6. KẾT CẤU
3.2.1.2 Tớnh toỏn quỹ đường truyền vụ tuyến
Cũng giống như cỏc hệ thống thụng tin di động tế bào khỏc, quỹ đường truyền trong hệ thống WCDMA dựng để tớnh toỏn suy hao đường truyền cho phộp lớn nhất để tớnh toỏn vựng phủ (tớnh bỏn kớnh cell) của một trạm gốc và trạm di động. Cỏc thành phần để tớnh suy hao cho phộp lớn nhất của tớn hiệu từ trạm phỏt đến trạm thu gọi là quỹ đường truyền. Quỹ đường truyền tổng quỏt cho cả đường lờn và đường xuống bao gồm cỏc thành phần sau:
(a) Cụng suất mỏy phỏt (dBm):
(a1) Cụng suất mỏy phỏt trung bỡnh trờn một kờnh lưu lượng (dBm): là giỏ trị trung bỡnh của cụng suất phỏt tổng trờn một chu trỡnh truyền dẫn với cụng suất phỏt cực đại lỳc bắt đầu phỏt.
(a2) Cụng suất mỏy phỏt cực đại trờn một kờnh lưu lượng (dBm): cụng suất tổng cộng tại đầu ra của mỏy phỏt cho một kờnh lưu lượng đơn.
(a3) Cụng suất mỏy phỏt tổng cộng cực đại (dBm): tổng cụng suất phỏt cực đại của tất cả cỏc kờnh.
(b) Tổn hao do ghộp, giắc cắm và do cỏp(mỏy phỏt) (dB): suy hao tổng cộng của tất cả cỏc thành phần của hệ thống truyền dẫn giữa đầu ra của mỏy phỏt và đầu vào anten.
(c) Tăng ớch anten phỏt (dBi): tăng ớch cực đại của anten phỏt trong mặt phẳng ngang (xỏc định theo dB so với một vật phỏt xạđẳng hướng).
(d) EIRP của mỏy phỏt (dBm):
(d1) EIRP của mỏy phỏt trờn một kờnh lưu lượng (dBm): tổng cụng suất đầu ra mỏy phỏt cho một kờnh (dBm), cỏc suy hao do hệ thống truyền dẫn (-dB) và tăng ớch anten mỏy phỏt (dBi) theo hướng bức xạ cực đại.
(d2). EIRP của mỏy phỏt: tổng của cụng suất mỏy phỏt của tất cả cỏc kờnh (dBm), cỏc suy hao do hệ thống truyền dẫn (-dB), và tăng ớch anten phỏt (dBi).
(e). Tăng ớch anten thu (dBi): tăng ớch tối đa của anten thu trong mặt phẳng ngang; nú được xỏc định theo dB so với một vật phỏt xạđẳng hướng.
(f). Tổn hao do bộ chia, đầu nối và do cỏp (Mỏy thu) (dB): bao gồm cỏc tổn hao của tất cả cỏc thành phần trong hệ thống truyền dẫn giữa đầu ra của anten thu và đầu vào của mỏy thu .
(g).Hệ số tạp õm mỏy thu (dB): hệ số tạp õm của hệ thống thu tại đầu vào mỏy thu.
(h) (H). Mật độ tạo õm nhiệt, N0(dBm/Hz): cụng suất tạp õm trờn một Hz tại đầu vào mỏy thu. Lưu ý rằng (h) là đơn vị logarit cũn (H) là theo đơn vị tuyến tớnh.
(i) (I). Mật độ nhiễu mỏy thu I0 (dBm/Hz): cụng suất nhiễu trờn một Hz tại đầu vào mỏy thu. Nú tương ứng với tỷ số cụng suất nhiễu trong dải trờn độ rộng băng tần. Lưu ý (i) là theo đơn vị logarit và (I) theo đơn vị tuyến tớnh. Mật độ nhiễu mỏy thu I0 đối với đường xuống là cụng suất nhiễu trờn một Hz tại mỏy thu MS ở biờn giới vựng phủ súng, trong một cell phớa trong.
(j) Mật độ tạp õm nhiễu hiệu dụng tổng cộng (dBm/Hz): tổng logarit của mật độ tạp õm mỏy thu và hệ số tạp õm mỏy thu cộng số học với mật độ nhiễu mỏy thu.
(k). Tốc độ thụng tin (10log10(Rb)) (dBHz): tốc độ bit của kờnh theo (dBHz); việc lựa chọn Rb phải phự hợp với cỏc giả thiết Eb.
(l) Tỷ số Eb/(N0+I0) yờu cầu (dB): tỷ số giữa năng lượng thu được của một bớt thụng tin trờn mật độ cụng suất nhiễu và tạp õm hiệu dụng cần thiết để thoả món được cỏc mục tiờu về chất lượng.
(m). Độ nhạy mỏy thu (j+k+l) (dBm): mức tớn hiệu cần đạt được tại đầu vào mỏy thu để cú được tỷ số Eb/(N0+I0) yờu cầu.
(n) Độ lợi/ Suy hao chuyển giao (dB): độ lợi/suy hao (ữ) do việc chuyển giao để duy trỡ độ tin cậy cụ thể tại biờn giới cell.
(o) Tăng ớch (độ lợi) phõn tập (dB): tăng ớch hiệu dụng đạt được nhờ sử dụng cỏc kỹ thuật phõn tập. Nếu tăng ớch phõn tập đó được gộp trong Eb/(N0+I0), thỡ nú sẽ khụng được đưa thờm ở đõy.
