L w: tổn hao của bức tường thứ w.
2.3.1 Tái sử dụng tần số và nhiễu
Hiện nay, Việt Nam đang có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động GSM như là Vinaphone, Mobiphone, Viettel cùng đồng thời hoạt động trên dải tần số P-GSM và dải 1800Mhz. Vì thế, dải tần số hạn hẹp phải chia sẻ đều cho cả nhiều mạng. Tài nguyên tần số có hạn trong khi lượng thuê bao ngày càng tăng lên một nhiều. Vì vậy, việc tái sử dụng lại tần số là điều tất yếu. Tuy nhiên, khi tái sử dụng lại tần số thì vấn đề can nhiễu xuất hiện. Do vậy, việc thiết kế tần số là điều tất yếu để mạng có chất lượng tốt nhất
Tái sử dụng tần số là sử dụng cỏc kờnh vô tuyến ở cùng một tần số tại những vị trí địa lý khác nhau. Cỏc vựng địa lý này cách nhau một khoảng cách đủ lớn để có thể trỏnh cỏc ảnh hưởng của tần số đó tới mức chấp nhận được. Khoảng cách tái sử dụng tần số trực tiếp ảnh hưởng tới tỷ số sóng mang trên nhiễu và vì vậy cũng trực tiếp ảnh hưởng tới chất lượng và dung lượng mạng.
Khoảng cách tái sử dụng tần số được tính bằng:
(2.20) D: là khoảng cách tái sử dụng tần số;
R: bán kính tế bào; N: cluster (cụm);
N, Cluster hay còn gọi là cụm. Cụm là tập hợp những tế bào (cell) mà tại đó không có tái sử dụng tần số. Khi muốn mở rộng người kỹ sư chỉ cần sao chép cụm này lên N lần. Hình 2.2 là một ví dụ thể hiện 3 cụm N=7.
Hình 2.2 - Cụm gồm 7 cell
Có nhiều mẫu tái sử dụng tần số, nhưng phổ biến là 3/9, 4/12, 7/21.
• Mẫu tái sử dụng tần số 3/9 sử dụng các 9 nhóm tần số, trong
một mẫu sử dụng lại tần số 3 trạm. Mẫu tái sử dụng tần số này có ưu điểm là dung lượng lớn do tần số được sử dụng nhiều cho một trạm, nhưng khoảng cách tái sử dụng tần số giảm. Vì thế, mẫu này có tỷ lệ xuất hiện nhiễu đồng kênh C/I cao. Mẫu này thường được áp dụng cho những vùng mà mật độ thuê bao lớn. Mô hình này phù hợp với việc phụ vụ môi trường INDOOR cho các tòa nhà cao tầng khi mà sóng từ bên trong ra ngoài sẽ bị suy hao rất lớn và ít ảnh hưởng tới bên ngoài.
• Mẫu tái sử dụng tần số 4/12. mô hình này sử dụng 12 nhóm tần
số cho 4 trạm. Trong mô hình này số lượng tần số trong mỗi tế bào sẽ nhỏ hơn vì vậy khả năng đáp ứng về dung lượng của mô hình này là không cao bằng mô hình 3/9. Nhưng ưu điểm chính của mô hình này là nhiễu ít hơn. Mô hình này thích hợp với những tế bào vừa và nhỏ, nơi có lưu lượng trung bình. Mô hình này được ứng dụng cho cả Indoor và Outdoor.
• Mô hình 7/21 là mô hình sử dụng 21 nhóm tần số cho 7 trạm. Mô hình này có ưu điểm là số tần số cho mỗi cell nhỏ hơn cả trong trường hợp mô hình 4/12. Khoảng cách tái sử dụng rất lớn vì vậy trong mô hình này gần như không có nhiễu. Việc phủ sóng và chất lượng đảm bảo. Nhược điểm dung lượng nhỏ, số kênh cho mỗi tế bào ít. Mô hình này thường được sử dụng trong trường hợp kích thước tế bào nhỏ khi chia nhỏ các tế bào.
Khoảng cách tái sử dụng tần số trực tiếp ảnh hưởng tới chất lượng mạng thông qua vấn đề nhiễu. Có 2 loại can nhiễu cơ bản trong hệ thống thông tin di động là nhiễu đồng kênh và nhiễu kênh lận cận.
Nhiễu đồng kênh: là can nhiễu do 2 máy phát sử dụng cùng một tần số để liên lạc. Do vậy, bên thu sẽ thu được 2 tín hiệu với cường độ mạnh yêu khác nhau tùy theo vị trí của máy thu so với bờn phỏt.
Nhiễu đồng kênh được thể hiện bằng tỷ lệ C/I:
(2.21)
Pc: công suất tín hiệu của sóng mang phát Pi: công suất của tín hiệu gây nhiễu
Trong thông tin di động, tỷ lệ nhiễu đồng kênh được đánh giá qua giá trị như sau:
- C/I ≥ 25dB: rất tốt; - 20dB ≤ C/I ≤ 25dB: tốt;
- 15dB ≤ C/I ≤ 20dB: có hiệu quả; - C/I ≤ 15dB: không hiệu quả.
Nhiễu kênh lân cận: là nhiễu xảy ra khi mà bên thu chịu ảnh hưởng của những kênh liền kề với kênh tín hiệu mong muốn. Việc thu những tín hiệu liền kề sẽ xảy ra hiện tượng chồng lấn phổ. Việc này sẽ gây nên tỷ lệ lỗi bit cao.
Tỷ lệ giữa sóng mang trên nhiễu và kênh liền kề được biểu diễn bằng công suất sóng mang trên công suất kênh liền kề.
(2.22) Pc: công suất sóng mang nhận được của kênh mong muốn.
Pa: công suất sóng mang kênh lân cận nhận được.
Nhiễu kênh lân cận bị ảnh hưởng chủ yếu là do độ chọn lọc máy thu chưa tốt. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ hiện đại, độ chọn lọc của máy thu đã tốt hơn rất nhiều. Do vậy, nguyên nhân gây ra suy giảm chất lượng là do suy giảm độ nhậy của máy thu hoặc tạp âm phát chứ không còn là nhiễu kênh lân cận nữa.
Theo chỉ tiêu kỹ thuật của GSM thì nhiễu kênh lân cận ở mức chấp nhận được là:
Nhiễu kênh lân cận thứ nhất là C/Ia1 ≥ -9dB
Nhiễu kênh lân cận thứ hai là C/Ia2 ≥ -41dB
Khi thiết kế tần số cho một tế bào của một trạm mới. Một yêu cầu không thể thiếu là phải thiết kế mã nhận dạng trạm gốc BSIC. Thông số mã nhận dạng trạm gốc BSIC cùng với FN được phát trờn kờnh SCH thuộc sóng mang BCCH nhằm mục đích ngăn chặn việc nhầm cell khi trong mạng có sử dụng tái sử dụng tần số. Mã BSIC gồm hai thành phần: mã màu mạng NCC và mã mầu trạm gốc BCC. Hai mã này có giá trị được gán từ 0ữ7. Mó màu mạng được gán cho một nhà vận hành mạng, cũn mó màu trạm gốc để xác định số hiệu cụm (cluster).