(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiễu liên lạc qua điện thoại di động

TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN

Nền tảng của thông tin vô tuyến

Nhu cầu truy cập không dây ngày càng tăng và được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hiện đại Trong thập niên đầu của thế kỷ 21, việc triển khai truy cập dữ liệu không dây tốc độ cao đã diễn ra trên quy mô toàn cầu, chứng minh sự phổ biến và tầm quan trọng của công nghệ này.

Thông tin vô tuyến sử dụng không gian làm môi trường truyền dẫn, với tín hiệu được phát bức xạ bằng sóng điện từ và thu nhận qua không gian Lịch sử thông tin vô tuyến bắt đầu với thành công của Marconi trong việc liên lạc qua Đại Tây Dương, cùng với phát hiện của Kenelly và Heaviside về tầng điện ly, mở ra kỷ nguyên thông tin vô tuyến cao tần Sau 40 năm, thông tin vô tuyến cao tần trở thành phương thức chính, nhưng không đáp ứng đủ nhu cầu ngày càng tăng Thế chiến thứ hai đánh dấu bước ngoặt quan trọng, với sự phát triển của thông tin tầm nhìn thẳng và băng tần cực cao, nhờ vào linh kiện điện tử cho HF và UHF, đặc biệt trong ngành Rađa Với sự gia tăng lưu lượng truyền thông, tần số vô tuyến đã mở rộng đến băng tần siêu cao và cực cao Vào những năm 1960, phương pháp chuyển tiếp qua vệ tinh và tán xạ qua tầng đối lưu được thực hiện, giúp thông tin vô tuyến trở nên phổ biến trong nhiều lĩnh vực như phát thanh, hàng không, quân sự và thông tin vệ tinh Tuy nhiên, can nhiễu với các lĩnh vực khác là vấn đề không thể tránh khỏi, dẫn đến việc tổ chức nhiều Hội nghị vô tuyến Quốc tế từ năm 1906, và tần số vô tuyến hiện nay đã được quy định theo "Quy chế thông tin vô tuyến (RR)" tại Hội nghị ITU ở Geneva năm 1959.

TIEU LUAN MOI có thể tải xuống tại địa chỉ skknchat@gmail.com Hội nghị về phân bố lại tần số vô tuyến cho thông tin di động hàng hải đã diễn ra vào năm 1974 Tại Hội nghị ITU năm 1979, dải tần số vô tuyến đã được mở rộng từ 9kHz đến 400 GHz, đồng thời xem xét và điều chỉnh khoảng cách giữa các sóng mang theo Quy chế thông tin vô tuyến điện (RR) Để giảm thiểu sự can thiệp của thông tin vô tuyến, ITU tiếp tục nghiên cứu các vấn đề liên quan nhằm bổ sung vào quy định hiện hành.

- Dùng cách che chắn thích hợp trong khi lựa chọn trạm

- Cải thiện hướng tính của anten

- Nhận dạng bằng sóng phân cực chéo

- Tăng cường độ ghép kênh

- Chấp nhận sử dụng phương pháp điều chế chống lại can nhiễu.

Các đặc tính của sóng vô tuyến

Tần số vô tuyến (RF) là sóng điện từ được sử dụng trong thông tin vô tuyến, với dải tần số rộng từ VLF (tần số cực thấp) đến sóng milimét Sóng vô tuyến không thể được lý giải hoàn toàn theo lý thuyết do sự ảnh hưởng của tầng đối lưu, tầng điện ly và các thiên thể như mặt trời.

Đánh giá trạng thái của các hành tinh, tầng đối lưu và điện ly là rất quan trọng để dự báo đường truyền sóng vô tuyến và khả năng liên lạc Phần tiếp theo của chương trình sẽ giúp người đọc hiểu cơ chế truyền sóng vô tuyến theo tần số thông tin vô tuyến cùng với các vấn đề liên quan khác.

1.2.1 Phân loại tần số vô tuyến

Trong lĩnh vực thông tin vô tuyến, cơ chế truyền sóng và thiết bị truyền thông được xác định bởi tần số vô tuyến Bảng 1.1 cung cấp phân loại băng tần số vô tuyến theo tiêu chuẩn quốc tế hiện hành, cũng như theo cơ chế và phương thức sử dụng sóng vô tuyến.

Tần số Phân loại băng tần

Cơ chế truyền sóng vô tuyến

Cự ly thông tin và lĩnh vực sử dụng

3KHz~30 KHz VLF Sóng đất-điện ly

Thông tin đạo hàng quân sự khắp thế giới 30KHz~300KHz LF Sóng đất 1500Km đạo hàng vô tuyến 300KHz~3MHz MF Sóng đất (Cự Phát thanh cố định

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các giải pháp sáng tạo trong thiết kế và chức năng của thiết bị di động có thể giúp giảm thiểu sự cố và tăng cường khả năng kết nối Do đó, nghiên cứu này hướng đến việc phát triển các công nghệ mới nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng trong thời đại số.

13 ly ngắn) Sóng trời (Cự ly dài)

Hàng không, đạo hàng, liên lạc nghiệp dư

3MHz~30MHz HF Sóng trời 3~6MHz : Thông tin liên tục địa

6~30Mhz : Thông tin di động Thông tin kinh doanh và nghiệp dư, dân sự quốc tế

30MHz~300MHz VHF Sóng trời

Thông tin trực thi, VHF, FM Đa thông tin

300MHz~3GHz UHF Sóng trời

Rađar, đa thông tin Thông tin di động

3GHz~30GHz SHF, Viba Sóng trời Thông tin vệ tinh, thông tin cố định, Rađar

Sóng trời Thông tin cho tương lai

Bảng 1.1 Phân loại, cơ chế và sử dụng sóng vô tuyến 1.2.2 Đường truyền lan sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến không truyền theo cách lý tưởng trong không gian do ảnh hưởng của mặt đất và tầng đối lưu Hình 1.1 minh họa đường truyền sóng giữa các đầu phát T và đầu thu R, cho thấy sự tồn tại của sóng phản xạ từ bề mặt đất, bên cạnh sóng trực tiếp di chuyển theo đường thẳng.

(a) Trong tầm trực thi (b) Ngoài tầm trực thi

Hình 1.1 Đường đi của Sóng vô tuyến

(a) Trong tầm thực thi (b) Ngoài tầm thực thi

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Khi khoảng cách giữa trạm phát và trạm thu tăng lên, sóng điện từ truyền thẳng trở nên không khả thi do độ cong của trái đất Tuy nhiên, sóng vô tuyến vẫn có thể lan truyền xuống mặt đất nhờ sóng bề mặt và sóng trời thông qua hiện tượng khúc xạ Sóng bề mặt, sóng trực tiếp và sóng phản xạ (trừ sóng trời) được gọi chung là sóng đất Sóng trời là sóng điện từ bị thay đổi hành trình tại tầng điện ly, nơi tập trung nhiều điện tích ở độ cao 100-400 km Ngoài ra, sóng tán xạ, phát sinh từ các biến đổi trong tầng đối lưu và điện ly hoặc do va chạm với vật chất như sao băng, cũng có thể đạt tới đầu thu và được ứng dụng trong phương pháp chuyển tiếp qua tán xạ đối lưu.

Hệ thống thông tin di động

1.3.1 Các đặc điểm chính của thông tin di động

Công nghệ thông tin vô tuyến đã tiến bộ vượt bậc từ điện báo, phát thanh vô tuyến đến truyền hình và hiện nay là điện thoại di động Để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng dung lượng mà không cần mở rộng phổ vô tuyến, giải pháp đã được đưa ra là giảm công suất của các trạm thu phát vô tuyến (BTS) phục vụ cho các vùng nhỏ (cell) và sử dụng nhiều cell liên tiếp để phủ sóng rộng hơn Mỗi cell được phân bổ một phần nhỏ của tài nguyên phổ tần số, cho phép các cell đặt xa nhau có thể sử dụng cùng một tần số, tạo nên cấu trúc mạng tổ ong (cellular network).

Tầng đối lưu Sóng tán xạ tối ưu

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong thời đại công nghệ hiện nay Việc nâng cao hiệu suất và tính năng của các thiết bị này không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn thúc đẩy sự phát triển của ngành viễn thông Các giải pháp cải tiến có thể bao gồm việc tối ưu hóa phần mềm, nâng cấp phần cứng và áp dụng các công nghệ mới nhất Điều này không chỉ giúp giảm thiểu sự cố liên lạc mà còn nâng cao chất lượng âm thanh và hình ảnh trong các cuộc gọi.

15 khả năng sử dụng lại tần số này mà mạng cellular có dung lượng lớn hơn

Hình 1.3 Cấu trúc tế bào trong mạng di động

Thế hệ đầu tiên của hệ thống tổ ong là các hệ thống Analog, được NTT triển khai tại Tokyo vào năm 1977 Năm 1981, mạng Analog NMT được áp dụng tại châu Âu, trong khi mạng AMPS được sử dụng tại Bắc Mỹ.

Vào cuối những năm 80, hệ thống Cellular thế hệ đầu tiên dựa trên kỹ thuật báo hiệu analog đã trở nên lỗi thời Sự phát triển của công nghệ mạch tích hợp đã cho phép áp dụng các kỹ thuật mã hoá tiên tiến, nâng cao hiệu quả sử dụng phổ vô tuyến Viễn thông số đã mở ra khả năng sử dụng mã hoá sửa sai, giúp chống lại nhiễu – một vấn đề lớn của hệ thống analog Hệ thống số cũng cho phép ghép nhiều loại số liệu và quản lý mạng lưới một cách hiệu quả Để đảm bảo các chức năng này, mạng thông tin di động cần đáp ứng một số đặc tính cơ bản.

Để đạt được dung lượng cao trong thông tin di động, việc sử dụng hiệu quả băng tần được cấp phát là rất quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh hạn chế của dải tần vô tuyến.

Để đảm bảo chất lượng truyền dẫn trong hệ thống thông tin di động, cần hạn chế ảnh hưởng của nhiễu pha đinh do môi trường truyền dẫn hở Các hệ thống này phải tối ưu hóa khả năng chống nhiễu và sử dụng Codec tốc độ thấp nhằm tiết kiệm băng tần Codec cần được thiết kế với công nghệ đặc biệt để đảm bảo chất lượng truyền dẫn cao.

Để đảm bảo an toàn thông tin trong môi trường truyền dẫn vô tuyến, cần áp dụng các biện pháp đặc biệt nhằm ngăn chặn việc nghe trộm và sử dụng trái phép đường truyền Việc giữ bí mật số nhận dạng thuê bao và kiểm tra tính hợp lệ của người sử dụng khi truy cập mạng là rất quan trọng Để chống nghe trộm, thông tin của người sử dụng cần được mã hóa, giúp bảo vệ quyền lợi của người thuê bao trong các hệ thống thông tin di động.

