lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.1. Các chủ đề được trình bầy trong chương
Vai trò của hệ thống thông tin vô tuyến số trong mạng viễn thông
Sơ đồ khối chung của một tin vô tuyến số và kiến trúc thu phát s
Đặc điểm của truyền dẫn vô tuyến số
Các biện pháp khắc phục để nâng cao chất lương truyền dẫn vô tuyến số
1.1.2. Hướng dẫn
Học kỹ các tư liệu đựơc trình bầy trong chương
Tham khảo thêm [8]
1.1.3. Mục đích chương
Hiểu vai trò của thong tin vô tuyến trong viễn thông
Biết ưu nhược và các biện phap cải tiến truyền dẫn vô tuyến số
Hiểu được tổng quan những vấn đề sẽ nghiên cứu các chương sau trong
tài liệu
1.2. VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN TUYẾN SỐ TRONG
MẠNG VIỄN THỐNG
Các hệ thống tuyến phần tử quan trọng trong các mạng viễn thông
vô tuyến.. Kiên trúc tổng quát của một mạng viễn thông vô tuyến vai trò của
các hệ thống thông tin tuyến trong việc kết nối các nút mạng được cho trên
hình 1.a. Một mạng viễn thông tuyến bao gồm ba phần: (1) phần các thiết bị
đầu cuối (T: Terminal), (2) mạng truy nhập tuyến (RAN: Radio Accesss
Network) và (3) mạng lõi (CN: Core Network). Mạng viễn thông vô tuyến được
nối với các mạng ngoài (EN: External Network).
Mạng lõi (CN) bao gồm các nút mạng: (1) các nút nội mạng (LN: Local
Node) các nút cổng (GN: Gate Node). c nút nội mạng thể các tổng
đài nội hạt (LS: : Local Switching Center) đối với các mạng hay các router
các server đối với các mạng mới được xây dựng trên sở internet. Các LN
nhiệm vụ kết nối các thuê bao trong vùng nội hạt với nhau hoặc kết nối các
thuê bao này với các mạng ngoài thông qua một nút cổng (GN: Gate Node). Nút
cổng thể một tổng đài quá giang (TS: Transit Switch) trong các mạng cũ,
hay một router cùng với server cổng để kết nối vào mạng internet trong các mạng
mới trên cơ sở internet.
Mạng truy nhập tuyến (RAN) bao gồm c nút truy nhập (AN: Accesss
Node) để kết nối các đầu cuối tuyến với mạng lõi. Các AN thể là: (1) các
trạm gốc (BS: Base Station) trong các mạng di động, (2) các điểm truy nhập
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
(AP: Access Point) trong các mạng truy nhập không dây nội vùng (WLAN:
Wireless Local Access Network) hoặc (2) các bộ phát đáp
(Transponder) đặt trên vệ tinh để đấu chuyển các luồng lưu lượng khác nhau từ
các trạm mặt đất (Earth Sation) của hệ thống thông tin vệ tinh hoặc các trạm trên
vệ tinh (Board Station) của các hệ thông thông tinh di động vệ tinh.
Các đầu cuối (T) thể là: (1) các tram di động (MS: Mobile Station)
trong các hệ thống thông tin di động, (2) các đầu cuối tuyến tuyến cầm tay,
xách tay, để bàn, (2) các trạm viễn thông trong các vùng hẻo lánh hay (3) trạm
mặt đất (Earth Station) trong hệ thống thông tin vệ tinh. Trước đây thiết bị đầu
cuối của người sử dụng chỉ đơn thuần thiết bị điện thoai, ngày nay nó tích hợp
của nhiều phương tiên truyền thông: thọai, video, máy tính, máy ảnh
….
Trong một mạng viễn thông tuyến, các hệ thống tuyến số thể
được sử dụng như là:
.
Các đường truyền dẫn nối các các nút mạng với nhau
Mạng truy nhập vô tuyến để kết nối các đầu cuối và với mạng lõi
Các giao thức trên giao diện tuyến giữa mạng truy nhập đầu cuối được
xây dựng dựa trên trên hai lớp thấp nhất của hình OSI (Open System
Interrconnection: kết nối hệ tống mở) bảy lớp: lớp liên kết số liệu lớp vật
(hình 11.b).
Để phân bố tài nguyên vô tuyến khi có nhiều đầu cuối cùng truy nhập vào
nột nút truy nhập, nhiều phương thức đa truy nhập khác nhau được sử dụng như:
FDMA (Frequency Division Multiple Access: đa truy nhập phân chia theo tần
số), TDMA (Time Division Multiple Access: đa truy nhập phân chia theo thời
gian) CDMA (Code Division Multiple Access): đa truy nhập phân chia theo
mã) hoặc OFDMA (Orthogonal Frequency Divission Multiple Access: đa truy
nhập phân chia theo tần số).
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Hình 1.1. a) Kiến trúc tổng quát của một mạng viễn thông tuyến vai
trò của các hệ thống thông tin tuyến, b) hình OSI các giao thức
giữa nút truy nhập và đầu cuối
Ngoài mạng viễn thông vô tuyến đòi hỏi cơ sở hạ tầng bao gồm mạng
truy nhập vô tuyến và mạng lõi như trên hình 1.1, còn có một số mạng thông
tin vô tuyến trong đó các máy đầu cuối tự lập cấu hình để đấu nối với nhau.
Các mạng này được gọi là các mạng ad hoc không dây.hiện này,
Từ các trình bày ở trên ta thấy thông tin vô tuyến số đóng một vai trò rất
quan trọng trong mạng viễn thông cũng như trong các mạng không dây. Ưu điểm
nổi trội của thông tin vô tuyến là: linh hoạt và di động.
Tuy nhiên thông tin tuyến cũng có rất nhiều nhược điểm các nhà
thiết kế các hệ thống cần khắc phục để thể sử dụng hiệu quả phương thức
truyền dẫn này.
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
1.3. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN SỐ
1.3.1. Sơ đồ khối chung của hệ thống thông tin vô tuyến số
đồ khối chung của một hệ thống thu phát tuyến số được cho ở hình
1.2. Vai trò của các khối chức năng trong sơ đồ hình 1.2 như sau:
1. Phía phát
Khối KĐ và giao diện đường số có các chức năng sau:
Phối kháng với đường số
Khuếch đại và cân bằng cáp đường truyền số
Biến đổi mã đường vào mã máy
Tái sinh tín hiệu số Khôi
phục xung đồng hồ Khối xử lý
số băng gốc phát:
Ghép thêm các thông tin điều khiển và quản lý đường truyền
Mật mâ hoá các thông tin quan trọng
Mã hoá kênh chống lỗi kết hợp với đan xen Ngẫu
nhiên hoá tín hiệu số trước khi đưa lên điều chế Khối điều
chế và biến đổi nâng tần:
Điều chế sóng mang bằng tín hiệu số để chuyển đổi tín hiệu số này vào
vùng tần số cao thuận tiện cho việc truyền dẫn
Đối với các máy phát đổi tần với điều chế thực hiện trung tần khối
biến đổi nâng tần cho phép chuyển tín hiệu trung tần phát vào tần số
vô tuyền trước khi phát.
Khối khuếch đại công suất:
Khuếch đại công suất phát đến mức cần thiết trước khi đưa phát vào
không trung.
2. Phía thu:
Khuếch đại tạp âm nhỏ:
Khuếch đại tín hiệu thu yếu trong khi khuếch đại rất ít tạp âm
Biến đổi hạ tần, khuếch đại trung tần và giải điều chế :
Đối với y thu đổi tần trước khi giải điều chế tín hiệu thu được biến
đổi vào trung tần thu nhờ khối biến đổi hạ tần. Trong quá trình biến đổi
hạ tần do suất hiện tần số ảnh gương nên khối biến đổi hạ tần thường
làm thêm nhiệm vụ triệt tần số ảnh gương.
Đối với các máy thu đổi tần sau biến đổi hạ tần khuếch đại trung tần.
Nhiệm vụ của khối chức năng này là khuếch đại, lọc nhiễu kênh lân cận
và cân bằng thích ứng ở vùng tần số cũng như cân bằng trễ nhóm ở các
phần tử của kênh truyền dẫn .
Giải điều chế tín hiệu thu để phục hồi tín hiệu số
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Xử lý số băng tần gốc thu: Thực hiện các chức năng ngược với
khối xử lý số băng gốc phát như:
Cân bằng thích ứng vùng thời gian để giảm thiểu ảnh hửơng của
phađinh
Giải đan xen
Giải mã kênh
Giải ngẫu nhiên
Phân luồng cho luồng số chính luổng số điều khiển quản đường
truyền
Khuếch đại và giao điện đường số:
Khuếch tín hiệu số đến mức cần thiết trước khi đưa ra ngoài máy
Biến đổi mã máy vào mã đường
Phối kháng với đường số
3. Giao diện môi trường truyền dẫn.
Hệ thống anten-phiđơ và các thiết bị siêu cao tần cho phép các máy thu và máy
phát giao tiếp với môi trường truyền dẫn vô tuyến. Giao diện môi trường truyền
dẫn một số mạch siêu cao tần đươc khảo sát các giáo trình Anten-truyền
sóng và kỹ thuật siêu cao tần.
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Hình 1.2. Sơ đồ khối chung của một một hệ thống thông tin vô tuyến số
1.3.2. Kiến trúc tổng quát của hệ thống thu phát vô tuyến
Hình 1.3. cho thấy kiến trúc tổng quát của một hệ thống thu phát tuyến.
Một hệ thống thu phát vô tuyến thường gồm hai phần chính: phần xử lý tín hiệu
số (DSP: Digital Signal Processing) đầu vô tuyến (RF Front-End). Đầu
tuyến bao gồm đầu tuyến phát đầu tuyến thu. Đầu tuyến phát tổng
quát bao gồm: 1) Bộ điểu để điều chế tín hiệu đầu vào băng gốc tương tự vào tín
hiệu trung tần điều chế (IF: Intermediate Frequency) , 2) bộ biến đổi nâng tần để
chuyển đổi tín hiệu phát được điều chế từ trung tần vào tần số tuyến (RF:
Radio Frequency) 3) bộ khuếch đại ng suất (PA: Power Amplifier) để
khuếch đại công suất phát đủ lớn trước khi đưa vào anten. Đầu vô tuyến thu bao
gồm: 1) bộ khuếch đại tạp âm nhỏ (LNA: Low Noise Amplifier) để khuêch đại
tín hiệu thu yếu nhưng gây ít tạp âm, 2) bộ biến đổi hạ tần để chuyển đổi tín hiệu
tần số thu vô tuyến vào tín hiệu trung tần IF và bộ giải điều chế để khôi phục lại
tín hiệu băng gốc phía thu. Tổng quát quá trình xử lý tín hiệu phát trên hình 1.3
như sau: tín hiệu đầu vào băng gốc được xử lý số tại bxử tín hiệu số (DSP:
Digital Signal Processing), sau đó được chuyển đổi từ số vào tương tự bằng bộ
biến đổi số thành tương tự (DAC: Digital to Analog Converter) rồi đưa lên đầu
vào tuyến phát, cuối cùng đựơc anten phát vào không gian. Tại phiá thu quá
trình xẩy ra ngược lại. Tín hiệu thu đến từ anten đi vào bộ khuếch đại tạp âm
thấp, sau khuếch đại tín hiệu này được đưa qua bộ biến đổi hạ tần để chuyên đổi
từ RF và IF, đựơc giải điều chế, được chuyển đổi từ tương tự vào số, đựơc xử
số và cuối cùng đầu ra là tín hiệu băng gốc số.
Hình 1.3. Kiến trúc tổng quát của một hệ thống thu phát vô tuyến
Để cổ cho các sáng kiến thiết kế DSP cũng như đầu cuối RF, giao diện
giữa phần tương tự số (giữa các DSP phát thu đầu tuyến) được tiêu
chuẩn hoá.
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
1.4. ĐẶC ĐIỂM TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ
So với các hệ thống truyền dẫn khác hệ thống truyền dẫn tuyến số
rất nhiều hạn chế do môi trường truyền dẫn môi truờng hở băng tần hạn
chế.
Môi trường truyền dẫn hở dẫn đến ảnh hưởng sau đây khi sử dụng các
thiết bị vô tuyến số:
Chịu ảnh hưởng rất lớn vào môi trường truyền dẫn : khí hậu thời tiết.
Chịu ảnh hưởng rất lớn vào địa hình: mặt đất, đồi núi, nhà cửa cây cối...
Suy hao trong môi trường lớn
Chịu ảnh hưởng của các nguồn nhiễu trong thiên nhiên: phóng điện trong
khí quyển, phát xạ của các hành tinh khác (khi thông tin vệ tinh)...
Chịu ảnh hưởng nhiễu công nghiệp từ các động đánh lửa bằng tia lửa
điện
Chịu ảnh hưởng nhiễu từ các thiết bị vô tuyến khác.
