thông tin vô tuyến

TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ TRONG MẠNG TỔ ONG... - Hệ thống điện thoại di động th ơng mại đầu tiên đ ợc đ a vào hoạt áp dụng sử dụng băng tần 150 MHz tại Saint LouisMĩ năm 1946 với khoảng cách k

Trang 1

THÔNG TIN VÔ TUY N Ế

Trang 2

4.2 TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ TRONG MẠNG TỔ ONG

Trang 3

4.2.1 SƠ LƯỢC VỀ MẠNG TỔ ONG.

a nh ngh a:a nh ngh a:ĐịĐị ĩĩ

- M ng t ong(cellular) l m t m t h th ng thông tin di ng ạ ổ à ộ ộ ệ ố độ

c chia th nh nhi u vùng ph c v nh , g i l ô(cell), m i ô có được chia th nh nhi u vùng ph c v nh , g i l ô(cell), m i ô có à ề ụ ụ ỏ ọ à ỗ

đượ à ề ụ ụ ỏ ọ à ỗ

m t tr m g c ph trách v ộ ạ ố ụ àđượ đ ềc i u khi n b i t ng i MSC sao ể ở ổ đà

m t tr m g c ph trách v ộ ạ ố ụ àđượ đ ềc i u khi n b i t ng i MSC sao ể ở ổ đàcho thuê bao có th v n duy trì ể ẫ được cu c g i m t cách liên t c ộ ọ ộ ụ

cho thuê bao có th v n duy trì ể ẫ được cu c g i m t cách liên t c ộ ọ ộ ụkhi di chuy n gi a các ô.ể ữ

khi di chuy n gi a các ô.ể ữ

- Cell l n v nh nh t c a m ng Trên s a lý quy ho ch àđơ ị ỏ ấ ủ ạ ơđồđị ạ

m ng, cell có hình d ng m t t ong hình l c giác.Trong m i ạ ạ ộ ổ ụ ỗ

cell có m t tr m vô tuy n BTS(Base Transceiver Station) liên l c ộ ạ ế ạ

vô tuy n v i t t c các máy thuê bao di ng MS(Mobile ế ớ ấ ả độ

Station) có m t trong cell.ặ

- c i m c a m ng t ong l vi c s d ng l i t n s v di n Đặ đ ể ủ ạ ổ à ệ ử ụ ạ ầ ố à ệ

- c i m c a m ng t ong l vi c s d ng l i t n s v di n Đặ đ ể ủ ạ ổ à ệ ử ụ ạ ầ ố à ệtích m i cell khá nh ỗ ỏ

tích m i cell khá nh ỗ ỏ

Trang 4

G C

D F

A E

G

B

C D F

A

E

B

C D A

E

G

B

C D F

B

C D F

A

E C

F

CÊu tróc c¬ b¶n cña m¹ng tæ ong.

Trang 5

- Hệ thống di động tổ ong bao gồm có ba phần chính là máy

di động MS (Mobile Station), trạm gốc BTS (Base

Transceiver Station), và Tổng đài di động (MSC)

+ Máy điện thoại di động (MS) bao gồm các bộ thu/phát RF, anten và bộ điều khiển

+ BTS bao gồm các bộ thu/phát RF để kết nối máy di động với MSC, anten, bộ điều khiển, đầu cuối số liệu và nguồn

+ MSC xử lý các cuộc gọi đi và đến từ mỗi BS và cung cấp chức năng điều khiển trung tâm cho hoạt động của tất cả các

BS một cách hiệu quả và để truy nhập vào tổng đài của

mạng điện thoại công cộng Chúng bao gồm bộ phận điều khiển, bộ phận kết nối cuộc gọi, các thiết bị ngoại vi và

cung cấp chức năng thu thập số liệu c ớc đối với các cuội gọi

đã hoàn thành

Trang 6

- Hệ thống điện thoại di động th ơng mại đầu tiên đ ợc đ a vào

hoạt áp dụng sử dụng băng tần 150 MHz tại Saint Louis(Mĩ)

năm 1946 với khoảng cách kênh là 60 KHz và số l ợng kênh giới hạn là 3.Đây là hệ thống bán song công.

- Sau này,d i tần số sử dụng 450 - 900 MHz, các mạng điển ả

Trang 7

b M t v i thông s c a m ng t ong:b M t v i thông s c a m ng t ong:ộ àộ à ố ủố ủ ạạ ổổ

t = thêi gian trung b×nh chiÕm kªnh mçi cuéc gäi(s)

T = tæng thêi gian ®o(s)

thuª bao

Trang 8

- L u l ợng đ ợc tính bằng Erlang, d ới đây là đơn vị thuê bao tiêu chuẩn.

Thời gian trung bình của mỗi cuộc gọi 120 s

Số cuộc gọi cho thuê bao vào giờ bận là 1

Cứ 1000 thuê bao di động thì l u l ợng là 33 Erlang Những

con số này dành cho tính toán số kênh yêu cầu trong mạng

tổ ong

Trang 9

- Nhi u ng kờnh C/I (Carier to Interference ratio): ễ đồ

Nhiễu đồng kênh xảy ra khi cả hai máy phát phát trên cùng một tần số hoặc trên cùng một kênh Máy thu điều chỉnh ở kênh này sẽ thu đ ợc cả hai tín hiệu với c ờng độ phụ thuộc vào vị trí của máy thu so với hai máy phát.

Tỉ số sóng mang trên nhiễu đ ợc định nghĩa là c ờng độ tín hiệu mong muốn trên c ờng độ tín hiệu nhiễu

C/I = 10log(P0 / Pi) (dB)

Trong đó:

P0 : công suất tín hiệu thu mong muốn.

P : công suất nhiễu thu đ ợc.

Trang 10

- Nhi u kờnh lõn c n C/A (Carrier to Adjacent ratio):ễ ậ

Tỉ số sóng mang trên kênh lân cận đ ợc định nghĩa là c ờng độ của sóng mang mong muốn trên c ờng độ của sóng mang kênh lân cận

Nhiễu kênh lân cận xảy ra khi sóng vô tuyến đ ợc điều chỉnh

và thu riêng kênh C song lại chịu nhiễu từ kênh lân cận C-1 hoặc C+1 Mặc dù thực tế sóng vô tuyến không đ ợc chỉnh để thu kênh lân cận đó, nh ng nó vẫn đề nghị một sự đáp ứng nhỏ

là cho phép kênh lân cận gây nhiễu tới kênh mà máy thu đang

điều chỉnh

C/A = 10log(P0 / Pa)

Trong đó:

P0 = công suất thu tín hiệu mong muốn

Pa = công suất thu tín hiệu của kênh lân cận

Trang 11

4.4.2 Tỏi sử dụng tần số.

a C s lớ thuy t: a C s lớ thuy t: ơ ở ơ ở ế ế

- Nguyên lí cơ sở khi thiết kế các hệ thống tổ ong là các mẫu đ ợc gọi là các mẫu sử dụng lại tần số.

- Với một hệ thống thông tin thì dải tần sử dụng là giới

hạn, vì vậy nếu áp dụng hệ thống bình th ờng sẽ gặp khó khăn vì dung l ợng của kênh thấp Nhờ sử dụng lại các tần

số nó có thể cung cấp dung l ợng xử lý cao hơn rất nhiều các hệ thống điện thoại đang sử dụng Ở đây ta giảm mức

độ bao phủ của một trạm gốc để mở rộng một l ợng lớn ô trạm gốc bao phủ cùng một vùng tr ớc khi đ ợc bao phủ từ một vị trí, điều này có nghĩa là số l ợng kênh trên vùng xác

định đ ợc tăng lên rất nhiều.

