Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
0. THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT
1. CÁC THUẬT NGỮ
1.1 Băng thông cấp phép (Authorized band)
Dải các tần số nhà khai thác được phép thu và phát sóng Vô tuyến điện
1.2 Băng rộng (Broadband)
Băng thông lớn hơn 1MHz, hỗ trợ tốc độ dự liệu lớn hơn 1,5 Mbit/s
1.3 Bức xạ ngoài nhóm (Out-of-block emissions-OOS)
Các bức xạ ở rìa băng thông cấp phép tính đến 200 % băng thông chiếm dụng, tính từ biên
của băng thông cấp phép, cho cả biên trên và dưới
1.4 Bức xạ giả (Spuriuos emissions)
Bức xạ lớn hơn 200 % băng thông chiếm dụng, tính từ biên băng thông cấp phép
1.5 Bức xạ không muốn/Bức xạ có hại (Unwanted emissions)
Các bức xạ ngoài băng, các bức xạ giả, và các hài bậc cao
1.6 Đa điểm (Muitipoint-MP)
Thuật ngữ chung cho các hệ thống điểm-đa điểm, đa điểm-đa điểm hoặc các kết hợp cả hai
hệ thống này. Đa điểm là Tôpô không dây, trong đó hệ thống cung cấp dịch vụ ghép đường
theo phân bố địa lý các trạm thuê bao. Việc chia sẻ tài nguyên gồm cả trong miền tần số
lẫn thời gian, hoặc cả hai.
1.7 Điểm- đa điểm (Point-to-muitipoint-PMP)
Trong các hệ thống không dây, Tôpô mạng trong đó trạm các trạm thuê bao riêng rẽ và mỗi
trạm thuê bao chỉ liên kết với một trạm gốc
1.8 Điểm-điểm (Point-to-point)
Tôpô mạng trong đó tuyến vô tuyến được duy trì giữa 2 trạm
1.9 Điều khiển tự động công suất phát (Automatic transmit power control-ATPC)
Phương pháp dùng trong các hệ thống BWA để điều chỉnh thích ứng công suất máy phát,
nhằm duy trì mức tín hiệu thu trong dải mong muốn.
1.10 Độ phân cực (Cross-polar discrimination-XPD)
Độ phân cực của Anten (XPD) theo một hướng xác định. Đây là độ lệch, tính theo dB,
giữa mức khuyếch đại đồng cực và khuyếch đại trực giao của anten theo hướng đã cho
1.11 Độ rộng băng thông chiếm dụng (Occupied bandwith)
F
ol
-Tần số trung tâm của sóng mang con thấp nhất
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
1
1.12 Đường bao mẫu bức xạ (Radiation pattern envelope-RPE)
Đồ thị thể hiện các mức cực đại của búp anten trong băng tần xác định
1.13 Đường xuống (Downlink)
Hướng từ trạm gốc đến trạm thuê bao
1.14 Hệ thống đa sóng mang (Muiticarrier system)
Hệ thống dùng hai hoặc nhiều sóng mang để cung cấp dịch vụ từ một máy phát
1.15 Hỗn hợp/lưới (Mesh)
Tôpô mạng không dây Đa điểm-Đa điểm, trong đó số trạm thuê bao trong một vùng địa lý
được kết nối và làm việc như các trạm lặp. Điều này cho phép thay đổi định tuyến giữa
mạng lõi và và trạm thuê bao. Theo ngữ cảnh thông thường, các hệ thống lưới không có
các trạm gốc.
1.16 Kênh bảo vệ (Guard Band Channel)
Phần không dùng trong phổ tần giữa hai sóng mang gần nhau nhất của hai nhà khai thác
mạng khác nhau.
