/>OFDMA - Giải pháp đa truy nhập mới trong thông tin di động
Sau đa truy nhập phân chia theo mã CDMA, vào những năm 2000 có một giải
pháp đa truy nhập mới được phát minh đã lôi cuốn rất nhiều nghiên cứu khoa
học trên thế giới. Đó là đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA
(Orthorgonal Frequency Division Multiple Access).
Từ khi ra đời tới nay, hệ thống Thông tin di động đã cho loài người thấy những
bước tiến vượt bậc của nó trong ứng dụng mạng tế bào số (Digital cellular system)
và hệ thống không dây số (Digital cordless telecommunication system) trên phạm vi
toàn thế giới:
Từ năm 1991, mạng điện thoại tế bào số ứng dụng kỹ thuật Đa truy nhập phân chia
theo thời gian TDMA, điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM
(Global System for Mobile Communication) đãđược ứng dụng rộng rãi tại châu Âu
và nhiều nước trên thế giới.
Phương thức truy nhập mới Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division
Multiple Access) được coi là một ứng cử viên hàng đầu để hỗ trợ đa dịch vụ trong
Thông tin di động vì nó mang các ưu điểm: Có khả năng đáp ứng đa dịch vụ; cung
cấp dung lượng cao hơn các phương thức truy cập truyền thống như TDMA và
FDMA; chống lại việc chọn lọc theo tần số của kênh truyền; tính bảo mật và khả
năng chống nhiễu
Tiếp theo, hệ thống dựa trên nguyên tắc kết hợp CDMA và ghép kênh tín hiệu phân
chia theo tần số trực giao (OFDM), gọi là hệ thống CDMA đa sóng mang (MC-
CDMA) được đề xuất đã gây nên sự chú ý rất lớn vì có thể được thu - phát dễ dàng
tín hiệu nhờ sử dụng thuật toán biến đổi Fourie nhanh mà không làm tăng đáng kể
mức độ phức tạp của các thiết bị. Hơn nữa đây còn là một giải pháp đầy tiềm năng
để phân chia kênh với việc sử dụng các tần số tốt một cách hiệu quả.
Mặc dù vậy, phải cần đánh giá năng lượng tạp âm cũng như giá trị xuyên nhiễu
sóng mang. Mặt khác, trong ứng dụng kênh đường lên, cần tách sóng đa người dùng
vì sự trực giao của mã giữa các người dùng hoàn toàn bị méo do sự chọn lọc theo
tần số của kênh truyền.
Vào những năm 2000, một giải pháp đa truy nhập mới được phát minh, gây nên sự
chú ý và lôi cuốn rất nhiều nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới. Đó là giải pháp

dụng chỉ phát ở một trong 4 khe thời gian, chứa 1 hoặc vài symbol OFDM. 7 người
sử dụng từ a đến g đều được đặt cố định (fix set) cho các sóng mang theo bốn khe
thời gian.
OFDMA nhảy tần
Trong ví dụ trước của OFDMA, mỗi người sử dụng đều có một sự sắp đặt cố định
cho sóng mang. Có thể dễ dàng cho phép nhảy các sóng mang phụ theo khe thời
gian như được mô tả trong hình 2.
f
a

cb t
Hình 2. Ví dụ của biểu đồ tần số thời gian với 3 người dùng nhảy tần a, b, c đều có
1 bước nhảy với 4 khe thời gian
Việc cho phép nhảy với các mẫu nhảy khác nhau cho mỗi người sử dụng làm biến
đổi thực sự hệ thống OFDM trong hệ thống CDMA nhảy tần. Điều này có lợi là
tính phân tập theo tần số tăng lên bởi vì mỗi người sử dụng dùng toàn bộ băng
thông có sẵn cũng như là có lợi về xuyên nhiễu trung bình, điều rất phổ biến đối với
các biến thể của CDMA. Bằng cách sử dụng mã sửa lỗi hướng đi trên các bước
nhảy, hệ thống có thể sửa cho các sóng mang phụ khi bị phađinh sâu hay các sóng
mang bị xuyên nhiễu bởi các người dùng khác. Do đặc tính xuyên nhiễu và phađinh
thay đổi với mỗi bước nhảy, hệ thống phụ thuộc vào năng lượng tín hiệu nhận được
trung bình hơn là phụ thuộc vào phađinh và năng lượng nhiễu trong trường hợp xấu
nhất.
Ưu điểm cơ bản của hệ thống OFDMA nhảy tần hơn hẳn các hệ thống DS-

