6. Ý nghĩa khoa học của đề tài
2.1.1.1. Sử dụng lại tần số
Sử dụng lại tần số là một khái niệm rất cơ bản trong hệ thống di động tế bào, trong đó các thuê bao ở các vị trí địa lý khác nhau (tế bào khác nhau) có thể đồng thời sử dụng cùng một kênh tần số (FCH). Việc sử dụng lại tần số làm tăng hiệu quả phổ, nhưng lưu ý phải tính toán, thiết kế hợp lý, nếu không sẽ gây ra can nhiễu nghiêm trọng. Người ta gọi can nhiễu này là can nhiễu cùng kênh (CCI). Hình 2.1 hiển thị hình mẫu sử dụng lại tần số.
Hình 2.1: Hình mẫu sử dụng lại tần số.
Ở hình 2.1, các tế bào có cùng một tập kênh. Người ta ấn định một tập tần số khả dụng trong hệ thống thành một nhóm các tế bào tạo nên một cụm như hình trên. Giả sử số tế bào này có dạng lục giác và số tế bào trong một cụm xác định
mẫu sử dụng lại tần số. Số tế bào trong một cụm gọi là cỡ của cụm K, được xác định như sau:
K = i2 + ij + j2 (2.1)
Ở đây, i và j là các số nguyên. Như vậy, các cụm có thể chỉ phù hợp với số tế bào nào đó, ví dụ như 3, 4, 7, 9, 12, 13, 16, 19, 21…
Trong một hệ thống tế bào, khi kích cỡ của mỗi tế bào xấp xỉ như nhau, CCI không phụ thuộc vào công suất phát và là một hàm của bán kính R và khoảng cách giữa các tế bào kề cận gần nhau nhất D. Tỉ số D/R được gọi là tỉ số sử dụng cùng kênh, liên quan đến kích cỡ của cụm và được xác định là:
𝐷/𝑅 = √3𝐾
(2.2)
Cỡ của cụm được chọn dựa trên tỉ số C/I. Giả sử N là số tế bào gây can nhiễu cùng kênh, tỉ số C/I tại máy di động được biểu thị:
𝐶
𝐼 = 𝐶
∑𝑖=1𝑛 𝐼𝑖 (2.3)
Ở đây C là công suất của một sóng mạng, I là công suất nhiễu do tế bào cùng kênh thứ i gây ra. [5] đã chứng minh rằng tỉ số C/I tỉ lệ thuận với cỡ của cụm K: 𝐶
𝐼 ≅ (𝐷/𝑅)𝛾
𝑛 = (√3𝐾)𝛾
𝑛 (2.4) Ở đây γ là hệ số tổn thất đường truyền, thường là γ trong khoảng từ 2.7 đến 4.0 với thông tin di động trên mặt đất.
Trong một hệ thống tế bào lục giác có 6 tế bào can nhiễu cùng kênh trong lớp đầu tiên hình 2.1. Can nhiễu do các tế bào cùng kênh gây ra ở các lớp thứ hai và các
lớp cao hơn có thể bỏ qua, như vậy N = 6. Nếu chọn γ = 4, C/I = 21dB thì C/I phải thỏa mãn : 𝐶 𝐼 =(√3𝐾)𝛾 𝑛 =(3𝐾)2 6 ≥ 21𝑑𝐵 (2.5)
Vậy ta có K >= 12. Như vậy, có thể sử dụng mẫu sử dụng lại tần số 12 tế bào sẽ cho sử dụng phổ cực đại. Quá trình tính toán ở trên cho phép chúng ta trên cơ sở chất lượng đường truyền, quyết định được phương án sử dụng lại tần số một cách hiệu quả nhất.