Trong đó: A: trạm vô tuyến trung tâm của hệ thống có ích
A':trạm đầu cuối của hệ thống có ích
B: trạm vô tuyến trung tâm của hệ thống gây nhiễu
Trong hình 3.4 giả sử các phần tử A, A', B đều thẳng hàng. Đây là tr-ờng hợp xấu nhất do tăng ích anten lớn nhất h-ớng thẳng tới nguồn nhiễu. Hơn thế nữa, nguồn gây nhiễu và chịu nhiễu (A và B) gần nhau (khoảng cách giữa chúng là d) trong khi tới phần tử còn lại có khoảng cách D lớn hơn rất nhiều so với d (D>>d).
Trong mô hình này thì các điều kiện truyền sóng xấu nhất (fading và suy hao do m-a) có thể làm cho tín hiệu có ích ở A bằng với độ nhạy thu ( ). Tín hiệu gây nhiễu do khoảng cách nhỏ sẽ đ-ợc tính :
(3.5)
Trong đó: : Tổng công suất phát xạ của B
GA, GB : tăng ích anten của phần tử A và B
(3.6)
Tỷ số này phải lớn hơn tỷ số C/I tối thiểu đ-ợc phép tại bên thu hệ thống A. Do đó có thể tính khoảng cách tối thiểu d giữa A và B có C/I thích hợp khi các tham số hệ thống cho tr-ớc.
(3.7)
3.4. Phối hợp hoạt động giữa các hệ thống PMP và các hệ thống mesh [1], [9] hệ thống mesh [1], [9]
3.4.1. Phối hợp hoạt động giữa các hệ thống PMP
3.4.1.1. Các cơ chế nhiễu
Nhiễu có thể làm giảm hoạt động của các hệ thống FBWA. ở đây chỉ xem xét đến các cơ chế nhiễu giữa các hệ thống mà sự kết hợp giữa các nhà khai thác là thích hợp. Trong mỗi băng tần mà FBWA sử dụng các loại hệ thống khác nhau có thể đ-ợc triển khai thì có một số hệ thống là phù hợp với các tiêu chuẩn IEEE 802.16 và một vài loại thì đ-ợc thiết kế với các chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau. Do đó phải xem xét một phạm vi rất nhiều các khả năng trong việc xác định các mức nhiễu có khả năng và các ph-ơng pháp làm giảm nhiễu tới mức có thể chấp nhận.
Sau đây là hai mô hình chính, mỗi mô hình có một vài biễn thể + Các hệ thống đồng kênh mà đ-ợc đặt cách nhau về mặt địa lý.
+ Các hệ thống chồng lấn vùng phủ sóng và yêu cầu các tần số hoạt động khác nhau.
Cần xem xét các dạng đ-ờng truyền nhiễu BS-SS-RS để xác định xảy ra bao nhiêu nhiễu. Giữa hai hệ thống bất kỳ, các cơ chế nhiễu có thể hoạt động cùng lúc. Khoảng cách địa lý hoặc tần số (hoặc cả hai) cần để giảm nhiễu tới các mức chấp nhận đ-ợc xác định bởi một cơ chế rất khắt khe.
Có thể sử dụng ph-ơng pháp đánh giá tr-ờng hợp xấu nhất hoặc ph-ơng pháp mô phỏng Monte Carlo để đánh giá nhiễu giữa các hệ thống. Trong mỗi tr-ờng hợp, khoảng cách địa lý hoặc tần số giữa hai hệ thống đ-ợc biến đổi trong tính toán cho đến khi nhiễu ở d-ới ng-ỡng chấp nhận đ-ợc.
3.4.1.2. Phân tích tr-ờng hợp xấu nhất
Một vài cơ chế nhiễu tạo ra từ một nguồn trội và ảnh h-ởng tới mỗi hệ thống theo cách giống nhau. Có thể tạo ra một ph-ơng pháp tính toán t-ơng đối đơn giản đối với nhiễu tr-ờng hợp xấu nhất, sử dụng các giá trị thực tế đối với các tham số hệ thống và bỏ qua các suy hao địa hình đ-ờng truyền sóng. Ví dụ: nhiễu từ một BS trội tới 01 BS chịu nhiễu của hệ thống lân cận.
