[go: up one dir, main page]

Academia.eduAcademia.edu
3.1 Đa truy cập là gì: Với các hệ thống thông tin di động thì đa truy nhập là phần access từ các thuê bao tới mạng mà đại diện ở đây là BTS (phần mạng truy nhập – access network), còn từ nút mạng BTS tới các nút khác trong mạng (BSC hay MSC) thì kênh được tổ chức bằng ghép kênh (phần mạng/hệ thống truyền dẫn – transmission network/system). Thí dụ, với hệ thốngGSM thì TDMA thuộc phần từ MS tới BS còn TDM thuộc phần từ BS về mạng (về MSC). Trên tuyến từ các BS về MSC trong hệ thống GSM, giả như tổ chức truyền dẫn theo cấu hình chain, dù luồng E1 từ BS này về BSC có rỗng (do trong cell mà BS đó quản lý đang không có một MS nào liên lạc) thì từ một BS ở xa hơn về BSC ngang qua BS đó cũng không thể chiếm luồng E1 đó để truyền tin cho mình nếu không config lại hệ thống truyền dẫn. Fading là gì: Fading là hiện tượng sai lạc tín hiệu thu một cách bất thường xảy ra đối với các hệ thống vô tuyến do tác động của môi trường truyền dẫn. Các yếu tố gây ra Fading đối với các hệ thống vô tuyến măt đất như: Sự thăng giáng của tầng điện ly đối với hệ thống sóng ngắn Sự hấp thụ gây bởi các phân tử khí, hơi nước, mưa, tuyết, sương mù…sự hấp thụ này phụ thuộc vào dải tần số công tác đặc biệt là dải tần cao (>10GHz). Sự khúc xạ gây bởi sự không đổng đều của mật độ không khí. Sự phản xạ sóng từ bề mặt trái đất, đăc biệt trong trường hợp có bề mặt nước và sự phản xạ sóng từ các bất đổng nhất trong khí quyển. Đây cũng là một yếu tố dẫn đến sự truyền lan đa đường. Sự phản xạ, tán xạ và nhiễu xạ từ các chướng ngại trên đường truyền lan sóng điện từ, gây nên hiện tượng trải trễ và giao thoa sóng tại điểm thu do tín hiệu nhận được là tổng của rất nhiều tín hiệu truyền theo nhiều đường. Hiện tượng này đặc biệt quan trọng trong thông tin di động. 2. Phân loại fading – Fading phẳng – Fading chọn lọc tần số – Fading nhanh – Fading chậm Chúng được phân loại theo chu kỳ của tín hiệu và băng thông của tín hiệu dãi nền như sau:   Fading phẳng Là Fading mà suy hao phụ thuộc vào tần số là không đáng kể và hầu như là hằng số với toàn bộ băng tần hiệu dụng của tín hiệu. Fading phẳng thường xảy ra đối với các hệ thống vô tuyến có dung lượng nhỏ và vừa, do độ rộng băng tín hiệu khá nhỏ nên fading do truyền dẫn đa đường và do mưa gần như là xem không có chọn lọc theo tần số. Fading phẳng do truyền dẫn đa đường: hình thành do phản xạ tại các chướng ngại cũng như sự thay đổi của độ khúc xạ của khí quyển cường đô trường thu được ở đầu thu bị suy giảm và di chuyển trong quá trình truyền dẫn. Trong các hệ thống chuyển tiếp số LOS (Line-Of-Sight), sự biến thiên của đọ khúc xạ là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến hiện tượng truyền dẫn đa đường mà kết quả của nó là tổn hao Fading thay đổi theo tần số. Tuy nhiên, hệ thống có băng tín hiệu nhỏ nên tín hiệu suy hao fading đa đường là nhỏ nên có thể bỏ qua và fading đa đường được xem là fading phẳng. Đối với fading đa đường, việc thực hiện được đánh giá bằng đo công suất tín hiệu thu được tại một tần số trong băng tín hiệu. Đặc trưng thống kê của fading phẳng đa đường là phân bố thời gian fading vượt quá một mức nào đó Fading phẳng do hấp thụ: Là hiện tượng sóng điện từ bị hấp thụ và bị tán xạ do mưa, tuyết, sưong mù.hay các phần tử khác tổn tại trong môi trường truyền dẫn nên các tín hiệu vào đầu thu bị suy giảm. Nói chung hiện tượng fading này thay đổi phụ thuộc vào thời gian.  Ảnh hưởng của flat fading tác động lên toàn bộ dải tần tín hiệu truyền trên kênh là như nhau, do đó việc tính toán độ dự trữ fading (fading margin) dễ dàng hơn (các tần số trong băng tần đều bị tác động như nhau thì chỉ việc tăng thêm phát cho tất cả băng tần. Thực tế thì có bộ gọi là tự động điều chỉnh độ lợi-AGC (Auto Gain Control) sẽ điều chỉnh mức bù nhiễu này)  Fading lựa chọn tần số (selective fading) Xảy ra khi băng tần của tín hiệu lớn hơn băng thông của kênh truyền. Do đó hệ thống tốc độ vừa và lớn có độ rộng băng tín hiệu lớn (lớn hơn độ rộng kênh) sẽ chịu nhiều tác động của selective fading. Nói chung là đối toàn bộ băng thông kênh truyền thì nó ảnh hưởng không đều, chỗ nhiều chỗ ít, chỗ làm tăng chỗ làm giảm cường độ tín hiệu. Loại này chủ yếu do fading đa đường gây ra. Tác hại lớn nhất của loại fading này là gây nhiễu lên kí tự -ISI. Selective fading tác động lên các tần số khác nhau (trong cùng băng tần của tín hiệu) là khác nhau, do đó việc dự trữ như flat fading là không thể. Do đó để khắc phục nó, người ta sử dụng một số biện pháp: 1/Phân tập (diversity): không gian (dùng nhiều anten phát và thu) và thời gian (truyền tại nhiều thời điểm khác nhau). 