a) Đặc điểm kỹ thuật
Nghiên cứu sử dụng song công theo tần số (FDD) với 2×30 MHz, 703 MHz- 733 MHz (uplink) và 758 MHz-788 MHz (downlink). Sự sắp xếp của băng tần 700 MHz được thể hiện ở bảng 3.1:
Bảng 3.1 Sắp xếp kênh theo băng tần 700 MHz
694-703 703-733 733-758 758-788 788-791 Guard band LTE-uplink Duplex gap LTE-downlink Guard band
9 MHz 30 MHz 25 MHz 30 MHz 3 MHz Sắp xếp kênh này thiết lập các vấn đề nhiễu có thể có giữa phát sóng truyền hình và mạng LTE. Tình hình quan trọng nhất là giữa các kênh 48 của truyền hình số mặt đất (686 MHz-694 MHz) và kênh uplink đầu tiên của LTE (703 MHz-713 MHz). Kênh của LTE với 10 MHz băng thông được sử dụng trong nghiên cứu này
nhằm đánh giá một kịch bản thực tế hơn, nơi một nhà điều hành điện thoại di động sử dụng một khối tần số 2 × 10 MHz.
b) Các tham số của DVB-T
Các tham số DVB-T được sử dụng trong nghiên cứu này được tóm tắt trong bảng 3.2. Các giá trị tham số được sử dụng được lấy từ đầu vào cho JTG 4-5-6-7 từ WP6A cho DVB-T. Các đặc tính cơ bản của DVB-T được thể hiện trong bảng 3.2.
Các out-of-band (OOB) mức phát thải, mà can nhiễu với máy thu của trạm gốc LTE, là yếu tố nhạy cảm nhất của DVB-T. Các mặt nạ phát xạ phổ tần của trạm DVB-T được trình bày trong hình 3.5.
Bảng 3.2 Các tham số của DVB-T
Tham số Giá trị Tần số 690 MHz Kênh băng thông 8 MHz
e.r.p 200 kW (high power) e.i.r.p 85.15 dBm Chiều cao anten phát Tx 300 m
Chiều cao anten thu Rx 10 m
Mẫu angten thu Rx Ngang: đa hướng BT.419 Tăng ích ăng ten Rx
(bao gồm feeder loss) 9.15 dBi
SNR 21 dB
Feeder loss 3 dB
Cự ly vùng phủ DVB-T 70.53 Km (Sử dụn P.1546-4 với 10m clutter)
Hình 3.5 Mặt nạ phát xạ phổ tần trạm DVB-T
Mặt nạ phát xạ phổ tần này mô tả mức độ nhiễu có hại trong băng tần LTE mới được thành lập. Tỷ lệ nhiễu kênh lân cận (ACLR) của đài DVB-T được hiển thị để hiểu rõ hơn về mức độ OOB.
c) Các tham số của LTE
Các tham số trong nghiên cứu này được tóm tắt trong bảng sau. Các giá trị tham số được lấy từ WP5D cho IMT (LTE) và Report ITU-R M.2292-0.
Các đặc tính cơ bản của trạm gốc LTE được thể hiện trong bảng 3.3.
Bảng 3.3 Các đặc tính cơ bản của trạm gốc LTE
Tham số Giá trị Tần số Tx 763 MHz Tần số Rx 706 MHz Băng thông kênh 10 MHz Băng thông tín hiệu 9 MHz Công suất đầu ra tối đa 46 dBm
e.i.r.p 58 dBm Chiều cao anten 30 m
Độ lợi anten 15 dBi Feeder loss 3 dB
Trạm gốc (BS) mẫu angten ITU-R F.1336 với k = 0.7 Antenna downtilt 3 độ Số nhiễu NF = 5 dB Kích thước/bán kính cell 8 Km (kịch bản thảnh phố lớn) sectorization 3 hình quạt Phân cực anten ± 45 độ Độ nhạy tham khảo -101.5 dBm
I/N - 6 dB
Receiver blocking mask Table 6.6.3.2.1-3 of 3GPP TS 36.104 (V11.2.0)
Receiver blocking mask (bộ lọc) là tham số tiêu chuẩn của trạm gốc LTE trong nghiên cứu này. Receiver blocking mask của trạm gốc LTE được thể hiện trong hình 3.6.
Hình 3.6 Receiver blocking mask của trạm gốc LTE
Receiver mask cho thấy mức lựa chọn của thiết bị riêng biệt. Đặc tính này tuân theo khuyến nghị 3GPP TS36.104. Được xem xét là chỉ dẫn kỹ thuật hạn chế ít nhất cho LTE BS. Đặc tính cơ bản của thiết bị người dùng (UE) được thể hiện trong bảng 3.4.
