9


MỤC LỤC


Mục lục 1
Danh sách hình vẽ 3
Danh sách bảng biểu 5
Thuật ngữ viết tắt 6
Lời nói đầu 9
Chương 1: CƠ SỞ VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN VÀ CÁC PHƯƠNG
THỨC ĐA TRUY NHẬP 11
1.1. THÔNG TIN VÔ TUYẾN 11
1.1.1. Nền tảng của thông tin vô tuyến 11
1.1.2. Cơ sở của thông tin vô tuyến 11
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới thông tin vô tuyến 15
1.2. CÁC PHƯƠNG THỨC ĐA TRUY NHẬP 22
1.2.1. Phân loại các phương thức đa truy nhập 22
1.2.2. Một số phương pháp đa truy nhập chính 23
CHƯƠNG 2: MẠNG KHÔNG DÂY VÀ CÔNG NGHỆ WIMAX 30
2.1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY 30
2.1.1. Giới thiệu chung 30
2.1.2. Các khái niệm và đặc điểm về mạng không dây băng rộng 31
2.1.3. Một số mạng không dây tiêu biểu 32
2.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIMAX 37
2.2.1. Giới thiệu chung 37
2.2.2. Hoạt động của WIMAX 38
2.2.3. Các chuẩn dành cho WIMAX 39
2.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA WIMAX 43
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

For evaluation only.
10

2.3.1. Hai mô hình ứng dụng WIMAX 43
2.3.2. Ưu nhược điểm và ứng dụng của WIMAX 46
2.3.3. WIMAX tại Việt Nam 49
CHƯƠNG 3: ĐA TRUY NHẬP TRONG WIMAX 51
3.1. HỆ THỐNG WIMAX THEO TIÊU CHUẨN 802.16X 52
3.1.1. Lớp vật lý PHY 53
3.1.2. Lớp điều khiển truy nhập phương tiện MAC 55
3.2. CÁC CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP TRONG WIMAX 56
3.2.1. Công nghệ OFDM 56
3.2.2. Công nghệ OFDMA 67
3.2.3. Kỹ thuật SOFDMA 75
3.2.4. Sự kết hợp các phương thức đa truy nhập cũ vào OFDMA 76
3.3. ĐA TRUY NHẬP TRONG WIMAX 78
3.3.1. Phương thức đa truy nhập 78
3.3.2. Điều chế và mã hóa thích nghi AMC 79
3.3.3. Chuyển vùng trong OFDMA 82
3.3.4. Phương thức song công 83
Kết luận 88
Tài liệu tham khảo
89










Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
11


DANH SÁCH HÌNH VẼ


Chương 1
Hình 1.1 Mô hình các dạng fading 16
Hình 1.2 Mô hình trải trễ 17
Hình 1.3 Mật độ phổ công suất tạp âm nhiệt 18
Hình 1.4 Nhiễu xuyên symbol ISI 19
Hình 1.5 Nhiễu xuyên kênh 20
Hình 1.6 Đa truy nhập phân chia theo tần số 23
Hình 1.7 Đa truy nhập phân chia theo thời gian 25
Hình 1.8 Đa truy nhập phân chia theo mã 26
Chương 2
Hình 2.1 Các mạng không dây tiêu biểu 32
Hình 2.2 Mô hình mạng nội bộ WLAN 34
Hình 2.3 Mô hình mạng đô thị MAN 35
Hình 2.4 Mô hình mạng WAN 36
Hình 2.5 Nguyên tắc hoạt động của WIMAX 39
Hình 2.6 Mô hình mạng WiMAX cố định 44
Hình 2.7 Mô hình mobile WiMAX của 4Motion 45
Hình 2.8 Tần số và ứng dụng 48
Chương 3
Hình 3.1 Cấu trúc lớp PHY và MAC theo chuẩn 802.16x 53

Hình 3.2 Phổ của một sóng mang (a) và của tín hiệu OFDM (b,c) 58
Hình 3.3 Sơ đồ bộ điều chế OFDM 61
Hình 3.4 Mô hình hệ thống OFDM 62
Hình 3.5 Chèn tín hiệu dẫn đường 63
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
12

Hình 3.6 Hiệu quả phổ của OFDM 64
Hình 3.7 Cấu trúc Symbol OFDM, ISI và khoảng bảo vệ 65
Hình 3.8 Khả năng chống nhiễu lựa chọn tần số 66
Hình 3.9 Sự khác nhau giữa OFDM và OFDMA 68
Hình 3.10 Phương thức đa truy nhập cấu trúc khung OFDMA 69
Hình 3.11 Cấu trúc sóng mang con OFDMA 71
Hình 3.12 Kênh con hóa trong OFDMA 72
Hình 3.13 Sự tạo kênh trong mô hình FUSH 73
Hình 3.14 Cluster trong mô hình DL PUSH 74
Hình 3.15 Tile trong mô hình UL PUSH 74
Hình 3.16 Sơ đồ điều chế AMC 80
Hình 3.17 Điều chế thích nghi và mã hóa dựa trên khoảng cách với
BS 81
Hình 3.18 Hai chế độ song công TDD và FDD 84
Hình 3.19 Cấu trúc khung WiMAX OFDM 85
Hình 3.20 Minh họa khung OFDMA với cấu trúc đa vùng 87













Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
13


DANH SÁCH BẢNG BIỂU


Bảng 1-1 Ký hiệu và phân chia băng tần theo CCIR 12
Bảng 2-1 So sánh các chuẩn 802.16 42
Bảng 3-1 Tính năng lớp vật lý PHY 55
Bảng 3-2 Các băng thông kênh được hỗ trợ 59
Bảng 3-3 Các tham số tỷ lệ OFDMA 70
Bảng 3-4 Tốc độ dữ liệu PHY trong WIMAX di động với các kênh
con PUSH 81















Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
14



CÁC TỪ VIẾT TẮT


A.



AMC Adaptive Modulation and
Coding
Mã hoá và điều chế thích nghi
AAS Adaptive Antenna System Hệ thống anten thích ứng
B.
BS

Base

Station

Tr

ạm gốc

BTS

Base Transceiver Station

Tr
ạm thu phát gốc

C.
CCIR International Radio
Consultative Committee
Ủy ban tư vấn về Thông tin vô
tuyến quốc tế
CDMA
Code Divition Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
CID Conection Indentifier Chuỗi nhận dạng kết nối
CPE Customer Premises Equipment Thiết bị của người sử dụng
CSMA Carrier Sense Multiple Access Đa truy nhập cảm nhận sóng mang

D.
DL Down link Đường xuống
DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số
F.
FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số
FDMA
Frequency Division Multiple
Acces
Đa truy nhập phân chia theo


tần số
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
15

FFT Fast Fourier Tranform Biến đổi Fourier Nhanh
FUSC Full Used Sub-carrier Kênh con sử dụng hoàn toàn
I.
IEEE Institute for Electrical and
Electronic Engineers
Viện kỹ thuật điện, điện tử
IFFT

Inverse Fast Fourier Tranforms

Bi
ến đổi Fourier ng
ư
ợc

ISI

Inter Sy
mbol Interference

Nhi
ễu xuy
ên symbol


ITU

International
Telecommunications Union
Hi
ệp hội truyền thông vô tuyến
điện
L.
LAN Local Area Network Mạng nội bộ
LOS Line-Of-Sight Tầm nhìn thẳng
M.
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập trung gian
MAN Metropolian Area Network Mạng đô thị
N.
NLOS

Non
-
Line
-
Of
-
Sight

Không có t
ầm nh
ìn th
ẳng

O.




OFDM

Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép phân chia t
ần số trực giao

OFDMA Orthogonal Frequency Division
Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo tần
số trực giao
P.
PAN Personal Area Network Mạng cá nhân
PHY Physical Lớp vật lý
PUSC Partially Used Sub-Carrier Kênh con sử dụng một phần
PSTN Public Switched Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
16

Network công cộng

Q.

QAM Quadrature Amplitude
Modulation
Phương pháp điều chế biên độ

cầu phương
QoS

Quality of Service

Ch
ất l
ư
ợng dịch vụ

QPSK

Quadrature Phase Shift Keying

Khoá d
ịch chuyển pha cầu ph
ương

S.



SDMA
Space Divition Multiple Access

Đa truy nhập phân
chia theo
không gian
SOFDMA Scalable Orthogonal Frequency
Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo tần
số trực giao thay đổi tỷ lệ
SS Subcriber Station Trạm thuê bao
T.
TDD Time Divition Duplex Song công phân chia theo

thời gian
TDMA Time Division
Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo
thời gian
U.
UL Uplink Đường lên
V.
VoIP

Voice Over
Internet Protocol

Tho
ại qua giao thức Internet

W.
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
WIMAX World wide Interoperability for
Microwave Access
Hệ thống truy cập vi ba có tính
tương tác toàn cầu
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

17





LỜI NÓI ĐẦU



Với sự ra đời của Internet và mạng máy tính, cuộc sống con người đã
thay đổi một cách nhanh chóng. Chúng ta có thể trò chuyện, trao đổi thông tin
một cách tiện lợi và dễ dàng. Và để phục vụ cho các nhu cầu kết nối di động,
các mạng truy cập không dây đã ra đời.
Mạng truy nhập không dây có vùng phủ rộng WIMAX ra đời với chuẩn
IEEE 802.16 đầu tiên được hoàn thành năm 2001 và công bố vào năm 2002,
nó đã thực sự đem đến một cuộc cách mạng mới cho mạng truy cập không
dây. WIMAX có khả năng cung cấp dịch vụ ở vùng đô thị, ngoài ra nó còn
giải quyết được những vấn đề khó khăn trong việc cung cấp dịch vụ Internet
cho những vùng thưa dân, ở những khoảng cách xa mà công nghệ xDSL sử
dụng dây đồng không thể đạt tới.
Trong những qua, công nghệ WIMAX với những ưu điểm vượt trội của
nó luôn là một công nghệ “nóng” dưới nhiều góc độ và được tập trung nghiên
cứu, triển khai ở rất nhiều quốc gia. Tháng 11 năm 2005, việc IEEE công bố
chuẩn 802.16e cho các ứng dụng dành cho di động đã đánh dấu sự ra đời của
mạng băng rộng cá nhân - sự hội tụ của mạng băng rộng và mạng di dộng hứa
hẹn đây sẽ là một cuộc cách mạng quan trọng trong thông tin liên lạc
Với sự định hướng và chỉ bảo tận tình của Thầy Mai Thanh Hải cũng
như với sự nỗ lực tìm tòi và nghiên cứu của bản thân, em đã chọn và hoàn
thành đồ án tốt nghiệp là “Công nghệ đa truy nhập trong WIMAX”. Đây là

vấn đề khá phức tạp nhưng nó là một trong những đặc điểm kỹ thuật nổi bật
thể hiện tính ưu việt của WIMAX so với các công nghệ khác.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
18

Trong phạm vi đồ án này, nội dung chính gồm có 3 chương:
Chương 1: “Cơ sở về thông tin vô tuyến và các phương thức đa truy
nhập”. Trong chương này, đồ án tập trung trình bày những kiến thức cơ sở
của kỹ thuật thông tin vô tuyến, các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng tín hiệu
và các kỹ thuật đa truy nhập cơ bản.
Chương 2: “Mạng không dây và công nghệ WIMAX”. Chương này
đồ án trình bày một cách tổng quát về đặc điểm các mạng không dây băng
rộng và tập trung nghiên cứu mô hình mạng tiêu biểu dành cho vùng phủ
tương đối lớn là WIMAX.
Chương 3: “Đa truy nhập trong WIMAX”. Đây là phần chính đồ án.
Trong phần này, em trình bày một kỹ thuật mới được WIMAX lựa chọn làm
phương thức đa truy nhập cho các người sử dụng của mình.
Em xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo
Thượng tá T.S Mai Thanh Hải cùng các thầy cô trong khoa Vô Tuyến Điện
Tử đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như
trong thời gian làm đồ án.

Hà Nội - tháng 4/2008
Sinh viên

Nguyễn Tuấn Việt





Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
19


Chương 1
CƠ SỞ VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN VÀ CÁC PHƯƠNG
THỨC ĐA TRUY NHẬP

1.1. THÔNG TIN VÔ TUYẾN
1.1.1. Nền tảng của thông tin vô tuyến
Thông tin vô tuyến sử dụng khoảng không gian làm môi trường truyền
dẫn. Phương pháp thông tin là: phía phát điều chế thông tin cần truyền thành
sóng điện từ rồi bức xạ ra môi trường, phía thu nhận sóng điện từ từ phía phát
qua không gian và tách lấy tín hiệu gốc.
Thông tin vô tuyến bắt đầu hình thành vào đầu thế kỷ trước khi
Marconi thành công trong việc liên lạc vô tuyến qua Đại Tây dương, Kenelly
và Heaviside phát hiện một yếu tố là tầng điện ly hiện diện ở tầng phía trên
của khí quyển có thể dùng làm vật phản xạ sóng điện từ.
Với sự gia tăng không ngừng của lưu lượng truyền thông, tần số của
thông tin vô tuyến đã vươn tới các băng tần siêu cao (SHF) và cực cao (EHF).
Do những đặc tính ưu việt của mình, chẳng hạn như: dung lượng lớn, phạm vi
thu rộng, hiệu quả kinh tế cao,… thông tin vô tuyến được sử dụng rất rộng rãi
trong phát thanh truyền hình quảng bá, vô tuyến đạo hàng, hàng không, quân
sự, quan sát khí tượng, liên lạc sóng ngắn nghiệp dư, thông tin vệ tinh- vũ
trụ,… Tuy nhiên, cùng với sự ứng dụng ngày càng nhiều của thông tin vô
tuyến thì vấn đề can nhiễu giữa các hệ thống thông tin là điều không tránh
khỏi, bởi vì thông tin vô tuyến sử dụng chung phần không gian làm môi
trường truyền dẫn.

1.1.2.
Cơ sở truyền sóng vô tuyến
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
20

a. Phân chia dải tần trong thông tin vô tuyến
Môi trường truyền sóng trong thông tin vô tuyến được dùng chung cho
nhiều kênh thông tin vô tuyến và dải tần số dùng để truyền sóng là có hạn. Do
đó, để tránh hiện tượng can nhiễu giữa các hệ thống và để thống nhất việc sử
dụng tần số cho các ứng dụng thông tin khác nhau, Ủy ban tư vấn về Thông
tin vô tuyến quốc tế CCIR đã phân chia toàn bộ dải tần số thành các băng nhỏ
và quy định các ứng dụng được dùng cho các băng đó. Các băng tần và đặc
điểm của chúng theo CCIR được trình bày ở bảng 1.1.
Bảng 1-1
Ký hiệu và phân chia băng tần theo CCIR
Tên gọi Phạm vi tần số Ứng dụng
Tần số cực thấp
(ELF)
30 Hz ~ 300 Hz Tần số điện mạng AC, tín
hiệu đo lường
Tần số tiếng nói
(VF)
0.3 KHz ~ 3KHz Kênh thoại tiêu chuẩn
Tần số rất thấp
(VLF)
3 KHz ~ 30 KHz Hệ thống an ninh, quân sự,
thông tin dưới nước
Tần số thấp
(LF)

30 KHz ~ 300 KHz Thông tin dẫn đường hàng
hải, hàng không
Tần số trung bình
(MF)
0.3 MHz ~ 3 MHz Phát thanh thương mại,
thông tin dẫn đường
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
21

Tần số cao
(HF)
3 MHz ~ 30 MHz Thông tin cự ly xa, phát
quảng bá, nghiệp dư
Tần số rất cao
(VHF)
30 MHz ~ 300 MHz Vô tuyến di động, thông tin
hàng hải và hàng không,
phát FM truyền hình…
Tần số cực cao
(UHF)
300 MHz ~ 3 GHz Thông tin di động, vi ba, vệ
tinh, radar…
Tần số siêu cao
(SHF)
3 GHz ~ 30 GHz Vi ba, vệ tinh…
Tần số cực kỳ cao
(EHF)
30 GHz ~ 300 GHz Ít sử dụng
Hồng ngoại 0.3 THz ~ 300 THz Hệ thống dẫn đường tìm

nhiệt, chụp ảnh điện tử
Tia nhìn thấy 0.3 PHz ~ 3PHz Thông tin quang
Tia cực tím 3 PHz ~ 30 PHz Ít sử dụng
Tia X 30 PHz ~ 300 PHz Ít sử dụng
Tia gamma 0.3 Ehz ~ 3 EHz Ít sử dụng
Tia vũ trụ 3 Ehz ~ 30 EHz Ít sử dụng
1 KHz (kilohertz) = 10
3
Hz 1 THz (terahertz) = 10
12
Hz
1 MHz (megahertz) = 10
6
Hz 1 PHz (petahertz) = 10
15
Hz
1 GHz (gigahertz) = 10
9
Hz 1 EHz (exahertz) = 10
18
Hz
b. Phương thức truyền lan sóng vô tuyến
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
22

Sóng vô tuyến bức xạ từ đầu phát tới đầu thu theo nhiều đường khác
nhau. Có ba phương thức truyền sóng là sóng đất, sóng điện ly và sóng không
gian.
1. Truyền lan sóng đất. Các sóng truyền lan dọc theo bề mặt quả đất

gọi là sóng đất hay sóng bề mặt. Sóng đất là sóng phân cực đứng bởi
điện trường trong sóng phân cực ngang sẽ song song với mặt đất
dẫn đến ngắn mạch bởi sự dẫn điện của đất. Tổn hao sóng đất tăng
nhanh theo tần số, do đó sóng đất nói chung chỉ dùng ở các tần số
thấp hơn 2 MHz. Sóng đất có ưu điểm là với công suất đủ lớn có thể
dùng để liên lạc giữa 2 điểm bất kỳ trên trái đất và nó ít chịu ảnh
hưởng bởi sự thay đổi điều kiện khí quyển. Tuy nhiên nó yêu cầu
công suất phát cao và kích thước anten lớn.
2. Truyền lan sóng không gian. Gồm sóng trực tiếp và sóng phản xạ
từ mặt đất truyền trong vài kilomet tầng dưới của khí quyển. Sóng
trực tiếp lan truyền theo đường thẳng giữa anten phát và anten thu
do đó bị hạn chế bới độ cong trái đất. Sóng phản xạ từ mặt đất là
sóng phản xạ từ bề mặt trái đất khi lan truyền giữa anten phát và
anten thu.
3. Truyền lan sóng trời. Các sóng điện từ có hướng bức xạ cao hơn
đường chân trời (tạo thành góc khá lớn so với mặt đất) được gọi là
sóng trời. Sóng trời được phản xạ hoặc khúc xạ về trái đất từ tầng
điện ly, vì thế còn gọi là sóng điện ly. Tầng điện ly: hình thành ở độ
cao từ 100 Km đến 400 Km do kết quả của việc ion hóa trạng thái
tầng đối lưu bởi tia cực tím và tia X do mặt trời bức xạ. Tầng điện ly
được chia thành các lớp D, E, F theo độ cao. Khi truyền sóng với
một tần số thích hợp và góc tới thích hợp thì tia sóng sẽ bị phản xạ
trở lại. Do các lớp trong tầng điện ly thay đổi theo ngày đêm, các
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
23

mùa trong năm nên truyền sóng trong tầng điện diễn ra không ổn
định. Việc truyền sóng bằng sóng trời có thể giúp việc truyền thông
tin đi xa hơn nhưng yêu cầu phải nắm rõ sự hoạt động của các lớp

D, E, F và phải có ít nhất là 2 tần số.
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới thông tin vô tuyến
Thông tin vô tuyến là thông tin có môi trường truyền dẫn khắc nghiệt
nhất. Do môi trường truyền dẫn là môi trường không khí không đồng nhất,
chịu ảnh hưởng của nhiều tác động bên ngoài như: mưa, gió, vật che chắn…
dẫn đến các hiện tượng khúc xạ, tán xạ, nhiễu xạ, phản xạ… làm cho tín hiệu
khi đến máy thu theo nhiều đường khác nhau, với thời gian khác nhau, mức
công suất khác nhau.
a. Tổn hao truyền dẫn
Tổn hao truyền dẫn của một tuyến vô tuyến mô tả mức suy giảm công
suất tại đầu thu so với mức công suất ở đầu phát. Tổn hao chủ yếu là do tín
hiệu khi truyền qua môi trường bị tán xạ và hấp thụ.
Xét quá trình truyền sóng trong môi trường không gian, ta có công thức
tính mức công suất đầu thu như sau:
( )
Ld4
GGP
dP
2
2
rtt
r
π
λ
=

P
t
, P
r

: Công suất phát, thu G
t
, G
r
: tăng ích anten phát, thu

λ
: Bước sóng (m) d : Khoảng cách (m)
L : Hệ số tổn hao. Hệ số tổn hao này gồm tổn hao ở máy phát, máy thu,
tổn hao khi truyền qua môi trường.
Tổn hao xảy ra đối với tất cả các phương thức truyền dẫn. Biện pháp
khắc phục là tăng công suất phát.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
24



b. Fading
Bản chất của fading là sự giao thoa của nhiều tia sóng đi theo các con
đường khác nhau với khoảng thời gian khác nhau tới đầu thu làm tín hiệu tại
đầu thu thay đổi một cách ngẫu nhiên. Fading gây bởi sự thăng giáng của tầng
điện ly trong sóng ngắn, sự hấp thụ của mưa, sự khúc xạ, phản xạ, tán xạ,
nhiễu xạ khi tín hiệu truyền qua môi trường.
Khi phân chia các dạng fading theo ảnh hưởng của tần số, ta có: fading
phẳng chủ yếu tác động đến các tuyến dung lượng nhỏ làm suy giảm đến tín
hiệu sóng mang và fading lựa chọn tần số có tác động nhiều đến các tuyến
dung lượng cao. Hai loại fading này có thể xuất hiện độc lập với nhau hoặc
xuất hiện đồng thời. Mô hình fading phẳng và fading lựa chọn theo tần số
được mô tả ở hình 1.1.






Fading phẳng Fading chọn lọc theo tần số
Hình 1.1 Mô hình các dạng fading
Nếu phân chia theo thời gian, ta có hai dạng: fading nhanh và fading
chậm (thời gian xảy ra fading so với thời gian một bít hoặc một symbol).
Vấn đề Fading là không thể tránh khỏi trong thông tin vô tuyến. Việc
khắc phục fading được thực hiện bằng các mạch san bằng thích nghi, sử dụng
các hệ thống phân tập tần số, phân tập không gian,…
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
25




c. Hiệu ứng Doppler
Hiệu ứng Doppler là một hiệu ứng vật lý, đặt tên theo Christian
Andreas Doppler, trong đó tần số và bước sóng của các sóng âm, sóng điện từ
hay các sóng nói chung bị thay đổi khi mà nguồn phát sóng chuyển động
tương đối với máy thu.
Xét trường hợp nguồn phát chỉ phát một tần số
c
f
và tia tới là tia thứ
i.
Khi đó tín hiệu thu được theo tia sóng thứ i có tần số bị dịch đi một lượng

dịch tần Doppler:
imD
cos.ff α=
. Với

.
c
m
f v
f
c
=

Tức là tần số tín hiệu thu được là






α+=α+
icimc
cos.
c
v
1fcos.ff

D
f
: Tần số Doopler


α
:
G
óc t
ới của tia thứ i

v:

Vận tốc máy thu

c: Vận tốc ánh sáng

d. Trải trễ
Đối với thông tin vô tuyến di động, với việc truyền dẫn tín hiệu theo
nhiều tia sóng trong môi trường di động dẫn đến sự trải trễ.
Giả sử khi ta phát đi 1 xung hẹp thì do hiện tượng truyền dẫn đa đường
tín hiệu tới đầu thu sẽ gồm nhiều tia đến vào các thời điểm khác nhau trải dài
1 khoảng thời gian
D
∆
như hình1.2.




Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
26


Hình 1.2 Mô hình trải trễ

D
∆
: Lượng trải phổ. Độ trải trễ có thể xem như độ dài xung thu khi
xung cực hẹp phát đi. Hiện tượng trải trễ hạn chế tốc độ truyền tin. Tốc độ
truyền (tốc độ bít) ở thí dụ trên là
T
1
. Để không xảy ra xuyên nhiễu giữa các
symbol ISI thì T phải
D
∆
≥
, tức là
D
1
T
1
R
∆
<=
→
D
∆
càng lớn, tốc độ
truyền tin càng nhỏ.
e. Nhiễu
• Nhiễu trắng
Là loại nhiễu sinh ra do sự chuyển động nhiệt của các điện tử trong các

linh kiện bán dẫn do tác động của thời tiết, con người. Nhiễu trắng có mật độ
phổ công suất không đổi trên toàn bộ dải tần như hình 1.3.




Hình 1.3 Mật độ phổ công suất tạp âm nhiệt
Quy luật phân phối xác xuất của nhiễu trắng tuân theo hàm phân bố
Gaussian:


Nhiễu trắng là không thể tránh khỏi trong các thiết bị. Ảnh hưởng của
nhiễu trắng tại máy phát là không đáng kể do bị suy hao khi truyền qua môi
trường. Tuy nhiên tại đầu thu, nhiễu trắng tác động trực tiếp lên tín hiệu.
2
2
1
2
x
y e
σ
σ π
−
=
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
27

• Nhiễu xuyên symbol (Inter Symbol Interference)
Do các tín hiệu có dạng sóng hữu hạn trên miền thời gian nên chúng sẽ

trải ra vô hạn trên miền tần số. Trong thực tế, băng tần truyền dẫn không phải
là vô hạn nên trong các hệ thống phải sử dụng các bộ lọc. Tại đầu thu tín hiệu
sẽ trải ra trên miền thời gian và các symbol sẽ chèn vào các khe thời gian bên
cạnh gây ra nhiễu giữa các symbol (ISI). Ngoài ra hiện tượng trải trễ cũng sẽ
gây ra ISI.
Nhiễu ISI có tác động rất lớn đến tín hiệu, làm sai lệch tín hiệu dẫn đến
thu sai. Trường hợp xấu nhất làm sai lệch hoàn toàn dữ liệu cần truyền. Hình
1.4 mô tả sự xuyên nhiễu giữa 3 symbol.

Hình 1.4 Nhiễu xuyên symbol ISI
Để giảm nhiễu xuyên symbol người ta phải làm thế nào hạn chế dải
thông. Một trong những phương pháp để loại bỏ nhiễu ISI là dùng bộ lọc cos
nâng và bộ lọc ngang ép không (phương pháp Nyquist I).
• Nhiễu xuyên kênh (Interchannel Interference)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
28

Gây ra do các thiết bị phát trên các kênh kề nhau. Thường xảy ra do tín
hiệu truyền trên kênh vô tuyến bị dịch tần gây can nhiễu sang các kênh kề nó.
Mô hình nhiễu xuyên kênh được biểu diễn như hình 1.5.






Hình 1.5 Nhiễu xuyên kênh
Để loại bỏ nhiễu xuyên kênh người ta phải có khoảng bảo vệ (guard
band) giữa các dải tần. Khi để dành ra các khoảng bảo vệ sẽ dẫn đến hiệu quả

sử dụng phổ giảm do đó khoảng bảo vệ phải được tính toán hợp lý.
• Nhiễu đồng kênh (CoChannel Interference)
Gây ra do hai cell phát cùng tần số trong một mạng giao thoa với nhau.
Thường gặp trong các hệ thống thông tin tăng hiệu suất sử dụng phổ bằng
cách tái sử dụng tần số. Ngoài ra nhiễu đồng kênh còn xảy ra đối với các hệ
thống tái sử dụng tần số bằng cách phân cực như vi ba. Trong các hệ thống
này thì sẽ bị xảy ra xuyên nhiễu giữa hai phân cực trong một tần số.
Không thể dùng bộ lọc để loại bỏ giao thoa này. Chỉ có thể tối thiểu
hóa nhiễu đồng kênh bằng cách thiết kế mạng phù hợp, tức là trong mạng có
tái sử dụng tần số thì các cell có cùng tần số phải cách nhau một khoảng đủ
lớn. Đối với nhiễu do phân cực ta phải sử dụng bộ lọc chống phân cực.
• Nhiễu đa truy nhập (Multiple access Interference)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
29

Là nhiễu gây ra do các tín hiệu của các người sử dụng giao thoa với
nhau.
Trong đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA): là sự giao thoa
của tín hiệu ở khe thời gian này với tín hiệu khe thời gian khác do sự đồng bộ
không hoàn hảo. Trong trường hợp này có thể sử dụng khoảng bảo vệ để giảm
xác xuất giao thoa. Tuy nhiên, cách này đồng thời làm giảm hiệu quả phổ.
Trong đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA): Các hiệu ứng
Doppler làm dịch phổ tần số dẫn đến có sự giao thoa giữa các dải tần. Ở đây,
ta cũng có thể sử dụng khoảng bảo vệ (Guard Band) để giảm thiểu ảnh hưởng
nhưng cũng làm giảm hiệu quả sử dụng phổ.
Các phương pháp đa truy nhập sử dụng tính trực giao như đa truy nhập
phân chia theo mã (CDMA) hoặc đa truy nhập phân chia tần số trực giao
(OFDMA) nên không có nhiễu giữa các người sử dụng. Tuy nhiên trên thực
tế thì không thể có sự trực giao hoàn toàn nên vẫn tồn tại nhiễu đa truy nhập.

f. Méo tín hiệu
Méo tín hiệu phát sinh do sai lệch giữa đặc tính biên độ tần và/ hoặc
đặc tính pha-tần (hay đặc tính giữ chậm) của hàm truyền tổng cộng của hệ
thống so với đặc tính thiết kế. Méo tín hiệu gồm hai dạng là: méo tuyến tính
và méo phi tuyến.
Méo tuyến tính là loại méo gây bởi các phần tử tuyến tính trên kênh.
Méo có các nguyên nhân chính sau:
• Chế tạo lọc không hoàn hảo.
• Đặc tính tần số (bao gồm đặc tính biên độ và đặc tính giữ chậm)
của môi trường truyền không bằng phẳng trên suốt độ rộng băng tín hiệu do
pha đinh chọn lọc theo tần số và tiêu hao phụ thuộc tần số.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
30

Méo phi tuyến là méo gây bởi phần tử phi tuyến trên kênh. Méo này
chủ yếu gây bởi các bộ khuếch đại công suất máy phát, mạch trộn tần, hạn
biên.
Méo làm xuất hiện một cụm điểm ở constellation thu dẫn đến tỷ lệ lỗi
bít tăng.
1.2. CÁC PHƯƠNG THỨC ĐA TRUY NHẬP
Trong mạng thông tin để tiết kiệm tài nguyên, người ta thường sử dụng
phương pháp để nhiều thuê bao cùng sử dụng chung một kênh truyền, việc
nhiều thuê bao cùng sử dụng chung kênh truyền người ta gọi là đa truy nhập.
Các công nghệ đa truy nhập cho phép các hệ thống truy nhập vô tuyến phân
bố tài nguyên vô tuyến một cách hiệu quả cho nhiều người sử dụng.
Thông thường ở một hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến có nhiều
trạm đầu cuối và một số các trạm có nhiệm vụ kết nối các trạm đầu cuối này
với mạng hoặc chuyển tiếp các tín hiệu từ các trạm đầu cuối đến một trạm
khác. Các trạm đầu cuối có thể là các máy di động, các thiết bị như PC,

