đi bộđược đặc trưng bởi hai thành phần trễ với cụng suất suy hao tương ứng là 0 và -12,9 dB. Hệ số trải gúc của tớn hiệu thu tại trạm gốc được mụ hỡnh húa thành hàm phõn phối Laplacian. Sự mụ phỏng dựa trờn giỏ trị là 50 của hệ số trải gúc. Tiờu chuẩn cho giao diện khụng gian 3GPP hiện tại được sử dụng để thiết lập điểm hoạt động cho mức tương ứng với tỷ lệ lỗi là 1% BLER.
Bảng 2.17: Sự giảm yờu cầu Eb/N0 tiếng liờn quan đến phõn tập thu mức cao so với phõn tập thu 02 nhỏnh
Xe cộ A Đi bộ A Cấu hỡnh anten
3 km/h 50 km/h 120 km/h 3 km/h Bốn anten khụng tương quan 3,0 dB 2,5 dB 2,3 dB 5,9 dB Bốn anten tương quan từng phần 1,5 dB 2,2 dB 2,0 dB 4,2 dB Tỏm anten khụng tương quan 6,9 dB 5,4 dB 5,0 dB 10,3 dB
Kết quả mụ phỏng trờn đõy cho thấy khi cỏc nhỏnh của bộ thu hoàn toàn khụng tương quan, yờu cầu Eb/N0 giảm nhiều nhất đối với cỏc mỏy di động tốc độ thấp. Đõy là cỏc trường hợp trong đú phõn tập thời gian được thực hiện bởi việc chốn và
Luận văn thạc sĩ khoa học - Các ph−ơng pháp tối −u hóa hệ thống thông tin di động thế hệ mới mó húa kờnh là tương đối kộm. Yờu cầu Eb/N0 giảm tương đối lớn khi tăng số lượng cỏc nhỏnh thu từ 4 thành 8 phần nào là do bộ thu tỏm nhỏnh sử dụng được 16 đầu thu RAKE, trong khi bộ thu 4 nhỏnh chỉ cú 8. Kết quả mụ phỏng cho cỏc Kờnh A dành cho người đi bộ cho thấy ảnh hưởng lớn đầy tiềm năng của phõn tập phớa thu 4 nhỏnh và 8 nhỏnh. Trong trường hợp này, độ lợi phõn tập thời gian và đa tia tương đối thấp, dẫn đến độ lợi tăng cao khi phõn tập hướng thu mức cao.
Về mặt vựng phủ dịch vụ, phõn tập thu mức cao làm cho vựng phủ tăng gấp 2 lần. Đầu tiờn, sự giảm yờu cầu Eb/N0 chuyển thành độ lợi trực tiếp trong quỹ đường truyền đường lờn. Hơn nữa, với bất kỳ mức độ lưu lượng nào, tải đường lờn và giới hạn nhiễu cũng sẽ bị giảm. Đõy là kết quả của việc tải đườg lờn tỷ lệ trực tiếp với yờu cầu Eb/N0. Điều này cú nghĩa là khi việc giảm Eb/N0 do phõn tập thu mức cao bằng với việc giảm chỉ số tạp õm tổng hợp thực hiện bởi MHA, phõn tập thu mức cao sẽđem lại mức gia tăng lớn hơn cho vựng phủ dịch vụ.
Về mặt dung lượng hệ thống, ảnh hưởng của phõn tập thu mức cao phụ thuộc vào dung lượng đường xuống hay đường lờn bị hạn chế. Nếu đường lờn bị hạn chế thỡ phõn tập thu mức cao sẽ làm tăng dung lượng hệ thống. Bảng 2.18 minh họa độ lợi dụng dung lượng cho một tế bào tớnh toỏn cho 30% tải đường lờn.
Bảng 2.18: So sỏnh dung lượng đường lờn giữa một tế bào phõn tập thu mức cao 04 nhỏnh và một tế bào phõn tập thu 02 nhỏnh (giới hạn tải đường lờn là 30%)
Thoại
12,2 kbit/s 64 kbit/s Số liệu 144 kbit/s Số liệu 384 kbit/s Số liệu Người dựng số liệu - 6 3 1
Người dựng tiếng 10 1 1 7 Phõn tập thu
hai nhỏnh
Tổng thụng lượng 366 kbit/s 396 kbit/s 444 kbit/s 469 kbit/s Người dựng số liệu - 11 5 2 Người dựng tiếng 54 0 5 7 Phõn tập thu
bốn nhỏnh (độ
lợi 2,5 dB) Tổng thụng lượng 659 kbit/s 704 kbit/s 781 kbit/s 853 kbit/s
Độ lợi dung lượng đạt xấp xỉ 80% cho mỗi dịch vụ bổ sung. Độ lợi tương đối của dung lượng sẽ nhỏ hơn nếu tế bào bị hạn chế 50% tải đường lờn. Đú là do tế bào sẽ
Luận văn thạc sĩ khoa học - Các ph−ơng pháp tối −u hóa hệ thống thông tin di động thế hệ mới nhanh chúng bị hạn chế dung lượng đường xuống và cụng suất phỏt trạm gốc sẽ trở thành một nhõn tố hạn chế.