1.17 Khoảng tần 1 (Frequency range 1)
Trong tài liệu này khoảng tần 1 từ 10 đến 23,5 GHz
1.18 Khoảng tần 2 (Frequency range 2)
Trong tài liệu này khoảng tần 2 từ 23,5 đến 43,5 GHz
1.19 Khoảng tần 3 (Frequency range 3)
Trong tài liệu này khoảng tần 3 từ 43,5 đến 66 GHz
1.20 Mật độ thông lượng phổ công suất (Power spectral flux density-psfd)
Thông lượng phổ công suất bức xạ trên một đơn vị băng thông và diện tích
1.21 Nhiễu loại A (Class A Interference)
Nhiễu (và các lớp con dưới nó A1, A2, A3 và A4) giữa hai hệ thống P-MP của 2 nhà khai
1.31 Truy nhập không dây cố định (Fixed wireless access)
Một ứng dụng truy nhập vô tuyến trong đó trạm gốc và trạm thuê bao ở vị trí cố định khi
khai thác
1.32 Vùng phục vụ (Service area)
Vùng địa lý trong đó nhà khai thác có quyền phát sóng
1.33 Vùng % KO (% KO Area)
Phần trăm của Ô phục vụ trong mạng P-MP, tại đó nhiễu có thể làm tê liệt máy thu
2. CÁC CHỮ VIẾT TĂT
AdjCh Adjacent channel
ATPC Automatic transmit power control
Az Azimuth
BER Bit error rate
Bo Ocupied bandwith
BRAN Broadband radio access network
BS Base station
BRAN Broadband radio access netwok
BW Bandwith
BWA Broadband wireless access
CDF Cumulative distribution function
CDMA Code division multiple access
CEPT European conference of postal and telecom. administration
C/I Carrier-to-interference ratio
C/N Carrier-to-noise ratio
C/(N+I) Carrier-to-noise and interference ratio
CoCh Co-channel
CS Central station
CRS Central radio station
CW Continuous wave
DL Downlink
DRS Data relay satellite
MP-MP Multipoint-to-muitipoint
MWS Multimedea wireless system
NFD Net filter discrmination
OuCh Out channel interference
OFDM Orthogonal frequency division muitiplexing
OOB Out-of-block
PCS Personal communication service
psd power flux density
PMP PMP point-to-multipoint
PTP PTP point-to-point
QAM Quardrature amplitude modulation
QPSK Quardrature phase shift kying
RA Radiocommunication Agency
RF Radio frequency
RPE Radiation pattern envelope
RS Repeater station
RSS Radio standard specification
Rx Receive
SRSP Standard radio system plan
SS Subscriber station
TDD Time division duplex
TDMA Time division multiple access
TS Terminal station
Tx Transmit
UL Uplink
VH Vertical Polarization
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
4
XPD Croos-polar discrimination
(CCIP), đôi khi gọi là xác suất “khoá” máy thu. Về bản chất, CCIP là xác suất có điều
kiện công suất trung bình tín hiệu có hại vượt quá công suất trung bình tín hiệu có ích một
mức tương ứng với hệ số phòng vệ
β
nào đó.
Trong thông tin di động, hiệu ứng fađinh biên độ sóng mang thường tuân theo nhiều quy
luật khác nhau. Ví dụ, giữa các toà nhà phân bố tín hiệu sóng di động tuân theo luật Rician
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
5
(LOS); bên trong các toà nhà thì fađinh Reyleigh chiếm ưu thế (non-LOS); đây là trường
hợp đặc biệt của phân bố Gausian. Một cách tổng quát, tín hiệu sóng vô tuyến di động là
tổng hợp các tín hiệu tuân theo nhiều hàm phân bố khác nhau, được gọi chung là phân bố
Nakagami, hay tín hiệu m chiều (m-distribution). Lúc đó số đo CCIP, P
c ,
được
thể hiện như sau:
1
Pr
s
k
c i
i
P ob I
β
≤
=
ln ln
1
... exp . ...
(2. ) 2
i
i i
s
i
D
k
m r
R
s
k
i
i
c k
k
i
s
m e
r
P F dr dr
σ
β
π σ
∞ ∞
là bán kính Ô có chứa nguồn nhiễu thứ i
D
i
là khoảng cách từ nguồn nhiễu thứ i đến Ô khảo sát
Để đảm bảo độ khả dụng của một mạng thông tin vô tuyến điện, chúng ta cần duy trì xác
suất có điều kiện nhiễu cùng kênh, hay xác suất “khoá” máy thu dưới mức 2 %
, với điều
kiện là chất lượng truyền dẫn phải đảm bảo trên 90 % thời gian sử dụng
1.1.2 Nhiễu kênh lân cận (AdjCh)
Nhiễu AdjCh là tín hiệu vô tuyến điện từ các kênh tần số khác, nhưng rất gần với kênh tần
số đang sử dụng. Nguyên nhân phát sinh nhiễu AdjCh chủ yếu là do những hạn chế của các
thành phần trong hệ thống thiết bị thu phát vô tuyến, như độ ổn định tần số phát, băng
thông máy thu và các bộ lọc thu phát gây ra. Nhiễu AdjCh thường được phân thành nhiễu
trong băng (InBand) và nhiễu ngoài băng (Out-Of-Band). Nhiễu trong băng xẩy ra khi tâm
của độ rộng tần số gây nhiễu nằm trong băng thông của tín hiệu có ích. Nhiễu ngoài băng
thuộc trường hợp tâm tần số của băng thông tín hiệu gây nhiễu nằm ngoài băng thông của
tín hiệu cần thu
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
6
Trong môi trường sóng di động, luôn có sự tương quan chặt chẽ giữa tín hiệu cần thu và tín
hiệu kênh lân cận, vì vậy người ta phải dùng một hàm mật độ liên kết (kết hợp) để biểu thị
xác suất có điều kiện P
c
.
