tìm hiểu về truyền tin vô tuyến

Là hệ thống truyền tin dựa vào sự bức xạ của sóng điện từ. Sóng điện từ có thể được dẫn qua ống dẫn sóng như fide, hay bức xạ và lan truyền trong khoảng không khi công suất đủ lớn.. Són

Giới thiệu

 Các phương thức lan truyền sóng

 Anten

 Mô hình lan truyền sóng trong không gian tự do

 Đa truy cập vô tuyến

2

Là hệ thống truyền tin dựa vào sự bức xạ của sóng điện từ.

 Sóng điện từ có thể được dẫn qua ống dẫn sóng (như fide,) hay bức xạ và lan truyền trong khoảng không khi công suất đủ lớn

 Sóng điện từ được tạo ra từ một trạm phát được cấu tạo bởi nguồn sóng điện từ nối với một anten

 Tuỳ thuộc vào loại sóng nào được sử dụng mà các

anten được chọn tương ứng

s(t) = At sin(2 π ft t + ϕt)

4

 VLF = Very Low Frequency

 LF = Low Frequency

 MF = Medium Frequency

 HF = High Frequency

 VHF = Very High Frequency

 UHF = Ultra High Frequency

 SHF = Super High Frequency

 EHF = Extra High Frequency

Sóng điện từ giống làn truyền trong không gian

giống như ánh sáng (lan truyền theo đường thẳng)

• Công suất tại đầu thu tỷ lệ nghịch với khoảng cách

(1/d2)

• Điểm phát và thu có phải nhìn thấy nhau không?

Bề mặt trái đất và tầng khí quyển thấp đóng vài trò như các ống dẫn sóng và cho phép sóng có thể lan truyền đi xa vòng quanh trái đất.

 Áp dụng cho các sóng dài

 Băng tần: ELF, VLF dùng cho thông tin trên biển

 Băng tần: MF dùng cho phát thanh

Lợi dụng tính chất phản xạ sóng điện từ của tầng

LOS: lan truyền sóng tầm nhìn thẳng

 Truyền sóng theo đường thẳng

 Tần số lớn hơn 30 Mhz có thể truyền xuyên qua tầng điện ly

 VHF và băng tần cao hơn được sử dụng theo phương thức lan truyền này

12

Sử dụng trên bề mặt trái đất khi anten thu và phát

nhìn thấy nhau

 Ứng dụng : phát thanh, truyền hình, thông tin di

động, thông tin vệ tinh, …

Tín hiệu tại đầu thu là tổng của các tín hiệu sau:

 Tín hiệu tại đầu phát đến tại những thời

điểm khác khác nhau.

 Tín hiệu đến từ các hướng khác nhau

 Cường độ tín hiệu tại đầu thu là khác nhau tại các vị trí khác nhau

14

Bản thân sóng vô tuyến không mang thông tin

 Nó được sử dụng để mang thông tin đi xa nhờ các

phương pháp điều chế: AM, FM, PM, ASK, PSK, FSK,…

Đặc tính bức xạ hay thu sóng điên từ của anten được

thể hiện thông qua giản đồ phương hướng.

 Giản đồ phương hướng biểu thị mối quan hệ về

công suất bức xạ của anten theo một hướng xác định

Anten đẳng hướng

 Anten đơn hướng

18

 Năng lượng sóng điện từ được bức xạ mọi

hướng với công suất bằng nhau.

 ứng dụng: Phát thanh, truyền hình, thông tin di động.

lớn, dễ ảnh hưởng giao thoa sóng từ các hệ thống khác.

Năng lượng sóng điện từ bức xạ theo một hướng xác định

 Thường có dạng hình đĩa, chảo,…

 Ứng dụng: các hệ thống thông tin vệ tinh, viba

 Ưu điểm: có thể điều khiển hướng phát, khoảng cách của hệ thống dễ dàng, ít bị ảnh hưởng nhiễu giao

thao từ các hệ thống khác

20

Mô hình lan truy n sóng LOS ề

 Mục đích:

Tính toán công suất tín hiệu nhận được trong 2 trường hợp:

 Anten phát và thu nhìn thấy nhau

điện ly

 Khi tính toán cho hệ thống thông tin vệ tinh và viba

ta sử dụng mô hình lan truyền sóng này

22

Suy hao trong không gian t do ự

Mô hình lan truy n sóng ề

 Công suất thu tại khoảng cách D

 Pt : Công suất tín hiệu phát (W)

 Pr(D) : Công suất tín hiệu thu tại anten thu cách anten phát D (Km)

 c = 300.000 km/s

 Gt, Gr : Là hệ số tăng ích của anten phát và thu

 D: Khoảng cách hai anten (Km)

2 2 2

2 r 2

2

2

) 4 (

EIRP.G )

4 (

)

(

D f

c D

G G

P D

r

π π

λ =

=

24

Mô hình lan truy n sóng ề

 Tính công suất thu tại khoảng cách D, khi biết công suất thu tại khoảng cách D0 áp dụng khi D>D0>Df

(

D

D D

P D

Hãy tính công suất thu tại khoảng cách 10m và 1km theo đơn vị dB.

