b) Sử dụng các anten thông minh (Smart Anten) Các anten này chophép tập trung
3.5. Đa truy cập phân chia theo không gian – SDMA
Đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA) được sử dụng ở tất cả các hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong: cả ở hệ thống tương tự và hệ thống số. Các hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong cho phép đa truy nhập đến một kênh vô tuyến chung (hay tập các kênh) trên cơ sở ô (tuỳ theo vị trí của máy di động trên mặt đất). Các hệ thông thông tin vô tuyến tổ ong là minh hoạ cụ thể nhất của SDMA. Yếu tố hạn chế đối với kiểu SDMA này là hệ số tái sử dụng tần số. Tái sử dụng tần số là khái niệm chủ yếu ở vô tuyến tổ ong, trong đó nhiều người sử dụng chia sẻ đồng thời cùng một tần số. Các người sử dụng này phải đủ cách xa nhau để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh (nhiễu cùng tần số). Tập các tần số trong cùng một ô có thể đựơc lặp lại ở các ô khác trong hệ thống nếu đảm bảo đủ khoảng cách giữa các ô sử dụng cùng tần số để ngăn chặn nhiễu giao thoa đồng kênh.
Có rất nhiều sơ đồ SDMA trong các hệ thống tổ ong hiện nay: ô mini, ô micro, ô phân đoạn, ô dù che và các anten thông minh. Đây là các phương pháp phân chia không gian trong đó các máy di động làm việc với độ phân giải không gian cao hơn và nhờ vậy
rút ngắn khoảng cách giữa các người sử dụng mà không vi phạm các quy định về nhiễu đồng kênh.
1. Ô micro được phủ sóng bởi các trạm gốc có công suất rất thấp ở các vùng mật độ lưu lượng cao trong hệ thống.
2. Ô dù phủ là các ô rất lớn được thiết kế để gánh đỡ tải cho các ô micro
3. Các ô phân đoạn là các ô được phủ sóng bới các đoạn ô 1200 hoặc 600 bằng các anten có tính hướng nhờ vậy tăng được dung lượng hệ thống. Thí dụ về ô không phân đoạn được phủ sóng bằng anten vô hướng và ô có phân đoạn được phủ sóng bằng ba anten có hướng với độ rông búp hướng là 1200 được cho ở hình 1.22.
4. Các anten thông minh là các phát kiến mới nhất cho hệ thống thông tin tổ ong vô tuyến.
Các anten này tạo ra các búp sóng khá hẹp nhờ vậy tăng đáng kể vùng phủ sóng và dung lượng hệ thống.
Hình 3.14. Vùng phủ sóng của trạm gốc ở vô tuyến tổ ong: a) phủ sóng vô hướng; b) phủ sóng có hướng: mỗi ô được chia thành ba đoạn ô lệch nhau 1200
Anten thông minh
Anten thông minh bao gồm hệ thống anten búp hướng chuyển mạch (SBS: Switched Beam System) hay hệ thống anten thích ứng (hình 1.23 và 1.24). SBS sử dụng nhiều búp cố định trong một đoạn ô và chuyển mạch để chọn búp tốt nhất cho việc thu tín
được kết hợp theo các tiêu chuẩn như: sai lỗi bình phương trung bình cực tiểu (MMSE= Minimum Mean Square Error) hay bình phương thấp nhất (LS= Least Squares) để đạt được tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR cực đại. Ưu điểm của hệ thống anten thích ứng so với SBS là ngoài việc đạt được độ khuyếch đại M lần, nó còn đảm bảo độ lợi phân tập M lần. Khi công suất phát không đổi các anten thông minh có thể tăng vùng phủ bằng cách tăng hệ số khuyếch đại anten. Anten có hệ số khuyếch đại tăng M lần sẽ cho phép tăng vùng phủ M1/n lần, trong đó n là luỹ thừa của tổn hao đường truyền. Nhờ vậy có thể giảm số BS M2/n lần. Một SBS với M búp có thể tăng dung lượng hệ thống M lần nhờ giảm nhiễu.
Một hệ thống anten thích ứng còn có thể cung cấp độ lợi bổ sung nhờ việc triệt nhiễu tốt hơn.
Hình 3.15. Anten thông minh. a) hệ thống búp hướng chuyển mạch; b) hệ thống anten thích ứng
Búp hẹp hướng đến MS
Các phần tử anten Dịch pha và khuyếch đại
Đến máy phát hoặc máy thu
Hình 3.16. Anten thông minh thích ứng dạng dàn
SDMA thường được sử dụng như là một phương pháp đa truy nhập bổ sung cho ba phương pháp đa truy nhập đầu tiên để tăng dung lượng cho các mạng thông tin đa truy nhập vô tuyến sử dụng các phương pháp này.
Chương 4