TIEU LUAN MOI download tại địa chỉ skknchat@gmail.com sử dụng một khoá nhận dạng bí mật được lưu trữ an toàn Trong hệ thống GSM, thẻ SIM-Card đóng vai trò quan trọng, cho phép người thuê bao cắm thẻ vào máy di động của mình, đảm bảo chỉ người đó có quyền sử dụng Thông tin được lưu giữ trên SIM-Card giúp đảm bảo an toàn cho dữ liệu cá nhân.

- Giảm tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển từ vùng phủ này sang vùng phủ khác

- Cho phép phát triển các dịch vụ mới, nhất là các dịch vụ phi thoại

- Để mang tính toàn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế

- Các thiết bị cầm tay phải gọn nhẹ và tiêu thụ ít năng lượng

1.3.2 Các công nghệ sử dụng trong thông tin di động

Công nghệ FDMA (Phân chia tần số đa truy cập) chia phổ tần số cho liên lạc di động thành 2N dải tần liên tiếp, mỗi dải tần được gán cho một kênh liên lạc, với N dải tần cho liên lạc hướng lên và N dải tần cho liên lạc hướng xuống, cách nhau bởi một dải tần phòng vệ Mỗi thiết bị di động (MS) được cấp phát hai kênh liên lạc trong suốt thời gian kết nối Tuy nhiên, nhiễu giao thao từ các kênh lân cận là vấn đề đáng kể, do đó, trạm phát sóng (BTS) cần có bộ thu phát riêng để làm việc với từng MS trong tế bào.

Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống di động AMPS (Advanced mobile phone system)

Công nghệ TDMA (Time Division Multiple Access) là một phương pháp đa truy cập phân chia theo thời gian, trong đó phổ tần số cho liên lạc di động được chia thành các dải tần, mỗi dải tần được sử dụng chung cho nhiều kênh liên lạc Mỗi kênh tương ứng với một khe thời gian trong chu kỳ khung, và thông tin được tổ chức dưới dạng gói với các thành phần như bít chỉ thị đầu gói, bít chỉ thị cuối gói, bít đồng bộ, bít bảo vệ và bít dữ liệu Đặc điểm nổi bật của TDMA là tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn dưới dạng số, cho phép liên lạc song công giữa các hướng sử dụng dải tần khác nhau, giúp giảm nhiễu giao thao và số lượng máy thu phát tại BTS Tuy nhiên, công nghệ này cũng đối mặt với các vấn đề kỹ thuật phức tạp như fading, trễ truyền dẫn, giao thao các ký hiệu (ISI) và mất đồng bộ, cần được giải quyết để cải thiện hiệu suất.

Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống di động GSM (Global System for Mobile communication)

Công nghệ CDMA là công nghệ đa truy cập phân chia theo mã Mỗi MS

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa thiết bị không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các giải pháp sáng tạo trong thiết kế và chức năng của thiết bị sẽ góp phần tăng cường khả năng kết nối và tương tác Hơn nữa, việc áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp giảm thiểu sự cố và nâng cao độ tin cậy của thiết bị di động.

Kỹ thuật trải phổ tín hiệu cho phép các thiết bị di động (MS) hoạt động đồng thời trên cùng một dải tần số mà không gây nhiễu lẫn nhau, nhờ vào mã riêng biệt được gán cho mỗi thiết bị Với dải tần tín hiệu rộng hàng trăm MHz và công nghệ trải phổ phức tạp, tín hiệu vô tuyến có thể sử dụng với cường độ trường rất nhỏ và hiệu quả hơn so với các phương pháp FDMA hay TDMA Việc các thuê bao MS chia sẻ tần số giúp đơn giản hóa thiết bị truyền dẫn vô tuyến, làm cho việc thay đổi kế hoạch tần số trở nên dễ dàng hơn, đồng thời tăng tính linh hoạt trong việc chuyển giao và điều khiển dung lượng trong tế bào.

Hệ thống CDMA sử dụng kỹ thuật nén số tương tự như TDMA, tuy nhiên, tốc độ bit của CDMA thay đổi linh hoạt theo mức độ hoạt động của cuộc gọi Do đó, tín hiệu thoại trong CDMA có tốc độ bit trung bình thấp hơn.

1.3.3 Cấu trúc và các thành phần của hệ thống GSM

Hệ thống GSM có thể chia thành ba phần chính : hệ thống BSS, hệ thống mạng chuyển mạch NSS và hệ thống vận hành và bảo dưỡng O&M (hình 1.4)

Hình 1.4 Cấu trúc tổng quát của hệ thống GSM

BTS (Base Transceiver Station) : Trạm thu phát gốc BSC (Base Station Controller) : Bộ điều khiển trạm gốc MSC (MobileServiceSwitchingCenter) : Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động

HLR (Home Location Register) : Bộ ghi dịch định vị thường trú EIR (Equipment Identity Register) : Bộ nhận dạng thiết bị AuC (AuthenticationCenter) : Trung tâm nhận dạng

The Visitor Location Register (VLR) is a temporary location register that tracks the location of mobile users The Integrated Services Digital Network (ISDN) is a digital network that combines multiple services into one system The Packet Switching Public Digital Network (PSPDN) is a public network that utilizes packet switching technology for efficient data transmission.

PSTN (Public Switching Telephone Network) : Mạng chuyển mạch thoại công cộng

Mạng di động mặt đất công cộng (PLMN) chủ yếu dựa vào hệ thống các trạm phát BSS để thực hiện các chức năng đặc biệt của hệ thống GSM trong việc liên lạc với thiết bị di động Hệ thống BSS bao gồm hai khối chức năng chính: Trạm phát BTS và bộ điều khiển trạm phát BSC Một mạng GSM có dung lượng cao thường có hàng ngàn BTS, cung cấp chức năng vô tuyến thu phát và báo hiệu để tương tác với các phần tử khác trong mạng Vùng phủ sóng của một BTS được gọi là Cell BSC thực hiện chức năng chuyển mạch và điều khiển các kênh vô tuyến, đảm bảo việc thiết lập và giải phóng tài nguyên khi cuộc gọi kết thúc Các chức năng di động trong nội vùng hệ thống BSS được quản lý bởi BSC, cho thấy cấu trúc của BSC cao hơn BTS.

NHIỄU VÔ TUYẾN ĐIỆN

Khái niệm chung

Nhiễu là năng lượng không mong muốn xuất hiện do bức xạ hoặc phát xạ kết hợp, ảnh hưởng đến đầu vào của hệ thống thông tin vô tuyến Nó dẫn đến sự suy giảm hoặc sai lệch thông tin mong muốn, gây ra bởi sự hiện diện của thông tin không mong muốn.

Phân loại nhiễu trong thông tin vô tuyến điện

Theo quy định trong thể lệ thông tin vô tuyến điện của ITU thì nhiễu bao gồm:

Nhiễu có hại ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu, được đánh giá qua tỷ số tín hiệu/nhiễu Carrier/Interference (C/I) Giá trị C/I được tính bằng decibel tại đầu vào máy thu và phản ánh chất lượng tín hiệu mong muốn Để đánh giá nguồn nhiễu, cần xem xét các tham số liên quan nhằm đưa ra cái nhìn tổng quan về mức độ nhiễu ảnh hưởng đến hệ thống.

- Tần số trung tâm của nguồn nhiễu

- Độ rộng tần số sóng mang

- Độ ổn định tần số

- Mức bức xạ đẳng hướng tương đương lớn nhất

- Các mức bức xạ ngoài băng

Các tính chất của anten bao gồm: độ cao hiệu dụng, hướng của anten, tỷ số sóng đứng, góc phương vị, búp sóng chính

Vậy nhiễu vô tuyến có thể khái quát theo 4 loại sau đây:

- Kênh liền kề (kênh lân cận)

- Các sản phẩm của nhiễu xuyên điều chế

* Những nhiễu vô tuyến có thể do một hoặc nhiều nguồn nhiễu gây ra, trong đó 3 loại đầu được tổng hợp theo công thức sau:

Pit: Công suất của nguồn nhiễu

Gt: Gain của anten phát nguồn nhiễu

Gr: Gain của anten thu

FRD: hàm loại trừ, phụ thuộc vào F Trong đó là chênh lệch giữa tần số nhiễu và tần số mong muốn

Nhiễu vô tuyến xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau Để xác định tổng tác động của các nguồn nhiễu, chúng ta có thể cho từng nguồn nhiễu tác động lần lượt đến tín hiệu mong muốn, từ đó tính toán cường độ trường Ea cần thiết để máy thu có thể nhận tín hiệu mà không bị ảnh hưởng bởi một nguồn nhiễu Cuối cùng, áp dụng công thức tổng hợp các giá trị Ea để tìm ra cường độ trường cần thiết.

Eu = 10log Sum (exp (0,1Ea)) (2.2)

VD: Nghiệp vụ bị nhiễu từ 2 nguồn nhiễu:

- Nhiễu cùng kênh từ một máy phát đặt ở xa với cường độ trường ước tính bằng 32 dBV/m

- Nhiễu kênh kề từ một máy phát có kênh tần khác biệt 9 KHz so với tín hiệu có ích với cường độ trường khoảng 48 dBV/m

Có thể tính toán như sau cho các nguồn nhiễu riêng lẻ

Để đảm bảo tín hiệu không bị nhiễu trong cùng kênh với tỷ số bảo vệ nhiễu là 30dB, cường độ trường cần thiết là Ea = 30 + 32 = 62 dBμV/m.

Tỉ số bảo vệ nhiễu đối với kênh kề là 9 dB:

Cường độ trường cần thiết để đảm bảo không nhiễu trong trường hợp này là: Ea= 9 + 48 = 57 dBV/m

Cường độ trường cần thiết tại máy thu để không bị ảnh hưởng từ 2 nguồn nhiễu trên được tính theo công thức:

Eu = 10log Sum (exp (0,1Ea))

Như vậy ta sẽ có Eu = 63,2 dBV/m

* Khi các nguồn nhiễu mới xuất hiện chúng ta sẽ không cần phải tính lại Eu khi Ea* (cho nguồn nhiễu mới)  Eu là 6 dB.

Phân loại nhiễu trong nhiệm vụ tác chiến điện tử

Căn cứ vào nguồn gốc phát sinh chúng ta có thể chia nhiễu thành hai loại: nhiễu tiêu cực và nhiễu tích cực

Là nhiễu do phản xạ từ các mục tiêu không mong muốn, trong đó có thể chia thành:

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc nâng cao hiệu suất và tính năng của thiết bị di động không chỉ đáp ứng nhu cầu giao tiếp ngày càng tăng mà còn thúc đẩy sự phát triển của các ứng dụng thông minh Các cải tiến này giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng, đảm bảo kết nối ổn định và nâng cao chất lượng cuộc gọi Hơn nữa, nghiên cứu này còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các công nghệ liên lạc trong tương lai.

- Nhiễu tự nhiên: là tín hiệu phản xạ từ địa vật như đồi núi, rừng cây, các vật thể khí tượng như mây, mưa

Nhiễu nhân tạo là tín hiệu phản xạ phát sinh từ các vật thể phản xạ do đối phương tạo ra, bao gồm chấn tử phản xạ, góc phản xạ và các mục tiêu giả như mồi bẫy kéo theo.

Nhiễu tích cực là nhiễu được tạo ra bởi các nguồn đặc biệt Theo nguồn gốc phát sinh, nhiễu tích cực chia thành:

- Nhiễu tự nhiên: do các vật bức xạ tự nhiên như mặt trời, tia vũ trụ…

- Nhiễu lẫn nhau: do ảnh hưởng qua lại của các thiết bị vô tuyến điện tử

- Nhiễu nhân tạo: tạo ra bởi các máy phát nhiễu, các đài gây nhiễu của đối phương tạo ra

Theo hiệu ứng tác động có thể chia thành:

- Nhiễu tích cực ngụy trang: là nhiễu gây khó khăn cho việc lọc, tách tín hiệu trên nền nhiễu

Nhiễu giả tín hiệu là loại nhiễu tạo ra các tín hiệu tương tự như tín hiệu thực, gây khó khăn trong việc phát hiện tín hiệu hữu ích và khiến thiết bị có thể bám vào các mục tiêu giả.

Theo độ rộng phổ nhiễu có thể chia thành:

Nhiễu ngắm là loại nhiễu có độ rộng phổ tương đương với tín hiệu phát, thường không vượt quá 2 đến 3 lần dải thông của máy thu, tức là Δfn = (23) Δf MT Việc sử dụng nhiễu ngắm gặp khó khăn do cần điều chỉnh tần số trùng với tần số làm việc của radar, đặc biệt trong trường hợp radar hoạt động ở chế độ nhảy tần nhanh hoặc sử dụng tín hiệu dải rộng Mặc dù vậy, do độ rộng phổ nhỏ, mật độ phổ của nhiễu ngắm có thể đạt tới 200W/MHz.

Nhiễu chặn là loại nhiễu có băng tần rộng lớn, ảnh hưởng đến dải tần làm việc của nhiều phương tiện vô tuyến và radar sử dụng biện pháp nhảy tần Độ rộng phổ của nhiễu chặn thường lớn hơn hàng trăm lần so với dải thông của máy thu, dẫn đến mật độ phổ nhỏ và năng lượng nhiễu lọt vào máy thu không đáng kể, làm giảm hiệu quả hoạt động.

Mật độ phổ của loại nhiễu này thường không vượt quá vài chục W/MHz Tuy nhiên, do có độ rộng phổ lớn nên rađa khó chống hơn nhiễu ngắm

Nhiễu trượt là sự kết hợp giữa hai loại nhiễu, trong đó nhiễu với phổ tương đối hẹp được dịch chuyển trong một dải tần xác định theo chương trình đã chọn Mặc dù nhiễu trượt có khả năng gây ảnh hưởng, hiệu quả của nó thường không cao do thời gian gây nhiễu ở một tần số là ngắn.

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiễu liên lạc qua điện thoại di động đang trở nên quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh các nước có nền khoa học công nghệ phát triển Việc sử dụng loại nhiễu này giúp xác định quy luật nhảy tần của radar đối phương nhờ vào các phương tiện trinh sát hiện đại Từ đó, các chương trình điều khiển tối ưu có thể được xây dựng để bám sát tần số nhiễu, đảm bảo hiệu quả hoạt động của radar.

Hình 2.1 Các dạng nhiễu theo độ rộng phổ a Tín hiệu phát, b Nhiễu ngắm, c Nhiễu trượt, d Nhiễu chặn

Theo thời gian có thể chia thành:

- Nhiễu liên tục: là nhiễu có độ rộng tín hiệu lớn hơn chu kỳ lặp của đài rađa:  n  T l , ở đây  n là độ rộng tín hiệu nhiễu

Nhiễu xung là loại nhiễu dạng chuỗi xung với độ rộng tín hiệu nhỏ hơn chu kỳ lặp của đài rađa, thường xuất hiện như các xung vô tuyến từ các đài rađa hoặc tên lửa Mục đích của nhiễu này là ngụy trang tín hiệu hữu ích, gây khó khăn cho việc phát hiện mục tiêu trên màn hình rađa, đồng thời tạo ra các mục tiêu giả khiến rađa báo động nhầm và làm sai lệch hoạt động của các hệ thống bám Nhiễu xung có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau.

+ Nhiễu xung đồng bộ: FlN FlTH

+ Nhiễu xung không đồng bộ: F lN F lTH

Bộ phậ n nút ấn tại bản g điều khiể n từ xa

Bộ phậ n nút ấn tại bản g điều khiể n tại chỗ

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện nay Việc tối ưu hóa các thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sự phát triển của công nghệ di động có ảnh hưởng lớn đến cách thức giao tiếp của con người Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao, các nhà sản xuất cần tập trung vào việc cải tiến tính năng và độ tin cậy của thiết bị.

Nhiễu xung hỗn loạn là hiện tượng tạo ra các xung với biên độ không thay đổi, nhưng độ rộng và chu kỳ lặp lại biến đổi ngẫu nhiên Điều này dẫn đến sự xuất hiện của các xung có đặc điểm ngẫu nhiên, ảnh hưởng đến các hệ thống điện tử và truyền thông.

2.3.3 Các đặc trưng cơ bản của nhiễu tạp ngụy trang

Khi tạo nhiễu, mục tiêu là đảm bảo mật độ phổ công suất đồng đều trên toàn dải tần, giúp nhiễu gần giống với tạp nội bộ của máy thu Thực tế cho thấy, phổ nhiễu ngắm thường có dạng phân bố chuẩn, trong khi nhiễu chặn lại có dạng phổ khác biệt so với phân bố chuẩn và phân bố đều Việc tạo nhiễu ở dải rộng gặp khó khăn trong việc đạt được phân bố đều.

- Mật độ phổ tương đương: N n được xác định bằng biểu thức:

P n : là công suất trung bình của máy phát nhiễu

Gn: là hệ số khuếch đại của anten phát đài gây nhiễu fn: độ rộng phổ nhiễu

N n : đặc trưng cho mật độ năng lượng nhiễu phát ra theo cánh sóng chính anten đài gây nhiễu

Hệ số chất lượng nhiễu là một chỉ số quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của các loại nhiễu khác nhau đến máy thu Mặc dù các loại nhiễu có cùng công suất, nhưng chúng tác động khác nhau, trong đó nhiễu tạp trắng có cấu trúc gần giống với tạp âm của máy thu, do đó có khả năng nguỵ trang cao hơn Hệ số chất lượng nhiễu được sử dụng để đặc trưng cho tính nguỵ trang của nhiễu tạp, giúp xác định mức độ ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất của máy thu.

PTT: công suất nhiễu tạp trắng

Pn: công suất nhiễu tạp thường

Hệ số chất lượng nhiễu cho biết cần phải tăng công suất máy phát nhiễu

Pn lên bao nhiêu lần so với công suất nhiễu tạp trắng PTT để có được hiệu quả ngụy trang như nhau

Hệ số trùng phân cực (n) được sử dụng để tính toán sự khác biệt giữa phân cực của nhiễu và phân cực của tín hiệu, vì thường phân cực của nhiễu không giống với phân cực của anten thu.

0  γ n  1 ( 2.5) γ n =0 : khi phân cực của nhiễu và tín hiệu trực giao nhau

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com γn =1: khi phân cực của nhiễu và tín hiệu trùng nhau

Quy luật phân bố của nhiễu tạp ngẫu nhiên cho thấy rằng nếu nhiễu được tạo ra từ việc khuếch đại tạp âm thăng giáng của các dụng cụ điện tử, nó sẽ có phân bố chuẩn Ngược lại, khi nhiễu được hạn chế và điều chế, phân bố của nó sẽ khác với phân bố chuẩn Đặc trưng cho sự biến dạng của phân bố nhiễu so với phân bố chuẩn là hệ số đỉnh.

U nMax : giá trị điện áp nhiễu tạp cực đại

UnHd = U 2 n(t) : giá trị trung bình bình phương điện áp nhiễu tạp Khi P d = 2,5 - 3 thì xem như nhiễu có phân bố chuẩn

2.3.4 Phương pháp hình thành một số dạng nhiễu 2.3.4.1 Nhiễu có cấu trúc theo quy luật

Nhiễu không điều chế: Là các dao động hình sin được biểu diễn dưới dạng: U n (t) = U m sinωt (2.7)

Hình 2.2 Dạng tín hiệu và phổ nhiễu không điều chế

Phổ năng lượng tập trung hoàn toàn vào tần số mang nên loại nhiễu này ít được sử dụng

- Nhiễu điều biên: Là các dao động hình sin có biên bộ biến đổi theo dao động điều hoà khác:

U n (t) = U m [1+ m.cos(Ωt + φ(t)].cosωtΩ (2.8) Với m là hệ số điều chế

Hình 2.3 Dạng tín hiệu và phổ nhiễu điều biên um t u(t) f

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện nay Việc tối ưu hóa thiết bị không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các giải pháp sáng tạo giúp giảm thiểu sự cố và tăng cường khả năng kết nối, mang lại lợi ích thiết thực cho người tiêu dùng Thông qua nghiên cứu này, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về xu hướng phát triển thiết bị di động và cách thức ứng dụng công nghệ mới vào cuộc sống hàng ngày.

Tham số chính dùng để đánh giá nhiễu cho tín hiệu số

Hiện nay, sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống thông tin số đang chiếm lĩnh thị trường viễn thông Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết cho công tác an ninh và quốc phòng, cần tiến hành nghiên cứu nhằm gây nhiễu và chế áp các thiết bị thông tin số khi cần thiết.

