CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ MẠNG ĐƠN TẦN
1.6 Một số vấn đề trong quy hoạch mạng đơn tần
1.6.5 Giao thoa trong hệ thống SFN
Do mạng SFN là tổ hợp của các máy phát truyền hình số DVB-T, chúng phát trên cùng một tần số với nội dung tín hiệu như nhau, vậy chúng ta phải xác định giao thao giữa các máy phát có vì thế mà tăng lên hay không và so sánh với hệ phát đơn kiểu cũ sự giao thao giữa các đài là có ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền nhiều hơn hay không. Để trả lời câu hỏi này, chúng ta có thể phân tích thơng qua mơ hình truyền phát đơn giản, với bất kỳ loại nhiễu nào giữa hai máy phát, tỉ số tín hiệu trên giao thoa (S/I) tới máy thu sẽ phụ thuộc vào mức tín hiệu truyền và khoảng cách từ máy phát tới máy thu thể hiện qua công thức:
@
n = (ae
45
ở đây: Zp là khoảng cách từ máy thu tới máy phát
Z là khoảng cách từ máy thu tới vùng có nguồn giao thoa . là hằng số truyền sóng
Để đơn giản hóa ta coi suy hao tín hiệu với các nguồn là như nhau và không chịu ảnh hưởng bởi yếu tố địa hình, hai máy phát có cơng suất phát như nhau. Việc tín hành so sánh khái quát không ảnh hưởng đến kết luận, dễ dàng hiệu chỉnh khi dùng các phần tử anten và công suất phát các đài khác nhau. Với mức giao thoa nào đó lớn nhất có thể chấp nhận được a ta có quan hệ: Z = a. Zp, và tại điểm này mức giao thoa coi như là ngưỡng giao thoa. Giả thiết có hai đài phát đơn riêng lẻ cách nhau R km, chúng phát trên cùng một kênh, sự giao thoa được giới hạn trong vùng phủ sóng thể hiện thơng qua phương trình:
a. Z5 = Z − Z5 → Z5 = #m;5a (1-18)
Hinh 1-11: Giao thoa với 2 đài phát đơn và giao thoa trong SFN
Nếu thay hai đài phát đơn bằng mạng 5 đài phát trong SFN thì phương trình có thể viết
46 Z = Z5/5; ZM = a. Z5 − 4Z5/5 → as a! = #maA$tmAO mA O = 5 a − 4 (1-19) Nếu a>1 (điều này chắc chắn xảy ra) thì chúng ta đã có giao thoa nhỏ hơn tại biên vùng phủ sóng. Có thể thấy rõ hơn thơng qua ví dụ cụ thể: Nếu suy giảm tín hiệu trong trường hợp lý tưởng là bình phương khoảng cách, α=2 và tỉ lệ tín hiệu trên giao thoa 15dB thì:
105.P = (aeao) = a (1-20)
a ≈ 5.6
Nếu trong mạng SFN thì tỉ số S/I tại biên vùng phủ sóng là:
10FGH(asa!) = 10log (5 a− 4) ≈ 10log(24 ) ≈ 27dB (1-21) Với tỉ số tín hiệu trên giao thoa đã tăng thêm được 12dB (với hệ đơn là 15dB). Trong ví dụ này, chúng ta tính với các máy phát trong SFN đặt thẳng hàng, trên thực tế ít xảy ra. Ta xét với mạng dạng tổ ong thì thấy trường hợp bán kính quanh mỗi máy phát giảm đi xấp xỉ √[, với N là số máy phát trong SFN. Lúc này khoảng cách Z thay đổi thành:
Z5/√[ và Z = Z5(1 + a) − 2Z5+ Z5/√[; do vậy tỉ số S/I lúc này được tính:
@
n@cb = 10FGH(asa!)6= 10FGH(aA(5;#m)$ aA;aA/√baA/√b )6= 10FGH(√[( a − 1) + 1)6
(1-22)
Liên hệ với trường hợp phát đơn ta có:
@
47 @ n@cb = .10log(√[ |10 d }defghi (AJ1) − 1~ + 1) R{ (1-24)
Thay các số liệu như ví dụ trên ta có: •
€@cb = 20log •√5 •105.P− 1‚ + 1‚ ≈ 21 R{
Vậy SFN đã cải thiện được 7dB. Trong thực tế mức độ cải thiện còn cao hơn hai ví dụ trên. Khi bố trí các máy phát trong SFN, chúng ta sẽ đặt máy phát tại những nơi biết có vấn đề giao thao, đây là ưu điểm để giảm số lượng máy phát, đồng thời giảm được độ cao anten, tăng hệ số truyền, do đó giảm giao thoa rõ rệt.
48