Luận văn thạc sĩ: Tìm hiểu và mô phỏng hệ thống CCK

Luận văn phân tích Mô phỏng hệ thống CCK trong luận văn thạc sĩ, vận dụng lý thuyết vững chắc, đề xuất giải pháp sáng tạo cho chuyên ngành

• Tác giả: Trần Thị Thu Trang
• Người hướng dẫn: GS-TSKH. Huỳnh Hữu Tuệ
• Trường học: Đại học Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Tìm Hiểu Và Mô Phỏng Hệ Thống CCK
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẠNG LAN KHÔNG DÂY (WLAN)
• 1.1. Mạng LAN không dây
• 1.2. Kỹ thuật trải phổ
• 1.2.1. Trải phổ nhảy tần
• 1.2.2. Trải phổ chuỗi trực tiếp
• 1.2.3. Trải phổ theo thời gian
• 1.3. Điều chế OFDM
• 2. CHƯƠNG 2: MÃ BÙ VÀ ĐIỀU CHẾ MÃ BÙ (CCK)
• 2.1. Mã bù nhị phân
• 2.2. Điều chế trải phổ
• 2.2.1. Điều chế BPSK và QPSK
• 2.3. Đặc tính tương quan
• 2.4. Điều chế DBPSK và DQPSK
• 2.5. Điều chế CCK
• 2.6. Thiết bị truyền của điều chế mã bù (CCK)
• 2.7. Thiết bị nhận của điều chế mã bù (CCK)
• 2.8. Mã hóa và giải mã CCK
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CCK
• 3.1. Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)
• 3.2. Các tốc độ dữ liệu
• 3.3. Các công nghệ điều chế
• 3.3.1. Khóa dịch pha nhị phân (BPSK)
• 3.3.2. Điều chế dịch pha vuông góc (QPSK)
• 3.3.3. Điều chế mã bù (CCK)
• 3.4. Kết quả mô phỏng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về mô phỏng hệ thống CCK

Mô phỏng hệ thống CCK (Code Complementary Keying) trong luận văn thạc sĩ là một nghiên cứu quan trọng nhằm tìm hiểu và áp dụng công nghệ điều chế mã bù trong mạng LAN không dây. Hệ thống CCK được phát triển để cải thiện tốc độ truyền dữ liệu và khả năng chống nhiễu trong môi trường truyền thông không dây. Luận văn này không chỉ tập trung vào lý thuyết mà còn thực hiện mô phỏng để đánh giá hiệu suất của hệ thống. Việc mô phỏng giúp xác định các thông số kỹ thuật và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống thông tin. Các kết quả thu được từ mô phỏng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức hoạt động của hệ thống CCK trong thực tế.

1.1. Tầm quan trọng của mô phỏng hệ thống CCK

Mô phỏng hệ thống CCK đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và tối ưu hóa các công nghệ truyền thông không dây. Thông qua mô phỏng, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra và đánh giá hiệu suất của hệ thống CCK trong các điều kiện khác nhau. Điều này giúp phát hiện các vấn đề tiềm ẩn và cải thiện khả năng hoạt động của hệ thống. Hơn nữa, mô phỏng cho phép thử nghiệm các kịch bản khác nhau mà không cần phải triển khai thực tế, tiết kiệm thời gian và chi phí. Việc sử dụng công nghệ thông tin trong mô phỏng cũng giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của quá trình nghiên cứu.

II. Phân tích dữ liệu trong mô phỏng hệ thống CCK

Phân tích dữ liệu là một phần không thể thiếu trong quá trình mô phỏng hệ thống CCK. Việc thu thập và phân tích dữ liệu giúp xác định các thông số quan trọng như tốc độ truyền, tỷ lệ lỗi bit (BER) và khả năng chống nhiễu. Các phương pháp phân tích dữ liệu hiện đại, bao gồm phân tích dữ liệu và quản lý dữ liệu, được áp dụng để xử lý và đánh giá kết quả mô phỏng. Điều này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về hiệu suất của hệ thống CCK mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc cải tiến công nghệ trong tương lai. Các kết quả phân tích sẽ được trình bày dưới dạng biểu đồ và bảng để dễ dàng so sánh và đánh giá.

