Chương 1- đớ éudé ồ Văn Khương * Chương 2: Dua ra những lý thuyết co bản liên quan đến dé tài nghiên cứu: hệ G thống thông tin wireless, khái niệm kênh truyền, điều chế số, và truyền thông hợp tác. Chương 3: Dua ra các mô hình cụ thé, chi tiết các mô hình, đồng thời, phân tích tìm ra cong thức tính throughput của các mô hình nghiên cứu Chương 4: Thực hiện mô phỏng, so sánh kết quả về throughput của các mô hình dựa trên các thông số mô phỏng nhất định. Đưa ra nhận xét về các mô hình * Chương 5: Tổng kết lại, đánh giá hiệu quả của mô hình thông tin hai chiều, đưa ra các khuyến nghị cho các mô hình trong thực tế. HVTH: Nguyên Văn Bong 5 Chương 2 ết cơ bả ồ Văn Khương Chương 2: CAC LY THUYET CƠ BAN I.
Hệ thống thông tin wireless 1. Giới thiệu về hệ thống thông tin wireless Hệ thống thông tin hiện nay được chia thành hai loại cơ bản: hữu tuyến và vô tuyến, các hệ thống thông tin võ tuyến được gọi chung là các hệ thong wireless, trong d6, viéc truyén thông tin được thực hiện băng các sóng điện từ, thông qua môi trường không khí, không sử dụng các dây truyền dẫn. Do đó, đặc điểm của hệ thống wireless cũng khác biệt so với các hệ thông truyền dẫn sử dụng cáp kết nối. Các hệ thống vô tuyến được ra đời sau, nhưng hiện nay đã và đang chiếm vị trí hết sức quan trọng trong các hệ thống thông tin hiện đại, và dần thay thế cho các hệ thống hữu tuyến ở một số lĩnh vực nhờ ưu thế về tính di động của nó.
Hệ thống thông tin wireless được ứng dụng rộng rãi trong việc truyền dữ liệu và truy cập Internet của các thiết bị di động như laptop , PDA, Tablet,., được sử dụng để truyền tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu. Được ứng dụng trong thông tin vệ tinh, radio, vô tuyến,. và gan day là các smart house,. Ngày nay, có rat nhiều hệ thông wireless dang được sử dung trong thực tế, trong đó, được phân chia thành các nhóm sau: 1.
Các hệ thông Cellular Telephone Còn được gọi với cái tên phố biến là các hệ thong điện thoại di động, hiện đang được sử dụng rất rộng rãi trên thế giới. Các hệ thống này được sử dụng để truyền voice và data giữa các thiết bị trong một khu vực, giữa các khu vực trong một quốc gia hoặc giữa các quôc gia trên thê giới. HVTH: Nguyên Văn Bong 6 Chương 2 ết cơ bả ồ Văn Khương Hệ thong này được phân chia vùng phủ sóng thành dạng tế bao, trong mỗi tế bào, các Base transceiver station (BTS) thực hiện chức năng kết nối các Mobile Station (MS) đến mạng, vùng phủ sóng của mỗi BTS được giới hạn công suất trong vùng tế bào của mình. Mạng tế bào này kết nối với mạng điện thoại PSTN thông qua các trung tâm chuyển mạch, nhờ đó, các MS có thê kết nôi đên các điện thoại cô định.
Việc đảm bảo kết nối liên tục trong trường hợp MS di chuyên trong một tế bào hoặc chuyển vùng qua một tế bao khác là đặc trưng quan trọng của hệ thống này. Trong đó, các MSC đảm bảo việc di chuyển giữa các tế bào của MS không bị gián đoạn cuộc gọi. Việc tránh bi chong lân phô giữa các tê bào cũng là van dé quan tâm của hệ thông nay. Hiện nay có khá nhiều công nghệ truy nhập được áp dụng cho hệ thống điện thoại tế bào, bao gồm: phân chia truy cập theo thời gian (TDMA), phân chia truy cập theo tần số (FDMA) và phân chia truy cập theo mã (CDMA).
Thế hệ Cellular system đầu tiên (1G) sử dụng FDMA với điều chế FM cho các kênh thoại 30 KHz. Hệ thống này được phân bồ băng tần 50 MHz, trong đó, 25 MHz được sử dụng cho đường uplink và 25 MHz được sử dụng cho đường downlink. Do sự không tương đồng giữa các hệ thống 1G, hệ thống mạng tế bào thế hệ thứ 2 (2G) nhanh chóng ra đời ở Châu Âu, sử dụng kết hợp TDMA và điều chế FSK cho các kênh HVTH: Nguyên Văn Bong 7 Chương 2 ết cơ bả ồ Văn Khương thoại. Trong khi đó, ở Mỹ, các hệ thống 2G vẫn sử dụng kỹ thuật phân chia theo tần số, trong đó, có hai chuẩn được sử dụng với dải tần 900 MHz, chuẩn IS-54 sử dụng kết hợp TDMA và FDMA, sử dụng điều chế FSK, chuẩn IS-95 sử dụng kỹ thuật CDMA với điều chế BPSK.
Hệ thống điện thoại tế bào thế hệ thứ 3 (3G) ra đời, sử dụng kỹ thuật truy cập CDMA, cung cấp các tốc độ thông tin khác nhau phụ thuộc vào vi trí và tốc độ di chuyển từ 384 Kbps cho người đi bộ, đến 144 Kbps cho các phương tiện giao thông, và 2 Mbps cho các mô hình sử dụng trong nhà. Các hệ thống 3G trên thực tế không tương thích với các hệ thống 2G, vì vậy, việc đầu tư các hệ thông nay đòi hỏi phải thay đối toàn bộ nên tảng cau trúc hệ thống. Cordless Phone Cordless Phone là khái niệm dùng để chỉ các điện thoại vô tuyến, bao gom một thiết bi đi động được gọi là Cordless Handset (CH) kết nối vô tuyến với một thiết bị có định gan liền với nó, được gọi là Base Unit (BU), các BU này được đặt cô định và kết nối với mạng PSTN thông thường, đồng thời, kết nối đến các CH. Khoảng cách giữa 2 thiết bi này bị giới han khá ngăn.
Có 2 loại hệ thông Cordless Phone phô biến: e DECT: hệ thống nay ban đầu được thiết kế ở Châu Âu để phục vụ cho các văn phòng. Mục đích của nó là để cung cấp khả năng di động cho các thiết bị hoạt động trong một tòa nhà với một tong dai PBX. Trong hé thong này, các Base Unit được gan khắp trong tòa nha, và mỗi Base Station được gắn với PBX thông qua một controller. Các Cordless Handset kết nối đến BS gan nhất và các cuộc gọi được hand-off khi người dùng di chuyển giữa các BS.
DECT cũng có thé ringing Cordless Handset thông qua BS gan nó nhất. HVTH: Nguyên Văn Bong 8 Chương 2 ết cơ bả ồ Văn Khương e Personal Handyphone System (PHS): hệt thông này được phát triển ở Nhật Ban, nó tương đồng khá nhiều với hệ thống điện thoại tế bao, trong đó, nó hỗ trợ thiết bị hoạt động khoảng cách rộng, hand-off và routing giữa các BTS. Tuy nhiên, hạn chế của PHS là nó không hỗ trợ việc hand-off ở tốc độ của các phương tiện giao thông. Nó hỗ trợ tốc độ truyền dẫn lên tới IMbps, tuy nhiên, nó cũng không được phổ biến rộng rãi do sự lớn mạnh của hệ thống mạng điện thoại tế bào.Wireless LAN Wireless LAN là khái niệm dùng để chỉ các hệ thống mạng LAN (Local Area Network) hoạt động dựa trên mạng vô tuyến.
Nó cung cấp khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao trong một diện tích nhỏ. Các thiết bị wireless kết nối với mạng này là cố định hoặc di chuyển với một tốc độ hạn ché. Các hệ thống wireless LAN hoạt động ở các băng tần Unlicensed ISM 900MHz, 2.8GHz, và U-NII 5GHz. Các hệ thống Wireless LAN có thé được triển khai theo mô hình sao, trong đó, các thiết bị đầu cuối kết nỗi với một access point tại trung tâm, hoặc mô hình peer-to-peer, trong đó, hai thiết bị đầu cuối tự kết nối trực tiêp với nhau.
Thế hệ wireless LAN đâu tiên mang tính tự phát và sử dụng các giao thức không tương thích với nhau. Hau hết hoạt động ở phố 26MHz của băng tan ISM 900MHz sử dụng kỹ thuật trải pho trực tiếp. Việc thiếu tính chuẩn hóa dẫn đến chi phí cao, quy mô nhỏ, và thị trường hạn chê với các nhà cung cap. Thế hệ wireless LAN thứ hai hoạt động ở phố 80 MHz tại băng tan ISM 2.
Dé tránh việc lặp lại hạn chế kém tương thích của thế hệ thứ nhất, một chuẩn wireless LAN cho dải tan này được phát triển với tên gọi IEEE 802. Theo đó, tốc độ truyền dẫn xấp xỉ 1.6 Mbps và khoảng cách xấp xi 150m. Ba chuẩn khác với tốc độ truyền dữ liệu cao hơn được phát triển là 802.11a với phd 300MHz ở băng tần U-NII 5GHz, tốc độ dữ liệu của chuẩn này đạt được từ 20-70 Mbps, HVTH: Nguyên Văn Bong 9 Chương 2 ết cơ bả ồ Văn Khương đồng thời, hỗ trợ nhiều user truy cập hơn so với 802. Một chuẩn khác được phát triển là 802.11g, sử dụng cả 2 băng tan 2.4GHz và 5 GHz, với tốc độ tối đa 54 Mbps.
Năm 2009, một chuẩn wireless LAN tốc độ cao khác ra đời là 802.11n, sử dụng phố 40 MHz, ở dải tan 2.4GHz và 5GHz. Tốc độ lý thuyết tối đa của chuẩn này đạt được lên tới 600 Mbps. Wide Area Wireless Data Services Các hệ thống này cung cap kết nỗi Internet cho các thiết bi di động ở khoảng cách xa hơn hăn so với hệ thống wireless LAN. Trong các hệ thống nay, một BTS được đặt trên một vị trí cao để phủ sóng một khu vực địa lý, BTS này kết nối đến mạng Internet thông qua cáp hoặc các BTS này tự kết nối với nhau thành một mang Ad-hoc Network.
Các hệ thống Wide Area Wireless ngày nay có thé đạt được tốc độ truyền dẫn 76 Kbps, do tốc độ thấp nên các hệ thống này không thực sự thành công do sự cạnh tranh của các hệ thong tốc độ cao hơn như 3G. Satellite Network Các hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh bao gồm Inmarsat và OmniTRACs. Ban dau, các hệ thong nay duoc thiết kế cho việc truyền thông tin thoại ở những khu vực xa xôi. Ví dụ, giúp các phóng viên truyén tin tức thời về các khu vực xung đột, chiến tranh.
Hệ thống đầu tiên Inmarsat-A được thiết kế với các hệ thống mặt đất khá to lớn và dat đỏ. Các thé hệ Inmarsat sau này sử dụng kỹ thuật số giúp cho kích thước đầu cuối nhỏ hơn, chỉ phí cũng thấp hơn, với kích thước chỉ khoảng bằng một chiếc vali. Qualcomm s OmniTRACs cung cấp kết nối thông tin hai chiều và khả năng định vị. Thực tế, việc truyền thoại và dữ liệu thong qua đường vệ tinh dia tĩnh gặp một số khó khăn như: tốn một công suất khá lớn dé truyền thông tin ngược lên vệ tinh, thời gian delay khi truyền thông tin là khá lớn, điều này ảnh hưởng lớn đến chất lượng thông tin hai chiều như voice và data.
Tốc độ thông tin của loại vệ tinh nay cũng khá nhỏ khoảng 10 Kbps. HVTH: Nguyên Văn Bong 10 Chương 2 ết cơ bả ồ Văn Khương 1.