Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA

Chia sẻ: Pham Dinh Toan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:164

Thêm vào BST

Báo xấu

86
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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. 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...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA

z   Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA 1 84-07-KHKT-RD 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 d ụng, tính t ừ 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 h ợp cả hai hệ thống này. Đa điểm là Tôpô không dây, trong đó h ệ th ống cung c ấp d ịch v ụ ghép đường theo phân bố địa lý các trạm thuê bao. Vi ệc chia sẻ tài nguyên g ồm c ả 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 tr ạm thuê bao riêng r ẽ 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 su ất 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 đ ộ lệch, tính theo dB, giữa mức khuyếch đại đồng cực và khuyếch đại trực giao c ủa anten theo h ướng đã cho 1.11 Độ rộng băng thông chiếm dụng (Occupied bandwith) Đối với một sóng mang băng thông chi ếm dụng Bo là đ ộ r ộng c ủa băng t ần, sao cho dưới mức giới hạn thấp nhất của nó và trên mức giới hạn cao nhất c ủa nó thì công suất trung bình bức xạ chỉ bằng 5 % tổng công suất bức xạ. Đi ều này có nghĩa là 99% công suất bức xạ nằm trong băng thông Các hệ thống truyền dẫn đa sóng mang dùng nhiều tầng khu ếch đ ại, vì v ậy đ ộ r ộng băng thông chiếm dụng được xác định như sau: Bom = Bou + Bol + (Fou - Fol) Trong đó: Bom - Độ rộng băng thông chiếm dụng cho hệ thống đa kênh Bou-Băng thông chiếm dụng của một sóng mang của sóng mang cao nhất Bol- Băng thông chiếm dụng của một sóng mang cho sóng mang thấp nhất Fou-Tần số trung tâm của sóng mang con cao nhất Fol -Tần số trung tâm của sóng mang con thấp nhất 1 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
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 th ống l ưới 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 nh ất c ủa 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) gi ữa hai h ệ th ống P-MP c ủa 2 nhà khai thác mạng khác nhau. 1.22 Nhiễu loại B (Class B Interference) Nhiễu (và các lớp con dưới nó B1,B2, B3 và B4) gi ữa một hệ th ống P-MP và m ột h ệ thống P-P của 2 nhà khai thác khác nhau 1.23 Nhóm/cụm tần số (Frequency block) Phần gần kề của phổ tần, nằm trong băng tần con ho ặc c ả băng t ần, th ường đ ược ấn định cho một nhà khai thác Chú ý: Tập các nhóm tần có thể hình thành băng tần con hoặc một băng tần 1.24 Nhóm tần số (Frequency Block) Băng thông tần số do cơ quan quản lý ấn định cho m ột nhà khai thác h ệ th ống P-MP trong một vùng dịch vụ xác định 1.25 Song công theo tần số (Frequency division dupplex) Các mạch song công, trong đó tuyến lên và xuống dùng các t ần số khác nhau và thường dùng đồng thời 1.26 Song công theo thời gian (Time-division dupplex-TDD) Mạch song công, trong đó truyền dẫn lên và xuống tại các thời điểm khác nhau, nhưng chung một tần số 1.27 Trạm gốc (Base station-BS) Tập hợp các thiết bị cung cấp khả năng kết nối, quản lý và điều khiển trạm thuê bao 1.28 Trạm lặp (Repeater station-RS) Trạm khác với BS, có các thiết bị thông tin quay về 2 hoặc nhiều hướng biệt lập khác 2 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
