nghiên cứu công nghệ ofdm ứng dụng trong mạng wireless lan, đi sâu phương pháp đồng bộ tần số

Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số OFDMOrthogonal FrequencyDivision Multiplexing với những ưu điểm như hỗ trợ truyền số liệu tốc độ cao vàtăng hiệu quả phổ , cho đến nay công ngh

MỤC LỤC

trang

1.5.1.Điều chế BPSK 19

1.5.2 Điều chế QPSK 20

1.5.3.Điều chế QAM 22

1.5.4.Mã Gray 23

1.6.Các đặc tính OFDM 23

Chương III:ĐI SÂU NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ TẦN SỐ

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm qua hạ tầng viễn thông phát triển nhanh cả về công nghệ

và chất lượng dịch vụ.Viễn thông đã trải qua quá trình phát triển lâu dài với nhiềubước ngoặt trong phát triển công nghệ và phát triển mạng lưới Trong đó phải kểtới đó là mạng cục bộ không dây.Các công nghệ không dây cũng như mạng cục bộkhông dây đem lại những lợi ích to lớn Cũng như các mạng viễn thông khác, cácnhà cung cấp dịch vụ truy cập không dây đứng trước những khó khăn như là tốc độtruyền, chất lượng dịch vụ , đồng bộ giữa tín hiệu thu với tín hiệu phát trong cácdịch vụ không dây nói chung và trong mạng Wireless LAN nói riêng? OFDM ra đời

và phát triển là một câu trả lời cho vấn đề đó

Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing ) với những ưu điểm như hỗ trợ truyền số liệu tốc độ cao vàtăng hiệu quả phổ , cho đến nay công nghệ áp dụng với rất nhiều hệ thống và ápdụng cho chuẩn không dây cố định

Với những vấn đề như trên đồ án tốt nghiệp của em với chủ đề “ Nghiên cứu công nghệ OFDM ứng dụng trong mạng Wireless Lan, đi sâu phương pháp đồng bộ tần số”

Nội dung đồ án của em được chia làm 3 chương :

Chương I : Tổng quan về OFDM

Chương II : Tổng quan về mạng LAN không dây

Chương III :Đi sâu nghiên cứu về kỹ thuật OFDM và việc đồng bộ tần số trong

Wireless LAN

CHƯƠNG ITỔNG QUAN OFDM 1.1.Các nguyên lý cơ bản của OFDM

Nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một luồng dữ liệu tốc độ cao thành các luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số các sóng mang con trực giao Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho các sóng mang con song song tốc độ thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống Nhiễu xuyên ký tự ISI được hạn chế hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảngthời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗi symbol OFDM được bảo vệ theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang ICI

Giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang không chồng phổ và kỹ thuật điều chế

đa sóng mang chồng phổ có sự khác nhau Trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ,

ta có thể tiết kiệm được khoảng 50% băng thông Tuy nhiên, trong kỹ thuật đa sóng mang chồng phổ, ta cần triệt xuyên nhiễu giữa các sóng mang, nghĩa là các sóng này cần trực giao với nhau

Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng mang lân cận Sự chồng chập này là nguyên nhân làm tăng hiệu quả sử dụng phổ trong OFDM Ta thấy trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng

kể cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mangtùy theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó

Về bản chất, OFDM là một trường hợp đặc biệt của phương thức phát đa sóng mang theo nguyên lý chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số sóng mang được phân bổ một cách trực giao Nhờ thực hiện biến đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang song song nên thời gian symbol tăng lên Do đó, sự phân tán theo thời gian gây bởi trải rộng trễ do truyền dẫn đa đường (multipath) giảm xuống.

OFDM khác với FDM ở nhiều điểm Trong phát thanh thông thường mỗi đàiphát thanh truyền trên một tần số khác nhau, sử dụng hiệu quả FDM để duy trì sự ngăn cách giữa những đài Tuy nhiên không có sự kết hợp đồng bộ giữa mỗi trạm với các trạm khác Với cách truyền OFDM, những tín hiệu thông tin từ nhiều trạm được kết hợp trong một dòng dữ liệu ghép kênh đơn Sau đó dữ liệu này được truyền khi sử dụng khối OFDM được tạo ra từ gói dày đặc nhiều sóng mang Tất cả các sóng mang thứ cấp trong tín hiệu OFDM được đồng bộ thời gian và tần số với nhau, cho phép kiểm soát can nhiễu giữa những sóng mang Các sóng mang này chồng lấp nhau trong miền tần số, nhưng không gây can nhiễu giữa các sóng mang (ICI) do bản chất trực giao của điều chế Với FDM những tín hiệu truyền cần có khoảng bảo vệ tần số lớn giữa những kênh để ngăn ngừa can nhiễu Điều này làm giảm hiệu quả phổ Tuy nhiên với OFDM sự đóng gói trực giao những sóng mang làm giảm đáng kể khoảng bảo vệ , cải thiện hiệu quả phổ

Hình 1.1: So sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung

(a) và kỹ thuật sóng mang chồng xung (b).

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống OFDM

Đầu tiên, dữ liệu vào tốc độ cao được chia thành nhiều dòng dữ liệu song song tốc độ thấp hơn nhờ bộ chuyển đổi nối tiếp/song song (S/P: Serial/Parrallel) Mỗi dòng dữ liệu song song sau đó được mã hóa sử dụng thuật toán sửa lỗi tiến (FEC) và được sắp xếp theo một trình tự hỗn hợp Những symbol hỗn hợp được đưađến đầu vào của khối IDFT Khối này sẽ tính toán các mẫu thời gian tương ứng với các kênh nhánh trong miền tần số Sau đó, khoảng bảo vệ được chèn vào để giảm nhiễu xuyên ký tự ISI do truyền trên các kênh di động vô tuyến đa đường Sau cùng

bộ lọc phía phát định dạng tín hiệu thời gian liên tục sẽ chuyển đổi lên tần số cao đểtruyền trên các kênh Trong quá trình truyền, trên các kênh sẽ có các nguồn nhiễu gây ảnh hưởng như nhiễu trắng cộng AWGN,…

Ở phía thu, tín hiệu được chuyển xuống tần số thấp và tín hiệu rời rạc đạt được tại bộ lọc thu Khoảng bảo vệ được loại bỏ và các mẫu được chuyển từ miền thời gian sang miền tần số bằng phép biến đổi DFT dùng thuật toán FFT Sau đó, tùy vào sơ đồ điều chế được sử dụng, sự dịch chuyển về biên độ và pha của các

x(n) x f (n

)

h(n )

y f (n )

y(n) Y(k

)

AWG N

DFT

Chè

n pilot

Ước lượn

g kênh

Chèn dải bảo

vệ

Loại bỏ dải bảo

sóng mang nhánh sẽ được cân bằng bằng bộ cân bằng kênh (Channel Equalization) Các symbol hỗn hợp thu được sẽ được sắp xếp ngược trở lại và được giải mã Cuối cùng chúng ta sẽ thu nhận được dòng dữ liệu nối tiếp ban đầu.

Serial to Parallel convertor

Modulation at

f0Modulation at

Hình 1.5: Symbol OFDM với 4

subscriber

Nf=W

f

 2

Tất cả các hệ thống truyền thông vô tuyến sử dụng sơ đồ điều chế để ánh xạ tín hiệu thông tin tạo thành dạng có thể truyền hiệu quả trên kênh thông tin Một phạm vi rộng các sơ đồ điều chế đã được phát triển, phụ thuộc vào tín hiệu thông tin

là dạng sóng analog hoặc digital Một số sơ đồ điều chế tương tự chung bao gồm: điều chế tần số (FM), điều chế biên độ (AM), điều chế pha (PM), điều chế đơn biên (SSB), Vestigial side Band (VSB), Double Side Band Suppressed Carrier (DSBSC).Các sơ đồ điều chế sóng mang đơn chung cho thông tin số bao gồm khoá dịch biên

độ (ASK), khoá dịch tần số (FSK), khoá dịch pha (PSK), điều chế QAM

Kỹ thuật điều chế đa sóng mang trực giao dựa trên nguyên tắc phân chia luồng dữ liệu có tốc độ cao R (bit/s) thành k luồng dữ liệu thành phần có tốc độ thấpR/k (bit/s); mỗi luồng dữ liệu thành phần được trải phổ với các chuỗi ngẫu nhiên PN

có tốc độ Rc (bit/s) Sau đó điều chế với sóng mang thành phần OFDM, truyền trên

nhiều sóng mang trực giao Phương pháp này cho phép sử dụng hiệu quả băng thông kênh truyền, tăng hệ số trải phổ, giảm tạp âm giao thoa ký tự ISI nhưng tăng khả năng giao thoa sóng mang

Trong công nghệ FDM truyền thống, các sóng mang được lọc ra riêng biệt

để bảo đảm không có sự chồng phổ, do đó không có hiện tượng giao thoa ký tự ISI giữa những sóng mang nhưng phổ lại chưa được sử dụng với hiệu quả cao nhất Với kỹ thuật OFDM, nếu khoảng cách sóng mang được chọn sao cho những sóng mang trực giao trong chu kỳ ký tự thì những tín hiệu được khôi phục mà không giao thoa hay chồng phổ

Hình 1.6: Phổ của sóng mang con OFDM [2]

1.2 Đơn sóng mang (Single Carrier)

Hệ thống đơn sóng mang là một hệ thống có dữ liệu được điều chế và truyền

đi chỉ trên một sóng mang

Hình 1.7: Truyền dẫn sóng mang đơn.

Hình 1.7 mô tả cấu trúc chung của một hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang Các ký tự phát đi là các xung được định dạng bằng bộ lọc ở phía phát Sau khi truyền trên kênh đa đường Ở phía thu, một bộ lọc phối hợp với kênh truyền được

sử dụng nhằm cực đại tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) ở thiết bị thu nhận dữ liệu Đối với hệ thống đơn sóng mang, việc loại bỏ nhiễu giao thoa bên thu cực kỳ phức tạp Đây chính là nguyên nhân để các hệ thống đa sóng mang chiếm ưu thế hơn các

Hình 1 8: Cấu trúc hệ thống truyền dẫn đa sóng mang.

Do vậy, khi sử dụng nhiều sóng mang có tốc độ bit thấp, các dữ liệu gốc sẽ thu được chính xác Để khôi phục dữ liệu đã mất, người ta sử dụng phương pháp sửa lỗi tiến FEC Ở máy thu, mỗi sóng mang được tách ra khi dùng bộ lọc thông thường và giải điều chế Tuy nhiên, để không có can nhiễu giữa các sóng mang (ICI) phải có khoảng bảo vệ khi hiệu quả phổ kém

OFDM là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang, trong đó dữ liệu được truyềnsong song nhờ vô số sóng mang phụ mang các bit thông tin Bằng cách này ta có thể

tận dụng băng thông tín hiệu, chống lại nhiễu giữa các ký tự,…Để làm được điềunày, một sóng mang phụ cần một máy phát sóng sin, một bộ điều chế và giải điềuchế của riêng nó Trong trường hợp số sóng mang phụ là khá lớn, điều này là khôngthể chấp nhận được Nhằm giải quyết vấn đề này, khối thực hiện chức năng biến đổiIDFT/DFT được dùng để thay thế hàng loạt các bộ dao động tạo sóng sin, bộ điềuchế, giải điều chế Hơn nữa, IFFT/FFT được xem là một thuật toán giúp cho việcbiến đổi IDFT/DFT nhanh và gọn hơn bằng cách giảm số phép nhân phức khi thựchiện phép biến đổi IDFT/DFT và giúp tiết kiệm bộ nhớ bằng cách tính tại chỗ Mỗisóng mang trong hệ thống OFDM đều có thể viết dưới dạng [9]:

Với hệ thống đa sóng mang OFDM ta có thể biểu diễn tín hiệu ở dạng sau:

)) ( ( 2 1 0

1 )

l

k

a N

Trong đó, a l,k : là dữ liệu đầu vào được điều chế trên sóng mang nhánh thứ k

trong symbol OFDM thứ l

1 1



Giải pháp khắc phục hiệu quả phổ kém khi có khoảng bảo vệ (GuardPeriod) làgiảm khoảng cách các sóng mang và cho phép phổ của các sóng mangcạnh nhautrùng lặp nhau Sự trùng lắp này được phép nếu khoảng cách giữa cácsóng mang được chọn chính xác Khoảng cách này được chọn ứng với trường hợpsóng mang trực giao với nhau Đó chính là phương pháp ghép kênh theo tần số trựcgiao Từ giữa những năm 1980, người ta đã có những ý tưởng về phương pháp nàynhưng còn hạn chế về mặt công nghệ, vì khó tạo ra các bộ điều chế đa sóng manggiá thành thấp theo biến đổi nhanh Fourier IFFT Hiện nay, nhờ ứng dụng côngnghệ mạch tích hợp nên phương pháp này đã được đưa vào ứng dụng trong thựctiễn

