1
GIẢI PHÁP PHỦ SÓNG DI ĐỘNG GSM TRONG CÁC CÔNG TRÌNH ĐẶC BIỆT

KS. ĐINH THỊ MINH NGUYỆT

1. Mở đầu

Để mở rộng thị phần, ngoài việc cạnh tranh về giá cả, dịch vụ giá trị gia tăng, chăm sóc khách
hàng... các nhà cung cấp dịch vụ di động cũng không ngừng tập trung phát triển mạng lưới để có
vùng phủ rộng, phủ sâu, chất lượng phủ sóng tốt. Tuy nhiên, ngay cả đối với các công ty cung
c
ấp dịch vụ di động đã phủ sóng 64/64 tỉnh thành có một vấn đề cần quan tâm là tại một số thành
phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh…chất lượng phủ sóng trong các toà nhà, đặc biệt là các
toà nhà cao tầng của khách sạn, văn phòng…chưa được đảm bảo. Tại các tầng thấp thường có
tình trạng sóng yếu, chập chờn, ở các tầng cao thì nhiễu (nhất là đối với các nhà khai thác chia sẻ
chung băng tầ
n GSM) dẫn đến khó thực hiện và rớt cuộc gọi. Một trong các giải pháp nhằm khắc
phục hiện tượng trên và đảm bảo chất lượng cho khách hàng được các công ty áp dụng đó là giải
pháp phủ sóng trong nhà (inbuilding). Bài viết sẽ giới thiệu về giải pháp trên.

2. Giới thiệu về hệ thống inbuilding

Có thể nói hiện nay đối với các tòa nhà lớn như là sân bay, ga điện ngầm, văn phòng cao tầng,
siêu thị kinh doanh hàng hóa rộng lớn… thì vấn đề vùng phủ và dung lượng đều rất quan trọng vì
chất lượng thoại di dộng ảnh hưởng trực tiếp đến uy tín của nhà cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên, do
đặc trưng vùng phủ của những khu vực này rộng hoặc trải dài theo chiều dọc, sóng vô tuyến từ
trạm BTS bên ngoài tòa nhà (BTS outdoor macro) bị suy hao nhiều khi xuyên qua các bức tường
bê tông dẫn đến cường độ tín hiệu không đạt yêu cầu, nên giải pháp phủ sóng trong tòa nhà hiện
nay được nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động lựa chọn.


2
cao, hoặc chủ tòa nhà không cho phép lắp đặt thiết bị và đi cáp trong tòa nhà hoặc việc triển khai
giải pháp dành riêng cho nó không kinh tế. Khi đó vùng phủ được cung cấp bằng cách:

- Tín hiệu sẽ thâm nhập vào toà nhà từ bên ngoài. Điều này chỉ thực hiện được đối với các tòa
nhà có khoảng hở lớn đối với bên ngoài hoặc ít tường, cửa sổ kim loại.

- Đặt BTS trên các tòa nhà xung quanh và hướng anten tới tòa nhà cần phủ. Khi đó không cần
đến hệ thống phân phối tín hiệu nữa và phần tử bức xạ chính là anten của trạm BTS outdoor
macro đó. Hình 2: Vùng phủ cho trong tòa nhà từ một tÕ bµo macro trong mạng BTS outdoor macro

Ưu điểm của giải pháp này là chi phí thấp, không mất nhiều thời gian trong triển khai, có thể phủ
cả ngoài nhà (outdoor) và trong nhà (indoor). Nhược điểm của giải pháp này là vùng phủ hạn chế,
tốc độ bit thấp đối với các dịch vụ dữ liệu, dung lượng thấp và chất lượng không thể chấp nhận
được ở một số phần trong toà nhà. Suy hao tăng dần khi tần số càng cao, do vậy khó cung cấp
vùng phủ cho toà nhà mức tín hiệu tốt. Suy hao có thể khắc phục bằng cách tăng công suất từ các
trạm ngoài nhà nhưng nhiễu sẽ tăng. Việc thiết kế tần số gặp nhiều khó khăn do quỹ tần số hạn
hẹp (nhất là đối với các nhà khai thác chia sẻ chung băng tần GSM).

Ngoài cách phủ sóng trong nhà bằng trạm outdoor ta có thể sử dụng trạm lặp (repeater) làm
nguồn vô tuyến cung cấp cho hệ thống phân phối. Khi đó vùng phủ của trạm outdoor hiện có
được mở rộng. Nhưng giải pháp này ít được sử dụng trong thực tế vì cường độ tín hiệu, chất
lượng, sự ổn định, dung lượng phụ thuộc vào trạm BTS bên ngoài và việc thiết kế cho trạm lặp
(quỹ đường truyền, mức độ cách ly 2 hướng) mặc dù giá thành thấp, triển khai nhanh, dễ dàng.
Vì có nhiều nhược điểm nói trên nên trên thực tế rất ít nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng giải
pháp này, trừ trường hợp bất khả kháng.


được sử dụng, đặc biệt là chiều dài cáp.
- Các thiết bị chính gồm: cáp đồng trục, bộ chia (splitter/tapper), bộ lọc (filter), bộ kết hợp
(combiner), anten.

Hệ thống chủ động:
Hệ thống chủ động là hệ thống anten phân phối sử dụng cáp quang và các thành phần chủ động
(bộ khuếch đại công suất). Việc sử dụng cáp quang từ BTS tới khối điều khiển từ xa có thể mở
rộng tới từng vị trí anten riêng lẻ bằng cách: tín hiệu RF từ BTS được chuyển đổi thành tín hiệu
quang rồi truyền đến và được biến đổi ngược lại thành tín hiệu RF tại khối điều khiển từ xa trước
khi được phân phối tới một hệ thố
ng cáp đồng nhỏ. Ngoài ra, hệ thống còn sử dụng các thiết bị
khác trong việc phân phối tín hiệu: Hub quang chính, cáp quang, Hub mở rộng, khối anten từ xa.

4 RAU (Remote bi-direction antenna unit): Thiết bị anten song hướng từ xa
Hình 5 (a): Sơ đồ một hệ thống anten phân phối chủ động cho khu trường sở

Giải pháp này thường được sử dụng cho những khu vực phủ sóng inbuilding rất rộng, khi mà hệ
thống thụ động không đáp ứng được chỉ tiêu kỹ thuật suy hao cho phép. Khi đó một BTS phục vụ
được nhiều tòa nhà trong một vùng, thường là các khu trường sở. Các kết nối khoả
ng cách xa
(hơn 1 km) sử dụng cáp quang, sự phân phối giữa một tầng và các phần trong toà nhà có thể dùng
cáp xoắn đôi dây. Nhưng nhược điểm dễ nhận thấy là chi phí cao. MU (Main unit (E/O conversion)): Thiết bị chính (Chuyển đổi E/O)
RU (Remote unit (O/E conversion)): Thiết bị từ xa (Chuyển đổi O/E)
Hình 5 (b): Sơ đồ một hệ thống anten phân phối chủ động cho một toà nhà cao tầng


Hình 7: Hệ thống phân phối cáp rò

3. Mô hình truyền sóng và tính toán quỹ đường truyền

Trong hệ thống inbuilding thì tín hiệu sau khi từ nguồn tín hiệu đi qua hệ thống phân phối tín
hiệu đến phần tử bức xạ và phát ra không gian sẽ chịu thêm một lượng suy hao phụ thuộc vào số
tầng cũng như số bức tường mà sóng trực tiếp truyền qua rồi mới đến được thiết bị đầu cuối của
thuê bao di động. Để dự đoán được những suy hao này nhà thiết kế sẽ sử dụng mô hình truyền
sóng trong nhà từ đó tính toán ra quỹ đường truyền yêu cầu tương ứng. Thực chất mô hình truyền
sóng là công thức tính suy hao sóng vô tuyến khi truyền qua các vật cản và được xây dựng từ rất
nhiều quá trình đo đạc thực nghiệm cụ thể, còn quỹ đường truyền sẽ xác định tất cả các tham số
suy hao tối đa cho phép tính từ nguồn tín hiệu đến máy di động để từ đó có được cái nhìn tổng
quan hơn về hệ thống.

Mô hình truyền sóng:
Khác với truyền dẫn hữu tuyến chỉ truyền trên những đôi dây đã được thiết kế định trước, suy
hao có thể lường trước và tính toán được thì việc tính toán trong truyền dẫn vô tuyến là rất đa
dạng và phức t
ạp do đặc điểm kênh truyền mở. Thông tin di động là một trong những dịch vụ
thông tin đặc biệt, cho phép thuê bao trao đổi thông tin ngay cả khi đang di chuyển nên kênh
truyền sóng liên tục thay đổi trong quá trình thuê bao di động. Vì vậy, yêu cầu hàng đầu đối với
nhà thiết kế là phải dự đoán tương đối chính xác mức thu năng lượng tại từng vị trí của thuê bao
di động. Do môi trường truyền sóng của mạng BTS outdoor macro (không gian tự do) không còn