nhau. Lưu lượng thu được từ một hướng có thể được phát lại từng phần hoặc toàn bộ theo hướng khác. Lưu lượng có thể kết thúc hay bắt đầu ở trạm lặp khác 1.29 Trạm thuê bao (Subsriber station-SS) Tập hợp các thiết bị cho phép thiết bị thuê bao đấu nối với trạm gốc 1.30 Truy nhập không dây băng rộng (Broadband wireless access-BWA) Truy nhập bằng phương thức vô tuyến, trong đó dung lượng kết nối là băng rộng 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 v ị trí c ố đ ịnh 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 D/U Desired carrier-to-undesired carrier ratio El Elevation EIRP Effective isotropic radiated power EN European norm ERC European Radiocommunication Committee FBWA Fixed broadband wireless access FB Frequency block FDD Frequency division duplex 3 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
FDMA Frequency division multiple access FH-CDMA Frequency Hopping Code Division Multiple Access FSPL Free space path loss FWA Fixed wireless access GSO Geostationary orbit HP Horizontal Polarization IEC International Electrotechnical Commission IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers I/N nterference-to-thermal noise ratio ISI Inter-System Interferenc ISOP nterference scenario occurrence probability ITU International Communication Union IRCI Inter-Cell interference LMCS Local muitipoint communication service LMDS Local muitipoint communication service LOS Line of sight MAN Metropolitan area netwwork MCL Minimum coupling loss MP Multipoint 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 4 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
XPD Croos-polar discrimination CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CAN NHIỄU TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN FBWA 1.1 PHÂN LOẠI CAN NHIỄU Can nhiễu vô tuyến điện là Hiện tượng sóng điện từ dải tần Vô tuyến gây ảnh h ưởng đến hệ thống thiết bị vô tuyến đang khai. Có nhi ều cách phân lo ại can nhi ễu vô tuy ến điện, nhưng thông dụng hơn cả là xết chúng thành 2 dạng: Nhiễu tự nhiên (có tính c ố hữu, không thể loại bỏ) và Nhiễu nhân tạo (phần lớn có thể làm suy gi ảm ho ặc ki ểm soát được). Mục tiêu của chúng ta là cần xác định được nguồn gốc phát sinh nhi ễu, mức độ ảnh hưởng và các phương pháp áp dụng trong thi ết k ế h ệ th ống đ ể lo ại tr ừ hoặc giảm nhẹ chúng đến mức chấp nhận được, vì vậy trong phần này chúng ta phân can nhiễu theo bản chất ảnh hưởng của chúng trong các mạng truy nh ập vô tuyến băng rộng loại cố định (FBWA) cho các dải tần số khác nhau Trong các hệ thống và mạng thông tin vô tuyến có 5 loại nhiễu cơ bản sau: - Nhiễu cùng kênh (CoCh) - Nhiễu kênh lân cận (AdjCh) - Nhiễu xuyên điều chế (IM) - Nhiều giao thoa giữa các ký tự (ISI) - Nhiễu do hiệu ứng “gần-xa” (N-FI) Vì chúng ta quan tâm đến nhiễu giữa các mạng FBWA, nên trong chương này ch ỉ c ần xét nhiễu cùng kênh (CoCh) và nhiễu kênh lân cận (AdjCh); các lo ại nhi ễu còn l ại không thuộc phạm vi của đề tài 1.1.1 Nhiễu cùng kênh (CoCh) Nhiễu CoCh là tín hiệu vô tuyến điện có cùng tần số với tín hi ệu mang thông tin có ích. Trong các mạng di động cấu trúc tế bào (Cellular), để tăng hi ệu qu ả sử d ụng ph ổ tần, các kênh tần số được dùng lại ở nhiều ô phục vụ, vì vậy thường xẩy ra hi ện tượng là một trạm gốc (BS hay CRS) có thể thu tín hi ệu cùng kênh t ần số t ừ các ô lân cận. Trong các mạng thông tin vô tuyến FBWA điểm-đi ểm ho ặc đi ểm-đa đi ểm ho ạt động trên cùng tần số tại các vùng kế cận cũng xẩy ra hiện tượng nhiễu cùng kênh. Để phân tích nhiễu CoCh người ta dùng thước đo Xác suất có điều ki ện nhi ễu cùng kênh (CCIP), đôi khi gọi là xác suất “khoá” máy thu. Về bản chất, CCIP là xác su ất có điều kiện công suất trung bình tín hiệu có hại vượt quá công su ất trung bình tín hi ệu 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 th ường tuân theo nhi ều quy luật khác nhau. Ví dụ, giữa các toà nhà phân bố tín hi ệu sóng di đ ộng tuân theo 5 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