26

Các ph ươ ng pháp đa truy nh p vô tuy n ậ ế

 Nhiều người dùng chia sẻ tài nguyên hệ

thống trong cùng một thời điểm

 FDMA (Đa truy nhập theo tần số)

 Sử dụng các tần số khác nhau

 TDMA (Đa truy nhập phân chia theo thời gian)

 Sử dụng cùng tần số nhưng tại những thời điểm khác nhau.

 CDMA (Đa truy nhập phân chia theo mã)

Frequency Division Multiplexing (FDMA)

k 2 k 3 k 4 k 5 k 6

k 1

Time Division Multiplexing (TDMA)

Mỗi kênh sử dụng toàn bộ băng tần của hệ thống nhưng

chỉ trong một phần nhỏ thời gian

f

t

Mỗi kênh chỉ sử dụng một phần nhỏ dải tần và một phần

thời gian trong dải tần đó Ví dụ: GSM

30

Code Division Multiplexing (CDMA)

 Mỗi kênh sử dụng toàn bộ băng thông của hệ thống

và trong cùng thời điểm nhưng mỗi kênh sẽ phân

biệt nhau bởi từ mã sử dụng để mã hoá số liệu

 Ưu điểm:

 Sử dụng băng tần hiệu quả - không gian mã lớn

 Không cần cơ chế đồng bộ sẽ các kênh khác

 Yêu cầu băng tần truyền dẫn lớn

 Thực hiện nhờ kỹ thuật trải phổ.

k 2 k 3 k 4 k 5 k 6

k 1

f c

h th ng đi n tho i t ong ệ ố ệ ạ ổ

 Nguyên lý

32

Nguyên lý

MSC

Kết nối số cơ sở (1.54Mbps, 2.048Mbps)

Tới mạng PSTN

Cell

 Chức năng Handover: Cho phép MS có thể thay đổi BS trong quá trình

di chuyển khi đang thực hiện cuộc gọi.

 Theo dõi liên tục vị trí của MS để chuyển cuộc gọi đến khi cần.

 MS luôn luôn theo dõi một kênh chung của mạng để nhận cuộc gọi đến.

 BS: cung cấp các chức năng giao tiếp vô tuyến với MS và kết nối với MSC.

 MSC: Thực hiện các chức năng chuyển mạch và điều khiển.

34

C u trúc ô (Cell) ấ

Các ô sử dụng

cùng tập tần số

C u trúc ô (Cell) ấ

 Kích thước các ô khác nhau phụ thuộc vào mật độ sử dụng, vùng địa lý, và công suất phát

 Mỗi ô sử dụng một số tần số trong toàn bộ dải tần

 Các ô cạnh nhau không sử dụng chung tập tần số

 Trong mạng CDMA các ô cạnh nhau có thể dùng

cùng tần số đó là do hệ thống sử dụng kỹ thuật trải

mã thay vì tần số như thông thường

36

Cell Clusters

Vùng phủ sóng thực sự của CELL 3

CELL 1 chồng lên 6 cell khác

Các Cell phải sử sụng các tần số khác nhau

7 tập tần số phải

Kích th ướ c c a Cell ủ

MACROCELL

MICROCELL

SLOW-MOVING SUBSCRIBERS

FAST-MOVING SUBSCRIBERS

Handover (chuy n giao) ể

MS di chuy ển từ CELL “A” t ới CELL “B”:

• CELL “A”phải chuyển phục vụ cuộc gọi tới Cell “B”

• Phone phải thay đổi tần số

• CELL “A” phải dừng việc truyền tín hiệu

Mức làm việc công suất thấp nhất

z

Đa truy nh p vô tuy n ậ ế

Có 3 phương pháp chính sử dụng trong hệ

thống điện thoại tổ ong:

 FDMA (Đa truy nhập theo tần số)

 Sử dụng các tần số khác nhau

 TDMA (Đa truy nhập phân chia theo thời gian)

 Sử dụng cùng tần số nhưng tại những thời điểm khác nhau.

 CDMA (Đa truy nhập phân chia theo mã)

 Sử dụng cùng tần số, tại cùng thời điểm nhưng mã khác nhau

42