1.4 Sự trực giao (Orthogonal)

Orthogonal chỉ ra rằng có một mối quan hệ chính xác giữa các tần số của cácsóng mang trong hệ thống OFDM Trong hệ thống FDM thông thường, các sóng mang được cách nhau trong một khoảng phù hợp để tín hiệu thu có thể nhận lại bằng cách sử dụng các bộ lọc và các bộ giải điều chế thông thường Trong các máy như vậy, các khoảng bảo vệ cần được dựliệu trước giữa các sóng mang khác nhau Việc đưa vào các khoảng bảo vệ này làm giảm hiệu quả sử dụng phổ của hệ thống.

Đối với hệ thống đa sóng mang, tính trực giao trong khía cạnh khoảng cách giữa các tín hiệu là không hoàn toàn phụ thuộc, đảm bảo cho các sóng mang được

định vị chính xác tại điểm gốc trong phổ điều chế của mỗi sóng mang Tuy nhiên,

có thể sắp xếp các sóng mang trong OFDM sao cho các dải biên của chúng che phủ lên nhau mà các tín hiệu vẫn có thể thu được chính xác mà không có sự can nhiễu giữa các sóng mang Để có được kết quả như vậy, các sóng mang phải trực giao về mặt toán học Máy thu hoạt động gồm các bộ giải điều chế, dịch tần mỗi sóng mangxuống mức DC, tín hiệu nhận được lấy tích phân trên một chu kỳ của symbol để phục hồi dữ liệu gốc Nếu mọi sóng mang đều dịch xuống tần số tích phân của sóng mang này (trong một chu kỳ , kết quả tính tích phân các sóng mang khác sẽ là zero Do đó, các sóng mang độc lập tuyến tính với nhau (trực giao) nếu khoảng cáchgiữa các sóng là bội số của 1/ Bất kỳ sự phi tuyến nào gây ra bởi sự can nhiễu của các sóng mang ICI cũng làm mất đi tính trực giao

Hình 1.9: Các sóng mang trực giao

Phần đầu của tín hiệu để nhận biết tính tuần hoàn của dạng sóng, nhưng lại

dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu xuyên ký tư (ISI) Do đó, phần này có thể được lặp lại, gọi là tiền tố lặp (CP: Cycle Prefix)

Do tính trực giao, các sóng mang con không bị xuyên nhiễu bởi các sóng mang con khác Thêm vào đó, nhờ kỹ thuật đa sóng mang dựa trên FFT và IFFT nên hệ thống OFDM đạt được hiệu quả không phải bằng việc lọc dải thông mà bằngviệc xử lý băng tần gốc

Một cách khác để xem tính trực giao của những tín hiệu OFDM là xem phổ của nó Trong miền tần số, mỗi sóng mang thứ cấp OFDM có đáp tuyến tần số sinc

(sin (x)/x) Đó là kết quả thời gian symbol tương ứng với nghịch đảo của sóng

mang Mỗi symbol của OFDM được truyền trong một thời gian cố định (TFFT) Thờigian symbol tương ứng với nghịch đảo của khoảng cách tải phụ 1/TFFT Hz Dạng sóng hình chữ nhật này trong miền thời gian dẫn đến đáp tuyến tần số sinc trong miền tần số Mỗi tải phụ có một đỉnh tại tần số trung tâm và một số giá trị không được đặt cân bằng theo các khoảng trống tần số bằng khoảng cách sóng mang Bản chất trực giao của việc truyền là kết quả của đỉnh mỗi tải phụ Tín hiệu này được phát hiện nhờ biến đổi Fourier rời rạc (DFT)

1.4.2Mô tả toán học của OFDM

Mô tả toán học OFDM nhằm trình bày cách tạo ra tín hiệu, cách vận hành của máy thu cũng như mô tả các tác động không hoàn hảo trong kênh truyền

Về mặt toán học, trực giao có nghĩa là các sóng mang được lấy ra từ nhóm trực chuẩn (Orthogonal basis)

Phương pháp điều chế OFDM sử dụng rất nhiều sóng mang, vì vậy tín hiệu được thể hiện bởi công thức:

)

).

(

1 ) ( N

n

t t j c

N t

(2.1)Trong đó,  = 0 + n.

Nếu tín hiệu được lấy mẫu với tần số lấy mẫu là 1/T (với T là chu kỳ lấy mẫu), thì tín hiệu hợp thành được thể hiện bởi công thức:

0

.

1 ) ( N

n

n kT n j n

N kT

(2.2)

Ở điểm này khoảng thời gian tín hiệu được phân thành N mẫu đã được giới hạn để thuận lợi cho việc lấy mẫu một chu kỳ của một symbol dữ liệu Ta có mối quan hệ:

 = N.TKhi 0 = 0 thì ta có:

) (

1

) ( N

n

kT n j j n

N kT

/ 2

1)

n

N nk j e NT

n G N kT

(2.4)Biểu thức (2.3) và (2.4) là tương đương nếu:



1 1







NT f

Đây là điều kiện yêu cầu tính trực giao Do đó kết quả của việc bảo toàn tính trực giao là tín hiệu OFDM có thể xác định bằng phép biến đổi Fourier

Các thành phần của một mạng trực giao thì độc lập tuyến tính với nhau Có thể xem tập hợp các sóng mang phát đi là một mạng trực giao cho bởi công thức:

) exp(

) (t j k t

/ ) ( 2

dt

e j p q b

khi p =q và (b-a) = τ (2.6) ( p,q là hai số nguyên)

Các sóng mang thường tách riêng ra tần số 1/, đạt đến yêu cầu của tính trực giao thì chúng được tương quan trên một thời đoạn 

Nếu tín hiệu gọi là trực giao nếu chúng độc lập với nhau Sự trực giao cho phép truyền tín hiệu hoàn hảo trên một kênh chung và phát hiện chúng mà không cócan nhiễu Những tải phụ trong OFDM được đặt gần nhau, gần nhất theo lý thuyết trong khi duy trì tính trực giao của chúng OFDM đạt được trực giao bởi việc sắp xếp một trong các tín hiệu thông tin riêng biệt cho các tải phụ khác nhau Các tín

hiệu OFDM được tạo thành từ tổng các hiệu hình sin, mỗi hình sin tương ứng với một dải phụ Dải tần số cơ bản của một tải phụ được chọn là số nguyên lần thời giansymbol Kết quả là các tải phụ có một số nguyên các chu kỳ trong một symbol và chúng trực giao với nhau.

Vì dạng sóng là tuần hoàn và chỉ được mở rộng bằng T cp Lúc này tín hiệu được biểu diễn trong khoảng mở rộng [0,T) là:

)(.)

t x

t

Ở đây Ф k (t)tạo thành tập hợp các hàm cơ sở trực giao

t kf j k

w f

T T

) , 0 [ 1

) (

) (

2 1

T t

T t e

T T t

CP

T t kf j CP k

k l

x t

Việc xử lý (điều chế và giải điều chế) tín hiệu OFDM được thực hiện trong miền tần số, bằng cách sử dụng các thuật toán xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processing) Nguyên tắc của tính trực giao thường được sử dụng trong phạm vi DSP Trong toán học, số hạng trực giao có được từ việc nghiên cứu các vector Theo định nghĩa, hai vector được gọi là trực giao với nhau khi chúng vuông góc vớinhau (tạo thành góc 90o) và tích của hai vector là bằng 0 Điểm chính ở đây là nhân hai tần số với nhau, tổng hợp các tích cho kết quả bằng 0.

Hình 1.11: T ích của hai vector trực giao bằng 0

Hàm số thông thường có giá trị bằng 0

Ví dụ: Giá trị trung bình của hàm sin sau:

0

0 dt ) t sin(

Quá trình tích phân có thể được xem xét khi tìm ra diện tích dưới dạng đường cong Do đó, diện tích sóng sin có thể được viết như sau:

Hình 1.12: Giá trị của sóng sine bằng 0

Nếu chúng ta cộng và nhân (tích phân) hai dạng sóng sin có tần số khác nhau, kết quả cũng sẽ bằng 0

Hình 1.13: Tích phân của hai sóng sine có tần số khác nhau.

Điều này gọi là tính trực giao của sóng sine Nó cho thấy rằng miễn là hai dạng sóng sin không cùng tần số, thì tích phân của chúng sẽ bằng 0 Đây là cơ sở đểhiểu quá trình điều chế OFDM

Hình 1.14: Tích hai sóng sine cùng tần số.

Nếu hai sóng sin có cùng tần số như nhau thì dạng sóng hợp thành luôn dương, giá trị trung bình của nó luôn khác không Đây là vấn đề rất quan trọng

trong quá trình điều chế OFDM Các máy thu OFDM biến đổi tín hiệu thu được từ miền tần số nhờ dùng kỹ thuật xử lý tín hiệu số gọi là biến đổi nhanh Fourier (FFT).

Nhiều lý thuyết chuyển đổi được thực hiện bằng chuỗi trực giao Từ phân tích trên, ta có thể rút ra kết luận:

 Để khắc phục hiện tượng không bằng phẳng của đáp tuyến kênh cần dùng nhiều sóng mang, mỗi sóng mang chỉ chiếm một phần nhỏ băng thông, do vậy ảnh hưởng không lớn của đáp tuyến kênh đến dữ liệu nói chung

 Số sóng mang càng nhiều càng tốt nhưng phải có khoảng bảo vệ để tránh can nhiễu giữa các sóng mang Tuy nhiên, để tận dụng tốt nhất thì dùng các sóng mang trực giao, khi đó các sóng mang có thể trùng lắp nhau vẫnkhông gây can nhiễu

1.5 Các kỹ thuật điều chế trong OFDM

Trong hệ thống OFDM, tín hiệu đầu vào là ở dạng bit nhi phân Do đó, điềuchế trong OFDM là các quá trình điều chế số và có thể lựa chọn trên yêu cầu hoặc hiệu suất sử dụng băng thông kênh Dạng điều chế có thể qui định bởi số bit ngõ

vào M và số phức d n = a n + b n ở ngõ ra Các kí tự a n , b n có thể được chọn là {± 1,±3}cho 16 QAM và {±1} cho QPSK

Trong một hệ thống điều chế BPSK, cặp các tín hiệu s 1 (t), s 2 (t) được sử dụng

để biểu diễn các kí hiệu cơ số hai là "0" và "1" được định nghĩa như sau:[7]

] ) ( 2

cos[

2 ) (  f t  t  

T

E t

b

b i

 (t)  (i 1 )  ; 0 tT b;i 1 , 2 (2.10)

Hay: 1( )  2 cos[ 2 f t  ]

T

E t

b b

] 2

cos[

2 )

( ]

2 cos[

2 )

T

E t

S t

f T

E t

b

b c

b

Trong đó, T b : Độ rộng của 1bit

E b : Năng lượng của 1 bit

θ (t) : góc pha, thay đổi theo tín hiệu điều chế

θ : góc pha ban đầu có giá trị không đổi từ 0 đến 2π và không ảnh hưởng đến quá trình phân tích nên đặt bằng 0

i = 1 : tương ứng với symbol 0

i = 2 : tương ứng với symbol 1

Mỗi cặp sóng mang hình sine đối pha 1800 như trên được gọi là các tín hiệu

đối cực

Nếu chọn một hàm năng lượng cơ sở là:

b c

b

T t t f T

 ( ) 2 cos( 2  ); 0

Khi đó, S1(t)  E b (t)

S2(t)   E b (t) (2.12)

Ta có thể biểu diễn BPSK bằng một không gian tín hiệu một chiều (N=1) với

hai điểm bản tin (M=2) : S 1 = E b , S 2 = - E b như hình sau:

Hình 1.15 : Biểu đồ không gian tín hiệu BPSK

Khi tín hiệu điều chế BPSK được truyền qua kênh chịu tác động của nhiễu

Gauss trắng cộng (AWGN), xác suất lỗi bit giải điều chế được xác định theo công

e (2.13)

0 0

) ) ( 2 cos(

.

2 ) (    (2.14)

Với θ pha ban đầu ta cho bằng 0

4 ) 1 2 ( )

 t  i (2.15)

Trong đó,

i = 1,2,3,4 tương ứng là các ký tự được phát đi là "00", "01", "11", "10"

T= 2.Tb (Tb: Thời gian của một bit, T: thời gian của một ký tự)

E : năng lượng của tín hiệu phát triển trên một ký tự.