luật Rician (LOS); bên trong các toà nhà thì fađinh Reyleigh chi ếm ưu th ế (non-LOS); đây là trường hợp đặc biệt của phân bố Gausian. Một cách tổng quát, tín hi ệu sóng vô tuyến di động là tổng hợp các tín hi ệu tuân theo nhi ều hàm phân b ố khác nhau, đ ược gọi chung là phân bố Nakagami, hay tín hiệu m chi ều (m-distribution). Lúc đó s ố đo CCIP, Pc , được thể hiện như sau: �β � s k Pc = Pr ob � I i � (1.1) �=1 � � � i � � Trong đó s là công suất trung bình (LMP) của tín hiệu có ích Ii là LMP của nhiễu thứ i β là hệ số phòng vệ k là số lượng tín hiệu nhiễu Trong thông tin vô tuyến điện, P c là một hàm toán học phức tạp, vì vậy, để tính P c người ta cần đơn giản hoá bài toán theo các điều kiện biên nào đó, nhưng vẫn phải đảm bảo thể hiện đầy đủ các tính chất của loại nhi ễu xét. Biểu th ức tính xác su ất nhiễu CoCh gồm k nguồn nhiễu như sau [1]: � � �k ms .� i �σ i .ri ) � D .( �� β − ms + ln � e R � � ln �i � �=1 � � � � ri � 2 k 1 i � �dr ...dr (2.π ) k / 2 −�−� � 1 2 � � � �1 Pc = ... exp � .F (1.2) � σs k � i= � � � � � � Trong đó ms là công suất trung bình tín hiệu có ích trong vùng xét R là bán kính Ô có tuyến truyền dẫn hữu ích Ri là bán kính Ô có chứa nguồn nhiễu thứ i Di 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 c ần duy trì xác suất có điều kiện nhiễu cùng kênh, hay xác suất “khoá” máy thu d ưới m ức 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, nh ưng r ất g ần v ới kênh tần số đang sử dụng. Nguyên nhân phát sinh nhiễu AdjCh chủ yếu là do nh ững 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 th ường được phân thành nhiễu trong băng (InBand) và nhi ễu ngoài băng (Out-Of-Band). Nhi ễu trong băng xẩy ra khi tâm của độ rộng tần số gây nhiễu nằm trong băng thông c ủa tín hiệu có ích. Nhiễu ngoài băng thuộc trường hợp tâm tần số của băng thông tín hi ệu gây nhiễu nằm ngoài băng thông của tín hiệu cần thu 6 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
Trong môi trường sóng di động, luôn có sự tương quan chặt chẽ gi ữa tín hiệu c ần 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 Pc. Nếu gọi r1 là tín hiệu có ích và r2 là tín hiệu nhiễu, với r2 α r1, thì ta có thể biểu diễn hàm mật độ xác suất nhiễu kênh lân cận như sau [1]: � x� (1 − ρ r ) �+ � 1 � G� PR 2 ( x ) = (1.3) 3/ 2 � x2 x� G � + ) − 4 ρr � (1 �G G� Trong đó, 1 ρr = (1.4) 1 + (∆ω ) 2 ∆ 2 ∆ω / 2π là độ lệch tần số giữa tín hiệu có ích và nhiễu ∆ là trải trễ thời gian là mức tăng công suất ở đầu ra bộ lọc thu tín hiệu có G ích so với công suất nhiễu kênh lân cận. Cần có nhận xét là, ngay cả trong trường hợp nhiễu AdjCh có đ ộ l ớn t ương đ ương mức nhiễu CoCh thì ảnh hưởng nhiễu AdjCh vẫn yếu hơn CoCh nhiều lần 1.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỄU VÔ TUYẾN ĐIỆN Một trong những mục tiêu cơ bản của bài toán thi ết kế các m ạng di đ ộng t ế bào, các tuyến vệ tinh và vi ba mặt đất là cần đảm bảo dung l ượng đ ường truy ền theo yêu cầu, với một mức chỉ tiêu chất lượng truyền dẫn cho trước, vì vậy trong vi ệc phân tích đánh giá nhiễu điều quan trọng là cần xác định được tỷ số C/I hay S/I theo m ột mức chất lượng truyền dẫn (BER) đã cho. Các giá trị này được lấy làm tiêu chí thi ết kế mọi mạng vô tuyến, cả di động lẫn có định Bài toán phân tích nhiễu ở đây bao gồm: (1) Tính hoặc ước lượng mật độ công suất nhiễu (2) Tính tỷ số C/I (3) Xác định tương quan giữa C/I (S/I) hoặc xác suất lỗi Pe (4) Xác định tương quan giữa S/I hoặc Pe và các chỉ tiêu hệ thống (5) Thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật và mức độ biến động các chỉ tiêu hệ thống so với các chỉ tiêu kỹ thuật trong các mức giới hạn chấp nhận được (6) Sử dụng C/I như là thước đo để tối ưu hoá vị trí nguồn bức xạ và chất lượng truyền thông tin (7) Triển khai các giải pháp giảm nhiễu, các phương pháp đo kiểm hiệu chỉnh ảnh hưởng, thông qua các thông số thiết kế hệ thống thiết bị 7 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
Hai thông số C/I và S/I là các thước đo chất lượng liên quan đến cấp dịch vụ (GOS) của một hệ thống vô tuyến điện bất kỳ. Đối với các mạng không dây các thông số này tương đương: - Tỷ số C/I và - Xác suất “khoá” máy thu 1.2.1 Các tín hiệu tương tự Các tín hiệu tương tự (analog) dùng truyền thông tin là các sóng đi ện t ừ bi ến đ ổi liên tục theo thời gian, được đặc trưng bởi biên độ, tần số và pha. Công su ất tín hi ệu đ ược th ể hiện qua biên độ sóng mang (A). Đối với tín hiệu tương tự, chúng ta có th ể tính đ ược tỷ số C/I [1] như sau: A2 C S C = 2 22 =R và (1.5) I rA I I 2 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 truy ền d ẫn 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 ch ế PSK, BER chính là xác suất lệch góc θ ra ngoài vùng quyết định. Phân bố góc này tuân theo luật hàm mũ cơ số tự nhiên [1]: 1 1 �r � fθ (ϑ ) = exp(− 2 (δ 2 + r 2 + 1 − 2δ cos a) I 0 � 2 (δ 2 + 1 − 2 cos a)1/ 2 � dδ δ (1.6) (2πσ ) 0 2σ σ 2 � � Trong đó I0 là hàm Bexel cải tiến bậc một δ là phương sai trong phân bố Gauxơ r số đo tín hiệu nhiễu Tích phân biểu thức trên từ vùng biên ( −π / M ) đến ( π / M ), có tính đến tính đối xứng của tích phân, ta được: π fθ (ϑ )dϑ Pe = 2 (1.7) π /M 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]: 8 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
n C1 D �� = (1.8) �� IM R �� M là số các Ô phục vụ bị nhiễu CoCh Trong đó n là thành phần mũ, thể hiện độ suy hao tuyến (n = 2 4) D là khoảng cách giữa 2 Ô phục vụ có nhiễu CoCh R là bán kính Ô phục vụ a. Đối với hệ thống TDMA: � � n C = 10 log �d / n I i � S (1.9) I � � i =1 Trong đó Sd là cường độ trường tín hiệu có ích Ii là nhiễu cùng kênh từ trạm gốc thứ i b. Đối với các hệ thống OFDM/CDMA: P .G C =MRp I� tol � (1.10) � β IC .PkR � .γ �=1 � k Trong đó PiR N PR = (1.11) i =0 N PiR là công suất thu được từ sóng mang thứ i tol PkR là công suất thu tổng cộng từ BS thứ k G p là tăng ích của bộ xử lý γ là hệ số, được tính theo mô hình trực giao tín hiệu giữa các BS khác nhau 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 đi ểm (PMP) dịch vụ cố định (FS) là cung cấp truy nhập cho mạng công cộng và các m ạng riêng (PSTN, PDN…). Vùng dịch mạng có thể rất rộng, bao ph ủ c ả các khu v ực thuê bao phân tán. Đôi khi, các hệ thống này cũng được dùng như các m ạng truy nhập theo ki ến trúc đa tế bào cho vùng ngoại ô và nông thôn. Các h ệ th ống vô tuyến đi ểm-đi ểm (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 d ụng các h ệ th ống này nh ư m ột mạng truyền tải hoặc mạng truy nhập tích hợp. 9 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
