Cỏc giải phỏp nõng cấp mở rộng mạng
3.3. Giải phỏp chia nhỏ ụ 1. khái niệm ô (Cell)
kích thước Cell để đảm bảo chất lượng phục vụ trong Cell thì có nghĩa là ta phải giảm công suất của trạm gốc tức là giảm công suất phát của anten BTS.
Ngược lại khi ta tăng công suất của anten tram gốc tức là mở rộng kích thước Cell thì với một số lượng kênh có sẵn đủ lớn ta có thể tăng lưu lượng phục vụ của Cell đó.
Khả năng phủ sóng có hiệu quả còn phụ thuộc vào chiều cao của anten.
Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế mạng theo tính chất địa lý của vùng phục vụ.
3.3. Giải pháp chia nhỏ ô
Hình dạng lý thuyết của Cell là một ô tổ ong hình lục giác:
Hình 3.6: Khái niệm về biên giới của một Cell
Trên thực tế, hình dạng của cell là không xác định. Việc quy hoạch vùng phủ sóng cần quan tâm đến các yếu tố địa hình và mật độ thuê bao, từ đó xác định số lượng trạm gốc BTS, kích thước cell và phương thức phủ sóng thích hợp.
3.3.2. Kích thước Cell và phương thức phủ sóng
a) Kích thước cell
Cell lớn: Bán kính phủ sóng khoảng: n km n*10 km (GSM: 35 km)
Vị trí thiết kế các Cell lớn:
Sóng vô tuyến ít bị che khuất (vùng nông thôn, ven biển… ) Mật độ thuê bao thấp.
Yêu cầu công suất phát lớn.
Cell nhỏ: Bán kính phủ sóng khoảng: n*100 m. (GSM: 1 km) Vị trí thiết kế các Cell nhỏ:
Sóng vô tuyến bị che khuất (vùng đô thị lớn).
Mật độ thuê bao cao.
Yêu cầu công suất phát nhỏ.
Có tất cả bốn kích thước cell trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường.
Macro cell được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng.
Micro cell lại được lắp ở các khu thành thị, khu dân cư.
Pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó thường được lắp để tiếp sóng trong nhà.
Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng trống giữa các cell.
Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km. Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 32 km (22 dặm).
Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân bay, siêu thị... thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài trời vào.
b) Phương thức phủ sóng
Hình dạng của cell trong mỗi một sơ đồ chuẩn phụ thuộc vào kiểu anten và công suất ra của mỗi một BTS. Có hai loại anten thường được sử dụng: anten vô hướng (omni) là anten phát đẳng hướng, và anten có hướng là anten bức xạ năng lượng tập trung trong một rẻ quạt (sector).
Phát sóng vô hướng – Omni directional Cell (3600)
Anten vô hướng hay 3600 bức xạ năng lượng đều theo mọi hướng.
Hình 3.7: Omni (3600) Cell site
Khái niệm Site: Site được định nghĩa là vị trí đặt trạm BTS.
Với Anten vô hướng: 1 Site = 1 Cell 3600
Phát sóng định hướng – Sectorization:
Lợi ích của sectorization (sector hóa):
Cải thiện chất lượng tín hiệu (Giảm can nhiễu kênh chung).
Tăng dung lượng thuê bao.
Hình 3.8: Sector hóa 1200 Với Anten định hướng 1200: 1 Site = 3 Cell 1200
3.3.3.Chia Cell (Cells Splitting)
Một cell với kích thước càng nhỏ thì dung lượng thông tin càng tăng.
Tuy nhiên, kích thước nhỏ đi có nghĩa là cần phải có nhiều trạm gốc hơn và như thế chi phí cho hệ thống lắp đặt trạm cũng cao hơn.
Khi hệ thống bắt đầu được sử dụng số thuê bao còn thấp, để tối ưu thì kích thước cell phải lớn. Nhưng khi dung lượng hệ thống tăng thì kích thước cell cũng phải giảm đi để đáp ứng với dung lượng mới. Phương pháp này gọi là chia cell.
Tuy nhiên, sẽ không thực tế khi người ta chia nhỏ toàn bộ các hệ thống ra các vùng nhỏ hơn nữa và tương ứng với nó là các cells. Nhu cầu lưu lượng cũng như mật độ thuê bao sử dụng giữa các vùng nông thôn và thành thị có sự khác nhau nên đòi hỏi cấu trúc mạng ở các vùng đó cũng khác nhau.
Các nhà quy hoạch sử dụng khái niệm cells splitting để phân chia một khu vực có mật độ thuê bao cao, lưu lượng lớn thành nhiều vùng nhỏ hơn để cung cấp tốt hơn các dịch vụ mạng. Ví dụ các thành phố lớn được phân chia
thành các vùng địa lý nhỏ hơn với các cell có mức độ phủ sóng hẹp nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ cũng như lưu lượng sử dụng cao, trong khi khu vực nông thôn nên sử dụng các cell có vùng phủ sóng lớn, tương ứng với nó số lượng cell sẽ sử dụng ít hơn để đáp ứng cho lưu lượng thấp và số người dùng với mật độ thấp hơn.
Hình 3.9: Phân chia Cell
Đứng trên quan điểm kinh tế, việc hoạch định cell phải bảo đảm lưu lượng hệ thống khi số thuê bao tăng lên, đồng thời chi phí phải là thấp nhất.
Thực hiện được điều này thì yêu cầu phải tận dụng được cơ sở hạ tầng của đài trạm cũ. Để đáp ứng được yêu cầu này, người ta sử dụng phương pháp giảm kích thước cell gọi là tách cell (cells splitting).Theo phương pháp này việc hoạch định được chia thành các giai đoạn sau: