CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN
1.6 Phân loại mạng WLAN
1.6.1 Các LAN vô tuyến
1.6.1.3 So sánh các mạng WLAN DSSS và FHSS
Vì các hệ thống DSSS là các hệ thống làm trung bình nhiễu trong khi các hệ thống FHSS lại dựa trên cơ sở tránh nhiễu, nên mỗi hệ thống có những điểm mạnh và điểm yếu của riêng nó.
Dung lượng toàn mạng
Nếu so sánh các kênh tần số riêng lẻ thì các DSSS có tiềm năng truyền dẫn tốc độ cao hơn bởi vì các kênh DSSS rộng hơn các kênh FHSS. Ví dụ như trong băng ISM 2,4 GHz, mỗi kênh DSSS chiếm một độ rộng băng khoảng 22 MHz trong khi với FHSS, độ rộng băng lớn nhất được xác định là 1 MHz. Mặc dù việc trải rộng độ rộng băng được
yêu cầu trong các mạng WLAN DSSS nhưng những hệ thống như vậy sẵn sàng cung cấp các tốc độ số liệu vô tuyến lên đến 11 Mbps trên mỗi kênh trong khi tốc độ số liệu cao nhất hiện nay của các kênh FHSS ở mức 3 Mbps trên mỗi kênh.
Tuy nhiên, các hệ thống DSSS là không phân cấp như ở các hệ thống FHSS. Độ rộng băng rộng hơn được cấp phát cho mỗi kênh DSSS là một trở ngại vì số lượng các kênh không chồng lấn khả dụng là ít hơn. Điều này giới hạn số lượng các vùng phủ vô tuyến độc lập mà chúng có thể có cùng vị trí và hoạt động mà không có nhiễu. Trong băng tần ISM 2,4 GHz, tối đa chỉ có 3 vùng phủ DSSS cùng vị trí. Mặt khác, do có nhiều hơn các kênh 1 MHz không chồng lấn và do vậy có nhiều mẫu nhảy hơn, các mạng WLAN FHSS 2,4 GHz có thể hỗ trợ đến 26 vùng phủ vô tuyến cùng vị trí, vì vậy mà cho phép dung lượng toàn mạng lớn hơn. Tuy nhiên, lựa chọn này là tốn kém vì yêu cầu phải có nhiều điểm truy cập hơn.
Sự loại bỏ nhiễu
Khác biệt chính giữa các mạng WLAN DSSS và FHSS 2,4 GHz là trong FHSS các kênh tần số trong một mẫu nhảy được trải ra toàn bộ băng ISM còn trong DSSS chỉ có một phần của độ rộng băng ISM được sử dụng. Do đó các mạng WLAN FHSS ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu mà nhiễu này có thể chiếm giữ ngẫu nhiên một phần cố định của băng tần ISM 2,4 GHz. Rõ ràng là, các nguồn nhiễu băng rộng và bất biến theo thời gian có thể làm giảm hiệu năng của hệ thống DSSS nghiêm trọng hơn các hệ thống FHSS nhảy tần nhanh. Hơn nữa truyền dẫn FHSS có công suất cao hơn có thể khắc phục và làm giảm những tác động của nhiễu công suất thấp hơn. Các hệ thống DSSS không thể tránh khỏi nhiễu và truyền dẫn công suất thấp của chúng không thể loại bỏ nhiễu. Tuy nhiên, bởi vì thời gian rỗi là khá dài nên một số gói FHSS rất có thể bị mất do nhiễu.
DSSS có thể được cải thiện nếu thực hiện phân tập thời gian nhờ đó mà tín hiệu được phát đi có thể thu được tại nhiều vị trí khác nhau. Ngoài ra, khi có hai hay nhiều tín hiệu đa đường được tách biệt về thời gian nhiều hơn một chu kỳ chip thì chúng trở nên độc lập với nhau. Các đường truyền độc lập này có thể được kết hợp để thực hiện phân tập tại máy thu DSSS, quá trình này thực sự làm tăng cường hiệu năng của máy thu.