Nếu gọi r
1
là tín hiệu có ích và r
2
=
+ −
(1.3)
Trong đó,
2 2
1
1 ( )
r
ρ
ω
=
+ ∆ ∆
(1.4)
/ 2
ω π
∆
là độ lệch tần số giữa tín hiệu có ích và nhiễu
∆
là trải trễ thời gian
G là mức tăng công suất ở đầu ra bộ lọc thu tín hiệu có
ích so với công suất nhiễu kênh lân cận.
Cần có nhận xét là, ngay cả trong trường hợp nhiễu AdjCh có độ lớn tương đương mức
1.2.1 Các tín hiệu tương tự
Các tín hiệu tương tự (analog) dùng truyền thông tin là các sóng điện từ biến đổi liên tục
theo thời gian, được đặc trưng bởi biên độ, tần số và pha. Công suất tín hiệu được thể hiện
qua biên độ sóng mang (A). Đối với tín hiệu tương tự, chúng ta có thể tính được tỷ số C/I
[1] như sau:
2
2 2
2
2
A
C
r A
I
=
và
S C
R
I I
=
(1.5)
Trong đó, R là hằng số
1.2.2 Các tín hiệu số
Ngược với kỹ thuật tương tự (chỉ cần xác định tỷ số C/I hoặc S/I), trong truyền dẫn số vì
áp dụng nhiều loại điều chế khác nhau, nên người ta phải dùng thông số tỷ lệ lỗi Bit (BER)
làm thước đo chất lượng truyền dẫn
1.2.2.1 Các hệ thống PSK
Để xác định chất lượng các hệ thống truyền dẫn số người ta cần tìm tỷ số giữa công suất
tín hiệu phát và công suất nhiễu sau đó tính BER. Đối với điều chế PSK, BER chính là xác
suất lệch góc
/ M
π
−
) đến (
/ M
π
), có tính đến tính đối xứng
của tích phân, ta được:/
2 ( )
e
M
P f d
π
θ
π
ϑ ϑ
=
∫
(1.7)
1.2.2.2 Các hệ thống di động tế bào mặt đất
Trong các hệ thống thông tin di động mặt đất loại tế bào, tỷ số C/I phụ thuộc vào nhiều yếu
tố, nên người ta xấp xỉ chúng theo công thức sau[1]:
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
8
1
(1.9)
Trong đó
S
d
là cường độ trường tín hiệu có ích
I
i
là nhiễu cùng kênh từ trạm gốc thứ i
b. Đối với các hệ thống OFDM/CDMA:
1
.
. .
R p
M
tol
IC kR
k
P G
C
I
P
β γ
=
=
∑
(1.10)
1.3 PHÂN TÍCH CAN NHIỄU GIỮA CÁC HỆ THỐNG BFWA
1.3.1 Giới thiệu tổng quan
Chức năng chính của các mạng vô tuyến đa điểm-đa điểm (MP), điểm-đa điểm (PMP) dịch
vụ cố định (FS) là cung cấp truy nhập cho mạng công cộng và các mạng riêng (PSTN,
PDN…). Vùng dịch mạng có thể rất rộng, bao phủ cả các khu vực thuê bao phân tán. Đôi
khi, các hệ thống này cũng được dùng như các mạng truy nhập theo kiến trúc đa tế bào cho
vùng ngoại ô và nông thôn. Các hệ thống vô tuyến điểm-điểm (PTP), dịch vụ cố định (FS)
thường được dùng làm đường truyền dẫn hoặc truy nhập cho mạng riêng và mạng công
cộng. Cũng có thể sử dụng các hệ thống này như một mạng truyền tải hoặc mạng truy nhập
tích hợp.
