Quỹ đường truyền được sử dụng để tính toán vùng phủ và chất lượng cho trạm gốc và trạm di động. Các thông số quan trọng nhất trong quỹ đường truyền vô tuyến là:
▪ Dự trữ nhiễu: Cần có dự trữ nhiễu trong quỹ đường truyền vì tải của cell, hệ số tải tác động lên vùng phủ sóng. Nếu cho phép tải càng lớn thì càng cần nhiều dự trữ nhiễu ở đường lên và vùng phủ sóng càng nhỏ. Đối với các trường hợp bị giới hạn bởi vùng phủ thì cần đề xuất dự trữ nhiễu nhỏ. Trong khi đó, đối với các trường hợp bị hạn chế bởi dung lượng thì cần có độ dự trữ nhiễu cao. Trong các trường hợp chịu sự hạn chế vùng phủ này thì kích cỡ của cell bị hạn chế bởi tổn hao
đường truyền cho phép cực đại trong trong quỹ đường truyền và dung lượng cực đại của giao diện vô tuyến của BS không được sử dụng.
▪ Dự trữ fading nhanh: Cần có một lượng dự trữ fading nhất định ở công suất phát UE để duy trì điều khiển công suất nhanh vòng kín tương ứng. Điều này đặc biệt áp dụng cho fading chậm khi UE người đi bộ chuyển động chậm có thể bù trừ hiệu ứng fading nhanh. Giá trị điển hình của dự trữ fading nhanh là 2-5 dB cho các UE chuyển động chậm.
▪ Độ lợi chuyển giao mềm: Chuyển giao mềm hay cứng đảm bảo một độ lợi để chống lại fading (fading log chuẩn) bằng cách giảm dự trữ fading log chuẩn. Sở dĩ như vậy vì fading chậm thường không tương quan giữa các trạm gốc và bằng cách chuyển giao, UE có thể chọn BS tốt hơn. Chuyển giao mềm cung cấp độ lợi phân tập vĩ mô bổ sung để chống lại fading nhanh bằng cách giảm liên quan đến một đường truyền đơn nhờ việc kết hợp của phân tập vĩ mô. Tổng độ lợi của chuyển giao mềm được giả thiết rằng bằng 2-3 dB, bao gồm độ lợi chống lại fading chậm và nhanh.
Như vậy, qua hình 3.2 có thể thấy rằng việc tính toán quỹ đường truyền nhằm xác định suy hao đường truyền cực đại cho phép là một yếu tố vô cùng quan trọng để từ đó xây dựng vùng phủ sóng cho hệ thống WCDMA.
Mục này sẽ khảo sát quỹ đường truyền hướng lên cho các dịch vụ UMTS: dịch vụ thoại 12.2 kbit/s sử dụng codec tiếng ARM (thuê bao đi xe ô tô tốc độ 120km/h và có chuyển giao mềm); dịch vụ số liệu thời gian thực 144kbit/s (thuê bao trong nhà có tốc độ 3km/h, được phủ sóng bởi BS ngoài trời, có chuyển giao mềm); dịch vụ số liệu phi thời gian thực 384kbit/s (thuê bao ở ngoài trời có tốc độ
Hình 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới vùng phủ đường lên Độ nhạy
máy thu BS Băng tần thu, máy thu
RF, anten…
Yêu cầu dung lượng đường lên Tốc độ bit Phân tập: đa đường, anten, macro… Công suất phát MS Dự trữ nhiễu Độ lợi xử lý Dự trữ fading
Suy hao đường truyền cực đại cho phép (dB) Mô hình lan truyền Tần suất phủ yêu cầu Cự ly cell cực đại (km)
3km/h và không có chuyển giao mềm). Các tham số của quỹ đường truyền được cung cấp ở bảng dưới đây. Giá trị của các tham số này được cho trong [2].
Thông số Công thức 12.2kbit/s 144kbit/s 384kbit/s
Máy phát MS
Công suất phát cực đại (dBm) a 21 24 24
Hệ số khuyếch đại anten MS (dBi) b 0 2 2
Tổn hao cơ thể (dB) c 3 0 0
EIRP (dBm) d = a + b - c 18 26 26
Máy thu trạm gốc BS
Mật độ phổ tạp âm nhiệt (dBm/Hz) e -174 -174 -174 Hệ số tạp âm máy thu trạm gốc (dB) f 5 5 5 Mật độ phổ tạp âm máy thu (dBm/Hz) g = e + f -169 -169 -169 Công suất tạp âm máy thu (dBm) h = g + 10lg(3840000) -103.2 -103.2 -103.2
Dự trữ nhiễu (dB) k 3 3 3
Tổng tạp âm hiệu dụng cộng nhiễu (dBm) i = h + k -100.2 -100.2 -100.2 Độ lợi xử lý (dB) j= 10lg(3840/Rt) 25 14.3 10
yêu cầu (dB) l 5 1.5 1
Độ nhạy máy thu (dBm) m = l – j + i -120.2 -113 -109.2
Các phần tử khác
Hệ số khuếch đại anten trạm gốc (dB) n 18 18 18
Tổn hao cáp ở BS (dB) o 2 2 2
Dự trữ fading nhanh p 0 4 4
Tổn hao đường truyền cực đại (dB) q = d – m + n –o - p 154.2 151 147.2 Dự trữ fading log chuẩn (dB) r 7.3 4.2 7.3
Độ lợi chuyển giao mềm (dB) s 3 2 0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tổn hao trong nhà t 8 15 0
Tổn hao truyền sóng cho phép đối với vùng phủ của cell (dB)
u = q –r + s - t 141.9 133.8 139.9 Bảng 3.1 Quỹ đường truyền tham khảo cho các dịch vụ UMTS
Từ bảng trên có thể rút ra những nhận xét như sau:
▪ Quỹ đường truyền tham khảo cho dịch vụ thoại 12.2kbit/s ARM không có dự trữ fading nhanh vì tại tốc độ 120km/h điều khiển công suất không bù được fading. Thông thường tốc độ thấp của UE là yếu tố để giới hạn dự trữ fading nhanh.
▪ yêu cầu phụ thuộc vào tốc độ bit, dịch vụ, đặc điểm của tuyến đa đường truyền, tốc độ máy di động, thuật toán thu và cấu trúc anten trạm BS. Đối với các UE có tốc độ thấp thì yêu cầu thấp.
▪ Công suất phát UE trong các trường hợp tốc độ bit lớn thì cao hơn so với tốc độ bit bé.
▪ Độ lợi xử lý trong các trường hợp cũng khác nhau. Tốc độ bit càng thấp thì độ lợi xử lý càng cao và ngược lại.
Dưới đây là giao diện của quỹ đường truyền vô tuyến hướng lên cho tốc độ bit 12.2 kbit/s với các tham số được mặc định sẵn.
Hình 3.3 Quỹ đường truyền vô tuyến hướng lên ứng với tốc độ 12.2 kbit/s Ngoài các tham số được mặc định sẵn thì người dùng có thể tự tạo cho mình các thông số tùy ý bằng cách kích hoạt phím “nhập mới”. Việc nhập mới này phải nằm trong một khoảng giá trị cho phép nhằm đảm bảo tính hợp lý cho chương trình. 3.4. Mô hình tính toán điều khiển công suất theo bước động DSSPC và điều khiển công suất phân tán DPC trong hệ thống WCDMA