Cỏc phương thức đa truy nhập vụ tuyến được sử dụng rộng rói trong cỏc mạng thụng tin di động. Phần này giới thiệu tổng quan cỏc phương phỏp đa truy nhập sử dụng trong thụng tin vụ tuyến. Mụ hỡnh của một hệ thống đa truy nhập được cho ở hỡnh 1.47.
Hỡnh 1.47. Cỏc hệ thống đa truy nhập
a) cỏc đầu cuối mặt đất và bộ phỏt đỏp, b) cỏc trạm di động và cỏc trạm gốc
Thụng thường ở một hệ thống thụng tin đa truy nhập vụ tuyến cú nhiều trạm đầu cuối và một số cỏc trạm cú nhiệm vụ kết nối cỏc trạm đầu cuối này với mạng hoặc chuyển tiếp cỏc tớn hiệu từ cỏc trạm đầu cuối đến một trạm khỏc. Cỏc trạm đầu cuối ở trong cỏc hệ thống thống tin di động mặt đất là cỏc mỏy di động cũn cỏc trạm đầu cuối trong cỏc hệ thống thụng tin vệ tinh là cỏc trạm thụng tin vệ tinh mặt đất. Cỏc trạm kết nối cỏc trạm đầu cuối với mạng hoặc chuyển tiếp cỏc tớn hiệu từ cỏc trạm đầu cuối đến cỏc trạm khỏc là cỏc trạm gốc trong thụng tin di động mặt đất hoặc cỏc bộ phỏt đỏp trờn vệ tinh trong cỏc hệ thống thụng tin vệ tinh. Do vai trũ của trạm gốc trong thụng tin di động mặt đất và bộ phỏt đỏp vệ tinh cũng như mỏy di động và trạm mặt đất giống nhau ở cỏc hệ thống đa truy nhập vụ tuyến nờn trong phần này ta sẽ xột chỳng đổi lẫn cho nhau. Trong cỏc hệ thống thụng tin đa truy nhập vụ tuyến bao giờ cũng cú hai đường truyền: một đường từ cỏc trạm đầu cuối đến cỏc trạm gốc hoặc cỏc trạm phỏt đỏp, cũn đường khi theo chiều ngược lại. Theo quy ước chung đường thứ nhất được là đường lờn cũn đường thứ hai được gọi là đường xuống. Cỏc phương phỏp đa truy nhập được chia thành bốn loại chớnh:
Đa truy nhập phõn chia theo mó (CDMA: Code Division Multiple Access).
Đa truy nhập phõn chia theo khụng gian (SDMA: Space Division Access).
Cỏc phương phỏp đa truy nhập cơ bản núi trờn cú thể kết hợp với nhau để tạo thành một phương phỏp đa truy nhập mới.
Cỏc phương phỏp đa truy nhập được xõy dựng trờn cơ sở phõn chia tài nguyờn vụ tuyến cho cỏc nguồn sử dụng (cỏc kờnh truyền dẫn) khỏc nhau.
Nguyờn lý của ba phương phỏp đa truy nhập cơ bản đầu tiờn được cho ở hỡnh 1.48. Mỗi kờnh người sử dụng vụ tuyến trong hệ thống vụ tuyến tổ ong mặt đất hay một tram đầu cuối trong hệ thống thụng tin vệ tinh đa trạm sử dụng một súng mang cú phổ nằm trong băng tần của kờnh vào thời điểm hoạt động của kờnh. Tài nguyờn dành cho kờnh cú thểđược trỡnh bầy ở dạng một hỡnh chữ nhật trong mặt phẳng thời gian và tần số. Hỡnh chữ nhật này thể hiện độ rộng của kờnh và thời gian hoạt động của nú (hỡnh 1.48). Khi khụng cú một quy định trước cỏc súng mang đồng thời chiếm hỡnh chữ nhật này và gõy nhiễu cho nhau. Để trỏnh được can nhiễu này cỏc mỏy thu của trạm gốc (hay cỏc phỏy thu cuả cỏc trạm phỏt đỏp trờn vệ tinh) và cỏc mỏy thu của cỏc trạm đầu cuối phải cú khả năng phõn biệt cỏc súng mang thu được. Để đạt được sự phõn biệt này cỏc tài nguyờn phải được phõn chia:
Như là hàm số của vị trớ năng lượng súng mang ở vựng tần số. Nếu phổ của súng mang chiếm cỏc băng tần con khỏc nhau, mỏy thu cú thể phõn biệt cỏc súng mang bằng cỏch lọc. Đõy là nguyờn lý đa truy nhập phõn chia theo tần số (FDMA: Frequency Division Multiple Access, hỡnh 1.48a).
Như là hàm vị trớ thời gian của cỏc năng lượng súng mang. Mỏy thu thu lần lượt cỏc súng mang cựng tần số theo thời gian và phõn tỏch chỳng bằng cỏch mở cổng lần lượt theo thời gian thậm chớ cả khi cỏc súng mang này chiếm cựng một băng tần số. Đõy là nguyờn lý đa truy nhập phõn chia theo thời gian (TDMA: Time Division Multiple Access; hỡnh 1.48b).
Như là hàm phụ thuộc mó của cỏc năng lượng súng mang. Mỏy thu thu đồng thời cỏc súng mang cựng tần số và phõn tỏch chỳng bằng cỏch giải mó cỏc súng mang này theo mó mà chỳng được phỏt. Do mỗi kờnh hay nguồn phỏt cú một mó riờng nờn mỏy thu cú thể phõn biệt được súng mang thậm chớ tất cả cỏc súng mang đồng thời chiếm cựng một tần số. Mó phõn biệt kờnh hay nguồn phỏt thường được thực hiện bằng cỏc mó giả tạp õm (PN: Pseudo Noise Code). Phương phỏp này được gọi là đa truy nhập phõn chia theo mó (CDMA: Code Division Multiple Access; hỡnh 1.48c). Việc sử dụng cỏc mó này dẫn đến sự mở rộng đỏng kể phổ tần của súng mang so với phổ mà nú cú thể cú khi chỉđược điều chế bởi thụng tin hữu ớch. Đõy cũng là lý do mà CDMA cũn được gọi là đa truy nhập trải phổ (SSMA: Spread Spectrum Multiple Access).
Như là hàm phụ thuộc vào khụng gian của cỏc năng lượng súng mang. Năng lượng súng mang của cỏc kờnh hay cỏc nguồn phỏt khỏc nhau được phõn bổ hợp lý trong khụng gian để chỳng khụng gõy nhiễu cho nhau. Vỡ cỏc kờnh hay cỏc nguồn phỏt chỉ sử dụng khụng gian được quy định trước nờn mỏy thu cú thể thu được súng mang của nguồn phỏt cần thu thậm chớ khi tất cả cỏc súng mang khỏc đồng thời phỏt và phỏt trong cựng một băng tần. Phương phỏp này được gọi là phương phỏp đa truy nhập theo khụng gian (SDMA: Space Division Multiple Access). Cú nhiều biện phỏp để thực hiện SDMA như:
1. Sử dụng lặp tần số cho cỏc nguồn phỏt tại cỏc khoảng cỏch đủ lớn trong khụng gian để chỳng khụng gõy nhiễu cho nhau. Phương phỏp này thường được gọi là phương phỏp
nhiễu cho nhau được gọi là khoảng cỏch tỏi sử dụng tần số. Cần lưu ý rằng thuật ngữ tỏi sử dụng tần số cũng được sử dụng cho trường hợp hai nguồn phỏt hay hai kờnh truyền dẫn sử dụng chung tần số nhưng được phỏt đi ở hai phõn cực khỏc nhau.
2. Sử dụng cỏc anten thụng minh (Smart Anten). Cỏc anten này cho phộp tập trung năng lượng súng mang của nguồn phỏt vào hướng cú lợi nhất cho mỏy thu chủ định và trỏnh gõy nhiễu cho cỏc mỏy thu khỏc.
Hỡnh 1.48. Nguyờn lý đa truy nhập
a) Đa truy nhập phõn chia theo tần số (FDMA); b) Đa truy nhập phõn chia theo thời gian (TDMA); c) Đa truy nhập phõn chia theo mó (CDMA)
Cỏc phương phỏp đa truy nhập núi trờn cú thể kết hợp với nhau. Hỡnh 1.49 cho thấy cỏc cỏch kết hợp của ba phương phỏp đa truy nhập đầu tiờn.
Hỡnh 1.49. Kết hợp ba dạng đa truy nhập cơ sở thành cỏc dạng đa truy nhập lai ghộp