Một số khái niệm cơ bản về viễn thông

Hiện tượng Multipath-Fading
Multipath-Fading là một hiện tượng rất phổ biến trong truyền thông không dây gây ra do hiện
tượng đa đường (Multipath) dẫn tới suy giảm cường độ và xoay pha tín hiệu (fading) không
giống nhau tại các thời điểm hoặc/và tại các tần số khác nhau.
Tín hiệu RF truyền qua kênh truyền vô tuyến sẽ lan tỏa trong không gian , va chạm vào các
vật cản phân tán rải rác trên đường truyền như xe cộ, nhà cửa, công viên, sông, núi, biển …
gây ra các hiện tượng sau đây:
• Phản xạ (reflection): khi sóng đập vào các bề mặt bằng phẳng.
• Tán xạ (scaterring): khi sóng đập vào các vật có bề mặt không bằng phẳng và các vật này
có chiều dài so sánh được với chiều dài bước sóng.
• Nhiễu xạ (diffraction): khi sóng va chạm với các vật có kích thước lớn hơn nhiều chiều dài
bước sóng.
Khi sóng va chạm vào các vật cản sẽ tạo ra vô số bản sao tín hiệu, một số bản sao này sẽ
tới được máy thu.
Do các bản sao này này phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ trên các vật khác nhau và theo các đường
dài ngắn khác nhau nên:
• Thời điểm các bản sao này tới máy thu cũng khác nhau, tức là độ trễ pha giữa các thành
phần này là khác nhau.
• Các bản sao sẽ suy hao khác nhau, tức là biên độ giữa các thành phần này là khác nhau.
Tín hiệu tại máy thu là tổng của tất cả các bản sao này, tùy thuộc vào biên độ và pha của các
bản sao:
• Tín hiệu thu được tăng cường hay cộng tích cực (constructive addition) khi các bản sao
đồng pha.
• Tín hiệu thu bị triệt tiêu hay cộng tiêu cực (destructive addition) khi các bản sao ngược pha.
Tuỳ theo mức độ của multipath-fading ảnh hưởng tới đáp ứng tần số của mỗi kênh truyền
mà ta có kênh truyền chọn lọc tần số (frequency selective fading channel) hay kênh
truyền phẳng (frequency nonselective fading channel), kênh truyền biến đổi nhanh (fast
fading channel) hay kênh truyền biến đổi chậm (slow fading channel). Tuỳ theo đường bao
của tín hiệu sau khi qua kênh truyền có phân bố xác suất theo hàm phân bố Rayleigh hay

dụng trong một tế bào sẽ được gán một mã (code) đặc biệt và không có hai người sử dụng
nào trong cùng một tế bào có cùng một mã (có nghĩa là mỗi người có một mã riêng biệt).
Máy thu sẽ căn cứ vào mã của mỗi người sử dụng để khử bớt (không thể khử hết) nhiễu của
những người sử dụng khác trong cùng một tế bào và khôi phục tín hiệu của người đó. Trong
kỹ thật này có nhiễu trong tế bào (intra-cell interference) và nhiễu giữa các tế bào (inter-cell
interference).
IV/ Đa truy cập theo phân chia tần số trực giao OFDMA (Orthogonal Frequency
Division Multiple Access)
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là một kỹ thuật ghép kênh ra đời từ khá
lâu, tương tự như kỹ thuật ghép kênh theo tần số FDM, một băng thông lớn sẽ được chia
thành nhiều băng thông nhỏ hơn. Trong FDM giữa các băng thông nhỏ này phải có một
khoảng tần số bảo vệ, điều này dẫn tới lãng phí băng thông vô ích do các dải bảo vệ này
hoàn toàn không chứa đựng tin tức. OFDM ra đời đã giải quyết vấn đề này, bằng cách sử
dụng tập tần số trực giao các băng thông nhỏ này có thể chồng lấn lên nhau, do đó không
cần dải bảo vệ, nên sử dụng hiệu quả và tiết kiệm băng thông hơn hẳn FDM. Nhờ ghép kênh
theo tần số trực giao và sử dụng khoảng bảo vệ thích hợp OFDM có khả năng truyền thông
tốc độ cao, sử dụng băng thông hiệu quả, chống được nhiễu liên sóng mang ICI và chống
được fading chọn lọc tần số, chống lại nhiễu ISI và có khả năng cân bằng tín hiệu hiệu quả
bằng các bộ Equalizer đơn giản. Trong OFDMA, các user sẽ được phân bổ dữ liệu truyền đi
trên các sóng mang phụ của kỹ thuật OFDM.
V/ Đa truy cập phân chia theo không gian SDMA (Space Division Multiple Access)
Kỹ thuật đa truy cập này khác hẳn với 4 kỹ thuật trên. Đó là, tất cả mọi người sử dụng trong
cùng một cell đều có thể truyền/nhận tín hiệu một lúc, trên cùng một băng thông và không sử
dụng mã như trong CDMA. Như vậy tín hiệu do mọi người sử dụng trong cell và ngoài cell sẽ
bị chồng lên nhau (cộng vào nhau). Khử nhiễu do nhiều người sử dụng trong SDMA là một
vấn đề vô cùng phức tạp. Phía BS yêu cầu phải có một dãy các ăng-ten lớn (antenna array)
để có thể khử nhiễu. Việc khử nhiễu ở phía BS có thể được thực hiện bằng một số kỹ thuật
như (a) ước lượng hướng đến của tín hiệu (direction of arrival - DOA) của mỗi người sử
dụng để tách tín hiệu của mỗi người sử dụng ra khỏi tín hiệu thu được và (b) dựa vào kỹ
thuật khử nhiễu kết hợp với lọc (chẳng hạn khử nhiễu mềm kết hợp với bộ lọc MMSE). Trong

được truyền đi (sau khi trải phổ) sẽ gần như phẳng giống như phổ của nhiễu trắng vậy.
Mục đích ban đầu của kỹ thuật trải phổ để giải quyết vấn đề an ninh. CDMA được thừa
hưởng cái đặc tính này của trải phổ nên nó đúng là có độ bí mật cao hơn các kỹ thuật trước
đó như TDMA, FDMA. Tuy nhiên, trong các hệ thống CDMA hiện hành, độ dài của mã chưa
cao nên khả năng an ninh cũng chưa phải là cao. Thậm trí người ta còn sử dụng những mã
mà mọi người đều biết như mã vàng (Gold Code). CDMA về cơ bản có thể dò ra mã được.
Vấn đề mấu chốt trong việc dùng mã trong CDMA là vì mục đích khử nhiễu do nhiều người
sử dụng (Multi-User Interference - MUI). Các mã được sử dụng trong CDMA được thiết kế
sao cho chúng có tính chất tương quan tốt (Good Correlation Properties) tức là hệ số tự
tương quan cao, hệ số tương quan chéo giữa các mã rất thấp, và các mã này phải đảm
bảo giữ được tính chất tương quan ngay cả khi sự đồng bộ giữa những người sử dụng trong
cell bị mất (không đồng bộ - Asynchronous CDMA - Cái này thông thường xảy ra trong
trường hợp truyền thông tin từ điện thoại di đống đến Base Station).
Về tốc độ, ngay cả đến thế hệ thứ 3, hiện nay VN chưa có, theo hiểu biết của tôi, ở môi
trường trong nhà (indoor) độ tối đa là 2 Mbps, ở môi trường di động chậm (chẳng hạn đi bộ)
tốc độ truyền đối đa là 384 Kbps, đối với môi trường di động nhanh (chẳng hạn dùng điện
thoai di động trong khi đi xe ôtô) thì tốc độ tối đa là 144 Kbps.