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
9
Mục đích của đề tài là đề xuất các phương pháp phối hợp hoạt động giữa các hệ thống kể
trên và những hướng dẫn cụ thể trong việc quy hoạch, thiết kế và triển khai mạng, nhằm
đảm bảo sự tương thích giữa các hệ thống đó, trong điều kiện các mạng này khai thác trên
cùng một băng tần trong các khu vực gần nhau và ngược lại, vì vậy việc phân tích can
nhiễu trong tài liệu này tập trung vào khía cạnh ảnh hưởng lẫn nhau giữa các mạng
FBWA. Để làm rõ tính ứng dụng của các đề xuất, trong phần này sẽ đưa ra các
phương pháp đánh giá can nhiễu, các thông số tới hạn và các yêu cầu tối thiểu cần đạt, để
tạo sự hài hòa, cùng tồn tại và khai thác hiệu quả cho các hệ thống thông tin vô tuyến điện.
Các hệ thống PMP và PTP đã được ETSI chuẩn hóa, cả hệ thống thiết bị lẫn anten cho các
dải tần khác nhau; các phần trình bày dưới đây đều được lấy từ họ các tiêu chuẩn của
ETSI: TM4 EN
1.3.1.1 Các hệ thống PMP
Đối với các thiết bị PMP, các băng tần số sử dụng được nhóm như sau:
- Dưới 1 GHz
- Giữa 1 GHz và 3 GHz
- Giữa 3 GHz và 11 GHz
- Các hệ thống với các kênh tần số có độ rộng giống nhau phối hợp tốt hơn các hệ
thống có kích cỡ kênh tần số khác nhau và
- Đối với các trạm trung tâm (CRS) việc phối hợp giữa PMP dùng kỹ thuật FDD dễ
hơn kỹ thuật TDD
Việc phối hợp hoạt động giữa 2 hệ thống PMP và PTP cũng được dựa trên các nguyên tắc
sau:
- Các hệ thống với độ rộng kênh tần số giống nhau phối hợp tốt hơn các hệ thống có
độ rộng kênh tần số khác nhau;
- Cần biết khoảng cách tối thiểu và mức độ lệch góc (giữa hướng chính của 2 anten)
giữa trạm PTP và CRS và
- Có sử dụng ATPC cho tuyến tải lên của PMP để giảm mức nhiễu.
Các kết quả phân tích sự phối hợp hoạt động sẽ càng gần với thực tế, nếu ta sử dụng các
thông số tới hạn trong bộ tiêu chuẩn EN cho hệ thống này và coi nó là bộ các thông số
chuẩn. Các thông số đó là:
- Công suất phát;
- Ngưỡng thu;
- Độ nhạy đối với nhiễu và
- Mặt nạ phổ phát
Ngoài ra, chúng ta cần đánh giá được hệ số lọc mạng (NFD) giữa các hệ thống khác nhau
theo các tiêu chuẩn đã cho, do đó, nhất thiết phải có các thông số sau đây lấy từ các tiêu
chuẩn ETSI:
- Mặt nạ phổ phát và
- Mặt nạ độ nhạy máy thu
1.3.2.1 Các tình huống triển khai mạng
a. Các mạng vô tuyến PMP
Các hệ thống PMP hiện đang sử dụng băng tần từ 1 GHz đến 40 GHz, trong tương lai sẽ sử
dụng các tần số cao hơn. Trong mỗi băng tần được ấn định, các đặc tính truyền lan sóng
điện từ, băng thông khả dụng, cũng như các đặc tính hệ thống thiết bị sẽ quyết định năng
lực mạng, như dung lượng tải tin, bán kính cực đại vùng phục vụ, các hình loại dịch vụ
mạng cung cấp và cấu trúc của chính hệ thống đó. Trong nhiều trường hợp, nếu có thiết kế
khả dụng do nhà quản lý phân bổ. Các đặc tính liên quan đến dải tần số như dung lượng tải
tin, độ dài chặng truyền dẫn, các hình loại dịch vụ đều phải được công bố một cách rõ ràng
trong hồ sơ kỹ thuật của hệ thống. Chất lượng dịch vụ cần được xác định rõ cho cả mục
tiêu quy hoạch ngắn hạn và dài hạn. Để đánh giá mức độ tương thích giữa các hệ thống,
cần chấp nhận một số giả thiết sau:
1) Trong vùng có ít nhất 2 nhà khai thác mạng PMP hoặc PTP
2) Các nhà khai thác lập kế hoạch và triển khai mạng của mình một cách độc lập
3) Các hệ thống PMP hoặc PTP có thể có nguồn gốc, xuất sứ khác nhau. Các hệ thống
PTP tuy có độ phân cách kênh tần số, dung lượng và loại thiết bị khác nhau, nhưng
đều phải tuân theo các tiêu chuẩn của ETSI
4) Các nhà quản lý có trách nhiệm phân bổ nhóm tần số cho các nhà khai thác. Đối với
các nhóm tần số kế cận trong cùng một băng tần, thì nhà quản lý có trách nhiệm
đảm bảo cho các nhà khai thác sử dụng được trong cùng một vùng, tức là các nhà
khai thác có khả năng sử dụng để cung cấp một mức GOS cho khách hàng của mình
như trong cam kết chất lượng mạng của họ
5) Điều này không có nghĩa là không có những yêu cầu bổ sung và một số hạn chế nào
đó, vì lý do tương thích, đối với các thiết bị TS và CRS
1.3.2.2 Các loại can nhiễu
Trong phần này chỉ xét nhiễu giữa các hệ thống PMP của các nhà khai thác khác nhau
trong cùng một vùng và gọi là nhiễu Intercell Interference (IRCI). Ngoài ra, khi quy hoạch
các Ô phục vụ cũng cần xét đến nhiễu trong cùng một Ô (Intracell Interference-IACI).
Trong các tiêu chuẩn ETSI/TM4 không có chỉ dẫn cụ thể nên dùng kỹ thuật FDD hay
TDD, vì mỗi loại đều chế đều có những ưu điểm riêng. Các hệ thống FDD thường dễ
tương thích hơn TDD, nhất là khi các trạm gốc của các nhà khai thác được đặt cùng một
chỗ. Tuy nhiên, theo quan điểm sử dụng hiệu quả phổ tần số, các hệ thống TDD lại tốt
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
12
hơn, vì chúng chỉ cần một kênh tần số cho tuyến lên (UL) và xuống (DL) và có khả năng
phân bổ và điều khiển lưu lượng bất đối xứng một cách mền dẻo. Trong tài liệu này nhiễu
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
13
Để xét tất cả các tổ hợp nhiễu có thể giữa 2 hệ thống FDD, cần xác định 4 loại nhiễu, phân
tách theo từng đôi: Nguồn gây nhiễu và Đích nhiễu:
Nhiễu loại A1 (down/down adjacency): Nguồn nhiễu từ máy phát CRS (hệ thống
gây nhiễu) và đích nhiễu là máy thu TS (bị hại)
Nhiễu loại A2 (up/up adjacency): Nguồn nhiễu từ máy phát TS (hệ thống gây
nhiễu) và đích nhiều là máy thu CRS (bị hại)
Nhiễu loại A3 (down/up adjacency): Nguồn nhiễu từ máy phát CRS (hệ thống gây
nhiễu) và đích nhiễu là máy thu CRS (bị hại)
Nhiễu loại A4 (up/down adjacency): Nguồn nhiễu từ máy phát TS (hệ thống gây
nhiễu) và đích nhiễu là máy thu TS (bị hại)
Hai hệ thống FDD PMP khác nhau được liệt kê trong bảng 1.3.1 là nhiễu chiếm ưu thế
(theo dòng) và máy thu bị hại chiếm ưu thế (theo cột):
- thứ nhất (DL trong SB1) có tuyến xuống (tuyến lên) trong SB1 (2)
- thứ hai (DL trong SB2) có tuyến lên ( xuống) trong SB2 (1).
Trong bảng 1.3.1 có sự phân biệt giữa tuyến xuống (DL) và tuyến lên (UL). Số “0” trong
bảng thể hiện trạng thái không có nhiễu với giả thiết rằng truyền dẫn trong một băng tần
con SB có thể gây nhiễu cho máy thu trong cùng băng tần đó, nhưng có khoảng cách ghép
tần số song công đủ lớn, vì vậy có khả năng loại bỏ nhiễu khỏi các kênh truyền dẫn trong
các băng tần con khác. Bảng 1.3.1 tóm tắt tất cả các tình huống nhiễu có thể.
