Bao Cao Thong Tin Vo Tuyen

23 4 0
  • Loading ...
1/23 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 15/11/2016, 15:26

Hệ Thống Vô Tuyến FDMA Một trong những khó khăn lớn nhất là sự biến động công suất tín hiệu thu rất lớn sinh ra từ người sử dụng trong các khe tần số khác nhau do hiệu ứng gần-xa (near-far). Các khó khăn trong môi trường vô tuyến bao gồm việc giải quyết vấn đề tần số của mỗi người sử dụng không ổn định do hiệu ứng Doppler và do lỗi của bộ dao động nội. Lỗi không thể tránh khỏi này yêu cầu các dải bảo vệ được bố trí giữa các khe tần số, dẫn đến giảm hiệu quả của lược đồ FDMA. Khác với FDD phải sử dụng cặp sóng mang truyền dẫn song công, TDD chỉ sử dụng một sóng mang cho truyền dẫn song công. BỘ CÔNG AN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT HẬU CẦN CAND TÌM HIỂU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP MẠNG VÔ TUYẾN Sinh viên thực hiện: - Ngô Hồng Thanh - Nguyễn Văn Biên - Triệu Đình Tâm - Đỗ Hoàng Ánh Trung đội: B4 – D1 Bắc Ninh, 2014 Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến MỤC LỤC ~2~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Mục tiêu truyền thông liệu khả chia sẻ nguồn tài nguyên kênh thông tin chung cho nhiều người dùng thời điểm Tài nguyên dùng chung tuyến truyền dẫn tốc độ cao sợi quang khoảng cách xa, phổ tần sử dụng hệ thống điện thoại tế bào, hay thông tin đường cáp xoắn công sở Để nhiều người dùng chia sẻ tài nguyên chung cách hiệu có quản lý, cần phải có số dạng giao thức truy nhập để định nghĩa việc thực chia sẻ biện pháp để thông điệp từ người sử dụng riêng biệt nhận dạng phía thu Quá trình chia sẻ gọi ghép kênh hệ thống truyền thông cáp đa truy nhập truyền thông vô tuyến số Bốn kỹ thuật đa truy nhập thông dụng là: Đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số (FDMA), đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA), đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA) Ngoài sử dụng kỹ thuật kết hợp phương thức truy nhập khác lại làm ~3~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUY NHẬP MẠNG VÔ TUYẾN PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ (FDMA) 1.1 Hoạt động hệ thống FDMA Kỹ thuật FDMA sử dụng rộng rãi hệ thống thông tin người dùng không dây hệ thống điện thoại hệ đầu Phương thức có lẽ dạng trực quan việc chia sẻ tài nguyên Trong phương pháp đa truy nhập độ rộng băng tần cấp phát cho hệ thống chia băng thông thành băng khoảng bảo vệ Mỗi băng tần ấn định cho hệ thống kênh riêng Trong dạng đa truy nhập máy vô tuyến đầu cuối phát liên tục số sóng mang đồng thời tần số khác Cần đảm bảo khoảng bảo vệ kênh bị sóng mang chiếm để phòng Hình 1.Đa truy nhập phân chia theo tần số ngừa không hoàn thiện lọc dao động Máy thu đường xuống đường lên chọn sóng mang cần thiết theo tần số phù hợp Như vậy, FDMA phương thức đa truy nhập mà kênh cấp phát tần số cố định Để đảm bảo FDMA tốt tần số phải phân chia quy hoạch thống toàn giới Nếu kênh thông tin, ví dụ đường cáp, có băng thông truyền dẫn W Hz người sử dụng cần B Hz để đạt tốc độ thông tin càn thiết theo lý thuyết, kênh hỗ trợ đồng thời W/B người sử dụng cách điều chế băng thông đặt người sử dụng trọng khe lân cận băng thông cho phép Ngay ta thấy hiệu kỹ thuật ghép kênh tần số điều khiển hiệu việc nén băng thông truyền dẫn người sử dụng (Thí dụ giá trị α lọc cosine tăng) Nó phụ thuộc vào hệ thống tách kênh, lọc thành Hình Nguyên tắc đa truy nhập phân chia theo tần số phần điều chế phù hợp với người sử dụng Với ghép kênh phân chia theo tần số, tốc độ liệu modem thiết kế cho người sử dụng không đổi theo yêu cầu hoạt động hệ thống đa truy nhập ~4~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến cần thêm mạch biến đổi tần số để phù hợp với khe gán trước Người sử dụng thường gán khe tần số khoảng thời gian tin 1.2 Hệ thống vô tuyến FDMA FDMA sử dụng rộng rãi hệ thống thông tin không dây, nơi mà môi trường vô tuyến tạo nhiều thách thức cho phương pháp đa truy nhập đặc tính thay đổi theo thời gian không đoán trước kênh thông tin Một khó khăn lớn biến động công suất tín hiệu thu lớn sinh từ người sử dụng khe tần số khác hiệu ứng gần-xa (near-far) Người sử dụng gần máy thu trạm gốc tạo tín hiệu mạnh nhiều so với người sử dụng xa, hoạt động biên giới hạn thông tin cho phép Thông thường, biến động công suất lên tới 100 dB Nếu tín hiệu lớn tạo xạ băng, sang khe tín hiệu yếu chiếm giữ dễ dàng đè lên tín hiệu yếu làm gián đoạn thông tin Các khó khăn môi trường Hình Fading FDMA vô tuyến bao gồm việc giải vấn đề tần số người sử dụng không ổn định hiệu ứng Doppler lỗi dao động nội Lỗi tránh khỏi yêu cầu dải bảo vệ bố trí khe tần số, dẫn đến giảm hiệu lược đồ FDMA ~5~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến 1.2.1 Ghép song công theo tần số FDMA/FDD Để đảm bảo thông tin song công tín hiệu phát thu máy thuê bao phải phát hai tần số khác nhau, tần số khoảng thời gian phát thu khác Phương pháp thứ gọi ghép song công theo tần số (FDMA/FDD, FDD: Frequency Division Duplex) phương pháp thứ hai gọi ghép song công theo thời gian (FDMA/TDD, TDD: Time Division Duplex) Hình Phân bố tần số phương pháp FDMA/FDD ~6~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Trong phương pháp FDMA/FDD băng tần dành cho hệ thống chia thành hai nửa, nửa thấp (Lower Half Band) nửa cao (Upper Half Band) Trong nửa băng tần người ta bố trí tần số cho kênh Trong hình 6… cặp tần số nửa băng thấp nửa băng cao có số gọi cặp tần số thu phát hay song công, tần số sử dụng cho máy phát tần số sử dụng cho máy thu kênh, khoảng cách hai tần số gọi khoảng cách thu phát hay song công Khoảng cách gần hai tần số nửa băng gọi khoảng cách hai kênh lân cận ( Δx ), khoảng cách chọn đủ lớn để tỷ số tín hiệu tạp âm cho trước (SNR: Signal to Noise Ratio) hai kênh cạnh gây nhiễu cho Như vậy, kênh bao gồm cặp tần số: tần số băng tần thấp tần số băng tần cao để đảm bảo thu phát song công Thông thường đường phát từ trạm gốc (hay phát đáp) xuống trạm đầu cuối (hay trạm phát đáp) gọi đường lên Khoảng cách hai tần số đường xuống đường lên ΔY thấy hình vẽ Trong thông tin di động tần số đường xuống cao tần số đường lên để suy hao đường lên thấp đường xuống công suất phát từ máy cầm tay lớn Trong thông tin vệ tinh tùy thuộc vào hệ thống sử dụng trạm thông tin vệ tinh mặt đất lớn người ta thường sử dụng tần số đường lên cao đường xuống, ngược lại hệ thống thông tin vệ tinh (như di động chẳng hạn) trạm mặt đất nhỏ nên tần số đường lên sử dụng thấp tần số đường xuống 1.2.2 Ghép song công theo thời gian FDMA/TDD Hình Phân bố