Hệ thống thông tin liên lạc trong môi trường gây nhiễu được mô tả với các nguồn tín hiệu điện không mong muốn, bao gồm năng lượng từ các đài gây nhiễu nhiệt (Gaussian), xung, nhiễu ngắm và nhiễu trượt Biểu thức xác suất lỗi thể hiện tỷ số giữa năng lượng tín hiệu một bit (E_b) và mật độ công suất nhiễu (N_0) Mối quan hệ giữa E_b/N_0 và tỷ số tín/tạp của tín hiệu nhị phân được chỉ ra rõ ràng trong nghiên cứu này.

E_b là năng lượng tín hiệu của một kí tự nhị phân, trong khi N_0 đại diện cho mật độ công suất nhiễu (N = N_0W) Công suất tín hiệu điều chế được ký hiệu là S, T là độ rộng bit, R là tốc độ bit, và W là dải thông tín hiệu Tỉ số năng lượng bit trên mật độ phổ là yếu tố quan trọng trong phân tích hiệu suất truyền thông.

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa các thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các giải pháp sáng tạo trong thiết kế và chức năng của thiết bị sẽ giúp tạo ra sự kết nối mạnh mẽ hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng trong thời đại số.

35 công suất nhiễu cần quan tâm làEB /(N0+J0), trong đó J0 là mật độphổ công suấtnhiễu gây ra bởi các máy phát nhiễu, N 0 là mật độ tiếng ồn

Hình 2.6 Hệ thống thông tin cơ bản trong môi trường nhiễu

Tỷ số (E b /J 0 ) được định nghĩa là năng lượng bit trên mật độ phổ công suất nhiễu, cần thiết để duy trì kết nối với xác suất lỗi nhất định Tham số E b có thể được biểu diễn như sau:

T ( 2.17) Trong đó S làcông suất tín hiệunhận được,T b là khoảng thời gian tồn tạibit, vàRtốc độdữliệutính bằng bit/ s.Dođó, chúng ta thể biểu diễn(Eb/J0) được yêu cầu như sau:

(J/S) required ( 2.18) Trong đóW làbăng thôngcủa hệ thống, vàtỉ số (J /S) cho phép cóthểviết là:

Tỷ lệ (J/S) là hệ số chất lượng dùng để đánh giá mức độ ảnh hưởng của nhiễu đến một hệ thống Khi tỷ lệ (J/S) lớn hơn cho phép, khả năng hệ thống chịu tác động từ nhiễu càng cao.

Lý thuyết gây nhiễu cho BFSK và BPSK

Sự gây nhiễu chính làviệc bức xạ có chủ ý hoặcsự giao thoa củanăng lượngđiện từ trường nhằmlàm giảmviệcsửdụngcác trang thiết bịhoặchệ thống điện tử của đối phương

Trong quá trình truyền tín hiệu, luôn tồn tại một phần tín hiệu không xác định hay tín hiệu ngẫu nhiên, được gọi là nhiễu Các máy gây nhiễu phải tổng hợp và truyền tải một tín hiệu nhiễu, thường được biết đến là nhiễu giả ngẫu nhiên Để phát triển một hệ thống thông tin liên lạc tại một vị trí và thời gian cụ thể, cần đáp ứng hai yêu cầu cơ bản đối với các máy gây nhiễu.

Dạng sóng và chiến lược gây nhiễu nào là tốt nhất?

Hệ thống có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu do nhiều yếu tố như công suất phát, tần số, tổn thất và hiệu suất hệ thống, cũng như điều kiện môi trường như fading và hiệu ứng hạt nhân Đánh giá khả năng bị tấn công điện tử của hệ thống dựa vào khả năng đánh chặn, khả năng truy cập và tính nhạy cảm Khả năng đánh chặn liên quan đến mức độ mà đối phương có thể xác định tín hiệu, trong khi khả năng truy cập thể hiện khả năng gây nhiễu của đối phương Tính nhạy cảm phản ánh thiết kế của hệ thống và hiệu quả đối với các cuộc tấn công Các dạng sóng gây nhiễu khác nhau có thể được sử dụng, với lựa chọn phù hợp tùy thuộc vào hệ thống mục tiêu, trong đó BFSK và BPSK thường sử dụng để gây nhiễu tạp âm và tín hiệu.

2.5.1 Gây nhiễu tạp âm chặn

Thiết bị phát nhiễu chặn là máy phát tạp âm dải rộng, được thiết kế để ngăn chặn việc sử dụng các tần số trong một dải phổ điện từ rộng Với ưu điểm đơn giản và khả năng bao phủ dải phổ điện từ rộng, thiết bị này mang lại hiệu quả cao trong việc bảo vệ tín hiệu.

Ta đã biết xác suất lỗi bit Pb đối với hệ thống giải điều chế BFSK kết hợp trong nền nhiễu tạp trắng Gauss là:

Việc sử dụng máy phát nhiễu chặn đã làm gia tăng mật độ phổ công suất nhiễu từ N 0 đến (N 0 + J 0 ), trong đó J 0 đại diện cho mật độ phổ công suất nhiễu do máy phát này tạo ra Để tính xác suất lỗi bit cho hệ thống BFSK kết hợp khi sử dụng máy phát nhiễu chặn, ta có thể áp dụng các công thức tính toán thích hợp.

Người ta đã chứng minh được rằng xác suất lỗi bit Pb cho hệ thống giải điều chế BFSK không kết hợp là:

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động đã trở thành một chủ đề quan trọng Việc tối ưu hóa công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các thiết bị hiện đại cần được phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, đồng thời giảm thiểu sự cố và tăng cường tính năng kết nối Sự tiến bộ trong lĩnh vực này sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp viễn thông.

Xác suất lỗibitđối với một hệ thốngBFSKkhông kết hợpkhi sử dụng máy phát nhiễu chặn là:

Xác suất lỗi bit Pb đối với các hệ thống giải điều chế BPSK kết hợp là:

(2.24) Xác suất lỗibitđối với hệ thốngBPSKkết hợp khi sử dụng nhiễu chặn là:

Nhiễu tạp âm xung có khả năng tập trung năng lượng nhiễu hiệu quả hơn trong các xung ngắn Máy phát nhiễu xung có thể làm tăng đáng kể tốc độ lỗi bit so với máy gây nhiễu liên tục với công suất tương đương.

Nhiễu tạp âmxung xuất hiện khimột máy phát nhiễucó công suất J=J 0 /ρ, với J là công suất nhiễu tại đầu ra máy thumong muốn và ρlàmột phần nhỏ củathờigiangây nhiễuđượcbật lên

Xácsuấtlỗi bitcho một hệ thốngBFSKkhông kết hợpkhi sử dụngnhiễutạp âm xungcó thể đượctính toán như sau:

Xác suất lỗibitđối với một hệ thốngBPSKkết hợp khi sử dụngnhiễutạp âmxung là:

Trong trường hợp gây nhiễu toneđối vớiBFSK không kết hợp, hệ thốngthông tinbị tấn công bởimộtnhiễu tone:

Với θ t là một biến ngẫunhiênbiến thiêntrongkhoảng [0,2π] Xác suấtlỗibitđối với một hệ thốngBFSKkhông kết hợp khi sử dụngnhiễutone là:

0/T b ) (2.28) Ở đây, Q (α, β) là hàm Q theo công thức của Marcum, Pj là công suất nhiễu, Pclàcông suất sóng mang.Tổngquátcủa hàmQ theo công thức Marcumlà:

Trong trường hợp gây nhiễu toneđối với BPSK kết hợp, hệ thống truyềnthôngbị tấn công bởinhiễu tone

Sj (t) = 2AJcos[2πƒc + θt ] ,với θ t là biến ngẫu nhiên trong khoảng (0, 2π)

Xác suất lỗibitđối với một hệ thốngBPSKkết hợp khi sử dụng nhiễu tone là:

Pc cosθj ) ) dθ j (2.30) Ở đây, Pj là công suất nhiễu, Pb là công suất sóng mang

Lý thuyết gây nhiễu bằng trải phổ

Có nhiều dạng sóng gây nhiễu khác nhau ảnh hưởng đến hệ thống thông tin liên lạc Những dạng sóng chính gây nhiễu cho thông tin liên lạc phổ trải rộng bao gồm nhiễu tạp âm băng thông rộng, nhiễu tạp âm dải cục bộ, nhiễu đa âm, nhiễu xung và nhiễu lặp lại.

2.6.1 Nhiễu tạp âm băng thông rộng

Để gây nhiễu toàn bộ phổ băng thông W ss với năng lượng cố định, cần thực hiện việc gây nhiễu theo hướng băng rộng Mật độ phổ công suất nhiễu sẽ được xác định dựa trên phương pháp này.

J là công suất nhiễu cố định thu được Trong chương II đã chỉ ra xác suất lỗi bitP b đối với một hệ thốnggiải điều chếBPSKkết hợp là:

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một lĩnh vực quan trọng, nhằm nâng cao hiệu quả giao tiếp và kết nối Việc tối ưu hóa các thiết bị này không chỉ cải thiện chất lượng cuộc gọi mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng Các giải pháp công nghệ tiên tiến có thể giúp giảm thiểu sự cố và nâng cao trải nghiệm người dùng, đồng thời tạo ra những cơ hội mới trong lĩnh vực viễn thông.

Mật độ phổ công suất nhiễu N0 đại diện cho tạp âm nhiệt ở đầu vào máy thu Việc sử dụng nhiễu đã làm gia tăng mật độ phổ công suất nhiễu từ N0 đến N0 + J0 Do đó, xác suất lỗi bit trung bình của hệ thống BPSK kết hợp khi sử dụng nhiễu băng thông rộng sẽ được tính toán dựa trên các yếu tố này.

Sử dụng phương trình 2.19 chúng ta có thể viết được phương trình 2.34 như sau:

Để giảm xác suất lỗi trong hệ thống truyền thông, cần tăng tốc độ xử lý, được xác định bởi công thức 1+(Eb+N0)(J/S)/Gp(2.34), trong đó Gp là độ khuếch đại xử lý (Wss/R) Tỷ lệ giữa cường độ nhiễu và cường độ tín hiệu ảnh hưởng đến xác suất lỗi, vì vậy việc nâng cao tốc độ xử lý là giải pháp hiệu quả nhất.

2.6.2 Nhiễu tạp âm dải cục bộ

Nhiễu cục bộ được định nghĩa là nhiễu nhằm chế áp một dải tần số trong toàn bộ băng thông trải phổ Wss với cường độ không đổi Nguồn nhiễu này có thể gia tăng hệ số suy giảm cho hệ thống nhảy tần bằng cách sử dụng nhiễu cục bộ Khi dạng điều chế nhảy tần được phát hiện là FSK nhị phân không kết hợp, xác suất lỗi bít sẽ được xác định theo các yếu tố nhất định.

Chúng ta xác định tham số ρ trong khoảng 0< ρ > N 0 , chúng ta có thể đơn giản hóa phương trình 2.37

Một máy phát nhiễu thông minh, với cường độ cố định, có thể gây ra suy giảm đáng kể với nhiễu cục bộ hơn nhiễu dải rộng

Trong trường hợp gây nhiễu đa âm, máy gây nhiễu sẽ phân chia tổng năng lượng nhận được thành các phần khác biệt với năng lượng bằng nhau và các âm CW có pha ngẫu nhiên Nhiễu này được phân phối đều trên toàn bộ băng thông trải phổ.

Việc phân tích ảnh hưởng của nhiễu tone phức tạp hơn nhiễu tạp âm trong các hệ thống DS, dẫn đến hiệu quả nén tone thường tương đương với tạp âm Gaussian Trong hoạt động của hệ thống FH/FSK không kết hợp với nhiễu tone dải cục bộ, hiệu suất được tính toán tương tự như nhiễu tạp âm cục bộ Tuy nhiên, nhiều CW đa âm có thể mang lại hiệu quả cao hơn nhiễu tạp âm dải cục bộ đối với tín hiệu FH/MFSK, vì CW tone là phương pháp hiệu quả nhất để gây nhiễu và ảnh hưởng đến năng lượng đầu vào của các thiết bị dò tìm không kết hợp.

Xem xét hệ thống thông tin liên lạc trải phổ DS/BPSK dưới tác động của nhiễu tạp âm xung Máy gây nhiễu phát các xung nhiễu tạp trắng Gaussian với công suất nhận được tương ứng với các khoảng thời gian trung bình là J, mặc dù năng lượng thực tế trong thời gian xung gây nhiễu lớn hơn Giả sử máy gây nhiễu có khả năng chọn tần số trung tâm và băng thông giống như máy thu Nguồn nhiễu có thể thay đổi chu kỳ tương ứng với tăng công suất nhiễu, dẫn đến mật độ phổ công suất nhiễu được tăng lên khi gây nhiễu trong khoảng thời gian 0 < ρ < 1.

Trong hệ thống giải điều chế BPSK, xác suất lỗi bit Pb được xác định theo phương trình 2.38, trong đó duy trì công suất trung bình J là yếu tố quan trọng.

N0 là mật độ phổ công suất nhiễu liên quan đến tạp âm nhiệt tại đầu cuối máy thu Sự hiện diện của nguồn nhiễu dẫn đến việc gia tăng mật độ phổ công suất nhiễu.

N0 lên (N0 + J0 /ρ) Kể từ khi nguồn nhiễu truyền với chu kỳ (ρ), xác suất lỗi bit trung bình:

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các nghiên cứu mới nhất chỉ ra rằng việc áp dụng các công nghệ tiên tiến có thể giúp giảm thiểu sự cố và tăng cường kết nối Hơn nữa, việc cải tiến thiết bị cũng góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành viễn thông.

N 0 +J 0 /ρ (2.39) Chúng tacó thể giả thiếtrằng trongmộtmôi trườnggây nhiễucó thểbỏ qua

N0, do đó, chúng ta có thểviết là:

J 0 (2.40) Các nguồn nhiễu sẽ cố gắng lựa chọn chu kỳ ρ để có Pb là lớn nhất.Tỉ số

Eb/Jb giữa gây nhiễu băng thông rộng và gây nhiễu xung trong trường hợp xấu nhất có sự khác biệt gần 40 dB Với cùng một mức công suất nhiễu, máy gây nhiễu có thể gây ra tác hại nghiêm trọng cho hệ thống DS/BPSK khi so với gây nhiễu công suất liên tục Hiệu quả của gây nhiễu tạp âm xung lên DS/BPSK tương tự như hiệu quả của gây nhiễu tạp âm dải cục bộ trên FH/BFSK.

GÂY NHIỄU ĐƯỜNG TRUYỀN SỐ LIỆUCỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Nhiễu trên mạng thông tin di động

Khi người dùng mạng di động không nhận được dịch vụ trong thời gian chờ tối đa, hiện tượng này được gọi là phủ nhận dịch vụ (Denial of Service - DoS) Tấn công DoS lần đầu tiên xuất hiện trong lĩnh vực liên lạc quân sự, được biết đến với tên gọi "soft kill" (giết mềm), là một hình thức tấn công điện tử Mục tiêu của tấn công này là sử dụng phổ điện từ hoặc năng lượng điện từ để tấn công đối phương Các mạng di động dân sự cũng có thể trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công DoS thông qua công nghệ gây nhiễu trong viễn thông Bài viết phân tích nguy cơ từ việc gây nhiễu (Jamming) và sự dễ tổn thương của hệ thống GSM, đồng thời nêu ra một số phương thức tấn công vào mạng một cách ngắn gọn.

Hầu hết các hệ thống điện thoại hiện nay hoạt động trong dải tần UHF từ 300 MHz đến 3 GHz Trong băng tần này, sóng điện từ bị suy giảm mạnh khi gặp các vật cản như tòa nhà, dẫn đến việc sóng truyền đi chủ yếu theo đường nhìn thấy (line-of-sight) Các trạm thu phát thường được lắp đặt ở những vị trí thoáng đãng và sử dụng anten vô hướng để bao quát không gian rộng, nhưng cũng dễ bị tổn thương bởi hiện tượng jamming Đặc biệt, trong thông tin vệ tinh, tần số UHF thường không được bảo vệ khỏi jamming và dễ bị nhiễu.

Gây nhiễu thành công trong truyền thông kỹ thuật số có thể làm hỏng việc truyền dẫn thông tin khi tín hiệu gây nhiễu có năng lượng tương đương với tín hiệu nhận Sự ảnh hưởng của nhiễu phụ thuộc vào tỉ lệ Nhiễu/Tín hiệu (J/S), cũng như vào sơ đồ điều chế, mã hóa kênh và ghép xen tín hiệu của hệ thống mục tiêu Nếu nhiễu không đủ mạnh để duy trì liên tục trong băng thông rộng, nó có thể tạo ra nhiễu xung, làm quét một dải rộng và gây ảnh hưởng đến các băng sóng con hẹp trong khoảng thời gian ngắn.

Tỷ lệ Nhiễu/Tín hiệu (Bỏ qua các hiệu ứng truyền ) có thể tính theo công thức: j j jr rt tr t r r tr rj jr j

𝐺 𝑗𝑟 = Hệ số khuếch đại của Anten từ nguồn nhiễu đến máy thu

𝐺 𝑟𝑗 = Hệ số khuếch đại của Anten từ máy thu đến nguồn nhiễu

𝐺 𝑟𝑡 = Hệ số khuếch đại của Anten từ máy thu đến trạm phát

𝐺 𝑡𝑟 = Hệ số khuếch đại của Anten từ trạm phát đến máy thu

𝐵 𝑟 = Độ rộng của băng thông máy thu

𝐵 𝑗 = Độ rộng băng thông của máy phát nhiễu

𝑅 𝑡𝑟 = Khoảng cách giữa máy phát và máy thu tín hiệu

𝑅 𝑗𝑟 = Khoảng cách giữa máy phát nhiễu và máy thu tín hiệu

𝐿 𝑗 = Hệ số suy hao của nhiễu do đường truyền

𝐿 𝑟 = Hệ số suy hao của tín hiệu do đường truyền

Nhiễu ERP (Hiệu quả của bức xạ năng lượng) phụ thuộc vào các hệ số của Anten và năng lượng tại đầu phát, với hiệu suất gây nhiễu đạt tối đa khi hiệu quả cao nhất Để ngăn chặn nhiễu, năng suất của Anten cần tối ưu hóa về phía đối tượng truyền thông và giảm thiểu về phía nguồn gây nhiễu Mối quan hệ giữa góc và hướng phát sóng của Anten định hướng là yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát nhiễu.

Khoảng cách giữa nguồn phát tín hiệu nhiễu và vị trí cần gây nhiễu ảnh hưởng trực tiếp đến suy hao tín hiệu Khi khoảng cách tăng gấp đôi, công suất tín hiệu nhiễu cần phải tăng gấp bốn lần để đạt hiệu quả tương đương Cần phân biệt giữa mất tín hiệu do nhiễu và mất tín hiệu do đường truyền Trong môi trường quân sự, thiết bị gây nhiễu thường được lắp đặt trên máy bay, trực thăng và UAV, nơi có điều kiện truyền tín hiệu thuận lợi hơn so với các thiết bị dưới mặt đất.

Hầu hết các hệ thống truyền thông số sử dụng tín hiệu đồng bộ để giao tiếp giữa các thiết bị, nhưng chúng rất dễ bị nhiễu, dẫn đến giảm hiệu quả truyền dữ liệu Khi mất đồng bộ hóa, nhiễu có thể làm gián đoạn tín hiệu và chỉ khôi phục khi đồng bộ hóa được thiết lập lại Tuy nhiên, việc xác định thời điểm mất đồng bộ hóa thường là một thách thức đối với các hệ thống này.

Gây nhiễu truyền thống là quá trình phát tạp âm băng giới hạn, trong đó tạp âm được chèn vào dải tần số truyền nhằm làm giảm chất lượng tín hiệu Mục đích của việc này là làm cho tín hiệu truyền trở nên khó nhận diện hơn.

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện nay Việc nâng cao hiệu suất và tính năng của thiết bị này không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành viễn thông Các giải pháp đổi mới sẽ tạo ra những sản phẩm tiên tiến, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

45% thực tế bị ảnh hưởng bởi nhiễu, và tùy thuộc vào phương pháp truyền tải, một số dạng sóng có thể hiệu quả hơn trong việc truyền tín hiệu Các dạng sóng gây nhiễu bao gồm tạp âm điều chế FM, tạp âm cụm, nhiễu đơn tần CV và tín hiệu quét Hiệu quả của việc gây nhiễu thường cao hơn khi dạng sóng gây nhiễu tương tự như dạng sóng của tín hiệu gốc Nhiễu ảo được tạo ra bằng cách ghi lại các tín hiệu đã phát và sau đó phát lại các tín hiệu đã thu được.