Nếu dung lượng hệ thống bị hạn chế đường xuống, thỡ dung lượng sẽ bị suy giảm khi phõn tập thu mức cao được sử dụng. Với cựng mức độ lợi trong vựng phủ dịch vụ, phõn tập thu mức cao cho kết quả suy hao dung lượng thấp hơn so với suy hao gõy ra bởi MHA. Đú là do phõn tập thu mức cao khụng tạo ra suy hao trờn đường xuống và EIRP của trạm gốc vẫn đạt giỏ trị cao nhất. Bảng 2.19 so sỏnh suy hao dung lượng dudờng truyền xuống tương ứng với cỏc MHA và phõn tập thu 4 nhỏnh khi giỏ trị lớn nhất của suy hao truyền lan cho phộp tăng lờn 3 dB.
Bảng 2.19: So sỏnh suy hao dung lượng đường xuống ứng với việc sử dụng MHA và phõn tập thu 04 nhỏnh
Suy hao dung lượng
MHA a 12,3%
Phõn tập thu bốn nhỏnh b 10,2%
a Dựa trờn cỏc phi đơ WCDMA riờng biệt với suy hao phi đơ 3 dB, vớ dụ, giảm 3 dB của chỉ số tạp õm thu.
b Dựa trờn giảm 2,5 dB của Eb/No và giảm 0,5 dB của giới hạn nhiễu
2.8.2. Áp dụng thực tế
Một vấn đề khi ỏp dụng trong thực tế sử dụng phõn tập thu mức cao là sẽ làm cho cỏc cấu hỡnh anten tương đối lớn, do đú cần phải cõn nhắc. Cấu hỡnh anten lớn làm tăng những vấn đề về mặt trọng lượng, khụng gian anten, tải giú và lắp rỏp phi đơ. Tầm quan trọng của khớa cạnh mụi trường tăng lờn khi số lượng nhà khai thỏc tăng. Hơn nữa, thậm chớ nếu trường hợp thực tếđó được chứng minh là cú thể chấp nhận được thỡ nhà khai thỏc trạm cú thể phải chịu giỏ thuờ cao hơn cho một cấu hỡnh anten lớn. Việc sử dụng anten phõn cực chộo làm giảm số anten yờu cầu. Trong một số trường hợp, điều này dẫn đến cú thờm một suy hao phõn cực nhỏ. Hỡnh 2.3 minh họa kớch thước anten tiờu biểu cho loại phõn cực thu 4 nhỏnh với anten phõn cực chộo.
Luận văn thạc sĩ khoa học - Các ph−ơng pháp tối −u hóa hệ thống thông tin di động thế hệ mới
Hỡnh 2.3: Kớch thước anten điển hỡnh tương ứng với phõn tập thu bốn nhỏnh
Trờn hỡnh 2.3, cấu hỡnh thứ nhất tương ứng với anten khụng tương quan được trỡnh bày trong bảng 2.17 ở phần trước. Trong trường hợp này, cỏc anten được đặt ccỏh nhau theo chiều ngang thành 10 bước súng. Cấu hỡnh thứ hai tương ứng với trường hợp tương quan một phần. Hai bộ chấn tử phõn cực chộo được lắp vào cựng một khối cú chung mỏi che; điều này làm giảm độ lợi phõn tập nhưng lại cải thiện khả năng triển khai thực tế giải phỏp phõn tập thu 04 nhỏnh.
Nghiờn cứu thực tế cho thấy núi chung khụng thể thực hiện triển khai phõn tập thu mức cao với số nhỏnh nhiều hơn 4. Thay vào đú, kỹ thuật tạo bỳp súng (Phần 2.10) được sử dụng để cải thiện hoạt động của hệ thống nhiều hơn.
Mặc dự phần này tập trung vào phõn tập thu tại trạm gốc, nhưng cũng cú thể thấy được những ớch lợi từ việc phõn tập tại đầu cuối di động. Trong trường hợp này, nhà sản xuất sẽ xem xột quan hệ giữa kớch thước, tiờu thụ năng lượng và giỏ thành. Cỏc dịch vụ WCDMA cú thể được hỗ trợ bởi nhiều lọai thiết bị đầu cuối. Vớ dụ: một mỏy tớnh xỏch tay cú thể được sử dụng để cung cấp cỏc ứng dụng Internet khụng dõy. Trong trường hợp này, cú thể thực hiện cỏc kỹ thuật phõn tập thu tương tự như đối với trạm gốc. Một lợi thế mà đầu cuối di động cú được so với trạm gốc điển hỡnh là mụi trường xung quanh cú sự tỏn xạ rất lớn. Độ phõn tỏch anten cú thể nhỏ bằng nửa bước súng. Trong mỏy đầu cuối di động truyền thống, phõn tập thu hai
Luận văn thạc sĩ khoa học - Các ph−ơng pháp tối −u hóa hệ thống thông tin di động thế hệ mới nhỏnh hoặc ba nhỏnh cú thể thực hiện bằng việc sử dụng anten lưỡng cực hoặc kết hợp anten lưỡng cực và đơn cực.