2.1. Kỹ thuật mô phỏng và phân tích dữ liệu

Kỹ thuật mô phỏng sử dụng các công cụ phần mềm chuyên dụng để tạo ra mô hình của hệ thống CCK. Các thông số như tốc độ truyền, độ rộng băng tần và tỷ lệ lỗi được thiết lập trong mô hình. Sau khi chạy mô phỏng, dữ liệu thu được sẽ được phân tích bằng các phương pháp thống kê và đồ họa. Việc sử dụng kỹ thuật mô phỏng giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu. Phân tích dữ liệu không chỉ giúp đánh giá hiệu quả của hệ thống CCK mà còn cung cấp cơ sở cho việc phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực truyền thông không dây.

III. Ứng dụng thực tiễn của mô phỏng hệ thống CCK

Mô phỏng hệ thống CCK không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp. Các kết quả từ mô phỏng có thể được áp dụng để thiết kế và triển khai các mạng LAN không dây hiệu quả hơn. Việc hiểu rõ cách thức hoạt động của hệ thống CCK giúp các kỹ sư và nhà phát triển tối ưu hóa các thiết bị và phần mềm liên quan. Hơn nữa, mô phỏng cũng hỗ trợ trong việc đào tạo và nâng cao kỹ năng cho các chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Các ứng dụng này không chỉ cải thiện hiệu suất mạng mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng.

3.1. Tương lai của mô phỏng hệ thống CCK

Tương lai của mô phỏng hệ thống CCK hứa hẹn sẽ mang lại nhiều tiến bộ trong công nghệ truyền thông không dây. Với sự phát triển của công nghệ thông tin và các phương pháp mô phỏng tiên tiến, khả năng mô phỏng sẽ ngày càng chính xác và hiệu quả hơn. Điều này sẽ mở ra cơ hội cho việc phát triển các giải pháp mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về tốc độ và độ tin cậy trong truyền thông. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện khả năng chống nhiễu và tối ưu hóa băng thông, từ đó nâng cao hiệu suất của hệ thống CCK trong các ứng dụng thực tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh toàn cầu hóa và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, nhu cầu truyền dữ liệu tốc độ cao và đa dạng hóa dịch vụ mạng ngày càng tăng. Mạng LAN không dây (WLAN) đã trở thành một giải pháp quan trọng nhằm cung cấp kết nối linh hoạt, di động và hiệu quả cho người dùng trong nhiều môi trường khác nhau như văn phòng, khách sạn, sân bay và các phương tiện vận tải. Tại Việt Nam, mạng LAN không dây đã được triển khai lần đầu tại khách sạn Horison trong dự án "Lướt sóng Internet tại Hà Nội" với sự hợp tác của các công ty lớn như VDC, Cisco System và Pertlink. Công nghệ này cho phép tốc độ truyền dữ liệu từ 1 Mbps đến 11 Mbps, vượt trội hơn nhiều so với các phương thức truy cập truyền thống.

Luận văn tập trung nghiên cứu và mô phỏng hệ thống điều chế mã bù (CCK) được sử dụng trong mạng WLAN theo chuẩn IEEE 802.11b, một trong những chuẩn phổ biến nhất hiện nay. CCK là phương pháp điều chế giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu lên đến 11 Mbps trong băng tần ISM 2.4 GHz, đồng thời cải thiện khả năng chống nhiễu đa đường, nâng cao chất lượng dịch vụ mạng. Mục tiêu nghiên cứu là phân tích chi tiết cơ sở lý thuyết của mã bù và điều chế CCK, đồng thời xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống để đánh giá hiệu quả hoạt động trong môi trường thực tế.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào chuẩn IEEE 802.11b, với dữ liệu thu thập và mô phỏng dựa trên các thông số kỹ thuật và đặc tính kỹ thuật của hệ thống CCK. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu suất mạng WLAN, góp phần thúc đẩy ứng dụng công nghệ không dây trong các lĩnh vực truyền thông và công nghiệp viễn thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết mã bù (Complementary Code) và kỹ thuật điều chế sóng mang (Phase Shift Keying - PSK). Mã bù được xây dựng dựa trên các cặp chuỗi có đặc tính tự tương quan và tương quan chéo tốt, giúp giảm thiểu nhiễu đa đường trong truyền dẫn không dây. Các khái niệm chính bao gồm:

• Mã bù nhị phân và đa pha: Là tập hợp các chuỗi tín hiệu có đặc tính tương quan tối ưu, được sử dụng để mã hóa dữ liệu truyền đi.
• Điều chế PSK (BPSK, QPSK, DBPSK, DQPSK): Các kỹ thuật điều chế pha giúp biểu diễn dữ liệu số dưới dạng các trạng thái pha khác nhau của sóng mang, tăng hiệu quả sử dụng băng tần.
• Điều chế mã bù (CCK): Phương pháp điều chế dựa trên mã bù phức hợp, cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao (5,5 Mbps và 11 Mbps) trong chuẩn IEEE 802.11b, sử dụng các chuỗi mã Walsh/Hadamard phức hợp để mã hóa thông tin.
• Kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS): Mở rộng băng tần tín hiệu để tăng khả năng chống nhiễu và cải thiện chất lượng truyền dẫn.

Ngoài ra, luận văn còn tham khảo các mô hình thiết bị truyền và nhận như bộ điều chế QPSK, mạch tách pha, và thiết bị nhận RAKE để mô phỏng và phân tích hiệu quả của hệ thống CCK trong môi trường đa đường.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm tài liệu kỹ thuật chuẩn IEEE 802.11b, các tài liệu tham khảo về mã bù và điều chế sóng mang, cùng các số liệu kỹ thuật về tốc độ truyền, tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR), và đặc tính kênh truyền. Phương pháp nghiên cứu chính là mô phỏng hệ thống điều chế CCK dựa trên các mô hình toán học và kỹ thuật đã được chuẩn hóa.

Cỡ mẫu mô phỏng được thiết kế phù hợp với các thông số kỹ thuật của chuẩn IEEE 802.11b, bao gồm tốc độ dữ liệu 1 Mbps, 2 Mbps, 5,5 Mbps và 11 Mbps. Phương pháp chọn mẫu dựa trên việc phân tích các chuỗi mã bù và các trạng thái pha tương ứng trong điều chế QPSK. Phân tích kết quả mô phỏng sử dụng các chỉ số như Bit Error Rate (BER), tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR), và khả năng chống nhiễu đa đường.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2006, bao gồm các giai đoạn thu thập tài liệu, xây dựng mô hình, thực hiện mô phỏng và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả điều chế CCK trong chuẩn IEEE 802.11b: Mô phỏng cho thấy điều chế CCK đạt tốc độ truyền dữ liệu tối đa 11 Mbps với độ dài mã trải phổ 8 chip, sử dụng 64 từ mã phức hợp. Tốc độ này cao gấp 5,5 lần so với điều chế DBPSK 1 Mbps và gấp hơn 2 lần so với DQPSK 2 Mbps.
2. Khả năng chống nhiễu đa đường: Hệ thống CCK sử dụng mã bù có đặc tính tự tương quan và tương quan chéo tốt, giúp giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu đa đường và hiện tượng ISI/ICI. Mô phỏng thiết bị nhận RAKE cho thấy khả năng lọc và giải điều chế hiệu quả trong môi trường đa kênh indoor, giảm BER đáng kể so với các phương pháp điều chế khác.
3. Tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) và xác suất lỗi bit (BER): So sánh giữa DBPSK và DQPSK cho thấy DQPSK cần SNR cao hơn để duy trì BER thấp, trong khi CCK với điều chế QPSK phức hợp có khả năng duy trì BER thấp hơn ở cùng mức SNR, nhờ vào việc sử dụng mã bù phức hợp và kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp.
4. Khả năng tương thích và linh hoạt của chuẩn IEEE 802.11b: Chuẩn cho phép thay đổi tốc độ truyền động từ 1 Mbps đến 11 Mbps dựa trên điều kiện tín hiệu, giúp thiết bị tự động điều chỉnh băng thông và duy trì kết nối ổn định trong các môi trường khác nhau.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính giúp CCK đạt hiệu quả cao là do việc sử dụng mã bù phức hợp với 64 từ mã, cho phép mã hóa nhiều bit thông tin trên mỗi symbol, đồng thời tận dụng kỹ thuật điều chế QPSK để tăng tốc độ truyền mà vẫn giữ được khả năng chống nhiễu. So với các nghiên cứu trước đây về điều chế PSK đơn giản, CCK thể hiện ưu thế vượt trội trong môi trường có nhiễu đa đường và tín hiệu yếu.

Kết quả mô phỏng có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh BER theo SNR giữa các phương pháp điều chế DBPSK, DQPSK và CCK, cũng như bảng tổng hợp tốc độ dữ liệu và băng thông sử dụng. Điều này minh họa rõ ràng sự cải thiện về hiệu suất và chất lượng truyền dẫn khi áp dụng CCK trong mạng WLAN.

Ngoài ra, khả năng tương thích ngược của chuẩn IEEE 802.11b với các thiết bị sử dụng điều chế thấp hơn giúp mạng có thể hoạt động linh hoạt, thích ứng với điều kiện môi trường và nhu cầu sử dụng thực tế. Điều này góp phần nâng cao tính ứng dụng và phổ biến của công nghệ WLAN trong các lĩnh vực viễn thông và công nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường ứng dụng điều chế CCK trong các mạng WLAN hiện đại: Khuyến nghị các nhà phát triển và triển khai mạng không dây ưu tiên sử dụng chuẩn IEEE 802.11b hoặc các chuẩn tương thích có tích hợp điều chế CCK để nâng cao tốc độ truyền và khả năng chống nhiễu, đặc biệt trong môi trường đô thị và công nghiệp có nhiều nhiễu đa đường.
2. Phát triển thiết bị nhận RAKE tối ưu cho môi trường đa kênh: Đề xuất nghiên cứu và cải tiến thiết bị nhận RAKE nhằm tăng khả năng giải điều chế và lọc nhiễu, giảm thiểu lỗi bit, từ đó nâng cao chất lượng dịch vụ mạng WLAN trong các khu vực có nhiều vật cản và phản xạ tín hiệu.
3. Xây dựng hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ truyền dựa trên SNR: Khuyến khích phát triển các thuật toán điều khiển tự động cho phép thiết bị mạng điều chỉnh tốc độ truyền động dựa trên tỉ số tín hiệu trên nhiễu thực tế, giúp duy trì kết nối ổn định và tối ưu hóa băng thông sử dụng.
4. Mở rộng nghiên cứu về mã bù và điều chế phức hợp cho các chuẩn WLAN mới: Đề xuất các nghiên cứu tiếp theo tập trung vào việc áp dụng mã bù phức hợp và kỹ thuật điều chế tiên tiến trong các chuẩn WLAN thế hệ mới như IEEE 802.11g và 802.11n, nhằm nâng cao hiệu suất và khả năng tương thích mạng.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong vòng 1-2 năm tới, với sự phối hợp giữa các viện nghiên cứu, doanh nghiệp công nghệ và các nhà cung cấp thiết bị mạng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Điện tử - Viễn thông: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về mã bù, điều chế sóng mang và kỹ thuật truyền dẫn không dây, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển các giải pháp truyền thông hiện đại.
2. Kỹ sư phát triển và thiết kế thiết bị mạng WLAN: Thông tin chi tiết về cấu trúc điều chế CCK và thiết bị truyền nhận giúp kỹ sư thiết kế các sản phẩm mạng không dây hiệu quả, đáp ứng yêu cầu tốc độ và độ tin cậy cao.
3. Doanh nghiệp triển khai và vận hành mạng không dây: Hiểu rõ về các chuẩn WLAN và kỹ thuật điều chế giúp doanh nghiệp lựa chọn giải pháp phù hợp, tối ưu hóa hiệu suất mạng và nâng cao chất lượng dịch vụ cho khách hàng.
4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách viễn thông: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật, quy định về tần số và phát triển hạ tầng mạng không dây phù hợp với xu hướng công nghệ và nhu cầu thị trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Điều chế CCK là gì và tại sao nó quan trọng trong mạng WLAN?
   Điều chế CCK là phương pháp điều chế mã bù phức hợp được sử dụng trong chuẩn IEEE 802.11b để tăng tốc độ truyền dữ liệu lên đến 11 Mbps. Nó quan trọng vì giúp cải thiện khả năng chống nhiễu đa đường và tăng hiệu suất sử dụng băng tần trong mạng không dây.

