Chƣơng 2 HỆ THỐNG TRUY NHẬP Vễ TUYẾN UMTS
2.2. MỘT SỐ ĐẶC TRUNG LỚP VẬT Lí TRONG MẠNG TRUY NHẬP
NHẬP WCDMA
2.2.1. Phƣơng thức song cụng.
Hai phƣơng thức song cụng đƣợc sử dụng trong kiến trỳc WCDMA: Song cụng phõn chia theo thời gian (TDD) và song cụng phõn chia theo tần số (FDD). Phƣơng phỏp FDD cần hai băng tần cho đƣờng lờn và đƣờng xuống. Phƣơng thức TDD chỉ cần một băng tần. Thụng thƣờng phổ tần số đƣợc bỏn cho cỏc nhà khai thỏc theo cỏc dải cú thể bằng 2x10MHz hoặc 2x15MHz cho mỗi bộ điều khiển. Mặc dự cú một số đặc điểm khỏc nhau nhƣng cả hai
phƣơng thức đều cú tổng hiệu suất gần giống nhau. Chế độ TDD khụng cho phộp giữa mỏy di động và trạm gốc cú trễ truyền lớn, bởi vỡ sẽ gõy ra đụng độ giữa cỏc khe thời gian thu và phỏt. Vỡ vậy mà chế độ TDD phự hợp với cỏc mụi trƣờng cú trễ truyền thấp, cho nờn chế độ TDD vận hành ở cỏc pico cell. Một ƣu điểm của TDD là tốc độ dữ liệu đƣờng lờn và đƣờng xuống cú thể rất khỏc nhau, vỡ vậy mà phự hợp cho cỏc ứng dụng cú đặc tớnh bất đối xứng giữa đƣờng lờn và đƣờng xuống, chẳng hạn nhƣ Web browsing. Trong quỏ trỡnh hoạch định mạng, cỏc ƣu điểm và nhƣợc điểm của hai phƣơng phỏp này cú thể bự trừ. Luận văn này chỉ tập trung nghiờn cứu chế độ FDD.
Hỡnh dƣới đõy chỉ ra sơ đồ phõn bố phổ tần số của hệ thống UMTS Chõu Âu. 1900 1920 1980 2010 2025 2110 2170 MHz ẹụn baờng ẹụn baờng Song baờng ẹửụứng lẽn ẹửụứng xuoỏng
Hỡnh 2-4 Phõn bố phổ tần cho UMTS chõu Âu.
2.2.2. Dung lƣợng mạng
Kết quả của việc sử dụng cụng nghệ đa truy nhập trải phổ CDMA là dung lƣợng của cỏc hệ thống UMTS khụng bị giới hạn cứng, cú nghĩa là một ngƣời sử dụng cú thể bổ sung mà khụng gõy ra nghẽn bởi số lƣợng phần cứng hạn chế. Hệ thống GSM cú số lƣợng cỏc liờn kết và cỏc kờnh cố định chỉ cho phộp mật độ lƣu lƣợng lớn nhất đĩ đƣợc tớnh toỏn và hoạch định trƣớc nhờ sử dụng cỏc mụ hỡnh thống kờ. Trong hệ thống UMTS bất cứ ngƣời sử dụng mới nào sẽ gõy ra một lƣợng nhiễu bổ sung cho những ngƣời sử dụng đang cú mặt
trong hệ thống, ảnh hƣởng đến tải của hệ thống. Nếu cú đủ số mĩ thỡ mức tăng nhiễu do tăng tải là cơ cấu giới hạn dung lƣợng chớnh trong mạng. Việc cỏc cell bị co hẹp lại do tải cao và việc tăng dung lƣợng của cỏc cell mà cỏc cell lõn cận nú cú mức nhiễu thấp là cỏc hiệu ứng thể hiện đặc điểm dung lƣợng xỏc định nhiễu trong cỏc mạng CDMA. Chớnh vỡ thế mà trong cỏc mạng CDMA cú đặc điểm “dung lƣợng mềm”. Đặc biệt, khi quan tõm đến chuyển giao mềm thỡ cỏc cơ cấu này làm cho việc hoạch định mạng trở nờn phức tạp.
2.2.3. Cỏc kờnh giao diện vụ tuyến UTRA FDD
Giao diện vụ tuyến UTRA FDD cú cỏc kờnh logic, chỳng đƣợc ỏnh xạ vào cỏc kờnh chuyển vận, cỏc kờnh chuyển vận lại ỏnh xạ vào kờnh vật lý. Hỡnh vẽ sau chỉ ra sơ đồ cỏc kờnh và sự ỏnh xạ của chỳng vào cỏc kờnh khỏc.
Hỡnh 2-5 Sơ đồ ỏnh xạ giữa cỏc kờnh khỏc nhau.
2.2.4. Cấu trỳc Cell.
Trong suốt quỏ trỡnh thiết kế của hệ thống UMTS cần phải chỳ ý nhiều hơn đến sự phõn tập mụi trƣờng của ngƣời sử dụng. Cỏc mụi trƣờng nụng thụn ngồi trời, đụ thị ngồi trời, hay đụ thị trong nhà đƣợc hỗ trợ bờn cạnh
cỏc mụ hỡnh di động khỏc nhau gồm ngƣời sử dụng tĩnh, ngƣời đi bộ đến ngƣời sử dụng trong mụi trƣờng xe cộ đang chuyển động với vận tốc rất cao. Để yờu cầu một vựng phủ súng rộng khắp và khả năng roaming tồn cầu, UMTS đĩ phỏt triển cấu trỳc lớp cỏc miền phõn cấp với khả năng phủ súng khỏc nhau. Lớp cao nhất bao gồm cỏc vệ tinh bao phủ tồn bộ trỏi đất; Lớp thấp hơn hỡnh thành nờn mạng truy nhập vụ tuyến mặt đất UTRAN. Mỗi lớp đƣợc xõy dựng từ cỏc cell, cỏc lớp càng thấp cỏc vựng địa lý bao phủ bởi cỏc cell càng nhỏ. Vỡ vậy cỏc cell nhỏ đƣợc xõy dựng để hỗ trợ mật độ ngƣời sử dụng cao hơn. Cỏc cell macro đề nghị cho vựng phủ mặt đất rộng kết hợp với cỏc micro cell để tăng dung lƣợng cho cỏc vựng mật độ dõn số cao. Cỏc cell pico đƣợc dựng cho cỏc vựng đƣợc coi nhƣ là cỏc “điểm núng” yờu cầu dung lƣợng cao trong cỏc vựng hẹp (vớ dụ nhƣ sõn bay…). Những điều này tũn theo 2 nguyờn lý thiết kế đĩ biết trong việc triển khai cỏc mạng tế bào: cỏc cell nhỏ hơn cú thể đƣợc sử dụng để tăng dung lƣợng trờn một vựng địa lý, cỏc cell lớn hơn cú thể mở rộng vựng phủ súng.