tần số phương pháp FDMA/TDD Trong phương pháp FDMA/TDD, máy thu máy phát sử dụng chung tần số (nhưng phân chia theo thời gian) băng tần ~7~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến kênh chọn tần số băng tần (phương pháp ghép song công theo thời gian: TDD) Phương pháp mô tả hình 6… cho thấy kênh vô tuyến trạm gốc máy đầu cuối sử dụng tần số fi cho máy phát thu Tuy nhiên phát thu luân phiên, chẳng hạn trước tiên trạm gốc phát xuống máy thu đầu cuối khe thời gian ký hiệu Tx, sau ngừng phát thu tín hiệu phát từ trạm đầu cuối khe thời gian ký hiệu Rx, sau lại phát khe Tx 1.3 Điều khiển công suất hệ thống FDMA Do hiệu ứng gần-xa lớn hoạt động FDMA vô tuyến nên cần thiết phải xem xét qua biện pháp kỹ thuật để giải vấn đề Kỹ thuật hiệu nhất, đồng thời với cực đại hóa lọc định dạng phổ modem với cải thiện tính tuyến tính hệ thống thu phát để cố gắng làm cho công suất tín hiệu phát từ người sử dụng phía thu Nếu người sử dụng điều khiển hoàn toàn công suất phát từ máy phát họ giả sử họ biết suy hao đường truyền đến máy thu điều chỉnh công suất máy thu để đảm bảo mức nhỏ cố định (nhưng đủ) từ người sử dụng phía thu Xác định suy hao đường truyền vấn đề quan trọng Chắc chắn tuyến song công cho phép người sử dụng đo công suất thu từ phía trạm gốc từ tính suy hao đường truyền “hướng thu” Tuy nhiên trừ người sử dụng đứng cố định hoạt động phát thu với tần số không cần chuyển suy hao đường truyền sang hướng khác Thí dụ, người sử dụng máy di động máy thu tính chọn lọc tần số, trường hợp tính mức suy hao đường truyền Cũng tương tự vậy, hướng phát tính lựa chọn tần số nên chúng không phát đủ công suất Biện pháp để giải vấn đề hoạt động hệ thống điều khiển công suất vòng kín, theo trạm gốc giám sát công suất tín hiệu phát từ máy người sử dụng di động đưa lệnh để tăng giảm công suất phát Tuy nhiên điều dẫn đến mào đầu thông tin báo hiệu lớn hệ thống ~8~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Hình Fading chọn lọc tần số FDMA 1.4 Ưu nhược điểm FDMA 1.4.1 Ưu điểm FDMA - Bằng cách giữ cho khoảng thời gian ký hiệu lớn nhờ sử dụng báo hiệu M-mức khe tần số hẹp trễ đường truyền (do hiệu ứng đa đường) bỏ qua - Băng thông phần phát phần thu mức nhỏ - Có khả ứng dụng rộng rãi: điện thoại tế bào hệ đầu ứng dụng phần lớn hệ thống thông tin vô tuyến hai chiều: công ty taxi, đội xe tải, dịch vụ khẩn cấp,… 1.4.2 Nhược điểm FDMA - Nhược điểm phương pháp chưa tận dụng triệt để dải tần (những khoảng bảo vệ không dùng để truyền tin) FDMA dùng cho hệ thống có băng tần cấp phát rộng thông tin vệ sinh,… - Để tăng hiệu suất sử dụng tần số sử dụng FDMA kết hợp với ghép song công theo thời gian (FDMA/TDD) Ở phương pháp máy thu phát sử dụng tần số thời gian thu phát luân phiên - Phương pháp FDMA nhạy cảm với phân tán thời gian truyền lan sóng, không cần đồng không xảy trễ không cần xử lý tín hiệu nhiều, giảm trễ hồi âm - Dễ bị ảnh hưởng hiệu ứng fading chọn lọc tần số ~9~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến PHƯƠNG PHÁP TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (TDMA) 2.1 Hoạt động hệ thống TDMA Nguyên tắc ghép kênh theo thời gian người sử dụng phải truy nhập tới modem hoạt động tốc độ lớn gấp nhiều lần tốc độ cần thiết để truyền liệu, nghĩa người sử dụng truyền