2. Chuẩn IEEE 802.11b khác gì so với các chuẩn WLAN khác?
   IEEE 802.11b sử dụng công nghệ trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) và điều chế CCK, hoạt động ở băng tần 2,4 GHz với tốc độ tối đa 11 Mbps. Các chuẩn khác như 802.11a sử dụng OFDM ở băng tần 5 GHz với tốc độ cao hơn nhưng phạm vi phủ sóng ngắn hơn.

3. Thiết bị nhận RAKE hoạt động như thế nào trong hệ thống CCK?
   Thiết bị nhận RAKE sử dụng nhiều bộ trộn và bộ trễ để thu và giải điều chế tín hiệu đa đường, giúp lọc nhiễu và cải thiện chất lượng tín hiệu nhận được trong môi trường có nhiều phản xạ.

4. Làm thế nào để mạng WLAN tự động điều chỉnh tốc độ truyền?
   Mạng WLAN dựa vào tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) thực tế để điều chỉnh tốc độ truyền động, giảm tốc độ khi tín hiệu yếu để duy trì kết nối ổn định và tăng tốc độ khi tín hiệu tốt để tối ưu hóa băng thông.

5. Mã bù có ưu điểm gì so với các mã điều chế khác?
   Mã bù có đặc tính tự tương quan và tương quan chéo tốt, giúp giảm thiểu nhiễu đa đường và tăng khả năng phân biệt tín hiệu trong môi trường truyền dẫn phức tạp, từ đó giảm lỗi bit và nâng cao chất lượng truyền dữ liệu.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích chi tiết cơ sở lý thuyết và kỹ thuật điều chế mã bù (CCK) trong chuẩn IEEE 802.11b, làm rõ ưu điểm về tốc độ và khả năng chống nhiễu đa đường.
• Mô phỏng hệ thống CCK cho thấy hiệu quả vượt trội so với các phương pháp điều chế truyền thống như DBPSK và DQPSK, đặc biệt trong môi trường mạng WLAN.
• Thiết bị nhận RAKE được đề xuất như một giải pháp tối ưu cho việc giải điều chế và lọc nhiễu trong môi trường đa kênh indoor.
• Các đề xuất về phát triển thiết bị, thuật toán điều chỉnh tốc độ và mở rộng nghiên cứu mã bù cho các chuẩn WLAN mới được đưa ra nhằm nâng cao hiệu suất mạng không dây.
• Tiếp theo, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc ứng dụng các kỹ thuật điều chế phức hợp trong các chuẩn WLAN thế hệ mới và thử nghiệm thực tế trong môi trường mạng đa người dùng.

Để nâng cao hiệu quả ứng dụng, các nhà nghiên cứu và kỹ sư được khuyến khích tiếp tục phát triển và thử nghiệm các giải pháp dựa trên mã bù và điều chế CCK trong các hệ thống mạng không dây hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU MẠNG LAN KHÔNG DÂY (WLAN) 1.1 Mạng LAN không dây. Trong bối cảnh toàn cầu hóa, sự bùng nổ nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao và nhu cầu đa dạng hóa các loại hình dịch vụ cung cấp nhƣ truy nhập Internet, thƣ điện tử, thƣơng mại điện tử, truyền file,. đã thúc đẩy sự phát triển của các giải pháp mạng LAN không dây.

Mục đích của mạng LAN không dây nhằm cung cấp thêm một phƣơng án lựa chọn cho khách hàng bên cạnh các giải pháp nhƣ xDSL, Ethernet, GPRS, 3G,.và cũng là một phần của giải pháp văn phòng di động, cho phép ngƣời sử dụng kết nối mạng nội bộ từ các khu vục công cộng nhƣ khách sạn, sân bay và thậm chí ngay cả trên các phƣơng tiện vận tải. Tại Việt Nam mạng LAN không dây đã đƣợc triển khai ứng dụng lần đầu tiên tại khách sạn Horison trong khuôn khổ dự án "Lƣớt sóng Internet tại Hà Nội" với sự hợp tác của các công ty nhƣ: VDC, Cisco Symtem, Pertlink. Ngoài ra công ty Công nghệ thông tin Hà Nội (Hanoi CTT) cũng đã chính thức triển khai công nghệ này trong đào tạo trực tuyến. Các máy tính xách tay đƣợc kết nối với nhau thông qua card mạng và thiết bị truy nhập Cisco Aironet 350 với tốc độ từ 1 Mbit/s đến 11Mbit/s.

Công nghệ này cho phép ngƣời sử dụng có thể sử dụng Internet với tốc độ lớn hơn rất nhiều so với phƣơng thức truy nhập gián tiếp truyền thống. Mạng LAN không dây là một hệ thống truyền thông dữ liệu mở để truy nhập vô tuyến đến mạng Internet và các mạng Intranet. Nó cũng cho phép kết nối mạng LAN tới mạng LAN trong một tòa nhà, một khu tập thể, hoặc một trƣờng đại học. Một hệ thống mạng LAN không dây có thể đƣợc tích hợp với mạng vô tuyến diện rộng.

Tốc độ bít đạt đƣợc trong mạng LAN không dây cần phải đƣợc hổ trợ truyền dẫn thích hợp từ mạng đƣờng trục. Tiêu chuẩn chính của mạng LAN không dây hiện nay là IEEE 802.11a dành cho tốc độ bít cao hơn. HiperLAN2 đƣợc dự định gộp cả tiêu chuẩn IEEE 802.11a và hoạt 10 z động trên dải tần 5 Ghz. Tiêu chuẩn này trở thành chủ đạo trên thị trƣờng vào những năm 2003, 2004.

Triển khai mạng LAN không dây bao gồm triển khai các thành phần của mạng, các cấu trúc giao thức, các dạng mô hình, các vấn đề về sử dụng mạng cũng nhƣ các phƣơng pháp có thể nâng cao chất lƣợng thực hiện mạng LAN không dây. Hình 1: Mạng LAN không dây Hình2: Nhiễu đa đường Mạng LAN không dây đã phát triển mạnh trong những năm gần đây, đồng thời các yêu cầu về hiệu năng và chất lƣợng dịch vụ cũng tăng theo. Đây là lý do chính để các mạng LAN không dây đời mới đƣợc phát triển với tính năng tăng cƣờng chất lƣợng dịch vụ (QoS). Một tính năng nữa cũng cần đƣợc tăng cƣờng đó là khả năng hoạt động liên mạng giữa các mạng LAN không dây khác nhau.

11 z Tuy nhiên, mạng LAN không dây hiện nay có khả năng hoạt động liên mạng rất ít, do vậy các nghiên cứu đang đƣợc phát triển để hổ trợ khả năng hoạt động liên mạng. Mạng LAN không dây là một phần thiết yếu của truyền thông không dây, nó không chỉ cung cấp kết nối không dây tới các thiết bị mà còn là môi trƣờng để truyền dẫn dữ liệu tới các mạng khác. Các mạng LAN không dây dựa trên chuẩn của hai tổ chức chuẩn hóa trên thế giới: Viện tiêu chuẩn truyền thông Châu âu (ETSI) và Viện Kỹ thuật Điện - Điện tử (IEEE). Vì mạng LAN không dây trở thành nhu cầu ngày càng phát triển, nên yêu cầu về băng thông cũng đƣợc mở rộng, và cần phải phát triển mạng LAN không dây mới nhƣ HIPPERLAN/2 và IEEE 802.1 Khái niệm mạng LAN không dây.

