i Tỷ số cụng suất từ cỏc cell khỏc và cell phục vụ được thu bở ngườ sử dụng.
4.3.2 Cụng cụ hoạch định.
Trong cỏc hệ thống 2G, việc hoạch định chi tiết tập trung chủ yếu vào hoạch định vựng phủ. Trong cỏc hệ thống 3G, việc hoạch định nhiễu chi tiết và phõn tớch dung lượng cần thiết hơn tối ưu vựng phủ. Cỏc cụng cụ cần thiết hỗ trợ cỏc nhà quy hoạch để tối ưu cấu hỡnh trạm gốc, việc chọn lựa anten, cỏc hướng đặt của anten, vị trớ cỏc site, để đỏp ứng chất lượng của cỏc dịch vụ và cỏc yờu cầu dung lượng, dịch vụ với chi phớ nhỏ nhất. Để đạt được kết quả tối ưu, cụng cụ phải cú đầy đủ cỏc kiến thức của thuật toỏn quản lý tài nguyờn vụ tuyến để thực hiện vận hành và tạo ra cỏc quyết định, giống như trong mạng thực tế. Xỏc suất vựng phủ súng đường lờn và đường xuống được xỏc định cho một dịch vụ đặc biệt bằng kiểm tra tớnh sẵn sàng của dịch vụ trong mỗi vị trớ hoạch định.
Pha hoạch định chi tiết khụng khỏc nhiều so với hoạch định mạng 2G. Cỏc site và sector được đặt vào cụng cụ. Sự khỏc nhau chớnh là tầm quan trọng của lớp lưu lượng. Cỏc phương phỏp phõn tớch chi tiết được đề xuất sử dụng cỏc trạm gốc rời rạc trong phõn tớch của WCDMA. Mật độ trạm gốc trong cỏc cell khỏc nhau nờn dựa vào cỏc thụng tin lưu lượng thực tế. Cỏc điểm quan trọng nờn được xỏc định như là một đầu vào để phõn tớch chớnh xỏc.
Cụng cụ hoạch định ở đõy là một bộ mụ phỏng tĩnh dựa vào điều kiện trung bỡnh và cỏc thụng tin nhanh từ mạng cú thể được lấy ra.cũn bộ mụ phỏng động bao gồm cỏc mụ hỡnh di động và mụ hỡnh lưu lượng chỳng cú thể được phỏt triển và thử nghiệm cỏc thuật toỏn quản lý nguồn tài nguyờn vụ tuyến trong mụi trượng thực tế, và kết quả của sự mụ phỏng này là đầu vào cho cụng cụ hoạch định mạng. Vớ dụ như hiệu suất thực tế của thuật toỏn chuyển giao với cỏc lỗi đo đạc và trễ cú thể được kiểm tra trong cụng cụ động và kết quả được đưa và cụng cụ hoạch định mạng. Việc kiểm tra cỏc thuật toỏn RRM yờu cầu mụ hỡnh chớnh xỏc của hiệu suõt liờn kết WCDMA, và vỡ thế một sự giải quyết về mặt thời gian tương ứng với tần số điều khiển cụng suất là 1.5kHz được sử dụng trong bộ mụ phỏng động.
4.3.2.1 Sự lặp lại trờn đường lờn và đường xuống.
Mục tiờu của sự lặp lại đường lờn là phõn bố cỏc cụng suất phỏt của trạm di động được mụ phỏng để giỏ trị cỏc mức nhiễu và độ nhạy thu trạm gốc hội tụ. Mức độ nhạy thu trạm gốc được sửa đỳng bởi mức nhiễu đường lờn được tớnh toỏn (mức tăng tạp õm) và vỡ thế là chi tiết riờng của cell. Ảnh hưởng của tải đường lờn đối với độ nhạy thu được tớnh bởi -10log10(1-ηUL). Trong sự lặp lại đường lờn cỏc cụng suất phỏt của MS
được tớnh toỏn dựa vào mức độ nhạy thu của mỏy chủ tốt nhất, dịch vụ, tốc độ và suy hao liờn kết. Cỏc cụng suất phỏt được so sỏnh với cụng suất phỏt lớn nhất cho phộp của cỏc MS, và cỏc MS vượt quỏ giới hạn này sẽ bị đẩy ra ngoài. Nhiễu cú thể được tớnh
toỏn lại và cỏc giỏ trị tải mới và cỏc độ nhạy cho mỗi trạm gốc được ấn định. Nếu hệ số tải đường lờn cao hơn giới hạn thiết lập, cỏc MS di chuyển ngẫu nhiờn từ cỏc cell tải nhiều nhất đến cỏc súng mang khỏc (nếu phổ cho phộp) hoặc bị đẩy ra.
Mục đớch của việc lặp đường xuống là để phõn phối một cỏch chớnh xỏc cỏc cụng suất phỏt trạm gốc đến mỗi trạm di động cho tới khi tớn hiệu thu tại trạm di động đỏp ứng tỷ số Eb/N0 mục tiờu.
4.3.2.2 Mụ hỡnh hoỏ cỏc chỉ tiờu mức liờn kết.
Trong quỏ trỡnh định cỡ và hoạch định chi tiết cần phải làm đơn giản hoỏ sự tiờu tốn liờn quan đến cỏc kờnh truyền súng đa đường, bộ phỏt và bộ thu. Một mụ hỡnh truyền thống là sử dụng tỷ số Eb/N0 thu trung bỡnh đảm bảo chất lượng của cỏc dịch vụ
yờu cầu, bao gồm ảnh hưởng của hiện trạng trễ cụng suất. Trong cỏc hệ thống sử dụng điều khiển cụng suất nhanh, tỷ số Eb/N0 thu trung bỡnh khụng đủ để đặc trưng cho ảnh
hưởng của cỏc kờnh vụ tuyến đối với cỏc chỉ tiờu của mạng. Sự phõn bố cụng suất phỏt phải được quan tõm khi mụ hỡnh hoỏ cỏc chỉ tiờu mức liờn kết trong khi tớnh toỏn ở mức mạng. Một phương phỏp hợp lý cho đường lờn WCDMA thể hiện rằng do yờu cầu Eb/N0 trung bỡnh thu được, một mức tăng cụng suất phỏt trung bỡnh cần thiết để tớnh toỏn nhiễu. Hơn nữa, khoảng hở điều khiển cụng suất phải cần thiết trong tớnh toỏn quỹ đường truyền cho phộp điều khiển cụng suất theo được phadinh nhanh tại biờn giới cell. Cỏc đa liờn kết được quan tõm trong bộ mụ phỏng khi tớnh toỏn độ lợi chuyển giao mềm trong cụng suất thu và phỏt trung bỡnh và khoảng hở điều khiển cụng suất. Trong suốt quỏ trỡnh mụ phỏng cỏc cụng suất phỏt được tớnh chớnh xỏc bởi hệ số hoạt động thoại, độ lợi chuyển giao mềm và mức tăng cụng suất trung bỡnh cho mỗi trạm di động.
4.4 Minh hoạ.
Ta nghiờn cứu quy hoạch một vựng đụ thị ở Phần Lan, diện tớch 12x12 (km2). Yờu cầu xỏc suất vựng phủ của trạm điều khiển cho cỏc dịch vụ 8kbps, 64kbps, 384kbps đó được thiết lập, tương ứng là 95%, 80%, 50% hay tốt hơn. Pha hoạch định bắt đầu bằng việc tớnh toỏn quỹ đường truyền và chọn lựa vị trớ cỏc site. Trong pha kế tiếp cỏc vựng thống trị cho mỗi cell được tối ưu. Trong vớ dụ này, cỏc vựng chớnh chỉ liờn quan đến cỏc điều kiện truyền súng. Độ nghiờng, và phương hướng của anten, và vị trớ cỏc site cú thể thay đổi để đạt được cỏc vựng chớnh rừ ràng cho cỏc cell. Tối ưu vựng thống trị chủ yếu là tối ưu nhiễu, điểu khiển xỏc suất chuyển giao mềm và vựng chuyển giao mềm. Cỏc chỉ tiờu về nhiễu và chuyển giao mềm/mềm hơn được coi là cải thiện dung lượng mạng. Một số giả định dựng trong bộ mụ phỏng chỉ ra trong bảng 4-13.
Bảng 4- Cỏc thụng số sử dụng trong bộ mụ phỏng
Giới hạn tải đường lờn 75%
Cụng suất phỏt lớn nhất của trạm di động 300 mW (=25 dBm) Phạm vi thay đổi của điều khiển cụng suất MS 70dB
Độ tương quan phadinh chậm(normal-log) giữa cỏc BS 50%
Độ lệch chuẩn cho phadinh chậm 6dB
Hiện trạng kờnh đa đường ITU Vehicular A
Cỏc tốc độ trạm di động 3km/h và 50km/h
Cỏc dạng tạp õm trạm di động/ trạm gốc 7dB/5dB
Cửa sổ bổ sung chuyển giao mềm -6dB
Cụng suất kờnh hoa tiờu 30dBm
Cụng suất kết hợp cho cỏc kờnh chung khỏc 30dBm
Hệ số trực giao đường xuống 0.5
Hệ số hoạt động của thoại/dữ liệu 50%/100%
Cỏc anten trạm gốc 650/ 17dBi
Cỏc anten trạm di động thoại /dữ liệu Đa hướng / 1.5dBi
Ta phõn tớch quỏ trỡnh triển khai định cỡ mạng vụ tuyến cho vựng dõn cư như sau. Trong đồ ỏn này chỉ tiến hành tớnh toỏn cho dịch vụ thoại 8kbps, cỏc dịch vụ khỏc tớnh toỏn tương tự chỉ cần thay đổi thụng số.
Bước1: Căn cứ vào vịờc giả đinh thụng số trờn cựng với cỏc yờu cầu 3GPP, ta lập quỹ đường truyền cho dịch vụ thoại 8kbps, trong xe hơi, tốc độ 50km/h, ứng với xỏc suất phủ súng của trạm gốc là lớn nhất 95% như trong bảng 4-14.
Lưu ý: với hệ số tải đường lờn 75%, ta tớnh được độ dự trữ nhiễu = mức tăng tạp õm đường lờn NR(UL) = -10log10(1- ηUL) =10 log10 (1 – 0.75) = 6dB.
Bảng 4- Quỹ đường truyền dịch vụ thoại 8kbps
Dịch vụ thoại 8 kbps (50 km/h, trong xe hơi) Trạm phỏt(mỏy di động)
Cụng suất phỏt lớn nhất của MS [W] 0.3
Cụng suất phỏt lớn nhất của MS [dBm] 25.0 A
Độ tăng ớch của anten MS [dBi] 0.0 B
Suy hao cơ thể [dB] 3.0 C
Cụng suất bức xạ đẳng hướng(EIRP) [dBm] 22.0 d =a+b-c
Trạm thu (Trạm gốc)
Mật độ tạp õm nhiệt [dBm/Hz] -174.0 E
Dạng nhiễu bộ thu trạm gốc [dB] 5.0 F
Mật độ tạp õm bộ thu [dBm/Hz] -169.0 g=e+f
Cụng suất tạp õm bộ thu [dBm] -103.2 h=g+10*log(3840000)
Độ dữ trữ nhiễu [dB] 6.0 I
Tạp õm hiệu dụng tổng cộng + nhiễu [dBm] -97.2 j =h+i
Độ lợi xử lý [dB] 26.8 k=10*log (3840/8)
Eb/N0 yờu cầu [dB] 5.0 L
Độ nhạy thu [dBm] -119.0 m =l-k+j
Độ tăng ớch anten trạm gốc [dBi] 18.0 N
Suy hao cỏp bờn trong trạm gốc [dB] 2.0 O
Suy hao đường truyền lớn nhất [dB] 157.0 q = d - m + n - o - p Cỏc thành phần khỏc
Độ dữ trữ phadinh normal log [dB] 6.0 r Độ lợi chuyển giao mềm [dB], nhiều cell 6.0 s
Suy hao do ở trong xe [dB] 8.0 t
Suy hao truyền súng được phộp đối với phạm vi của cell [dB]
149.0 u= q - r + s-t
Bước 2: Tớnh theo mụ hỡnh Walfish –Ikegami(COST 231) cho cell macro vựng đụ thị với cỏc giả định như sau:
- Tần số súng mang fc = 1950MHz
- Độ cao anten trạm gốc hb = 40m,
- Độ cao anten MS hm =2m
- Độ cao trung bỡnh của toà nhà hr= 42m
- Độ rộng đường phố W= 20m
- Khoảng cỏch trung bỡnh giữa cỏc toà nhà b = 45m. - Gúc tạo với đường phố, Φ= 900
- Trạm gốc kiểu 3-sector (K=1.95), *Tớnh toỏn cụ thể: ∆hm = hr – hm = 42 – 2 = 40m ∆hb = hb – hr = 40 – 42 = –2m L0 = 4 – 0.114(Φ– 55) = 4 – 0.114(90 – 55) = 0 Lbsh = –18log1011 + ∆hb = –18log1011 + (–2) = –20.75dB Vỡ hb < hr , ta cú : ka = 54 – 0.8 hb = 54 – 0.8 x 40 = 22 kd= 18 kf = 4 +1.5 (fc/925 –1) = 4 +1.5 (1950/925 –1) = - 5.66 Suy hao trong khụng gian tự do:
Lf = 32.4 + 20log10R + 20log101950 = 98.2 + 20log10R Suy hao tỏn xạ và khỳc xạ:
Lrts = -16.9 – 10 log10W+ log10fc+ 20log10∆hm + L0
= -16.9 – 10 log1020+ log101950 + 20log1040 + 0 = 35 dB
Suy hao đa màn chắn(multiscreen):