Bảng 1.3.1 Các trường hợp nhiễu giữa 2 hệ thống PMP FDD
Bị hại
Nguồn nhiễu
DL trong SB1
DL UL
DL trong SB2
DL UL
DL trong
SB1
là hệ thống được đồng bộ và không được đồng bộ
1) Các hệ thống TDD được đồng bộ: Hệ thống TDD tương ứng với tuyến lên và
xuống của cả 2 hệ thống, cần xét nhiễu loại A1 và A2
2) Các hệ thống TDD không được đồng bộ: Tất cả các loại nhiễu (A1, A2, A3 và A4)
cần được phân tích, đánh giá
Bảng 1.3.2 Các trường hợp nhiễu ưu thế giữa FDD PMP và TDD PMP
Bị hại
Nguồn nhiễu
PMP(TDD) PMP(FDD)
DL trong SB1 DL trong SB2
Sb 1 Sb 2 DL UL DL UL
PMP
(FDD)
DL
trong
SB1
DL A1+A3 0
Xem bảng 1
UL 0 A2+A4
DL
trong
SB2
DL 0 A1+A3
UL A2+A4 0
PMP
(TDD)
SB1
SB2
A1+A4 0 0 A2+A3
0 A2+A3 A1+A4 0
FDD
DL
trong
SB1
DL B1 0
Xem bảng 1
UL 0 B3
DL
trong
SB 2
DL 0 B1
UL B3 0
PMP
TDD
SB1
SB2
Ngoài phạm vi
xem xét
B4 0 0 B2
0 B2 B4 0
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
16
1.3.4 Nhiễu giữa các hệ thống vô tuyến PMP (Nhiễu loại A)
1.3.4.1 Các giả thiết và đối tượng nghiên cứu
Để đánh giá mức độ ảnh hưởng nhiễu loại A (A1, A2, A3 và A4) giữa 2 hệ thống PMP
hoạt động trong các kênh tần số kế cận nhau (cùng phân cực), chúng ta xét tình huống đơn
giản, nhưng chung nhất, với các giả thiết sau:
- Chỉ xét một Ô phục vụ của hệ thống gây nhiễu và hệ thống bị nhiễu. 2 CRS được
phân bố cách xa nhau một khoảng d, khoảng cách này có thể thay đổi được, khi
=
∫
∫
(1.12)
với
( )
I
S f
là phổ phát của hệ thống gây nhiễu và H
U
(f) là hàm truyền đạt của bộ lọc mạng
(bộ lọc thu).
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
17
Hình 1.3.4 Biểu diễn nhiễu kênh lân cận
b. Nhiễu loại A1
Đó là nhiễu từ CRS của hệ thống gây nhiễu sang TS của hệ thống bị hại. Tình huống chung
được cho trên hình 1.3.5.
Vì khoảng cách của tuyến có lợi là
1
d
nên tín hiệu có ích là:
10
4 .
20.log
t t
u u u TS
d
là công suất phát danh định của hệ thống U cho một kênh đơn. Giá trị này sẽ khác nhau
đối với các phương thức truy nhập khác nhau:
Đối với hệ thống TDMA,
t
u
P
là công suất gắn với mỗi khe thời gian, tương ứng với
công suất đỉnh.
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
18
Đối với thống CDMA,
t
u
P
là công suất gắn với mỗi mã.
Đối với hệ thống FDMA,
t
u
P
là công suất gắn với mỗi sóng mang phụ.
Tương tự, công suất nhiễu được tính theo công thức:
10
4 .
( ) 20.log
t t
t i i TS
d
P P G G NFD
CDMA được dùng, hoặc khi tất cả các sóng mang phụ trong FDMA được dùng.
Kết hợp với các đẳng thức trước đó, chúng ta có thể tính tỷ số C/I cho một TS bất kỳ trong
Ô như sau:
1
10
2
( ) ( ) ( ( )) 20.log
t t t t
u i u i TS TS
dC
P P G G G G NFD
I d
θ
= − + − + − − +
(1.15)
Tỷ số này phụ thuộc vào các thông số của hệ thống và khoảng cách d giữa chúng.
Một công thức khác thu được từ (1.15) khi cho d = 0, tức là khi 2 CRS trùng nhau:
0
( ) ( )
t t t t
u i u i
C
P P G G NFD
I
= − + − +
P
=
th
i i
P M+
, đối tượng TSi sẽ phát mức công suất:
1
10
4 .