PDA,… có gắn các thiết bị thu phát sóng.
1.2.1. Phân loại các phương pháp đa truy nhập
Theo phương thức quản lý phân phối tài nguyên, ta có thể chia các
phương thức đa truy nhập ra thành 3 dạng:
• Quản lý lỏng: Đa truy nhập ngẫu nhiên. Khi thuê bao có nhu cầu
thì truy nhập vào và truyền tin mà không cần quan tâm đến các
thuê bao khác. Các phương thức truy nhập của phương pháp này
là ALOHA, CSMA, CSMA/CD.
• Quản lý trung bình: Gán theo yêu cầu. Các thuê bao gửi yêu cầu
lên và tùy theo yêu cầu mà máy chủ phân phối. Gồm 2 dạng là
điều khiển phân tán và điều khiển tập trung. Điều khiển phân tán
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
31

là phương thức tự các thuê bao tranh chấp đàn phám để sử dụng
tài nguyên, các phương pháp là Token Ring, thẻ bài, Điều khiển
tập trung là phương thức hình thành trung tâm tiếp nhận và phân
phối tài nguyên, các phương pháp là Polling,Token Ring
• Quản lý chặt: Gán kênh cố định. Chia khoảng các tài nguyên hệ
thống như thời gian, tần số khi cần. Sau khi thuê bao sử dụng
xong thì thu lại. Phương pháp này không biết nhu cầu thực tế sử
dụng. Các phương thức đa truy nhập của phương pháp này là
FDMA, TDMA, CDMA,
1.2.2. Một số phương pháp truy nhập chính
a. Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA
Trong phương pháp truy nhập này, độ rộng băng tần cấp phát cho hệ
thống B (MHz) được chia thành N băng con, mỗi băng con được ấn định cho
một kênh riêng có độ rộng băng tần là B/N (MHz). Các kênh thông tin được
sắp xếp liên tiếp nhau trên dải thông của đường truyền. Tín hiệu nguyên thuỷ

phải được điều chế để chuyển lên băng tần cao hơn nhờ các sóng mang phụ
(subcarrier). Cần đảm bảo các khoảng bảo vệ giữa từng kênh bị sóng mang
chiếm để phòng ngừa sự không hoàn thiện của các bộ lọc và các bộ dao động.
Máy thu đường xuống hoặc đường lên chọn sóng mang cần thiết theo tần số
phù hợp. FDMA được biểu diễn bằng hình 1.6.





Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
32


Hình 1.6 Đa truy nhập phân chia theo tần số
Hệ thống FDMA có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
Về ưu điểm: Hệ thống FDMA có thiết bị đơn giản, yêu cầu về đồng bộ
không quá cao.
Về nhược điểm:
- Thiết bị trạm gốc cồng kềnh do có bao nhiêu kênh (tần số
mang kênh con) thì tại trạm gốc phải có bấy nhiêu máy thu-
phát.
- Băng tần giới hạn do đó số kênh ghép bị hạn chế.
- Tồn tại nhiễu giao thoa giữa các kênh lân cận do đó cần có
khoảng bảo vệ (Guard Band).
- Hiệu quả thấp khi không có tín hiệu truyền.
b. Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA
TDMA (Time Division Multiple Access) là phương pháp đa truy nhập
phân chia theo thời gian. Theo phương pháp này người sử dụng dùng chung

một sóng mang và trục thời gian được chia thành nhiều khoảng nhỏ gọi là các
khe thời gian (TS: time slot). Một kênh thông tin sẽ chiếm toàn bộ dải thông
B của đường truyền trong một khoảng thời gian nhất định trên tổng số thời
gian cuộc gọi được thực hiện và lặp lại theo chu kỳ nhất định
Có 2 phương pháp ghép kênh phân chia theo thời gian cơ bản :
• Ghép xen bit (bit - by - bit): lấy tất cả các bit cùng tên của các
kênh nhánh ghép lại với nhau thành một nhóm. Ưu điểm của
phương pháp này là cấu trúc khung độc lập, dung lượng bộ nhớ
yêu cầu thấp, tuy nhiên bên thu sẽ tách kênh phức tạp và chậm.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
33

• Ghép xen byte/ghép từ (word-by-word): dòng số đầu ra của bộ
ghép kênh sẽ gồm một chuỗi các từ mã của các kênh nhánh được
sắp xếp liên tiếp. Tuy nhiên dung lượng bộ nhớ yêu cầu cao, và
bên thu phải đồng bộ chính xác.
TDMA được biểu diễn bằng hình 1.7.






Hình 1.7 Đa truy nhập phân chia theo tần số
TDMA cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng như sau:
Về ưu điểm:
- Trạm gốc đơn giản do với 1 tần số chỉ cần có 1 máy thu- phát
phục vụ được nhiều người truy nhập (các người sử dụng phân
biệt nhau về mặt thời gian).

- Nhiễu giữa các người dùng giảm.
- Tốc độ bít thay đổi được.
Về nhược điểm:
- Yêu cầu đồng bộ ngặt nghèo. Nếu mất đồng bộ sẽ dẫn đến
không thu được hoặc thu sai. Cần có 1 khoảng phòng vệ.
- Dung lượng hạn chế.
c. Đa truy cập phân chia theo không gian SDMA
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.