TỔNG QUAN VỀ WIRELESS

3.2 Khoảng cách giữa 2 sóng mang : Đây là khoảng cách trên dải tần số giữa các kênh được truyền đi trong cùng một hướng.. I.Các khái niệm tần số tt Mô hình tái sử dụng tần số đảm bảo rằ

PHẦN 3 WIRELESS I.Các khái niệm tần số

1.Frequency:

Bảng sau đây tóm tắt các chi tiết kỹ thuật liên quan đến tần số trong mỗi hệ thống GSM

Năm 1994, Ủy ban Truyền thông Liên bang Hoa Kỳ (FCC) bán đấu giá bản quyền sở hữu băng thông cho các nhà khai thác mạng di động Mỗi nhà điều hành mạng sở hữu băng thông đó mười năm FCC cung cấp các khối băng tần sau: khối song công A, B và C (30 MHz) và các khối D,

E, và F (10 MHz)

I.Các khái niệm tần số (tt)

MTA khu vực rộng

BTA khu vực vừa và nhỏ

I.Các khái niệm tần số (tt)

I.Các khái niệm tần số (tt)

3.1 Duplex Distance (khoảng cách song công):

Việc sử dụng kênh truyền song công yêu cầu truyền uplink và downlinkcách nhau 1 khoảng tần số tối thiểu, được gọi là khoảng cách song công.Nếu không có nó, các tần số uplink và downlink sẽ xảy ra nhiễu (giao thoa)

3.2 Khoảng cách giữa 2 sóng mang :

Đây là khoảng cách trên dải tần số giữa các kênh được truyền đi trong cùng một hướng Điều này là cần thiết để tránh sự chồng chéo về thông tin trong một kênh vào một kênh lân cận Khoảng cách của sự tách biệt giữa hai kênh phụ thuộc vào số lượng thông tin được truyền đi trong kênh Trong GSM khoảng cách giữa 2 sóng mang là 200 kHz

I.Các khái niệm tần số (tt)

Để tránh nhiễu thì khoảng cách giữa 2 sóng mang tối thiểu là 200Khz Nếu khoảng cách nhỏ hơn chúng sẽ xảy ra nhiễu xuyên âm giữa người gọi ở băng tần 895.4 và 895.6

3.3 Dung lượng và tái sử dụng tần số:

Tần số trong một tế bào xác định dung lượng của tế bào.Mỗi nhà mạng được phân bổ một số lượng tần số giới hạn Đây là những phân bố khắp các

tế bào trong mạng của họ Tùy thuộc vào lưu lượng truy cập và tần số có sẵn một tế bào có thể có một hoặc nhiều tần số được chia cho nó Điều quan trọng là khi phân bổ tần số cần phải tránh được nhiễu (giao thoa) Nhiễu (giao thoa) lớn dẫn tới chất lượng cuộc gọi thấp hơn

I.Các khái niệm tần số (tt)

Mô hình tái sử dụng tần số đảm bảo rằng bất kỳ tần số tái sử dụng được đặt tại một khoảng cách đủ để đảm bảo rằng có rất ít giao thoa giữa chúng

4.Tốc độ truyền:

Số lượng thông tin truyền qua một kênh vô tuyến trên một đơn vị thời gian được gọi là tốc độ truyền tải Trong GSM tốc độ truyền 270kbit/s

I.Các khái niệm tần số (tt)

5 Điều chế:

Thuê bao trong mạng GSM được phân bổ một khe thời gian, tần số khoảng 900 MHz Kỹ thuật điều chế được sử dụng trong mạng GSM là GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) , là một hình thức điều chế pha, GMSK cho phép việc truyền tải 270kbit / s trong một kênh 200kHz, GMSK cung cấp khả năng chịu nhiễu cao Điều này sẽ cho phép tái sử dụng tần số lại tốt hơn

6.Phương thức truy cập:

Hầu hết các hệ thống di động số sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân kênh theo thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) để truyền và nhận tín hiệu Mỗi MS được giao một khe thời gian Thông tin gửi trong một khe thời gian được gọi là một burst Trong GSM, một khung TDMA bao gồm 8 khe thời gian

II.Những vấn đề trong truyền dẫn

1.PATH LOSS (suy hao đường truyền)

Suy hao đường truyền xảy ra khi các tín hiệu nhận bị suy giảm, suy giảm này do khoảng cách giữa MS và BTS dài, thậm chí nếu không có trở ngại giữa truyền (Tx) và nhận (Rx) suy hao đường truyền vẫn xảy ra, giải pháp là tăng thêm số trạm BTS

2.SHADOWING: (che chắn)

Shadowing xảy ra khi có những trở ngại vật lý như: ngọn đồi, các tòa nhà giữa BTS và MS Những trở ngại tạo ra một sự che khuất làm giảm cường

độ tín hiệu nhận được Khi MS di chuyển, cường độ tín hiệu thay đổi tùy thuộc vào những trở ngại giữa MS và BTS

II.Những vấn đề trong truyền dẫn (tt)

3.Nhiễu đồng kênh C/I

Tái sử dụng một tần số sóng mang giống nhau trong các tế bào khác nhau gây ra nhiễu đồng kênh Nhiễu đồng kênh là tỉ số giữa tín hiệu mong muốn C

và tín hiệu không mong muốn I, cả hai sử dụng cùng một tần số sóng mang

II.Những vấn đề trong truyền dẫn (tt)

4.Nhiễu lân cận C/A:

Khi các bộ lọc, hạn chế khoảng sóng mang là 200kHz,trong điều kiện không lý tưởng, các sóng mang sẽ phần nào gây nhiễu đến nhau Một số năng lượng của tần số lân cận sẽ bị rò rỉ vào các ô phục vụ và gây ra nhiễu

II.Những vấn đề trong truyền dẫn (tt)

5.Suy hao đa đường:

Fading đa đa đường xảy ra khi có nhiều hơn một đường truyền đến MS hay BTS, do đó nhiều hơn một tín hiệu đến nơi nhận nhận, do phản xạ của toa nhà hoặc dãy núi

5.1 Rayleigh fading

Tín hiệu mất nhiều hơn một đường truyền giữa MS và BTS Trong trường hợp này, tín hiệu không được nhận trực tiếp từ anten truyền Rayleigh

fading xảy ra khi có những vật cản gần anten nhận

II.Những vấn đề trong truyền dẫn (tt)

Các tín hiệu nhận được là tổng hợp của nhiều tín hiệu giống nhau chỉ khác pha và biên độ

5.2 Thời gian phân tán

Thời gian phân tán gây ra nhiễu giữa các bit liền nhau, gây khó khăn cho bên nhận

Bit 1 gây nhiễu bit 0, MS không biết bit nào là bit đúng

II.Những vấn đề trong truyền dẫn (tt)

6 Sự sớm định thời (TIME ALIGNMENT)

Mỗi MS được phân bổ một khe thời gian trên một khung TDMA Đây là lượng thời gian MS sẽ truyền thông tin cho các trạm BTS Các thông tin cũng phải đi đến trạm BTS trong khe thời gian đó Sự sớm định thời xảy ra khi một phần của thông tin truyền bởi MS không đến trong khe thời gian được giao Thay vào đó, một phần có thể đến trong khe thời gian tiếp theo, và có thể can thiệp với thông tin từ một MS sử dụng khe thời gian kia

II.Những vấn đề trong truyền dẫn (tt)

7 Suy hao kết hợp:

Mỗi vấn đề được mô tả ở trên xảy ra độc lập với nhau Tuy nhiên, trong hầu hết các các cuộc gọi những vấn đề có thể xảy ra tại cùng một thời điểm

Suy hao đường truyền,Shadowing và fading Rayleigh xuất hiện trên đường truyền dẫn

II.Những vấn đề trong truyền dẫn (tt) Tại bất kì điểm nào từ anten truyền, tín hiệu nhận được có thể mô tả như hình dưới

Nếu độ nhạy thu giảm xuống dưới mức cho phép sẽ dẫn tới việc mất kết nối

III.Giải quyết vấn đề trong truyền dẫn

1.Quy hoạch Cell:

Quy hoạch cell được sử dụng để làm giảm các vấn đề suy hao đường truyền,shadowing, nhiễu đồng kênh và can nhiễu lân cận

2.Mã hóa kênh truyền:

Trong truyền dẫn số, chất lượng của tín hiệu truyền thể hiện bao nhiêu các bit nhận lỗi Nó được gọi là Bit Error Rate (BER) BER xác định tỷ lệ bit lỗi trên tổng số bit nhận được

Tỷ lệ này càng thấp càng tốt Nó không có thể giảm tới 0 vì đường truyền liên tụcthay đổi Điều này có nghĩa là chúng ta có thể chấp nhận lỗi bit với tỉ lệ nhỏ (đó là ưu điểm của việc truyền thông số) Mã hóa kênh truyền được sử dụng để phát hiện và sửa lỗi trong một dòng bit nhận Nó thêm các bit trong message Các bit cho phép bộ giải mã xác định liệu message có bị lỗi bit,

và có khả năng sửa lỗi bit

III.Giải quyết vấn đề trong truyền dẫn (tt)

3.Mã hóa xen kẽ (interleaving)

Trong thực tế, lỗi bit thường xuất hiện theo thứ tự, do fading dài ảnh hưởng đến một số bit liên tiếp Mã hóa kênh truyền là hiệu quả nhất trong phát hiện và 1 lỗi Nó không thích hợp cho việc xử lý chuỗi dài của các lỗi bit Vì lý do này, mã hóa xen kẽ được sử dụng để khắc phục nhược điểm trên

III.Giải quyết vấn đề trong truyền dẫn (tt)

III.Giải quyết vấn đề trong truyền dẫn (tt)

5.Cân bằng thích nghi:

Cân bằng thích nghi là một giải pháp thiết kế đặc biệt để chống lại vấn đề phân tán thời gian Nó hoạt động như sau:

8 bit mẫu được biết trước

Nó được đưa vào trong quá trình truyền nhận giữa BTS và MS

Bên nhận được truyền tải và kiểm tra chuỗi bên trong nó Nó có thể được giả định rằng vấn đề trong đường dẫn vô tuyến ảnh hưởng đến những bit mẫu cũng phải có một ảnh hưởng tương tự đến các bit dữ liệu được gửi trong cùng một burst

Bên nhận xử lí và tìm ra bit đúng

III.Giải quyết vấn đề trong truyền dẫn (tt)

6.Nhảy tần:

Nhảy tần nhằm tránh Fading Rayleigh, Nhảy tần giữa BTS và MS là đồng bộ

Có 2 loại nhảy tần được hỗ trợ bởi BSC:

Nhảy tần băng gốc: liên quan đến việc nhảy tần giữa việc truyền nhận khác nhau trong một cell

Nhảy tần tổng hợp: liên quan đến việc nhảy từ tần số này đến tần số khác trong một cell

Nó có thể gán lên đến 32 tần số cho một nhóm kênh khi nhảy tần tổng hợp được sử dụng.Hawever lên đến 128 tần số có thể được giao cho một cell

III.Giải quyết vấn đề trong truyền dẫn (tt)

Các cuộc gọi sử dụng các khe thời gian tương tự, nhưng thay đổi tần số theo một mô hình được xác định

III.Giải quyết vấn đề trong truyền dẫn (tt)

7.Timing Advance :

 Timing advance là một giải pháp thiết kế đặc biệt để chống lại vấn đề liên kết về thời gian.

 Hoạt động bằng cách hướng dẫn MS truyền tải sớm hoặc muộn hơn bình thường.

 Trong GSM, Timing advance liên quan đến thông tin thời gian bit.

 MS có thể được chỉ dẫn để bắt đầu truyền tải một lượng nhất định các bit trước hoặc sau đó, để đạt được khe thời gian của BTS trong thời điểm thích hợp