Phương pháp trải phổ sóng vô tuyến

Kỹ thuật trải phổ là một phương pháp truyền thông vô tuyến giúp định hướng và giảm thiểu nhiễu hiệu quả Trong kỹ thuật này, tín hiệu được kéo dài để phù hợp với một mã ngẫu nhiên, trải rộng qua một dải tần số lớn hơn băng thông tối thiểu cần thiết Các phương pháp trải phổ phổ biến bao gồm trải phổ chuỗi trực tiếp (DS) và nhảy tần (FH), có thể kết hợp nhiều kỹ thuật khác nhau Ban đầu, trải phổ được phát triển cho quân đội nhờ khả năng chống nhiễu cao, và hiện nay, nhiều ứng dụng dân sự đã áp dụng để chống suy giảm đa đường và cho phép đa truy cập Công nghệ đa truy cập cho phép nhiều người sử dụng chung một kênh mà không cần đồng bộ hóa.

Trong truyền phổ chuỗi trực tiếp, tín hiệu được gửi qua toàn bộ băng tần bằng các chuỗi bít nhị phân ngẫu nhiên, giúp giảm thiểu nhiễu giữa các người dùng cùng dải tần Để bảo vệ tín hiệu khỏi các dạng sóng gây nhiễu, các tín hiệu truyền thông được thiết kế chiếm băng thông rộng hơn yêu cầu cần thiết Điều này dẫn đến việc tín hiệu truyền thông có đặc điểm giống như nhiễu pha trộn trong dải truyền tin.

Một bít dữ liệu được ánh xạ với một dãy các phần tử (chip) trong mặt phẳng miền tần số, và số phần tử biểu diễn một bít gọi là tỷ số trải Việc lựa chọn tỷ số trải là rất quan trọng; tỷ số lớn hơn giúp giảm nhiễu, trong khi tỷ số nhỏ hơn tối ưu hóa việc sử dụng phổ Độ lợi xử lý, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu khi sử dụng trải phổ, có thể được tính toán cho chuỗi trực tiếp (DSSS) bằng một phương trình cụ thể.

𝑟 𝑐 là lưu lượng phần tử (chip rate), 𝑟 𝑠 là lưu lượng các ký hiệu bản tin (message

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com symbol rate)

Nếu độ lợi xử lý đạt 30 dB, để gây nhiễu hiệu quả, mức độ nhiễu cũng cần tăng lên 30 dB nhằm ngăn chặn tín hiệu truyền đi Điều này cũng áp dụng cho kẻ nghe trộm hoặc máy dò định hướng, vì chúng sẽ gặp bất lợi khi thu tín hiệu bị suy giảm 30 dB Độ lợi xử lý cao hơn sẽ làm cho việc gây nhiễu trở nên khó khăn hơn Để đánh giá hiệu quả của nhiễu, ta có thể tính tỷ lệ giữa nhiễu và tín hiệu thông qua công thức: output s p L.

0 là tỷ lệ tín hiệu nhiễu ở đầu ra trên một symbol, (J/S) là ranh giới nhiễu (Công suất tín hiệu gây nhiễu so với công suất tín hiệu), system

L là tổng của các phần tín hiệu bị mất của hệ thống

Có một ngoại lệ quan trọng về khái niệm "xa-gần" trong gây nhiễu Khi máy phát gây nhiễu gần với nơi nhận, trong khi tín hiệu thông tin liên lạc đến từ xa, gây nhiễu có thể tạo ra lợi thế, làm cho việc thu nhận tín hiệu trở nên rất khó khăn.

Trong hệ thống FH, tín hiệu được truyền qua các kênh con với các đoạn dữ liệu trong một chu kỳ thời gian Các chuỗi nhảy tần này được đồng bộ hóa và có hai loại sóng nhảy tần: nhảy chậm và nhảy nhanh Nhảy chậm có tốc độ từ 50 đến 500 lần mỗi giây Tuy nhiên, hệ thống FH có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu băng thông hẹp hoặc nhiễu băng thông rộng.

Nếu sóng gây nhiễu phủ hết toàn bộ dải tần số của tín hiệu, hệ số xử lý

FH có thể được tính bằng công thức: m n

 n là băng thông dải tần số tại các điểm nhảy tần,

 m là độ độ rộng dải tần sóng truyền

Nếu công suất gây nhiễu không đủ để che phủ toàn bộ sóng truyền có FH, thì gây nhiễu sẽ cần phải nhảy tần giống như tín hiệu (Follow on jamming) Điều này trở nên phức tạp vì trong các mô hình hiện đại, không thể dự đoán trước tần số của bước nhảy kế tiếp Nhảy tần chậm với tần suất 100 lần/s, tương đương với chu kỳ 10 ms cho mỗi lần nhảy Để gây nhiễu hiệu quả, cần phải làm lỗi ít nhất 20% số bít trong dãy bít tín hiệu, và quá trình gây nhiễu phải diễn ra trong thời gian 8 ms, không tính thời gian truyền.

Ngày nay, để bảo vệ khỏi các thiết bị làm nhiễu trong quân sự sẽ cần

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một lĩnh vực quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả giao tiếp Việc tối ưu hóa thiết bị không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc gọi mà còn tăng cường khả năng kết nối và giảm thiểu sự cố trong quá trình liên lạc Các nghiên cứu này hướng đến việc phát triển công nghệ mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng trong thời đại số.

Các thiết bị làm nhiễu có khả năng tạo ra nhiễu ảo với tần số nhảy lên đến 10.000 lần mỗi giây Khi bộ phát nhảy ra khỏi tần số trước, thiết bị gây nhiễu sẽ quét toàn bộ băng tần để tìm dải tần số mới và tiếp tục gây nhiễu, tạo ra sự biến động liên tục theo tần số tín hiệu.

Tăng tỷ lệ nhảy tần không ảnh hưởng đến tỷ lệ lỗi trong tín hiệu thông tin liên lạc Mặc dù hệ thống nhảy chậm tạo ra chuỗi gây nhiễu dài hơn, nhưng hệ thống nhảy nhanh lại xuất hiện các chuỗi gây nhiễu thường xuyên hơn Tuy nhiên, hệ thống nhảy nhanh có ưu điểm vượt trội trong việc chống lại nhiễu.

Tấn công DOS lên hệ thống GSM

3.3.1 Gây nhiễu trên hệ thống GSM

Trong quá trình cuộc gọi, MS phát và nhận dữ liệu trên kênh truyền dẫn riêng, sử dụng một khe thời gian trong tổng số 8 khe MS giám sát các mức BCCH và thông tin từ các tế bào xung quanh giữa các khe thời gian khác nhau Hệ thống GSM áp dụng nhảy tần số chậm, thay đổi tần số sau mỗi cụm (4,6 ms) Mặc dù việc sử dụng FH là tùy chọn cho mạng GSM, tất cả điện thoại GSM đều phải áp dụng nó Các kênh vật lý, ngoại trừ khe thời gian số 0 của kênh BCCH, đều có khả năng nhảy Một chuỗi nhảy 6 bit được truyền trên BCCH, và cả MS lẫn BTS đều có danh sách tần số cùng thứ tự nhảy tần Đường nhảy lên được thực hiện song song với đường nhảy xuống, với độ trễ cố định.

Kiểm soát công suất trong mạng GSM được thực hiện bởi BTS, trong khi BCCH sử dụng mức công suất cố định, với việc đo đạc do MS thực hiện Quá trình này được kích hoạt bởi cường độ trường và chất lượng tiếp nhận tại các BTS và MS Thông tin về công suất truyền tối đa của mạng GSM được trình bày trong Bảng 3.1.

Bảng 3.1 Công suất truyền tối đa của mạng GSM

Tín hiệu GSM sử dụng Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) với chỉ

Tải xuống TIEU LUAN MOI tại địa chỉ skknchat@gmail.com, với số điều chế là 0,5 và tốc độ điều chế 271 kbps Băng thông bình thường của bộ lọc Gaussian trước khi điều chế là 0,3 GMSK, một loại khóa dịch tần, có khả năng chống lại hiện tượng Fading và nhiễu Đặc biệt, 99% năng lượng của tín hiệu GMSK được tập trung trong băng tần 250 kHz, cho thấy rằng bức sóng ngoài 250 kHz gần như bằng không và ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh là không đáng kể.

Để đạt được tỉ lệ lỗi Bít cần thiết (BER) trước khi sửa lỗi, tỉ lệ tín hiệu/nhiễu (S/N) cần phải nhỏ, dao động trong khoảng 9-12 dB Với bộ giải mã Viterbi tiên tiến, tỉ lệ S/N tối thiểu có thể đạt được là 4-8 dB Kỹ thuật giải điều chế Viterbi sử dụng phương pháp likelihood tối đa để tìm dãy có xác suất cao nhất trong các dãy có thể Giao thoa trong hệ thống này được coi là không tương quan và tín hiệu GSM được xem là ngẫu nhiên.

Việc gây nhiễu được thực hiện bằng cách phát đi tín hiệu nhiễu đến anten thu hoặc phát, với tần số tín hiệu phát đi nằm trong dải băng tần tương tự như tín hiệu viễn thông Đặc điểm này được áp dụng tại đơn vị H56-Tổng cục IV.

Bộ Công an đã phát triển và ứng dụng Máy phá sóng, nhưng thiết bị này tiêu tốn năng lượng lớn do hoạt động liên tục Điều này đòi hỏi phải thiết kế bộ tản nhiệt cồng kềnh và thời gian hoạt động hạn chế khi sử dụng pin.

3.3.1 Gây nhiễu gián đoạn trên hệ thống GSM

GSM được thiết kế để chịu đựng sự mất kết nối đột ngột trong Trafic Channel (TCH) do các trở ngại vật lý như vào đường hầm hoặc mất nguồn thiết bị Khi một BTS bị mất kết nối, các tế bào khác có thể được sử dụng để tiếp tục truyền thông tin Cấu trúc của GSM cung cấp hai giải pháp: chuyển giao khi kết nối vẫn còn và thiết lập lại cuộc gọi khi kết nối bị ngắt hoàn toàn Chuyển giao dựa trên việc đo chất lượng truyền dẫn và mức độ thu tín hiệu tại MS và BTS Trong trường hợp thiết lập lại cuộc gọi bị nhiễu, danh sách tái kết nối TCH sẽ được lấy theo thứ tự Khi kết nối bị mất, một bộ đếm thời gian sẽ được đánh dấu trong MSC, và nếu tái thiết lập không thành công trước khi bộ đếm thời gian đạt ngưỡng quy định, kết nối sẽ bị ngắt hoàn toàn.

Mục đích của việc gây nhiễu là cắt giảm các kết nối hiện có, vì vậy thời gian gây nhiễu ít nhất phải kéo dài lâu hơn thời gian tái thiết lập cuộc gọi để các kết nối bị hủy Điều này có nghĩa là một cuộc gọi đang diễn ra có thể bị ngắt quãng chỉ sau vài giây gây nhiễu.

Nếu phép đo trung bình nằm trong khoảng 480ms, công suất đầu ra của kết nối sẽ được điều chỉnh tương ứng Theo mục 1.3.4.2, kênh SACCH có vai trò quan trọng trong việc kiểm tra chất lượng đường truyền.

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa thiết bị không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các giải pháp mới đang được phát triển nhằm giảm thiểu sự cố và tăng cường khả năng kết nối Sự tiến bộ trong công nghệ di động sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành viễn thông.

49 yêu cầu báo cáo về chất lượng đường truyền đã được gửi từ MS, với chu kỳ 480ms cho mỗi yêu cầu Mỗi lần gửi yêu cầu đều nhận được báo cáo phản hồi.

Khi bộ đếm S đạt giá trị 0, BTS sẽ gửi yêu cầu hủy kết nối tới BSC nhằm giải phóng tài nguyên cho hệ thống Mỗi lần đến thời điểm, bộ đếm S sẽ được cộng thêm 2, nhưng nếu không nhận được báo cáo, bộ đếm S sẽ giảm đi 1.

Hệ thống mạng di động cho phép khắc phục nhược điểm tiêu tốn năng lượng của thiết bị cũ thông qua việc gây nhiễu liên tục trong 4 chu kỳ gửi bản tin của kênh SACCH, tương đương với thời gian t=4x480ms20ms≈2s Do đó, thời gian gây nhiễu tối thiểu cần thiết để ngắt kết nối cuộc gọi là t=2s.

Theo tài liệu về thời gian thiết lập cuộc gọi của công ty Huawei tại Việt Nam, bảng 3.2 cung cấp thông tin chi tiết về quy trình và thời gian cần thiết để thiết lập cuộc gọi.

Signaling of an Outgoing MS-to-MS Call Relative

The process begins with a Channel Request (UL) leading to an Immediate Assignment (DL) with a duration of 00.050 seconds This is followed by the Immediate Assignment (DL) transitioning to a SABM-CMD (UL) at 00.132 seconds Subsequently, the SABM-CMD (UL) prompts an Authentication Request (DL) that takes 00.708 seconds The Authentication Request (DL) then receives an Authentication Response (UL) within 00.125 seconds Finally, the Authentication Response (UL) results in a Ciphering Mode Command (DL) occurring at 00.564 seconds.

Ciphering Mode Complete (UL) -> Setup (DL) 00.005 Setup (UL) -> TMSI Reallocation Command (DL) 00.458 TMSI Reallocation Command (DL) -

TMSI Reallocation Complete (UL) -> Call Proceeding (DL) 00.466 Call Proceeding (DL) -> Assignment Command (DL) 00.466 Assignment Command (DL) -> Assignment Complete (UL) 00.011

Assignment Complete (UL) -> SABM-CMD (UL) 00.039

SABM-CMD (UL) -> Alerting (DL) 04.797

Bảng 3.2 Chi tiết về quá trình và thời gian thiết lập cuộc gọi

Total delay là thời gian trên lý thuyết mà chưa tính đến điều kiện vô tuyến, nghẽn mạng

Vậy sau khi gây nhiễu 2s để ngắt cuộc gọi thì không cần gây nhiễu trong khoảng thời gian 7,822s

Thiết kế, chế tạo thiết bị gây nhiễu

3.4.1 Sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý của thiết bị

Dựa trên kiến thức đã nghiên cứu về thông tin di động, chúng ta có thể thiết lập sơ đồ nguyên lý cho mạch gây nhiễu hệ thống thông tin di động Sơ đồ này bao gồm 4 khối chính, như thể hiện trong Hình 3.1.

- Khối nguồn 5V cung cấp nguồn cho các khối khác

Khối tạo dao động sử dụng IC NE555 để tạo ra dao xung tam giác với biên độ đỉnh-đỉnh khoảng 2V và tần số xung 100kHz Qua biến trở, biên độ đỉnh-đỉnh có thể được điều chỉnh trong khoảng từ 0-2V, như minh họa trong Hình 3.1.

Hình 3.1 Sơ đồ khối của thiết bị

Khối tạo tín hiệu nhiễu sử dụng dao động điều chỉnh bằng điện áp (VCO) để phát sinh tín hiệu có tần số tương ứng với kênh cần gây nhiễu Thiết bị này tạo ra dao động với tần số liên tục thay đổi, quét toàn bộ dải tần cần gây nhiễu một cách hiệu quả.

Khối khuyếch đại là bộ phận quan trọng trong việc khuếch đại tín hiệu, giúp loại bỏ nhiễu từ khối tạo nhiễu thông qua tụ nối tầng giữa hai khối Tín hiệu đầu ra từ VCO bao gồm toàn bộ dải tần cần thiết, nhưng công suất của tín hiệu này rất nhỏ Do đó, cần phải khuếch đại tín hiệu lên mức công suất yêu cầu trước khi phát ra anten.

Sử dụng IC khuếch đại công xuất có công xuất ngõ ra khoảng 2W, và có dải tần phù hợp với dải tần sử dụng cho mỗi kênh

Kênh 1800MHz, 2100MHz: sử dụng IC SKY65120, hãng sản xuất SKYWOKS

Trong Hình 3.2 là sơ đồ nguyên lý gây nhiễu cho kênh 1800MHz

Tạo xung VCO Khuếch đại công suất

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc nâng cao hiệu suất và tính năng của thiết bị di động không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn thúc đẩy sự phát triển của ngành viễn thông Cải tiến này có thể bao gồm việc tối ưu hóa phần mềm, nâng cấp phần cứng và phát triển các ứng dụng mới, từ đó tạo ra những giải pháp hiệu quả hơn cho việc kết nối và giao tiếp.

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý kênh 1800MHZ

Hình 3.3 Bo mạch của kênh 1800MHZ

Trong luận văn chỉ giới thiệu về IC khuyếch đại cho kênh 1800MHz Kênh 2100MHz sử dụng IC 65120

Sơ đồ khối và chân chức năng của IC 65120 (được cho bởi nhà sản xuất) được mô tả như Hình 3.4 và Bảng 3.3

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động đã trở thành một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ Việc tối ưu hóa các thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc phát triển tính năng mới và giảm thiểu sự cố trong quá trình sử dụng Điều này giúp tăng cường khả năng kết nối và giao tiếp của người dùng, đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong xã hội hiện đại.

Hình 3.4 Sơ đồ khối IC SKY65120 pin Name Description Pin Name Descirption

2 DCS/PCS_IN RF input to

10 EGSM_out EGSM RF output(DC coupled)

4 EGSM_IN RF input to EGSM

5 GND Ground 13 GND DCS/PCS_output

Bảng 3.3 Chức năng từng chân của IC SKY65120

Dựa vào sơ đồ nguyên lý và các thông số của IC khuyếch đại đã được nghiên cứu, chúng ta có thể thiết kế một máy chủ động gây nhiễu cho đường truyền số liệu qua mạng thông tin di động.

Hình 3.5 Máy gây nhiễu đường truyền số liệu chế tạo thực tế tại Viện H56 -

3.4.2 Các chỉ tiêu tham số kỹ thuật

Bảng 3.4 Phân chia phổ tần số dành cho 2G tại Việt Nam

Bảng 3.5 Phân chia phổ tần số dành cho 3G tại Việt Nam

Từ 2 bảng 3.4 bảng 3.5 phân chia phổ tần số dành cho 2G và 3G tại Việt Nam và thử nghiệm thực tế điều chỉnh tần số để gây nhiễu, các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của thiết bị được ghi trong Bảng 3.6

1 Bộ biến đổi nguồn 220VAC thành 5VDC Điện áp đầu ra, V, trong khoảng 5 ±5%

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ Các thiết bị này không chỉ cải thiện khả năng kết nối mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng Việc tối ưu hóa thiết bị di động giúp tăng cường hiệu suất và độ tin cậy trong giao tiếp Do đó, các nghiên cứu trong lĩnh vực này đóng vai trò thiết yếu trong việc phát triển công nghệ hiện đại và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

2 Gây nhiễu lên kênh có dải tần 462.73-467.02 (MHz), máy phát nhiễu trong khoảng 462-468 (MHz)

Công suất, W, trong khoảng từ 1 đến 2

3 Gây nhiễu lên kênh có dải tần 869-874(MHz), máy phát nhiễu trong khoảng 869-880 (MHz)

Bảng 3 6 Các chỉ tiêu tham số kỹ thuật của máy gây nhiễu thử nghiệm

Kết quả đo được phổ của máy phát nhiễu trong quá trình gây nhiễu được thực hiện tại Viện H56-BCA được đo được như trong Hình 3.6

Xây dựng phương pháp kiểm tra - hiệu chỉnh cho thiết bị

Để đánh giá hiệu quả của thiết bị chế tạo thử nghiệm luận văn đã tiến hành xây dựng các phương án kiểm tra hiệu chỉnh như sau:

-Xây dựng sơ đồ đo kiểm tra -Kiểm tra tham số nguồn -Kiểm tra tham số các kênh gây nhiễu

3.5.1 Kiểm tra tham số nguồn

Quá trình kiểm tra được thực hiện theo sơ đồ hình 3.7

Bộ biến đổi nguồn đồng hồ

Hình 3.7 Sơ đồ đo kiểm tra

Bước 1: Đấu nối thiết bị kiểm tra như hình 3.7

Bước 2: Cấp nguồn 220VAC cho bộ biến đổi nguồn

Bước 3: Bật đồng hồ HIOKI về thang đo điện áp DC

Bước 4: Đưa que đo vào đầu ra của bộ biến đổi nguồn

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện khả năng kết nối và trải nghiệm người dùng Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng việc cải tiến công nghệ liên lạc có thể dẫn đến sự phát triển bền vững trong ngành viễn thông Thông qua việc áp dụng các giải pháp sáng tạo, chúng ta có thể giải quyết các vấn đề liên quan đến sự cố kết nối và nâng cao chất lượng dịch vụ.

