CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG MẠNG ĐƠN TẦN
3.2 Xây dựng mô hình mạng đơn tần
Một khái niệm khi xây dựng mạng đơn tần, đó là:
Nhiễu nội - nhiễu ngoại: Mỗi một mạng mà bản thân nó phát sinh ra nhiễu thì nhiễu đó được gọi là nhiễu nội (self-interference). Nhiễu phát sinh do một mạng khác ảnh hưởng lên mạng đang xét gọi là nhiễu ngoại (external-interference).
Nhiễu này có thể bỏ qua với một mạng được qui hoạch tốt. Để cấu hình lên một đặc tính phủ tốt ta phải xem xét đến hai loại nhiễu này. Vấn đề đặt ra là số máy phát cần thiết cho một vùng dịch vụ cho trước là như thế nào, vị trí máy phát, độ cao của anten, năng lượng phát xạ và hướng tính của anten…
Để giới hạn được giao thoa nhiễu giữa các mạng phải có một giới hạn của trường nhiễu tối đa cho phép. Hệ số giới hạn sẽ là tỉ số giữa tín hiệu có ích và nhiễu. Để sử dụng phổ tần có hiệu quả, vấn đề qui hoạch mạng phải chú ý vào chỉ số này. Mạng đơn tần có thể được xây dựng cho cả mạng diện rộng (mạng quốc gia) và mạng diện hẹp (mạng địa phương).
3.2.1 Mạng đơn tần diện rộng
Khi cần phủ sóng cho một diện tích lớn với cùng một dòng chương trình (ví dụ chương trình phát quốc gia) thì hình thành nên mạng đơn tần diện rộng.
Để giảm giá thành một mạng diện rộng thì khoảng cách giữa các máy phát cần phải lớn. Đối với mạng đơn tần diện rộng do không sử dụng lại tần số nên có thể bỏ qua được nhiễu ngoại. Với những miền nhỏ, vấn đề nhiễu ngoại lại xảy ra
ở những vùng rìa và cần lưu tâm đến cả nhiễu nội. Để chống ISI trong mạng đơn tần diện rộng thì khoảng bảo vệ lớn hơn với mạng diện hẹp.
Mạng đơn tần diện rộng phủ sóng cho cả một vùng rộng lớn, khoảng cách giữa các máy phát là lớn, cho nên khoảng bảo vệ cũng lớn, nên sử dụng mode 8k.
Trong mạng đơn tần diện rộng, việc xây dựng hệ thống dựa trên việc bố trí máy phát trải đều để cho độ phủ đồng đều trên toàn vùng dịch vụ. Mỗi máy phát được đặt tại tâm hình lục giác như hình vẽ 3.1.
R: bán kính vùng dịch vụ.
D: khoảng cách giữa hai máy phát.
3.2.2 Mạng đơn tần diện hẹp
Kích thước mạng đơn tần cung cấp khả năng tiết kiệm tần số trong một vùng lớn. Khi chỉ cần phân phát chương trình cho một vùng nhỏ sử dụng ít máy phát thì sử dụng mạng đơn tần diện hẹp. Trái lại với mạng đơn tần diện rộng thì
Hình vẽ 3.1 Mô hình mạng đơn tần diện rộng
ở đây, chúng ta phải lưu tâm đến nhiễu ngoại từ những mạng lân cận. Trong mạng diện hẹp, luôn tồn tại cả nhiễu nội và nhiễu ngoại.
Đối với mạng đơn tần diện hẹp, do diện tích vùng dịch vụ là nhỏ, cho nên để phát huy được độ tăng ích của mạng thì nên xây dựng mật độ máy phát dày đặc (khoảng cách máy phát là ngắn). Do chỉ cần khoảng bảo vệ nhỏ nên sử dụng mode 2k là thích hợp.
Giả thiết vùng dịch vụ là một tập các hình lục giác đều như hình vẽ 3.2.
Mạng đơn tần diện hẹp bao gồm M hình lục giác đều với một máy phát đặt tại tâm và anten vô hướng. K là hệ số sử dụng lại tần số.
* Nhận xét chung cho cả hai mô hình mạng đơn tần:
Một yêu cầu của việc qui hoạch mạng là phải làm giảm thiểu nhiễu đến một mạng SFN lân cận. Bằng việc sử dụng anten có định hướng theo hướng vào tâm vùng dịch vụ sẽ khiến cho làm giảm nhiễu liên mạng giữa các SFN ở gần.
Đối với những mạng có vùng dịch vụ nhỏ thì nên sử dụng máy phát có công suất vừa phải. Vấn đề đặt ra là đặc tính phủ của từng cấu hình mạng riêng biệt, đánh giá ước lượng tín hiệu nhận được từ một vài máy phát trong mạng diện rộng (chỉ có nhiễu nội) và mạng diện hẹp (có cả nhiễu nội và nhiễu ngoại).
Thông thường để phủ một vùng diện tích lớn thì phải dùng công suất lớn nhưng trong mạng đơn tần:
- Đối với SFN lớn thì dùng máy phát có công suất vừa phải đã có thể đem lại độ phủ tốt còn với SFN nhỏ, công suất máy phát sử dụng còn nhỏ hơn.
- Đối với SFN diện rộng, khoảng cách giữa các máy phát là lớn, cho nên sử dụng khoảng bảo vệ lớn và mode 8k là thích hợp. Và ngược lại, với SFN diện hẹp chúng ta nên sử dụng mode 2k có khoảng bảo vệ nhỏ.
Hình vẽ 3.2 Cấu hình khác nhau của mạng đơn tần diện hẹp được biểu thị bởi hai thông số M,K với hệ số sử dụng lại tần số K=3 và số máy phát là M = (1, 3, 7, 19)
Một vấn đề chính là vị trí máy phát đặt ở đâu, như thế nào thì cho độ phủ tốt, nếu số máy phát ít thì phải lưu ý đến cách bố trí máy phát để đạt được tối ưu.
Mặt khác, chúng ta phải khẳng định là với số lượng máy phát nhiều, thì việc sắp xếp máy phát ngẫu nhiên vẫn luôn cho độ phủ tốt.