Dễ bị nghe trộm và sử dụng trái phép đường truyền thông tin
Một ảnh hưởng rất nguy hiểm ở các đường truyền dẫn vô tuyến số là pha
đinh. Từ giáo trình truyền sóng ta đã biết phađinh là hiện tượng thăng giáng thất
thường cuả cường độ điện trường điểm thu. Nguyên nhân pha đinh thể do
thời tiết địa hình thay đổi làm thay đổi điều kiện truyền sóng. Pha đinh nguy
hiểm nhất pha đinh nhiều tia xẩy ra do máy thu nhận được tín hiệu không phải
chỉ từ tia đi thẳng còn từ nhiều tia khác phản xạ từ các điểm khác nhau trên
đường truyền dẫn. Các hệ thống truyền dẫn tuyến số phải được trang bị các
hệ thống và thiết bị chống pha đinh hữu hiệu.
Truyền dẫn vô tuyến số được thực hiện ở dải tần từ 1 GHz đến vài chục
GHz, trong khi đó truyền dẫn quang được thực hiện ở tần số vào khoảng 2.10
6
GHz (nếu coi =1500 nm) vì thế băng tần truyền dẫn vô tuyến số rất hẹp so với
quang. Để minh hoạ điều này ta có thể xét thí dụ sau. Nếu coi rằng băng tần
truyền dẫn chiếm 5% tần số mang trung tâm thì:
Đối với truyền dẫn vô tuyến ở tần số 10GHz , băng tần cho phép vào khoảng:
10 GHz 0,05=0,1GHz
Đối với truyền quang ở bước sóng =1500 nm hay tần số f=C/ =
3.10
8
/1500.10
-9
= 2.10
14
Hz=2.10
5
GHz, băng tần truyền dẫn cho phép vào
khoảng 2.10
5
0,05=0,1.10
5
GHz
Từ thí dụ trên ta thấy độ rộng băng tần cho phép truyền dẫn quang gấp
10
5
lần độ rộng băng tần truyền dẫn vô tuyến.
Ngoài ra dải tần số thấp (từ 1 đến 6 GHz) được ưa sử dụng hơn vì suy
hao ở vùng tần số này thấp hơn. Điều này dẫn đến dung lượng truyền dẫn của
các đường truyền dẫn vô tuyến số rất bị hạn chế.
Tuy nhiên truyền dẫn tuyến số hai ưu điểm tuyệt vời không hệ
thống truyền dẫn nào có thể sánh được:
Linh hoạt: thể triển khai hệ thống truyền dẫn số rất nhanh và khi không
cần thiết có thể tháo gỡ và nhanh chóng chuyển sang lắp đặt ở vị trí khác
của mạng viễn thông. Ưu điểm này cho phép các nhà khai thác phát triển
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
mạng viễn thông nhanh chóng các vùng sở hạ tầng viễn thông chưa
phát triển với vốn đầu tư thấp nhất.
Di động: chỉ có truyền dẫn vô tuyến mới đáp ứng được thông tin mọi nơi
mọi thời điểm của các khách hàng viễn thông. Nhu cầu này không ngừng
tăng ở thế kỷ 21 khi nhu cầu đi lại của con người ngày càng tăng.
Ngoài các ưu điểm trên thông tin tuyến phương tiện thông tin duy
nhất cho các chuyến bay vào các hành tinh khác, thông tin đạo hàng, định vị ....
Để phát huy được các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm của truyền
dẫn vô tuyến số các nhà thiết kế các thiết bị và hệ thống truyền dẫn vô tuyến số
phải sử dụng các biện pháp công nghệ xử lý số và các công nghệ vô tuyến hiện
đại. Dưới đây ta sẽ xét tổng quan các công nghệ này.
1.5. CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC CÁC NHƯỢC ĐIỂM ĐỂ NÂNG
CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN
Để khắc phục các các nhược điểm của hệ thống thông tin vô tuyến do do
môi trường truyền dẫn hở dẫn đến các ảnh hưởng khác nhau lên chất truyền dẫn
vô tuyến số, băng thong các biện pháp kỹ thuật sau đây được sử dụng:
Tổ chức quy hoạch sử dụng tài nguyên vô tuyến hợp lý
Tổ chức cấu hình hệ thống hợp lý
Sử dụng các công nghệ thông tin vô tuyến tiên tiến
Sử dụng các công nghệ xử lý số phức tạp
Hoàn thiện các mạch điện vô tuyến
1.5.1. Tổ chức quy hoạch sử dụng tài nguyên vô tuyến
Để các thiết bị vô tuyến số không gây nhiễu cho nhau các thiết bị này không
được sử dụng đồng thời các tài nguyên tuyến phải sử dụng chúng một
cách luân phiên. Ba tài nguyên tuyến sau đây cần được chia sẽ dùng chung
cho các thiết tuyến số để chúng không gây nhiễu cho nhau: tần số, thời gian
năng lượng. Các hệ thống tuyến số sử dụng luân phiên tài nguyên tần số
được gọi phân chia theo tần số (FD: Frequency Division). Các hệ thống
tuyến số sử dụng luân phiên tài nguyên thời gian được gọi là phân chia theo thời
gian (TD: Time division). Cuối cùng các hệ thống vô tuyến số sử dụng với phân
chia năng lượng được gọi là thiết bị phân chia theo mã (CD: Code Division).
Để thực hiện phân chia theo tần số ITU-R các tổ chức tuyến lớn
khác của quốc tế như: FCC của Mỹ (Federal Communication Commission: Uỷ
ban thông tin liên bang), ARIB cuNhật (Association of Radio Industry and
Bussiness: Liên hiệp kinh doanh công nghiệp tuyến) đưa ra các khuyến
nghị quy hoạch tần số. Các khuyến nghị này quy định các kênh tần số được sử
dụng, khoảng cách giữa các kênh này, phân cực giữa các kênh ... Dựa trên các
khuyến nghị này các quốc gia sẽ quy hoạch tần số cho mình.
Các hệ thống FD, TD và CD thường được sử dụng trong các hệ thống đa
truy nhập cho các mạng thông tin tuyến số nội hạt di động. Việc tổ chức
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
hợp lý FD, TD và CD sẽ cho phép tăng đáng kể dung lượng của các hệ thống vô
tuyến số sử dụng các phương thức đa truy nhập này.
Do tài nguyên vô tuyến bị hạn chế (băng tần truyền dẫn hẹp) để tiết kiệm
tài nguyên này các phương pháp quy hoạch tài nguyên vô tuyến phải cho phép
tái sử dụng tốt nhất các tài nguyên vô tuyến. Vấn đề này sẽ được trình bầy cụ thể
trong giáo trình "Đa truy nhập vô tuyến" và các phần thiết kế mạng thông tin vô
tuyến các giáo trình chuyên n như: "Hệ thống truyền dẫn tuyến số",
"Thông tin di động".
1.5.2. Tổ chức cấu hình hợp lý
Tổ chức cấu hình cho các hệ thống thông tin tuyến số đảm bảo hoạt
động của các hệ thống này trong trường hợp xẩy ra sự cố. Thông thường có thể
xẩy ra hai loại sự cố sau:
Sự cố thiết bị
Sự cố đường truyền (gây ra do phađinh)
Để đảm bảo truyền dẫn tin cậy thông tin hthống tuyến số, c hệ
thống này được trang bị thêm các thiết bị hay hệ thống bảo vệ.
Đối với trường hợp sự cố thứ nhất bên cạnh thiết bị công tác để truyền
thông tin còn có thiết bị dự phòng để tiếp nhận truyền tin từ thiết bị công tác khi
thiết bị này bị sự cố.
Đối với sự cố thứ hai một hay nhiều đường truyền dẫn truyền dẫn dự
phòng được lập cấu hình bên cạnh các hệ thống thống ng tác. Khi đường truyền
dẫn hệ thống công tác bị sự cố, thông tin các hệ thống này sẽ được chuyển
sang truyền ở các đường truyền dự phòng. Các đừơng truyền dự phòng ở các hệ
thống này được gọi các đường phân tập. Tồn tại các phương pháp phân tập sau
đây ở các hệ thống truyền dẫn vô tuyến số:
Phân tập không gian
Phân tập tần số
Phân tập phân cực
Phân tập góc
Phân tập thời gian
dạng phân tập thứ nhất người ta coi rằng xác suất xẩy ra đồng thời
phađinh ở hai điểm không tương quan trong không gian là rất nhỏ. Vì thế nếu ở
phía thu ta đặt hai anten thu hai điểm không tương quan trong không gian thì
ta có thể luôn luôn thu được tín hiệu tốt và bằng các kết hợp (hoặc chọn) tín hiệu
giữa hai đường truyền này ta sẽ được một tín hiệu tốt.
dạng phân tập thứ hai người ta coi rằng xác suất xẩy ra đồng thời
phađinh ở hai tần số không tương quan với nhau là rất nhỏ. thế nếu ở sử dụng
hai hệ thống truyền dẫn số ở hai tần số khác thì ta thể luôn luôn thu được tín
hiệu tốt bằng các kết hợp (hoặc chọn) tín hiệu giữa hai đường truyền này ta
sẽ được một tín hiệu tốt.
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Các dạng phân tập thứ ba bốn cũng sử dụng thêm một hệ thống dự
phòng phân cực c khác với hệ thống chính để kết hợp (hoặc chọn) tín hiệu
giữa hai đường truyền tạo nên một tín hiệu tốt.
Đối với dạng phân tập cuối cùng, luồng số cần truyền được chia thành các
khối bản tin khác nhau, các khối bản tin này được truyền lặp ở một số thời điểm
khác nhau để phía thu có thể chọn ra các khối bản tin tốt nhất.
1.5.3. Sử dụng các công nghệ thông tin vô tuyến tiên tiến
Các hệ thống thông tin di động thế hệ mới đều sử dụng các công nghệ
thong tin vô tuyến số để đồng thời tăng dung lượng giảm thiểu ảnh hường của
đường truyền như:
Các kỹ thuạt đa anten (MIMO)
Lập biểu và thích ứng đường truyền
1.5.4. Sử dụng các công nghệ xử lý tín hiệu số phức tạp
Để chống ảnh hửơng của môi trường hcác hệ thống truyền dẫn số sử
dụng các công nghệ xử lý tín hiệu số phức tạp hơn các hệ thống truyền dẫn hữu
tuyến khác. Các công nghệ xử lý tín hiệu số sau đây thường được sử dụng ở các
hệ thống truyền dẫn số:
Mã hoá kênh chống lỗi
Đan xen
Ngẫu nhiên hoá
Cân bằng thích ứng
Mật hoá tín hiệu để bảo mật thông tin chống lại các kẻ truy nhập
trái phép đường truyền.
Các công nghệ xử số này được đưa vào phần xử băng tần gốc của
các thiết bị tuyến số để tăng thêm tính chống phađinh nhiễu của các thiết
bị này.
Để tiết kiệm độ rộng băng tần truyền dẫn ngoài các biện pháp quy hoạch
tài nguyên vô tuyến hợp lý như đã nói ở trên, cần lựa chọn kỹ thuật điều chế
thích hợp. Kỹ thuật điều chế kết hợp mã hoá là kỹ thuật được quan tâm nhiều
nhất cho mục đích này.
1.5.5. Hoàn thiện các mạch điện vô tuyến
Các mạch điện tuyến ngày càng hoàn thiện để hoạt động hiệu quả
hơn và tiêu tốn ít năng lượng hơn. Các công nghệ bán dẫn mới được đưa vào sử
dụng trong các mạch điên siêu cao tần cho phép giảm kích cỡ thiết bị, tiêu thu ít
năng lượng, tăng cường độ nhạy và lọc nhiễu.
lOMoARcPSD| 58737056
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
1.6. TỔNG KẾT
Chương này trước hết xét kiến trúc của mạng viễn thông vô tuyến và vai
trò của hệ thống thống tin tuyến. Tiếp theo chương xét đồ khối tổng quá
của một hệ thống thong tin vô tuyến và kiến trúc máy thu của một hệ thống phát
thu. Sau đó xét các nhược điểm của thông tin tuyến các biện pháp khắc
phục.
Các chương sau của giáo trình sẽ trình bày nguyên lý cơ sở của các phần
tử trong xử lý tín hiệu số và phần phát thu vô tuyến.
1.7 CÂU HỎI
1. Trình bày kiến trúc của mạng thông tin tuyến vai trò hệ thống thông
tin vô tuyến
2. Trình bày các hạn chế của thong tin vô tuyến và các biện pháp khắc phục
3. Trình bày đồ khối tổng quát của một hệ thống thông tin tuyến
kiến trúc của hệ thống phát thu vô tuyến.

Preview text:

lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.1. Các chủ đề được trình bầy trong chương
• Vai trò của hệ thống thông tin vô tuyến số trong mạng viễn thông
• Sơ đồ khối chung của một tin vô tuyến số và kiến trúc thu phát số
• Đặc điểm của truyền dẫn vô tuyến số
• Các biện pháp khắc phục để nâng cao chất lương truyền dẫn vô tuyến số 1.1.2. Hướng dẫn
• Học kỹ các tư liệu đựơc trình bầy trong chương • Tham khảo thêm [8]
1.1.3. Mục đích chương
• Hiểu vai trò của thong tin vô tuyến trong viễn thông
• Biết ưu nhược và các biện phap cải tiến truyền dẫn vô tuyến số
• Hiểu được tổng quan những vấn đề sẽ nghiên cứu ở các chương sau trong tài liệu
1.2. VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN SỐ TRONG MẠNG VIỄN THỐNG
Các hệ thống vô tuyến là phần tử quan trọng trong các mạng viễn thông
vô tuyến.. Kiên trúc tổng quát của một mạng viễn thông vô tuyến và vai trò của
các hệ thống thông tin vô tuyến trong việc kết nối các nút mạng được cho trên
hình 1.a. Một mạng viễn thông vô tuyến bao gồm ba phần: (1) phần các thiết bị
đầu cuối (T: Terminal), (2) mạng truy nhập vô tuyến (RAN: Radio Accesss
Network) và (3) mạng lõi (CN: Core Network). Mạng viễn thông vô tuyến được
nối với các mạng ngoài (EN: External Network).
Mạng lõi (CN) bao gồm các nút mạng: (1) các nút nội mạng (LN: Local
Node) và các nút cổng (GN: Gate Node). Các nút nội mạng có thể là các tổng
đài nội hạt (LS: : Local Switching Center) đối với các mạng cũ hay các router
và các server đối với các mạng mới được xây dựng trên cơ sở internet. Các LN
có nhiệm vụ kết nối các thuê bao trong vùng nội hạt với nhau hoặc kết nối các
thuê bao này với các mạng ngoài thông qua một nút cổng (GN: Gate Node). Nút
cổng có thể là một tổng đài quá giang (TS: Transit Switch) trong các mạng cũ,
hay một router cùng với server cổng để kết nối vào mạng internet trong các mạng
mới trên cơ sở internet.
Mạng truy nhập vô tuyến (RAN) bao gồm các nút truy nhập (AN: Accesss
Node) để kết nối các đầu cuối vô tuyến với mạng lõi. Các AN có thể là: (1) các
trạm gốc (BS: Base Station) trong các mạng di động, (2) các điểm truy nhập lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
(AP: Access Point) trong các mạng truy nhập không dây nội vùng (WLAN:
Wireless Local Access Network) hoặc (2) các bộ phát đáp
(Transponder) đặt trên vệ tinh để đấu chuyển các luồng lưu lượng khác nhau từ
các trạm mặt đất (Earth Sation) của hệ thống thông tin vệ tinh hoặc các trạm trên
vệ tinh (Board Station) của các hệ thông thông tinh di động vệ tinh.
Các đầu cuối (T) có thể là: (1) các tram di động (MS: Mobile Station)
trong các hệ thống thông tin di động, (2) các đầu cuối vô tuyến vô tuyến cầm tay,
xách tay, để bàn, (2) các trạm viễn thông trong các vùng hẻo lánh hay (3) trạm
mặt đất (Earth Station) trong hệ thống thông tin vệ tinh. Trước đây thiết bị đầu
cuối của người sử dụng chỉ đơn thuần thiết bị điện thoai, ngày nay nó là tích hợp
của nhiều phương tiên truyền thông: thọai, video, máy tính, máy ảnh ….
Trong một mạng viễn thông vô tuyến, các hệ thống vô tuyến số có thể
được sử dụng như là: .
• Các đường truyền dẫn nối các các nút mạng với nhau
• Mạng truy nhập vô tuyến để kết nối các đầu cuối và với mạng lõi
Các giao thức trên giao diện vô tuyến giữa mạng truy nhập và đầu cuối được
xây dựng dựa trên trên hai lớp thấp nhất của mô hình OSI (Open System
Interrconnection: kết nối hệ tống mở) bảy lớp: lớp liên kết số liệu và lớp vật lý (hình 11.b).
Để phân bố tài nguyên vô tuyến khi có nhiều đầu cuối cùng truy nhập vào
nột nút truy nhập, nhiều phương thức đa truy nhập khác nhau được sử dụng như:
FDMA (Frequency Division Multiple Access: đa truy nhập phân chia theo tần
số), TDMA (Time Division Multiple Access: đa truy nhập phân chia theo thời
gian) và CDMA (Code Division Multiple Access): đa truy nhập phân chia theo
mã) hoặc OFDMA (Orthogonal Frequency Divission Multiple Access: đa truy
nhập phân chia theo tần số). lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Hình 1.1. a) Kiến trúc tổng quát của một mạng viễn thông vô tuyến và vai
trò của các hệ thống thông tin vô tuyến, b) mô hình OSI và các giao thức
giữa nút truy nhập và đầu cuối

Ngoài mạng viễn thông vô tuyến đòi hỏi cơ sở hạ tầng bao gồm mạng
truy nhập vô tuyến và mạng lõi như trên hình 1.1, còn có một số mạng thông
tin vô tuyến trong đó các máy đầu cuối tự lập cấu hình để đấu nối với nhau.
Các mạng này được gọi là các mạng ad hoc không dây.hiện này,
Từ các trình bày ở trên ta thấy thông tin vô tuyến số đóng một vai trò rất
quan trọng trong mạng viễn thông cũng như trong các mạng không dây. Ưu điểm
nổi trội của thông tin vô tuyến là: linh hoạt và di động.
Tuy nhiên thông tin vô tuyến cũng có rất nhiều nhược điểm mà các nhà
thiết kế các hệ thống cần khắc phục để có thể sử dụng hiệu quả phương thức truyền dẫn này. lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
1.3. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN SỐ
1.3.1. Sơ đồ khối chung của hệ thống thông tin vô tuyến số
Sơ đồ khối chung của một hệ thống thu phát vô tuyến số được cho ở hình
1.2. Vai trò của các khối chức năng trong sơ đồ hình 1.2 như sau: 1. Phía phát
Khối KĐ và giao diện đường số có các chức năng sau:
Phối kháng với đường số
Khuếch đại và cân bằng cáp đường truyền số
Biến đổi mã đường vào mã máy
Tái sinh tín hiệu số Khôi
phục xung đồng hồ Khối xử lý
số băng gốc phát
:
Ghép thêm các thông tin điều khiển và quản lý đường truyền
Mật mâ hoá các thông tin quan trọng
Mã hoá kênh chống lỗi kết hợp với đan xen Ngẫu
nhiên hoá tín hiệu số trước khi đưa lên điều chế Khối điều
chế và biến đổi nâng tần:

Điều chế sóng mang bằng tín hiệu số để chuyển đổi tín hiệu số này vào
vùng tần số cao thuận tiện cho việc truyền dẫn
Đối với các máy phát đổi tần với điều chế thực hiện ở trung tần khối
biến đổi nâng tần cho phép chuyển tín hiệu trung tần phát vào tần số
vô tuyền trước khi phát.
Khối khuếch đại công suất:
Khuếch đại công suất phát đến mức cần thiết trước khi đưa phát vào không trung. 2. Phía thu:
Khuếch đại tạp âm nhỏ:
Khuếch đại tín hiệu thu yếu trong khi khuếch đại rất ít tạp âm
Biến đổi hạ tần, khuếch đại trung tần và giải điều chế :
Đối với máy thu đổi tần trước khi giải điều chế tín hiệu thu được biến
đổi vào trung tần thu nhờ khối biến đổi hạ tần. Trong quá trình biến đổi
hạ tần do suất hiện tần số ảnh gương nên khối biến đổi hạ tần thường
làm thêm nhiệm vụ triệt tần số ảnh gương.
Đối với các máy thu đổi tần sau biến đổi hạ tần là khuếch đại trung tần.
Nhiệm vụ của khối chức năng này là khuếch đại, lọc nhiễu kênh lân cận
và cân bằng thích ứng ở vùng tần số cũng như cân bằng trễ nhóm ở các
phần tử của kênh truyền dẫn .
Giải điều chế tín hiệu thu để phục hồi tín hiệu số lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Xử lý số băng tần gốc thu: Thực hiện các chức năng ngược với
khối xử lý số băng gốc phát như:
Cân bằng thích ứng ở vùng thời gian để giảm thiểu ảnh hửơng của phađinh Giải đan xen Giải mã kênh Giải ngẫu nhiên
Phân luồng cho luồng số chính và luổng số điều khiển quản lý đường truyền
Khuếch đại và giao điện đường số:
Khuếch tín hiệu số đến mức cần thiết trước khi đưa ra ngoài máy
Biến đổi mã máy vào mã đường
Phối kháng với đường số
3. Giao diện môi trường truyền dẫn.
Hệ thống anten-phiđơ và các thiết bị siêu cao tần cho phép các máy thu và máy
phát giao tiếp với môi trường truyền dẫn vô tuyến. Giao diện môi trường truyền
dẫn và một số mạch siêu cao tần đươc khảo sát ở các giáo trình Anten-truyền
sóng và kỹ thuật siêu cao tần. lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Hình 1.2. Sơ đồ khối chung của một một hệ thống thông tin vô tuyến số
1.3.2. Kiến trúc tổng quát của hệ thống thu phát vô tuyến
Hình 1.3. cho thấy kiến trúc tổng quát của một hệ thống thu phát vô tuyến.
Một hệ thống thu phát vô tuyến thường gồm hai phần chính: phần xử lý tín hiệu
số (DSP: Digital Signal Processing) và đầu vô tuyến (RF Front-End). Đầu vô
tuyến bao gồm đầu vô tuyến phát và đầu vô tuyến thu. Đầu vô tuyến phát tổng
quát bao gồm: 1) Bộ điểu để điều chế tín hiệu đầu vào băng gốc tương tự vào tín
hiệu trung tần điều chế (IF: Intermediate Frequency) , 2) bộ biến đổi nâng tần để
chuyển đổi tín hiệu phát được điều chế từ trung tần vào tần số vô tuyến (RF:
Radio Frequency) và 3) bộ khuếch đại công suất (PA: Power Amplifier) để
khuếch đại công suất phát đủ lớn trước khi đưa vào anten. Đầu vô tuyến thu bao
gồm: 1) bộ khuếch đại tạp âm nhỏ (LNA: Low Noise Amplifier) để khuêch đại
tín hiệu thu yếu nhưng gây ít tạp âm, 2) bộ biến đổi hạ tần để chuyển đổi tín hiệu
tần số thu vô tuyến vào tín hiệu trung tần IF và bộ giải điều chế để khôi phục lại
tín hiệu băng gốc phía thu. Tổng quát quá trình xử lý tín hiệu phát trên hình 1.3
như sau: tín hiệu đầu vào băng gốc được xử lý số tại bộ xử lý tín hiệu số (DSP:
Digital Signal Processing), sau đó được chuyển đổi từ số vào tương tự bằng bộ
biến đổi số thành tương tự (DAC: Digital to Analog Converter) rồi đưa lên đầu
vào vô tuyến phát, cuối cùng đựơc anten phát vào không gian. Tại phiá thu quá
trình xẩy ra ngược lại. Tín hiệu thu đến từ anten đi vào bộ khuếch đại tạp âm
thấp, sau khuếch đại tín hiệu này được đưa qua bộ biến đổi hạ tần để chuyên đổi
từ RF và IF, đựơc giải điều chế, được chuyển đổi từ tương tự vào số, đựơc xử lý
số và cuối cùng đầu ra là tín hiệu băng gốc số.
Hình 1.3. Kiến trúc tổng quát của một hệ thống thu phát vô tuyến
Để cổ vũ cho các sáng kiến thiết kế DSP cũng như đầu cuối RF, giao diện
giữa phần tương tự và số (giữa các DSP phát thu và đầu vô tuyến) được tiêu chuẩn hoá. lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
1.4. ĐẶC ĐIỂM TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ
So với các hệ thống truyền dẫn khác hệ thống truyền dẫn vô tuyến số có
rất nhiều hạn chế do môi trường truyền dẫn là môi truờng hở và băng tần hạn chế.
Môi trường truyền dẫn hở dẫn đến ảnh hưởng sau đây khi sử dụng các
thiết bị vô tuyến số:
• Chịu ảnh hưởng rất lớn vào môi trường truyền dẫn : khí hậu thời tiết.
• Chịu ảnh hưởng rất lớn vào địa hình: mặt đất, đồi núi, nhà cửa cây cối...
Suy hao trong môi trường lớn
• Chịu ảnh hưởng của các nguồn nhiễu trong thiên nhiên: phóng điện trong
khí quyển, phát xạ của các hành tinh khác (khi thông tin vệ tinh)...
• Chịu ảnh hưởng nhiễu công nghiệp từ các động cơ đánh lửa bằng tia lửa điện
• Chịu ảnh hưởng nhiễu từ các thiết bị vô tuyến khác.
• Dễ bị nghe trộm và sử dụng trái phép đường truyền thông tin
Một ảnh hưởng rất nguy hiểm ở các đường truyền dẫn vô tuyến số là pha
đinh. Từ giáo trình truyền sóng ta đã biết phađinh là hiện tượng thăng giáng thất
thường cuả cường độ điện trường ở điểm thu. Nguyên nhân pha đinh có thể do
thời tiết và địa hình thay đổi làm thay đổi điều kiện truyền sóng. Pha đinh nguy
hiểm nhất là pha đinh nhiều tia xẩy ra do máy thu nhận được tín hiệu không phải
chỉ từ tia đi thẳng mà còn từ nhiều tia khác phản xạ từ các điểm khác nhau trên
đường truyền dẫn. Các hệ thống truyền dẫn vô tuyến số phải được trang bị các
hệ thống và thiết bị chống pha đinh hữu hiệu.
Truyền dẫn vô tuyến số được thực hiện ở dải tần từ 1 GHz đến vài chục
GHz, trong khi đó truyền dẫn quang được thực hiện ở tần số vào khoảng 2.106
GHz (nếu coi =1500 nm) vì thế băng tần truyền dẫn vô tuyến số rất hẹp so với
quang. Để minh hoạ điều này ta có thể xét thí dụ sau. Nếu coi rằng băng tần
truyền dẫn chiếm 5% tần số mang trung tâm thì:
Đối với truyền dẫn vô tuyến ở tần số 10GHz , băng tần cho phép vào khoảng: 10 GHz 0,05=0,1GHz
Đối với truyền quang ở bước sóng =1500 nm hay tần số f=C/ =
3.108/1500.10-9= 2.1014Hz=2.105GHz, băng tần truyền dẫn cho phép vào
khoảng 2.105 0,05=0,1.105GHz
Từ thí dụ trên ta thấy độ rộng băng tần cho phép ở truyền dẫn quang gấp
105 lần độ rộng băng tần truyền dẫn vô tuyến.
Ngoài ra dải tần số thấp (từ 1 đến 6 GHz) được ưa sử dụng hơn vì suy
hao ở vùng tần số này thấp hơn. Điều này dẫn đến dung lượng truyền dẫn của
các đường truyền dẫn vô tuyến số rất bị hạn chế.
Tuy nhiên truyền dẫn vô tuyến số có hai ưu điểm tuyệt vời mà không hệ
thống truyền dẫn nào có thể sánh được:
• Linh hoạt: có thể triển khai hệ thống truyền dẫn số rất nhanh và khi không
cần thiết có thể tháo gỡ và nhanh chóng chuyển sang lắp đặt ở vị trí khác
của mạng viễn thông. Ưu điểm này cho phép các nhà khai thác phát triển lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
mạng viễn thông nhanh chóng ở các vùng cơ sở hạ tầng viễn thông chưa
phát triển với vốn đầu tư thấp nhất.
• Di động: chỉ có truyền dẫn vô tuyến mới đáp ứng được thông tin mọi nơi
mọi thời điểm của các khách hàng viễn thông. Nhu cầu này không ngừng
tăng ở thế kỷ 21 khi nhu cầu đi lại của con người ngày càng tăng.
Ngoài các ưu điểm trên thông tin vô tuyến là phương tiện thông tin duy
nhất cho các chuyến bay vào các hành tinh khác, thông tin đạo hàng, định vị ....
Để phát huy được các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm của truyền
dẫn vô tuyến số các nhà thiết kế các thiết bị và hệ thống truyền dẫn vô tuyến số
phải sử dụng các biện pháp công nghệ xử lý số và các công nghệ vô tuyến hiện
đại. Dưới đây ta sẽ xét tổng quan các công nghệ này.
1.5. CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC CÁC NHƯỢC ĐIỂM ĐỂ NÂNG
CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN
Để khắc phục các các nhược điểm của hệ thống thông tin vô tuyến do do
môi trường truyền dẫn hở dẫn đến các ảnh hưởng khác nhau lên chất truyền dẫn
vô tuyến số, băng thong các biện pháp kỹ thuật sau đây được sử dụng:
Tổ chức quy hoạch sử dụng tài nguyên vô tuyến hợp lý
Tổ chức cấu hình hệ thống hợp lý
Sử dụng các công nghệ thông tin vô tuyến tiên tiến
Sử dụng các công nghệ xử lý số phức tạp
Hoàn thiện các mạch điện vô tuyến
1.5.1. Tổ chức quy hoạch sử dụng tài nguyên vô tuyến
Để các thiết bị vô tuyến số không gây nhiễu cho nhau các thiết bị này không
được sử dụng đồng thời các tài nguyên vô tuyến mà phải sử dụng chúng một
cách luân phiên. Ba tài nguyên vô tuyến sau đây cần được chia sẽ dùng chung
cho các thiết vô tuyến số để chúng không gây nhiễu cho nhau: tần số, thời gian
và năng lượng. Các hệ thống vô tuyến số sử dụng luân phiên tài nguyên tần số
được gọi là phân chia theo tần số (FD: Frequency Division). Các hệ thống vô
tuyến số sử dụng luân phiên tài nguyên thời gian được gọi là phân chia theo thời
gian (TD: Time division). Cuối cùng các hệ thống vô tuyến số sử dụng với phân
chia năng lượng được gọi là thiết bị phân chia theo mã (CD: Code Division).
Để thực hiện phân chia theo tần số ITU-R và các tổ chức vô tuyến lớn
khác của quốc tế như: FCC của Mỹ (Federal Communication Commission: Uỷ
ban thông tin liên bang), ARIB cuả Nhật (Association of Radio Industry and
Bussiness: Liên hiệp kinh doanh và công nghiệp vô tuyến) đưa ra các khuyến
nghị quy hoạch tần số. Các khuyến nghị này quy định các kênh tần số được sử
dụng, khoảng cách giữa các kênh này, phân cực giữa các kênh ... Dựa trên các
khuyến nghị này các quốc gia sẽ quy hoạch tần số cho mình.
Các hệ thống FD, TD và CD thường được sử dụng trong các hệ thống đa
truy nhập cho các mạng thông tin vô tuyến số nội hạt và di động. Việc tổ chức lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
hợp lý FD, TD và CD sẽ cho phép tăng đáng kể dung lượng của các hệ thống vô
tuyến số sử dụng các phương thức đa truy nhập này.
Do tài nguyên vô tuyến bị hạn chế (băng tần truyền dẫn hẹp) để tiết kiệm
tài nguyên này các phương pháp quy hoạch tài nguyên vô tuyến phải cho phép
tái sử dụng tốt nhất các tài nguyên vô tuyến. Vấn đề này sẽ được trình bầy cụ thể
trong giáo trình "Đa truy nhập vô tuyến" và các phần thiết kế mạng thông tin vô
tuyến ở các giáo trình chuyên môn như: "Hệ thống truyền dẫn vô tuyến số", "Thông tin di động".
1.5.2. Tổ chức cấu hình hợp lý
Tổ chức cấu hình cho các hệ thống thông tin vô tuyến số đảm bảo hoạt
động của các hệ thống này trong trường hợp xẩy ra sự cố. Thông thường có thể
xẩy ra hai loại sự cố sau: • Sự cố thiết bị
• Sự cố đường truyền (gây ra do phađinh)
Để đảm bảo truyền dẫn tin cậy thông tin ở hệ thống vô tuyến số, các hệ
thống này được trang bị thêm các thiết bị hay hệ thống bảo vệ.
Đối với trường hợp sự cố thứ nhất bên cạnh thiết bị công tác để truyền
thông tin còn có thiết bị dự phòng để tiếp nhận truyền tin từ thiết bị công tác khi
thiết bị này bị sự cố.
Đối với sự cố thứ hai một hay nhiều đường truyền dẫn truyền dẫn dự
phòng được lập cấu hình bên cạnh các hệ thống thống công tác. Khi đường truyền
dẫn ở hệ thống công tác bị sự cố, thông tin ở các hệ thống này sẽ được chuyển
sang truyền ở các đường truyền dự phòng. Các đừơng truyền dự phòng ở các hệ
thống này được gọi là các đường phân tập. Tồn tại các phương pháp phân tập sau
đây ở các hệ thống truyền dẫn vô tuyến số: • Phân tập không gian • Phân tập tần số • Phân tập phân cực • Phân tập góc • Phân tập thời gian
Ở dạng phân tập thứ nhất người ta coi rằng xác suất xẩy ra đồng thời
phađinh ở hai điểm không tương quan trong không gian là rất nhỏ. Vì thế nếu ở
phía thu ta đặt hai anten thu ở hai điểm không tương quan trong không gian thì
ta có thể luôn luôn thu được tín hiệu tốt và bằng các kết hợp (hoặc chọn) tín hiệu
giữa hai đường truyền này ta sẽ được một tín hiệu tốt.
Ở dạng phân tập thứ hai người ta coi rằng xác suất xẩy ra đồng thời
phađinh ở hai tần số không tương quan với nhau là rất nhỏ. Vì thế nếu ở sử dụng
hai hệ thống truyền dẫn số ở hai tần số khác thì ta có thể luôn luôn thu được tín
hiệu tốt và bằng các kết hợp (hoặc chọn) tín hiệu giữa hai đường truyền này ta
sẽ được một tín hiệu tốt. lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
Các dạng phân tập thứ ba và bốn cũng sử dụng thêm một hệ thống dự
phòng ở phân cực và góc khác với hệ thống chính để kết hợp (hoặc chọn) tín hiệu
giữa hai đường truyền tạo nên một tín hiệu tốt.
Đối với dạng phân tập cuối cùng, luồng số cần truyền được chia thành các
khối bản tin khác nhau, các khối bản tin này được truyền lặp ở một số thời điểm
khác nhau để phía thu có thể chọn ra các khối bản tin tốt nhất.
1.5.3. Sử dụng các công nghệ thông tin vô tuyến tiên tiến
Các hệ thống thông tin di động thế hệ mới đều sử dụng các công nghệ
thong tin vô tuyến số để đồng thời tăng dung lượng và giảm thiểu ảnh hường của đường truyền như:
• Các kỹ thuạt đa anten (MIMO)
• Lập biểu và thích ứng đường truyền
1.5.4. Sử dụng các công nghệ xử lý tín hiệu số phức tạp
Để chống ảnh hửơng của môi trường hở các hệ thống truyền dẫn số sử
dụng các công nghệ xử lý tín hiệu số phức tạp hơn các hệ thống truyền dẫn hữu
tuyến khác. Các công nghệ xử lý tín hiệu số sau đây thường được sử dụng ở các
hệ thống truyền dẫn số:
• Mã hoá kênh chống lỗi • Đan xen • Ngẫu nhiên hoá • Cân bằng thích ứng
• Mật mã hoá tín hiệu để bảo mật thông tin và chống lại các kẻ truy nhập
trái phép đường truyền.
Các công nghệ xử lý số này được đưa vào phần xử lý băng tần gốc của
các thiết bị vô tuyến số để tăng thêm tính chống phađinh và nhiễu của các thiết bị này.
Để tiết kiệm độ rộng băng tần truyền dẫn ngoài các biện pháp quy hoạch
tài nguyên vô tuyến hợp lý như đã nói ở trên, cần lựa chọn kỹ thuật điều chế
thích hợp. Kỹ thuật điều chế kết hợp mã hoá là kỹ thuật được quan tâm nhiều nhất cho mục đích này.
1.5.5. Hoàn thiện các mạch điện vô tuyến
Các mạch điện vô tuyến ngày càng hoàn thiện để hoạt động có hiệu quả
hơn và tiêu tốn ít năng lượng hơn. Các công nghệ bán dẫn mới được đưa vào sử
dụng trong các mạch điên siêu cao tần cho phép giảm kích cỡ thiết bị, tiêu thu ít
năng lượng, tăng cường độ nhạy và lọc nhiễu. lOMoAR cPSD| 58737056 TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng 1.6. TỔNG KẾT
Chương này trước hết xét kiến trúc của mạng viễn thông vô tuyến và vai
trò của hệ thống thống tin vô tuyến. Tiếp theo chương xét sơ đồ khối tổng quá
của một hệ thống thong tin vô tuyến và kiến trúc máy thu của một hệ thống phát
thu. Sau đó xét các nhược điểm của thông tin vô tuyến và các biện pháp khắc phục.
Các chương sau của giáo trình sẽ trình bày nguyên lý cơ sở của các phần
tử trong xử lý tín hiệu số và phần phát thu vô tuyến. 1.7 CÂU HỎI
1. Trình bày kiến trúc của mạng thông tin vô tuyến vai trò hệ thống thông tin vô tuyến
2. Trình bày các hạn chế của thong tin vô tuyến và các biện pháp khắc phục
3. Trình bày sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống thông tin vô tuyến và
kiến trúc của hệ thống phát thu vô tuyến.