3.5.2 Kiểm tra tham số các kênh gây nhiễu

Bước 1: Đấu nối các thiết bị như hình 3.8 Bước 2: Cấp nguồn cho các thiết bị đo và bộ thiết bị gây nhiễu

Hình 3.8 Sơ đồ kiểm tra - hiệu chỉnh các kênh gây nhiễu

* Kiểm tra hiệu chỉnh kênh gây nhiễu 462- 468MHz

Sử dụng máy đo LIG nex1 spectrum Analyzer NS-30A 1KHz-3GHz

- Xác định dải tần số cần đo: f = 𝑓 𝑚𝑎𝑥 - 𝑓 𝑚𝑖𝑛 = 468 – 462 = 6 (MHz) ấn nút Span và điều chỉnh độ rộng dải cần quan sát

𝑓 𝑠𝑝𝑎𝑛 MHz > 6 MHz (để quan sát hết toàn bộ dải tần sóng gây nhiễu)

- Đặt tần số trung tâm:

𝑓 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟 = ( 𝑓 𝑚𝑖𝑛 + 𝑓 𝑚𝑎𝑥 )/2= (462+468)/2 (MHz) = 465 (MHz) ấn nút Frequency điều chỉnh tâm đến tần số 465 MHz

- Quan sát trên màn chỉ thị và ghi lại giá trị đo được như hình 3.9

Bộ biến đổi nguồn Thiết bị Máy đo LIG nex1

Hình 3.9 Dải phổ tần số gây nhiễu kênh 462 - 467 MHz

* Kiểm tra hiệu chỉnh kênh gây nhiễu 869 - 880MHz

- Xác định dải tần số cần đo: f = 𝑓 𝑚𝑎𝑥 - 𝑓 𝑚𝑖𝑛 = 880 – 869 = 11(MHz) ấn nút Span và điều chỉnh độ rộng dải cần quan sát

𝑓 𝑠𝑝𝑎𝑛 = 30 MHz > 11 MHz (để quan sát hết toàn bộ dải tần sóng gây nhiễu)

𝑓 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟 = ( 𝑓 𝑚𝑖𝑛 + 𝑓 𝑚𝑎𝑥 )/2= (880+869)/2 (MHz) ≈ 875 (MHz) ấn nút Frequency điều chỉnh tâm đến tần số 875 MHz

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc nâng cấp thiết bị không chỉ giúp tăng cường khả năng kết nối mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các giải pháp công nghệ mới đang được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị di động Sự phát triển này không chỉ ảnh hưởng đến cách thức giao tiếp mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong các lĩnh vực khác nhau.

Hình 3.10 Dải phổ tần số gây nhiễu kênh 869 - 880

* Kiểm tra hiệu chỉnh kênh gây nhiễu 925 - 960MHz

𝑓 𝑠𝑝𝑎𝑛 = 50 MHz > 35 MHz (để quan sát hết toàn bộ dải tần sóng gây nhiễu)

Hình 3.11 Dải phổ tần số gây nhiễu kênh 925 - 960

* Kiểm tra hiệu chỉnh kênh gây nhiễu 1805- 1880MHz

𝑓 𝑠𝑝𝑎𝑛 0 MHz > 75 MHz (để quan sát hết toàn bộ dải tần sóng gây nhiễu)

Nghiên cứu cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin hiện nay Việc nâng cao hiệu suất và tính năng của thiết bị không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành viễn thông Các giải pháp sáng tạo trong thiết kế và ứng dụng công nghệ mới sẽ giúp tối ưu hóa khả năng kết nối và giảm thiểu sự cố trong quá trình liên lạc Sự phát triển này không chỉ mang lại lợi ích cho người tiêu dùng mà còn thúc đẩy sự cạnh tranh trong thị trường thiết bị di động.

Hình 3.12 Dải phổ tần số gây nhiễu kênh 1805-1880Mhz

* Kiểm tra hiệu chỉnh kênh gây nhiễu 2100 MHz

𝑓 𝑠𝑝𝑎𝑛 0 MHz > 60 MHz (để quan sát hết toàn bộ dải tần sóng gây nhiễu)

𝑓 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟 = ( 𝑓 𝑚𝑖𝑛 + 𝑓 𝑚𝑎𝑥 )/2= (2170+2110)/2 (MHz) = 2140 (MHz) ấn nút Frequency điều chỉnh tâm đến tần số 2140 MHz

- Quan sát trên màn chỉ thị và ghi lại giá trị đo như hình 3.13

Hình 3.13 Dải phổ tần số gây nhiễu kênh 2100Mhz

3.5.3 Đánh giá hiệu quả của thiết bị

Thiết bị đã được thử nghiệm thực tế và cho thấy hiệu quả làm việc khi khoảng cách từ thiết bị đến nguồn phát tín hiệu vượt quá 250m Phạm vi gây nhiễu dao động từ 5m đến 30m, tùy thuộc vào vị trí đặt máy Đặc tính này rất phù hợp cho việc sử dụng trong các phòng họp và khu vực bảo vệ trong khoảng cách 5m đến 30m, mà không làm ảnh hưởng đến các thiết bị di động nằm ngoài khu vực gây nhiễu.

3.5.4 Hướng mới trong nghiên cứu sản xuất

Thiết bị gây nhiễu do đơn vị H56 nghiên cứu và sản xuất có những đặc điểm như tiêu thụ năng lượng lớn và phát ra nhiệt cao, dẫn đến việc cần có hệ thống tản nhiệt và khó khăn trong việc di chuyển, chỉ phù hợp cho lắp đặt cố định Trong luận văn này, tôi đề xuất nghiên cứu và chế tạo một thiết bị gây nhiễu nhỏ gọn, cầm tay, tiết kiệm năng lượng hơn bằng phương pháp gây nhiễu xem kẽ, như mô tả trong hình 3.14.

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Sự phát triển của công nghệ di động đã mở ra nhiều cơ hội mới, giúp kết nối mọi người một cách nhanh chóng và hiệu quả Do đó, việc nghiên cứu các giải pháp cải tiến cho thiết bị di động cần được chú trọng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

Hình 3.14 Sơ đồ khối của thiết bị gây nhiễu cầm tay

Từ sơ đồ khối thiết bị, thiết kế bổ sung bộ suy hao và điều khiển suy hao tín hiệu từ khối VCO đến bộ khuếch đại công suất Bộ điều khiển phát ra các xung vuông để điều chỉnh luồng tín hiệu giữa VCO và bộ khuếch đại công suất Trong khối suy hao, IC Attenuator SKY12322-86LF được sử dụng, với sơ đồ khối, bảng chức năng các chân và bảng logic được trình bày như hình 3.15.

Hình 3.15 Sơ đồ của IC SKY12322-86LF

Bảng 3.7 Sơ đồ chức năng các chân của IC SKY12322-86LF

Tạo xung VCO Khuếch đại công suất Điều khiển Suy hao

Bảng 3.8 Bảng chân lý của IC SKY12322-86LF

Khi mức logic ở các chân V của IC SKY12322-86LF đạt mức cao (VHigh từ 3V đến 5V), không có tín hiệu nào đi từ J2 đến J1 Ngược lại, khi mức logic ở các chân V thấp (VLow từ 0V đến 0,2V), luồng tín hiệu từ J2 đến J1 tối đa là 15,5 dB Điều này cho thấy khối Suy hao hoạt động như một công tắc được điều khiển bởi khối Điều khiển thông qua các chân V1, V2, V3, V4, V5, với thời gian đóng là T1 và thời gian mở là T2 Từ đó, chu kỳ đóng mở luồng tín hiệu từ VCO đến bộ khuếch đại công suất được tính bằng T = T1 + T2, và chu kỳ phát nhiễu được mô tả trong Hình 3.16.

Hình 3.16 Mô tả chu kỳ phát nhiễu

Từ T1, T2 có thể tính được mức tiết kiệm năng lượng của máy phát nhiễu theo chu kỳ bằng công thức:

𝑇1+𝑇2] Năng lượng sử dụng giảm:

Khối Điều khiển sử dụng vi xử lý để tạo ra các mức logic tại các chân V1 đến V5 của IC SKY12322-86LF Sơ đồ nguyên lý của khối Điều khiển được trình bày trong hình 3.17.

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện nay Việc nâng cao hiệu suất và tính năng của thiết bị này không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn thúc đẩy sự phát triển của ngành viễn thông Các nghiên cứu mới nhất chỉ ra rằng việc tối ưu hóa thiết bị có thể giảm thiểu sự cố kết nối và nâng cao chất lượng cuộc gọi Do đó, việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển thiết bị di động là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý của khối Điều khiển

Sơ đồ cho thấy khả năng điều khiển đầu ra từ các chân RB1-RB5 của IC PIC16F877A đến các chân V1-V5 của bộ suy hao, đáp ứng yêu cầu điều khiển đóng mở theo chu kỳ của thiết bị này.

Chương trình điều khiển bộ vi xử lý được viết bằng ngôn ngữ Pascal với cấu trúc bắt đầu bằng từ khóa "program" Đầu tiên, chương trình thiết lập PORTB làm đầu ra với giá trị ban đầu là 0 Trong vòng lặp vô hạn, PORTB được xuất ra với giá trị cao là 0x1F và chương trình sẽ tạm dừng trong 2 giây trước khi lặp lại.

PORTB :=0X00; // xuat ra PortB muc thap DELAY_MS(6000); // tre 6s end; // ket thuc vong lap while end // ket thuc chuong trinh

Thay T1=2s, T2=6s vào công thức trên ta thấy công suất máy sử dụng trong 1 chu ky T=T1+T2=2s+6s=8s là P1=P[ 2

4P, giảm được 3/4 năng lượng tiêu thụ

Do thời gian hạn chế, luận văn chủ yếu tập trung vào các cải tiến lý thuyết dựa trên thiết bị đã được nghiên cứu và sản xuất Mục tiêu là đề xuất một phương án mới để nghiên cứu, thử nghiệm và chế tạo thiết bị gây nhiễu nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng hơn.

Chương III của luận văn đã đề xuất các biện pháp khống chế và gây nhiễu hệ thống truyền dẫn dữ liệu qua mạng di động, với các cơ sở lý thuyết làm nền tảng cho việc thiết kế máy chế áp thực tế Thiết bị thử nghiệm tại Viện H56 - BCA đã đạt được kết quả tích cực trong việc chế áp thiết bị truyền dẫn dữ liệu phục vụ an ninh Tuy nhiên, do công suất phát tín hiệu nhiễu lớn, thiết bị có kích thước cồng kềnh, gây khó khăn trong tác chiến cơ động Chương III cũng gợi mở phương pháp gây nhiễu trên kênh điều khiển liên kết chậm SACCH, giúp thiết bị nhỏ gọn hơn và tiết kiệm năng lượng, tạo điều kiện thuận lợi cho tác chiến cơ động.

Nghiên cứu và cải tiến thiết bị gây nhiều liên lạc qua điện thoại di động là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ hiện đại Việc tối ưu hóa thiết bị này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện trải nghiệm người dùng Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc phát triển các giải pháp sáng tạo nhằm giảm thiểu sự cố và tăng cường khả năng kết nối Sự tiến bộ trong công nghệ di động đã mở ra nhiều cơ hội mới cho việc giao tiếp hiệu quả hơn trong xã hội.

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	2,72 MB