3.4.1.3. Mô phỏng Monte Carlo
Có rất nhiều tr-ờng hợp mà phân tích tr-ờng hợp xấu nhất không sử dụng đ-ợc. Khi có thể có nhiều đ-ờng truyền nhiễu giữa một nguồn nhiễu riêng biệt và các trạm chịu nhiễu thì việc sử dụng ph-ơng pháp tr-ờng hợp xấu nhất có thể rất khó hoặc không thể sử dụng. Kế hoạch dựa trên ph-ơng pháp tr-ờng hợp xấu nhất là không thực tế. Ví dụ nhiễu giữa các SS của các nhà vận hành khác nhau trong cùng vùng địa lý. Hầu hết nhiễu là không đáng kể nh-ng trong một số tr-ờng hợp có thể có các mức nhiễu cao. Các mô phỏng Monte Carlo cung cấp các công cụ để đánh giá khả năng xảy ra nhiễu trong một phạm vi tại các trạm bị nhiễu. Khoảng cách địa lý và tần số đ-ợc đ-a ra khi đó gồm một phần nhỏ các tr-ờng hợp chịu nhiễu có thể chấp nhận trên giới hạn đ-a ra. Ví dụ: 1% các SS đặt tại các vị trí ngẫu nhiên chịu nhiễu trên mức mong muốn. Một mô hình của nhiễu đ-ợc tạo ra sử dụng các thông số thực tế mà trong đó vị trí của các trạm FBWA (th-ờng là các SS) có thể thay đổi ngẫu nhiên. Các tham số thay đổi ngẫu nhiên khác nh- các toà nhà và yếu tố địa hình. Mô phỏng đ-ợc thực hiện nhiều lần và các kết quả đ-ợc vẽ nh- một phân bố khả năng xảy ra.
3.4.1.4. Các mô phỏng và tính toán.
Lựa chọn một ph-ơng pháp gần nh- thích hợp nhất tuỳ thuộc mô hình và đ-ờng truyền nhiễu. Trong tr-ờng hợp mà cả hai hệ thống gây nhiễu và chịu nhiễu là FDD hoạt động với cùng kế hoạch phân bố kênh đ-ờng lên và
đ-ờng xuông thì có thể giảm băng bảo vệ đối với mô hình vùng giống nhau/vùng lân cận.
Tần số Vùng/kênh Khoảng cách tiêu chuẩn Ph-ơng pháp
BS to BS 3.5 GHz vùng lân cận /đồng kênh
Khoảng cách tối thiểu là 80km
Mô phỏng Monte Carlo
BS to SS 3.5 GHz vùng lân cận /đồng kênh
Khoảng cách tối thiểu là 80km Mô phỏng Monte Carlo SS to BS 3.5 GHz vùng lân cận /đồng kênh Khoảng cách cần thiết 40- 80km Mô phỏng Monte Carlo SS to SS 3.5 GHz vùng lân cận
/đồng kênh Khả năng xảy ra rất thấp
Tr-ờng hợp xấu nhất
BS to BS 3.5 GHz Cùng vùng /kênh lân cận
Phối hợp phân cách theo NFD và khoảng cách địa lý cần thiết th-ờng từ 0,1- 2 km tuỳ thuộc hệ số phân cách có sẵn
Mô phỏng Monte Carlo
BS to SS 3.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận
Phân cách tuỳ thuộc điều chế. Trong một vài tr-ờng hợp có thể hoạt động trên các kênh lân cận nh-ng cần có một kênh bảo vệ Mô phỏng Monte Carlo SS to BS 3.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận
Phân cách tuỳ thuộc điều chế. Trong một vài tr-ờng hợp có thể hoạt động trên các kênh lân cận nh-ng cần có một kênh bảo vệ Mô phỏng Monte Carlo SS to SS 3.5 GHz cùng vùng
/kênh lân cận Khả năng xảy ra rất thấp
Tr-ờng hợp xấu nhất
Tần số Vùng/kênh Khoảng cách tiêu chuẩn Ph-ơng pháp
BS to BS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận
Khoảng cách tối thiểu là 80km
Mô phỏng Monte Carlo
BS to SS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận
Khoảng cách tối thiểu là 80km
Mô phỏng Monte Carlo
SS to BS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận
khoảng cách 40-80km Mô phỏng Monte Carlo SS to SS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận Khả năng thấp. Cần phối hợp đối với các tr-ờng hợp xấu Tr-ờng hợp xấu nhất BS to BS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận
Phối hợp điều kiện cách ly (NFD, v.v…) và khoảng cách địa lý cần thiết. Mô phỏng Monte Carlo BS to SS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận Điều kiện cách ly đ-ợc yêu cầu tuỳ thuộc điều chế. Trong một vài tr-ờng hợp có thể hoạt động trên các kênh lân cận nh-ng cần có một kênh bảo vệ Mô phỏng Monte Carlo SS to BS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận Điều kiện cách ly đ-ợc yêu cầu tuỳ thuộc điều chế. Trong một vài tr-ờng hợp có thể hoạt động trên các kênh lân cận nh-ng cần có một kênh bảo vệ Mô phỏng Monte Carlo SS to SS 10.5 GHz cùng vùng /kênh lân cận Khả năng thấp. Cần phối hợp đối với các tr-ờng hợp xấu Mô phỏng Monte Carlo Bảng 3.7: Tổng hợp các kết quả mô phỏng
3.4.2. Phối hợp hoạt động giữa các hệ thống mesh
3.4.2.1. Nhiễu giữa các cell đồng kênh trong một mạng lớn
Trong mạng mesh nhiều cell, nhiễu giữa các cell sử dụng cùng tần số gồm nhiễu chung từ tất cả các node trong cell. Nhiễu tổng hợp phụ thuộc mạng topo của cell và hoạt động phát Tx của mỗi node trong cell. Các liên kết logic đ-ợc thiết lập bởi một node xác định công suất phát của node này đói với mỗi trong số những liên kết (giả sử sử dụng điều khiển công suất). Khi khoảng cách của liên kết logic dài, công suất sử dụng sẽ cao hơn và khi đó gây ra nhiễu. Mặt khác, nêu khoảng cách của liên kết logic là ngắn thì nó yêu cầu nhiều b-ớc nhảy tới cổng vào mạng l-ới, tăng số l-ợng truyền phát lại và khi đó hoạt động phát Tx của Node trung bình trong cell đồng kênh gần nhất đ-ợc tính. Đối với điều này, giả sử rằng sử dụng một trong bốn kiểu tái sử dụng tần số cổ điển. Node đồng kênh gần nhất khi đó cách hai lần bán kính cell.
Việc thiết lập đ-ờng liên kết logic trực tiếp bằng thuật toán định tuyến của các node trong mạng là một thuật toán biến đổi theo thời gian phức hợp. Đối với mục đích để đánh giá, thuật oán định tuyến bị giới hạn thành hai thuật toán sau:
- Tối thiểu hoá b-ớc nhảy và tối đa hoá điều chế. Số l-ợng các b-ớc nhảy đ-ợc tối thiểu hoá đối với mỗi node sau khi tìm đ-ờng đi từ node này dến node kia với số b-ớc nhảy thấp hơn và có điều chế lớn nhất với liên kết đó. Ph-ơng pháp này th-ờng dẫn tới việc sử dụng đ-ờng liên kết rất dài tới cổng vào mạng l-ới và các lệnh điều chế thấp sử dụng công suất phát lớn nhất. Từ nhiễu giữa cell t-ơng ứng, thì điều này dẫn tới mô hình không thích hợp.
- Tối thiểu hoá năng l-ợng mỗi bit. Mỗi node tìm năng l-ợng Tx/bit tối thiểu của nó tới cổng vào mesh, bất chấp số b-ớc nhảy. Đối với các thiết bị WirelessMan/HiperMan. Ph-ơng pháp này dẫn tới việc sử dụng các liên kết ngắn dùng các kênh điều chế cao, nh-ng có khuynh h-ớng dẫn tới một số l-ợng b-ớc nhảy cổng mesh cao một cách rõ rệt. Từ nhiễu giữa cell t-ơng ứng dẫn đến một mô hình thích hợp.
Trong hình 3.5 và 3.6, mô hình 100 node điển hình đ-ợc thể hiện dùng một trong số các ph-ơng pháp định tuyến với các thông số của mạng mesh.
Hình 3.5: Mô hình mạng mesh sử dụng định tuyến tối thiểu hoá năng l-ợng mỗi bit.