Bài giảng thông tin vô tuyến đh sư phạm kỹ thuật hưng yên

Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến MỤC LỤC MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.1 Các khái niệm thông tin vô tuyến 1.1.1 Khái niệm thông tin vô tuyến 1.1.2 Lịch sử phát triển thông tin vô tuyến 1.1.3 Khái niệm kênh truyền 1.1.4 Khái niệm sóng mang 1.1.5 Khái niệm truyền dẫn băng tần sở truyền dẫn băng thông 1.1.6 Phân loại hệ thống thông tin vô tuyến 1.1.7 Khái niệm chuẩn vô tuyến 1.2 Phân chia dải tần số vô tuyến ứng dụng cho mục đích thơng tin CHƢƠNG LÝ THUYẾT VỀ KÊNH VÔ TUYẾN 2.1 Khái niệm kênh truyền dẫn phân tập đa đƣờng 2.2 Đáp ứng xung hàm truyền đạt kênh 2.2.1 Đáp ứng xung kênh không phụ thuộc thời gian 2.2.2 Hàm truyền đạt kênh không phụ thuộc thời gian 10 2.3 Bề rộng độ ổn định tần số kênh 10 2.4 Hiệu ứng Doppler 11 2.5 Kênh phụ thuộc thời gian 12 2.6 Bề rộng độ ổn định thời gian kênh 12 2.7 Khái niệm sóng vơ tuyến 13 2.7.1 Sóng bề mặt 13 2.7.2 Sóng không gian 13 2.8 Đƣờng truyền lan sóng vơ tuyến 14 2.8.1 Sự lan truyền băng tần số thấp 15 2.8.2 Sự truyền lan băng tần số cao 15 2.9 Các phƣơng thức truyền lan sóng điện từ 15 2.9.1 Sự truyền lan sóng đất 16 2.9.2 Sự truyền lan sóng khơng gian 16 2.9.3 Sự truyền lan sóng trời 17 2.10 Một số thuật ngữ định nghĩa truyền sóng 18 2.10.1 Tần số tới hạn Góc tới hạn 18 2.10.2 Độ cao ảo 19 2.11 Các nhân tố ảnh hƣởng đến truyền lan sóng vơ tuyến 20 2.11.1 Suy hao truyền lan không gian tự 20 2.11.2 Ảnh hƣởng pha đing mƣa 20 2.11.3 Sự can nhiễu sóng vơ tuyến 21 2.12 Đặc điểm số dải sóng vơ tuyến 21 2.12.1 Sóng cực dài sóng dài 21 Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thơng tin vơ tuyến 2.12.2 Sóng trung 21 2.12.3 Sóng ngắn (SN) 22 2.12.4 Các sóng cực ngắn (SCN) 23 CHƢƠNG NHIỄU TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 25 3.1 Các loại nhiễu thông tin vô tuyến 25 3.1.1 Khái niệm nhiễu trắng (White Gaussian Noise) 25 3.1.2 Tạp âm nhiệt trắng chuẩn cộng tính (Additive White Gaussian Noise) 26 3.1.3 Khái niệm nhiễu xuyên ký tự ISI (Inter symbol interference) 27 3.1.4 Khái niệm nhiễu xuyên kênh ICI (Inter Channel Interference) 29 3.1.5 Khái niệm nhiễu đồng kênh CCI (Co- Channel Interference) 29 3.1.6 Khái niệm nhiễu đa truy nhập MAI (Multiple Access Interference) 31 3.2 Các phƣơng pháp giảm nhiễu thông tin vơ tuyến 31 3.2.1 Tóm tắt lý thuyết dung lƣợng kênh Shannon 31 3.2.2 Định lý giới hạn băng thông Nyquist 32 3.2.3 Giảm nhiễu xuyên kí hiệu ISI sử dụng phƣơng pháp lọc 33 CHƢƠNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 36 4.1 Các vấn đề thiết kế hệ thống vô tuyến 36 4.1.1 Nhiệt độ tạp âm hệ thống hệ số tạp âm 36 4.1.2 Độ nhạy thu 38 4.1.3 Các tƣợng phi tuyến 39 4.2 Các chuẩn vô tuyến 39 4.2.1 Các hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G- 1Generation ) 39 4.2.2 Các hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) 41 4.2.3 Các hệ thống thông tin di động hệ 2.5G 44 4.2.4 Các hệ thống thông tin di động hệ thứ ba (3G) 45 4.3 Kiến trúc hệ thống vô tuyến 46 4.3.1 Hệ thống phát vô tuyến 46 4.3.2 Kiến trúc máy thu 47 CHƢƠNG CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ-GIẢI ĐIỀU CHẾ Ở GIAO DIỆN VÔ TUYẾN 54 5.1 Kỹ thuật điều chế OFDM 54 5.1.1 Mở đầu 54 5.1.2 Các ƣu nhƣợc điểm 55 5.1.3 Sự ứng dụng kỹ thuật OFDM Việt Nam 55 5.2 Từ điều chế đơn sóng mang đến điều chế trực giao OFDM 56 5.2.1 Phƣơng pháp điều chế đơn sóng mang 56 5.2.2 Phƣơng pháp điều chế đa sóng mang FDM 57 5.2.3 Phƣơng pháp điều chế đa sóng mang trực giao OFDM 58 5.3 Lý thuyết điều chế OFDM 59 5.3.1 Khái niệm trực giao hai tín hiệu 59 5.3.2 Bộ điều chế OFDM 60 5.3.3 Chuỗi bảo vệ hệ thống OFDM 62 5.3.4 Phép nhân với xung (Basic Impulse) 63 Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến 5.3.5 Thực điều chế OFDM thuật toán IFFT 64 5.4 Lý thuyết giải điều chế OFDM 65 5.4.1 Khái niệm kênh truyền dẫn phân tập đa đƣờng 65 5.4.2 Bộ giải điều chế OFDM 65 5.4.3 Thực giải điều chế thông qua phép biến đổi nhanh FFT 68 5.5 Phổ tín hiệu OFDM 69 5.5.1 Biểu diễn tốn học phổ tín hiệu OFDM 69 5.5.2 Hiệu suất phổ tín hiệu hệ thống OFDM 70 CHƢƠNG CẤP PHÁT KÊNH VÔ TUYẾN VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN 73 6.1 Hệ thống thông tin vô tuyến tế bào - sở thiết kế hệ thống 73 6.1.1 Tế bào việc phân bổ tần số 73 6.1.2 Nhiễu đồng kênh dung lƣợng hệ thống vô tuyến tế bào 73 6.2 Các phƣơng pháp đa truy nhập mạng 74 6.2.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số 74 6.2.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian 77 6.2.3 Đa truy nhập phân chia theo mã 80 6.2.4 Đa truy nhập phân chia theo không gian 82 6.3 Các phƣơng thức truyền dẫn 83 6.3.1 Truyền dẫn có dây 83 6.3.2 Truyền dẫn không dây 85 Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.1 Các khái niệm thông tin vô tuyến 1.1.1 Khái niệm thơng tin vơ tuyến Hình 1.1 thể mơ hình đơn giản hệ thơng thơng tin vơ tuyến Mơ hình kênh (Discrete Channel) Nguồn tin Mã nguồn (source coding) Mã kênh (Channel coding) Điều chế (Modulation) Kênh vơ tuyến (Channel) Tín hiệu đích (Destination) Giải mã nguồn (source decoding) Giải mã kênh (Channel Decoding) Giải điều chế (Demodulation) Hình 1.1 Mơ hình hệ thống thông tin Nguồn tin trƣớc hết qua mã nguồn để giảm thơng tin dƣ thừa, sau đƣợc mã kênh để chống lỗi kênh truyền gây Tín hiệu sau qua mã kênh đƣợc điều chế để truyền tải đƣợc xa Các mức điều chế phải phù hợp để với điều kiện kênh truyền Sau tín hiệu đƣợc phát máy phát, tín hiệu thu đƣợc máy thu trải qua bƣớc ngƣợc lại so với máy phát Kết tín hiệu đƣợc giải mã thu lại đƣợc máy thu Chất lƣợng tín hiệu phụ thuộc vào chất lƣợng kênh truyền, phƣơng pháp điều chế mã hóa khác 1.1.2 Lịch sử phát triển thông tin vô tuyến Vào đầu kỷ 20 Marconi thành công việc liên lạc vô tuyến qua Đại Tây dƣơng, Kenelly Heaviside phát yếu tố tầng điện ly diện tầng phía khí dùng làm vật phản xạ sóng điện từ Những yếu tố mở kỷ nguyên thông tin vô tuyến cao tần đại quy mô Gần 40 năm sau Marconi, thông tin vô tuyến cao tần phƣơng thức thông tin vô tuyến sử dụng phản xạ tầng đối lƣu, nhƣng hầu nhƣ khơng đáp ứng nhu cầu thông tin ngày gia tăng Chiến tranh Thế giới lần thứ hai bƣớc ngoặt thông tin vơ tuyến Thơng tin tầm nhìn thẳng - lĩnh vực thông tin sử dụng băng tần số cực cao (VHF) đƣợc nghiên cứu liên tục sau chiến tranh giới - trở thành thực nhờ phát triển linh kiện điện tử dùng cho HF UHF, chủ yếu để phát triển ngành Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến Rađa Với gia tăng không ngừng lƣu lƣợng truyền thông, tần số thông tin vô tuyến vƣơn tới băng tần siêu cao (SHF) cực cao (EHF) Vào năm 1960, phƣơng pháp chuyển tiếp qua vệ tinh đƣợc thực phƣơng pháp chuyển tiếp tán xạ qua tầng đối lƣu khí xuất Do đặc tính ƣu việt mình, chẳng hạn nhƣ dung lƣợng lớn, phạm vi thu rộng, hiệu kinh tế cao, thông tin vô tuyến đƣợc sử dụng rộng rãi phát truyền hình quảng bá, vơ tuyến đạo hàng, hàng khơng, qn sự, quan sát khí tƣợng, liên lạc sóng ngắn nghiệp dƣ, thơng tin vệ tinh - vũ trụ v.v Tuy nhiên, can nhiễu với lĩnh vực thông tin khác điều không tránh khỏi, thơng tin vơ tuyến sử dụng chung phần khơng gian làm mơi trƣờng truyền dẫn Để đối phó với vấn đề này, loạt Hội nghị vô tuyến Quốc tế đƣợc tổ chức từ năm 1906 Tần số vô tuyến đƣợc ấn định theo "Quy chế thông tin vô tuyến (RR) Hội nghị ITU Geneva năm 1959 Sau lần lƣợt Hội nghị phân bố lại dải tần số sóng ngắn để sử dụng vào năm 1967, Hội nghị bổ sung quy chế tần số vô tuyến cho thông tin vũ trụ vào năm 1971, Hội nghị phân bố lại tần số vô tuyến thơng tin di động hàng hải cho mục đích kinh doanh vào năm 1974 Tại Hội nghị ITU năm 1979, dải tần số vô tuyến phân bố đƣợc mở rộng tới 9kHz - 400 Ghz xem xét lại bổ sung cho Quy chế thông tin vô tuyến điện (RR) Để giảm bớt can nhiều thông tin vô tuyến, ITU tiếp tục nghiên cứu vấn đề sau để bổ sung vào xếp xác khoảng cách sóng mang Quy chế thông tin vô tuyến: - Dùng cách che chắn thích hợp lựa chọn trạm - Cải thiện hƣớng tính anten - Nhận dạng sóng phân cực chéo - Tăng cƣờng độ ghép kênh - Chấp nhận sử dụng phƣơng pháp điều chế chống lại can nhiễu 1.1.3 Khái niệm kênh truyền Kênh truyền mơi trƣờng truyền dẫn cho phép truyền lan sóng vơ tuyến Thông tin vô tuyến sử dụng khoảng không gian làm môi trƣờng truyền dẫn Tùy thuộc vào môi trƣờng truyền dẫn mà kênh truyền dẫn có tính chất khác 1.1.4 Khái niệm sóng mang Sóng mang sóng đƣợc nhân với tín hiệu có ích trƣớc gửi ăngten phát Sóng mang thân khơng mang tín hiệu có ích Tùy thuộc vào mơi trƣờng truyền dẫn Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thơng tin vơ tuyến dải tín hiệu cho phép mà ngƣời ta lựa chọn giá trị tần số sóng mang Thơng thƣờng sóng mang sóng trung tâm dải băng tần cho phép hệ thống thông tin 1.1.5 Khái niệm truyền dẫn băng tần sở truyền dẫn băng thông Truyền dẫn vô tuyến thông thƣờng đƣợc thực băng thơng , nghĩa tín hiệu phải đƣợc điều chế sóng mang trƣớc phát Truyền dẫn băng tần có sở việc truyền dẫn khơng qua sóng mang Tín hiệu khơng qua sóng mang khơng có khả truyền đƣợc xa suy hao lớn 1.1.6 Phân loại hệ thống thông tin vô tuyến Các hệ thống thông tin vô tuyến đƣợc phân loại theo cung cấp dịch vụ Ví dụ hệ thống phát truyền hình, dịch vụ hai hệ thống thoại hình ảnh Có thể phân loại hệ thống thơng tin vô tuyến theo phƣơng thức truyền dẫn nhƣ hệ thống truyền bán song công (bộ đàm) hay song công (hệ thống thơng tin di động) Cũng phân loại hệ thống theo môi trƣờng truyền dẫn 1.1.7 Khái niệm chuẩn vô tuyến Để xây dựng hệ thống vơ tuyến phạm vi đa quốc gia hay tồn cầu ngƣời ta đƣa chuẩn cụ thể cho hệ thống cụ thể Các chuẩn quy định cấu trúc máy phát, máy thu, cấu trúc toàn hệ thống thông tin cách thống Các hãng sản xuất thiết bị thông tin theo quy chuẩn để thiết kế hệ thống Trên giới có hai tổ chức lớn thực vấn đề Hiệp hội Điện tử Thế giới IEEE tổ chức quy chuẩn Châu Âu ETSI 1.2 Phân chia dải tần số vô tuyến ứng dụng cho mục đích thơng tin Thơng tin vơ tuyến đảm bảo việc phát thông tin xa nhờ sóng điện từ Mơi trƣờng truyền sóng (khí mặt đất, vũ trụ, nƣớc, ) chung cho nhiều kênh thông tin vô tuyến Việc phân kênh chủ yếu dựa vào tiêu chuẩn tần số Phổ tần tổng cộng miền áp dụng cho chúng đƣợc hình 1.2 Hạ âm 10 Âm 10 Dải tần số radio Dải sợi quang Viba, Tia AM TV, vệtinh, Hồng nhìn Cực radio FM rađa ngoại thấy tím Siêu âm 10 10 10 10 10 12 10 10 14 10 16 Tia X 18 10 Tia vũ Tia gamma trụ 20 10 10 22 Tần số (Hz) Hình 1.2 Phổ tần số vơ tuyến ứng dụng Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến 22 Phổ tần kéo dài từ tần số dƣới âm (vài Hz) đến tia vũ trụ (10 Hz) đƣợc chia tiếp thành đoạn nhỏ gọi băng tần Tồn dải tần số vơ tuyến (RF) lại đƣợc chia thành băng nhỏ hơn, có tên ký hiệu theo Ủy ban tƣ vấn thông tin vô tuyến quốc tế CCIR - Các tần số thấp (ELF) có giá trị nằm phạm vi 30Hz đến 300Hz, chứa tần số mạng điện AC tín hiệu đo lƣờng từ xa tần thấp - Các tần số tiếng nói (VF), có giá trị nằm phạm vi 300Hz đến 3kHz, chứa tần số kênh thoại tiêu chuẩn - Các tần số thấp (VLF), có giá trị nằm phạm vi 3kHz đến 30kHz, chứa phần dải nghe đƣợc tiếng nói Dùng cho hệ thống an ninh, quân chun dụng phủ nhƣ thơng tin dƣới nƣớc (giữa tàu ngầm) - Các tần số thấp (LF) có giá trị nằm phạm vi 30kHz đến 300kHz (thƣờng gọi sóng dài), chủ yếu dùng cho dẫn đƣờng hàng hải hàng không - Các tần số trung bình (MF) có giá trị nằm phạm vi 300kHz đến 3MHz (thƣờng đƣợc gọi sóng trung), chủ yếu dùng cho phát thƣơng mại sóng trung Ngồi sử dụng cho đƣờng dẫn hàng hải hàng không - Các tần số cao (HF) có giá trị nằm phạm vi 3MHz đến 30MHz (thƣờng gọi sóng ngắn) Phần lớn thơng tin vô tuyến hai chiều sử dụng dải với mục đích thơng tin cự ly xa xun lục địa, liên lạc hàng hải, hàng không, phát quảng bá, - Các tần số cao (VHF) có giá trị nằm phạm vi 30MHz đến 300MHz (còn gọi sóng mét), thƣờng dùng cho vơ tuyến di động, thông tin hàng hải hàng không, phát FM thƣơng mại, truyền hình thƣơng mại - Các tần số cực cao (UHF) có giá trị nằm phạm vi 300MHz đến 3GHz (cịn gọi sóng decimet), dùng cho kênh truyền hình thƣơng mại, dịch vụ thông tin di động mặt đất, hệ thống điện thoại tế bào, số hệ thống rađa dẫn đƣờng, hệ thống vi ba thông tin vệ tinh - Các tần số siêu cao (SHF) có giá trị nằm phạm vi 3GHz đến 30GHz (còn gọi sóng centimet), chủ yếu dùng cho vi ba thông tin vệ tinh - Các tần số cao (EHF) có giá trị nằm phạm vi 30GHz đến 300GHz (cịn gọi sóng milimet), sử dụng cho thông tin vô tuyến - Các tần số hồng ngoại có giá trị nằm phạm vi 0,3THz đến 300THz, nói chung khơng gọi sóng vơ tuyến Sử dụng hệ thống dẫn đƣờng tìm nhiệt, chụp ảnh điện tử thiên văn học Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến - Các ánh sáng nhìn thấy có giá trị nằm phạm vi 0,3PHz đến 3PHz, dùng hệ thống sợi quang - Các tia cực tím, tia X, tia gamma tia vũ trụ sử dụng cho thơng tin 12 Chú thích: THz (terahertz) = 10 Hz 15 PHz (petahertz) = 10 Hz 18 EHz (exahertz) = 10 Hz Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến CHƢƠNG LÝ THUYẾT VỀ KÊNH VÔ TUYẾN 2.1 Khái niệm kênh truyền dẫn phân tập đa đƣờng Ăng ten Vật phản xạ Tuyến (τ2) Tuyến (τ1) Máy thu Hình 2.1 Mơ hình phản xạ truyền dẫn phân tập đa đƣờng Tín hiệu từ ăng ten phát đƣợc truyền đến máy thu thông qua nhiều hƣớng phản xạ tán xạ khác Ở hình tín hiệu giả sử nhận đƣợc hai luồng tín hiệu Một luồng tín hiệu truyền thẳng có trễ truyền dẫn tƣơng ứng τ1, tuyến thứ hai phản xạ từ vật cản có trễ truyền dẫn τ2 Tín hiệu máy thu tổng tín hiệu nhận đƣợc từ tuyến truyền dẫn, tín hiệu thu đƣợc luồng τ1 bị suy giảm mức độ khác so với độ suy giảm luồng τ2 Do cƣờng độ tín hiệu thu đƣợc luồng τ1 khác với tín hiệu luồng τ2 cho dù máy phát phát hai tín hiệu có biên độ Hiện tƣợng đƣợc gọi tƣợng fading miền tần số (fading đƣợc hiểu tƣợng suy hao tín hiệu phát nhận đƣợc máy thu kênh truyền dẫn gây ra) Kênh truyền dẫn phân tập đa đƣờng gây nên hiệu ứng fading miền tần số gọi kênh phụ thuộc tần số Thực chất tƣợng kênh phụ thuộc tần số hàm truyền đạt kênh phụ thuộc vào giá trị tần số tín hiệu phát Mơ hình tổng qt truyền dẫn phân tập đa đƣờng hai tuyến truyền dẫn mà vơ số tuyến truyền dẫn khác Tín hiệu phát phản xạ, tán xạ khúc xạ theo nhiều hƣớng khác đến máy thu Trong trƣờng hợp máy phát máy thu đặt tầm nhìn thẳng có luồng tín hiệu tầm nhìn thẳng Tín hiệu thƣờng có cƣờng độ lớn hẳn chất lƣợng tín hiệu thu tốt nhiều 2.2 Đáp ứng xung hàm truyền đạt kênh 2.2.1 Đáp ứng xung kênh không phụ thuộc thời gian a) Khái niệm kênh không phụ thuộc thời gian Kênh không phụ thuộc thời gian kênh truyền dẫn trƣờng hợp khơng có chuyển động tƣơng đối máy phát máy thu Bản chất tƣợng đáp ứng xung hàm truyền đạt kênh không phụ thuộc thời gian b) Định nghĩa xung Dirac Xung δ(t) đƣợc định nghĩa xung Dirac thõa mãn hai điều kiện sau : Nguyễn Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến   (t)  t ≠  (t)   c) Khái niệm đáp ứng xung kênh Đáp ứng xung kênh dãy xung thu đƣợc máy thu máy phát phát xung cực ngắn gọi xung Dirac δ(t) Đáp ứng xung kênh không phụ thuộc thời gian mặt toán học đƣợc biểu diễn nhƣ sau : Np h( )  ak  ( k ) k 1 Trong : k số tuyến truyền dẫn, h(τ) đáp ứng xung kênh, τ biến trễ truyền dẫn, τk trễ truyền dẫn tƣơng ứng với biến k, ak hệ số suy hao Np số tuyến truyền dẫn Hình 2.2 mơ tả đáp ứng xung kênh h(τ) τ Hình 2.2 Đáp ứng xung kênh 2.2.2 Hàm truyền đạt kênh không phụ thuộc thời gian Chuyển đổi Fourier đáp ứng xung h(τ) ta đƣợc hàm truyền đạt H(jω) : FT h(τ)  H(jω) Hàm truyền đạt kênh :  Np H ( j)  h( )e  j d  ak e  j k k 1  Dựa vào hàm truyền đạt kênh ta nhận biết đƣợc miền tần số tín hiệu bị suy hao hay tƣơng ứng với độ fading lớn, miền tần số tín hiệu bị suy hao 2.3 Bề rộng độ ổn định tần số kênh Bề rộng độ ổn định tần số kênh đƣợc định nghĩa : (f )c   max Trong đó, (Δf)c bề rộng độ ổn định tần số kênh τmax trễ truyền dẫn lớn kênh Tùy thuộc vào bề rộng băng tần hệ thống so với bề rộng độ ổn định tần số kênh mà kênh đƣợc định nghĩa kênh phụ thuộc tần số hay không Nguyễn Thị Huyền Linh 10 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến với giá trị Rb phƣơng trình (5.37) B phƣơng trình (5.38) vào phƣơng trình (5.36) ta có: log2 (M ).NC /T R eff  fNC 1  f0  2(1   )( fs / 2) Với f -f = (N -1)f f  NC 1 C log2 (M ) R eff  s s (5.39) ta lại có: Ts Ts  T  T s G (5.40)  NC Từ kết tính tốn hiệu sử dụng băng tần hệ thống phƣơng trình (5.40) ta có nhận xét hiệu sử dụng phổ tín hiệu OFDM lớn số sóng mang sử dụng cho việc mang tin có ích lớn Thêm vào độ dài chuỗi bảo vệ phải tƣơng đối nhỏ so với độ dài mẫu tín hiệu OFDM Sự lựa chọn tham số cho hệ thống OFDM để nâng cao hiệu sử dụng phổ tín hiệu hệ thống phải đảm bảo điều kiện sau: TG  TS (5.41) Mặt khác để loại bỏ đƣợc tồn nhiễu liên tín hiệu cho hệ thống chuỗi bảo vệ phải lớn trễ truyền dẫn lớn kênh: T  (5.42) Đồng thời để giảm ảnh hƣởng phụ thuộc theo thời gian kênh đối G max với chất lƣợng hệ thống độ dài mẫu tín hiệu OFDM phải nhỏ nhiều độ dài phụ thuộc thời gian kênh: Ts  f (5.43) D max Các điều kiện phƣơng trình (5.41) đến (5.43) điều kiện để lựa chọn tham số cho việc thiết kế hệ thống OFDM Nguyễn Thị Huyền Linh 72 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến CHƢƠNG CẤP PHÁT KÊNH VÔ TUYẾN VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUN VƠ TUYẾN 6.1 Hệ thống thơng tin vơ tuyến tế bào - sở thiết kế hệ thống 6.1.1 Tế bào việc phân bổ tần số Hệ thống thông tin di động tế bào sử dụng số lƣợng lớn máy phát vô tuyến công suất thấp để tạo nên cell hay gọi tế bào (đơn vị địa lý hệ thống thông tin vô tuyến) Thay đổi công suất máy phát nhằm thay đổi kích thƣớc cell theo phân bố mật độ thuê bao, nhu cầu thuê bao theo vùng cụ thể Khi thuê bao di động chuyển tè cell sang cell khác, đàm thoại họ đƣợc giữ nguyên liên tục, không gián đoạn Tần số sử dụng cell đƣợc sử dụng lại cell khác với khoảng cách xác định hai cell Mỗi thuê bao di động sử dụng kênh vô tuyến riêng biệt tạm thời để liên lạc với cell Mỗi cell liên lạc đƣợc với nhiều thuê bao di động thời điểm, thuê bao đƣợc dùng kênh vô tuyến riêng biệt Mỗi kênh vô tuyến sử dụng cặp tần số để liên lạc, tần số cho đƣờng xuống (phát từ cell), tần số theo chiều ngƣợc lại để cell nhận gọi từ thuê bao Năng lƣợng sóng vơ tuyến suy hao theo khoảng cách nên thuê bao cần thiết phải đứng gần trạm phát để giữ liên lạc đƣợc liên tục 6.1.2 Nhiễu đồng kênh dung lượng hệ thống vô tuyến tế bào Các vấn đề nhiễu sinh khối di động sử dụng tần số điểm gần chứng tỏ tất tần số tái sử dụng cell Việc tái sử dụng triển khai cell có khoảng cách định với Các nghiên cứu phát rằng, ảnh hƣởng nhiễu khoảng cách vùng mà phụ thuộc vào tỉ lệ khoảng cách với bán kính phủ sóng vùng Nguyễn Thị Huyền Linh 73 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến 6.2 Các phƣơng pháp đa truy nhập mạng 6.2.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số Hình 6.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số Trong phƣơng pháp đa truy nhập độ rộng băng tần cấp phát cho hệ thống đƣợc chia băng thông thành băng khoảng bảo vệ Mỗi băng tần đƣợc ấn định cho hệ thống kênh riêng Trong dạng đa truy nhập máy vô tuyến đầu cuối phát liên tục số sóng mang đồng thời tần số khác Cần đảm bảo khoảng bảo vệ kênh bị sóng mang chiếm để phịng ngừa khơng hồn thiện lọc dao động Máy thu đƣờng xuống đƣờng lên chọn sóng mang cần thiết theo tần số phù hợp Nhƣ vậy, FDMA phƣơng thức đa truy nhập mà kênh đƣợc cấp phát tần số cố định Để đảm bảo FDMA tốt tần số phải đƣợc phân chia quy hoạch thống tồn giới Để đảm bảo thơng tin song cơng tín hiệu phát thu máy th bao phải đƣợc phát hai tần số khác nhau, tần số nhƣng khoảng thời gian phát thu khác Phƣơng pháp thứ đƣợc gọi ghép song công theo tần số (FDMA/FDD, FDD: Frequency Division Duplex) phƣơng pháp thứ hai đƣợc gọi ghép song công theo thời gian (FDMA/TDD, TDD: Time Division Duplex) Nguyễn Thị Huyền Linh 74 Đề cƣơng giảng Thơng tin vơ tuyến Hình 6.2 Phân bố tần số phƣơng pháp FDMA/FDD Trong phƣơng pháp FDMA/FDD băng tần dành cho hệ thống đƣợc chia thành hai nửa, nửa thấp (Lower Half Band) nửa cao (Upper Half Band) Trong nửa băng tần ngƣời ta bố trí tần số cho kênh Trong hình 6… cặp tần số nửa băng thấp nửa băng cao có số đƣợc gọi cặp tần số thu phát hay song công, tần số đƣợc sử dụng cho máy phát tần số đƣợc sử dụng cho máy thu kênh, khoảng cách hai tần số đƣợc gọi khoảng cách thu phát hay song công Khoảng cách gần hai tần số nửa băng đƣợc gọi khoảng cách hai kênh lân cận ( x ), khoảng cách đƣợc chọn đủ lớn để tỷ số tín hiệu tạp âm cho trƣớc (SNR: Signal to Noise Ratio) hai kênh cạnh gây nhiễu cho Nhƣ vậy, kênh bao gồm cặp tần số: tần số băng tần thấp tần số băng tần cao để đảm bảo thu phát song công Thông thƣờng đƣờng phát từ trạm gốc (hay phát đáp) xuống trạm đầu cuối (hay trạm phát đáp) đƣợc gọi đƣờng lên Khoảng cách hai tần số đƣờng xuống đƣờng lên Y nhƣ thấy hình vẽ Trong thơng tin di động tần số đƣờng xuống cao tần số đƣờng lên để suy hao đƣờng lên thấp đƣờng xuống công suất phát từ máy cầm tay lớn Trong thông tin vệ tinh tùy thuộc vào hệ thống sử dụng trạm thông tin vệ tinh mặt đất lớn ngƣời ta thƣờng sử dụng tần số đƣờng lên cao đƣờng xuống, ngƣợc lại hệ thống thông tin vệ tinh (nhƣ di động chẳng hạn) trạm mặt đất nhỏ nên tần số đƣờng lên đƣợc sử dụng thấp tần số đƣờng xuống Nguyễn Thị Huyền Linh 75 Đề cƣơng giảng Thơng tin vơ tuyến Hình 6.3 Phân bố tần số phƣơng pháp FDMA/TDD Trong phƣơng pháp FDMA/TDD, máy thu máy phát sử dụng chung tần số (nhƣng phân chia theo thời gian) băng tần kênh chọn tần số băng tần (phƣơng pháp ghép song công theo thời gian: TDD) Phƣơng pháp đƣợc mơ tả hình 6… cho thấy kênh vô tuyến trạm gốc máy đầu cuối sử dụng tần số fi cho máy phát thu Tuy nhiên phát thu luân phiên, chẳng hạn trƣớc tiên trạm gốc phát xuống máy thu đầu cuối khe thời gian đƣợc ký hiệu Tx, sau ngừng phát thu tín hiệu phát từ trạm đầu cuối khe thời gian đƣợc ký hiệu Rx, sau lại phát khe Tx Phƣơng pháp đa truy nhập phân chia theo tần số đƣợc ứng dụng hệ thống điện thoại không dây, thông tin vệ tinh Trong hệ thống điện thoại khơng dây FDMA điển hình châu Âu hiệu suất sử dụng tần số thực hệ thống điện thoại khơng dây 20 kênh/MHz cịn điện thoại không dây số 10 kênh/MHz Nhƣợc điểm phƣơng pháp chƣa tận dụng triệt để dải tần (những khoảng bảo vệ không dùng để truyền tin) FDMA dùng cho hệ thống có băng tần đƣợc cấp phát rộng nhƣ thơng tin vệ tinh… Để tăng hiệu suất sử dụng tần số sử dụng FDMA kết hợp với ghép song công theo thời gian (FDMA/TDD) Ở phƣơng pháp máy thu phát sử dụng tần số thời gian thu phát luân phiên Nguyễn Thị Huyền Linh 76 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến Phƣơng pháp FDMA nhạy cảm với phân tán thời gian truyền lan sóng, khơng cần đồng không xảy trễ không cần xử lý tín hiệu nhiều, giảm trễ hồi âm 6.2.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian Hình 6.4 Đa truy nhập phân chia theo thời gian Chia tín hiệu thành cụm ghép thành khung thời gian Mỗi sóng mang mang cụm chiếm tồn băng thông Điều giúp cho tiết kiệm tần số Hình 6.5 Nguyên lý TDMA Hình 6.5 cho thấy hoạt động hệ thống theo nguyên lý đa truy nhập phân chia theo thời gian Các đầu cuối vô tuyến phát không liên tục thời gian TB Sự truyền dẫn đƣợc gọi cụm Sự phát cụm đƣợc đƣa vào cấu trúc Nguyễn Thị Huyền Linh 77 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến thời gian dài đƣợc gọi chu kỳ khung, tất máy đầu cuối vô tuyến phải phát theo cấu trúc Mỗi sóng mang thể cụm chiếm toàn độ rộng kênh vơ tuyến đƣợc mang tần số sóng mang fi Phƣơng pháp sử dụng cặp tần số song công cho TDMA đƣợc gọi đa truy nhập phân chia theo thời gian với ghép song công theo tần số TDMA/FDD (FDD: Frequency Division Duplexing) Trong phƣơng pháp đƣờng lên (từ máy đầu cuối đến trạm gốc) bao gồm tín hiệu đa truy nhập theo thời gian (TDMA) đƣợc phát từ máy đầu cuối đến trạm gốc, đƣờng xuống (từ trạm gốc đến máy đầu cuối) tín hiệu ghép kênh theo thời gian (TDM: Time Division Multiplexing) đƣợc phát từ trạm gốc cho máy đầu cuối Hình 6.6 TDM Để phân bổ tần số thông minh hơn, phƣơng pháp TDMA/TDD (TDD: Time Division Duplexing) đƣợc sử dụng Trong phƣơng pháp hai đƣờng lên đƣờng xuống sử dụng chung tần số, nhiên để phân chia đƣờng phát đƣờng thu khe thời gian phát thu đƣợc phát khoảng thời gian khác Nguyễn Thị Huyền Linh 78 Đề cƣơng giảng Thơng tin vơ tuyến Hình 6.7 TDMA/TDD Ở TDMA vấn đề đồng quan trọng Đồng cho phép xác định vị trí cụm cần lấy máy thu hay cần phát máy phát tƣơng ứng Nếu máy đầu cuối máy di động đồng cịn phải xét đến vị trí máy so với trạm gốc Hình 6.8 Đồng TDMA Nhƣ mục đích việc đồng đảm bảo cụm lấy phía thu tƣơng ứng với cụm phát phía phát Thực cách chèn vào đầu khung cụm tham chiếu mang thông tin để máy thu xác định điểm bắt đầu cụm Do khung phát dải tần, phát thời điểm khác Do cần phải có đồng phía phát thu Một khung TDMA ngồi tín hiệu tin tức cịn có phần dành để chèn tín hiệu báo hiệu đồng So với FDMA, TDMA cho phép tiết kiệm tần số thiết bị thu phát Tuy nhiên nhiều hệ thống sử dụng cặp tần số khơng đủ đảm bảo dung lƣợng mạng Vì TDMA thƣờng đƣợc sử dụng kết hợp với FDMA cho mạng đòi hỏi dung lƣợng cao Nhƣợc điểm TDMA đòi hỏi đồng tốt thiết bị phức tạp FDMA cần dung lƣợng truyền dẫn cao, đòi hỏi xử lý số phức tạp nên xẩy tƣợng hồi âm Nguyễn Thị Huyền Linh 79 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến 6.2.3 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA phƣơng thức đa truy nhập mà kênh đƣợc cung cấp cặp tần số mã Đây phƣơng thức đa truy nhập mới, phƣơng thức dựa nguyên lý trải phổ Tồn ba phƣơng pháp trải phổ: - Trải phổ theo chuỗi trực tiếp (DS: Direct Sequency) - Trải phổ theo nhảy tần (FH: Frequency Hopping) - Trải phổ theo nhảy thời gian (TH: Time Hopping) Hình 6.9 Đa truy nhập phân chia theo mã Các user đƣợc mã hóa trực giao (Psurdorandom Noise) Cho phép nhiều user phát đồng thời tồn băng thơng thời điểm Do user dùng chung băng tần, đồng thời phát thời điểm với nên tận dụng tối đa tài nguyên thời gian tần số Do nâng cao dung lƣợng hệ thống Các user phân biệt mã Thƣờng dùng mã giả ngẫu nhiên Psurdorandom Noise có tính trực giao tốt để tránh can nhiễu lên Hệ thống CDMA/FDD làm việc hai băng tần với hai sóng mang: cho đƣờng lên cho đƣờng xuống Trên cặp sóng mang đồng thời M ngƣời sử dụng truy nhập vào mạng sở đƣợc trải phổ M chuỗi trực giao khác Mỗi cặp sóng mang đƣợc gọi kênh CDMA Thí dụ hệ thống CDMA với N kênh CDMA kênh cho phép M ngƣời sử dụng đồng thời truy nhập mạng đƣợc cho hình sau Nguyễn Thị Huyền Linh 80 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến Hình 6.10 Ngun lý CDMA/FDD Trong đó, X độ rộng băng tần kênh CDMA Y phân cách tần số sóng mang đƣờng xuống đƣờng lên Khác với FDD phải sử dụng cặp sóng mang truyền dẫn song cơng, TDD sử dụng sóng mang cho truyền dẫn song công Sự khác phân bổ tần số FDD TDD đƣợc cho hình sau Hình 6.11 Sự khác FDD TDD CDMA có nhiều ƣu điểm phƣơng pháp đa truy nhập FDMA TDMA nhƣ: Nguyễn Thị Huyền Linh 81 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến - Cho dung lƣợng cao - Khả chống nhiễu phading tốt - Bảo mật thông tin tốt - Dễ dàng áp dụng cho hệ thống đòi hỏi cung cấp linh hoạt dung lƣợng kênh cho ngƣời áp dụng - Cho phép chuyển giao lƣu lƣợng mềm vùng phủ sóng nhờ không xảy thông tin thực chuyển giao - Vì sử dụng chung tần số cho nhiều ngƣời sử dụng nên quy hoạch mạng đơn giản Tuy nhiên CDMA không tránh khỏi nhƣợc điểm sau: - Đồng phức tạp hơn, ngồi đồng định thời cịn phải thực đồng mã - Cần nhiều mạch điện xử lý số - Mạng cho hiệu suất sử dụng cao nhiều ngƣời sử dụng chung tần số 6.2.4 Đa truy nhập phân chia theo không gian Đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA) đƣợc sử dụng tất hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong: hệ thống tƣơng tự hệ thống số Các hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong cho phép đa truy nhập đến kênh vô tuyến chung (hay tập kênh) sở (tùy theo vị trí máy di động mặt đất) Các hệ thống thông tin vô tuyến tổ ong minh họa cụ thể SDMA Yếu tố hạn chế kiểu SDMA hệ số tái sử dụng tần số Tái sử dụng tần số khái niệm chủ yếu vô tuyến tổ ong, nhiều ngƣời sử dụng chia sẻ đồng thời tần số Các ngƣời sử dụng phải đủ cách xa để giảm thiểu ảnh hƣởng nhiễu đồng kênh (nhiễu tần số) Tập tần số đƣợc lặp lại ô khác hệ thống đảm bảo đủ khoảng cách ô sử dụng tần số để ngăn chặn nhiễu giao thoa đồng kênh Có nhiều sơ đồ SDMA hệ thống tổ ong nay: ô mini, ô micro, ô phân đoạn, ô dù che anten thông minh Đây phƣơng pháp phân chia không gian máy di động làm việc với độ phân giải không gian cao Nguyễn Thị Huyền Linh 82 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến nhờ rút ngắn khoảng cách ngƣời sử dụng mà không vi phạm quy định nhiễu đồng kênh - Ơ micro đƣợc phủ sóng trạm gốc có cơng suất thấp vùng mật độ lƣu lƣợng cao hệ thống - Ô dù phủ ô lơn đƣợc thiết kế để gánh đỡ tải cho ô micro - Các ô phân đoạn ô đƣợc phủ sóng đoạn ô 120 60 0 anten có tính hƣớng nhờ tăng đƣợc dung lƣợng hệ thống - Các anten thông minh phát kiến cho hệ thống thông tin tổ ong vơ tuyến Các anten tạo búp sóng hẹp nhờ tăng đáng kể vùng phủ sóng dung lƣợng hệ thống SDMA thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ phƣơng pháp đa truy nhập bổ sung cho ba phƣơng pháp đa truy nhập để tăng dung lƣợng cho mạng thông tin đa truy nhập vô tuyến sử dụng phƣơng pháp 6.3 Các phƣơng thức truyền dẫn 6.3.1 Truyền dẫn có dây a) Các đường truyền hai dây không xoắn đƣờng truyền hai dây không xoắn môi trƣờng truyền dẫn đơn giản Mỗi dây cách ly với dây hai xuyên tự (không xoắn qua môi trƣờng khơng khí) Loại dây thích hợp cho kết nối thiết bị cách xa đến 50m dùng tốc độ bit nhỏ 19,2 kbps Tín hiệu thƣờng mức điện hay cƣờng độ dòng điện vào tham chiếu điện đất đặt lên dây điện đất đặt vào dây Mặc dù đƣờng dây đƣợc dùng để nối máy tính cách trực tiếp, nhƣng thƣờng dùng cho kết nối DTE đến thiết bị kết cuối mạch liệu cục DCE (Data Circuit terminating Equipment), ví dụ nhƣ Modem kết nối nhƣ thƣờng dùng dây đa đƣờng cách tổ chức thông thƣờng cách ly riêng dây cho tín hiệu dây nối đất (ground) Bộ dây hoàn chỉnh đƣợc bọc cáp nhiều lõi đƣợc bảo vệ hay dƣới dạng hộp Với loại dây cần phải cẩn thận tránh can nhiễu tín hiệu điện dây dẫn kề cáp Hiện tƣợng gọi nhiễu xuyên âm Ngồi cấu trúc khơng xoắn khiến chúng dễ bị xâm nhập tín hiệu nhiễu bắt nguồn từ nguồn tín hiệu khác xạ điện từ, trở ngại tín hiệu truyền loại dây Nguyễn Thị Huyền Linh 83 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến dây bị can nhiễu Vì máy thu hoạt động sở phân biệt mức chênh lệch điện hai dây, nên điều dẫn đến đọc sai tín hiệu gốc Các yếu tố ảnh hƣởng đồng thời tạo giới hạn cự lý nhƣ tốc độ truyền b) Các đường dây xoắn đơi Chúng ta loại bỏ tín hiệu nhiễu cách dùng cáp xoắn đơi, cặp dây xoắn lại với Sự xấp xỉ đƣờng dây tham chiếu đất dây tín hiệu có ý nghĩa tín hiệu thâm nhập vào hai dây ảnh hƣởng chúng giảm triệt tiêu Hơn có nhiều cặp dây xoắn cáp xoắn cặp cáp làm giảm nhiễu xuyên âm Các đƣờng xoắn đôi với mạch phát thu thích hợp lợi dụng ƣu có đƣợc từ phƣơng pháp hình học đƣờng truyền tốc độ xấp xỉ Mbps qua cự ly ngắn (ngắn 100m) tốc độ thấp qua cự ly dài Các đƣờng dây gọi cáp xoắn đôi không bảo vệ UTP (Unshielded Twisted Pair), đƣợc dùng rộng rãi mạng điện thoại nhiều ứng dụng truyền số liệu Đối với cáp xoắn bảo vệ STP (Shielded Twisted Pair) có dùng thêm lƣới bảo vệ để giảm ảnh hƣởng xuyên nhiễu c) Cáp đồng trục Các yếu tố giới hạn cáp xoắn khả tƣợng đƣợc gọi “hiệu ứng da” Khi tốc độ bit truyền gia tang dòng điện chạy đƣờng dây có khuynh hƣớng chạy bề mặt dây dẫn, dùng phần dây có sẵn điều làm tăng trở kháng đƣờng dây tín hiệu có tần số cao, dẫn đến suy hao lớn tín hiệu Ngồi với tần số cao lƣợng tín hiệu bị tiêu hao nhiều ảnh hƣởng xạ Chính ứng dụng u cầu tốc độ bit cao Mbps, dùng mạch thu phát phức tạp Dây tín hiệu trung tâm đƣợc bảo vệ hiệu tín hiệu xun nhiễu từ ngồi nhờ lƣới dây bao quanh bên ngoài, suy hao lƣợng tối thiểu xạ điện từ hiệu ứng da có lớp dây dẫn bao quanh Cáp đồng trục dùng với số loại tín hiệu khác nhƣng thông dụng dùng cho tốc độ 10 Mbps cự ly vài trăm mét, dùng điều chế tốt đạt đƣợc thơng số cao d) Cáp quang Mặc dù có nhiều cải tiến nhƣng loại dây cáp kim loại bị giới hạn tốc độ truyền dẫn Cáp quang khác xa với loại cáp trƣớc đây, cáp quang mang thông tin Nguyễn Thị Huyền Linh 84 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến dƣới dạng chùm dao động ánh sáng sợi thủy tinh Sóng ánh sáng có băng thơng rộng sóng điện từ, điều cho phép cáp quang đạt đƣợc tốc độ truyền cao lên đến hàng trăm Mbps Sóng ánh sáng miễn dịch nhiễu điện từ nhiễu xuyên âm Cáp quang hữu dụng việc tín hiệu tốc độ thấp mơi trƣờng xun nhiễu nặng ví dụ nhƣ điện cao thế, chuyển mạch Ngồi cịn dùng nơi có nhu cầu bảo mật Một cáp quang bao gồm sợi thủy tinh cho tín hiệu đƣợc truyền đƣợc bọc lớp phủ bảo vệ ngăn ngừa nguồn sáng từ bên ngồi tín hiệu ánh sáng phát phát quang thiết bị thực chuyển đổi tín hiệu điện thơng thƣờng từ đầu cuối liệu thành tín hiệu quang Một thu quang đƣợc dùng để chuyển ngƣợc lại (từ quang sang điện) máy thu, thông thƣờng phát diode phát quang hay laser thực chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang Các thu dùng photodiode cảm quang hay photo transistor 6.3.2 Truyền dẫn không dây a) Đường truyền vệ tinh Tất mơi trƣờng truyền có dây nêu đƣợc dùng đƣờng dây vật lý để mang thông tin truyền Số liệu truyền cách dùng sóng điện từ qua không gian tự nhƣ hệ thống thơng tin vệ tinh Một chùm sóng viba trực xạ mang số liệu đƣợc điều chế, đƣợc truyền đến vệ tinh từ trạm mặt đất Chùm sóng đƣợc thu đƣợc truyền lại đến đích xác định trƣớc nhờ mạch tích hợp thƣờng đƣợc gọi transponder Một vệ tinh có nhiều transponder, transponder đảm trách băng tần đặc biệt Mỗi kênh vệ tinh thơng thƣờng có đƣợc băng thơng cực cao (500 MHz) cung cấp cho hàng trăm liên kết tốc độ cao thông qua kỹ thuật ghép kênh Các vệ tinh dùng cho mục đích liên lạc thƣờng thuộc dạng địa tĩnh, có nghĩa vệ tinh bay hết quỹ đạo quanh trái đất 24 nhằm đồng với quay quanh trái đất vị trí vệ tinh đứng yên so với mặt đất, quỹ đạo vệ tinh đƣợc chọn cho đƣờng truyền thẳng tới trạm thu phát mặt đất, mức độ chuẩn trực chùm sóng truyền lại từ vệ tinh khơng cao để tín hiệu đƣợc tiếp nhận vùng rộng lớn, hội tụ tốt để thu đƣợc vùng giới hạn Trong trƣờng hợp thứ tín hiệu có lƣợng lớn cho phép dùng thu có đƣờng kính nhỏ thƣờng đƣợc gọi Nguyễn Thị Huyền Linh 85 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến chảo parabol, đầu cuối có độ mở nhỏ hay VSAT (Very Small Aperture Terminal) Các vệ tinh đƣợc dùng rộng rãi ứng dụng truyền số liệu từ liên kết mạng máy tính quốc gia khác cung cấp đƣờng truyền tốc độ cao cho liên kết truyền tin mạng quốc gia b) Đường truyền viba Các liên kết viba mặt đất đƣợc dùng rộng rãi để thực liên kết thông tin hay đắt tiền để thực môi trƣờng truyền vật lý, ví dụ vƣợt sơng, sa mạc, đồi núi hiểm trở… Khi chùm sóng viba trực xạ xun ngang mơi trƣờng khí bị nhiễu nhiều yếu tố nhƣ địa hình điều kiện thời tiết bất lợi Trong liên kết vệ tinh chùm sóng qua khoảng không gian tự nên ảnh hƣởng yếu tố Tuy nhiên, liên lạc viba trực xạ xun mơi trƣờng khí dùng cách tin cậy cho cự ly truyền dài 50 km c) Đường truyền vô tuyến tần số thấp Sóng vơ tuyến tần số thấp đƣợc dùng để thay liên kết hữu tuyến có cự ly vừa phải thơng qua thu phát khu vực Ví dụ kết nối số lớn máy tính thu thập số liệu bố trí vùng đến tính giám sát số liệu xa, hay kết nối máy tính thành phố đến máy cục hay xa Một trạm phát vô tuyến đƣợc gọi trạm (base station) đƣợc đặt điểm kết cuối hữu tuyến cung cấp liên kết khơng dây máy tính trung tâm Cần nhiều trạm cho ứng dụng yêu cầu phạm vi rộng mật độ phân bố user cao Phạm vi bao phủ trạm giới hạn, giới hạn nguồn phát nó, đủ kênh để hỗ trợ cho tồn tải phạm vi Phạm vi rộng đƣợc thực cách tổ chức đa trạm theo cấu trúc tế bào (cell) Trong thực tế kích thƣớc tế bào thay đổi đƣợc xác định yếu tố nhƣ mật độ địa hình cục Mỗi trạm dùng dải tần số khác với trạm kế Tuy nhiên, vùng phủ trạm có giới hạn nên dùng lại băng tần cho phần khác mạng Các trạm đƣợc kết nối thành mạng hữu tuyến Thông thƣờng tốc độ số liệu máy tính tế bào (cell) đạt đƣợc vài chục Kbps Nguyễn Thị Huyền Linh 86 ... Thị Huyền Linh Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.1 Các khái niệm thông tin vô tuyến 1.1.1 Khái niệm thơng tin vơ tuyến Hình 1.1 thể mơ hình... nguyên thông tin vô tuyến cao tần đại quy mô Gần 40 năm sau Marconi, thông tin vô tuyến cao tần phƣơng thức thông tin vô tuyến sử dụng phản xạ tầng đối lƣu, nhƣng hầu nhƣ khơng đáp ứng nhu cầu thông. .. Linh 35 Đề cƣơng giảng Thông tin vô tuyến CHƢƠNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.1 Các vấn đề thiết kế hệ thống vơ tuyến Khi phân tích thiết kế hệ thống máy thu-phát vô tuyến (transceiver),