BÁO CÁO ĐỀ TÀI ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐẦU VÀO MỨC TRUNG BÌNH (MEDIUM ACCESS CONTROL) GVHD : TS. Lê Anh Ngọc Lớp : Nhóm 12 D13QTANM MỤC LỤC CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN ĐẦU VÀO MỨC TRUNG BÌNH 1. Động lực cho MAC chuyên biệt Câu hỏi chính liên quan đến MAC trong mạng không dây là liệu có thể sử dụng các sơ đồ MAC được xây dựng từ các mạng có dây hay không, ví dụ, CSMA CD như được sử dụng trong thông số ban đầu của mạng IEEE 802.3 (còn gọi là Ethernet). Vì vậy, chúng ta hãy xem xét nhà cung cấp cảm nhận nhiều truy cập với phát hiện va chạm, (CSMA CD) hoạt động như sau. Người gửi cảm nhận phương tiện (cáp hoặc cáp đồng trục) để xem nó có miễn phí không. Nếu phương tiện bận, người gửi sẽ đợi cho đến khi rảnh. Nếu phương tiện là miễn phí, người gửi bắt đầu truyền dữ liệu và tiếp tục lắng nghe vào phương tiện. Nếu người gửi phát hiện va chạm trong khi gửi, nó sẽ dừng ngay lập tức và gửi tín hiệu gây nhiễu. Tại sao sơ đồ này thất bại trong các mạng không dây? CSMA CD không thực sự quan tâm đến các va chạm tại người gửi, mà là ở những người nhận. Các tín hiệu phải đến máy thu mà không va chạm. Nhưng người gửi là người phát hiện va chạm. Đây không phải là vấn đề khi sử dụng dây, vì cường độ tín hiệu giống nhau ít nhiều có thể được giả định trên toàn bộ dây nếu độ dài của dây vẫn nằm trong một số giới hạn thường được chuẩn hóa. Nếu một vụ va chạm xảy ra ở đâu đó trong dây, mọi người sẽ chú ý đến nó. Không thành vấn đề nếu người gửi lắng nghe trung bình để phát hiện va chạm tại vị trí của chính nó trong khi thực tế đang chờ để phát hiện va chạm có thể xảy ra tại máy thu. Tình hình là khác nhau trong các mạng không dây. Cường độ của tín hiệu giảm tỷ lệ với bình phương khoảng cách đến người gửi. Chướng ngại vật làm giảm tín hiệu hơn nữa. Người gửi bây giờ có thể áp dụng ý nghĩa của nhà mạng và phát hiện một phương tiện nhàn rỗi. Người gửi bắt đầu gửi nhưng một vụ va chạm xảy ra tại người nhận do người gửi thứ hai. Điều tương tự có thể xảy ra với việc phát hiện va chạm. Các người gửi phát hiện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÁO CÁO ĐỀ TÀI ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐẦU VÀO MỨC TRUNG BÌNH (MEDIUM ACCESS CONTROL) GVHD : TS Lê Anh Ngọc Lớp : Nhóm 12 - D13QTANM MỤC LỤC CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN ĐẦU VÀO MỨC TRUNG BÌNH Động lực cho MAC chuyên biệt Câu hỏi liên quan đến MAC mạng khơng dây liệu sử dụng sơ đồ MAC xây dựng từ mạng có dây hay khơng, ví dụ, CSMA / CD sử dụng thông số ban đầu mạng IEEE 802.3 (cịn gọi Ethernet) Vì vậy, xem xét nhà cung cấp cảm nhận nhiều truy cập với phát va chạm, (CSMA / CD) hoạt động sau Người gửi cảm nhận phương tiện (cáp cáp đồng trục) để xem có miễn phí không Nếu phương tiện bận, người gửi đợi rảnh Nếu phương tiện miễn phí, người gửi bắt đầu truyền liệu tiếp tục lắng nghe vào phương tiện Nếu người gửi phát va chạm gửi, dừng gửi tín hiệu gây nhiễu Tại sơ đồ thất bại mạng không dây? CSMA / CD không thực quan tâm đến va chạm người gửi, mà người nhận Các tín hiệu phải đến máy thu mà khơng va chạm Nhưng người gửi người phát va chạm Đây khơng phải vấn đề sử dụng dây, cường độ tín hiệu giống nhiều giả định toàn dây độ dài dây nằm số giới hạn thường chuẩn hóa Nếu vụ va chạm xảy dây, người ý đến Khơng thành vấn đề người gửi lắng nghe trung bình để phát va chạm vị trí thực tế chờ để phát va chạm xảy máy thu Tình hình khác mạng khơng dây Cường độ tín hiệu giảm tỷ lệ với bình phương khoảng cách đến người gửi Chướng ngại vật làm giảm tín hiệu Người gửi áp dụng ý nghĩa nhà mạng phát phương tiện nhàn rỗi Người gửi bắt đầu gửi - vụ va chạm xảy người nhận người gửi thứ hai Điều tương tự xảy với việc phát va chạm Các người gửi phát khơng có xung đột giả định liệu truyền khơng có lỗi, vụ va chạm thực phá hủy liệu máy thu Phát va chạm khó khăn tình khơng dây cơng suất truyền khu vực ăng ten phát cao vài cường độ so với cơng suất thu Vì vậy, lược đồ MAC phổ biến từ mạng có dây thất bại kịch không dây Các phần sau cho thấy số nhiều kịch sơ đồ biết đến từ mạng cố định thất bại 1.1 Thiết bị đầu cuối ẩn tiếp xúc Xem xét kịch với ba điện thoại di động Hình 3.1 Phạm vi truyền A đạt B, C (phạm vi phát không đạt C) Phạm vi truyền C đến B, A Cuối cùng, phạm vi truyền B đến A C, tức là, A phát C ngược lại A bắt đầu gửi đến B, C không nhận truyền C muốn gửi cho B cảm nhận phương tiện Phương tiện dường miễn phí, cảm giác vận chuyển thất bại C bắt đầu gửi gây va chạm B Nhưng A phát va chạm B tiếp tục truyền A ẩn cho C ngược lại Trong thiết bị đầu cuối ẩn gây va chạm, hiệu ứng gây chậm trễ khơng cần thiết Bây xem xét tình B gửi cho A C muốn truyền liệu đến số điện thoại di động khác phạm vi giao thoa A B C cảm nhận sóng mang phát sóng mang bận (tín hiệu Bơi) C hỗn lại q trình truyền phát môi trường không hoạt động trở lại Nhưng A nằm ngồi phạm vi giao thoa C, nên việc chờ đợi không cần thiết Gây va chạm ’tại B khơng quan trọng va chạm yếu để lan truyền đến A Trong tình này, C tiếp xúc với B Hình 1: Thiết bị đầu cuối ẩn tiếp xúc 1.2 Thiết bị đầu cuối gần xa Hãy xem xét tình Hình Cả A B gửi với công suất truyền Khi cường độ tín hiệu giảm tỷ lệ thuận với bình phương khoảng cách, tín hiệu Bạn nhấn chìm tín hiệu A Lam Kết là, C nhận truyền A Bây giờ, nghĩ C trọng tài cho việc gửi quyền (ví dụ: C hoạt động trạm sở điều phối truy cập phương tiện truyền thông) Trong trường hợp này, thiết bị đầu cuối B nhấn chìm thiết bị đầu cuối A lớp vật lý Đổi lại, C khơng có hội áp dụng sơ đồ cơng nghe thấy B Hiệu ứng gần / xa vấn đề nghiêm trọng mạng không dây sử dụng CDM Tất tín hiệu phải đến máy thu với cường độ nhiều Mặt khác người đứng gần ln nói to người xa Cũng người gửi phân tách mã, người gần đơn giản nhấn chìm người khác Kiểm sốt quyền lực xác cần thiết để nhận tất người gửi có sức mạnh người nhận Ví dụ, hệ thống UMTS điều chỉnh cơng suất 1.500 lần giây Hình 2: Thiết bị đầu cuối gần xa SDMA Truy cập nhiều phận không gian (SDMA) sử dụng để phân bổ không gian riêng biệt cho người dùng mạng khơng dây Một ứng dụng điển hình liên quan đến việc gán trạm gốc tối ưu cho người dùng điện thoại di động Điện thoại di động nhận số trạm sở với chất lượng khác Một thuật toán MAC định trạm gốc tốt nhất, có tính đến tần số (FDM), khe thời gian (TDM) mã (CDM) có sẵn (tùy thuộc vào cơng nghệ) Thông thường, SDMA không sử dụng cách cô lập mà kết hợp với nhiều sơ đồ khác Cơ sở cho thuật toán SDMA hình thành tế bào ăng ten phân vùng tạo thành sở hạ tầng thực ghép kênh phân chia không gian (SDM) Một ứng dụng SDMA xuất với mảng ăng ten tạo chùm Đơn người dùng phân tách không gian chùm riêng lẻ Điều cải thiện cơng suất tổng thể ô (ví dụ: đo bit / s / m2 gọi thoại / m2) nhiều FDMA Đa truy nhập phân chia tần số (FDMA) bao gồm tất thuật toán phân bổ tần số cho kênh truyền theo sơ đồ ghép kênh phân chia tần số (FDM) Phân bổ cố định (như đài phát quy hoạch quy định chung trường hợp thường xuyên) động (nghĩa là, theo nhu cầu) Các kênh gán cho tần số lúc, tức là, FDMA túy thay đổi tần số theo mẫu định, tức là, FDMA kết hợp với TDMA Ví dụ sau cách làm phổ biến nhiều hệ thống không dây để tránh nhiễu băng hẹp tần số định, gọi tần số nhảy lò cò Người gửi người nhận phải đồng ý mẫu nhảy, không, người nhận điều chỉnh tần số Các mẫu nhảy thường cố định, thời gian dài Việc tự ý nhảy không gian tần số (nghĩa là, máy thu phải có khả điều chỉnh tần số phù hợp) khác biệt sơ đồ FDM sơ đồ TDM Hơn nữa, FDM thường sử dụng để truy cập đồng thời vào phương tiện trạm gốc trạm di động mạng di động Ở đây, hai đối tác thường thiết lập kênh song công, tức kênh cho phép truyền đồng thời theo hai hướng Hai hướng, trạm di động đến trạm gốc ngược lại phân tách tần số khác Sơ đồ sau gọi song công phân chia tần số (FDD) Một lần nữa, hai đối tác phải biết trước tần số; họ nghe vào phương tiện Hai tần số gọi đường lên, tức là, từ trạm di động đến trạm gốc từ điều khiển mặt đất đến vệ tinh đường xuống, tức từ trạm gốc đến trạm di động từ vệ tinh đến điều khiển mặt đất Hình 3: Ghép kênh phân chia tần số cho nhiều truy cập song cơng Ví dụ FDM FDD, Hình cho thấy tình mạng điện thoại di động dựa tiêu chuẩn GSM cho 900 MHz Đề án phân bổ tần số cho GSM cố định quy định quyền quốc gia (Một số biến thể định tồn liên quan đến tần số đề cập ví dụ.) Tất đường lên sử dụng băng tần khoảng 890,2 đến 915 MHz, tất đường xuống sử dụng 935,2 đến 960 MHz Theo FDMA, trạm gốc, hiển thị phía bên phải, phân bổ tần số định cho đường lên xuống để thiết lập kênh song công với điện thoại di động Đường lên đường xuống có mối quan hệ cố định Nếu tần số đường lên fu = 890 MHz + n · 0,2 MHz, tần số đường xuống fd = fu + 45 MHz, tức là, fd = 935 MHz + n · 0,2 MHz cho kênh n định Trạm sở chọn kênh Mỗi kênh (đường lên đường xuống) có băng thơng 200 kHz Điều minh họa việc sử dụng FDM cho nhiều truy cập (124 kênh hướng có sẵn 900 MHz) song công theo sơ đồ xác định trước Các sơ đồ FDM tương tự cho FDD triển khai AMPS, IS-54, IS-95, IS-136, PACS UMTS (chế độ FDD) TDMA So với FDMA, đa truy cập phân chia thời gian (TDMA) cung cấp sơ đồ linh hoạt nhiều, bao gồm tất công nghệ phân bổ khe thời gian định để liên lạc, tức là, kiểm soát TDM Bây điều chỉnh theo tần số định không cần thiết, tức là, máy thu giữ nguyên tần số toàn thời gian Chỉ sử dụng tần số, đó, máy thu máy phát đơn giản, nhiều thuật toán khác tồn để kiểm sốt truy cập trung bình Như đã đề cập, nghe tần số khác lúc khó khăn, nghe nhiều kênh cách tần số đơn giản Hầu tất sơ đồ MAC cho mạng có dây hoạt động theo ngun tắc này, ví dụ: Ethernet, Token Ring, ATM, v.v (Halsall, 1996), (Stallings, 1997) Bây phải đồng hóa người gửi người nhận miền thời gian Một lần nữa, điều thực cách sử dụng mẫu cố định tương tự kỹ thuật FDMA, tức là, phân bổ khe thời gian định cho kênh cách sử dụng động đề án phân bổ Các lược đồ phân bổ động yêu cầu nhận dạng cho lần truyền trường hợp lược đồ MAC có dây điển hình (ví dụ: địa người gửi) việc truyền phải thông báo trước Địa MAC thường sử dụng làm nhận dạng Điều cho phép người nhận phương tiện phát sóng nhận thực người nhận tin nhắn dự định Các lược đồ cố định không cần nhận dạng, không linh hoạt xem xét yêu cầu băng thông khác Các phần sau trình bày số ví dụ cho sơ đồ cố định động sử dụng cho truyền dẫn khơng dây Thơng thường, sơ đồ kết hợp với FDMA để đạt độ linh hoạt khả truyền tải lớn 4.1 Cố định TDM Thuật toán đơn giản để sử dụng TDM phân bổ khe thời gian cho kênh theo mẫu cố định Điều dẫn đến băng thông cố định giải pháp điển hình cho hệ thống điện thoại khơng dây MAC đơn giản, yếu tố quan trọng truy cập vào khe thời gian dành riêng vào thời điểm Nếu đồng hóa yên tâm, trạm di động biết đến lượt khơng có nhiễu Các mẫu truy cập cố định (ít cố định khoảng thời gian) hoàn toàn phù hợp với kết nối có băng thơng cố định Hơn nữa, mẫu đảm bảo độ trễ cố định - người ta truyền Các lược đồ TDMA với mẫu truy cập cố định sử dụng cho nhiều hệ thống điện thoại di động kỹ thuật số IS-54, IS-136, GSM, DECT, PHS PACS Các mẫu TDM cố định sử dụng để thực nhiều truy cập kênh song công trạm gốc trạm di động Việc định vị trí khác cho đường lên đường xuống cách sử dụng tần số gọi song công phân chia thời gian (TDD) Trạm sở sử dụng số 12 vị trí cho đường xuống, trạm di động sử dụng số 12 vị trí khác cho đường lên Đường lên đường xuống tách theo thời gian Mỗi kết nối phân bổ cập nhật downlink riêng cặp Trong ví dụ đây, trường hợp tiêu chuẩn cho hệ thống điện thoại không dây DECT, mẫu lặp lại sau 10 ms, tức là, khe cắm có thời lượng 417 lượt Mặc dù mẫu truy cập cố định, hiển thị cho DECT, hồn tồn thích hợp cho kết nối có tốc độ liệu khơng đổi (ví dụ: truyền giọng nói cổ điển với song công 32 64 kbit / s), chúng không hiệu liệu bùng nổ kết nối không đối xứng Nếu liệu tạm thời gửi từ trạm gốc đến trạm di động thường ngược lại Nó q tĩnh, q khơng linh hoạt cho liệu giao tiếp Trong 10 CDMA Các mã với đặc điểm định áp dụng cho truyền dẫn phép sử dụng ghép kênh phân chia mã (CDM) Các hệ thống đa truy nhập phân chia mã (CDMA) sử dụng xác mã để phân tách người dùng khác không gian mã phép truy cập vào phương tiện chia sẻ mà không bị can thiệp Vấn đề làm để tìm mã tốt Cameron cách tách tín hiệu khỏi nhiễu tín hiệu khác môi trường tạo Nhưng mã tốt cho CDMA gì? Mã cho người dùng định phải có chế độ tự động tốt-lation (2) nên trực giao với mã khác Trực giao không gian mã có ý nghĩa khơng gian tiêu chuẩn (nghĩa không gian ba chiều) Hãy nghĩ hệ tọa độ vectơ gốc, tức là, (0, 0, 0) Hai vectơ gọi trực giao sản phẩm bên chúng 0, trường hợp hai vectơ (2, 5, 0) (0, 0, 17): (2, 5, 0) * (0, 0, 17) = + + = Nhưng có vectơ (3, -2 , 4) (-2, 3, 3) trực giao: (3, -2, 4) * (- 2, 3, 3) = -6 - + 12 = Ngược lại, vectơ (1, 2,3) (4.2, -6) không trực giao (sản phẩm bên -10), (1, 2, 3) (4, 2, -3) người gần trực giao, với sản phẩm bên -1 (có nghĩa gần sát với 0) Mơ tả khơng xác theo nghĩa tốn học Tuy nhiên, hữu ích ghi nhớ giả định xác định đơn giản xem ví dụ sau chuỗi mã gốc bị biến dạng nhiễu Tính trực giao đảm bảo cho mã trực giao ban đầu Bây để dịch vào khơng gian mã giải thích ý nghĩa cách tự tương quan tốt Mã Barker (+1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1), ví dụ: có khả tự tương quan tốt, tức là, sản phẩm bên có kích thước lớn, kết 11 Mã 21 sử dụng cho ISDN IEEE 802.11 Nhưng sau mã Barker dịch chuyển thêm chip (hãy nghĩ đến việc chuyển mã Barker 11 chip so với nhiều lần), mối tương quan giảm xuống giá trị tuyệt đối Nó giữ nguyên giá trị thấp mã khớp với lần hồn hảo Điều giúp, ví dụ, để đồng hóa máy thu với luồng liệu đến Đỉnh trình khớp giúp người nhận tái cấu trúc liệu gốc cách xác, nhiễu làm biến dạng tín hiệu gốc đến mức định Sau phần giới thiệu nhanh tính trực giao tự tương quan này, ví dụ (lý thuyết) sau giải thích chức CDMA trước áp dụng cho tín hiệu: ● Hai người gửi, A B, muốn gửi liệu CDMA định sau chuỗi khóa trực giao: khóa Ak = 010011 cho người gửi A, khóa BK = 110101 cho người gửi B Người gửi A muốn gửi bit A d = 1, người gửi B gửi Bd = Tới minh họa ví dụ này, giả sử viết mã nhị phân -1, nhị phân +1 Sau áp dụng quy tắc cộng nhân tiêu chuẩn ● Cả hai người gửi truyền tín hiệu phím họ dạng chuỗi sứt mẻ ( thuật ngữ ‘lan truyền đề cập đến phép nhân đơn giản bit liệu với toàn chuỗi sứt mẻ) Trong thực tế, phần sứt mẻ dài nhiều trình tự áp dụng cho bit đơn để trải rộng Người gửi A sau gửi signal As = Ad * Ak = +1 * (- 1, +1, -1, -1, +1, +1) = (-1, +1, -1, -1, +1, +1) Người gửi B thực tương tự với liệu để truyền tín hiệu với mã: Bs = Bd * Bk = -1 * (+ 1, +1, -1, +1, -1, +1) = (-1, -1, +1, -1, +1, -1) ● Cả hai tín hiệu sau truyền lúc tần số, đó, tín hiệu đặt chồng lên không gian (điều chế tương tự bị bỏ qua ví dụ này) Giảm nhiễu từ người gửi khác nhiễu mơi trường từ ví dụ đơn giản giả sử tín 22 hiệu có cường độ máy thu, tín hiệu C sau nhận máy thu: C = As + Bs = (-2, 0, 0, -2, +2, 0) ● Hiện người nhận muốn nhận liệu từ người gửi A đó, điều chỉnh mã A, tức là, áp dụng mã A The để phân tán: C * Ak = (-2, 0, 0, -2, +2, 0) * (- 1, +1, -1, -1, +1, +1) = + + + + + = Do kết lớn 0, người nhận phát nhị phân Điều chỉnh người gửi B, tức là, áp dụng mã B cho C * B k = (-2, 0, 0, -2, +2, 0) * ( +1, +1, -1, +1, -1, +1) = -2 + + - - + = -6 Kết âm, phát Ví dụ liên quan đến số đơn giản hóa Các mã đơn giản, trực giao Quan trọng hơn, tiếng ồn bị bỏ qua Nhiễu thêm vào tín hiệu truyền C, kết không với -6 +6, gần 0, khiến cho việc định xem có phải hay hợp lệ hay khơng bit đặt xác hai tín hiệu mạnh chúng đến máy thu Điều xảy nếu, ví dụ, B mạnh nhiều? Giả sử sức mạnh Bơi gấp năm lần sức mạnh A Sau đó, C '= As + * Bs = (-1, +1, -1, -1, +1, +1) + (-5, -5, +5, -5, +5, -5) = (-6, -4, +4, -6, +6, -4) Một lần nữa, người nhận muốn nhận B: C' * Bk = -6 - - - - - = -30 Thật dễ dàng để phát nhị phân gửi B Bây người nhận muốn nhận A: C' * A k = - - + + - = Rõ ràng, giá trị (tuyệt đối) cho mạnh nhiều tín hiệu cao (30 so với 6) Mặc dù -30 phát 0, điều khơng dễ dàng cho so với 30, gần với hiểu nhiễu Nhớ lại ví dụ đảng Nếu người nói ngơn ngữ to, việc sử dụng ngôn ngữ khác mã trực giao khơng cịn hữu dụng - khơng hiểu bạn, giọng nói bạn gây tiếng ồn Mặc dù đơn giản hóa, ví dụ cho thấy điều khiển công suất điều cần thiết cho hệ thống CDMA Đây vấn đề lớn mà hệ thống CDMA gặp phải nguồn điện phải điều 23 chỉnh qua ngàn lần giây số hệ thống - tiêu thụ nhiều lượng Các ví dụ sau tóm tắt hành vi CDMA với việc lan truyền DSSS cách sử dụng mã trực giao Các ví dụ sử dụng mã dài chuỗi (nghĩa dài dạng bit) Các chuỗi mã IS-95, ví dụ, (một hệ thống điện thoại di động sử dụng CDMA) dài 242 - chip, tốc độ sứt mẻ 1228800 chip / s (tức mã lặp lại sau 41.425 ngày) Thơng tin chi tiết CDMA tìm thấy Viterbi (1995) Hình 13 cho thấy người gửi A muốn truyền bit 101 Khóa A hiển thị dạng chuỗi tín hiệu chuỗi nhị phân A k Trong ví dụ này, nhị phân gán giá trị tín hiệu dương, nhị phân giá trị tín hiệu âm Sau lan truyền, tức là, XORing A d Ak, tín hiệu thu As Hình 13: Mã hố truyền bá liệu từ người gửi A 24 Hình 14: Mã hố truyền bá liệu từ người B Điều tương tự xảy với liệu từ người gửi B, bit 100 Kết việc lan truyền với mã tín hiệu B s As Bs chồng chất q trình truyền (một lần khơng có nhiễu hai tín hiệu có cường độ) Tín hiệu thu đơn giản tổng A s + Bs hình 14 Một người nhận cố gắng xây dựng lại liệu gốc từ A, Ad Do đó, người nhận áp dụng khóa A, Ak, cho tín hiệu nhận đưa kết vào tích hợp Bộ tích hợp thêm sản phẩm (tức tính tốn sản phẩm bên trong), so sánh sau phải định xem kết hay hình 15 Như thấy, dạng tín hiệu ban đầu bị méo tín hiệu Bạn, kết rõ ràng Điều tương tự xảy người nhận muốn nhận liệu BANH (xem Hình 16) Bộ so sánh dễ dàng phát liệu gốc Nhìn vào (As + Bs) * Bk người ta tưởng tượng điều xảy tín hiệu A Lành mạnh nhiễu làm méo tín hiệu Các đỉnh nhỏ tín hiệu A lệch gây cao nhiều, kết tích 25 hợp sai Nếu Ak Bk hoàn toàn trực giao khơng có nhiễu làm nhiễu đường truyền, phương thức hoạt động (về lý thuyết) cho cường độ tín hiệu khác tùy ý Hình 15: Xây dựng lại liệu A Hình 16: Xây dựng lại liệu B Cuối cùng, Hình 17 cho thấy điều xảy máy thu có khóa sai khơng đồng hóa với chuỗi sứt mẻ máy phát 26 Bộ tích hợp trình bày giá trị sau chu kỳ bit, lúc so sánh định hay 0, tín hiệu giống nhiễu Tích hợp nhiễu dẫn đến giá trị gần không Ngay so sánh phát rõ ràng, điều khơng thể tái tạo lại tồn chuỗi bit truyền người gửi Một tổng kiểm tra lớp phát gói bị lỗi Điều minh họa bảo vệ vốn có CDMA chống lại việc khai thác Nó lý để gọi mã lây lan khóa, sử dụng đồng thời để mã hóa lớp vật lý Hình 17: Nhận tín hiệu với phím sai 5.1 Truyền bá Aloha nhiều truy cập trình bày phần trước, sử dụng mã khác với thuộc tính định để truyền bá liệu dẫn đến sơ đồ đa truy cập đẹp mạnh mẽ CDMA Nhưng người gửi máy thu CDMA thiết bị thực đơn giản Giao tiếp với n thiết bị yêu cầu lập trình máy thu để giải mã n mã khác (và gửi n mã) Đối với hệ thống điện thoại di động, nhiều phức tạp cần thiết cho CDMA tích hợp trạm sở Các 27 thiết bị không dây di động giao tiếp với trạm gốc Tuy nhiên, lưu lượng truy cập tự phát, bùng nổ phải hỗ trợ số lượng thiết bị tùy ý, kỹ thuật CDMA dường đặt nhiều chi phí Khơng muốn lập trình nhiều mã lan truyền khác cho, ví dụ: mạng ad-hoc Mặt khác, Aloha kế hoạch đơn giản, cung cấp băng thơng tương đối thấp va chạm Điều xảy kết hợp việc truyền bá CDMA phương tiện truy cập Aloha hay nói cách khác, sử dụng CDMA với mã nhất, tức khơng có CD sao? Lược đồ kết gọi Aloha đa truy cập (SAMA) kết hợp CDMA TDMA (Abramson, 1996) Hình 18: Lan truyền Aloha nhiều truy cập SAMA hoạt động sau: người gửi sử dụng mã trải rộng (trong ví dụ hiển thị Hình 18, mã 110101) Trường hợp tiêu chuẩn cho truy cập Aloha hiển thị phần 28 hình Người gửi A người gửi B truy cập phương tiện lúc phổ băng hẹp họ, ba bit hiển thị gây xung đột Dữ liệu tương tự gửi với cơng suất cao khoảng thời gian ngắn giữa, phổ trải rộng sử dụng để truyền tín hiệu ngắn hơn, ví dụ, để tăng băng thơng (ví dụ hệ số lan truyền s = 6) Cả hai tín hiệu lan truyền, pha sứt mẻ khác Vẫn tách hai tín hiệu người nhận đồng hóa với người gửi A số khác cho người gửi B Tín hiệu người gửi không đồng xuất dạng nhiễu Xác suất xảy va chạm ’là thấp số lượng máy phát đồng thời 0,1-0.2s (Abramson, 1996) Điều phụ thuộc vào mức độ tiếng ồn mơi trường Vấn đề việc sử dụng phương pháp tìm chuỗi sứt mẻ tốt Rõ ràng, mã không trực giao với - nên có tự tương quan tốt, đồng thời, tương quan thấp pha khác Thông lượng tối đa khoảng 18%, giống với Aloha, cách tiếp cận lợi ích từ lợi kỹ thuật trải phổ: mạnh mẽ chống nhiễu băng hẹp tồn đơn giản với hệ thống khác dải tần So sánh S / T / F / CDMA Để kết thúc chương này, so sánh bốn phiên truy cập đưa Bảng Bảng cho thấy lược đồ MAC mà không kết hợp với lược đồ khác Tuy nhiên, hệ thống thực, lược đồ MAC xảy kết hợp Một kết hợp điển hình cấu thành SDMA / TDMA / FDMA sử dụng hệ thống điện thoại IS-54, GSM, DECT, PHS PACS hệ thống vệ tinh Iridium ICO CDMA với SDMA sử dụng hệ thống điện thoại di động IS-95 hệ thống vệ tinh 29 Globalstar Mặc dù nhiều nhà cung cấp nhà sản xuất mạng hạ thấp kỳ vọng họ hiệu suất CDMA so với đầu năm 1980 (do trải nghiệm với hệ thống điện thoại di động IS-95) CDMA tích hợp vào hầu hết hệ thống điện thoại di động hệ thứ ba dạng WCDMA (FOMA, UMTS) cdma2000 CDMA sử dụng kết hợp với FDMA / TDMA kế hoạch truy cập để tăng công suất tế bào Ngược lại với chương trình khác, CDMA có lợi khả chuyển giao mềm công suất mềm Việc bàn giao mô tả việc chuyển đổi từ ô sang ô khác, tức thay đổi trạm gốc mà trạm di động kết nối Bàn giao mềm có nghĩa trạm di động chuyển đổi tế bào trơn tru Điều đạt cách liên lạc với hai trạm gốc lúc CDMA thực điều cách sử dụng mã máy thu chí cịn hưởng lợi từ hai tín hiệu Các hệ thống TDMA / FDMA thực chuyển giao cứng, tức là, chúng chuyển đổi trạm gốc chuỗi nhảy (thời gian / tần số) xác thời điểm chuyển giao Quyết định bàn giao cường độ tín hiệu dao động trạm gốc Dung lượng mềm hệ thống CDMA mô tả thực tế hệ thống CDMA thêm ngày nhiều người dùng vào tế bào, tức khơng có giới hạn cứng Đối với hệ thống TDMA / FDMA, tồn giới hạn cứng - khơng cịn khe thời gian / tần số miễn phí nữa, hệ thống từ chối người dùng Nếu người dùng thêm vào tế bào CDMA, độ ồn tăng tế bào co lại, người dùng giao tiếp Tuy nhiên, việc thu nhỏ tế bào gây vấn đề, người dùng khác bỏ Việc lập kế hoạch tế bào khó khăn hệ thống CDMA so với sơ đồ TDMA / FDMA cố định Trong hệ thống điện thoại di động sử dụng SDMA / TDMA 30 / FDMA SDMA / CDMA hệ thống tập trung - trạm sở kiểm soát nhiều trạm di động - hệ thống truyền thông không dây tùy ý cần thuật toán MAC khác Hầu hết hệ thống phân tán sử dụng số phiên Aloha Thơng thường, Aloha có rãnh số chế bảo lưu áp dụng để đảm bảo độ trễ truy cập băng thông Mỗi phương án có ưu điểm nhược điểm CSMA đơn giản hiệu tải thấp, MACA khắc phục vấn đề ẩn tiếp xúc với thiết bị đầu cuối, bỏ phiếu đảm bảo băng thông Khơng có sơ đồ đơn lẻ kết hợp tất lợi ích, lý sao, ví dụ, tiêu chuẩn LAN khơng dây IEEE 802.11 kết hợp ba sơ đồ Bỏ phiếu sử dụng để thiết lập cấu trúc thời gian thông qua trạm gốc Phiên CSMA sử dụng để truy cập phương tiện khoảng thời gian không phối hợp ngồi ra, MACA sử dụng để tránh thiết bị đầu cuối bị ẩn trường hợp khơng có trạm gốc Tiếp cận Ý tưởng SDMA TDMA FDMA CDMA Phân đoạn Phân đoạn thời Phân chia dải Trải phổ không gian gian gửi vào tần thành cách sử dụng thành ô / khe thời dải lĩnh vực rời mã trực giao gian, mẫu theo nhu cầu Thiết bị đầu cuối cố định Chỉ thiết Tất Mỗi thiết bị Tất thiết bị đầu cuối có thiết bị đầu đầu cuối có bị đầu cuối hoạt động cuối hoạt tần số riêng, thể hoạt động ô / động khu vực Tách tín hiệu Cấu trúc khoảng khơng bị gián thời đoạn nơi gian ngắn thời điểm, tần không bị gián số tế Đồng hóa Lọc 31 đoạn Mã cộng với bào anten định miền miền tần số người hướng thời gian đặc biệt Bảng 1: So sánh chế SMDA, TDMA, FDMA CDMA 32 nhận KẾT LUẬN Như chương giới thiệu số thuật tốn điều khiển truy cập trung bình (MAC) đặc biệt thích ứng với miền khơng dây Kiểm sốt truy cập trung bình bao gồm tất chế điều chỉnh quyền truy cập người dùng vào phương tiện sử dụng SDM, TDM, FDM CDM MAC tương tự quy định giao thơng ví dụ đường cao tốc / ghép kênh 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Abramson, N (1977) Thơng lượng kênh phát gói tin, Giao dịch IEEE Truyền thông, COM-25 (1) [2] Abramson, N (1996) access Truy cập ngẫu nhiên băng rộng cho dặm cuối, Truyền thông cá nhân IEEE, (6) [3] Halsall, F (1996) Truyền thơng liệu, mạng máy tính hệ thống mở Addison-Wesley Longman [4] Kleinrock, L., Tobagi, F Salkintzis, A (1999) Dữ liệu gói mạng di động: Cách tiếp cận CDPD, Tạp chí Truyền thơng IEEE IEEE, 37 (6) Stallings, W (1997) Dữ liệu truyền thơng máy tính Hội trường Prentice Viterbi, A (1995) CDMA: nguyên tắc truyền thông phổ rộng Addison Wesley Longman [5] Willinger, W., Paxson, V (1998a) ‘Trường hợp Toán học gặp Internet, Thơng báo Hiệp hội tốn học Hoa Kỳ, 45 (8) Willinger, W, Paxson, V., Taqqu, M (1998b) Tự tương tự nặng: Mơ hình cấu trúc lưu lượng mạng, Hướng dẫn thực hành đuôi nặng: Kỹ thuật ứng dụng thống kê Adler, Taqqu (chủ biên.), Birkhäuser Verlag, Boston 34 35 ... +1 * (- 1, +1, -1, -1, +1, +1) = ( -1, +1, -1, -1, +1, +1) Người gửi B thực tương tự với liệu để truyền tín hiệu với mã: Bs = Bd * Bk = -1 * (+ 1, +1, -1, +1, -1, +1) = ( -1, -1, +1, -1, +1, -1) ... giao đảm bảo cho mã trực giao ban đầu Bây để dịch vào khơng gian mã giải thích ý nghĩa cách tự tương quan tốt Mã Barker ( +1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1) , ví dụ: có khả tự tương quan... khóa Ak = 010 011 cho người gửi A, khóa BK = 11 010 1 cho người gửi B Người gửi A muốn gửi bit A d = 1, người gửi B gửi Bd = Tới minh họa ví dụ này, giả sử viết mã nhị phân -1, nhị phân +1 Sau áp