THẢO LUẬN TỔNG QUAN về CÔNG NGHỆ đa TRUY NHẬP

Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG LỜI NĨI ĐẦU Đề tài “Tổng quan cơng nghệ đa truy nhập” tìm hiểu cơng nghệ truy cập mạng LAN công nghệ đa truy cập vô tuyến Tài liệu gồm phần với nội dung sau: Phần 1: MẠNG LAN Trong phần đề cập đến vấn đề: Phương thức truy nhập đường truyền CSMA Tokenring Phần 2: ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN Trong phần đề cập đến phương pháp đa truy nhập vơ tuyến gồm có: TDMA, FDMA, CDMA, OFDMA, SDMA, IDMA Trong phần tìm hiểu phương pháp, có so sánh phương pháp xu hướng phương pháp ứng dụng tương lai Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu i Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt AC DE E ED Access Control Destination address Điều khiên truy cập Địa đích End deliliter Định ranh kết thúc SD SD Single Density Mật độ đơn frame check sequence Chuỗi ký tự kiểm tra khung TDMA TimeDivision Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian FDMA Frequency Dovision Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã Orthorgonal Frequency Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao FCS OFDMA Multiple Access SDMA Space Multiple Access IDMA Interleave Multiple Access Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Đa truy cập phân chia theo không gian Đa truy cập phân chia đan xen ii Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1- Khn dạng frame sử dụng vòng token Hình 2: Mạng TokenRing .9 Hình - So sánh tần số, thời gian FDMA TDMA .10 Hình - Cầu hình hệ thống thu phát (trạm gốc) 11 Hình - (trunked) mạch mạch RF 12 Hình - Định thời phát thu trạm gốc 13 Hình - Cấu hình khung .14 Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu iii Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU .ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv MỤC LỤC I MẠNG LAN .1 Phương thức truy nhập đường truyền CDMA/CD .1 1.2 Nguyên tắc hoạt động TokenRing 2.1 Giới thiệu .4 2.2 Nguyên lý hoạt động II/ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP VÔ TUYẾN 10 Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA 11 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA .12 1/ Định thời phát thu .13 2/ Cấu hình khung .13 3/ Điều chỉnh thời gian bảo vệ định thời phát .14 4/ Thu tín hiệu nhóm 14 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA 15 3.1 Giới thiệu .15 3.2 Nguyên lý hoạt động 16 Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA .19 4.1 Giới thiệu .19 4.2 Nguyên lý hoạt động 19 IDMA 21 5.1 Giới thiệu .21 5.2 Nguyên tắc hoạt động 21 KẾT LUẬN v TÀI LIỆU THAM KHẢO v Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG I MẠNG LAN Phương thức truy nhập đường truyền CDMA/CD (Carrier Sense Media Access/ Collision Detection) 1.1 Định nghĩa CSMA/CD CSMA viết tắt từ tiếng Anh: Carrier Sense Multiple Access, CD viết tắt từ: Conllision Detect CSMA/CD có nguồn gốc từ hệ thống radio phát triển trường đại học Hawai vào khoảng nǎm 1970, gọi ALOHANET Sử dụng giao thức trạm hồn tồn có quyền truyền liệu mạng với số lượng nhiều hay cách ngẫu nhiên có nhu cầu truyền liệu trạm Mối trạm kiểm tra tuyến tuyến khơng bận bắt đầu truyền gói liệu Đây nguyên tắc hoạt động mạng LAN Trong mạng LAN, máy tính muốn truyền gói tin, trước tiên lắng nghe xem đường truyền có sóng mang hay khơng (bằng cách lắng nghe tín hiệu Carrier) Nếu khơng có, thực truyền gói tin (theo frame) Sau truyền gói tin, tiếp tục lắng nghe để xem có máy định truyền tin hay khơng Nếu khơng có xung đột, máy tính truyền gói tin hết Nếu phát xung đột, gửi broadcast gói tin báo hiệu cho máy mạng không nên gửi tin để tránh làm nhiễu đường truyền, tiến hành gửi lại gói tin 1.2 Nguyên tắc hoạt động Với phương pháp CSMA, có trạm đồng thời truyền liệu tạo xung đột (collision) làm cho liệu thu trạm bị sai lệch Để tránh tranh chấp trạm phải phát xung đột liệu Trạm phát phải kiểm tra Bus gửi liệu để xác nhận tín hiệu Bus thật đúng, phát xung đột xẩy Khi phát có xung đột, trạm phát gửi mẫu làm nhiễu (Jamming) định trước để báo cho tất trạm có xung đột xẩy chúng bỏ qua gói liệu Sau trạm phát trì hỗn khoảng thời gian ngẫu nhiên trước phát lại liệu Ưu điểm CSMA/CD đơn giản, mềm dẻo, hiệu truyền thông tin cao lưu lượng thông tin mạng thấp có tính đột biến Việc thêm vào hay dịch chuyển trạm tuyến không ảnh hưởng đến thủ tục giao thức Điểm bất lợi CSMA/CD hiệu suất tuyến giảm xuống nhanh chóng phải tải q nhiều thơng tin Khi nhiều máy trạm truy nhập đường truyền chung, thời Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG điểm có máy tính dùng đường truyền liệu nhiều hai máy đồng thời truyền tín hiệu xảy tượng xung đột Truy nhập đường truyền ngun tắc máy tính cần tn theo để chiếm đường truyền giảm thiều va chạm CSMA/CD phương thức truy nhập đường truyền cách cảm nhận sóng mang phát va chạm Trong CSMA/CD, máy trạm muốn truyền liệu cần thực bước sau: ►Start : Bắt đầu ►Set k to zero: Đặt hệ số truyền lại (backoff factor ) Hệ số truyền lại sử dụng xảy xung đột liệu ►Sense carrier: Cảm nhận sóng mang Trước truyền liệu thực máy trạm phát chuỗi liệu không mang thơng tin gọi tín hiệu sóng mang để kiểm tra đường truyền có bận (busy) khơng, có bận máy trạm tiếp tục quan sát đường truyền chờ đợi đến rảnh, đường truyền khơng bận máy trạm chờ khoảng thời gian nhỏ IFG (interframe gap_ khoảng cách khung liệu) truyền liệu Khoảng thời gian IFG 9.6us tương ứng với thời gian truyền 96 bit với tốc độ 10 Mbps ►Collision ? : Có xảy va chạm khơng Máy trạm tiếp tục theo dõi xem có tượng va chạm (xung đột ) khơng q trình truyền liệu Nếu khơng xảy tượng va chạm q trình truyền liệu thành cơng, có xảy tượng va chạm máy trạm gửi 512 bit ( số 512 giải thích kỹ phần sau) máy trạm gửi tín hiệu jam ( báo tắc nghẽn ) để thông báo cho máy trạm khác xảy xung đột, tín hiệu jam chuỗi gồm 32 bit ► Increment k: Tăng giá trị số truyền lại k Hệ số nhỏ 10, quy định khoảng thời gian máy trạm phải chờ đợi trước gửi sóng mang để kiểm tra đường truyền lại sau xảy xung đột Thời gian truyền lại định theo công thức: thời gian truyền lại = r x khe thời gian (backoff_time= r x slot_time) r số lấy ngẫu nhiên khoảng từ đến 2^k – k hệ số truyền lại Hệ số k có giá trị ban đầu tăng lên sau lần xảy va chạm, k có giới hạn la 10, điều có nghĩa trạm cố gắng Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG truyền lại liệu sau 10 lần, q 10 lần máy trạm thơi khơng gửi liệu nhờ lớp ( mơ hình OSI) định làm Ví dụ: Một máy trạm A cảm nhận đường truyền thấy đường truyền rảnh, bắt đầu gửi liệu, lúc có máy trạm khác gửi liệu máy trạm A phát va chạm xảy ra, cố gắng truyền liệu thêm hai lần thất bại truyền liệu thành cơng lần thứ tư Giả sử khe thời gian ( slot_time) 512 bit Bảng sau cho biết thời gian máy trạm A phải chờ đợi để truyền liệu Lần thử k 2^k - r Backoff_ time (us) 1 đến 51.2us 2 đến 0; 51.2 ; 102.4, 153.6 3 đến 0; 51.2; 102.4; 153.6; 204.8; …; 358.4 Sau lần va chạm đầu tiên, k=1, 2^k-1 Theo cơng thức ta tính r nằm khoảng từ đến 1; số ngẫu nhiên lấy Nếu máy trạm A chờ đợi truyền lại liệu ( x 51.2=0 us) Nếu máy trạm phải chờ 51.2 us ( x 51.2- 51.2 us) trước truyền lại liệu Máy trạm A sau truyền lại liệu lại bị va chạm, sau lần va chạm thứ hai, k=2, r nằm khoảng từ đến 3, số ngẫu nhiên lấy 0,1,2 Từ tính thời gian cần chờ để truyền lại (backoff_ time ) bảng Sau lần va chạm thứ ba, k=3 ^ k –1 = 7, từ suy r nằm khoảng đến 7, số ngẫu nhiên 0,1,2….,7 Và thời gian truyền lại tính bảng Khơng có lần va chạm thứ tư, trạm A truyền liệu Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan cơng nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG TokenRing 2.1 Giới thiệu Hoạt động dựa nguyên lý dùng thẻ để cấp phát quyền truy nhập đường truyền Thẻ lưu chuyển đường truyền theo vòng vật lý.Thẻ đơn vị liệu đặc biệt có bít biểu diễn trạng thái sử dụng nó(bận rỗi) TokenRing giống Mạng TokenRing trình bày IBM vào năm 1970 Từ “Token” thường sử dụng để tham khảo cho hai mạng IBM IEE 802.5 TokenRing(mạng vòng) Mạng IBM tokenring truyền dẫn đường truyền kết nối thiết bị đa truy cập trạm 2.2 Nguyên lý hoạt động Trong khu vực LAN sử dụng đường truyền thông dải bản, thông qua tín hiệu theo dạng vòng Nếu thiết bị có liệu cần gửi nhận token đến thiết bị theo vòng để đảm bảo điều khiển tuyến kết nối hoàn tất qua trình truyền phát thơng báo truyền token cho trạm mạng có thiết bị token truyền phát Khi tín hiệu(token) lưu thông trạm muốn truyền phát kiểm tra xem token nhận xem xét nơi trống rỗi hay bận Quyền truy suất liệu công nhận node nhận thơng tin để gửi đi, qua tín hiệu kết thúc trạm Mỗi trạm giữ tín hiệu lớn thời gian chu kì Nếu trạm xử lý tín hiệu khơng có thơng tin đường truyền bắt bược thơng tin phải thay đổi bít token(với quay vòng token vào hệ thống) truyền dẫn nối thêm thơng tin cần gửi thơng tin đến trạm tiếp vòng Trong thơng tin thực tuần hồn vòng khơng có tín hiệu mạng(trừ vòng cung cấo muộn giải phóng tín hiệu) trạm khác đường truyền phải chờ Bởi xung đột khơng có khả xẩy mạng dạng vòng Nếu tín hiệu khỏi ảnh hưởng trạm Tín hiệu hồn tồn truyền thơng tin hệ thống vòng trong mong đợi nơi trạm đến Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Với chép thơng tin xa việc xử lý thông tin hệ thống tiếp tục quay vòng vòng cản trở điều hướng lại hệ thống Giống CSMA/CD tokenpassing thuyết tiến định với tiềm lực thực tính tốn lớn Điểm đặc trưng sử dụng hệ thống ưu tiên phức tạp cho phép sử dụng mạng thường xuyên Hệ thống TokenRing có hai phạm vi với điều khiển chiếm ưu thế: ưu phạm vi ưu dành riêng Chỉ trạm với ưu tiên hay cao ưu chứa biến token nhận tín hiệu sau token nhận tín hiệu thay đổi thơng tin hệ thống Chỉ trạm với ưu hẳn so với tín hiệu trạm đường truyền cho tín hiệu vòng trở lại mạng tín hiệu tiêpsing bao gồm ưu tiên lớn trạm chủ Trạm nậng ưu tiên tín hiệu lên mức độ phục hồi cao trước chúng truyền đầy đủ Mạch TokenRing phát hồn thiện lỗi mạng, trạm mạng TokenRing lựa cọn trạm điều khiển chủ động Trạm với tiềm quay vòng trạm mạng, việc tập trung nguồn thông tin thời gian xử lý đại diện trạm vòng thi hành khơng giống Hầu kết hàm di chuyển cách tuần hoàn đến hệ thống vòng Khi truyền thơng tin hỏng hệ thống tới vòng vòng Khi truyền thơng tin hỏng hệ thống tới vòng vòng Nó ngăn cản đường truyền khác chiếm vị trí khung ngừng kết nối Sự tích cực giám sát phát địng vị trạng thái, dời chúng khỏi vòng tìm tín hiệu Mạng hình góp phần tồn diện tin cậy cho mạng tất thơng tin mạng TokenRing hoạt động dựa phương pháp MSAU, hoạt động trở thành chương trình cho lựa chọn vấn đề dựa hoạt đọng dịch chuyển khỏi vòng cần thiết Thuật tốn vòng gọi tìm thấy đèn tín hiệu sửa lỗi mạng Bất kì lúc trạm phát vấn đề nghiêm trọng với mạng(hầu hết gián đoạn dây cáp) gửi cảnh báo cho hệ thống với thể không thực phạm vi quan tâm Vùng bao gồm trạm không thực Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG báo hiệu lỗi, hoạt động ngược khoảng truyền Đèn tín hiệu khởi động xử lý gọi tự chép lại, phạm vi với node bị lỗi trạm phát tự động thực việc chuẩn đoán xác nhận qua mạng vòng vùng lỗi, thiết bị vật lý, MSAU hồn thành xun suốt q trình xác nhận tín hiệu Thuật tốn vòng gọi mã hố manchester sai phân Một kỹ thuật mã hoá kỹ thuật số chu kù bit chia làm nửa bù thời kỳ đầu(chuyển tiếp) lúc đầu chu kỳ bít Biểu diễn hai tín hiệu nhij phân “0” “1” theo quy ước lập, vắng mặt thời kỳ độ lúc khởi đầu chu kỳ bít biểu diễn nhị phân khác Thời kỳ độ xẩy hai trạng thái biến vật lý, chẳng hạn điện áp, phân cực từ, cường độ ánh sáng Nếu biến vật lý điện, kiểu mã hoá phận cực độc lập giúp cản kéo theo lỗi(thay đổi liệu) TokenRing hỗ trợ hai loại hệ thống tín hiệu liệu/ câu lệnh hệ thống Tín hiệu chứa byte độ dài phù hợp phân định bắt đầu byte điều khiển, kết thúc Thông tin cao cho giao thức chuẩn, lệnh hệ thống chứa thơng tin điều khiển khơng có liệu cho giao thức chuẩn, lệnh hệ thống chứa thơng tin điều khiển khơng có liệu cho giao thức chuẩn cao Trường định dạng liệu: Ban đầu trạm phân biệt tín hiệu(hoặc liệu/ lệnh hệ thống) chúng gồm trường phân biệt tín hiệu với ngừng lại hệ thống bị lỗi mã hoá Sắp xếp sử dụng nơi khác hệ thống byte xử lý truy cập Chứa bit lỗi tín hiệu bit(sử dụng chủ động kiểm tra xác định rõ hay không hệ thống quay vòng liên tục) Kết thúc: tín hiệu kết thúc trường chứa đựng bít biểu thị thất hệ thống nhận dãy hệ thống sau trình tự logic Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG II/ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP VÔ TUYẾN (Hình 3) miêu tả FDMA, TDMA sử dụng thời gian tần số FDMA, yêu cầu gọi kênh đa vơ tuyến định Trong TDMA kênh vơ tuyến chia lại theo khe thời gian tuần hoàn u cầu gọi định khe kênh vơ tuyến sử dụng Tần số 16 15 FDMA 14 13 12 11 Thời gian 3 Tần số 12 TDMA (Ghép kênh) 11 Thời gian Hình - So sánh tần số, thời gian FDMA TDMA Trong kiểu truy nhập khơng có va chạm kênh vô tuyến khe bị trạm vô tuyến Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 10 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Trong TDMA trạm di động cần phải có chức phát thu tín hiệu theo khe thời gian gán khơng có chứa chức đa phân chia Trong FDMA TDMA, để tạo tần số kênh băng hẹp góc phải sử dụng tổng hợp trình bày hình Bộ chuyển đổi tần số Số liệu phát Điều chế Bộ tổng hợp Số liệu thu Điều chế FDMA Số liệu phát Dồn tín hiệu Bộ chuyển đổi tần số Bộ tổng hợp Số liệu thu Phân tách TDMA Hình - Cầu hình hệ thống thu phát (trạm gốc) Trường hợp FDMA TDMA, tín hiệu trực giao miền tần số miền thời gian, để tránh va chạm Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 11 Tổng quan cơng nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA Phương pháp đơn giản truy nhập kênh đa truy nhập phân chia tần số FDMA thể kênh băng hẹp mà đơn giản đầu cuối có đường điện thoại theo kênh mà truy nhập tới tần số Đơi hệ thống gọi kênh sóng mang Phân chia tần số máy di động sử dụng đường tạo cách (xem hình 5) Đa truy nhập phân chia tần số có nghĩa nhiều khách hàng sử dụng dải tần gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần thành nhiều đoạn Ghép kênh phân chia tần số là: tín hiệu cần phát tới số khách hàng từ máy phát phát cách phân chia băng tần máy thu chọn thông tin thuộc băng tần FDMA phát tín hiệu tới số máy thu Do vậy, sử dụng FDMA hệ thống tế bào FDMA phải kênh nghịch (backward channal) FDM kênh Kênh RF Tần số Mạch điều khiển Tần số Mạch điều khiển Tần số Mạch âm Tần số Mạch âm Tần số n Mạch âm Tần số Dải thông kênh Tất mạch Âm mạch truyền dẫn liên tục Hình - (trunked) mạch mạch RF Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 12 Tổng quan cơng nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Trong thơng tin di động TDMA, trạm gốc phát tín hiệu TDM đến máy di động tế bào Máy di động nhận khe thời gian số tín hiệu TDM gửi tín hiệu khối trạm gốc cách Các số máy di động liên lạc với trạm gốc cách đồng thời theo kênh vô tuyến Dưới đây, miêu tả đặc tính kỹ thuật thơng tin di động TDMA 1/ Định thời phát thu Hình Chỉ rõ việc định thời phát thu trạm gốc chế độ định thời máy di động trường hợp ba kênh TDMA, chu kỳ phát, thu, trống lặp lặp lại máy di động Do việc định phát thu không trùng nên không cần đến lọc chọn lựa thu phát máy di động Khoảng thời gian trống sử dụng để đo mức thu trạm gốc lân cận Phát Thu Chế độ máy dđộng 3 2 3 Phát Thu Trống Phát Thu Trống Hình - Định thời phát thu trạm gốc 2/ Cấu hình khung Cấu hình khung trình bày (Hình 7) Nhóm tuyến lên (từ máy di động đến trạm gốc) bao gồm phần mào đầu, từ mã đồng liệu điều khiển, liệu người sử dụng thời gian bảo vệ Vì khung tuyến xuống (từ trạm gốc đến máy di động) tín hiệu liên tục nên khơng cần thiết phải có phần mào đầu thời gian bảo vệ Phần mào đầu hệ thống mã đồng sóng mang đồng đồng hồ Khi phát trễ việc tái tạo sóng mang khơng cần thiết mã đồng sóng mang mã sóng thu phải sóng chuẩn để phát cách tạo thời gian trễ mã 1) Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 13 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Từ mã đồng rõ điểm bất đầu liệu điều khiển liệu người sử dụng Dữ liệu điều khiển dùng để điều khiển kênh vô tuyến thông tin Từ đồng Phần mào đầu Từ đồng Dữ liệu người sử dụng Dữ liệu Đkhiển Khung TDMA truyền xuống Dữ liệu Đkhiển Bảo vệ Dữ liệu người sử dụng Khung nhóm tuyến lên Hình - Cấu hình khung 3/ Điều chỉnh thời gian bảo vệ định thời phát Khi máy di động gửi chùm tín hiệu hướng lên để tạo định thời cho tín hiệu TDMA hướng xuống, đơi chùm bị xung đột cự ly máy di động tới trạm gốc khác Chẳng hạn khe gán cho máy di động xa trạm gốc máy di động gần gán khe phần cuối tín hiệu chùm va chạm với khe chùm tín hiệu máy di động đến chậm Điều trình bày hình , tránh cách đưa vào sử dụng thời gian bảo vệ Việc điều chỉnh đồng thời phát phương pháp điều chỉnh định thời gian phát máy di động theo cự ly từ trạm gốc để nhận tín hiệu khởi máy di động mà việc định thời mơ tả vào không gây xung đột trạm gốc Mặc dù hiệu sử dụng khung khơng giảm cần phải đo khoảng cách Nó chấp nhận sử dụng hệ thống có tốc độ bít cao, nơi khơng thể chấp nhận giảm hiệu khung dự có thời gian bảo vệ giống hệ thống tế bào lớn 4/ Thu tín hiệu nhóm Tuy nhiên, tín hiệu nhóm từ máy di động khơng xung đột với điều khiển định thời phát thời gian bảo vệ định thời đồng hồ Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 14 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG tín hiệu nhóm nhập đồng Vì vậy, việc tái tạo lại đồng hồ nhóm máy di động cần thiết trạm gốc Vì tín hiệu nhóm phát cách tuần hoàn từ máy di động kênh truyền thông việc tái tạo đồng hồ mà khơng cần phải phần mào đầu thực cách trì gia tín hiệu đồng hồ tái tạo thu tín hiệu nhóm thực phương thức tái tạo đồng hồ thơng thường nhận tín hiệu nhóm Mặt khác, kênh điều khiển chung truy nhập ngẫu nhiên tín hiệu nhóm bổ sung phần mào đầu để tái tạo đồng hồ Để không làm giảm hiệu khung việc đồng hố đồng hồ cần phải chèn vào phần mào đầu ngắn với tốc độ cao Nó đồng tốc độ cao cách đồng hoá pha đồng hồ tái tạo với tín hiệu nhận (5) Giám sát mức thu trạm gốc bên cạnh điều khiển chuyển vùng để làm cho gọi liên tục cách phát bào đôi dịch chuyển chuyển tế bào sang kênh vô tuyến máy di động gọi tới tế bào di chuyển kỹ thuật điều khiển quan trọng cường độ trường tín hiệu thu trạm gốc bị giảm (trong hệ thống tế bào tương tự) trạm gốc tế bào bên cạnh đo cường độ tín hiệu máy di động Cường độ tín hiệu mạnh tế bào trạm gốc nhằm vào tế bào dịch chuyển kênh vô tuyến trạm gốc gán cho máy di động Tuy nhiên phát tế bào dịch chuyển sử dụng FDMA Nếu số người sử dụng tăng lên trình điều khiển chuyển vùng lớn trạm gốc Trong TDMA khe phát thu có khe trống Nên sử dụng trình điều khiển trạm gốc đơn giản hố nhiều đo cường độ tín hiệu từ trạm gốc gần đánh giá tế bào dịch chuyển Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA 3.1 Giới thiệu CDMA (viết đầy đủ Code Division Multiple Access) nghĩa đa truy nhập (đa người dùng) phân chia theo mã GSM (GSM - hệ thống thơng tin tồn cầu đa dịch vụ) phân phối tần số thành kênh nhỏ, chia xẻ thời gian kênh cho người sử dụng Trong thuê bao mạng di động CDMA chia sẻ giải tần chung Mọi khách hàng nói đồng thời tín hiệu phát giải tần Các kênh thuê bao tách biệt cách sử dụng mã ngẫu nhiên Các tín hiệu nhiều thuê bao khác mã hoá mã ngẫu nhiên khác nhau, sau trộn lẫn phát Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 15 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG giải tần chung phục hồi thiết bị thuê bao (máy điện thoại di động) với mã ngẫu nhiên tương ứng Áp dụng lý thuyết truyền thông trải phổ, CDMA đưa hàng loạt ưu điểm mà nhiều công nghệ khác chưa thể đạt (Nguồn tài liệu: trang CDMA – Wikipedia tiếng Việt.htm) 3.2 Nguyên lý hoạt động Tần số Mã Kênh K Kênh Kênh Kênh thời gian Hình 8: Đa truy nhập phân chia theo mã Nguyên lý bản, xuất phát từ lý thuyết Shannon, dung lượng thơng tin đạt lớn theo cơng thức sau; độ rộng băng tần sử dụng (w) lớn thay cho việc tỷ số tín hiệu tạp âm (S/N) nhỏ C = W log2 (1+S/N) [bps] (2.40) Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 16 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG = 1.44W n(1+S/N) Trong S/N 0,1 C C = 1.44 W (S/N) (2/41) Vì vậy, W>S/N C lớn vô hạn, nhiều người sử dụng phát thu dựa theo mã khác truy nhập lựa chọn 1-1 tần số phát thu Hình 9: Nguyên lý hệ thống CDMA đây, để hiểu cách đơn giản trình mã hoá phổ khuếch tán phát thu hệ thống CDMA, ngun lý trình bày hình Cụ thể phía phát, đối tượng để mã hoá chèn liệu âm số hoá (9,6 Kbps) ghép kênh thành tín hiệu điều chế nhờ mã giả tạp âm 1,2288Mbps (9,6kbps x 128) với tần số sóng mang Fo Nó xạ qua ăngten cách ghim lọc băng thơng có đồng băng 1,25MHz Mặt khác, phía thu tín hiệu thu từ ăngten qua lọc băng thơng có độ dải thơng 1,25MHz điều chế với sóng mang giống phần phát mã hoá giả tạp âm 1,2288 Mbps, cộng với tương quan sau số liệu âm Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 17 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG nguyên thuỷ giả tạp âm lọc lọc số Và số liệu âm tái tạo cách giải chèn giải mã Đồng thời số liệu âm kênh khác tạp âm nhiễu số liệu âm gốc phân chia nhận hình Điều có nghĩa số liệu âm giống (a) xạ với (c) với tín hiệu băng khuếch tán từ ghép kênh giống (b) xạ từ ănten không trung với cường độ khuyếch tán độ rộng băng 1,25 MHz ănten thu thu tạp âm (g), nhiễu bên (h), nhiễu tế bào khác (i), tạp âm từ người sử dụng khác (j) mà phát chỗ khác, sóng thu mong đợi Nhóm sóng vơ tuyến lọc lọc có độ rộng băng fo+(1,25/x) MHz cộng vào với tương quan có fo=91,2288/x) Mbps tạo phía thu Khi qua lọc, (g), (h), (i), (j) trở thành băng khuếch tán phạm vi 1,25MHz Tín hiệu khuếch tán mong muốn (b) bị co lại phạm vi dải 10KHz, chia sẻ với tín hiệu mong muốn (d) tín hiệu khuếch tán khơng cần thiết phân bố cường độ chung (năng lượng điện) giữ nguyên cường độ tạp âm độ rộng băng 10KHz giống (d), (C/I) tín hiệu mong đợi (c) trở nên tốt hiệu khuếch tán (128 lần) Để hiểu thư tuệ khuếch tán cách dễ dàng, cơng thức đơn giản trình bày sau Đầu tiên số liệu âm 9,6kbps điều chế lần thứ phần phát a(t), hệ thống PN C(t), sóng phát y(t) nhận cơng thức liên quan sau: Y(t) = a(t) x c(t) (2.42) Nếu tín hiệu khơng giảm khơng có can nhiễu hay tạp âm y(t) thể tín hiệu thu vốn có Trong trường hợp khuếch tán ngược nhân với phân phát nên đầu khuếch tán ngược z(t) là: Z(t) = Y(t) x c(t) = a(t) x {c(t)}2 (2.43) Trong đó, c(t) số ngẫu nhiên giá trị giới hạn với bình phương c(t) = Cho nên J(t) giống trình bày đây: z(t) = a(t) (2.44) Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 18 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Tương tự ta biết sóng hồn tồn giống tạo thời điểm phía thu hệ thống PN (nhiễu giả ngẫu nhiên) số ngẫu nhiên bên trường hợp tốt Nhưng khơng thể tạo cách đồng thời hệ thống hồn tồn giống Vì phải sử dụng số giả định Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA 4.1 Giới thiệu OFDMA (Orthorgonal Frequency Division Multiple Access) đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthorgonal Frequency Division Multiplexing) giới thiệu ứng dụng sơ đồ điều chế hay phần kỹ thuật đa truy nhập cách áp dụng việc trải mã miền tần số tạo nên hệ thống MC-CDMA 4.2 Nguyên lý hoạt động Trong OFDMA, vấn đề đa truy nhập thực cách cung cấp cho người dùng phần số sóng mang có sẵn Bằng cách này, OFDMA tương tự phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số thông thường (FDMA); nhiên khơng cần thiết có dải phòng vệ lân cận rộng FDMA để tách biệt người dùng khác f a d a d a d a d a d a d a c e a c e a c e a c e a c e a c e b e g b e g b e g b e g b e g b e g b f g b f g b f g b f g b f g b f g t Hình 10 Ví dụ biểu đồ số thời gian OFDMA Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 19 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Hình 10 mơ tả ví dụ bảng tần số thời gian OFDMA, có người dùng từ a đến g người sử dụng phần xác định sóng mang phụ có sẵn, khác với người lại Thí dụ cụ thể thực tế hỗn hợp OFDMA TDMA người sử dụng phát khe thời gian, chứa vài symbol OFDM người sử dụng từ a đến g đặt cố định (fix set) cho sóng mang theo bốn khe thời gian OFDMA nhảy tần Trong ví dụ trước OFDMA, người sử dụng có đặt cố định cho sóng mang Có thể dễ dàng cho phép nhảy sóng mang phụ theo khe thời gian mơ tả hình 11 f a b c c b a b c b a c a t Hình 11 Ví dụ biểu đồ tần số thời gian với người dùng nhảy tần a, b, c có bước nhảy với khe thời gian Việc cho phép nhảy với mẫu nhảy khác cho người sử dụng làm biến đổi thực hệ thống OFDM hệ thống CDMA nhảy tần Điều có lợi tính phân tập theo tần số tăng lên người sử dụng dùng tồn băng thơng có sẵn có lợi xun nhiễu trung bình, điều phổ biến biến thể CDMA Bằng cách sử dụng mã sửa lỗi hướng bước nhảy, hệ thống sửa cho sóng mang phụ bị phađinh sâu hay sóng mang bị xuyên nhiễu người dùng khác Do đặc tính xuyên nhiễu phađinh thay đổi với bước nhảy, hệ thống phụ thuộc vào Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 20 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG lượng tín hiệu nhận trung bình phụ thuộc vào phađinh lượng nhiễu trường hợp xấu Ưu điểm hệ thống OFDMA nhảy tần hẳn hệ thống DS-CDMA MC-CDMA tương đối dễ dàng loại bỏ xuyên nhiễu tế bào cách sử dụng mẫu nhảy trực giao tế bào IDMA 5.1 Giới thiệu IDMA từ viết tắt tiếng Anh : interleave division multiple access gọi đa truy nhập phân biệt người dùng đặc tính đan xen IDMA phương pháp đa truy nhập hồn tốn sử dụng hệ thống vô tuyến 4G Khả giải thông đạt hiệu cao, Hệ thống mềm dẻo với khía cạnh cụ thể truyền liệu (truyền đáp ứng), liệu đáng tin cậycung cấp dịc vụ kênh truyền nhanh hồn thiện Hội liên hiệp viễn thơng quốc tế gần định nghĩa giới thiệu hệ thống vô tuyến công nghệ 3G giới thiệu tốc độ truyền tín hiệu đạt tới 100Mbps lên tới 1Gbps hỗ trợ khả di động toàn cầu 5.2 Nguyên tắc hoạt động Hiệu qủa kĩ thuật truyền dẫn liên tầng kĩ thuật tối ưu hoá nhờ vào thừa số tín hiệu truyền dạng thừa số với tốc độ cao phạm vi rộng lớn Nhờ nhiều thừa số thay cho tín hiệu truyền IDMA lôi Chức thay đổi phân chia dung lượng tạm thời, dừng lại tốc độ truyền ứng dụng phạm vi lớn Lập kế hoạch giải phóng tế bào, thiết thực cho thay đổi làm sút chống lại nhiễu Sự thuận lợi nhờ dàn trải thông tin giải thông rộng(sự truyền giải thông) Trong lý thuyết chúng trải rộng hiệu không gian giao diện vơ tuyến.Nó có lực đặ biệt cho việc uplink tín hiệu hệ thống vơ tuyến mở hệ thống trải phổ mã chia đa truy cậpcủa chuỗi truy cập trực tiếp Mỗi dòng bit liệu mã hoá với tốc độ nhanh Để thuận tiện, dòng liệu chuyển vào cho tầng IDMA cơng nhận lặp lại trình tiếp nhận cấu trúc, đặc biệt cho nhập vào bít cao cơng nhận lặp lại q trình tách sóng đan xen giải mã Số dư theo lý thuyết tổ chức sau : lựa chọn cung cấp vài thông tin IDMA, đưa đề nghị cho hệ Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 21 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG thống địa đến địa truy cập Nếu quay xếp đan xen quyay ngược giải thơng, dòng liệu ý đan xen khác Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 22 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG KẾT LUẬN Trước nhu cầu ngày lớn thơng tin liên lạc nói chung thơng tin di động nói riêng, việc nghiên cứu áp dụng cơng nghệ tiên tiến tìm kiếm giải pháp nhằm nâng cao chất lượng- dung lượng loại hình dịch vụ thơng tin liên lạc có ý nghĩa quan trọng thiết thực Sau phương thức đa truy nhập thông tin di động truyền thống FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA, SDMA IDMA phương thức đa truy nhập chủ đề lý thú quan tâm nghiên cứu nhiều nhà khoa học tổ chức Viễn thông Quốc tế Sau thời gian tìm hiểu, thành viên nhóm hiểu thêm phương pháp truy cập mạng LAN đa truy cập vô tuyến Do thời gian có hạn nên phần SDMA IDMA tìm hiểu phần, có điều kiện thành viên nghiên cứu tìm hiểu thêm Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu v Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.thanglongonline.net [2] Internetwoking technologies handbook [3] http://support.vnn.vn [4] OFDMA - Giải pháp đa truy nhập thông tin di động - Viễn thông & Internet - Tapchibcvt@mpt_gov_vn.htm) Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu v ... ket noi cong dan dien tu 11 Tổng quan cơng nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA Phương pháp đơn giản truy nhập kênh đa truy nhập phân chia tần số FDMA thể... trạm truy nhập đường truy n chung, thời Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THƠNG điểm có máy tính dùng đường truy n liệu nhiều hai máy đồng thời truy n... đến địa truy cập Nếu quay xếp đan xen quyay ngược giải thơng, dòng liệu ý đan xen khác Ketnooi.com ket noi cong dan dien tu 22 Tổng quan công nghệ đa truy cập KỸ THUẬT VIỄN THÔNG KẾT LUẬN Trước