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 vi ệc quy ho ạch, thi ết k ế và tri ển khai mạng, nhằm đảm bảo sự tương thích giữa các hệ thống đó, trong đi ều ki ện các m ạng này khai thác trên cùng một băng tần trong các khu vực gần nhau và ngược lại, vì v ậy việc phân tích can nhiễu trong tài liệu này tập trung vào khía cạnh ảnh h ưởng l ẫn 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 thi ểu cần đạt, để tạo sự hài hòa, cùng tồn tại và khai thác hi ệu qu ả cho các h ệ th ống 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 h ọ 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 - Giữa 24,5 GHz và 29,5 GHz - Giữa 40,5 GHz và 43,5 GHz Mỗi phương thức truy nhập xác định (TDMA, MC-TDMA, FDMA, DS-CDMA, FH- CDMA, DS-CD/TDMA) đều được quy định rõ trong các tiêu chu ẩn TM4 EN c ủa ETSI cho một trong những băng tần số trên Các tiêu chuẩn TM4 EN về anten PMP được nhóm như sau: - Giữa 1 GHz và 3 GHz - Giữa 3 GHz và 11 GHz - Giữa 24 GHz và 30 GHz - Giữa 40,5 GHz và 43,5 GHz 1.3.1.2 Các hệ thống PTP Trong bộ các tiêu chuẩn TM4 EN cho các thiết bị PTP có phân lo ại h ệ th ống thi ết b ị cụ thể, theo khoảng cách kênh, loại điều chế và dung lượng hệ thống, cho các băng tần từ 1 đến 60 GHz. Các tiêu chuẩn TM4 EN về anten PTP được phân thành 2 nhóm: - Giữa 1 GHz và 3 GHz - Giữa 3 GHz và 60 GHz 1.3.2 Các giả thiết cho bài toán phân tích nhiễu Vấn đề phối hợp hoạt động để cùng tồn tại và khai thác hiệu quả các mạng PMP, sử dụng chung một băng tần, trong cùng m ột khu vực đ ịa lý là rất ph ức t ạp. Trong ph ần này, trước tiên ta xác định tất cả các tổ hợp can nhiễu có thể (các lo ại nhi ễu) gi ữa các 10 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
hệ thống PMP, giữa PMP và PTP, sau đó trình bày các phương pháp phân tích, đánh giá mức độ can nhiễu và phương thức phối hợp hoạt động giữa các mạng này. Để phân tích sự phối hợp hoạt động giữa 2 hệ thống PMP chúng ta chấp nhận một số giả thiết sau: - Hai hệ thống có công suất bức xạ (EIRP) như nhau; - Có sử dụng ATPC cho tuyến tải lên để giảm mức nhiễu; - 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 thu ật 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 h ơn các h ệ th ống 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 v ới th ực t ế, n ếu ta s ử d ụng các thông số tới hạn trong bộ tiêu chuẩn EN cho hệ thống này và coi nó là b ộ 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 thi ết phải có các thông s ố sau đây l ấy t ừ 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 m ỗi băng t ần đ ược ấn đ ịnh, các đ ặc tính truy ền lan sóng điện từ, băng thông khả dụng, cũng như các đặc tính h ệ th ống thi ết b ị s ẽ 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 h ệ th ống đó. Trong nhiều trường hợp, nếu có thiết kế tốt, chất lượng môi trường truyền d ẫn m ạng PMP có th ể tương đương với mạng cáp đồng. 11 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
Để phân tích, đánh giá mức độ tương thích giữa các m ạng chúng ta ch ấp nh ận m ột s ố giả thiết sau: 1) Có ít nhất 2 nhà khai thác mạng trong một vùng ph ục v ụ. Trong các vùng kinh tế hấp dẫn, số lượng nhà khai thác sẽ nhiều hơn 2) Các nhà khai thác hoàn toàn độc lập trong việc lập quy ho ạch và tri ển khai mạng của mình 3) Các dịch vụ do mạng của các nhà khai thác cung cấp có thể khác nhau, và do vậy các hệ thống thiết bị cũng có thể cũng rất khác nhau 4) Các hệ thống PMP có nguồn gốc, xuất sứ, thời gian đ ưa vào ho ạt đ ộng không giống nhau 5) Có nhiều phương thức truy nhập được sử dụng, nhưng tất cả đều phù hợp với các khuyến nghị và tiêu chuẩn của ETSI 6) Quy hoạch mạng và Ô phục vụ do từng nhà khai thác mạng đảm nhiệm 7) Cơ quan quản lý nhà nước có trách nhiệm phân bổ băng tần cho các nhà khai thác. Trong các nhóm tần số kế cận của nhóm tần số được phân b ổ cho các nhà khai thác khác nhau, bằng cách nào đó, cơ quan quản lý phải đảm bảo để các nhà khai thác sử dụng được trong cùng một vùng, tức là các nhà khai thác có khả năng sử dụng và cung cấp một mức GOS cho khách hàng c ủa mình, nh ư trong công bố cam kết chất lượng mạng của họ 8) Vì lý do tương thích, đ iều này không có nghĩa là không có những yêu c ầu bổ sung hoặc một số ràng buộc nào đó đối với các thi ết b ị thuê bao (TS) và tr ạm gốc (CRS/BS) b. Các mạng vô tuyến PTP Các hệ thống vô tuyến PTP hiện đang sử dụng dải tần số từ 1 đến 58 GHz, trong tương lai có thể sử dụng các dải tần số cao hơn. Trong mỗi băng tần số đ ược ấn đ ịnh, băng thông khả dụng do nhà quản lý phân bổ. Các đặc tính liên quan đ ến d ải t ần s ố như dung lượng tải tin, độ dài chặng truyền dẫn, các hình lo ại d ịch v ụ đ ều ph ải đ ược 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 h ạn. 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, xu ất sứ khác nhau. Các h ệ thống PTP tuy có độ phân cách kênh tần số, dung lượng và lo ại thi ết b ị 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. Đ ối với các nhóm tần số kế cận trong cùng m ột băng tần, thì nhà qu ản 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 m ột 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 12 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
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 m ột Ô (Intracell Interference- IACI). Trong các tiêu chuẩn ETSI/TM4 không có chỉ dẫn cụ thể nên dùng k ỹ thu ật FDD hay TDD, vì mỗi loại đều chế đều có những ưu điểm riêng. Các hệ th ống FDD thường dễ tương thích hơn TDD, nhất là khi các trạm gốc của các nhà khai thác đ ược đặt cùng một chỗ. Tuy nhiên, theo quan điểm sử dụng hi ệu quả phổ tần số, các hệ thống TDD lại tốt hơn, vì chúng chỉ cần một kênh tần số cho tuyến lên (UL) và xu ống (DL) và có khả năng phân bổ và điều khiển lưu lượng bất đ ối xứng m ột cách m ền dẻo. Trong tài liệu này nhiễu giữa các hệ thống PTP và PMP đ ược xét cho các nhà khai thác trong cùng một vùng, còn mức nhiễu trong m ột hệ thống c ụ th ể thì do t ừng nhà khai thác tự tính toán và tự quyết định 1.3.2.3 Về truyền lan sóng Vô tuyến điện Ở đây chúng ta chỉ xét các dịch vụ cố định. Các đặc tính truyền sóng điện từ, mô hình kênh truyền lan phụ thuộc vào dải tần số sử dụng, tốc độ Bit truyền trong không gian và khoảng cách giữa 2 kênh tần số lân cận. Trong dải tần số từ 2 đến 66 GHz xét ở đây, chúng ta coi các hệ thống PMP đều có tuyến truyền sóng tr ực xạ (LOS) ho ặc g ần v ới trực xạ (NLOS). Trường hợp có các tuyến truyền sóng không tr ực xạ ch ỉ có th ể áp dụng cho tốc độ Bit từ CRS đến TS nhỏ hơn 2x64 kbit/s và ngược l ại, nh ưng không vượt quá dải tần số 4 GHz. Ở các tốc độ cao hơn và tần số cao hơn chỉ xét đi ều ki ện truyền sóng LOS từ CRS đến TS và coi GOS tổng thể tương đương v ới chất l ượng mạng cáp đồng. Chúng ta chỉ xét đến fadinh do m ưa ở dải tần trên 10 GHz, b ằng cách bổ sung thêm một mức suy hao trong mưa cho các tuyến truyền dẫn Các tình huống nhiễu 1.3.3 1.3.3.1 Tổ hợp PMP FDD/FDD Có 2 cách bố trí kênh vô tuyến cho 2 hệ thống FDD PMP: 1) Cả hai hệ thống dùng chung một băng tần số con (SB) cho các tuyến xuống (CRS TS) và do đó cũng chung cho tuyến lên (TS CRS); 2) Hai hệ thống dùng các băng tần con SB khác nhau cho tuyến lên và xu ống, nh ư trên hình 1.3.1 Thông thường, chỉ có trường hợp 1, vì mỗi nhà quản lý mạng đã xác đ ịnh tr ước các băng con (SB) cho các luồng tải lên và tải xuống. Trường hợp 2 chỉ xảy ra khi ranh giới của 2 khu vực sử dụng các băng con (SB) khác nhau. 13 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