thông tin họ khe thời gian nhỏ khoảng thời gian cần truyền thông điệp họ Những người sử dụng khác cấp cho khe thời gian tương tự kênh truyền Rõ ràng tốc độ liệu kênh truyền w bit/s người cần tốc độ b bit/s hệ thống hỗ trợ đồng thời w/b người sử dụng Hình Đa truy nhập phân chia theo thời Trong nhiều hệ thống TDM, người sử dụng cấp cho khe suốt gọi có cần thiết hay không Do người sử dụng tạo lưu lượng thoại gõ bàn phím khe thời gian cấp thường xuyên người nói hay không phím bấm hay không lãng phí dung lượng kênh Để sử dụng tối đa tài nguyên kênh truyền trường hợp này, người ta thường truyền dẫn sở gói tuyến dùng dây dẫn người sử dụng không cấp khe thời gian cố định lặp lại mà chiếm dụng khe thời gian theo nhu cầu Hệ thống cung cấp khe thời gian tốt đảm bảo cho ứng dụng thời gian thực video, âm thanh, Nó phải trả giá lớn phần mào đầu báo hiệu ~ 10 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến 2.2 Hệ thống thông tin vô tuyến TDMA Tương tự đối FDMA, môi trường vô tuyến tạo khó khăn hoạt động TDMA Mặt khác hiệu ứng gần-xa làm tín hiệu phát từ người sử dụng xa cần thời gian lâu để đến trạm gốc so với người sử dụng gần Để thích ứng với trễ cần phải có khoảng thời gian bảo vệ khe thời gian (tương tự dải tần số bảo vệ FDMA) vừa để tránh trễ biến động người sử dụng gần xa đồng thời cho phép lỗi định thời bắt đầu truyền khe thời gian người sử dụng riêng biệt Hình Ảnh hưởng hiệu ứng gần-xa TDMA Hiệu ng gần-xa làm tăng dao động lên xuống tín hiệu trạm thu gốc giống với FDMA trường hợp không gây nhiễu kênh lân cận người sử dụng đồng thời Tuy nhiên cần phải đáp ứng xác với mức công suất thay đổi từ nguồn sử dụng khe thời gian khác điều khiển công suất để làm giảm bớt vấn đề 2.3 Thị dụ hệ thống TDMA Hệ thống tế bào số GSM thí dụ rõ ràng TDMA dựa giao diện vô tuyến thiết kế để khắc phục khó khăn môi trường vô tuyến Chúng ta thấy GSM kết hợp chặt chẽ với từ chuẩn khung để cân kênh, điều cần thiết để vấn đề trễ đa đường mà FDMA cố gắng tránh Hệ thống bao gồm kỹ thuật khe thời gian tiên tiến để máy xa đo thời gian trễ thông tin truyền hướng thu từ trạm gốc tới máy di động sau tự động đưa thời điểm bắt đầu phát thông tin để bù thời gian trễ hướng phát Kỹ thuật với máy di động lấy tín hiệu định thời chuẩn cấp cao từ trạm gốc cho phép cực tiểu khoảng thời ~ 11 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến gian bảo vệ khe TDMA làm giảm bớt yêu cầu phần định thời chuẩn đắt tiền máy di động Cấu trúc khung GSM người sử dụng cấp tần số truyền dẫn cần khe thời gian khung để lặp lại đặn khung tiếp sau Mỗi người sử dụng phải truyền thông tin tốc độ 70 kbit/s băng thông cho phép 200 kHz (sử dụng điều chế GMS ) tốc độ liệu người sử dụng từ mã hóa tiếng nói 13 kbit/s Hình Cấu trúc khung liệu TDMA GSM Thông lượng modem lớn mức cần thiết cho liệu người sử dụng nên người ta dự tính thiết kế phức tạp đắt nhiều thiết bị FDMA tương đương Tuy nhiên vấn đề có cải tiến thích hợp xử lý lúc “rỗi” khe thời gian lại khe thời gian đến 2.4 Ưu, nhược điểm TDMA Ưu điểm: - Dễ dàng cung cấp cho người sử dụng tốc độ liệu dịch vụ thay đổi cách cấp cho họ nhiều khe thời gian Thí dụ người sử dụng GSM cung cấp tất khe thời gian khung, cho phép tổng tốc độ liệu mã hóa người sử dụng đạt tới x 96000 bit/s = 76800 