Hình 3 .9 Sơ đồ khối thu phát UWB chung
3.3 Các kĩ thuật đa truy nhập áp dụng trong UWB
Xác suất có nhiều người dùng truy nhập vào hệ thống là vấn đề quan trọng trong truyền thơng UWB, bởi vì các ứng dụng thực tế sẽ yêu cầu nhiều hơn một người sử dụng hoạt động trong môi trường ở một thời điểm. Mục này qua đó sẽ nghiên cứu các phương pháp khác nhau giải quyết vấn đề này.
Cơ bản là có 3 phương pháp cho các người dùng riêng biệt họ sử dụng cùng một môi trường.
■ Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA): Các người sử dụng riêng biệt có node trung tâm gán cho một băng tần cố định cho mỗi người dùng.
■ Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA): Kênh được chia thành một số khoảng thời gian không chồng lấn gọi là khe thời gian, chúng có chu kì. Mỗi người dùng sau đó được gán một khe thời gian bởi node trung tâm.
■ Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA): Mỗi người dùng có một mã duy nhất, để mã hoá truyền dẫn sao cho đầu thu có thể giải điều chế. Do đó mỗi người dùng phân biệt với nhau bởi mã của chúng. Có ba cách cơ bản thực hiện CDMA:
● Nhảy tần (FH): Hoạt động giống như FDMA ngoại trừ băng tần sử dụng được xác định bởi mã tại mỗi thời điểm truyền dẫn.
● Nhảy thời gian (TH): Hoạt động giống như TDMA ngoại trừ khe thời gian sử dụng được xác định bởi mã tại mỗi thời điểm truyền dẫn.
● Trải phổ trực tiếp (DS): Dữ liệu được nhân với mã ở cả hai phía phát và thu và các đặc tính mã cho phép người dùng thích hợp giải điều chế tín hiệu.
Các hệ thống FH-CDMA không được quan tâm nhiều hơn trong đồ án này, bởi vì hiệu năng của FH tương đương với TH, nhưng sẽ cần hệ thống phức tạp hơn
để thực hiện nhảy tần. Trọng tâm của đồ án là nghiên cứu các hệ thống đa truy nhập dựa trên CDMA TH và DS.
Phối hợp các phương pháp đa truy nhập đưa ra ở trên có thể thực hiện phụ thuộc vào hệ thống. Một ví dụ là hệ thống TH phát một vài xung trên một bit và đồng thời mã hóa mỗi xung này như là một chip trong hệ thống DS. Sự phân biệt người dùng có thể thực hiện bằng cách sử dụng mã TH và DS hoặc cả hai. Phương pháp kết hợp có vẻ ngày càng được chấp nhận trong IEEE 802.15a. Ưu điểm của phương pháp kết hợp nằm ở thực tế là có thêm nhiều tham số để điều chỉnh dung lượng của hệ thống một cách mềm dẻo hơn. Bằng cách sử dụng phương pháp này một chuẩn có thể được tạo ra bao gồm nhiều cấu hình khác nhau của các hệ thống UWB có thể tương thích. Hiệu năng của các thiết bị UWB do đó có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu và giá cả của thị trường. Ví dụ một hệ thống với tầng vật lí đa băng được đưa ra bởi cơng ty General Atomics tới nhóm IEEE 802.15a [13]. Trong đề nghị này băng tần được chia thành 20 kênh trong FH và hệ thống UWB có thể được đánh giá dựa vào có bao nhiêu băng và loại điều chế nào là thích hợp.
Giải pháp kết hợp khơng phải là giải pháp được trình bày trong đồ án này. Thực tế các giải pháp dựa vào TH hoặc DS CDMA trong mỗi piconet được nghiên cứu. Nhiệm vụ nghiên cứu các hệ thống đa băng là nội dung tương lai.
3.3.1 Nhảy thời gian (TH)
Nhảy thời gian (TH) thực hiện đa truy nhập bằng cách chia kênh thành
ono f m T SF T
= khe thời gian khơng chồng lấn như ở hình 3.10.