Cũng giống nhƣ các hệ thống thơng tin di động tế bào khác, quỹ đƣờng truyền trong hệ thống WCDMA dùng để tính tốn suy hao đƣờng truyền cho phép lớn nhất để tính tốn vùng phủ (tính bán kính cell) của một trạm gốc và trạm di động. Các thành phần để tính suy hao cho phép lớn nhất của tín hiệu từ trạm phát đến trạm thu gọi là quỹ đƣờng truyền. Quỹ đƣờng truyền tổng quát cho cả đƣờng lên và đƣờng xuống bao gồm các thành phần sau:
(a) Cơng suất máy phát (dBm):
(a1) Cơng suất máy phát trung bình trên một kênh lưu lượng (dBm): là giá trị trung bình của cơng suất phát tổng trên một chu trình truyền dẫn với cơng suất phát cực đại lúc bắt đầu phát.
(a2) Cơng suất máy phát cực đại trên một kênh lưu lượng (dBm): cơng suất tổng cộng tại đầu ra của máy phát cho một kênh lƣu lƣợng đơn.
(a3) Cơng suất máy phát tổng cộng cực đại (dBm): tổng cơng suất phát cực đại của tất cả các kênh.
(b) Tổn hao do ghép, giắc cắm và do cáp(máy phát) (dB): suy hao tổng cộng của tất cả các thành phần của hệ thống truyền dẫn giữa đầu ra của máy phát và đầu vào anten.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
(c) Tăng ích anten phát (dBi): tăng ích cực đại của anten phát trong mặt phẳng ngang (xác định theo dB so với một vật phát xạ đẳng hƣớng).
(d) EIRP của máy phát (dBm):
(d1) EIRP của máy phát trên một kênh lưu lượng (dBm): tổng cơng suất đầu ra máy phát cho một kênh (dBm), các suy hao do hệ thống truyền dẫn (-dB) và tăng ích anten máy phát (dBi) theo hƣớng bức xạ cực đại.
(d2). EIRP của máy phát: tổng của cơng suất máy phát của tất cả các kênh (dBm), các suy hao do hệ thống truyền dẫn (-dB), và tăng ích anten phát (dBi).
(e). Tăng ích anten thu (dBi): tăng ích tối đa của anten thu trong mặt phẳng ngang; nĩ đƣợc xác định theo dB so với một vật phát xạ đẳng hƣớng.
(f). Tổn hao do bộ chia, đầu nối và do cáp (Máy thu) (dB): bao gồm các tổn hao của tất cả các thành phần trong hệ thống truyền dẫn giữa đầu ra của anten thu và đầu vào của máy thu .
(g). Hệ số tạp âm máy thu (dB): hệ số tạp âm của hệ thống thu tại đầu vào máy thu.
(h) (H). Mật độ tạo âm nhiệt, N0(dBm/Hz): cơng suất tạp âm trên một Hz tại đầu vào máy thu. Lƣu ý rằng (h) là đơn vị logarit cịn (H) là theo đơn vị tuyến tính.
(i) (I). Mật độ nhiễu máy thu I0 (dBm/Hz): cơng suất nhiễu trên một Hz tại đầu vào máy thu. Nĩ tƣơng ứng với tỷ số cơng suất nhiễu trong dải trên độ rộng băng tần. Lƣu ý (i) là theo đơn vị logarit và (I) theo đơn vị tuyến tính. Mật độ nhiễu máy thu I0 đối với đƣờng xuống là cơng suất nhiễu trên một Hz tại máy thu MS ở biên giới vùng phủ sĩng, trong một cell phía trong.
(j) Mật độ tạp âm nhiễu hiệu dụng tổng cộng (dBm/Hz): tổng logarit của mật độ tạp âm máy thu và hệ số tạp âm máy thu cộng số học với mật độ nhiễu máy thu.
(k). Tốc độ thơng tin (10log10(Rb)) (dBHz): tốc độ bit của kênh theo (dBHz); việc lựa chọn Rb phải phù hợp với các giả thiết Eb.
(l) Tỷ số Eb/(N0+I0) yêu cầu (dB): tỷ số giữa năng lƣợng thu đƣợc của một bít thơng tin trên mật độ cơng suất nhiễu và tạp âm hiệu dụng cần thiết để thoả mãn đƣợc các mục tiêu về chất lƣợng.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
(m). Độ nhạy máy thu (j+k+l) (dBm): mức tín hiệu cần đạt đƣợc tại đầu vào máy thu để cĩ đƣợc tỷ số Eb/(N0+I0) yêu cầu.
(n) Độ lợi/ Suy hao chuyển giao (dB): độ lợi/suy hao (†) do việc chuyển giao để duy trì độ tin cậy cụ thể tại biên giới cell.
(o) Tăng ích (độ lợi) phân tập (dB): tăng ích hiệu dụng đạt đƣợc nhờ sử dụng các kỹ thuật phân tập. Nếu tăng ích phân tập đã đƣợc gộp trong Eb/(N0+I0), thì nĩ sẽ khơng đƣợc đƣa thêm ở đây.
(o’) Các tăng ích khác (dB): các tăng ích phụ, ví dụ nhƣ đa truy nhập phân tập theo khơng gian cĩ thể tạo thêm tăng ích anten.
(p) Độ dự trữ phadinh chuẩn Log (dB): đƣợc xác đinh tại biên giới cell đối với các cell riêng lẻ ứng với độ dự trữ yêu cầu để cung cập xác suất phủ sĩng xác định trên các cell riêng lẻ.
