Các mục đích tính quỹ công suất vô tuyến là để tính diện tích vùng phủ tế bào hay cự ly phủ sóng. Khi xác định diện tích vùng phủ tế bào, mục đích là để san bằng công suất đường lên và đường xuống. Công suất truyền dẫn của BTS cao hơn so với công suất truyền dẫn của MS, và vì vậy độ nhạy máy thu của BTS phải cao hơn, điều này có nghĩa là diện tích vùng phủ sóng của anten trạm gốc lớn hơn diện tích vùng phủ sóng của anten trạm di động.
Bài toán quỹ công suất thực chất là phân bố (Pt ÷Pr). Quỹ công suất (Pt ÷Pr) được chia làm 3 khoảng:
- Path loss: Tổn hao đường truyền: PL [dB]
- Tổn hao do phading chậm (shadowed fading loss): SF [dB] - Phading nhanh (fast fading): FF [dB]
Linkbudget=PL( )d[ ]dB +SF[ ]dB +FF[ ] [dB =Pt dBm]−Pr[dBm] [dB] (2.9) Trong đó: PL(d) phụ thuộc vào: hBS[m], hMS[m], địa hình, tần số.
Với giả thiết cho:
- Path loss: PL
- Slow fading loss (margin): Độ dự trữ phading chậm - Fast fading loss (margin): Độ dự trữ phading nhanh
Trên thực tế việc thu tín hiệu tại máy thu phụ thuộc vào công suất phát và ảnh hưởng của tổn hao đường truyền, cụ thể với phading. Phading thay đổi thất thường, lúc “thăng” lúc “giáng”. Nếu phading “giáng” điều này tương đương với tổn hao công suất, do đó ta phải tính lượng dự trữ cho phading “giáng”.
Trong đó:
- Công suất phát, ký hiệu là Pt chính là EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power – Công suất phát xạ đẳng hướng tương đương)
dup feeder jumper conector it HPA t P G L L L L P = + − − − − [dBm] (2.10) Với:
- Git là tăng ích của anten phát so với anten Isotropic (anten đẳng hướng) [dB]
- PHPA là công suất bộ khuếch đại công suất [dBm]
- Lconector; Ljumper; Lfeeder; Ldup là tổn hao bộ kết nối, jumper, duplexer [dB] Ta có hình vẽ sau:
Hình 2-9: Bộ phát đầu cuối
- Pr[dBm] chính là chỉ tiêu máy thu hay Pthu ngưỡng[dBm]. Để máy thu thu được tín hiệu thì Pr ≥ Pthu ngưỡng. Hay: Pt - Link budget ≥ Pthu ngưỡng
Vậy cự ly vùng phủ lớn nhất (dmax) xảy ra khi:
Pt - Link budget = Pthu ngưỡng (2.11)
Với hàm mật độ xác suất của phading chậm có dạng phân bố chuẩn Gaoxơ: Với phading nhanh có hàm mật độ xác suất Rayleigh.
Bằng phương pháp đồ thị ta có hình vẽ minh hoạ tính cự ly vùng phủ sóng như sau:
Hình 2-10: Mô tả tính cự ly vùng phủ sóng
Phần gạch chéo (1÷2%) do phổ trải dài ra vô hạn, nên ta không thể dự trữ cho tất cả, chấp nhận bỏ đi 1÷2% (thường là 1%) và tổng diện tích 2 phần này chính là xác suất rớt cuộc gọi.
Để tăng cự ly vùng phủ sóng thì ta phải tăng chiều cao anten và điều chỉnh góc ngẩng down-tilt của anten sao cho vùng phủ là tốt nhất và không gây nhiễu sang vùng lân cận.
Như vậy, để ước lượng được cự ly vùng phủ sóng thì công việc tính toán quỹ công suất rất quan trọng.
2.3.2.2 Quy hoạch vùng phủ
Mục đích của quy hoạch vùng phủ là để tìm ra định vị tối ưu cho các trạm gốc, đặc biệt là trong trường hợp mạng vùng phủ định vị BTS bị giới hạn.
Bước đầu tiên trong quy hoạch vùng phủ là bắt đầu kế hoạch sơ bộ dựa trên tính toán số các trạm gốc từ giai đoạn định cỡ. Nhưng trong giai đoạn này các định vị của BTS chỉ mang tính lý thuyết vì chưa được thẩm định Cách sử dụng các anten vô hướng hoặc anten được chia sector là chiến lược quy hoạch. Các tế bào vô hướng có thể được sử dụng trong các vùng nông thôn hoặc trong các vùng có dân cư tập trung thưa thớt vì ở đó yêu cầu về dung lượng là không cao.
Bước tiếp theo là bắt đầu tìm định vị trạm gốc thực tế, đây là nhiệm vụ của đội dò sóng. Để tìm một vị trí BTS tối ưu là yếu tố cần thiết nhưng rất phức tạp. Khi định vị BTS thực tế đã được tìm thấy thì định vị ban đầu được thay đổi và kế hoạch cũng như các diện tích vùng phủ tế bào cũng được tính toán lại, sử dụng các tham số mới.
Thông thường kế hoạch được chia thành các segment nhỏ hơn, mỗi segment bao gồm một vài trạm gốc được định vị gần nhau. Mục đích là để tìm ra segment định vị BTS thực tế. Tìm thấy định vị trạm gốc thực tế là yêu cầu dung lượng và vùng phủ đạt được.
Khi tính toán vùng phủ tế bào với công cụ quy hoạch như dùng bản đồ thì cự ly tính toán phải rộng để phát hiện nhiễu phản xạ. Phương pháp chung để minh hoạ cho vùng phủ được tính toán là xem bản đồ ghép lại với các ngưỡng vùng phủ đã được xác định. Với cách trình bày kiểu này thì rất dễ dàng để thấy các “gap” trong diện tích vùng phủ (gap là khe hở mà không có sóng). Để xoá gap ta có thể tăng công suất đầu ra BTS, tăng độ cao anten hoặc thay đổi down-tilt của annten sao cho phù hợp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một cách hữu dụng khác là xem xét bản đồ vùng phủ chiếm ưu thế. Cách này được thể hiện là mỗi tế bào có một màu cụ thể, và mỗi tế bào này cho một vùng phủ chiếm ưu thế. Do vậy, ngưỡng vùng phủ ở đây không còn được sử dụng nữa. Với phương pháp này thì ranh giới vùng phủ không còn được nghiêm ngặt nữa vì độ dự trữ chuyển giao (HO-Handover). Chuyển giao là một quá trình “gán lại” liên lạc của một trạm di động sang một BS khác khi MS di động ra khỏi vùng phục vụ của một BS. Mỗi máy di động đều có một mức công suất thu tối thiểu, tại đó chất lượng cuộc gọi ở mức chấp nhận được. Để tránh rớt cuộc gọi thì việc chuyển giao phải xảy ra ở mức công suất PrH/O>Pr min . Độ dự trữ chuyển giao là ∆ = PrH/O - Pr min. Khi rời vùng chiếm ưu thế của một tế bào sang tế bào khác thì tế bào khác bắt đầu chiếm ưu thế, nhưng việc chuyển giao này chỉ thực hiện khi vùng phủ của tế bào thứ hai là tốt hơn so với dự trữ HO. Vì vậy, máy di động vấn được kết nối trong thời gian ngắn tới tế bào đầu tiên trong khi tế bào thứ hai là chiếm ưu thế.