Các vấn đề cơ bản về Bộ đệm Web (Web Caching)
Hầu hết những người duyệt Web hiện nay đều đang sử dụng có chủ ý hoặc vô thức các bộ
đệm Web. Các bộ đệm Web này giúp giảm độ trễ trao đổi thông tin giữa máy khách và máy
chủ Web, giảm tải cho hệ thống máy chủ và giảm lưu lượng thông tin trên mạng. Các hướng
dẫn dưới đây về bộ đệm Web được lược dịch từ tài liệu “Caching Tutorial” của tác giả Mark
Nottingham tại địa chỉ www.mnot.net/cache_docs/. Tài liệu này không nhằm đưa ra chỉ dẫn
sử dụng bộ đệm cho người dùng cuối mà cung cấp thông tin sâu về hoạt động của bộ đệm
Web và phương thức mà các nhà thiết kế và quản trị Web có thể áp dụng để tận dụng tối đa
những ưu điểm của hệ thống này.
Bộ đệm Web là gì?
Bộ đệm Web (Web cache) nằm ở vị trí giữa các máy chủ Web và máy khách, có nhiệm vụ
theo dõi các luồng thông tin đi vào và lưu trữ lại một bản sao của các dữ liệu đó. Các dữ liệu
ở đây có thể là trang HTML, các bức ảnh hoặc tập tin, Sau đó, khi có yêu cầu tới cùng địa

hiệu hoặc sử dụng Beamforming để tăng hiệu suất phát và vùng bao phủ. Khi máy phát biết
được thông tin kênh truyền, dung lượng hệ thống tăng theo hàm Log của số anten phát và có
thể được xác định gần đúng theo biểu thức sau
C=log2 (1+N.SNR) bit/s/Hz
Hệ thống MIMO
Hệ thống MIMO là hệ thống sử dụng đa anten tại cả nơi phát và nơi thu. Hệ thống có thể
cung cấp phân tập phát nhờ vào đa anten phát, cung cấp phân tập thu nhờ vào đa anten thu
nhằm tăng chất lượng hệ thống hoặc thực hiện Beamforming tại nơi phát và nơi thu để tăng
hiệu suất sử dụng công suất, triệt can nhiễu. Ngoài ra dung lượng hệ thống có thể được cải
thiện đáng kể nhờ vào độ lợi ghép kênh cung cấp bởi kỹ mã hoá thuật không gian-thời gian
như V-BLAST. Khi thông tin kênh truyền được biết tại cả nơi phát và thu, hệ thống có thể
cung cấp độ phân tập cực đại và độ lợi ghép kênh cực đại, dung lượng hệ thống trong
trường hợp đạt được phân tập cực đại có thể xác định theo biểu thức sau
C= log2 (1+NT.NR.SNR) bit/s/Hz
Dung lượng hệ thống trong trường hợp đạt được độ lợi ghép kênh cực đại có thể xác định
theo biểu thức sau
C=min(NT,NR).log2(1+SNR) bit/s/Hz
Chú thích: log2 (X) là log cơ số 2 của X.
Reference
Ta-Sung Lee, Department of Communication Engineering National Chiao Tung University,
bài giảng “MIMO Techniques for Wireless Communications”, 2006
ANTEN THÔNG MINH (SMART ANTENNAS)
Một anten thông minh (Smart Antennas) bao gồm nhiều phần tử anten. Tín hiệu đến các
phần tử này được tính toán và xử lý giúp anten xác định được hướng của nguồn tín hiệu, tập
trung bức xạ theo hướng mong muốn và tự điều chỉnh theo sự thay đổi của môi trường tín
hiệu. Công việc tính toán này đòi hỏi thực hiện theo thời gian thực (realtime) để Anten thông
minh có thể bám theo nguồn tín hiệu khi nó chuyển động. Vì vậy, Anten thông minh còn
được gọi bằng một tên khác là “Anten thích nghi” (Adaptive Antennas).
Với tính chất như vậy, Anten thông minh có khả năng giảm thiểu ảnh hưởng của hiện tượng
đa đường và can nhiễu.