(q). Suy hao đường truyền tối đa (dB): suy hao tối đa để cho phép để máy thu cĩ thể thu đƣợc tín hiệu từ máy phát tại biên giới cell:
Suy hao tối đa = d1–m+(e-f)+o+o‟+n-p
(r). Bán kính tối đa, Rmax (km): đƣợc tính tốn cho mỗi hồn cảnh triển khai, nĩ đƣợc xác định bằng bán kính ứng với suy hao tối đa.
Trong WCDMA, cĩ một số các thơng số đặc biệt trong quỹ đƣờng truyền mà khơng đƣợc sử dụng trong hệ thống truy nhập vơ tuyến của GSM, đĩ là:
- Độ dự trữ nhiễu: Độ dữ trữ nhiễu là một hàm số của tổng cộng tải trong cell. Tải của cell và hệ số tải tác động nên vùng phủ, nên cần phải cĩ độ dự trữ nhiễu. Nếu cho phép tải trong hệ thống càng lớn, độ dữ trữ nhiễu cần thiết cho đƣờng lên càng lớn và vùng phủ càng nhỏ. Giá trị tải tổng cộng cĩ ảnh hƣởng trực tiếp đến vùng phủ cell và vì thế mà ảnh hƣởng gián tiếp đến chất lƣợng của các dịch vụ.
Quan hệ giữa hệ số tải và độ dự trữ nhiễu nhƣ sau:
10
10 * log (1 )
IM
- Độ dự trữ Fading chậm và độ lợi chuyển giao mềm: Chuyển giao mềm hay ứng cung cấp một độ lợi chống lại Fading chậm bằng cách giảm độ dự trữ Fading chuẩn log yêu cầu. Do trên thực tế Fading chậm một phần khơng tƣơng quan giữa
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
các cell và bằng cách thực hiện chuyển giao, máy di động cĩ thể chọn lựa một liên kết thơng tin tốt hơn. Hơn nữa, chuyển giao mềm đem lại một độ lợi phân tập bổ sung chống lại Fading nhanh bằng cách giảm Eb/N0 tuỳ theo liên kết vơ tuyến đơn do tác dụng của việc kết hợp phân tập macro.
Việc dự trữ Fading chậm theo yêu cầu sẽ đánh giá đƣợc xác xuất vùng phủ sĩng nhƣ sau:
Hình 3-4 Ảnh hưởng của SFM đến vùng phủ sĩng.
Thơng thƣờng trong các hệ thống WCDMA, thì SFM cĩ giá trị và ảnh hƣởng đến hiệu suất vùng phủ nhƣ sau:
Bảng 3-3 Giá trị SFM thơng dụng
Dense urban Urban Suburban Rural
Hiệu suất phủ sĩng 95% 95% 90% 90%
Shadow fading Margin, dB 6 6,06 4,1 3,8
- Độ dự trữ Fading nhanh (khoảng hở điều khiển cơng suất): Một số khoảng hở cần cho cơng suất phát của trạm di động để duy trì việc điều khiển cơng suất hợp lý. Thơng số này đƣợc áp dụng một cách đặc biệt cho MS di chuyển chậm mà tại đĩ điều khiển cơng suất nhanh cĩ thể bù Fading nhanh một cách hiệu quả.
Xác xuất bao phủ
Fngƣỡng
Hàm xác xuất vùng phủ: P COVERAGE (x) = P [F(x) > Fngƣỡng ]
Received Signal Level [dBm]
SFM yêu cầu Khơng cĩ SFM
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ngồi ra đê tính tốn quỹ đƣờng truyền vơ tuyến, cần quan tâm đến các giả định thơng số nhƣ suy hao, độ lợi, cơng suất phát…điển hình nhƣ các thơng số sau:
Bảng 3-4 Thơng số giả định của MS
Thoại & Data tốc độ thấp Data tốc độ cao
Cơng suất phát lớn nhất 21-22 dBm 24 dBm
Tăng ích anten 0 dBi 2 dBi
Suy hao cơ thể 3 dB 0 dB
Bảng 3-5 Thơng số giả định của Node-B
Hình dạng nhiễu 2,1 dB tại tần số 2,1GHz
Tăng ích anten 18 dBi
E0/N0 yêu cầu CS 12,2: 4,3 dB (GoS: 0,01%) CS 64: 2,8 dB (GoS: 0,01%) PS 64: 1,4 dB (BLER: 1%) PS 128 : 1 dB (BLER: 1%) PS 384 : 1,5 dB (BLER: 1%) Suy hao cáp 0,5 dB khi sử dụng TMA
3 dB khi khơng sử dụng TMA
Ngồi ra yếu tố anten ảnh hƣởng đến quỹ cơng suất đƣờng truyền chính là độ cao anten. Thơng thƣờng khi thực hiện lắp đặt hệ thống WCDMA từ hệ thống 2G hiện cĩ thì anten thƣờng đƣợc lắp đặt chung với cột anten của hệ thống 2G, với cơ sở hạ tầng hiện cĩ của các mạng di động tại Việt Nam thì độ cao anten của hệ thống mới theo loại vùng phủ sẽ cĩ giá trị nhƣ sau:
Bảng 3-6 Thơng số độ cao anten theo vùng phủ sĩng
Loại vùng phủ Độ cao Anten
Dense Urban 25~30 m
Urban 30~35 m
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn