CHƯƠNG 3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG LTE\LTE ADVANCED SỬ DỤNG
3.3 Đánh giá và mô phỏng
a) Thiết lập các thông số giả định
Thiết lập các thông số giả định cho quá trình mô phỏng dựa trên thông số trên 2 bảng.
Được đánh giá với các mô phỏng hệ thống cấp dựa trên hệ thống đường xuống LTE. Dưới đây là 2 bảng thông số giả định cho macrocell và femtocell.
Bảng 3 Các thông số thiết lập Macrocell giả định
Thông số Giả thuyết
Bố trí di động Lưới hình lục giác, 3 Khu vực cho địa điểm, tái sử dụng 1.
Bán kính Cell 0.289 -2 km
Số phân vùng 7(=21 cells) Bao quanh
Tần số 200 MHz
Băng thông 5 MHz
Tổn thất từ BS macrocell đến MS macrocell
15,3+37,6 log10(R) [dB]
(R:khoảng cách đơn vị mét) Tổn thất từ BS macrocell đến MS/BS
femtocell
15,3+37,6 log10(R)+ PL [dB] (PL:
tổn thất thâm nhập)
Độ lệch chuẩn tạo bóng 8dB
Mẫu ăng ten 2
A( ) min 12 ,20 dB
3dB
180 180
3dB là băng thông 3dB (70 °) BS ăng-ten thu được sau dây cáp 14 dBi
Hệ số tạp âm BS 5 dB
Ăng ten MS tăng thêm 0 dBi
Hệ số tạp âm MS 9 dB
Tổng công suất phát BS 43dBm
Mô hình lưu lượng Đệm hoàn toàn với 10 macrocell MS cho vùng phủ
Phân phối MS Thống nhất
Khoảng cách tối thiểu giữa MS và Cell
>= 35 m
MS tốc độ quan tâm 3 km/h
Bảng 4 Các thông số thiết lập femtocell giả định
Thông số Giả thuyết
Bán kính Cell 0.289 -2 km
Femtocell Tần số kênh Cùng tần số và băng thông tương tự như lớp macrocell
Phân phối của femtocell BS Ngẫu nhiên thống nhất trong vùng phủ sóng macrocell
Tối thiểu tách biệt giữa BS femtocell và BS Macrocell
35 m
Mẫu ăng ten Omni
Ăng ten tăng cường 0 dBi
Tổn thất từ BS femtocell tới MS femtocell
38,46+20log10(R) +7*d [dB] d (m):khoảng cách trong nhà (số tầng thâm nhập được bỏ qua bằng
cách thiết lập là 0) Tổn thất từ BS femtocell tới MS
macrocell
Max( 15,3+37,6log10(R);
38,46+20log10(R) )+0,7*d +PL [dB]
Độ lệch chuẩn tạo bóng 4 dB
Hệ số tạp âm BS 8 dB
Giá trị giới hạn công suất phát 20/-20 dBm P offset / P offset o Từ 50 đến 110 dB
K 1
La 100 dBm
Mô hình lưu lượng Đệm toàn bộ
Số femtocell MS hoạt động mỗi femtocell 1
Số BS femtocell mỗi vùng macrocell 10
Phân phối các femtocell MS trong femtocell
Thống nhất Tối thiểu tách biệt giữa BS femtocell và
MS femtocell
10cm
b) Kết quả mô phỏng
Sau đây là kết phỏng cho thấy mối quan hệ giữa 5% người dùng macrocell thông lượng thấp hơn và người dùng femtocell thông lượng trung bình. Với ba sơ đồ thiết lập công suất phụ thuộc vào bán kính của macrocell (CR) và tổn thất thâm nhập (PL) của tòa nhà nơi mà các BS femtocell được triển khai. Thông lượng macrocell 5% người dùng được đánh giá bởi vì điều này thường chỉ thông qua người sử dụng tại các cạnh của macrocell. Ở đây nhiễu giữa femtocell tới macrocell trở nên tương đối lớn. Mỗi ô của đồ thị thu được bằng cách thay đổi trong khả năng bù đắp hoặc truyền tải giá trị công suất. La trong công thức (3) là 100 dB.Để tham khảo, kết quả cũng cho thấy khi chỉ có người dùng macrocell tồn tại và femtocell không.
Trường hợp mô phỏng cho macrocell bán kính 2 km và mất sự xâm nhập của 30 dB. Trường hợp này tương ứng với môi trường có sự gây nhiễu yếu nhất giữa các macrocell và femtocell. Trong trường hợp này, các thiết lập dựa trên công suất trực tiếp từ macrocell BS luôn luôn thực hiện tồi tệ hơn so với đề án đề xuất. Femtocell thông lượng dùng trung bình của đề án đề xuất là 36% lớn hơn so với các chương trình dựa trên sức mạnh tiếp nhận ở mức 0,27 Mbps của người sử dụng thông lượng macrocell 5%. Đề án dựa vào công suất tiếp nhận từ các BS macrocell có thể không phải luôn luôn bồi thường Pmrất nhỏ trong công thức (1) bởi công suất bù đắp và Ptx
thường đạt đến giới hạn thấp hơn. Nếu sức mạnh bù đắp cố gắng gia tăng để bù đắp sự tổn hao đường lớn để cùng một mức độ femtocell thông lượng dùng trung bình của đề
án đề xuất, người sử dụng thônglượng macrocell 5% trở nên nhỏ hơn. Điều này có thể hạn chế cho thiết kế này dựa trên công suất tiếp tân. Sau đây là kết quả mô phỏng cho trường hợp này:
Hình 3.8: Trường hợp CR=2km; PL =30dB
Trường hợp mô phỏng tiếp theo cho macrocell bán kính 2 km và mất sự xâm nhập của 10 dB. Tất cả ba thiết lập đã cho thấy hiệu suất tương tự. Bởi vì sự mất mát xâm nhập trong hình 3.9 là nhỏ hơn so với trong hình3.8, Pm của thiết lập dựa trên công suất tiếp nhận từ các BS macrocell là lớn hơn, dẫn đến truyền tải công suất lớn hơn. Kết quả là, các chương trình dựa trên công suất tiếp nhận từ các BS macrocell có thể đạt được mức độ hiệu năng giống như hai sơ đồ khác khác. Kết quả mô phỏng cho trường hợp này được thể hiện trong hình dưới đây:
Hình 3.9: Trường hợp CR=2km; PL =10 dB
Trường hợp mô phỏng cho bán kính macrocell 0,289 km (khoảng cách vùng liên đới là 0,5 km) và tổn thất xâm nhập của 10 dB. Trường hợp này tương ứng với nhiễu mạnh mẽ giữa các macrocell và femtocell. Trong trường hợp này, chương trình thiết lập công suất cố định luôn luôn thực hiện tồi tệ hơn so với đề án đề xuất. Femtocell thông lượng dùng trung bình của đề án đề xuất là 73% lớn hơn của sơ đồ thiết lập cố định công suất ở mức 0,27 Mbps của người sử dụng thông lượng macrocell 5%. Sơ đồ thiết lập công suất cố định có thể không phải lúc nào cũng bù đắp cho sự nhiễu từ macrocell khi so sánh với đề án đề xuất có thể điều chỉnh công suất phát dựa trên P
m
trong công thức (2). Nếu công suất phát cố định cố gắng để tăng giới hạn trên, người sử dụng thông lượng macrocell 5% trở nên nhỏ hơn nhiều.Đây có thể là nhược điểm cho các thiết kế cài đặt công suất cố định. Kết quả mô phỏng được thể hiện trong hình 3.10 sau đây:
Hình 3.10: Trường hợp CR=0,289km; PL=10 dB
Trường hợp mô phỏng cho bán kính macrocell 0,289 km và mất sự xâm nhập của 30 dB. Tất cả ba thiết lập đã cho thấy hiệu suất tương tự. Bởi vì sự tổn thất xâm nhập trong hình 3.11là lớn hơn so với trong hình 3.10, sự nhiễu từ các BS macrocell là nhỏ hơn, dẫn đến SINR lớn hơn trong các thiết kế cài đặt công suất cố định. Kết quả là, sơ đồ thiết lập quyền lực cố định có thể đạt được mức độ hiệu năng giống như hai chương trình khác. Kết quả mô phỏng trong trường hợp này được đánh giá trong hình 3.11 dưới đây:
Hình 3.11: Trường hợp CR= 0,289Km; PL= 30dB
Từ những kết quả mô phỏng trên ta rút ra kết luận đề án đề xuất giảm nhẹ sự can thiệp macrocell MS trong khi vẫn duy trì tốt femtocell phủ sóng trong nhà cho femtocell MS. Theo mô phỏng hệ thống cấp LTE với 5 MHz băng thông đường xuống, trong điều kiện mà trong đó sự giao thoa giữa các macrocell và femtocell là tương đối yếu (bán kính tế bào = 2 km, sự thâm nhập mất = 30 dB), femtocell trung bình người sử dụng thông lượng của đề xuất chương trình ở rìa của macrocell là 36%
lớn hơn so với các chương trình dựa trên sức mạnh tiếp từ macrocell BS. Hơn nữa, trong điều kiện mà trong đó sự giao thoa giữa các macrocell và femtocell là tương đối mạnh (bán kính tế bào = 0,289 km, sự thâm nhập mất = 10 dB), femtocell thông dùng trung bình của đề án đề xuất tại các cạnh của các macrocell là 73% lớn hơn của các chương trình cài đặt điện cố định.
Kết quả mô phỏng được tham khảo từ tài liệu số [5] trong danh sách tham khảo tiếng anh của đồ án.