Bảng 3.4 Các đặc tính của UE
Tham số Giá trị Tần số Tx 708 MHz Tần số Rx 763 MHz Băng thông kênh 10 MHz Công suất đầu ra tối đa, e.i.r.p 23 dBm Chiều cao anten 1.5 m
Độ lợi anten - 3dB
Body loss 4 dB
Nhiễu nhiệt NF = 9 dB Độ nhạy tham khảo -95.5 dBm Số UE hoạt động mỗi cell của BS 3
Tất cả các thông số của thiết bị người dùng LTE được lấy từ khuyến nghị 3GPP TS 36.101.
d) Tiêu chuẩn bảo vệ
Phương pháp Minimum Coupling Loss (MCL) I/N = -6dB.
Các phương pháp Minimum Coupling Loss (MCL) tính cách ly cần thiết giữa các nhiễu và nạn nhân để đảm bảo rằng không có can nhiễu. Phương pháp này là phân tích trường hợp xấu nhất và tạo ra một kết quả quang phổ hiệu quả cho các kịch bản có tính chất thống kê. Người nhận nạn nhân được giả định là tiếp tục hoạt động độ nhạy chuẩn ở trên 3dB. Can nhiễu phải được giới hạn đến tầng nhiễu để duy trì tỷ lệ bảo vệ của nạn nhân.
Phương pháp MCL là hữu ích cho việc đánh giá ban đầu của khả năng tương thích. MCL giữa máy phát gây nhiễu ( -It ) và người nhận nạn nhân (Vr ).
Công suất nhiễu nhiệt, Pn , cho người nhận 1 MHz băng thông được lấy từ
10 10 114 10log 10 1 NF n P = − dBm+ − (3.1)
114 3.4 110.6
nBS
P = − dBm+ dB= − dBm (3.2)
Cho can nhiễu mục tiêu tới tỷ lệ nhiễu I/N, mức nhiễu mục tiêu, PI , được cho bởi:
/
I n
P =P +I N (3.3)
Tỷ lệ bảo vệ I/N cho trạm gốc IMT là -6 dB
Mức can nhiễu, PIBS , tại trạm thu dịch vụ di động của băng thông 1 MHz là
( )
110.6 6 116.6
IBS
P = − dBm+ − dB = − dBm (3.4)
Tổng công suất bức xạ đẳng hướng tương đương tối đa, Pe.i.r.p, của máy phát được lấy từ: . . . x x e i r p T T P =P +G (3.5) x T P công suất phát. x T
G Suy hao tín hiệu gồm cả độ lợi anten phát.
Tổng công suất bức xạ đẳng hướng tương đương, Pe i r p DVB T. . . _ − , của máy phát
DVB-T là
. . . _ 85.15 0 85.15
e i r p DVB T
P − = dBm+ dBi = dBm (3.6)
Sự cô lập (isolation) yêu cầu (MCL) giữa nhiễu và nạn nhân để đảm bảo rằng không có can nhiễu được lấy từ
. . . _ ( , . . . _ ) _ x e i r p DVB T DVB T e i r p DVB T R I BS Isolation=P − + f dBc − P − +G −P (3.7) x R
G là suy hao tín hiệu gồm cả độ lợi anten thu.
, . . . _ ( DVB T e i r p DVB T)
f dBc − P − là chức năng xác định công suất của nhiễu băng
rộng ở tần số bù đắp được coi là tương đối so với công suất sóng mang của nhiễu. Sự cô lập yêu cầu, IsolationDTTtBS , với những trạm gốc dịch vụ điện thoại di
động nhận được từ máy phát DTT nằm ngoài băng tần truyền là
85.15 86 (15 3 ) ( 106.6 ) 117.75
BS
DTTt
Isolation = dBm− dBc+ dBi− dB − − dBm = dB (3.8)
Kết quả của tính toán MCL là một con số cô lập sau đó có thể được chuyển đổi thành một sự tách biệt vật lý, chọn mô hình tiêu hao đường truyền thích hợp.
Sự cô lập được chuyển đổi thành một khoảng cách tách biệt bằng cách sử dụng suy hao trong không gian tự do (free-space), L(loss), giữa anten đẳng hướng bởi công thức.
( ) 32.4 20log ( )10 20log10( )
L loss = + f + d (3.9)
f là tần số (MHz), d là khoảng cách (km).
Khoảng cách bảo vệ được yêu cầu, ,giữa trạm gốc dịch vụ di động và trạm DTT là: 10 ( ) 32.4 20 log ( ) 20 _ _ 10 L loss f sep req DVB T BS d − − − − = (3.10) 10 117.75 32.4 20 log (708) 20 _ _ 10 26.15 sep req DVB T BS d km − − − − = = (3.11) e) Nhận xét
Các tính toán MCL phân tích cho thấy để tránh can nhiễu khoảng cách tách biệt tối thiểu giữa máy phát DVB-T và trạm thu gốc LTE là hơn 26 km.