Tính toán đường truyền là một phần cần thiết trong việc lập kế hoạch xây dựng mạng. Việc tính toán đường truyền giúp ta xác định quy mô của yêu cầu phủ sóng, dung lượng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ của mạng
Nếu xét riêng đối với một đường truyền WiMax, cần phải tính toán 2 quỹ kết nối là: + Kết nối từ trạm gốc tới thuê bao
+ Kết nối từ thuê bao tới trạm gốc
Hình 4.1: Mô hình truyền và phát tín hiệu của một trạm WiMax
Một quỹ kết nối được dựa trên: Tổng tăng ích và suy hao năng lượng phát (tính bằng dB) truyền giao cho bên thu.
Để bên thu nhận được cường độ tín hiệu đủ lớn theo yêu cầu giá trị năng lượng tại phía thu phải tối thiểu bằng độ nhạy thu.
• Năng lượng phát: Năng lượng phát đầu ra
Năng lượng tăng ích của anten • Suy hao đường truyền:
114
= 20logd + 20logf + 36,6 dB (Phương trình 4.1) Với d tính theo m và f tính theo MHz
Tại tần số 2,4 GHz = 20logd + 40 dB
Công thức trên đúng trong điều kiện LOS (tầm nhìn thẳng)
Trong điều kiện trong nhà, công thức này phức tạp hơn và phụ thuộc vào nhiều thông số khác như: bản chất vật liệu, tính chất kết cấu, đồđạc… Tại tần số 2,4 GHz: = 55 dB + 0,3 dB/m Tại tần số 5,7 GHz: = 63 dB + 0,3 dB/m • Tăng ích anten thu:
Ở phía thu, cũng như anten phát, bổ sung thêm tăng ích cho quỹ đường truyền. Bổ sung thêm tăng ích cho một anten để cân bằng lượng tăng ích cho cả 2 phía phát và thu.
• Dự trữđường truyền:
Giá trị dự trữ tổn hao (dB) khác giữa độ lớn của tín hiệu thu tại đầu vào thu và giá trị nhỏ nhất của tín hiệu được xác định để hoạt động ổn định.
Những đường truyền có giá trị dự trữ tổn hao càng lớn thì càng tin cậy. Giá trị dự trữ tổn hao cần thiết phụ thuộc vào yêu cầu về độ tin cậy của đường truyền nhưng giá trị thích hợp nằm trong khoảng: 20 đến 30 dB.
• Suy hao nhiễu xạ:
Trong điều kiện tầm nhìn thẳng (LOS), giá trị của suy hao do nhiễu xạ có thể nhỏ hơn 6 dB. Ngược lại trong điều kiện tầm nhìn che khuất (NLOS) thì giá trị suy hao do nhiễu xạ có thể từ 20 đến 40 dB
• Suy hao do cáp và điểm nối:
Suy hao tại các đầu nối có thể xấp xỉ 0,5 dB trên một điểm nối Suy hao do cáp bao gồm: loại cáp, độ dày và chiều dài cáp
115 Loại cáp Tần số 2,4 GHz Tần số 5,8 GHz dB/100 ft dB/100 m dB/100 ft dB/100 m RG-58 32,2 105,6 51,6 169,2 RG-8X 23,1 75,8 40,9 134,2 LMR-240 12,9 42,3 20,4 66,9 RG213/214 15,2 49,9 28,6 93,8 9913 7,7 25,3 13,8 45,3 LMR-400 6,8 22,3 10,8 35,4 3/8”LDF 5,9 19,4 8,1 26,6 LMR-600 4,4 14,4 7,3 23,9 1/2”LDF 3,9 12,8 6,6 21,6 7/8”LDF 2,3 7,5 3,8 12,5 11/4”LDF 1,7 5,6 2,8 9,2 15/8”LDF 1,4 4,6 2,5 8,2
Bảng 4.1: Bảng mô tả các thông số suy hao do cáp ở dải tần số từ 2,4 đến 5,8 GHz Để tối ưu hóa làm sao cho giá trị suy hao do cáp là bé nhất nên đặt thiết bị thu phát vô tuyến càng gần anten càng tốt [5]
• Suy hao do mưa và sương mù:
Khi triển khai một hệ thống trong khu vực khí hậu có mưa và sương mù, cần phải tính thêm suy hao tín hiệu do mưa và sương mù
Ví dụ: Ở tại băng tần 2,4 GHz:
Suy hao 0,05 dB (0,08 dB/dặm) khi có mưa to (4 inches/giờ) Suy hao do sương mù dày gây ra: 0,02 dB/km (0,03 dB/dặm) Ở tại băng tần 5,8 GHz:
Khi có mưa to gây ra suy hao: 0,5 dB/Km (0,8 dB/dặm) Suy hao do sương mù dày gây ra: 0,07 dB/Km (0,11 dB/dặm)
• Suy hao do cây cối:
Cây cối cũng là một nguồn gây ra suy hao đường truyền:
Loại cây, cây khô hay ướt, mật độ cây….Là các thông sốảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu.
116
Sự suy giảm tín hiệu phụ thuộc vào khoảng cách mà tín hiệu phải truyền qua và do đó phải tăng lên tần số cao.
Ở tần số 2,4 GHz: suy hao do cây cối là 0,35 dB/m
• Suy hao do vật liệu thủy tinh (Fiber glass): từ 0,5 đến 1 dB Kính: Kính cửa sổ gây suy hao là 3 dB ở tần số 2,4 GHz
Hầu hết các loại kính không ảnh hưởng đến tín hiệu siêu cao tần, chỉ có một vài loại gây suy hao tín hiệu
Ví dụ: Kính “High E glass” để giữ nhiệt gây suy hao cho tín hiệu của 2 chuẩn 802.11 và 802.16
Suy hao do các vật liệu của một tòa nhà được mô tả dưới bảng sau:
Loại vật liệu Giá trị suy hao gây ra
Tường gạch 2 dB Cửa sổ kính khung kim loại 6 dB Tường văn phòng 6 dB Cửa kim loại trong văn phòng 6 dB Tường gạch xỉ 4 dB Cửa kim loại ở tường gạch 12,4 dB
Tường gạch kế bên cửa kim loại
3 dB Bảng 4.2: Thông số suy hao của các vật liệu