20.log
th t
TSi i i i TSi
d
P P M G G
π
λ
= + − − +
(1.18)
th
i
P
+
i
M
là công suất thu được,
t
t
TSi u TSi
d
I P G G NFD
π
θ
λ
= + + − −
(1.19)
Hình 1.3.6 Tình huống nhiễu A2
Kết hợp với các công thức trước, có thể tính được tỷ số sóng mang trên nhiễu cho một vị
trí TSi như sau:
1
10
2
( ) ( ) ( ) ( ( ) 20.log
th th t t
u u i i i u TSi TSi
dC
P M P M G G G G NFD
I d
θ
= + − + + − + − − +
I
= + − + + − +
(1.22)
cho một hệ thống gây nhiễu có RTPC
2
10
0
4 .
( ) 20.log
th t t
u u i u TSi
dC
P M P G G NFD
I
π
λ
= + − − − +
(1.23)
Cho một hệ thống gây nhiễu không có RTPC.
Trường hợp cuối, tỷ số C/I của 2 CRS cùng chỗ không như nhau, mà phụ thuộc vào
khoảng cách
2
d
của TSi gây nhiễu.
là tổng công suất bức xạ bởi hệ thống gây nhiễu,
t
i
G
và
t
u
G
là độ khuếch đại anten
CRS.
Hình 1.3.7 Tình huống nhiễu A3
Kết hợp với các công thức trước đó, ta có tỷ số sóng mang trên nhiễu như sau:
10
4 .
20.log
th t t t
u u i i u
C d
P M P G G NFD
I
π
λ
= + − − − + +
(1.26)
Tỷ số này chỉ phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai CRSvà không phụ thuộc vào vị trí của
u u TSu
d
C P G G
π
λ
= + + −
(1.28)
Trong đó:
t
u
P
là công suất bức xạ bởi hệ thông xét cho một kênh đơn ,
t
u
G
là tăng ích anten
CRSu và
TSu
G
là tăng ích anten TSu. TSi, do có RTPC sẽ phát công suất bằng:
3
10
4 .
20.log
th t
TSi i i TSi i
P
.
Do đó
tín hiệu nhiễu sinh ra bởi TSi và thu tại TSu là:
2
10
4 .
( ) ( ) 20.log
TSi TSi TSu
d
I P G G NFD
π
α β
λ
= + + − −
(1.30)
Trong đó:
( )
TSi
G
α
và
( )
TSu
G
dC
P P G G G G NFD
I d
β α
= − + + − − − +
(1.32)
cho hệ thống gây nhiễu không có RTPC
Trong cả hai trường hợp C/I phụ thuộc chủ yếu vào vị trí tương đối của các trạm đầu cuối
(nguồn phát và nguồn thu nhiễu) do có độ lệch góc lớn giữa các anten định hướng TS. Có
thể dùng các công thức (1.30) và (1.31) để đánh giá nhiễu do một nguồn đơn gây ra (TSi)
trên cả vùng phục vụ.
1.3.4.3 Phân tích nhiễu cho trường hợp xấu nhất
Khi xét ảnh hưởng nhiễu trong toàn vùng phục vụ cho 4 trạng thái nhiễu khác nhau, nhất
thiết phải phân tích tình huống khi nguồn gây nhiễu và máy thu bị hại ở trong các điều kiện
truyền lan sóng điện từ “xấu nhất”. Tình huống này đúng cho cả 4 loại nhiễu kể trên và
được mô tả trên hình 1.3.9, trong đó A là CRS (hoặc TS) và A’ là TS (hoặc CRS) của hệ
thống bị hại (hữu ích) và B là CRS (hoặc TS) của hệ thống gây nhiễu. Cụ thể, đáp ứng giữa
A, A’, B và tương ứng với (hữu ích hoặc nhiễu) CRS hoặc TS được cho trong bảng 1.3.4
cho các loại nhiễu khác nhau.
Trong mỗi hàng của bảng 1.3.4: A biểu thị phần tử bị hại bởi nhiễu, B biểu thị nguồn gây
nhiễu.
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
22
Hình 1.3.9 Tình huống chung cho các phần tử A,A’ và B , trưòng hợp xấu nhất
Như trên hình 1.3.9 tất cả các phần tử A, A’ và B được xếp thẳng hàng, đó là “điều kiện
hình học xấu nhất”, vì anten thu có độ khuyếch đại cao nhất theo hướng nguồn nhiễu. Hơn
A
là độ khuếch đại anten của các phần tử
B và A.
Bảng 1.3.4 Tương ứng giữa các phần tử A, A’ và B trên hình 1.3.9
Lớp A A’ B
A1 TSu CRSu CRSi
A2 CRSu TSu TSi
A3 CRSu TSu CRSi
A4 TSu CRSu TSi
Trong đó,
t
B
P
là công suất bức xạ bởi B, G
B
và G
A
là độ khuếch đại anten của các phần tử
B và A. Kết hợp với các công thức trước đó ta có thể tính được tỷ số C/I:
10
min
4 .
( ) 20.log
th t
A A B A
C d C
P P G G NFD
I I
π
và G
A
(độ khuếch đại anten CRS hoặc TS) được thay đổi phù hợp với bảng
1.3.4. Bảng 1.3.5 cho ta các trường hợp có thể trong tình huống xấu nhất. Để có một đánh
giá định tính cho các trường hợp này ta cần mở rộng vùng bị nhiễu, mà ở đó có đặt nguồn
nhiễu và có các tuyến truyền sóng tầm nhìn thẳng (LOS)
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
23
Bảng 1.3.5 cho thấy các trường hợp xảy ra đối với A1 và A2 là như nhau, vì các phần tử
gồm cả TS và CRS và một trường hợp do TS của một nhà khai thác gần CRS của nhà khai
thác khác (các Ô chồng lên nhau). Do đó, khoảng cách nhỏ nhất theo công thức (24) chỉ
đúng cho vài TS gần CRS như trên hình 1.3.9.
Từ đây ta có:
Nhiễu A3 cần một khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 CRS, vì các CRS được đặt trên tháp cao
nên luôn có tuyến truyền sóng trực xạ
Nhiễu A4 (nhiều trường hợp) gồm 2 TS có xác suất xẩy ra thấp, vì khó có tuyến LOS
Bảng 1.3.5 Các trường hợp nhiễu có thể trong điều kiện xấu nhất
Loại
nhiễ
u
Khoảng
cách
Vùng bị nhiễu Vùng có nguồn
nhiễu
Khả năng
có tuyến
LOS
Các trường
hợp có thể
được dành cho nhiễu giữa 2 hệ thống, phần còn lại dành cho nhiễu trong hệ thống
84-07-KHKT-RD
Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
24
của nhà khai thác
3) Mức dự phòng độ nhạy thu
Trong bước quy hoạch mạng cần xét đến độ dự phòng tuyến,
th
M
. theo 2 cách::
1) Mức dự phòng công suất dùng trong phân tích đúng bằng mức dùng trong quy
hoạch. Đây là bài toán phân tích nhiễu trong các điều kiện truyền sóng bình thường
2) Mức dự phòng công suất dùng trong hệ thống bằng 0, trong khi đó mức dự phòng
cho nhiễu hệ thống bằng 1 dùng trong quy hoạch Ô phục vụ. Đây là bài toán phân
tích nhiễu trong điều kiện truyền sóng xấu nhất
4) Bán kính Ô phục vụ
Bán kính Ô xác định vùng phục vụ, trong đó ta cần đánh giá mức nhiễu hoặc nguồn nhiễu,
vì vậy, khi đã có các thông số hệ thống và độ dự phòng tuyến chúng ta cần tính bán kính
cực đại vùng phục vụ
5) Mẫu bức xạ và độ tăng ích anten
Các thông số anten có vai trò quan trọng trong phân tích, đánh giá mức nhiễu. Nếu không
có các giá trị thực của mẫu bức xạ anten, thì dùng các tiêu chuẩn của ETSI về anten cho hệ
thống PMP. Tốt nhất là có được số liệu thực về độ tăng ích anten (độ khuếch đại)
b. Các thông số đánh giá nhiễu loại A
1) Nhiễu loại A1 (Nhiễu A1)
Thông số đơn giản nhưng rất quan trọng là phương trình khoảng cách nhỏ nhất giữa
TS có ích và CRS gây nhiễu, trong điều kiện truyền sóng xấu nhất. Khoảng cách này
càng nhỏ thì độ phối hợp hoạt động càng tốt. Một thông số đánh giá khác là độ lệch tỷ số
giữa sóng mang và nhiễu,
[ ]