- CDMA TDD UWC
1.5.2.2.5 Cỏc kỹ thuật điều chế
+ Điều chế băng hẹp
Cỏc hệ thống vụ tuyến thụng thƣờng nhƣ phỏt thanh, truyền hỡnh sử dụng kỹ thuật điều chế băng hẹp FM, AM. Cỏc hệ thống này tập trung toàn bộ năng lƣợng vào một phạm vi tần số hẹp, do đú sử dụng tần số hiệu quả. Việc thiết kế cỏc thiết bị truyền thụng bảo toàn độ rộng băng tần càng nhiều càng tốt nờn hầu hết cỏc tớn hiệu phỏt sử
XLVI
dụng một phần phổ tần tƣơng đối hẹp. Tuy nhiờn nếu cú cỏc hệ thống sử dụng phổ tần nhƣ vậy sẽ gõy nhiễu làm ảnh hƣởng lẫn nhau. Để trỏnh tỡnh trạng can nhiễu, những ngƣời sử dụng hệ thống băng hẹp phải xin cấp phộp sử dụng tần số để phối hợp việc sử dụng tần số một cỏch hợp lệ. Khi cú can nhiễu sảy ra, cơ quan cấp phộp phổ tần sẽ chịu trỏch nhiệm giải quyết.
+ Điều chế trải phổ
Để trỏnh xung đột và làm nhiễu lẫn nhau của cỏc hệ thống thụng tin sử dụng cựng một tần số súng mang, cú một kỹ thuật đi tiờn phong của cỏc nhà quõn sự để bảo toàn thụng tin của họ, đú là kỹ thuật trải phổ SST (Spread Spectrum Technology), nú liờn quan đến việc phỏt tớn hiệu trờn một dải tần số. Cú hai phƣơng phỏp trải phổ là FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum: trải phổ nhảy tần ) và DSSS (Direct Sequency Spread Spectrum: trải phổ chuỗi trực tiếp ).
Hầu hết cỏc mạng LAN khụng dõy sử dụng cụng nghệ trải phổ. Điều chế trải phổ trải năng lƣợng của tớn hiệu trờn một dải băng tần truyền dẫn lớn làm cho tớn hiệu trải phổ ớt bị nhiễu điện từ và gõy nhiễu cho cỏc hệ thống khỏc.
* Trải phổ nhảy tần (FHSS)
Ở phƣơng phỏp này dải phổ đƣợc phõn chia ra thành cỏc dải riờng biệt, mỗi kờnh tƣơng ứng với một tần số nhất định. Một bộ phỏt cú thể sử dụng bất kỳ bộ con nào của cỏc kờnh này. Bộ phỏt sẽ nhảy từ kờnh này sang kờnh kia trong suốt quỏ trỡnh thụng tin của nú, theo sau một chuỗi nhất định. Dựng cơ chế giống nhƣ CDMA. Bộ thu phải “theo sau” bộ phỏt khi nú nhảy giữa cỏc tần số khỏc nhau.
Ở cựng thời điểm, một cặp thu phỏt nhảy tần trờn toàn dải thụng, những bộ thu phỏt khỏc cũng thực hiện tƣơng tự thụng qua cỏc nhúm kờnh tƣơng tự. Nếu tốc độ thay đổi của tần số súng mang lớn hơn nhiều so với tốc độ của ký tự thỡ hệ thống đƣợc gọi là nhảy tần nhanh, cũn nếu tần số kờnh thay đổi tại một tốc độ bằng hoặc nhỏ hơn tốc độ ký tự thỡ hệ thống đƣợc gọi là nhảy tần chậm.
Một hệ thống nhảy tần cung cấp một mức độ bảo mật, đặc biệt là khi sử dụng một số lƣợng lớn cỏc kờnh, ngoài ra tớn hiệu nhảy tần cũng hạn chế đƣợc Fading tần số. Do cú thể sử dụng sự mà điều khiển lỗi và sự xen kẽ để bảo vệ tớn hiệu nhảy tần.
Thời gian
D
B A A
XLVII
Hỡnh 1.14: Trải phổ nhảy tần
* Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)
Trải phổ chuỗi trực tiếp kết hợp một tớn hiệu dữ liệu tại trạm gửi với một chuỗi bớt tốc độ cao hơn nhiều gọi là mó Chip (cũn đƣợc biết đến nhƣ một gain xử lý). Gain xử lý tốc độ cao làm tăng khả năng chống nhiễu dữ liệu. Gain xử lý tuyến tớnh tối thiểu mà FCC cho phộp là 10, và hầu hết cỏc sản phẩm khai thỏc dƣới 20. Nhúm làm việc IEEE đặt Gain xử lý của họ là 11.
Nhiều sản phẩm trải phổ chuỗi trực tiếp trờn thị trƣờng sử dụng nhiều hơn một kờnh trờn cựng một khu vực, tuy nhiờn số kờnh khả dụng bị hạn chế. Với chuỗi trực tiếp, nhiều sản phẩm hoạt động trờn cỏc kờnh riờng biệt bằng cỏch chia băng tần số thành cỏc kờnh tần số khụng gối lờn nhau. Điều này cho phộp một số kờnh riờng biệt hoạt động mà khụng can nhiễu lẫn nhau.
* Ghộp kờnh theo tần số trực giao (OFDM)
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là trƣờng hợp riờng đặc biệt của truyền đa súng mang, trong đú một luồng dữ liệu đơn đƣợc truyền qua cỏc súng mang con (Subcarrier) cú tốc độ thấp hơn, cỏc súng mang con cú tần số trực giao với nhau. OFDM cú thể đƣợc coi nhƣ kỹ thuật điều chế, cũng cú thể đƣợc coi nhƣ kỹ thuật hợp kờnh. Một trong những lý do chớnh để ỏp dụng đƣợc kỹ thuật điều chế OFDM là tăng sức mạnh chống lại hiện tƣợng phadinh chọn lọc tần số và nhiễu băng hẹp.
Trong cỏc hệ thống súng mang đơn, một phadinh hoặc nhiễu đơn cú thể làm cho toàn bộ đƣờng truyền bị đứt. Tuy nhiờn, trong hệ thống đa súng mang, chỉ cú một phần trăm nhỏ của cỏc súng mang con bị ảnh hƣởng, khi đú ta dựng mó sửa lỗi để khụi phục lại cho một số nhỏ súng mang con đú.
Phƣơng phỏp truyền sử dụng kỹ thuật điều chiế OFDM cú cỏc ƣu điểm sau: -OFDM là phƣơng phỏp hiệu quả đối với truyền đa đƣờng.
XLVIII
-Sử dụng OFDM thớch ứng trong cỏc kờnh thay đổi chậm theo thời gian cú thể tăng dung lƣợng bằng cỏch thớch ứng tốc độ dữ liệu của mỗi súng mang con tuỳ theo tỉ lệ tớn hiệu trờn nhiễu.
-OFDM rất mạnh chống lại nhiễu băng hẹp.
-OFDM làm cho mạng tần số đơn cú thể đƣợc thực hiện, điều này đặc biệt hấp dẫn đối với cỏc ứng dụng truyền thanh.
Điều chế đơn súng mang sử dụng một tần số đơn để truyền dữ liệu. Sự phõn tỏn đa đƣờng trờn cỏc kờnh vụ tuyến cú thể gõy nờn nhiễu giao thoa liờn từ. Nếu ta tăng tốc độ truyền dẫn thỡ chu kỳ của từ ngắn lại và càng tăng nguy cơ bị nhiễu giao thoa liờn từ.
Ứng dụng điều chế OFDM cho cỏc hệ thống WLAN khắc phục đƣợc hiện tƣợng trễ trải phổ (Delay Spread). Dữ liệu truyền đi trong mụi trƣờng khụng dõy bị hiện tƣợng trễ tới 800ns. Khoảng thời gian đú đủ để chứa một số từ (Symbol) đối với tốc độ truyền 10Mbps và cao hơn. Đối với một băng thụng cho trƣớc, tốc độ từ (Symbol speed) cho mỗi súng mang rất cao. Tuy nhiờn, với trƣờng hợp tớn hiệu OFDM thỡ tốc độ đú thấp hơn N lần, trong đú N là số súng mang con đƣợc sử dụng để điều chế OFDM. Tốc độ từ thấp làm cho nhiễu trong từ thấp. Đồng thời sử dụng chu kỳ bảo vệ (Guard Period) ở đầu mỗi từ sẽ loại bỏ đƣợc mọi nhiễu giao thoa liờn ký tự dài hơn độ dài của nú. Nếu chu kỳ bảo vệ đủ dài, khi đú mọi nhiễu giao liờn ký tự bị loại bỏ.
Tại Mỹ, cơ sở hạ tầng thụng tin Quốc Gia khụng cấp phộp U-NII (Unlicensed – National Information Infrastructure) cung cấp 300Mhz trong dải tần 5 Ghz cho WLAN. Băng thụng cho phộp chia làm hai dải thụng liờn tục trờn băng tần 5Ghz. Tại dải tần thấp từ 5,15 đến 5,35 Ghz cú 8 súng mang và tại dải tần cao hơn từ 5,725 đến 5,825 Ghz cú 4 súng mang.
