Đồ án đa truy cập phi trực giao

Mỗi phiên bản mới sẽ tiếp tục nâng cao hiệu suất hệ thống với lĩnh vực ứng dụng mới.Công nghệ mới sẽ bổ sung thêm ứng dụng như kết nối điện thoại di động, tự động hóa nhà, giao thông vận

I Giới thiệu chung

II. Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA

III. Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA

IV. Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA)

CHƯƠNG III: KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO

I Giới thiệu chung

II Nguyên tắc truyền nhận tín hiệu cơ bản của đa truy cập phi trực giao

II.1 Đường truyền xuốngII.2 Đường truyền lênIII Ưu nhược điểm của cơ chế đa truy cập phi trực giao

IV Mô phổng đường lên của NOMA và tín hiệu nhận được ở đầu thu của mỗi

người dùng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG 5G

I Giới thiệu chung về mạng di động 5G

5G viết tắt của từ 5th Generation, thế hệ thứ 5 của mạng di động Mỗi thế hệ tương ứng với một tập hơp các yêu cầu riêng, quyết định chất lượng thiết bị và hệ thống mạng nào đủ chuẩn đáp ứng yêu cầu và tương thích với các hệ thống mạng khác Mỗi thế hệ cũng mô tả những công nghệ mới, mang lại khả năng giao tiếp mới

Sự phát triển của công nghệ thông tin di động không dừng lại ở công nghệ 4G/LTE

- Advanced Mỗi phiên bản mới sẽ tiếp tục nâng cao hiệu suất hệ thống với lĩnh vực ứng dụng mới.Công nghệ mới sẽ bổ sung thêm ứng dụng như kết nối điện thoại di động, tự động hóa nhà, giao thông vận tải thông minh, an ninh và sách điện tử,…Cho đến nay tổ chức Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) vẫn chưa công bố rộng rãicác yêu cầu cụ thể và chi tiết những công nghệ sẽ được tích hợp vào mạng 5G.Công nghệ 5G vẫn còn đang được nghiên cứu và các nhà khoa học vẫn đang tìm kiếm giải pháp thích hợp nhất.Dự kiến, việc triển khai mạng 5G có thể sẽ bắt đầu vào năm 2020

và tới năm 2025 sẽ được phổ biến toàn cầu

Hình 1.1.Mạng di động thế hệ 5G có thể được đưa vào năm 2020

Hình 1.2 Tốc độ mà mạng 5G có thể tải xuống được

Theo dự kiến yêu cầu của mạng 5G, sẽ có sự khác biệt lớn giữa các thế hệ hiện tại với thế hệ 5G bao gồm:

- Mức tiêu thụ pin thấp hơn, tăng tuổi thọ của pin

- Xác suất tắc nghẽn thấp

- Độ trễ được giảm bớt đáng kể so với LTE

- Tốc độ nhanh hơn, cung cấp nhiều kết nối ổn định và đáng tin cậy hơn, phạm vibao phủ tốt hơn và tốc độ dữ liệu cao ở viền Cell giúp cho giải quyết các vấn đềliên quan đến diện tích phủ sóng (thậm chí ngay cả trên biển, nơi các trạm phátsóng trên đất liền không thể phủ sóng cũng bắt được tín hiệu 5G)

- An toàn hơn, tiết kiệm năng lượng, bổ sung thêm tính năng cho phần cứng

- Đồng thời truyền được nhiều đường truyền dữ liệu

- Khoảng tốc độ dữ liệu 1Gbps khi di động

- Hiệu quả phổ hệ thống cao hơn đáng kể so với 4G

- Web không dây trên toàn cầu (WWWW: World Wide Wireless Web), các ứngdụng web không dây dựa trên bao gồm đầy đủ các khả năng đa phương tiện vượtquá tốc độ 4G để kết nối mọi nơi trên trái đất

- Các ứng dụng kết hợp với cảm biến nhân tạo thông minh (AI), cuộc sống của conngười sẽ được bao phủ bởi các cảm biến nhân tạo có thể giao tiếp được với điệnthoại di động thông minh Khả năng tương tác linh hoạt và hỗ trợ nhiều loại thiết bịkhác nhau như máy tính bảng, thiết bị đeo tay, …

- Không gây hại cho sức khỏe con người

- Lệ phí lưu lương truy cập rẻ hơn do chi phí triển khai cơ sở hạ tầng thấp

Thế hệ 5G là một công nghệ mới mà sẽ cung cấp tất cả các ứng dụng có thể, bằng cách sử dụng một thiết bị bao quát, kết nối hầu hết các cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc

đã tồn tại.Các thiết bị đầu cuối 5G sẽ là một đa cấu hình lại và được kích hoạt nhận thức vô tuyến.Nó sẽ có phần mềm xác định phương pháp điều chế vô tuyến.Các mạng

di động 5G sẽ tập trung vào việc phát triển các thiết bị đầu cuối sao cho có thể truy cập công nghệ mạng không dây khác nhau cùng một lúc và sẽ kết hợp các luồng khác nhau từ các công nghệ khác nhau.Điểm đặc biệt về cải tiến của thế hệ 5G so với nhữngmạng thế hệ trước (dùng các trạm cơ sở trên mặt đất) là mạng 5G có thể sử dụng các trạm HAPS (High Altitude Stratospheric Platform Stations)

Hình 1.3 Mô hình trạm HAPS

Các trạm HAPS có thể là những chiếc máy bay hoặc quả bóng được thiết kế để hoạt động ở độ cao rất thấp, treo lơ lửng ở một vị trí cố định trong thời gian dài,

khoảng cách từ 17km – 22km so với mặt đất và hoạt động như một vệ tinh HAPS được cung cấp nguồn bằng pin, động cơ hoặc tế bào năng lương mặt trời Nó làm việc như một trạm phát có thể so sánh với anten cao và truyền tín hiệu bằng giao tiếp

không dây Đó là kỹ thuật mới và rất tốt trong việc phục vụ dịch vụ thông tin không dây băng thông rộng Trạm HAPS cung cấp một phạm vi với bán kính khoảng tầm 30

Km Do đó có thể thiết lập duy nhất trạm HAPS thay vì phải dùng một số trạm cơ sở đặt trên mặt đất ở khu vực ngoại ô và nông thôn như ở các thế hệ trước Trạm HAPS không yêu cầu bệ phóng đắt tiền như vệ tinh mà cung cấp cho các hiệu quả chi phí cũng như có thể dễ dàng triển khai, vì vậy nó cũng được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp hoặc tai nạn HAPS cung cấp các tuyến liên kết quan sát với công suất cao của các ứng dụng băng thông rộng Do ở trên cao có tác động của gió nêntrạm HAPS

sẽ thay đổi tùy ở vị trí theo chiều dọc và chiều ngang Sự chuyển động này làm thay đổi, sai lệch góc nhìn các thiết bị đầu cuối trên mặt đất Nếu sự thay đổi này lớn hơn

bề rộng chùm tia của anten thì yêu cầu tăng hoạt động liên kết.Nhờ sử dụng cách này

nó sẽ khắc phục được nhiều hạn chế và sẽ giúp đường truyền tín hiệu được thẳng hơn

và giảm tình trạng bị cản trở bởi những nhà cao tầng Do các trạm nằm ở trên cao nên

sẽ có khả năng bao phủ diện tích rộng lớn giúp cho làm giảm những vấn đề về diện tích phủ sóng

Mặc dù đã có một số cải tiến mới ở công nghệ không dây thế hệ 5G nhưng nó vẫn có những thách thức cho sự phát triển đó là :

+ Tối ưu hóa phép đo hiệu suất: việc đánh giá của các mạng thông tin liên lạc không dây thường được đặc trưng bằng cách tính toán một hoặc hai phép đo hiệu suất, do độ phức tạp cao Đối với một đánh giá đầy đủ và công bằng của hệ thống không dây 5G,

số liệu hiệu suất hơn nên được xem xét.Chúng bao gồm hiệu quả quang phổ, hiệu quả năng lượng, độ trễ, độ tin cậy, tính công bằng của người dùng, QoS, độ phức tạp thực

+ Mô hình kênh thực tế củahệ thống không dây 5G: mô hình thực tế kênh với độ chính xác hoàn toàn, độ phức tạp cao Chẳng hạn như hệ thống MIMO lớn, mô hình không thể áp dụng trực tiếp cho kênh MIMO lớn.

+ Tích hợp các tiêu chuẩn khác nhau: Mỗi thực hành kỹ thuật có tiêu chuẩn riêng của họ (F.eks Telecom có 3GPP, 3GPP2, ITU, IETF, vv) Để tích hợp các tiêu chuẩn khác nhau, đòi hỏi phải có cách tiếp cận có hệ thống tiêu thụ và thời gian

+ Nền tảng phổ biến: Không có kiến trúc chung cho kết nối thực hành kỹ thuật khác nhau Một cơ quan quản lý chung là cần thiết, mà tạo ra một nền tảng chung cho tất cả các thực hành kỹ thuật để hợp thức các vấn đề kết nối liên thông cũng như chia sẻ kiếnthức

Nhận thức vô tuyến –cách thức mới để sử dụng quang phổ: Các thế hệ di động mới thường được gán dải tần số mới và quang phổ băng thông rộng hơn cho mỗi kênh tần

số Nhưng có rất ít chỗ cho các băng tần mới hoặc băng thông lớn hơn bởi vì quang phổ đã, đang và sẽ tiếp tục là một nguồn lực khan hiếm cho các ngành công nghiệp điện thoại di động thông tin liên lạc Tuy ngành công nghiệp di động có quang phổ dành riêng cho thông tin di động và được cấp phép cho một nhà điều hành nhất định Nhưng điều này có thể bao gồm việc sử dụng phổ không có giấy phép hoặc phổ chủ yếu sử dụng cho các dịch vụ truyền thông khác như là một bổ sung cho hoạt động trong phổ tần được cấp phép.Tuy nhiên, các ứng dụng của nhận thức vô tuyến để truyền thông di động là một khu vực tương đối mới và tiếp tục nghiên cứu và đánh giátính khả thi và tác động của việc sử dụng như vậy

Software Defined Radio (SDR): lợi ích từ tốc độ sử lý ngày càng cao để phát triển nhiều băng, cơ sở trạm đa tiêu chuẩn và thiết bị đầu cuối Mặc dù trong tương lai các thiết bị đầu cuối sẽ được thích ứng giao diện không gian cho các công nghệ truy nhập

vô tuyến có sẵn.Hiện tại, điều này được thực hiện bởi các cơ sở hạ tầng.Một số lợi ích

cở sở hạ tầng dự kiến từ SDR Ví dụ để tăng dung lương mạng tại một thời điểm cụ thể ( như trong các lễ hội hoặc các sự kiện thể thao), một nhà điều hành sẽ cấu hình lạimạng lưới của mình thêm một số modem tại một trạm thu phát gốc (BTS) Trong hệ thống 5G dự kiến, SDR sẽ trở thành một khả năng cho thiết bị đầu cuối và mạng thông

qua phần mềm tải về.Đối với nhà sản xuất điều này có thể là một sự trợ giúp mạnh mẽ

để cung cấp đa tiêu chuẩn, thiết bị đa băng tần với giảm nỗ lực phát triển và chi phí.Khả năng tương tác giữa một số loại truy cập không dây: Khả năng tương tác liền mạch giữa các mạng không đồng nhất giúp cho thành công của hệ thống 5G với công nghệ truy cập phát triển khác nhau Một giải pháp mới nhằm đảm bảo khả năng tương tác giữa một số loại truy cập mạng không dây được đưa ra bởi các phát triển chuẩn IEEE 802.21.IEEE 802.21 đang tập trung vào việc tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển giao giữa mạng không dây khác nhau trong các môi trường không đồng nhất bất kể các loại phương tiện nào.Mục đích của IEEE 802.21 là để giảm bớt việc sử dụng các nút di động bằng cách cung cấp chuyển giao không bị gián đoạn trong mạng không đồng nhất.Nó sẽ đóng góp một phần quan trọng trong việc hướng đến các khả năng tương tác lại của mạng không dây 5G và hệ thống truyền thông di động.Khả năng tương tác thiết lập lại cấu hình cung cấp cho các nhà mạng với một khả năng để lựa chọn, với các khoản đầu tư tối thiểu giữa các mạng truy cập không dây thay thê Việc lựa chọn có thể được thực hiện dựa trên một số tiêu chí như:

- Kiểm soát tắc nghẽn

- Chia sẻ phổ hiệu quả

- Sự cân bằng và chia sẻ giữa các mạng không dây cùng tồn tại trong không giankhác nhau

- So sánh giữa các truy cập tài nguyên sẵn có và truy nhập dịch vụ riêng biệt

Nói chung các yêu cầu chính cho khả năng tương tác mà cần phải được đưa vào xem xét như sau:

- Initial Network Selection (INS):lựa chọn mạng ban đầu (INS ) là một trong cácchức năng cơ bản của khả năng tương tác xử lý giữa các mạng không đồng nhất.Một lựa chọn thông minh của một mạng phù hợp bởi người dùng sẽ cho kết quảchặn thấp hơn, dung lượng cao hơn và tăng cường chất lường dịch vụ

- Hỗ trợ tính di động: khi một mạng lưới đã được lựa chọn , người dùng có thể thayđổi mạng ban đầu đã chọn theo điều kiện khác nhau

- Hợp tác hay thỏa thuận chuyển vùng giữa các nhà khai thác mạng khác nhau Khaithác phải cung cấp cho người dùng những lợi ích tương tự được xử lý trong mộtnhà điều hành mạng.

- Xử lý thuê bao thanh toán giữa hệ thống chuyển vùng

- Xác định các thuê bao phải được thực hiện trong một hệ thống môi trường tinhkhiết

Sự tích hợp giữa các khớp nối: Tùy thuộc vào mức độ tích hợp được yêu cầu giữa các công nghệ truy cập vô tuyến có sẵn Một loạt các phương pháp tiếp cận có thể được thực hiện cho khả năng tương tác hiệu quả.Nếu sự tích hợp giữa công nghệ khác nhau là chặt chẽ, cung cấp các dịch vụ thêm hiệu quả và lưa chọn mạng cũng như quá trình chuyển giao nhanh hơn.Tuy nhiên, với mức độ tích hợp cao đòi hỏi phải nỗ lực đáng kể và cơ chế có thể hỗ trợ việc trao đổi dữ liệu cần thiết và báo hiệu giữa các đài truy cập mạng khác nhau

Hiệu quả năng lượng mạng: Tiêu thụ năng lượng thấp cho thiết bị đầu cuối như điện thoại di động là một yêu cầu quan trọng, phải làm sao cho giảm kích thước pin và cải thiện thời gian pin

II Công nghệ5G

Một số tiêu chuẩn cho mạng 5G

Tại thời điểm hiện tại, một số tham số đã được xác định làm tiêu chuẩn cho chuẩn IMT-2020 là:

- Tốc độ dữ liệu đỉnh 20Gbit/s, tốc độ người dùng 100 Mbit/s

- Dung lượng theo mật độ là 10 Mbits/s/km2

5G và hội tụ giữa điện toán và truyền thông:

5G không chỉ đơn giản là tăng tốc độ và dung lượng mà còn là trí thông minh nhân tạo trong toàn bộ mạng lưới cho phép các thiết bị và hệ thống mạng liên lạc với nhau hiệu quả hơn, truyền dữ liệu và các thông tin âm thanh, hình ảnh nhanh hơn và

có thể chia sẻ tài nguyên điện toán Các thiết bị và hệ thống mạng cần phải hoạt động cùng nhau để tạo ra trí tuệ phục vụ thông minh

5G sẽ làm các thiết bị và các bộ cảm biến sẽ càng ngày càng nhỏ và thông minh hơn:

Các thiết bị sẽ thay đổi về kích thước, hình dáng, chức năng và khả năng điện toán trên con đường tiến đến công nghệ mạng 5G Các hệ thống mạng và thiết bị cần phải xử lý các kết nối một cách thông minh khi người dùng di chuyển trong, ngoài và giữa các vùng phủ sóng, cũng phải có khả năng hạn chế các tín hiệu gây nhiễu từ các điện thoại di động ngay bên cạnh

Hệ thống mạng và thiết bị sẽ đảm nhận vai trò to lớn hơn trong việc chia sẻ các thông tin về ngữ cảnh, tạo ra cơ hội và phát triển các ứng dụng thế hệ mới trong video,lướt web, chơi game và các ứng dụng tích hợp trên nền tảng đám mây

5G và việc xây dựng một Hệ thống mạng cho tương lai:

Hệ thống mạng càng ngày phải càng linh hoạt, hiệu quả và có khả năng mở rộng để đáp ứng sự gia tăng nhanh chóng về mặt số lượng và chủng loại của các thiết bị kết nối mạng trong thời đại Internet của vạn vật (Internet of Things), kể cả các thiết bị công nghệ đeo trên người và các dịch vụ đem lại cho người dùng trải nghiệm 3D như thật Điều này đòi hỏi một mạng lưới không dây rộng lớn và hiệu quả cao hơn

5G đang thành sự thực:

Intel đang phát triển khả năng truy cập vô tuyến không dây và công nghệ xử lý thiết bị cho các thiết bị như máy tính cá nhân, điện thoại thông minh, máy tính bảng, thiết bị công nghệ đeo cá nhân, các bộ cảm biến và các thiết bị kết nối mạng trong tương lai khác

Một phần trong nỗ lực này, Intel đang tạo ra một nền tảng mở, có mục đích chung cho các nhà vận hành mạng và Intel cũng đang đầu tư vào việc cải tiến hệ thốngmạng theo 4 lĩnh vực chính là: phát triển mã nguồn và tiêu chuẩn mở, tạo ra các nền tảng mạng lưới mở, xây dựng một hệ sinh thái mở trên nền tảng Intel và đẩy mạnh các

thí nghiệm và triển khai Để đẩy mạnh các triển khai trong tương lai, Intel đang làm việc với các công ty hàng đầu trong ngành trên các ý tưởng và đề án kinh doanh để định hình các hệ thống mạng và thiết bị tương lai.

Để đạt được mục đích này, Intel đã ra mắt Intel® Network Builders Accelerator, bước

kế tiếp trong kế hoạch của Intel khi hợp tác với các công ty thuộc lĩnh vực hệ thống mạng để thúc đẩy các cải tiến trong hệ sinh thái thông qua việc kết hợp các hoạt động phát triển thị trường và các khoản đầu tư Intel Capital vào các công ty chiến lược và

có khả năng tạo ra bước ngoặt nằm trong chương trình Intel® Network Builders

Hiện nay, Intel là một thành viên trong 7 dự án nghiên cứu thuộc một phần của 5G Public Private Partnership (5G-PPP)* trong chương trình Horizon2020* Intel là thànhviên điều phối dự án của dự án Flex5GWare*, một dự án của Horizon2020, với sự tham gia của 17 tổ chức trong ngành và trong lĩnh vực giáo dục để thực hiện nghiên cứu về các yếu tố cốt lõi của 5G nhằm tạo ra một nền tảng thông tin liên lạc linh hoạt

và có khả năng tái cấu hình cho các dịch vụ di động và ứng dụng di động 5G

2 Kỹ thuật đa anten MIMO

Ða anten là tên chung cho cho tập hợp những kỹ thuật dựa trên việc sử dụngnhiều

anten ở phía thu/phía phát, và ít nhiều kết hợp với kỹ thuật xử lý tín hiệu, thường đượcgọi là MIMO Kỹ thuật đa anten có thể được sử dụng để nâng cao hiệu năng hệ thống,bao gồm làm tăng dung luợng hệ thống (số nguời dùng trong một ô tăng) và tăng vùngphủ(mở rộng ô) cung nhu là làm tăng khả năng cung cấp dịch vụ

Kỹ thuật đa anten mang lại những lợi ích khác nhau phụ thuộc vào những mục đíchkhác nhau:

Nhiều anten phát/ thu có thể duợc sử dụng để phân tập, chống lại fading kênh

vô tuyến Trong trường hợp này, kênh khác nhau trên các anten khác nhau sẽ có độtương quan thấp Ðể đạt được điều đó thì khoảng cách giữa các anten phải đủ lớn

(phân tập không gian) hoặc sử dụng các anten có phân cực khác nhau (phân tập phâncực) Nhiều anten phát/thu có thể được sử dụng để ‘định hình’ cho búp sóng antentổng (búp sóng phía phát và búp sóng phía thu) theo một cách nào đó Ví dụ, tối đahóa độ lợi anten theo một huớng thu/phát nhất định hoặc để triệt nhiễu lấn át tín hiệu.

Kỹ thuật tạo búp sóng này có thể dựa trên cả độ tương quan cao hoặc thấp giữa cácanten Ðộ khả dụng của đa anten phát và thu có thể đuợc sử dụng để tạo ra nhiều kênhtruyền song song thông qua giao diên vô tuyến Ðiều này mang lại khả nang tận dụngbăng thông mà không cần giảm thông tin với cùng công suất Nói cách khác là khảnăng cho tốc độ dữ liệu cao với băng tần hạn chế mà không cần thu hẹp vùng phủ Tagọi đây là kỹ thuật ghép kênh không gian

Mục đích sử dụng anten thông minh là để làm tăng dung lương bằng cách truyền tậptrung các tín hiệu vô tuyến trong khi tăng dung lương tức là tăng việc dùng lại tần số

Nó là một thành phần quan trọng trong mạng 5G Một hệ thống anten thông minh có những đặc tính và lợi ích cơ bản như:

Độ lợi tín hiệu: Tín hiệu được đưa vào từ

nhiều anten sau đo được kết hợp lại để tối

ưu công suất có sẵn nhằm thiết lập mức

vùng phủ đã cho

Vùng phủ tốt hơn: Việc tập trung năng

lượng gửi ra trong một Cell sẽ làm tăng vùng phủ của trạm gốc Thời gian dùng pin lâu hơn do các yêu cầu công suất tiêu thụ thấp hơn

Phân tập không gian: Thông tin được tập

hợp từ mảng anten được dùng để tối thiểu

fading và các tác động của truyền đa

đường không mong muốn

Loại bỏ các thành phần đa đường: Cho

phép truyền với tốc độ bit cao hơn mà không cần dùng bộ cân bằng và làm giảm tác động trả trễ của kênh

Hiệu quả công suất: Kết hợp các ngõ vào

đến nhiều thiết bị để tối ưu tăng ích xử lý

có sẵn trên đường xuống

Chi phí giảm: Chi phí giảm cho các bộ

khuếch đại công suất, độ tin cây cao hơn

Sự loại bỏ nhiễu: Anten pattern có thể Tăng dung lượng:Việc điều khiển chất

loại bỏ các nguồn nhiễu đồng kênh, cải

thiện tỷ số tín hiệu trên nhiễu của tín hiệu

Bảng 2.1 Đặc điểm của anten thông minh

3 Kỹ thuật song công toàn phần

Nếu tín hiệu có thể đồng thời chạy theo hai hướng, kênh truyền thông được gọi

là song công toàn phần (full-duplex).

Mạng điện thoại hữu tuyến hay điện thoại di động là một hệ thống song côngtoàn phần, do nó cho phép cả hai người tham gia một cuộc điện thoại nghe và nói cùnglúc

Điện đài hai chiều có thể được thiết kế thành các hệ thống song công toàn phần, trong

đó gửi và nhận tại hai tần số khác nhau.Song công thì sử dụng 2 tần số khác nhau giữa

2 máy nếu không tín hiệu khi phát và thu sẽ nhiễu lẫn nhau

4 Công nghệ sóng milimet

Với số lượng người dùng tăng lên không ngừng - từ các trung tâm dữ liệu cấp độ doanh nghiệp cho tới những người dùng smartphone - thì nhu cầu băng thông ngày càng cao hơn và nhu cầu về công nghệ mới để cung cấp các tốc độ truyền dữ liệu tốt hơn ngày càng khẩn cấp

Nhiều công nghệ mới đã xuất hiện nhằm hỗ trợ cung cấp tốc độ truyền dẫn hữu ích (throughput - thông lượng) cao hơn, trong đó cáp quang được xem như tiêu chuẩn cao nhất Tuy nhiên, công nghệ cáp quang chưa phải là tối ưu khi xét đến yếu tố chi phí thicông dây cáp Công nghệ vô tuyến sóng millimeter được xem như một tiềm năng

tương đương cáp quang về mặt cung cấp băng thông, song lại không có những hạn chế

về vận chuyển và tài chính khi triển khai

Sóng Millimetre đại diện cho phổ tín hiệu RF giữa các tần số 20GHz và 300GHz với bước sóng từ 1 - 15mm, nhưng xét về khía cạnh mạng vô tuyến và các thiết bị thông tin, tên gọi Sóng Millimetre tương ứng với một số dãi tần 24GHz, 38GHz, 60GHz và gần đây, các dãi tần 70GHz, 80 GHz cũng đã được sử dụng c ông cộng cho mục đích thiết lập mạng và truyền thông vô tuyến

Hình ảnh bên dưới thể hiện dãi quang phổ từ 0-100 GHz với những băng tần số mạng không dây phổ biến nhất, nhằm thể hiện bao nhiêu băng thông sẵn có trong vùng sóng millimetre

Tại Anh, đã có 3 băng tần đã được phân bổ cho việc sử dụng sóng Millimetre với mục đích thương mại, cụ thể như sau:

57 - 66GHz: Dãi tần sóng Millimetre 60GHz (hay Băng tần V) được quản lý bởi

OFCOM cho việc cấp phép sử dụng Lượng lớn tín hiệu hấp thụ bởi đi qua oxy khí quyển cùng các qui định chặt chẽ làm băng tần này chỉ phù hợp với phạm vi ngắn, cùng các giải pháp sóng Millimetre điểm - điểm, điểm - đa điểm Dãi sóng từ 57 - 64Ghz được qui định và cấp phép, song dãi 64-66GHz không cần cấp phép và tự kết hợp

71 - 76GHz và 81 - 86GHz: Những dãi tần 70GHz và 80GHz (hay Băng tần E), được

quản lý bởi OFCOM cho duy nhất hoạt động cấp phép và được xem như là băng tần phù hợp nhất cho mạng vô tuyến sóng Millimetre, kết nối đểm - điểm, điểm - đa điểm

và truyền dẫn thông tin Mỗi băng có phạm vi phổ 5GHz sẵn dụng mà tổng số thì nhiều hơn tất cả các băng tần được giao khác cộng với nhau Mỗi dãi 5GHz có thể hoạt động như một kênh truyền dẫn vô tuyến lân cận duy nhất cho phép sử dụng rất hiệu quả toàn bộ băng và lần lượt dẫn đến kết quả là tốc độ thông lượng cao tới 1 - 3 Gbps trong khi chỉ sử dụng kỹ thuật điều chế đơn giản như OOK (On - Off - Keying) hoặc BPSK (Binary Phase Shift Keying) Những tốc độ thông lượng này cao hơn đáng

kể so với những tốc độ thông lượng khác trong các tần số thấp hơn nhưng lại sử dụng các kiểu điều chế phức tạp hơn nhiều Như vậy, những tốc độ thông lượng cao hơn có thể đạt được với các thiết bị sóng millimetre khi cùng sử dụng các kỹ thuật tiên tiến Nhu cầu hàng đầu của thị trường với các thiết bị này chỉ còn là vấn đề thời gian

Ở Mĩ , cùng với 3 dãi tần trên còn có:

92 – 95 GHz: Dãi tần 94GHz (Băng tần W) được quản lý bởi FCC Part 15 cho cả việc

hoạt động không cấp phép, nhưng chỉ để sử dụng trong nhà Dãi tần này cũng đượcdùng cho các ứng dụng kết nối điểm – điểm ngoài trời theo qui định của FCC Part

101, nhưng do dãi tần từ 94 - 94.1 GHZ bị loại bỏ nên dãi tần 92GHz - 95GHz ít cóhiệu quả phổ như các dãi tần khác

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP

Đa truy cập , còn được gọi là kênh hóa , cho phép chia sẻ từ xa chung

phương tiện truyền tải bởi nhiều người dùng, trong đó phương tiện được phân vùng thành các kênh liên lạc riêng biệt và sau đó dành riêng cho người dùng cụ thể theo những yêu cầu của họ

Kỹ thuật đa truy cập có thể được phân thành ba loại chính:

 Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA)

 Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA)

 Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)

Những kỹ thuật truy cập chính này được sử dụng để chia sẻ băng thông có sẵn trong một hệ thống truyền thông không dây Nói chung, kỹ thuật kênh hóa không phù hợp để truyền phát lưu lượng dữ liệu lớn, và thay vào đó làthích nghi với truy cập liên tục, ổn định dòng dữ liệu Khi chiến lược phân công được cố định sẽ lãng phí tài nguyên và suy giảm năng lực, các kênh truy cập không được phân chiathường

xuyên Phân công kênh ban đầu thường được thực hiện bởi một kênh truy cập ngẫu nhiên FDMA, TDMA và CDMA là các phương thức truy cập trong lớp liên kết dữ liệu

Đa truy cập phân chia theo tần số là truy cập cũ nhất trong tất cả các sơ đồ truy cập vàđã được sử dụng trong hệ thống phân chia nhu cầu đầu tiên cho các vệ

tinh Trong đa truy nhập phân theo chia tần số (FDMA), có sẵn băng thông kênh được chia thành nhiều dải tần số không chồng lấp, trong đó mỗi băng tần được gán động cho một người dùng cụ thể để truyền dữ liệu

Trong một hệ thống FDMA, tín hiệu, trong khi chiếm các dải tần số được chỉ định, có thể truyền đồng thời và liên tục mà không can thiệp lẫn nhau Trong FDMA,

có một bộ điều khiển trung tâm phân bổ dải tần cho người dùng, dựa trên nhu cầu của

họ Điều này thường được thực hiện trong quá trình thiết lập cuộc gọi Một băng tần được phân bổ cho người dùng, sau đó nó thuộc về người dùng dành cho luồng thông tin liên tục trong suốt cuộc gọi Để ngăn chặn sự can thiệp , các dải được phân bổ làngăn cách với nhau bởi các dải bảo vệ nhỏ Nói cách khác, FDMA cho phép người dùng truyền tải đồng thời, nhưng trên các dải tần khác nhau, người dùng khai thácmột phần cố định của băng tần mọi lúc, như trong Hình 2.1a

FDMA là tốt nhấtphù hợp cho các ứng dụng hướng kết nối; tuy nhiên, nó khônghiệu quả về mặtsử dụng năng lượng và băng thông Nếu người dùng không sử dụng kênh FDMA,sau đó nó không hoạt động và không thể được sử dụng bởi những người dùng khác Nó có hiệu quả quang phổ kém, vì các băng bảo vệ phải được sử dụng để tránh chồng chéo các kênh lân cận,và điều này lần lượt làm giảm dung lượng kênh