Các chuẩn và kiến trúc hệ thống vô tuyến

Các chuẩn và kiến trúc hệ thống vô tuyến	 Người thực hiện: Lê Thị Hằng Lớp: điện tử 2 k48 5.1:các vấn đề cơ bản A. hiện tượng phi tuyến: Hiện tượng phi tuyến là hiện tượng tín hiệu bị méo do các tác nhân phi tuyến gây ra Hiện tượng phi tuyến trong viễn thông có thể xảy ra tại 2 quá trình : quá trình truyền thông tin,và quá trình nhận thông tin. Hiện tượng phi tuyến trong quá trình truyền thông tin chỉ xảy đối với các hệ thống WDM truyền sợi quang. 5.1:các vấn đề cơ bản Các hiện tượng phi tuyến trong thông tin quang sợi gồm có :hiện tượng tự điều chế pha (SPM_self –phase modulation), Điều chế pha chéo (XPM_cross-phase modulation), Hiện tượng trộn 4 bước song (FWM_four-wave mixing), Tán xạ Raman kích thích (SRS_stimulated Raman scattering) Và tán xạ Brillouin kích thích (SBS_stimulated Brillouin scattering) 5.1:các vấn đề cơ bản Hiện tượng phi tuyến xảy ra ở quá trình thu là hiện tượng tín hiệu đầu ra máy thu không tỷ lệ tuyến tính với tín hiệu đầu vào máy thu.(hiện tượng méo phi tuyến) Hiện tượng này do ảnh hưởng của độ nhạy thu và dải động của máy thu. 5.1:các vấn đề cơ bản B. độ nhạy thu (receive sensitivity) Độ nhạy thu là một đại lượng của máy thu cho biết một tín hiệu vô tuyến nhỏ có thu nhận thành công hay không. Máy thu có thể xử lý tín hiệu mang năng lượng càng nhỏ thì độ nhạy càng cao. 5.1:các vấn đề cơ bản Đơn vị đo độ nhạy thu là gì? Đơn vị của độ nhạy thu là dB. 1 dB là tỉ số logarit cơ số 10. VD tỉ số 2:1 là 3dB,1:1 là 0 dB. với những tỉ số nhỏ hơn 1 thì nó sẽ biều diễn dưới dạng các số âm như 1:2 là -3dB. 5.1:các vấn đề cơ bản Độ nhạy thu sử dụng một thang của dB trong việc đo năng lượng sóng là dBm. Trong thang dBm,0dB ứng với 1mW. Năng lượng 100mW ứng với 20 dbm và năng lượng 1000mW (1W) ứng với 30 dBm. mức năng lượng dưới 1mW sẽ được biểu diễn dưới dạng các số âm. Ví dụ 0.01 mW sẽ là -20 dBm 5.1:các vấn đề cơ bản Vì độ nhạy thu cho biết một giới hạn một tín hiệu nhỏ có thể thu thành công ở máy thu,và năng lượng càng nhỏ thì độ nhạy càng cao.do đó khoảng giá trị tuyệt đối của các số âm càng lớn thì độ nhạy càng cao. Vi dụ độ nhạy là -98dBm sẽ tốt hơn độ nhạy -95 dBm là 3 dBm hay là tỉ số là 2. có nghĩa là với một tốc độ dữ liệu nhất định thì máy thu có độ nhạy là -98dBm có thể nhận được tín hiệu nhỏ hơn 2 lần tín hiệu mà máy thu có độ nhạy là -95 dBm nhận được 5.1:các vấn đề cơ bản C.Dải động(dynamic range) Dải động của một bộ khuyếch đại hay một máy thu là khoảng công suất đầu vào mà trên đó nó có thể tạo ra tín hiệu ra hữu ích Khoảng này sẽ giới hạn công suất trên và giới hạn công suất dưới của máy thu Một dải động nghèo sẽ gây ra một số các vấn đề như nhiễu hay méo không mong muốn khi một tín hiệu lớn được thu, thông thường thì dải động thường khoảng 100dB. 5.2:các chuẩn vô tuyến IEEE Là viện kỹ sư điện-điện tử,tổ chức được thành lập vào 1963 nhằm đưa ra các chuẩn cho viễn thông cũng như máy tính. uỷ ban hình thành lên chuẩn 802 dùng cho mạng được thành lập vào năm1980 nhằm làm cho các hệ thống và các thiết bị được sản xuất bởi các nhà cung cấp khác nhau có thể giao tiếp với nhau ít phức tạp nhất,cho phép tương thích toàn cầu từ các sản phẩm của 175 quốc gia. 5.2:các chuẩn vô tuyến Các chuẩn IEEE được biết đến nhiều nhất là chuẩn 802.11(trong công nghệ wifi),802.16(trong công nghệ wimax),và chuẩn 802.3 (trong mạng máy tính) 5.2:các chuẩn vô tuyến Chuẩn 802.11: Là công nghệ không dây gần như phổ biến nhất vào thời điểm hiện nay,vào năm 1997,IEEE thông qua chuẩn mạng nội bộ không dây đầu tiên,IEEE 802.11. chuẩn này xác định các lớp vật lý và MAC cho mạng LAN với kết nối không dây ở phạm vi gần. Nó đã được mở rộng các nhóm theo số lượng nhiệm vụ, được đánh số từ a đến i. các nhóm từ a,b và c có các nhiệm vụ riêng của chúng và tạo ra các chuẩn gốc. 5.2:các chuẩn vô tuyến 802.11a: Tạo ra một chuẩn cho WLAN Hoạt động ở tần số 5GHz Tốc độ 54Mbps. Đưa ra vào năm 1999. Băng tần là 20MHz Sử dụng điều chế OFDM 802.11b:(còn được biết đến với tên wifi) Là chuẩn cho WLAN Hoạt động ở băng tần 2,4GHz Tốc độ dữ liệu lên đến 11Mbps Được đưa ra vào 1999.các sản phẩm dựa trên chuẩn này là dịch vụ WLAN như Wayport,và các sản phẩm mạng gia đình không dây. Băng thông 20MHz sử dụng mã CCK(complimentary code keying). 5.2:các chuẩn vô tuyến Chuẩn 802.11g Cũng phát ở tầng số 2.4 GHz, Tốc độ xử lý đạt 54 MB/ giây. sử dụng mã CCK/OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing), một công nghệ mã hóa hiệu quả hơn Băng thông 20MHz 5.2:các chuẩn vô tuyến IEEE 802.16: Vào tháng 4/2002,IEEE đã đưa ra chuẩn 802.16. chuẩn này có tựa đề là “giao diện không gian cho hệ thống truy nhập không dây băng rộng cố định” được biết đến với tên là wireless MAN (mạng khu vực đô thị không dây),mạng định địa chỉ cho mạng dữ liệu không dây cố định hoạt động trong khoảng hàng m hay km(khu vực đô thị)(tối đa lên tới 50km),trái ngược với chuẩn 802.11 chỉ trong phạm vi ngắn.,hoạt động trong khoảng < 100m 5.2:các chuẩn vô tuyến Chuẩn IEEE 802.16 đã được thiết kế để mở ra một tập các giao diện không gian (air interfaces) dựa trên một giao thức MAC thông thường. Chuẩn hướng vào các tần số từ 10 - 66 GHz, nhưng tại đó những bước sóng ngắn được xem như những thách thức trong việc triển khai. Vì lý do đó một dự án sửa đổi có tên IEEE 802.16a đã được hoàn thành vào tháng 11/2002 và được công bố vào tháng 4/2003 cho những tần số trong băng tần 2–11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấp phép 5.2:các chuẩn vô tuyến Các chuẩn và nhóm của 802.16: 802.16: chuẩn gốc, đưa ra vào 4/2002. chuẩn này định nghĩa lớp MAC và một vài chi tiết lớp vật lý.MAC hỗ trợ truyền dẫn song công FDD và TDD. Điều chế đơn song mang Tần số cao giới hạn việc sử dụng LOS(line of sight_tầm nhìn thẳng_hướng truyền ko có chướng ngại vật). Lớp vật lý của chuẩn này bao trùm phổ từ tần số 10-66GHz 5.2:các chuẩn vô tuyến 802.16a:Là một sự sửa đổi hoàn thiện Khoảng phổ của lớp vật lý từ 2 đến 11GHz(gồm cả băng tần đăng ký và không đăng ký). Chỉ rõ 3 phương pháp điều chế có thể là: điều chế đơn song mang,256 OFDM và đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA). Ở tần số thấp hơn có thể tạo ra khả năng là tầm nhìn không thẳng, điều này có thể được trợ giúp từ OFDM để tạo ra các tín hiệu đa đường,khoảng truyền có thể lên tới 30 dặm. Tổng tốc độ dữ liệu có thể lên tới 100Mbps trên mỗi kênh 20MHz 5.2:các chuẩn vô tuyến 802.16c: mô tả sơ lược ,tóm tắt chuẩn,và kiểm tra tính thích hợp của sự thực thi chuẩn 802.16 802.16d: hệ thống mô tả sơ lược sự thực thi của 802.16a. Ngoài ra con các chuẩn như 802.16e,802.16.2, 802.16.2a 5.2:các chuẩn vô tuyến Ứng dụng quan trọng của 802.16 là công nghệ wimax (world interoperability microwave access)_hệ thống truy nhập viba có tính tương tác toàn cầu. Có 2 mô hình ứng dụng là cố định và di động. Mô hình cố định sử dụng chuẩn 802.16,tiêu chuẩn này gọi là không dây cố định vì các thiết bị thông tin làm việc với các ăngten cố định đặt tại các nhà thuê bao. Ăngten đặt trên nóc nhà hay trên cột tháp tương tự như chảo thông tin vệ tinh.băng tần theo phân bổ quốc gia là 2,5GHz hoặc 3,5GHz. độ rộng băng thông là 3,5MHz. Mô hình di động: sử dụng chuẩn 802.16e,tiêu chuẩn này bố sung cho tiêu chuẩn 802.16 hướng tới các user cá nhân di động,làm việc trong băng tần thấp hơn 6GHz 5.2:các chuẩn vô tuyến ETSI: Là một viện tiêu chuẩn viễn thông châu âu. Viện này gồm những người đã tạo ra tiêu chí cho GSM,họ đã xây dựng lên các tiêu chí cho các nhà sản xuất và các nhà phát triển phần mềm có thể xây dựng lên những thiết bị và các phần mềm có thể hoạt động với nhau. Viện này đã phát triển ứng dụng SMS trong mạng GSM 5.2:các chuẩn vô tuyến Chuẩn ETSI(European telecommunications standard institute) ETSI BRAN currently produces specifications for three major Standard Areas: HiperLAN2 a mobile broadband short-range access network HIPERACCESS a fixed wireless broadband access network HIPERMAN a fixed wireless access network which operates below 11 GHz 5.2: các chuẩn vô tuyến 5.2: các chuẩn vô tuyến HIPERLAN (High Performance Radio LAN ): là một chuẩn được đưa ra vào 1996 Được sử dụng cho các mạng gia đình,nơi công cộng hay các công ty Truy cập không dây mạng internet và đa phương tiện Lớp vật lý là OFDM 5GHz tương ứng với chuẩn IEEE 802.11a Băng thông 20MHz Hiệu quả và hướng kết nối DLC QoS(chất lượng dịch vụ): dự trữ băng thông,tránh va chạm Cho phép các dịch vụ video thời gian thực ở tốc độ lên tới 54Mbps 5.2: các chuẩn vô tuyến 5.2: các chuẩn vô tuyến HIPERACCESS(High Performance Radio Access ) Dung cho truy cập mạng không dây cố định đa phương tiện băng rộng Nhắm tới các băng tần cao: 40,5 - 43,5 GHz 31,8 – 33,4 GHz Các băng tần quan trọng khác 27,5 – 29,5 GHz 24,5 – 26,5 GHz Hỗ trợ phân chia tần số FDD và TDD (FDD: Freq Division Duplex / TDD: Time Division Duplex H-FDD Phù hợp với ATM (ATM : Async. Transfer Mode) 5.2: các chuẩn vô tuyến HIPERMAN = High Performance Radio Metropolitan Area Networks Hệ thống truy nhập không dây cố định băng rộng In the range 2 GHz and 11 GHz. Hoạt động trong khoảng tần từ 2 đến 11GHz Hỗ trợ cấp phát tần số FDD ,TDD và H-FDD 5.2: các chuẩn vô tuyến 5.2: các chuẩn vô tuyến Kết thúc xin chân thành cảm ơn!....