2.2.2.1. Phƣơng thức song công.
Hai phƣơng thức song công đƣợc sử dụng trong kiến trúc WCDMA: Song công phân chia theo thời gian (TDD) và song công phân chia theo tần số (FDD). Phƣơng pháp FDD cần hai băng tần cho đƣờng lên và đƣờng xuống. Phƣơng thức TDD chỉ cần một băng tần. Thông thƣờng phổ tần số đƣợc bán cho các nhà khai thác theo các dải có thể bằng 2x10MHz hoặc 2x15MHz cho mỗi bộ điều khiển. Mặc dù có một số đặc điểm khác nhau nhƣng cả hai phƣơng thức đều có tổng hiệu suất gần giống nhau. Chế độ TDD không cho phép giữa máy di động và trạm gốc có trễ truyền lớn, bởi vì sẽ gây ra đụng độ giữa các khe thời gian thu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 42
và phát. Vì vậy mà chế độ TDD phù hợp với các môi trƣờng có trễ truyền thấp, cho nên chế độ TDD vận hành ở các pico cell. Một ƣu điểm của TDD là tốc độ dữ liệu đƣờng lên và đƣờng xuống có thể rất khác nhau, vì vậy mà phù hợp cho các ứng dụng có đặc tính bất đối xứng giữa đƣờng lên và đƣờng xuống, chẳng hạn nhƣ Web browsing. Trong quá trình hoạch định mạng, các ƣu điểm và nhƣợc điểm của hai phƣơng pháp này có thể bù trừ. Luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu chế độ FDD.
Hình dƣới đây chỉ ra sơ đồ phân bố phổ tần số của hệ thống UMTS Châu Âu.
Hình 2.12: Phân bố phổ tần cho UMTS châu Âu.
2.2.2.2. Dung lƣợng mạng
Kết quả của việc sử dụng công nghệ đa truy nhập trải phổ CDMA là dung lƣợng của các hệ thống UMTS không bị giới hạn cứng, có nghĩa là một ngƣời sử dụng có thể bổ sung mà không gây ra nghẽn bởi số lƣợng phần cứng hạn chế. Hệ thống GSM có số lƣợng các liên kết và các kênh cố định chỉ cho phép mật độ lƣu lƣợng lớn nhất đã đƣợc tính toán và hoạch định trƣớc nhờ sử dụng các mô hình thống kê. Trong hệ thống UMTS bất cứ ngƣời sử dụng mới nào sẽ gây ra một lƣợng nhiễu bổ sung cho những ngƣời sử dụng đang có mặt trong hệ thống, ảnh hƣởng đến tải của hệ thống. Nếu có đủ số mã thì mức tăng nhiễu do tăng tải là cơ cấu giới hạn dung lƣợng chính trong mạng. Việc các cell bị co hẹp lại do tải cao và việc tăng dung lƣợng của các cell mà các cell lân cận nó có mức nhiễu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 43
thấp là các hiệu ứng thể hiện đặc điểm dung lƣợng xác định nhiễu trong các mạng CDMA. Chính vì thế mà trong các mạng CDMA có đặc điểm “dung lƣợng mềm”. Đặc biệt, khi quan tâm đến chuyển giao mềm thì các cơ cấu này làm cho việc hoạch định mạng trở nên phức tạp.
2.2.2.3. Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD
Giao diện vô tuyến UTRA FDD có các kênh logic, chúng đƣợc ánh xạ vào các kênh chuyển vận, các kênh chuyển vận lại ánh xạ vào kênh vật lý. Hình vẽ sau chỉ ra sơ đồ các kênh và sự ánh xạ của chúng vào các kênh khác.
Hình 2.13: Sơ đồ ánh xạ giữa các kênh khác nhau.
2.2.2.4. Cấu trúc Cell.
Trong suốt quá trình thiết kế của hệ thống UMTS cần phải chú ý nhiều hơn đến sự phân tập môi trƣờng của ngƣời sử dụng. Các môi trƣờng nông thôn ngoài trời, đô thị ngoài trời, hay đô thị trong nhà đƣợc hỗ trợ bên cạnh các mô hình di động khác nhau gồm ngƣời sử dụng tĩnh, ngƣời đi bộ đến ngƣời sử dụng trong môi trƣờng xe cộ đang chuyển động với vận tốc rất cao. Để yêu cầu một vùng phủ sóng rộng khắp và khả năng roaming toàn cầu, UMTS đã phát triển cấu trúc lớp các miền phân cấp với khả năng phủ sóng khác nhau. Lớp cao nhất bao gồm các vệ tinh bao phủ toàn bộ trái đất; Lớp thấp hơn hình thành nên mạng truy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 44
nhập vô tuyến mặt đất UTRAN. Mỗi lớp đƣợc xây dựng từ các cell, các lớp càng thấp các vùng địa lý bao phủ bởi các cell càng nhỏ. Vì vậy các cell nhỏ đƣợc xây dựng để hỗ trợ mật độ ngƣời sử dụng cao hơn. Các cell macro đề nghị cho vùng phủ mặt đất rộng kết hợp với các micro cell để tăng dung lƣợng cho các vùng mật độ dân số cao. Các cell pico đƣợc dùng cho các vùng đƣợc coi nhƣ là các “điểm nóng” yêu cầu dung lƣợng cao trong các vùng hẹp (ví dụ nhƣ sân bay…). Những điều này tuân theo 2 nguyên lý thiết kế đã biết trong việc triển khai các mạng tế bào: các cell nhỏ hơn có thể đƣợc sử dụng để tăng dung lƣợng trên một vùng địa lý, các cell lớn hơn có thể mở rộng vùng phủ sóng.
Hình 2.14: Cấu trúc cell UMTS.