Quy hoạch tần số là để cung cấp dung lượng và vùng phủ cần thiết bên trong dải tần số đã cho. Phổ tần dành cho thông tin di động là nhỏ, số sóng mang sử dụng rất ít trong khi đó số lượng thuê bao ngày càng tăng lên do đó sử dụng hiệu quả tần số trong hệ thống thông tin di động tế bào là rất cần thiết. Để giải quyết vấn đề này, người ta chia vùng địa lý thành các tế bào (cell) lát kín toàn bộ vùng phủ sóng. Mỗi cell có 1 trạm gốc, nhưng số tần số
Vì vậy, phải sử dụng lại tần số-được gọi là tái sử dụng tần số, nhưng nhiễu phải ở mức cho phép. Để đảm bảo tránh nhiễu thì các tế bào lân cận nhau không được dùng chung 1 tần số. Hai dạng nhiễu chính do hệ thống thông tin di động gây ra là nhiễu đồng kênh và nhiễu kênh lân cận.
Như vậy, để đảm bảo việc quy hoạch tần số đạt hiệu quả tốt nhất thì vấn đề quy hoạch cell là rất cần thiết.
Khi hệ thống bắt đầu sử dụng, số thuê bao còn thấp, để tối ưu thì kích thước cell phải lớn. Nhưng khi dung lượng hệ thống tăng lên thì kích thước cell cũng phải giảm đi để đáp ứng với dung lượng mới, tức là phải chia tế bào nhỏ hơn. Như vậy, kích thước tế bào càng nhỏ thì dung lượng thông tin càng tăng. Tuy nhiên, kích thước cell nhỏ điều đó tương đương với cần phải thêm nhiều vị trí trạm gốc hơn, chi phí sẽ cao hơn. Đứng trên quan điểm kinh tế, việc quy hoạch cell phải đảm bảo chất lượng hệ thống khi số thuê bao tăng lên, nhưng đồng thời chi phí phải là thấp nhất. Để đáp ứng được yêu cầu này, phương pháp để giảm nhỏ kích thước tế bào được gọi là tách cell (cell split).
Giai đoạn 1: Khi mạng lưới mới được thiết lập, lưu lượng còn thấp, số lượng đài trạm còn ít thì mạng thường sử dụng các “ommi cell”- cell vô hướng, phạm vi phủ sóng rộng và cell vô hướng này thường được áp dụng trong những vùng nông thôn, nơi có mật độ dân cư thưa thớt.
Hình 2-13: Các ommi cell ban đầu
Giai đoạn 2: Khi mạng được mở rộng, dung lượng được tăng lên khi đó phải tái sử dụng tần số. Ở giai đoạn này, những vị trí lúc đầu của BTS khi mang anten vô hướng có thể được sử dụng bằng cách thay vào đó là các anten có hướng. Khi đó, mỗi vị trí này có thể phục vụ 3 cell mới, những cell này
nhỏ hơn và có 3 anten định hướng đặt ở vị trí này, góc giữa các anten này là 1200. Điều này gọi là sector hoá cell.
Việc chia cell 1: 3 sử dụng lại vị trí trạm gốc cũ và thêm gấp đôi trạm gốc mới cho các BTS mới, anten BTS phải dịch hướng 300 ngược chiều quay của kim đồng hồ. Với việc chia một ô thành 3 ô nhỏ thì dung lượng sẽ được tăng lên 3 lần. Bán kính của ô nhỏ là:
3
R
r = Trong đó: R là bán kính của ô
lớn (trước khi chia tách) và r là bán kính của ô nhỏ (sau khi chia tách). Việc chia cell 1:3 được thể hiện qua hình vẽ dưới đây.
Hình 2-14: Chia cell ở giai đoạn 2
Giai đoạn 3: Đây là quá trình 1 cell tách thành 4. Lần chia tách này sử dụng lại vị trí site cũ và thêm 3 site mới cho các BTS mới. Sự tách này không đòi hỏi xoay hướng anten ở tất cả các BTS ở các site cũ. Với việc chia tách này thì dung lượng hệ thống, số lượng site tăng 4 lần so với trước khi tách. Bán kính của ô nhỏ (sau khi tách) là:
4
R r = .
Hình 2-15: Chia cell ở giai đoạn 3
Ưu điểm của việc chia tế bào là: - Tăng dung lượng của mạng
- Hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn - Đảm bảo chất lượng phủ sóng.
Tuy nhiên, với việc chia tế bào cũng có hạn chế là:
- Rất khó thực hiện vì việc thiết kế các site mới đòi hỏi phải khảo sát lựa chọn một cách kỹ lưỡng trước khi lắp đặt các trạm để vừa thuận lợi cho việc bảo dưỡng tối ưu mạng vừa thuận tiện về mặt nhà trạm, truyền dẫn và nguồn điện lưới cung cấp để vận hành mạng.
- Phải ấn định lại tần số cho các trạm.
- Với việc chia cell như vậy, đồng nghĩa với việc lắp thêm các vị trí trạm mới, đòi hỏi kinh phí lớn.
Vì vậy, cell không thể chia nhỏ quá được. Để giải quyết vần đề dung lượng ở những khu vực nông thôn nên sử dụng các cell có vùng phủ sóng lớn, tương ứng với nó số lượng cell sẽ sử dụng ít hơn để đáp ứng cho lưu lượng
thấp và số người dùng với mật độ thấp hơn. Còn ở khu vực thành thị có mật độ dân cư đông đúc thì việc sử dụng các microcell, picocell sẽ trở nên phổ biến với phạm vi phủ sóng nhỏ. Thay vì sử dụng một trạm công suất lớn, người ta sử dụng nhiều trạm công suất nhỏ trong vùng phủ sóng được ấn định trước, công suất bức xạ của BTS (thường là các trạm repeater) thấp.