2/ Sử dụng mạch san bằng thích nghi, thường là các ATDE (Adaptive Time Domain Equalizer) với các thuật toán thích nghi thông dụng là Cưỡng ép không ZF (Zero Forcing) và Sai số trung bình bình phương cực tiểu LMS (Least Mean Square error); 3/Sử dụng mã sửa lỗi để giảm BER (vốn có thể lớn do selective fading gây nên); 4/Trải phổ tín hiệu (pha-đinh chọn lọc thường do hiện tượng truyền dẫn đa đường (multipath propagation) gây nên, trải phổ chuỗi trực tiếp, nhất là với máy thu RAKE, có khả năng tách các tia sóng và tổng hợp chúng lại, loại bỏ ảnh hưởng của multipath propagation); 5/Sử dụng điều chế đa sóng mang mà tiêu biểu là OFDM (cái của nợ này ngày nay được ứng dụng khắp nơi, trong di động 3G, trong WIFI, WIMAX hay trong truyền hình số mặt đất DVB-T…)  Pha-đinh chỉ có hại chứ sao lại có lợi? Pha-đinh là sự thăng giáng một cách ngẫu nhiên tín hiệu tại điểm thu. Chỉ cần nói thế này là bạn thấy ngay thôi: Giữa một kênh không có pha-đinh (như kênh hữu tuyến chẳng hạn) và một kênh có pha-đinh (như kênh vô tuyến trong bầu khí quyển gần mặt đất, trong đó pha-đinh là một yếu tố có tính chất cố hữu) thì kênh không có pha-đinh phải tốt hơn kênh có pha-đinh chứ? Kênh không có pha-đinh thì tác động tới chất lượng tín hiệu chỉ còn có tạp âm nhiệt AWGN (nên gọi là kênh Gaussian) và là kênh được xem là tốt nhất trong các loại kênh (trường hợp kênh Gaussian rất hãn hữu mới gặp trong thực tế với các kênh vô tuyến, khi chỉ có một tia LOS giữa máy thu và máy phát, không có các tia phụ do phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ – hệ số Rice K của kênh rất lớn). 2. Như đã nói, pha-đinh là một yếu tố có tính chất cố hữu đối với các kênh vô tuyến trong bầu khí quyển gần mặt đất, khi đó kênh có pha-đinh dễ xử lý nhất là kênh pha-đinh phẳng (flat fading) vì pha-đinh phẳng có thể khắc phục dễ dàng nhờ AGC (Automatic Gain Control) và pha-đinh khi đó không gây ra cái hiện tượng khốn nạn nhất trong truyền dẫn tín hiệu số là ISI do méo tuyến tính tín hiệu gặp phải với các kênh có pha-đinh chọn lọc theo tần số (selective fading) rất thường gặp với các kênh có băng thông tín hiệu rộng (có độ rộng băng tín hiệu lớn hơn độ rộng băng kết hợp – hay nhất quán theo cách dịch của các thày bên bưu điện – coherent bandwidth of the channel). Mạch san bằng (Equalizer), hay cân bằng theo cách gọi bên bưu điện, lúc đó chỉ có trách nhiệm bù sửa ISI gây bởi trải trễ mà thôi. Tức là pha-đinh phẳng chỉ là loại pha-đinh ít khó chịu nhất trong các loại pha-đinh chứ không có nghĩa là pha-đinh phẳng thì không gây hại gì, lại càng không phải là tốt cho truyền dẫn tín hiệu. LOS Trong thông tin vô tuyến, một tình huống trong đó (tia) sóng điện từ truyền theo đường thẳng không bị vật cản che chắn giữa anten phát và anten thu. Truyền LOS đặc biệt quan trọng tại băng tần VHF và các tần số cao hơn. Hiểu nôm na là: máy thu và máy phát phải nhìn thấy nhau mà không bị che khuất (đối với tia sóng điện từ). Trong tất cả các từ điển tiếng Anh, khái niệm này đều được định nghĩa đại loại như vậy. Ở nước ta, khái niệm này đã được biết đến từ rất lâu, đặc biệt trong vi ba mặt đất, và được thống nhất gọi là trực thị hoặc tầm nhìn thẳng. Phần lớn các Từ điển Anh - Việt về khoa học kỹ thuật (KHKT) đều dùng thuật ngữ này. Thế nhưng trong một cuốn Thuật ngữ Viễn thông Anh - Việt mới đây lại dùng thuật ngữ Truyền Trực tiếp để gọi khái niệm trên. Theo chúng tôi, từ trực tiếp ở đây là quá chung chung, không mô tả đúng khái niệm và gây lầm lẫn với các thuật ngữ có tính từ trực tiếp khác như truyền hình trực tiếp, truy nhập trực tiếp, kết nối trực tiếp v.v… Thí dụ, nó lẫn lộn với khái niệm Tia (sóng) Trực tiếp (Direct Ray) được định nghĩa ngay trong cuốn từ điển này: Tia Trực tiếp: Một tia bức xạ điện từ đi theo đường có thời gian truyền sóng ngắn nhất có thể có giữa anten phát và anten thu. (Chú ý: đường có thời gian truyền ngắn nhất không phải lúc nào cũng là đường có cự ly ngắn nhất).