Trang 12

- Trong khái niệm sử dụng lại tần số bao hàm khái

niệm cho phép sử dụng nhiễu chung kênh để tăng

dung l ợng hệ thống cho mục đích điều khiển Sự sử

dụng lại tần số đ ợc thực hiện nh sau: đầu tiên khả

Trang 13

4.4.2 Tái sử dụng tần số.

D F

A E

G

B

C D F

A

E

B

C D A

E

G

B

C D F

B

C D F

A

E C

F

CÊu tróc t¸i sö dông tÇn sè.

Trang 14

t n s không ph thu c v o kho ng ầ ố ụ ộ à ả

cách tuy t i D gi a chúng m ph ệ đố ữ à ụ

thu c v o t s D/R v i R l bán kính ộ à ỉ ố ớ à

c a ô.Vi c thi t k công su t phát v ủ ệ ế ế ấ à

chi u cao anten xác nh R mong mu n ề đị ố

Kho¶ng c¸ch t¸i sö dông

tÇn sè D

A R

P

Trang 15

- P : là vị trí của máy di động liên quan tới cả hai vị trí A

và B.

- C li t i thi u C li t i thi u ự ự ố ố ể ể cho phộp s d ng l i t n s Dmin ph cho phộp s d ng l i t n s Dmin ph ử ụ ử ụ ạ ầ ố ạ ầ ố ụ ụ

thu c v o nhi u nhõn t : ộ à ề ố

+ S ụ dựng l i t n s xung quanh vựng ang xột + S ụ dựng l i t n s xung quanh vựng ang xột ố ố ạ ầ ố ạ ầ ố đ đ

+ c i m a lý c a vựng ph súng + c i m a lý c a vựng ph súng Đặ đ ể đị Đặ đ ể đị ủ ủ ủ ủ

+ Chi u cao anten + Chi u cao anten ề ề

+ Cụng su t phỏt + Cụng su t phỏt ấ ấ

- Vi ệ ử ụ ệ ử ụ c s d ng l i t n s l m t ng hi u su t s d ng ph c s d ng l i t n s l m t ng hi u su t s d ng ph ạ ầ ố à ạ ầ ố à ă ă ệ ệ ấ ử ụ ấ ử ụ ổ ổ lờn r t nhi u nh ng c ng cú th gõy nhi u kinh kh ng ấ ề ư ũ ể ễ ủ

lờn r t nhi u nh ng c ng cú th gõy nhi u kinh kh ng ấ ề ư ũ ể ễ ủ

n u thi t k t i Can nhi u n y g i l can nhi u kờnh ế ế ế ồ ễ à ọ à ễ

Trang 16

- Trong quỏ trỡnh ho t ng, MS Trong quỏ trỡnh ho t ng, MS ạ độạ độ sẽ bị nhiễu đồng kênh do

và

hơn là do tạp âm thông th ờng Vì vậy, ta có thể nói rằng một

hệ thống tổ ong hoàn thiện là giới hạn đ ợc nhiễu mà đã đ ợc qui chuẩn, loại trừ đ ợc nhiễu hệ thống Một vấn đề trong

thiết kế hệ tổ ong là điều khiển các loại nhiễu này ở mức

Trang 17

- Việc tái sử dụng kênh tần bị giới hạn bởi nhiều hệ kênh C/I giữa các ô C/I có thể là một vấn đề chủ yếu Do đó

sự cố gắng đạt đến mức tối thiểu C/I phải đ ợc tiến hành.

- Thật đơn giản để quan sát kích th ớc ô có đ ợc, sự tái sử dụng khoảng cách sẽ phụ thuộc số nhóm tần N sẽ đ ợc xây dựng trong mô hình tái sử dụng kênh tần Số N này càng lớn thì khoảng cách tái sử dụng càng dài.

- B ớc thứ nhất để đo kích th ớc N sẽ là tính toán tỉ số D/R giữa những ô đồng kênh.