Mạng LAN không dây là hệ thống truyền thông mềm dẻo thực hiện cho việc mở rộng, hay lựa chọn mạng LAN. Truyền thông dƣới hình thức sóng điện từ, truyền và nhận tín hiệu qua không khí, điều này đã làm giảm đáng kể sự cần thiết về kết nối. Do đó, các mạng LAN không dây kết hợp việc kết nối dữ liệu với thuê bao di động qua cấu hình đơn giản để cho phép các mạng nội bộ hoạt động. Trong nhiều năm qua, mạng LAN không dây đã phát triển mạnh về số lƣợng trên thị trƣờng, và công nghệ này trở nên có ích nhờ vào việc tăng công suất của các thiết bị cầm tay, các máy tính xách tay để truyền thông tin đến các Host trung tâm để xử lý.

Ngày nay mạng LAN không dây đã trở nên phổ biến và đƣợc coi nhƣ phƣơng tiện kết nối đa chức năng cho các doanh nghiệp. Thị trƣờng mạng LAN không dây ở Mỹ đạt tới ngƣỡng 1 tỷ đô la trên tổng thu nhập. Có 2 công nghệ điều chế chính dùng cho mạng LAN. Đó là công nghệ trải phổ và công nghệ ghép kênh theo tần số trực giao (OFDM).

Chuẩn tốc độ cao 802.11a sử dụng OFDM để loại bỏ phading đa đƣờng, các chuẩn tốc độ thấp 802.11b sử dụng công nghệ trải phổ, còn chuẩn 802.11g sử dụng cả công nghệ OFDM và công nghệ trải phổ để tƣơng thích với các phiên bản trƣớc.2 Kỹ thuật trải phổ: Kỹ thuật trãi phổ là kỹ thuật truyền dẫn có băng tần phát lớn hơn nhiều lần so với băng tần tín hiệu gốc thông qua việc sử dụng điều chế tín hiệu gốc với mã giả nhiễu có độ rộng phổ lớn hơn nhiều độ rộng phổ của tín hiệu gốc. Mã giả nhiễu độc lập với tín hiệu gốc. Tại nơi thu tín hiệu đƣợc "giải trải phổ" sử dụng mã giả nhiễu đƣợc đồng bộ với nơi phát. Trong các hệ thống thông tin trải phổ (Spread Spectrum) độ rộng băng tần của tín hiệu đƣợc mở rộng, thông thƣờng hàng trăm lần trƣớc khi đƣợc phát.

Khi chỉ có một ngƣời sử dụng trong băng tần trải phổ, sử dụng nhƣ vậy không có hiệu quả. Tuy nhiên ở môi trƣờng nhiều ngƣời sử dụng, tất cả có thể dùng chung một băng tần trải phổ và hệ thống sử dụng băng tần có hiệu suất cao hơn mà vẫn duy trì đƣợc các ƣu điểm của trải phổ. Một hệ thống thông tin đƣợc coi là trải phổ nếu:  Tín hiệu đƣợc phát chiếm độ rộng băng tần lớn hơn độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết để phát thông tin.  Trải phổ đƣợc thực hiện bằng một mã độc lập với số liệu.

Có 3 kiểu hệ thống trải phổ cơ bản:  Trải phổ theo chuỗi trực tiếp (DSSS: Direct Sequency Spreading Spectrum).  Trải phổ theo nhảy tần (FHSS: Frequency Hopping Spreading Spectrum).  Trải phổ theo nhảy thời gian (THSS: Time Hopping Spreading Spectrum) a, Trải phổ nhảy tần. Chuỗi mã giả nhiễu pnt đƣợc đƣa tới bộ điều chế M-FSK để dịch tần số sóng mang của tín hiệu FSK tại tốc độ nhảy tần Rh.

Tín hiệu đã truyền chiếm cùng một lúc nhiều tần số trong một chu kỳ Th ( Th = 1/Rh). Kỹ thuật FHSS chia độ rộng băng tần thành N kênh và nhảy tần giữa các kênh đó tuỳ thuộc vào chuỗi mã giả nhiễu PN. Tại các thời điểm nhảy tần, bộ cung cấp mã giả nhiễu cung 13 z cấp các tần số phù hợp với mã nhận dạng tần số (FW) và đƣa ra 1 trong 2 mũ n vị trí tần số fhi. Bộ truyền và bộ nhận đƣa ra mẫu nhảy tần nhƣ nhau.

fod dt Đ/c M-FSK Điều chế FH fhi pnt Mã FW PN RF Băng tần cơ sở Thông giải Hình: Trải phổ theo nhảy tần Nhảy bậc Tc Kênh fRF f fch WSS = N. fch Độ rộng băng tần ở bộ phát đƣợc xác định bởi khoảng nhảy từ tần số cao nhất đến tần số thấp nhất và bằng độ rộng băng tần cho mỗi bƣớc nhảy (fch). Đối với mỗi bƣớc nhảy đã cho băng tần chiếm nó sẽ đƣợc nhận dạng tới băng tần trong điều chế qui ƣớc M- FSK, bƣớc nhảy này nhỏ hơn nhiều so với Wss. Tín hiệu FSSS là tín hiệu băng hẹp, năng lƣợng truyền đi đƣợc tập trung trên một 14 z kênh.

Trị trung bình qua các bƣớc nhảy của phổ FH / M-FSK sẽ chiếm toàn bộ băng tần trải phổ. Bởi vì giải tần của một hệ thống FHSS chỉ phụ thuộc vào giải có thể điều chỉnh đƣợc, nó có thể bị nhảy qua rất nhiều băng tần trong hệ thống DSSS. Vì các bƣớc nhảy thƣờng do pha bị gián đoạn, nên việc giải điều chế không nhất quán đƣợc ở phía đầu thu. Với tốc độ nhảy thấp sẽ có nhiều kí hiệu dữ liệu cho mỗi khoảng nhảy, và với tốc độ nhảy tần nhanh sẽ có rất nhiều bƣớc nhảy cho một kí hiệu dữ liệu.

Trải phổ nhảy tần nhảy bậc giữa các kênh khác nhau trong quá trình truyền đơn. Ở Mỹ, FCC yêu cầu tối thiểu phải sử dụng 75 tần số và thời gian dừng của mỗi kênh tối đa là 45ms. Trải phổ nhảy tần trong 802.11 chỉ cung cấp tốc độ dữ liệu 1 Mbps đến 2 Mbps. Trong trải phổ nhảy tần, thiết bị dịch chuyển xung quanh một tần số trung tâm không có thực gọi là "tần số nhảy".

Việc nhảy này đƣợc thực hiện nhờ vào một dãy giả nhiễu ngẫu nhiên gọi là "mã trải phổ" để điều khiển bộ tần số dao động nội. Một bản sao của mã trải phổ này đƣợc dùng ở bộ thu để khôi phục lại thông tin cần thiết. Mặt khác, trải phổ theo nhảy tần truyền với tần số nhảy khác nhau sẽ bị bỏ qua bởi bộ lọc băng hẹp IF cũng nhƣ các tín hiệu băng rộng và nhiễu.11 hệ thống trải phổ theo nhảy tần có bƣớc nhảy điển hình là qua 79 kênh, tại tần số trung tâm là 2402,0 đến 2480,0  1 Mhz. Nhà sản xuất có quyền lựa chọn tần số để tránh nhiễu do tần số đó đã đƣợc sử dụng.

Chuẩn cho phép tới 78 bƣớc nhảy tần số (và cũng định nghĩa ra 3 tập hợp chuỗi 26 vectơ trực giao) với độ rộng phân cách tần số giữa các bƣớc nhảy là 6 Mhz. Thuật ngữ trực giao đƣợc hiểu là sẽ không xảy ra đụng độ giữa các tần số kề nhau hoặc trong một kênh giữa 2 tập hợp chuỗi. Tốc độ tối đa của dữ liệu đối với đƣờng truyền FHSS đạt đƣợc là 3Mbit/s (sử dụng điều chế 8FSK). Hệ thống nhảy tần có thể sử dụng phƣơng thức nhảy tần nhanh hoặc nhảy tần chậm.11 quy định rằng hệ thống trải phổ theo nhảy tần phải nhảy ở mức tối thiểu đƣợc 15 z quy định bởi từng quốc gia.

Ví dụ, tốc độ nhảy tần tối thiểu ở Mỹ là 2,5 bƣớc nhảy/s. [6] b, Trải phổ chuỗi trực tiếp.