Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật chuyển tiếp vô tuyến là sử dụng các trạm
chuyển tiếp hay còn gọi là phát lặp để chuyển tiếp thông tin nhận được từ
một chặng đến chặng tiếp theo nhằm mở rộng cự ly truyền dẫn. Các ví dụ
điển hình về chuyển tiếp vô tuyến có thể thấy được ở các đường truyền vi
ba của thông tin vô tuyến mặt đất hoặc các đường truyền thông tin vệ tinh
trong đó các bộ phát đáp đóng vai trò trạm chuyển tiếp. Các đường truyền
này đều có chung một đặc điểm là các trạm đầu cuối và chuyển tiếp đều cố
định 1 và các trạm chuyển tiếp đều được thiết kế để phục vụ chuyên dụng
cho chuyển tiếp vô tuyến.
Mặc dù đã được sử dụng từ khá lâu trên các hệ thống vi ba hay vệ tinh
nói trên, nhưng chỉ đến khoảng hơn chục năm gần đây chuyển tiếp vô tuyến
mới được bắt đầu đề cập đến trong các ứng dụng thông tin vô tuyến di động
và thông tin vô tuyến ad-hoc. Lý do có thể thấy được đó là do ràng buộc về
khả năng sử dụng các thiết bị đầu cuối làm trạm chuyển tiếp và tính chất
di động trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, với sự phát triển mạnh mẽ của
công nghệ điện tử thì việc sử dụng các trạm đầu cuối như một trạm chuyển
tiếp không còn khó khăn về mặt kỹ thuật mà chỉ là vấn đề về thủ tục và
nhận thực của người dùng. Việc ứng dụng kỹ thuật chuyển tiếp vô tuyến cho
các hệ thống thông tin di động và vô tuyến ad-hoc vì vậy sẽ chỉ còn là vấn
đề thời gian. Do tính chất thời sự của ứng dụng cho các hệ thống này nên 1Trường hợp thông tin vệ tinh địa tĩnh thì vị trí của vệ tinh và các trạm mặt đất được coi là cố định.
trong các phần tiếp theo luận án sẽ chỉ tập trung vào kỹ thuật chuyển tiếp
vô tuyến cho các hệ thống di động tế bào và vô tuyến ad-hoc.
Một ví dụ điển hình về việc sử dụng chuyển tiếp vô tuyến trong mạng thông
tin di động là sử dụng các trạm chuyển tiếp (RS: Relay Station) như một
thiết bị để truyền dữ liệu giữa trạm gốc BS và thiết bị người dùng (UE/MS:
User Equipment/Mobile Station). Hình 1.1 mô tả một mô hình mạng chuyển
tiếp đơn giản với các nút đầu cuối là trạm BS và MS và một trạm chuyển
tiếp (Relay) trung gian, trong đó các nút đầu cuối trao đổi dữ liệu thông qua
trạm chuyển tiếp. Như vậy, đường truyền vô tuyến sẽ có hai chặng truyền
dẫn. Chặng từ trạm gốc đến chuyển tiếp thường được gọi là tuyến chuyển
tiếp (Relay link) và chặng từ trạm chuyển tiếp đến UE thường được gọi là
tuyến truy cập (Access link).
MS Tuyến trực tiếp Tuyến chuyển tiếp Tuyến truy cập MS BS Chuyển tiếp
Hình 1.1:Minh họa kỹ thuật chuyển tiếp.
thông lượng và mở rộng vùng phủ. Hai trạm chuyển tiếp RS1 (Relay Station
1) và RS2 nằm trong phạm vi phủ sóng của trạm gốc (BS) phục vụ các trạm
di động (MS) nhằm mục đích tăng cường thông lượng và mở rộng phạm vi
phủ sóng. Ở trường hợp thứ nhất, trạm MS1 có thể truyền dữ liệu đến RS1
với tốc độ cao hơn tốc độ mà MS1 truyền trực tiếp với BS. Trong trường hợp
thứ hai, trạm MS2 nằm ngoài vùng phủ sóng của BS và không thể liên lạc
trực tiếp với BS, vì vậy, RS2 hỗ trợ chuyển tiếp lưu lượng truy cập từ BS đến
MS2, và ngược lại.
Việc giới thiệu kỹ thuật chuyển tiếp đã chia đường truyền trực tiếp thành
hai hoặc nhiều đoạn có chất lượng cao, hình thành một tuyến truyền dẫn đa
chặng giữa trạm gốc và người sử dụng đầu cuối, khắc phục được những hạn
chế về vùng phủ sóng và tốc độ dữ liệu thấp do bị che chắn và tổn thất tín
hiệu. Trạm chuyển tiếp nhận và chuyển tiếp dữ liệu đến chặng kế tiếp cho
đến khi dòng dữ liệu đến đích.
Tăng cường thông lượng
Mở rộng vùng phủ sóng RS2 MS2 BS RS1 MS1