bit/s (giả sử thiết bị người sử dụng có đủ công suất xử lý đồng thời tất khe thời gian) Với khả cấp nhiều khe tần số hệ thống FDMA nhiên ta thấy có phần phức tạp - Ưu điểm thứ hai TDMA tính đồng trạm gốc phần cứng phát người sử dụng khe thời gian Chỉ cần khuếch đại công suất để hỗ trợ nhiều người sử dụng ~ 12 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến - So với FDMA, TDMA cho phép tiết kiệm tần số thiết bị thu phát Tuy nhiên nhiều hệ thống sử dụng cặp tần số không đủ đảm bảo dung lượng mạng Vì TDMA thường sử dụng kết hợp với FDMA cho mạng đòi hỏi dung lượng cao Khác với FDD phải sử dụng cặp sóng mang truyền dẫn song công, TDD sử dụng sóng mang cho truyền dẫn song công Sự khác phân bổ tần số FDD TDD cho hình sau: Hình 9.1 Sự khác FDD TDD Nhược điểm TDMA: - Một khó khăn hoạt động TDMA việc thiết lập đồng hệ thống để đảm bảo khe thời gian đến tạo khung đúng, để đối phó với biến động trễ đường truyền hệ thống vô tuyến - TDMA yêu cầu thiết bị đầu cuối người sử dụng phải hỗ trợ tốc độ liệu lớn nhiều tốc độ thông tin người sử dụng Nghĩa cần trình xử lý nhanh điều chế giải điều chế, băng thông rộng phần thu phát đặc biệt tỷ số công suất đỉnh khuếch đại công suất lớn ứng dụng vô tuyến so với FDMA - TDMA đòi hỏi đồng tốt thiết bị phức tạp FDMA cần dung lượng truyền dẫn cao, đòi hỏi xử lý số phức tạp nên xẩy rahiện tượng hồi âm PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP PHÂN CHIA THEO MÃ (CDMA) 3.1 Hệ thống CDMA: CDMA phương thức đa truy nhập mà kênh cung cấp cặp tần số mã Đây phương thức đa truy nhập mới, phương thức dựa nguyên lý trải phổ Tồn ba phương pháp trải phổ: - Trải phổ theo chuỗi trực tiếp (DS: Direct Sequency) ~ 13 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến - Trải phổ theo nhảy tần (FH: Frequency Hopping) - Trải phổ theo nhảy thời gian (TH: Time Hopping) Hình 10 Đa truy nhập phân chia theo mã Các user mã hóa trực giao (Psurdorandom Noise) Cho phép nhiều user phát đồng thời toàn băng thông thời điểm Do user dùng chung băng tần, đồng thời phát thời điểm với nên tận dụng tối đa tài nguyên thời gian tần số Do nâng cao dung lượng hệ thống Các user phân biệt mã Thường dùng mã giả ngẫu nhiên Psurdorandom Noise có tính trực giao tốt để tránh can nhiễu lên Hệ thống CDMA/FDD làm việc hai băng tần với hai sóng mang: cho đường lên cho đường xuống Trên cặp sóng mang đồng thời M người sử dụng truy nhập vào mạng sở trải phổ M chuỗi trực giao khác Mỗi cặp sóng mang gọi kênh CDMA Thí dụ hệ thống CDMA với N kênh CDMA kênh cho phép M người sử dụng đồng thời truy nhập mạng cho hình sau: ~ 14 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Hình 11 Nguyên lý CDMA/FDD Trong đó, ΔX độ rộng băng tần kênh CDMA ΔY phân cách tần số sóng mang đường xuống đường lên 3.2 CDMA nhảy tần (FH-CDMA) Nhảy tần đòi hỏi phải có tín hiệu thông dải hẹp cho người sử dụng thay đổi liên tục vị trí tần số chúng theo thời gian Trong môi trường chọn lọc tần số, lợi ích việc thay đổi tần số để đảm bảo tín hiệu người sử dụng không bị yếu khoảng thời gian dài Rõ ràng để nhảy tần có hiệu quả, người sử dụng phải nhảy qua băng thông lớn nhiều so với khe hẹp tính lựa chọn Để đảm bảo số người sử dụng không (hoặc khi) rơi vào khe tần số thời điểm (sẽ gây nhiễu lẫn nhau), tần số sóng mang cấp theo thứ tự định Hình 12 Minh họa nhảy tần CDMA trước theo mã ~ 15 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Nhảy tần đạt hiệu cao sử dụng tốc độ nhảy tần nhanh (hàng nghìn lần giây) để thông tin không bị gián đoạn fading nhiễu lẫn khoảng thời gian Tuy nhiên điều gây khó khăn việc thiết kế tổng hợp chuyển mạch nhanh khuếch đại công suất băng rộng mà thực tế phối giới hạn tốc độ nhảy tần Đồng thời kênh băng hẹp dễ bị ảnh hưởng dịch tần Doppler, lỗi dao động nội, kỹ thuật bù khó khăn tốc độ nhảy tần lớn Nhảy tần làm cho hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu băng hẹp rời rạc hiệu ứng gần-xa Thí dụ minh họa CDMA nhảy tần Chúng ta xếp hệ thống tế bào số Châu Âu GSM vào loại hệ thống TDMA dự phòng tiêu chuẩn thay đổi tần số sở khung làm cho trở thành hệ thống CDMA nhảy tần tốc độ trung bình (Yđoạn/giây) Hình 13 Minh họa nhảy tần hệ thống GSM Có hai động lực thúc đẩy việc đưa thêm phức tạp nhảy tần vào GSM Thứ nhất, băng thông kênh 200 kHz GSM không đủ lớn so với băng thông liên kết môi trường đa đường không bị xấu băng hẹp Thứ hai, có nguồn nhiễu mạnh vào kênh trình nhảy tần đảm bảo khung bị xấu cách ngẫu nhiên 3.3 CDMA chuỗi trực tiếp Trong CDMA chuỗi trực tiếp, tín hiệu băng hẹp phát từ người sử dụng trải rộng cách liên tục mỏng toàn băng thông rộng theo cách chuỗi trải phổ Bằng cách trộn lẫn liệu băng hẹp người sử dụng với tín hiệu băng rộng xác định trước tạo chỗ, lượng từ người sử dụng trải rộng chiếm băng thông gần nguồn băng rộng Tín hiệu trải phổ băng rộng tạo máy phát chuỗi giả ngẫu nhiên đặt tốc độ cao (tốc độ rung) ~ 16 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Hình 14 Sơ đồ thực CDMA chuỗi trực tiếp Cần phải trải phổ máy thu để khôi phục tín hiệu điều chế liệu người sử dụng băng hẹp, trình thực cách trộn tín hiệu thu với chuỗi giả ngẫu nhiên định thời xác đồng Quá trình tương quan có tác dụng đảo ngược tiến trình trải phổ máy phát Tuy nhiên giải trải phổ xảy chuỗi sử dụng hai đầu tuyến hai chuỗi chuẩn thời gian với Việc ghép nhiều thuê bao thực CDMA chuỗi trực tiếp cách cấp cho người sử dụng mã trải phổ phân phối thời điểm khác mã trải phổ chung Chỉ có phần mà lượng phổ băng rộng trải mã giống với mã dùng máy thu phát Do nhiều người sử dụng tồn băng thông thời gian kênh truyền Hình 15 Sự thực chuỗi CDMA chuỗi trực tiếp Giống nhảy tần, CDMA trải phổ khắc phục ảnh hưởng tính chọn lọc yếu cách đảm bảo phần lớn lượng tín hiệu trải phổ nằm “khe” có tính chọn lọc yếu ~ 17 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Nếu có tương quan mã trải phổ, trường hợp thường xảy ra, tất người sử dụng khác kênh truyền có ảnh hưởng tới tín hiệu giải trải phổ người sử dụng riêng biệt Cuối điều tạo giới hạn số người bố trí dải phổ để tránh lượng trải phổ không mong muốn tạo lỗi liệu chấp nhận Yếu tố nhiễu tạo yêu cầu nghiêm ngặt khống chế công suất kỹ thuật truy nhập, rõ ràng nhiễu lẫn người sử dụng cực tiểu hóa cho người sử dụng tất họ hoạt động để tạo mức công suất trải phổ phía thu Thí dụ minh họa CDMA chuỗi trực tiếp Hệ thống CDMA chấp nhận rộng rãi (ngoài quân đội) QUALCOM (một công ty Mỹ) khởi xướng thể tiêu chuẩn IS-95 cho ứng dụng điện thoại tế bào Giao diện vô tuyến dạng CDMA chuỗi trực tiếp, trải phổ tín hiệu thoại liệu người sử dụng băng thông kênh 1,25 Mhz 3.4 Ưu, nhược điểm CDMA CDMA có nhiều ưu điểm phương pháp đa truy nhập FDMA TDMA như: - Cho dung lượng cao - Khả chống nhiễu phading tốt - Bảo mật thông tin tốt - Dễ dàng áp dụng cho hệ thống đòi hỏi cung cấp linh hoạt dung lượng kênh cho người áp dụng - Cho phép chuyển giao lưu lượng mềm vùng phủ sóng nhờ không xảy thông tin thực chuyển giao - Vì sử dụng chung tần số cho nhiều người sử dụng nên quy hoạch mạng đơn giản Tuy nhiên CDMA không tránh khỏi nhược điểm sau: - Đồng phức tạp hơn, đồng định thời phải thực đồng mã - Cần nhiều mạch điện xử lý số - Mạng cho hiệu suất sử dụng cao nhiều người sử dụng chung tần số ~ 18 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO KHÔNG GIAN Đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA) sử dụng tất hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong: hệ thống tương tự hệ thống số Các hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong cho phép đa truy nhập đến kênh vô tuyến chung (hay tập kênh) sở ô (tùy theo vị trí máy di động mặt đất) Các hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong minh họa cụ thể SDMA Yếu tố hạn chế kiểu SDMA hệ số tái sử dụng tần số Tái sử dụng tần số khái niệm chủ yếu vô tuyến tổ ong, nhiều người sử dụng chia sẻ đồng thời tần số Các người sử dụng phải đủ cách xa để giảm thiểu ảnh hưởng nhiễu đồng kênh (nhiễu tần số) Tập tần số ô lặp lại ô khác hệ thống đảm bảo đủ khoảng cách ô sử dụng tần số để ngăn chặn nhiễu giao thoa đồng kênh Có nhiều sơ đồ SDMA hệ thống tổ ong nay: ô mini, ô micro,ô phân đoạn, ô dù che anten thông minh Đây phương pháp phân chia không gian máy di động làm việc với độ phân giải không gian cao vànhờ rút ngắn khoảng cách người sử dụng mà không vi phạm quy định nhiễu đồng kênh - Ô micro phủ sóng trạm gốc có công suất thấp vùng mật độ lưu lượng cao hệ thống - Ô dù phủ ô lơn thiết kế để gánh đỡ tải cho ô micro - Các ô phân đoạn ô phủ sóng đoạn ô 1200 600 anten có tính hướng nhờ tăng dung lượng hệ thống - Các anten thông minh phát kiến cho hệ thống thông tin tổ ong vô tuyến Các anten tạo búp sóng hẹp nhờ tăng đáng kể vùng phủ sóng dung lượng hệ thống SDMA thường sử dụng phương pháp đa truy nhập bổ sung cho ba phương pháp đa truy nhập để tăng dung lượng cho mạng thông tin đa truy nhập vô tuyến sử dụng phương pháp ~ 19 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến CHƯƠNG TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP KẾT HỢP Hệ thống đa truy nhập kết hợp FDMA/TDMA Chúng ta xem xét số thí dụ hệ thống thông tin số khai thác kết hợp kỹ thuật truy nhập đa người sử dụng Mặc dù trước GSM hệ thống TDMA cần nhiều kênh tần số 200 kHz (mỗi kênh có khe thời gian) để cung cấp hệ thống tế bào dung lượng cao coi hệ thống FDMA Hệ thống TETRA (Trans European Trunked Radio Access-Truy nhập vô tuyến trung kế Châu Âu) sử dụng cấu trúc khe thời gian TDMA với khoảng cách kênh FDMA 25 kHz Hình 16 Kết hợp FDMA/TDMA Nguồn tài nguyên phổ tần vô tuyến giới hạn chia sẻ nhiều người sử dụng Bằng cách này, người dùng phân bổ băng tần gọi băng Phương pháp đa truy nhập sử dụng GSM đa truy nhập kết hợp FDMA/TDMA Bằng cách này, kỹ thuật FDMA phân chia băng tần 25 MHz thành 124 băng có độ rộng băng 200 kHz Trong nhiều tần số sóng mang gán cho