Hình 1.3.1 Cách bố trí kênh vô tuyến cho 2 FDD PMP 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 nhi ễu chi ếm 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). S ố “0” trong bảng thể hiện trạng thái không có nhiễu với giả thi ết rằng truyền d ẫn trong m ột băng tần con SB có thể gây nhiễu cho máy thu trong cùng băng t ần đó, nh ưng có kho ảng 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 c ả các tình hu ống nhi ễu có thể. Bảng 1.3.1 Các trường hợp nhiễu giữa 2 hệ thống PMP FDD 14 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
Bị hại DL trong SB1 DL trong SB2 Nguồn nhiễu DL UL DL UL DL trong DL A1 0 0 A3 SB1 UL 0 A2 A4 0 DL trong DL 0 A3 A1 0 SB2 UL A4 0 0 A2 1.3.3.2 Tổ hợp PMP FDD/TDD Có 2 cách bố trí kênh vô tuyến trong hệ thống FDD PMP và TDD PMP: 1) Hệ thống TDD có kênh gần kênh tuyến xuống FDD; 2) Hệ thống TDD có kênh gần kênh tuyến lên FDD, như trên hình 1.3.2 Hình 1.3.2 Cách bố trí kênh vô tuyến cho FDD PMP và TDD PMP Trong trường hợp này cũng có 4 lo ại nhiễu kể trên. Các tr ường h ợp nhi ễu chi ếm ưu thế được cho trong bảng 1.3.2, khi mà cả 2 hệ thống FDD và TDD đ ược coi v ừa là nguồn nhiễu vừa là bị hại. Đối với các hệ thống FDD sử d ụng băng con SB. Các phần tử khác “0” biểu diễn tổng 2 loại nhiễu khác nhau , do hệ thống TDD dùng cùng m ột kênh vô tuyến cho cả tuyến lên và xuống 1.3.3.3 Tổ hợp PMP TDD/TDD Chỉ có một cách bố trí kênh vô tuyến duy nhất cho 2 h ệ th ống PMP TDD, vì m ỗi h ệ thống chỉ dùng một kênh tần số cho cả tuyến lên và tuyến xuống. Ở đây, có 2 trường hợp cần xét 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 c ả các lo ại 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 PMP(TDD) PMP(FDD) DL trong SB1 DL trong SB2 Nguồn nhiễu Sb 1 Sb 2 DL UL DL UL 15 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
PMP DL DL A1+A3 0 (FDD) trong UL 0 A2+A4 Xem bảng 1 SB1 DL DL 0 A1+A3 trong UL A2+A4 0 SB2 PMP SB1 A1+A4 0 0 A2+A3 (TDD) SB2 0 A2+A3 A1+A4 0 1.3.3.4 Tổ hợp PMP/PTP Có 2 cách bố trí kênh vô tuyến cho FDD PMP và PTP: 1) Kênh PTP được phân bổ gần với kênh tần số tuyến lên FDD; 2) Kênh PTP được phân bổ gần với kênh tần số tuyến xuống FDD, (hình 1.3.3) Hình 1.3.3 Bố trí kênh vô tuyến cho FDD PMP và PTP Để xét đủ các tổ hợp nhiễu có thể giữa một hệ thống PMP và một hệ thống PTP chúng ta cần xác định 4 loại nhiễu cho các cặp nguồn nhiễu và đích nhiễu khác nhau: Nhiễu loại B1 (down/PTP Rx adjacency): Nguồn nhiễu từ CRS của PMP và đích của nhiễu là máy thu của hệ thống bị hại PTP. Nhiễu loại B2 (PTP Tx/up adjacency): Nguồn nhiễu từ máy phát của PTP và đích của nhiễu là CRS của hệ bị hại PMP. Nhiễu loại B3 (up/PTP Tx adjacency): Nguồn nhiễu từ TS của PMP và đích của nhiễu là máy thu của hệ thống bị hại PTP. Nhiễu loại B4 (PTP Tx/down adjacency): Nguồn nhiễu từ máy phát của PTP và đích của nhiễu là TS của hệ bị hại PMP Bảng 1.3.3 tóm tắt tất cả các trường hợp nhi ễu có th ể. Đ ới v ới h ệ th ống PTP k ể trên, các băng tần số con của các kênh được dùng để phát (khi PTP gây nhi ễu) và đ ể thu (khi PTP bị hại). Khi xét một hệ thống PMP TDD chúng ta cũng thu đ ược các tình hu ống 16 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
tương tự như trong bảng 1.3.3. Khác biệt duy nhất là luôn có một c ặp trạng thái (B1+B2 hoặc B3+B4) cần xét, do có cùng một kênh tần số cho cả tuyến lên và tuyến xuống. Bảng 1.3.3 Nhiễu giữa hệ thống PMP FDD và hệ thống PTP Bị hại PMP TDD PMP FDD DL trong SB1 DL trong SB 2 Nguồn nhiễu Sb 1 Sb 2 DL UL DL UL PMP DL DL B1 0 FDD trong UL 0 B3 Xem bảng 1 SB1 DL DL 0 B1 trong UL B3 0 SB 2 Ngoài phạm vi PMP SB1 B4 0 0 B2 TDD SB2 xem xét 0 B2 B4 0 Nhiễu giữa các hệ thống vô tuyến PMP (Nhiễu loại A) 1.3.4 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) gi ữa 2 h ệ th ống PMP hoạt động trong các kênh tần số kế c ận nhau (cùng