Nút A
Nút B
Nút C
Thời gian
Tấn số
Thời gian cư trú
Hình 1.8: Truyền dẫn FHSS chồng lấn sử dụng một mẫu nhảy chung Các xung đột
Xung đột trong hệ thống trải phổ có cùng một tác động như xung đột trong hệ thống băng hẹp. Các gói liên quan đến xung đột bị loại bỏ và phải được phát lại sau đó.
Khác biệt quan trọng trong hệ thống trải phổ là xác suất mà khi cả hai gói xung đột với nhau thì vẫn thu được gói thứ ba (ví dụ như gói thứ ba có thể sử dụng mã giả ngẫu nhiên dịch thời gian hay mẫu nhảy tần). Vì thế, nếu truyền dẫn trải phổ được sử dụng thì các xung đột liên quan đến các gói riêng lẻ hơn là liên quan đến các khe thời gian cụ thể hay các máy thu dùng riêng.
Nói chung, các xung đột trong cả hai hệ thống DSSS và FHSS ít xảy ra thường xuyên hơn so với các hệ thống băng hẹp và khả năng truyền dẫn gói không đồng bộ chính xác về mặt thời gian là rất nhỏ. Vì vậy, khi các vùng phủ khác nhau có các kênh tần số giống nhau chồng lấn, nhiều quá trình truyền dẫn trải phổ có thể dẫn tới các lỗi ngẫu nhiên nhưng không nhất thiết là các xung đột phá huỷ. Ví dụ như các máy thu DSSS có khả năng thu gói dữ liệu đầu tiên ngay cả khi có truyền dẫn gói tiếp theo chồng lấn về mặt thời gian có cùng một mã giả tạp âm. Đó là bởi vì các gói đến sau tạo ra các xê dịch thời gian khác nhau (các pha) của cùng một mã, khi đó các đỉnh cực trị tự tương quan của chúng bị lệch về thời gian. Giả sử rằng các gói A và B được phát đến nút C sử dụng DSSS. Gói B bị trễ so với gói A hơn một chu kỳ chip (xem Hình 1.8).
Trong hệ thống băng hẹp, bất cứ hai gói nào chồng lấn về thời gian đều dẫn đến việc phá huỷ cả hai. Thời gian xung đột nguy hiểm là toàn bộ độ dài của gói dữ liệu. Khi trải phổ, thời gian nguy hiểm là khá ngắn điển hình là ở vào trong khoảng các bit mào đầu của gói dữ liệu. Vì vậy, nếu nút C đồng bộ thành công với đỉnh cực trị tự tương quan của phần mào đầu của gói A, nó sẽ khá khó khăn trong việc tự hiệu chỉnh các đỉnh cực trị khác trong phần còn lại của gói dữ liệu bởi vì các đỉnh cực trị xuất hiện một cách định kỳ. Các đỉnh cực trị nhiễu ở gói B có thể được bỏ qua. Vì vậy, gói B có thể được
coi là bị mất trong quá trình truyền nhưng không có xung đột nào xảy ra. Ở đây ngầm giả sử rằng các đỉnh cực trị tự tương quan của các gói A và B là không trùng khớp nhau.
Bởi vì ở đây yêu cầu mã giả ngẫu nhiên đủ dài để bao trùm toàn bộ độ dài của gói A nhằm đảm bảo rằng xung đột được giải phóng một khi máy thu đồng bộ với phần mào đầu của nó. Nếu mã này lặp lại trong thời gian sống của gói A, gói B cũng có thể làm hỏng gói A nếu các đỉnh cực trị tự tương quan chồng lấn nhau. Nếu gói A và gói B được đánh địa chỉ tới các nút khác nhau và các đỉnh cực trị tự tương quan của các gói này không chồng lấn nhau, có thể giải mã cả hai gói mà không bị lỗi.
Giống như các hệ thống DSSS, các hệ thống FHSS cho phép truyền dẫn đa phiên sử dụng các thành phần trễ của cùng một mẫu nhảy tần. Sau đó quá trình truyền dẫn sẽ được nối lại tương tự như cách của phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số. Các xung đột sẽ chỉ xảy ra nếu có hai hay nhiều hơn các nút có cùng một mẫu nhảy tần dịch thời gian.