(o’)Cỏc tăng ớch khỏc (dB): cỏc tăng ớch phụ, vớ dụ nhưđa truy nhập phõn tập theo khụng gian cú thể tạo thờm tăng ớch anten.
(p)Độ dự trữ phadinh chuẩn Log (dB):được xỏc đinh tại biờn giới cell đối với cỏc cell riờng lẻ ứng với độ dự trữ yờu cầu để cung cập xỏc suất phủ súng xỏc định trờn cỏc cell riờng lẻ.
(q). Suy hao đường truyền tối đa (dB): suy hao tối đa để cho phộp để mỏy thu cú thể thu được tớn hiệu từ mỏy phỏt tại biờn giới cell:
Suy hao tối đa = d1–m+(e-f)+o+o’+n-p
(r). Bỏn kớnh tối đa, Rmax (km): được tớnh toỏn cho mỗi hoàn cảnh triển khai, nú được xỏc định bằng bỏn kớnh ứng với suy hao tối đa.
Trong WCDMA, cú một số cỏc thụng sốđặc biệt trong quỹđường truyền mà khụng được sử dụng trong hệ thống truy nhập vụ tuyến của GSM, đú 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 tỏc động nờn vựng phủ, nờn cần phải cú độ dự trữ nhiễu. Nếu cho phộp tải trong hệ thống càng lớn, độ dữ trữ nhiễu cần thiết cho đường lờn càng lớn và vựng phủ càng nhỏ. Giỏ trị tải tổng cộng cú ảnh hưởng trực tiếp đến vựng phủ cell và vỡ thế mà ảnh hưởng giỏn tiếp đến chất lượng của cỏc dịch vụ.
10
10*log (1 )
IM = − −η
- 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 cỏch giảm độ dự trữ Fading chuẩn log yờu cầu. Do trờn thực tế Fading chậm một phần khụng tương quan giữa cỏc cell và bằng cỏch thực hiện chuyển giao, mỏy di động cú thể chọn lựa một liờn kết thụng tin tốt hơn. Hơn nữa, chuyển giao mềm đem lại một độ lợi phõn tập bổ sung chống lại Fading nhanh bằng cỏch giảm Eb/N0 tuỳ theo liờn kết vụ tuyến đơn do tỏc dụng của việc kết hợp phõn tập macro.
Việc dự trữ Fading chậm theo yờu cầu sẽđỏnh giỏ được xỏc xuất vựng phủ súng như sau:
Hỡnh 3-4 Ảnh hưởng của SFM đến vựng phủ súng.
Thụng thường trong cỏc hệ thống WCDMA, thỡ SFM cú giỏ trị và ảnh hưởng đến hiệu suất vựng phủ như sau:
Bảng 3-3 Giỏ trị SFM thụng dụng.
Dense urban Urban Suburban Rural
Hiệu suất phủ súng 95% 95% 90% 90% Shadow fading Margin, dB 6 6,06 4,1 3,8
- Độ dự trữ Fading nhanh (khoảng hở điều khiển cụng suất): Một số khoảng hở cần cho cụng suất phỏt của trạm di động để duy trỡ việc điều khiển cụng suất hợp
Fngưỡng
Hàm xỏc xuất vựng phủ:
P COVERAGE (x) = P [F(x) > Fngưỡng]
Received Signal Level [dBm]
Xỏc xuất bao phủ
SFM yờu cầu Khụng cú SFM
lý. Thụng số này được ỏp dụng một cỏch đặc biệt cho MS di chuyển chậm mà tại đú điều khiển cụng suất nhanh cú thể bự Fading nhanh một cỏch hiệu quả.
Ngoài ra đờ tớnh toỏn quỹ đường truyền vụ tuyến, cần quan tõm đến cỏc giả định thụng số như suy hao, độ lợi, cụng suất phỏt…điển hỡnh như cỏc thụng số sau:
Bảng 3-4 Thụng số giảđịnh của MS.
Thoại & Data tốc độ thấp Data tốc độ cao Cụng suất phỏt lớn nhất 21-22 dBm 24 dBm
Tăng ớch anten 0 dBi 2 dBi
Suy hao cơ thể 3 dB 0 dB Bảng 3-5 Thụng số giảđịnh của Node-B. Hỡnh dạng nhiễu 2,1 dB tại tần số 2,1GHz Tăng ớch anten 18 dBi E0/N0 yờu 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 cỏp 0,5 dB khi s3 dB khi khụng sử dụng TMA ử dụng TMA
Ngoài ra yếu tố anten ảnh hưởng đến quỹ cụng suất đường truyền chớnh là độ cao anten. Thụng thường khi thực hiện lắp đặt hệ thống WCDMA từ hệ thống 2G hiện cú thỡ anten thường được lắp đặt chung với cột anten của hệ thống 2G, với cơ sở hạ tầng hiện cú của cỏc mạng di động tại Việt Nam thỡ độ cao anten của hệ thống mới theo loại vựng phủ sẽ cú giỏ trị như sau:
Bảng 3-6 Thụng sốđộ cao anten theo vựng phủ súng.
Loại vựng phủ Độ cao Anten
Dense Urban 25~30 m
Urban 30~35 m
Suburban 35~40 m