phân c ực), 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 cần đánh giá nhiễu tổng trong các điều kiện hình học khác nhau. Việc phân tích được mở rộng từ d = 0 (2 Ô chồng nhau) đến d lớn h ơn kích th ước c ủa Ô l ớn nhất. - Đối với cả 2 hệ thống, vùng phục vụ bao phủ toàn bộ trạm gốc CRS và anten sử dụng là đẳng hướng với độ tăng ích xác định. Theo giả thi ết này tính k ế c ận của kênh vô tuyến được xét cho toàn vùng. Điều này cũng đúng cho c ả anten hình rẻ quạt (độ khuếch đại anten khác nhau) - Tất cả các tuyến truyền dẫn vô tuyến, c ả tuyến bị hại l ẫn tuyến gây nhi ễu, đều là trực xạ (LOS) và ta chỉ xét trường hợp xấu nhất, bỏ qua các tuyến NLOS 1.3.4.2 Phương pháp phân tích nhiễu a. Hệ số lọc mạng (Hệ số phân cách mạng) Hiện tượng nhiễu giữa 2 hệ thống hoạt động trên các kênh kế cận được biểu di ễn bằng phần phổ bức xạ của hệ thống gây nhiễu (I), nằm trong băng tần b ộ l ọc thu c ủa hệ thống bị hại (U). Trạng thái này được mô tả trên hình 1.3.4, trên đó bi ểu th ị c ả ph ổ bức xạ cao tần của các kênh tương ứng (CH U và CH I). Vùng màu xám bi ểu th ị phần phổ cao tần tín hiệu phát rơi vào bộ lọc thu, tạo ra mức nhiễu có hại. 17 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
Có thể đánh giá nhiễu tổng bằng hệ số lọc mạng (NFD). Đó là t ỷ s ố gi ữa công su ất phát của hệ thống gây nhiễu và phần công suất của nó lọt qua bộ lọc máy thu: S I ( f ).df NFD = − (1.12) 2 S I ( f ) HU ( f ) .df − với S I ( f ) là phổ phát của hệ thống gây nhiễu và HU(f) là hàm truyền đạt của bộ lọc mạng (bộ lọc thu). 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 d1 nên tín hiệu có ích là: �π .d � 4 Pu = Put + Gut + GTS − 20.log10 � (1.13) � �λ � t Trong đó: Pu là công suất phát danh định cho một kênh đơn c ủa hệ thống b ị nhi ễu U, t Gu là tăng ích anten CRS của hệ thống bị hại GTS là tăng ích anten TS, λ là độ dài bước sóng mang (cùng đơn vị với d1 ). 18 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA
Hình 1.3.5 Tình huống nhiễu A1 Chung nhất, ta coi tăng ích anten CRS có 2 giá trị khác nhau (xét cho anten rẻ quạt) Put là công suất phát danh định của hệ thống U cho một kênh đơn. Giá tr ị này s ẽ khác nhau đối với các phương thức truy nhập khác nhau: t Đối với hệ thống TDMA, Pu là công suất gắn với mỗi khe thời gian, tương ứng với công suất đỉnh. t Đối với thống CDMA, Pu là công suất gắn với mỗi mã. t Đối với hệ thống FDMA, Pu là công suất gắn với mỗi sóng mang phụ. Tương tự, công suất nhiễu được tính theo công thức: � π .d � 4 Pt = Pi t + Git + GTS (θ ) − 20.log10 � − � NFD (1.14) �λ � t t Trong đó: Pu là tổng công suất bức xạ của hệ thống gây nhiễu, Gi là độ khuếch đại anten CRS của hệ thống gây nhiễu I, GTS (θ ) là khuếch đại anten với góc phân cách (góc lệch) θ độ và NFD là hệ số lọc mạng, được tính theo công thức (1.12). t Ở đây, Pi là tổng công suất bức xạ bởi hệ thống gây nhiễu trong các đi ều ki ện t ải cực đại: Khi tất cả các khe thời gian trong TDMA được dùng ho ặc khi t ất c ả các mã PN trong CDMA được dùng, hoặc khi tất cả các sóng mang ph ụ trong FDMA đ ược dùng. Kết hợp với các đẳng thức trước đó, chúng ta có thể tính tỷ số C/I cho m ột TS bất kỳ trong Ô như sau: �� C d = ( Put − Pi t ) + (Gu − Git ) + (GTS − GTS (θ )) − 20.log10 � 1 � NFD + t (1.15) I d �2 � 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: C = ( Put − Pi t ) + (Gu − Git ) + NFD t (1.16) I0 Vì d1 = d 2 và θ = 0, tức là khi 2 trạm gốc CRS đặt tại một chỗ, thì tổng nhiễu tuyến xuống bằng nhau cho mọi TS trong vùng xét 19 84-07-KHKT-RD Giải pháp phối hợp hoạt động để cùng tồn tại giữa các hệ thống FBWA