Một mạng WWAN đạt được mức độ bao phủ sóng rộng lớn thơng qua một hệ các sóng di động phủ chồng lên nhau, nó là một tập hợp của
các trạm phát sóng di động, cốt lõi của mỗi tập hợp các trạm phát sóng
(cell cluster) là một trạm thu phát sóng hoặc một tháp di động. Nó được sử dụng để gửi và nhận các tín hiệu đi và tới từ các thiết bị di động hoạt
động trong vùng phủ sóng. Các tín hiệu này lại được truyền thông đến
một trạm điều khiển thu phát sóng (BSC - Base Station Controller), được kếtjỊối_tới một trung tâm trung chuyển sóng di động (MSC -
Mobile Switching Center), MSC lại được kết nối tới một mạng điện thoại cố định.
Cụm di
tMidi Tháp di động
Hình 2.7. Mơ hình hoạt động của mạng Wireless WAN
Đặc tính nổi bật của mạng WWAN là trạm trung chuyện sóng di động có khả năng theo vết của người sử dụng ĐTDĐ khi người sử dụng dịch chuyển từ thiết bị di động này tới thiết bị di động khác. Khi một thiết bị được bật lên (kích hoạt), một thẻ SIM được cài đặt bên trong thiết bị sẽ nhận dạng kết nối thiết bị di động đó tới mạng. Thẻ SIM là một thẻ
lưu trữ bộ nhớ mở rộng, được sử dụng để nhận dạng thơng tin về vị trí
của khách hàng, quá trình giao dịch, bảo mật trong truyền thông, và
những ứng dụng khác. Một thẻ SIM cũng làm cho thiết bị hữu dụng hơn khi một chủ thể sử dụng di động muốn thay đổi số điện thoại của minh.
Khi một người sử dụng ĐTDĐ thay đổi vị trí, dịch chuyển từ thiết bị di động này tới thiết bị di động khác hoặc từ trạm phát sóng này tới trạm
phát sóng khác thì giao thức quàn lý tính lưu động trong các trạm trung
chuyển sóng di động sẽ hướng mỗi trạm điều khiển phát sóng từ một trạm giao nhận tới trạm kế tiếp.
Các giao thức của mạng WWAN
a. Đa truy nhập phân chia theo tần sổ (FDMA - Frequency Division
Multiple Access)
Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) là giao thức phân chia
mạng băng thơng rộng sẵn có thành các kênh tần số khác nhau, và mỗi
một thiết bị được sở hữu một tần số riêng trên đó để hoạt động. Mặc dù
dễ dàng thực hiện và cần thiết trong cơng nghệ analog trung chuyển vịng
trịn của thế hệ 1G, nhưng gây lãng phí đối với các mạng băng rộng bị giới hạn.
b. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA-Time Division Multiple Access)
Được sử dụng rộng rãi ữong thế hệ mạng 2G, TDMA ấn định những người sử dụng khác nhau các khoảng thời gian khác nhau trên một kênh
giao tiếp. TDMA thỉnh thoảng được sử dụng trong sự liên kết với
FDMA, mạng băng thơng rộng sẵn có được phân chia thành các tần số khác nhau và mỗi một tần số được phân chia thành các khoảng thời gian.
TDMA
Hình 2.9. Đa truy nhập phân chia theo thời gian - TDMA
c. Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA-Code Divisỉon Multiple Access)
Được thiết kế cho công nghệ mạng 3G, đa truy nhập phân chia theo mã phân chia dữ liệu thành các gói nhỏ, sau đó các gói này được phân phối từ bên này sang bên kia trên một dải tần chung trong một hệ kiểu
mẫu. Mỗi người sử dụng đều có thể gọi thoại, tín hiệu được truyền trên
một dải tần chung và được phân định bởi các mã ngẫu nhiên. Các tín hiệu
này chỉ được hiện hình ở thiết bị tương ứng. CDMA rất tin cậy, hiệu quà và có nhiều ứng dụng quan trọng, nhất là trong vấn đề bào mật của TMDĐ.
Nếu như GSM phân phổi tần số thành những kênh nhỏ, rồi chia sẻ
tần chung. Khách hàng có thể gọi thoại đồng thời và tín hiệu được phát đi trên cùng một dài tần. Các kênh thuê bao được tách biệt bằng cách sử dụng mã ngẫu nhiên. Các tín hiệu của nhiều thuê bao khác nhau sẽ được mã hoá bằng các mã ngẫu nhiên khác nhau, sau đó được trộn lẫn và phát đi trên cùng một dải tần chung và chỉ được phục hồi duy nhất ở thiết bị thuê bao (máy ĐTDĐ) với mã ngẫu nhiên tương ứng. Áp dụng lý thuyết
truyền thông trải phổ, CDMA đưa ra hàng loạt các ưu điểm mà nhiều
công nghệ khác chưa thể đạt được.
Hình 2.10. Đa truy nhập phân chia theo mã - CDMA
Nhờ hệ thống kích hoạt thoại, hiệu suất tái sử dụng tần số trải phổ cao và điều khiển nãng lượng, nên CDMA cho phép quàn lý số lượng
thuê bao cao gấp 5 - 20 lần so với công nghệ GSM. Áp dụng kỹ thuật mã hóa thoại mới, CDMA nâng chất lượng thoại lên ngang bằng với hệ
thống điện thoại hữu tuyến. Đối với ĐTDĐ, để đảm bảo tính di động, các
frạm phát phải được đặt rải rác khắp nơi. Mỗi frạm sẽ phủ sóng một vùng
nhất định và chịu trách nhiệm với các thuê bao trong vùng đó. Với CDMA, ở vùng chuyển giao, thuê bao có thể liên lạc với 2 hoặc 3 trạm
thu phát cùng một lúc, do đó cuộc gọi khơng bị ngắt qng, làm giảm
đáng kể xác suất rớt cuộc gọi.
đảm bảo chất lượng tín hiệu, giúp tăng tuổi thọ của pin, thời gian chờ và đàm thoại. Máy ĐTDĐ CDMA cũng có thể sử dụng pin nhỏ hơn, nên
trọng lượng máy nhẹ, kích thước gọn và dễ sử dụng.
Trong thơng tin di động, thuê bao di động di chuyển khắp nơi với
nhiều tốc độ khác nhau, vì thế tín hiệu phát ra có thể bị sụt giảm một cách ngẫu nhiên. Để bù cho sự sụt giảm này, hệ thống phải điều khiển cho thuê bao tăng mức công suất phát. Các hệ thống analog và GSM hiện nay có khả năng điều khiển chậm và đơn giản, thuê bao không thể thay
đổi mức cơng suất đủ nhanh, do đó phải luôn luôn phát ở công suất cao hơn vài dB so với mức cần thiết. Tuy nhiên, để sử dụng mạng ĐTDĐ CDMA, người dùng phải trang bị thiết bị đầu cuối phù hợp với công nghệ của mạng. Chi phí cho thiết bị đầu cuối CDMA hiện nay khoảng
200 USD - 1.000 USD tùy công năng của máy, trong tương lai giá sẽ thấp hơn. Trong vấn đề bảo mật, CDMA cung cấp chế độ bảo mật cao
nhờ sử dụng tín hiệu trải băng phổ rộng. Các tín hiệu băng rộng khó bị rị
ra vì nó xuất hiện ở mức nhiễu, những người có ý định nghe trộm sẽ chỉ nghe được những tín hiệu vơ nghĩa. Ngồi ra, với tốc độ truyền nhanh
hơn các cơng nghệ hiện có, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai nhiều
tùy chọn dịch vụ như thoại, thoại và dữ liệu, fax, Internet...
Không chỉ ứng dụng trong hệ thống thơng tin di động, CDMA cịn
thích hợp sử dụng trong việc cung cấp dịch vụ điện thoại vô tuyến cố
định với chất lượng ngang bằng hệ thống hữu tuyến, nhờ áp dụng kỹ
thuật mã hóa mới. Đặc biệt các hệ thống này cỏ thể triển khai và mở rộng
nhanh và chi phí thấp hơn hầu hết các mạng hữu tuyến khác vì địi hỏi ít
trạm thu phát.
Tuy nhiên, những máy ĐTDĐ đang sử dụng chuẩn GSM hiện nay
không thể sử dụng chuẩn CDMA. Nếu tiếp tục phát triển GSM, hệ thống
thông tin di động này sẽ phải phát triển lên WCDMA mới đáp ứng được
nhu cầu truy cập di động các loại thông tin từ mạng Internet với tốc độ cao, thay vì với tốc độ 9.600 bit/giây như hiện nay, và 144.000 bit/giây