Khai triển s(t) ta được:

0

;

)0

()2sin(

.4)]

12sin[(

2)2cos(

]4)

1.2cos[(

T t t

f i

T

E t

f i

πkf T

t

Φ1( )   2 sin( 2 c ) 0   (2.17a)

T t t

πkf T

t

Φ2( )  2 sin( 2 c ) 0   (2.17b)Khi đó,

] 4 ) 1 2 cos[(

) ( ] 4 ) 1 2 sin[(

) ( ) (t  1 t E i   2 t E i 

Vậy, bốn bản tin ứng với các vector được xác định như sau:

)4,3,2,1(4

)12cos[(

]4)12sin[(

E

i E s

Hình 1 16 : Biểu đồ tín hiệu tín hiệu QPSK

Xem bảng ta thấy, mức '1' thay đổi vào  E , còn logic '0' thì biến đổi vào

E Vì cùng một lúc phát đi một symbol nên luồng vào phải phân thành hai tương ứng và được biến đổi mức rồi nhân rồi nhân với hai hàm trực giao tương ứng.[7]

1.5.3 Điều chế QAM

Trong hệ thống PSK, các thành phần đồng pha và vuông pha được kết hợp với nhau tạo thành một tín hiệu đường bao không đổi Tuy nhiên, nếu loại bỏ loại này và để cho các thành phần đồng pha và vuông pha có thể độc lập với nhau thì ta được một sơ đồ điều mới gọi là điều biên cầu phương điều chế biên độ sóng mang QAM (điều chế biên độ gốc) Ở sơ đồ điều chế này, sóng mang bị điều chế cả biên

độ lẫn pha Điều chế QAM là có ưu điểm là tăng dung lượng truyền dẫn số.[7]

Dạng tổng quát của điều chế QAM, 14 mức (m-QAM) được xác định như

sau:

1( ) 2 0 cos( 2 ) 2 0 b sin( 2 f t); ( 0 t T)

T

E t

f a

T

E t

Trong đó,

E 0 : năng lượng của tín hiệu có biên độ thấp nhất

a i , b i : cặp số nguyên độc lập được chọn tùy theo vị trí bản tin.Tín hiệu sóng mang gồm hai thành phần vuông góc được điều chế bởi một tập hợp bản tin tín hiệu rời rạc Vì thế có tên là " điều chế tín hiệu vuông góc"

Có thể phân tích S i (t) thành cặp hàm cơ sở:[7]

T t t

πkf b

T t

T t

Φ2( )  2 isin( 2 c.) 0   1.5.4 Mã

Gray.

Giản đồ IQ(Inphase Quadrature) cho sơ đồ điều chế sẽ chỉ ra vector truyền cho tất cả các liên hợp từ dữ liệu Mỗi liên hợp từ dữ liệu phải được phân phối một vector IQ duy nhất Mã Gray là một phương pháp cho sự phân phối này, sao cho cácđiểm canh nhau trong vòm sao chỉ khác nhau một bit đơn Mã này giúp giảm thiểu

tỷ lệ lỗi bit toàn bộ vì nó giảm cơ hội nhiều lỗi bit xảy ra từ một lỗi symbol đơn

Mã Gray có thể được sử dụng cho tất cả các sơ đồ điều chế PSK ( QPSK, PSK, 16-PSK) và QAM(16-QAM,64-QAM,256-QAM )

- OFDM loại trừ nhiễu symbol (ISI) và xuyên nhiễu giữa các sóng mang (ICI) bằng cách chèn thêm vào một khoảng thời gian bảo vệ trước mỗi symbol

- Sử dụng việc chèn kênh và mã kênh thích hợp, hệ thống OFDM có thể khôiphục lại được các symbol bị mất do hiện tượng lựa chọn tần số của các kênh

- Kỹ thuật cân bằng kênh trở nên đơn giản hơn kỹ thuật cân bằng kênh thích ứng được sử dụng trong những hệ thống đơn sóng mang.

- Sử dụng kỹ thuật DFT để bổ sung vào các chức năng điều chế và giải điều chế làm giảm chức năng phức tạp của OFDM

- Các phương pháp điều chế vi sai (differental modulation) giúp tránh yêu cầu vào bổ sung bộ giám sát kênh

- OFDM ít bị ảnh hưởng với khoảng thời gian lấy mẫu (sample timing

offsets) hơn so với hệ thống đơn sóng mang

- OFDM chịu đựng tốt nhiễu xung với và nhiễu xuyên kênh kết hợp

Ngoài những ưu điểm trên thì OFDM cũng có những hạn chế

1.6.2 Nhược điểm

- Symbol OFDM bị nhiễu biên độ với một khoảng động lớn Vì tất cả các hệthống thông tin thực tế đều bị giới hạn công suất, tỷ số PARR cao là một bất lợinghiêm trọng của OFDM nếu dùng bộ khuếch đại công suất hoạt động ở miền bãohòa đều khuếch đại tín hiệu OFDM Nếu tín hiệu OFDM tỷ số PARR lớn hơn thì sẽgây nên nhiễu xuyên điều chế Điều này cũng sẽ tăng độ phức tạp của các bộ biếnđổi từ analog sang digital và từ digital sang analog Việc rút ngắn (clipping) tín hiệucũng sẽ làm xuất hiện cả méo nhiễu (distortion) trong băng lẫn bức xạ ngoài băng

- OFDM nhạy với tần số offset và sự trượt của sóng mang hơn các hệ thống đơnsóng mang Vấn đề đồng bộ tần số trong hệ thống OFDM phức tạp hơn hệ thống đơn sóng mang Tần số offset của sóng mang gây nhiễu cho các sóng mang con trựcgiao và gây nên nhiễu liên kênh làm giảm hoạt động của các bộ giải điều chế một cách trầm trọng Vì vậy, đồng bộ tần số là một trong những nhiệm vụ thiết yếu cần phải đạt trong bộ thu OFDM

CHƯƠNG IITỔNG QUAN VỀ MẠNG LAN KHÔNG DÂY

2.1 GIỚI THIỆU

Ngày nay , các hệ thống mạng máy tính đã đóng vai trò không thể thiếutrong việc quản lý , kết nối thông tin của hầu hết các lĩnh vực trong xã hội Trong đó, đơn giản nhất là hệ thống mạng LAN cho đến kết nối internet trên toàn thếgiới Những năm gần đây , với những ưu điểm nổi trội của mình , mạng không dâyWireless LAN đã chiếm một vị trí quan trọng trong các hệ thống thông tin doanhnghiệp Nếu như thông tin được ví như mạch máu của môi trường kinh doanh thìngày nay mạng không dây sẽ là trái tim điều khiển hoạt động kinh doanh đó Cùngvới sự phát triển bùng nổ của các hệ thống thông tin di động thì nhu cầu nghiêncứu ,phát triển mạng không dây ngày càng trở lên cấp thiết

2.2 LỊCH SỬ

Wireless LAN là một loại mạng máy tính nhưng việc kết nối giữa các thànhphần trong mạng không sử dụng các loại cáp như một mạng thông thường , môitrường truyền thông của các thành phần trong mạng là không khí Các thành phầntrong mạng sử dụng sóng vô tuyến hay hồng ngoại để truyền thông với nhau Côngnghệ Wireless LAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những nhà sảnsuất giới thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900MHz Những giảipháp này cung cấp tốc độ truyền 1Mbps thấp hơn nhiều so với các nhà sử dụng cáphiện thời Năm 1992 , những nhà sản suất bắt đầu bán những sản phẩm WirelessLAN sử dụng băng tần 2GHz.Mặc dù những sản phẩm này đã có tốc độ truyền dữliệu cao hơn nhưng chúng vẫn là những giải pháp riêng của mỗi nhà sản suất khôngđược công bố rộng rãi Sự cần thiết cho việc hoạt động thống nhất giữa các thiết bị

ở những dãy số khác nhau dẫn đến một số tổ chức bắt đầu phát triển ra những chuẩnmạng không dây chung.Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn802.11 là các chuẩn 802.11a và 802.11b.Chuẩn 802.11a sử dụng băng tần 5GHzthuộc dãy băng tần hạ tầng thông tin quốc gia không cấp phép UNII nên nó sẽ

không tiếp được với chuẩn 802.11 và 80211b(do khác tần số).Tốc độ của nó nên tới54Mbps vì nó sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giaoOFDM Chuẩn này rất thích hợp khi muốn sử dụng mạng không dây tốc độ caotrong môi trường có nhiều thiết bị hoạt động ở băng tần 2,4 GHz ví nó không gâynhiễn cái hệ thống này Chuẩn 802.11b cải tiến DSSS để tăng băng thông lên11Mbps hoạt động ở băng tần 2.4GHz Chuẩn này trước đây được sử dụng rộng rãitrong mạng WLAN nhưng hiện nay thì các chuẩn mới với tốc độ cao hơn như802.11a và 802.11g có giá thành ngày càng hạ dần dần thay thế 802.11b Năm

2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g mà có thể truyền dữ liệulên đến 54Mbps.Chuẩn 802.11g cũng sử dụng công nghệ OFDM nhưng không giaotiếp được với 802.11a vì khác tần số hoạt động Thêm vào đó , những sản phẩm ápdụng 802.11g cũng có thể tương thích ngược với các thiết bị chuẩn 802.11b vì có hỗtrợ thêm DSSS và hoạt động cùng tần số Hiện nay chuẩn 802.11g đã đạt đến tốc độ108Mbps -300Mbps Trong môi trường vừa có thiết bị 802.11b và 802.11g thì tốc

độ sẽ bị giảm đáng kể vì 802.11b không hiểu được OFDM và chỉ hoạt động ở tốc độthấp

2.3.SỰ CẦN THIẾT MẠNG WIRELESS LAN

Các mạng LAN sử dụng cáp để nối các máy tính , các file server, các máy

in và các thiết bị mạng khác.Các mạng này cho phép người sử dụng trao đổi thôngtin với nhau qua thư điện tử và truy nhập các chương trình ứng dụng đa người sửdụng và các cơ sở dữ liệu dùng chung Để kết nối tới một mạng LAN, thiết bị người

sử dụng phải được kết nối vật lý tới một lối ra hay một khe cắm cố định , vì thế tạo

ra một mạng có ít hoặc nhiều nút cố định Việc di chuyển từ một vị trí này đến một

vị trí khác cần phải ngắt kết nối khỏi mạng LAN và thực hiện tái kết nối ở một vịtrí nhiều thới gian , chiếm nhiều không gian hơn và làm tăng đáng kể chi phí banđầu

Các mạng Wireless LAN đem lại lợi ích cho người sử dụng di động và choquá trình triển khai mạng linh hoạt trong các mạng máy tính nội hạt Các mạngWireless LAN cho phép tốc độ cao hơn 1 Mbps và thường được sử dụng để truyền

dữ liệu giữa các máy tính trong một tòa nhà Mạng Wireless LAN khác với cácmạng vô tuyến diện rộng là ở chỗ quá trình truyền thông tin số bằng vô tuyến tế bàohoặc vô tuyến gói

Các mạng Wireless Lan cho phép tốc độ dữ liệu cao hơn 1Mbps và thường được sử dụng để truyền dữ liệu giữa các máy tính trong một tòa nhà Trong cấu hình

của một mạng Wireless LAN điển hình , một thiết bị phát/thu gọi là điểm truy nhập kết nối tới một mạng hữu tuyến từ một vị trí cố định Điểm truy cập thực hiện thu , lưu đệm và phát các gói số liệu giữa mạng Wireless LAN và cơ sở hạ tầng mạng hữu tuyến Một điểm truy cập riêng lẻ có thể hỗ trợ một nhóm các nút di động và

có thể thực hiện chức năng trong phạm vi vài mét đến vài chục mét Điểm truy cập thông thường được đặt ở trên cao nhưng thực tế thì có thể đặt ở bất cứ chỗ nào miễn

là có thể đảm bảo vùng phủ sóng theo yêu cầu Các người dùng đầu cuối trao đổi thông tin với điểm truy nhập qua các bộ thích ứng Wirreless LAN, các bộ thích ứng này được thực hiện như là các Card PC trong các máy tính xách tay, các Card PCI hoặc các card ISA trong các máy tính hỗ trợ cá nhân kỹ thuật số , các máy tính cá nhân cầm tay dùng bút điều khiển Các bộ thích ứng Wireless LAN cung cấp một giao diện giữa hệ điều hành đặc tính vật lý của kết nối vô tuyến thông qua một anten.Điều này cho phép các đặc tính vật lý của kết nối vô tuyến trở nên trong suốt đối với hệ điều hành mạng

2.4 CÔNG NGHỆ

Có một vài công nghệ để lựa chọn khi chúng ta dùng giải pháp mạngWireless LAN, mỗi chúng có những ưu thế và hạn chế riêng.Phần lớn mạngWireless LAN sử dụng kỹ thuật trải phổ, một kỹ thuật tần số Radio băng rộng đãđược phát triển trong quân sự cho các sử dụng : tin cậy, an toàn , hệ thống truyềnthông nhiệm vụ khẩn cấp Để đạt được những lợi ích trên , tín hiệu được trải trênmột dải thông đã có và tương tự như nền ồn nhiễu

Có hai loại kỹ thuật trải phổ Radio :Trải phổ nhảy tần và trải phổ chuỗi trựctiếp.Trải phổ nhảy tần được dùng trong sóng mang hẹp và sự thay đổi tần số trongmột mẫu chỉ được biết bởi máy phát và máy nhận

Trải phổ chuỗi trực tiếp tạo ra một mẫu bít thừa cho một số bít thông tin.Và đòi hỏibăng thông phải đáp ứng truyền chúng, các mẫu bit thừa này gọi là “chip” hoặc

“chipping code” ,và được dùng tại các trạm thu để khôi phục tín hiệu gốc

Phương pháp này cho phép không phải truyền lại tín hiệu ngay cả khi có một hoặcnhiều bit trong chip đó bị hư hỏng trong quá trình truyền dẫn.Mà vẫn có thể khôiphục được tín hiệu gốc nhờ kỹ thuật thống kê gắn vào Radio

Một số kỹ thuật khác dùng cho Wireless Lan như sóng hồng ngoại (IR), cái

mà sử dụng tần số rất cao.Kỹ thuật này chỉ được sử dụng trong truyền thông trongmôi trường bên ngoài Vì vậy kỹ thuật tia hồng ngoại chỉ được truyền trong phạm vinhỏ và không được sử dụng rộng rãi

ở chế độ cơ sở nên bắt buộc phải sử dụng AP và tất cả các quá trình trao đổi dữ liệu

vô tuyến.đều thông qua AP.Và không có trao đổi trực tiếp giữa các client.Tức làmỗi thiết bị vô tuyến (Wireless client ) phải sử dụng AP để giao tiếp với các máytính trong mạng có dây( Wired host)

Mô hình mở rộng( Extended service Set-ESS)

Hình 2.3

Mô hình mở rộng (ESS) là tập hợp các dịch vụ mở rộng trong đó có sự liênkết của 2 hay nhiều mô hình cơ sở bởi một hệ thống phân tán (Distributionsystem).Hệ thống phân tán này có thể là hữu tuyến như LAN hay WLAN, hoặc là

vô tuyến.Một mô hình mở rộng cần có ít nhất 2 AP cùng hoạt động ở chế độ cơ

sở Mỗi một mô hình mở rộng bao gồm nhiều cell (BSS), nên có hiện tượng bảophủ giữa các cell.Trong thực tế các cell này có vùng phủ sóng đan xen vào nhau

2.5.2.Loại mô hình Ad-hoc độc lập(independ Network mode)

Mô hình này còn được gọi là MANET (mobile Ad-hoc Network).Đặc điểmnổi bật của mô hình này là không có AP.Do đó các client tương tác trực tiếp vớinhau.Đây còn gọi là mô hình mạng ngang hàng (peer-to –peer Network), tức là mỗinút mạng tự dẫn đường để truyền tin

Hình 1.4

Trong mô hình này , mỗi nút mạng sẽ hoạt động giống như một máy chủ(host) và đồng thời như một bộ chọn đường (router).Điều này có nghĩa là mỗi nútmạng trong MANET sẽ đóng vai trò như một trạm chuyển tiếp, được dùng đểtruyền các gói tin tới các nút lân cận cho tới khi gói tin được nút đích.Nói một cáchkhác sự tồn tại của MANET phụ thuộc vào sự kết hợp giữa các nút thành viên

Hoạt động của Ad-hoc được tóm tắt như sau:các nut sẽ tuần tự chuyển tiếp cácgói tin đến các gói kế tiếp cho tới khi gói tin đếm được nút đích.Như vậy trong mô hìnhnày một gói tin có thể phải chuyển qua nhiều nút trước khi tới được nút đích.

2.5.3 Loại mô hình mạng hỗn hợp (Mixed Network mode)

Đặc điểm của mô hình này đó là mỗi client đều có thể làm việc đồng thờivới các client khác, ngoài ra mỗi một client đều hoạt động trong phạm vi WirelessLAN bao phủ.Tính hỗn hợp của mô hình này thể hiện ở chỗ các client kết nối đểtruy cập mạng thông qua Wireless LAN , đồng thời được kết nối với mạng hữutuyến

Hình 2.5

2.5.4.Một vài mô hình ứng dụng khác của mạng Wireless LAN

Mạng Wireless LAN cho phép trao đổi thông tin từ một trạm thu (phát)sóng vô tuyến tới nhà riêng nơi xa xôi, hẻo lánh mà giữa chúng là địa hình lòngchảo mà vẫn có thể truy cập mạng bình thường như các nơi khác

Hình 2.6

Và sự tiện lợi trong việc truy cập mạng vẫn có thể được thực hiện trong sự dichuyển từ các văn phòng , nhà riêng đến các khu vực lớn hơn nhiều như các trườnghọc, các khu trung cư đều có thể truy cập mạng với tốc độ cao mà việc triển khai lạiđơn giản

LAN không dây dùng sóng điện từ (Radio hay hồng ngoại) để trao đổithông tin từ 1 điểm khác nên không tin cậy như trong trong kết nối có dây.SóngRadio thường được hiểu là sóng mang Radio, bởi vì chúng được thực hiện chứcnăng đơn giản của phân phát năng lượng tới các máy thu ở xa.Dữ liệu truyền đi sẽ

được thực chèn vào trong sóng mang Radio, và chúng được thu tách chính xác tạimáy thu cuối.Quá trình này gọi là “Điều chế sóng mang”

Đa sóng mang có thể tồn tại trong cùng không gian tại cùng thời điểm mà

có thể không gây nhiễu với nhau, nếu như các sóng Radio được truyền trên các tần

số khác nhau.Để mà thu được dữ liệu, máy thu Radio điều chỉnh đến tần số Radiocần và loại bỏ các kênh tần số khác

Trong một cấu hình LAN không dây từ vùng cố định dùng cáp nốichuẩn.Tối ưu hóa , Access Point nhận, lưu vào bộ đệm, và truyền dữ liệu giữa LANkhông dây và cơ sở hạ tầng mạng có dây.Một Access Point riêng lẻ có thể hỗ trợmột nhóm nhỏ các người dùng và thực hiện chức năng trong phạm vi nhỏ hơn50m.Người dùng truy nhập LAN không dây thông qua bộ tương thích.Các bộ tươngthích này cung cấp một giao diện giữa hệ thống vận hành mạng client (NOS) vàkhông khí thông qua Antenna

2.6.CÁC BĂNG TẦN HOẠT ĐỘNGTheo quy định của FEC :

Tần số vô tuyến cho phép đối với mạng Wireless LAN phải nằm trongmột giới hạn cho phép theo qui định tránh xung đột với các sóng vô tuyến của các

Quy định về các giải tần số làm việc của Wireless LAN như sau:

Các dải tần ISM cho các thông tin vô tuyến khoảng cách ngắn (mức độ baophủ tần số phụ thuộc vào mỗi bước ) bao gồm các dải sóng sau:

HF-high frequence (tấn số cao)

ISM –Industrial-Scientific and Medical bands( các dải băng tần số trong các lĩnh

vực công nghiệp, khoa học , y tế)

SHF –super high frequencies ( các tần số siêu cao)

UHF- Ultra high frequencies ( các tần số cực cao)

VHF- Very high Frequencies ( Các tần số rất cao)

Hình 2.7

FEC quy định 2 loại băng tần dành cho Wireless LAN là ISM VÀ UNII

Sau đây là tìm hiểu 2 loại băng tần này đối với các mạng vô tuyến:

2.6.1.Băng tần ISM (ISM bands)

Có 3 loại băng tần ISM cho mạng vô tuyến đó là :900MHz ,2,4 GHz và 5, 8 GHz

*băng tần 900MHz ISM

Băng tần 900MHz ISM được định nghĩa trong vùng tần số từ 902MHz 928MHz hay ( 915MHz ± 13MHz), tức là ISM 900 MHz có thông lượng là 13MHz.Mặc dù băng tần này được phép sử dụng trong mạng Wireless LAN nhưngmạng Wireless LAN thường được sử dụng các băng tần số cao hơn vì nó có băngthông rộng hơn Một số các thiết bị không dây vẫn còn sử dụng băng tần 900MHznhư điện thoại gia đình không dây hay hệ thông camera không dây.Các tổ chức sửdụng mạng Wireless LAN 900MHz sẽ rất khó tìm ra thiết bị để thay thế vì chúng rất

-ít được sản suất và giá thành rất cao

*Băng tần 2.4GHz ISM

Băng tần này được sử dụng bởi tất cả các thiết bị tương thích chuẩn 802.11,802.11b , 802.11g và đã trở nên rất phổ biến.Băng tần này nằm trong khoảng từ2.4GHz đến 2.5 GHz (2.45GHz ± 50MHz).Trong số 100MHz từ 2,4GHz đến2,5 GHz thì chỉ có dải tần số từ 2.4GHz đến 2.4835 GHz là thật sự được sử dụngbởi các thiết bị Wireless LAN Nguyên nhần chủ yếu cho sự giới hạn này làFCC về công suất phát chỉ cho vùng tần số này mà thôi

*Băng tần ISM 5.8GHz ISM

Băng tần này thường được gọi là 5GHz ISM .Nó nằm trong khoảng5.725GHz đến 5.875 GHz (rộng 150MHz) Băng tần này không được chỉ định để sửdụng trong mạng Wireless LAN nên nó gây ra một số nhầm lẫn.Băng tần 5.8GHzISM trùng lặp với một phần của một băng tần miễn phí khác là băng tần UNII upperlàm cho băng tần 5.8GHz UNII upper ( băng tần này được sử dụng trong WirelessLAN)

2.6.2.Băng tần UNII (UNII bands)

Băng tần 5 GHz UNII bao gồm 3 băng tần rộng 100MHz riêng biệt được sử

dụng trong các thiết bị tương thích chuẩn 802.11 a

Ba băng tần này là lower ( thấp), middle( trung) , và upper( cao).Trong mỗi băngtần này có 4 kênh DSSS không trùng lặp, mỗi kênh cách nhau 5MHz.FCC quy địnhrằng băng tần lower được sử dụng indoor và outdoor (ngoài trời) và băng tần upperđược sử dụng cho outdoor

Thường được AP được để trong nhà nên băng tần UNII sẽ cho phép 8 AP indoor được sủ dụng đồng thời (mỗi AP hoạt động ở một kênh ) bằng cách sử dụng cả băngtần lower and middle

Băng tần thấp (lower bands)

Băng tần lower nằm trong khoảng 5.15GHz đến 5.25GHz và FEC chỉ định

công suất phát lớn nhất cho băng tần này là 50mW.Khi triển trai các thiết bị tươngthích chuẩn 802.11a

Băng tần trung (middle bands)

Băng tần middle nằm trong khoảng 5.25GHz đến 5.35GHz và FEC quy

định công suất phát tối đa là 250mW.Công suất phát được quy định với tổ chứcIEEE là 200mW.Giới hạn này công suất cho phép thiết bị có thể hoạt động ở indoorhoặc ourdoor và thường sử dụng cho outdoor với khoảng cách ngắn giữa hai tòa nhàgần nhau.Do đó công suất phát vừa phải có độ linh hoạt trong việc sử dụngindoor/outdoor nên các sản phẩm trong băng tần middle này sẽ được chấp nhậnrộng rãi trong tương lai

Băng tần cao(upper ban

Băng tần upper được dành cho kết nối outdoor và FEC giới hạn công suấtphát là 1 W ( hay 1000mW).Băng tần này chiếm vùng tần số giữa 5.725GHz đến5.825GHz và thường bị nhầm lẫn với băng tần 5.8GHz ISM.IEEE quy định côngsuất phát tối đa cho băng tần này là 800mW, đây là mức công suất khá lớn cho hầuhết các kết nối outdoor