trạm sở Mỗi sóng mang lại phân chia theo thời gian nhờ sử dụng sơ đồ TDMA ~ 20 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Hình 17 Cấu trúc khung TDMA hệ thống GSM Hệ thống đa truy nhập kết hợp FDMA/CDMA FDMA/FDMA Thí dụ kết hợp CDMA/FDMA hệ thống tế bào IS-95 sử dụng trải phổ kênh 1,25 MHz với việc sử dụng số lượng kênh băng rộng để tạo nên dịch vụ tế bào thông dụng Hình 18 Nguyên lý hoạt động hệ thống FDMA/FDMA Hệ thống GSM ứng dụng kỹ thuật TDMA CDMA nhảy tần Ngoài có số ứng dụng gọi hệ thống FDMA/FDMA hệ thống DC/MA (Dynamic Channel Multicarrier Access), kênh FDMA 25 kHz tiếp tục chia nhỏ theo tần số thành nhiều kênh thoại số liệu, người sử dụng có khả truy nhập số tất kênh để tạo tốc độ tổng hợp cao Đa truy nhập DC/MA: CDMA giao diện vô tuyến hai chiều thích hợp, thiết kế để nâng cấp trực tiếp hệ thống vô tuyến tương tự FM kênh 25 kHz CDMA chia nhỏ kênh 25 kHz thành kênh thoại số liệu băng thông kênh thoại FM nguyên thủy ~ 21 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến Hình 19 Phân kênh DC/MA hướng thu Cấu trúc kênh hướng thu hợp cặp tần số giám sát kênh âm hiệu chỉnh tần số Doppler, có kênh liệu phụ thêm dành riêng cho hệ thống Mỗi kênh hướng thu chia thành hai kênh đặt đối xứng qua trục kênh Trong phương thức truyền liệu, cặp kênh hỗ trợ tốc độ liệu 9600 bit/s sử dụng dạng điều chế 16-QAM Hình 20 Phân kênh DC/MA hướng phát Cấu trúc kênh hướng phát khác với cấu trúc kênh hướng thu chỗ kênh hướng phát cần phải có tín hiệu hoa tiêu riêng để trạm gốc thu có tiêu chuẩn đánh giá độc lập lỗi tần số fading từ người sử dụng di động Cần phải có thêm băng thông để hỗ trợ tín hiệu hoa tiêu nghĩa kênh hướng phát hỗ trợ kênh liệu dành riêng thứ hướng thu ~ 22 ~ Các phương pháp đa truy nhập mạng vô tuyến BẢNG ĐÁNH GIÁ CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM Danh sách thành viên • Ngô Hồng Thanh (Trưởng nhóm) • Nguyễn Văn Biên • Triệu Đình Tâm • Đỗ Hoàng Ánh Nội dung đóng góp thành viên nhóm Phần 1: Phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA Đa truy nhập kết hợp  Ngô Hồng Thanh Phần 2: Phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA Biên tập báo cáo  Nguyễn Văn Biên Phần Phương pháp đa truy nhập phân chia theo mã CDMA  Triệu Đình Tâm Phần Phương pháp đa truy nhập phân chia theo không gian SDMA  Đỗ Hoàng Ánh Đánh giá trưởng nhóm Qua trình làm việc em thấy thành viên nhóm nhiệt tình tất thành viên nỗ lực công việc nhóm Nhưng đôi lúc tình trạng dựa dẫm ỉ nại vào thành viên khác nhóm, bạn hang hái nhiệt tình làm việc nhóm trưởng triệu tập giao nhiệm vụ Mỗi thành viên hoàn thành tốt nhiệm vụ trưởng nhóm giao khoán công việc cho thành viên Chính mà em xin đánh giá thành viên sau Tên thành viên Mức độ hoàn thành công việc giao Ngô Hồng Thanh 10/10 Nguyễn Văn Biên 10/10 Triệu Đình Tâm 10/10 Đỗ Hoàng Ánh 10/10 Tài liệu tham khảo Thái độ làm việc Điểm 10/10 10/10 10/10 10/10 10/10 10/10 10/10 10/10 [1] Giáo trình thông tin vô tuyến trường Bưu viễn thông [2] Giáo trình thông tin vô tuyến Hoàng Quang Trung [3] Đề cương bải giảng thông tin vô tuyến Nguyễn Thị Huyền Linh ~ 23 ~
- Xem thêm -

Xem thêm: Bao Cao Thong Tin Vo Tuyen, Bao Cao Thong Tin Vo Tuyen, Bao Cao Thong Tin Vo Tuyen

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập