Trong các phần trớc đã trình bày các vấn đề cơ bản về điện thoại, mạng điện thoại và các thành phần có liên quan, đó là các máy điện thoại cố định đợc đấu nối với tổng đài bởi một đôi dây. Trong chơng này thì tôi xin trình bày một số vấn đề của hệ thống điện thoại không dây, và vấn đề đợc trình bày theo chủ
đề có liên quan chứ không đi theo một hệ thống nào cụ thể vì ở đây có cả hệ thống máy mẹ - con thờng đợc sử dụng trong các gia đình lẫn cả mạng di động của các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động. Một hệ thống điện thoại không dây bao gồm hai cấu trúc, một tổ hợp cố định đợc gọi là trạm gốc (Base Unit ) ký hiệu là BU và một tổ hợp di chuyển đợc gọi là đơn vị cầm tay ( Handset Unit ) ký hiệu là HU, nếu là hệ thống máy mẹ con thì máy mẹ chính là BU còn máy con là HU, trong hệ thống này mỗi BU chỉ phục vụ một HU và ngợc lại mỗi HU chỉ liên lạc với một BU duy nhất, nhng vấn đề sẽ khác đi nếu một BU có thể phục vụ nhiều hơn một HU và mỗi HU có thể liên lạc với nhều hơn một BU ( tất nhiên là phải có các thiết bị khác đi kèm để hỗ trợ ), lúc này hình thành một mạng thông tin di động.
1. Máy điện thoại không dây tơng tự
Cấu trúc của máy điện thoại không dây tơng tự đợc mô tả nh hình 28 Máy mẹ đợc nối trực tiếp với mạng công cộng PTSN bởi một cặp dây và đơng nhiên nó đợc xét nh là một máy bàn khác kể cả vị trí trong mạng cũng nh khối thoại của nó. Điều đáng xét là sự liên lạc với phần di động (máy con).
anten Ghép kênh Bộ phát FM Bộ thu FM Máy mẹ PSTN Hình 28: Cấu trúc máy mẹ
anten Loa Mic Ghép kênh Giải điều chế FM điều chế phát FM Khuếch đại Khuếch đại Hình 29: Cấu trúc phần di động
Giữa hai khối phát và thu ở cả BU lẫn HU đều sử dụng chung một anten. Do vậy phải phối hợp antenma bằng một bộ ghép kênh có cấu trúc nh hình vẽ.
Hình 30: Bộ phối hợp anten thu - phát
2. Máy điện thoại không dây số
Các máy điện thoại không dây sử dụng kỹ thuật số và kỷ thuật trải phổ để bảo mật các cuộc đàm thoại. Các hệ thống thông tin trải phổ sử dụng sóng mang cao tần có tần số thay đổi rất nhanh theo một hàm giả nhẫu nhiên trên một băng thông rộng hơn rất nhiều so với giá trị nhỏ nhất đợc yêu cầu truyền tín hiệu. Nó có nguy cơ tiềm tàng gây nhiễu đối với các thiết bị vô tuyến, tuy nhiên vì sóng mang chỉ làm việc trong thời gian rất ngắn tại một tần số bất kỳ cho trớc nên ảnh hởng của nó hâù nh không đáng kể, công suất biểu kiến trung bình tại kênh cho trớc bất kỳ rất thấp và do vậy tác động của nó mang đặc điểm của một nguồn tạp âm công suất thấp trên cả băng thông đợc dùng. Cũng vì lý do đó mà
Saw (BPF) Saw (BPF) ant Phát Thu
rất nhiều kênh thông tin có thể hoạt động theo kỹ thuật này mà không gây nhiễu lẫn nhau.
Yêu cầu thực tế trong thông tin trải phổ là làm sao giữ cho máy thu đồng bộ đợc với máy phát, có hai kỹ thuật trải phổ chính là kỹ thuật trải phổ nhảy tần và kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp.
Kỹ thuật trải phổ nhảy tần FHMA: trong FHMA thông tin đầu tiên đợc số hoá, sau đó đợc chia thành các bản tin ngắn, mỗi bản tin đợc truyền đi với một tần số sóng mang khác nhau bằng một bộ phát giả số ngẫu nhiên.
Kỹ thuật trải phổ nhảy tần FHMA lại gặp một số nhợc điểm sau: Việc điều chế là FM hoặc PM với băng thông hẹp tại một thời điểm nhất định và chiếm giữ một băng đơn. Tuy nhiên, tần số sóng mang lại thay đổi bất kỳ ( thông thờng là theo vòng tròn ) sẽ phải yêu cầu một băng thông rộng hơn rất nhiều. Nhợc điểm thứ hai là trong hệ thống sử dụng kỹ thuật trải phổ nhảy tần FHMA máy thu phải đợc u tiên truy cập theo thứ tự các sóng mang đợc truyền để thực hiện việc định thời từng bớc (đồng bộ hoá). Điều này dẫn đến việc hai hay nhiều máy phát tại một thời điểm sẽ cố sử dụng (chiếm giữ) cùng một tần số.
Kỹ thuật trải phổ theo mã CDMA: Trong tuyền dẫn CDMA thông tin đ- ợc số hoá trớc tiên và sau đó đợc nhân với một chuỗi bits giả ngẫu nhiên ( đợc goị là chips ) với tốc độ bits lớn hơn rất nhiều thông tin đợc số hoá, tín hiệu trải phổ đợc sử dụng để điều chế một sóng mang ( thờng là FM hoặc PM ), tại phía thu tín hiệu đợc giải điều chế bằng cách sử dụng một dãy bits giả ngẫu nhiên nội tại cùng với một quá trình đợc gọi là tơng quan.
Bên cạnh các u điểm hấp dẫn thì tồn tại các nhợc điểm của hệ thống CDMA mà thực tiễn phải chấp nhận, đó là
Bởi vì số lợng các bits để biểu diễn một bits tin ( 1 hoặc 0 ) là rất lớn, do đó sự tơng quan không thể hoàn hảo, nó phải nhận ra đúng thành phần của các chips nh biểu diễn ở các bản tin đó (1 hoặc 0), cũng chính vì số bits và tốc độ bits lớn nên nó phải yêu cầu có băng thông cho việc truyền dẫn lớn.
Mặc dù không đồng thời có hai hay nhiều sự truyền dẫn trên cùng tần số và cùng thời điểm nhng vấn đề này rõ ràng vẫn có khả năng xảy ra vì tất cả các kênh có băng thông, và thời gian chiếm giữ băng thông bằng nhau.
Nhợc điểm lớn nhất chính là công suất của các máy phát riêng biệt phải đợc điều khiển rất khắt khe bởi vì nếu có một tín hiệu mạnh từ một trong các máy phát ở băng rộng có thể lấn át thiết bị đầu cuối rất nhạy của hệ thống và cản trở việc thu nhận các tín hiệu khác, tức là phải tăng cờng thêm hệ thống điều khiển công suất phát cho tất cả các máy di động, điều này cũng có nghĩa là làm tăng độ phức tạp và giá thành của hệ thống