L ỜI NÓI ĐẦU
1.1.3. Ưu điểm của UWB
(i). Khả năng chia sẻ phổ tần số
Yêu cầu về công suất của FCC cho các hệ thống UWB là -41,3 dBm/MHz,
bằng 75 nW/MHz, nằm dưới mức tạp âm nền của thiết bị thu băng hẹp thông
thường và cho phép tín hiệu UWB cùng tồn tại với các dịch vụ vô tuyến hiện tại mà không gây ra nhiễu hoặc giảm tối đa nhiễu.
Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc vào hình thức điều chế được sử dụng vì một số hình thức điều chế tạo ra các đường phổ rời rạc không mong muốn trong
PSD, có thểlàm tăng nhiễu của hệ thống UWB đối với các dịch vụ vô tuyến khác.
(ii). Dung lượng kênh truyền lớn
Một trong những ưu điểm chính của UWB là nâng cao dung lượng kênh truyền. Dung lượng kênh theo công thức Shannon:
C = Blog2(1+SNR) (1.10) với C là dung lượng kênh truyền tối đa (bps), B là dải thông kênh truyền (Hz), và SNR là tỷ số công suất tín hiệu trên tạp âm nguồn tại đầu vào của máy thu số. Dung
lượng kênh truyền C tăng tuyến tính với dải thông B. Vì vậy, hoàn toàn có thể đạt
được tốc độ dữ liệu lên đến Gbps với băng thông lên đến hàng GHz dành cho tín
hiệu UWB. Tuy nhiên, do giới hạn về công suất phát UWB của FCC, tốc độ dữliệu
cao chỉdành cho những ứng dụng trong phạm vi ngắn trong khoảng 10 m. Điều này
làm cho các hệ thống UWB trở thành công nghệtương lai cho các ứng dụng không dây phạm vi ngắn, tốc độ dữliệu cao như mạng không dây cá nhân (WPANs), cho
các ứng dụng trong quân sự, dân sự, và các lĩnh vực thương mại khác.
(iii). Khả năng làm việc với SNR thấp
Công thức Hartley-Shannon cho dung lượng kênh truyền tối đa cũng cho
thấy rằng dung lượng kênh còn phụ thuộc vào SNR. Vì vậy, hệ thống thông tin UWB có thể làm việc trong những kênh thông tin với SNR thấp mà vẫn đạt được
dung lượng kênh lớn nhờ dải thông rộng.
15
Không giống phổ tần số băng hẹp đã được xác định, phổ UWB trải ra trên một dải tần số rộng và tín hiệu UWB có độ lợi xử lý (processing gain PG). Độ lợi xửlýcao sẽlàm tăng tính kháng cự của tín hiệu đối với nhiễu.
Sự phân tập tần sốgây ra do PG cao sẽlàm cho tín hiệu UWB có tính kháng cựcao với nhiễu chủý và không ý, vì không nguồn nhiễu nào có thểảnh hưởng đến tất cả các tần số trong phổ tần UWB. Vì vậy, nếu một vài tần số bị nhiễu, vẫn còn một dải lớn tần số không bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, sự kháng cự nhiễu này chỉ so
sánh giữa hệ thống băng hẹp và băng rộng.
(v). Xác suất bị chặn thấp
Hệ thống thông tin UWB khó bị chặn và dò được do công suất truyền trung bình rất thấp. Với công suất truyền như vậy, các thiết bị nghe trộm phải rất gần với thiết bị phát (khoảng 1m) để có thể dò được thông tin được truyền đi. Hơn nữa,
xung UWB được điều chế theo thời gian với mã duy nhất cho từng cặp máy
phát/thu. Điều chếtheo thời gian với xung có độ rộng rất hẹp càng tăng thêm tính bảo mật vì dò xung ps mà không biết thời gian xung đến hầu như không thể. Vì vậy, hệ thống UWB hứa hẹn đạt được hệ thống bảo mật cao, xác suất bị chặn và phát hiện thấp cho các hoạt động quân sự.
(vi). Khả năng chống đa đường
Fading xuất hiện như là một khái niệm có trạng thái cốđịnh có liên quan đến
đa đường. Đa đường xuất hiện khi một hoặc nhiều hơn tiếng vọng của một tín hiệu tới một bộ thu theo nhiều độ trễ khác nhau. Nếu một vài tín hiệu xảy ra xung đột
trong thời gian của một ký hiệu thì nó chịu fading, do tại thời điểm quyết định ký
hiệu, các thành phần này tạo nên tính xây dựng hoặc phá vỡ và không thể được tách.
Các xung UWB đủ hẹp sao cho hai tiếng vọng liên tiếp không xung đột và có thểđược nhận dạng tiếp theo là được thêm vào các ký hiệu tương ứng. Nếu như các xung có độ rộng 1 ns, để xảy ra xung đột, hai tiếng vọng phải có đường đi mà độ lệch vềkhoảng cách dưới 30 cm. Nếu như xung chỉcó độ rộng 0.2 ns thì các đường
16
này chỉ cách nhau 6 cm. Xác suất của sự xuất hiện này trong môi trường trong nhà
thì nhỏhơn nhiều so với trường hợp tín hiệu băng hẹp.