Từ hình học có thể tính một cách đơn giản: D/R = √ 3N R: là bán kính ô.

Trang 18

- N là mẫu sử dụng lại:

- Cần sử dụng mẫu để tính đ ợc một N tối thiểu có thể

chấp nhận đ ợc Nghiã là log-normal của báo hiệu cho cả sóng mang và sóng nhiễu đ ợc chấp nhận Độ mạnh của

một báo hiệu chênh lệch với giá trị trung bình vài dB

Trang 19

c M t s mụ hỡnh m u tỏi s d ng:c M t s mụ hỡnh m u tỏi s d ng:ộ ốộ ố ẫẫ ử ụử ụ

* M u tỏi s d ng t n s 3/9:ẫ ử ụ ầ ố

- Mẫu tái sử dụng lại tần số 3/9 có nghĩa các tần số sử dụng đ

ợc chia thành 9 nhóm tần số ấn định trong 3 vị trí trạm gốc Mẫu này có khoảng cách giữa các đài đồng kênh là D = 5,2R

- Giả thiết có 41 tần số.Ta thấy mỗi cell có thể phân bố tối đa

đến 5 sóng mang

- Nh vậy, với khái niệm về kênh thì phải dành một khe thời

gian cho BCH, một khe thời gian cho SDCCH/8 Vậy còn 5 x

8 - 2 = 38 khe thời gian cho kênh l u l ợng Tra bảng Erlang-B tại GoS 2 % thì một cell có thể cung cấp dung l ợng 29,166

Erlang Giả sử mỗi thuê bao chiếm 0,33 Erlang, nh vậy mỗi cell có thể phục vụ đ ợc 29,166/0,33 = 833 thuê bao.

Trang 20

B1

A2 A3

C1 A2

MÉu sö dông l¹i tÇn sè 3/9

Trang 21

* M u tỏi s d ng t n s 4/12:ẫ ử ụ ầ ố

- Mẫu sử dụng lại tần số 4/12 có nghĩa là các tần số sử dụng đ

ợc chia thành 12 nhóm tần số ấn định trong 4 vị trí trạm gốc Khoảng cách giữa các trạm đồng kênh khi đó là

D = 6R

- Giả thiết có 41 tần số.Ta thấy mỗi cell có thể phân bố tối đa

đến 4 sóng mang

- Nh vậy, với khái niệm về kênh thì phải dành một khe thời

gian cho BCH, một khe thời gian cho SDCCH/8 Vậy còn 4 x

8 - 2 = 30 khe thời gian cho kênh l u l ợng Tra bảng Erlang-B tại GoS 2 % thì một cell có thể cung cấp dung l ợng 21,932

Erlang Giả sử mỗi thuê bao chiếm 0,33 Erlang, nh vậy mỗi

Trang 22

- Nh vËy, víi kh¸i niÖm vÒ kªnh th× ph¶i dµnh mét khe thêi

gian cho BCH, mét khe thêi gian cho SDCCH/8 VËy cßn 2x 8

- 2 = 14 khe thêi gian cho kªnh l u l îng Tra b¶ng Erlang-B t¹i GoS 2 % th× mét cell cã thÓ cung cÊp dung l îng 8,2003

Erlang Gi¶ sö mçi thuª bao chiÕm 0,33 Erlang, nh vËy mçi

Trang 23

Nh n xột:Nh n xột:ậậ

- Khi số nhóm tần số tăng N/21, N/12, N/9, nghĩa là số tần số

có thể dùng cho một đài trạm tăng thì khoảng cách giữa các

đài đồng kênh D sẽ giảm 7.9R; 6R; 5.2R Điều này đồng

nghĩa với nhiễu trong hệ thống cũng sẽ tăng lên Với số nhóm tần số tăng thì số thuê bao đ ợc phục vụ cũng sẽ tăng lên là:

Trang 24

H T Ế

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	178 KB