nhiễu, sự tăng dung lượng lên 2,8 lần có thể đạt được bằng cách loại trừ tất cả các
xuyên nhiễu trong một tế bào do đó độ tăng dung lượng tối đa của OFDMA hơn
hẳn mạng DS-CDMA và MC-CDMA.
Ưu điểm cơ bản của việc dùng CDMA nói chung hay MC-CDMA nói riêng là làm
trung bình tác động xuyên nhiễu. Trong CDMA, nhiễu bao gồm nhiều tín hiệu
xuyên nhiễu hơn so với nhiễu trong hệ thống không CDMA. Mỗi sự xuyên nhiễu
tín hiệu chịu một phađinh độc lập gây bởi các tác động đa đường và che khuất
(Shadowing). Với cả hệ thống CDMA và hệ thống không CDMA, sự gián đoạn liên
lạc xẩy ra khi công suất nhiễu tổng cộng (sau khi giải trải đối với hệ thống CDMA)
vượt quá một giá trị cực đại nào đó.
Trong hệ thống không CDMA, xuyên nhiễu luôn luôn bao gồm các xuyên nhiễu
của một kênh đơn hay của vài kênh cộng lại. Do phađinh, năng lượng xuyên nhiễu
biến động thất thường trong một dải rộng vì thế cần lưu ý tới dộ dự trữ phađinh,
điều này sẽ làm giảm dung lượng của hệ thống.
Trong hệ thống CDMA, nhiễu là tổng của rất nhiều các tín hiệu xuyên nhiễu. Bởi vì
tất cả các tín hiệu này bị phađinh độc lập nên sự thăng giáng của công suất xuyên
nhiễu tổng cộng sẽ nhỏ hơn nhiều so với sự thăng giáng công suất của tín hiệu
xuyên nhiễu đơn. Vì thế trong một hệ thống CDMA, dự trữ phađinh có thể nhỏ hơn
đáng kể so với dự trữ phađinh của hệ thống không CDMA. Sự cải thiện này về độ
dự trữ phađinh sẽ quyết định chủ yếu tới mức tăng dung lượng của hệ thống
CDMA.
Trong OFDMA, việc trung bình xuyên nhiễu có được bằng cách có các mẫu nhảy
khác nhau trong mỗi tế bào. Các chuỗi nhảy được thiết kế sao cho 2 người dùng
trong các tế bào khác nhau gây nhiễu lẫn nhau chỉ trong một phần nhỏ của tất cả các
bước nhảy.
Trong hệ thống tải nặng (heavily loaded), tức hệ thống có nhiều người sử dụng
cùng một lúc, thì nhiều bước nhảy sẽ gây nhiễu nhưng sự xuyên nhiễu sẽ khác nhau
ở mỗi bước nhảy. Vì thế, bằng việc sửa lỗi hướng đi qua một vài bước nhảy, chất
lượng của OFDMA sẽ bị giới hạn bởi lượng trung bình của xuyên nhiễu hơn là bị
giới hạn bởi nhiễu trong trường hợp xấu nhất.

có thể được dùng trong mạng không CDMA.
Các ưu điểm của phương pháp thứ 2 trội hơn phương pháp thứ nhất trong đường
xuống là tăng ích SNR tăng lên do sự phân tập của máy thu và tự do hơn cho các
trạm gốc trong việc phân bổ các sóng mang có sẵn. ở phương pháp thứ nhất, các
trạm gốc bắt buộc phải sử dụng cùng các sóng mang.
Ưu điểm chính của phương pháp thứ nhất là việc thực hiện đơn giản hơn; không
cần có thêm phần cứng bổ trợ, chỉ cần thêm một vài giao thức để kết nối đồng thời
với 2 trạm gốc. Phương pháp thứ 2 đòi hỏi có thêm phần cứng bởi vì nó buộc phải
giải điều chế thêm một bộ sóng mang khác. Hơn nữa nó phải thực hiện xử lý
thêm để tổ hợp theo tỷ lệ cực đại các tín hiệu nhận được từ các trạm gốc khác nhau.
KẾT LUẬN
Trước nhu cầu ngày càng lớn về thông tin liên lạc nói chung và thông tin di động
nói riêng, việc nghiên cứu áp dụng các công nghệ tiên tiến cũng như tìm kiếm các
giải pháp mới nhằm nâng cao về chất lượng- dung lượng cũng như các loại hình
dịch vụ thông tin liên lạc có ý nghĩa hết sức quan trọng và thiết thực.
Sau các phương thức đa truy nhập thông tin di động truyền thống như FDMA,
TDMA, và CDMA, OFDMA là một phương thức đa truy nhập mới nhất và là một
chủ đề lý thú đang được hết sức quan tâm nghiên cứu bởi nhiều nhà khoa học và
các tổ chức Viễn thông Quốc tế.
Tài liệu tham khảo
[1]. Chouly, A., A. Brajal and S. Jourdan, Nov, 1993, “Orthogonal Multicarrier
Techniques applied to Direct Sequence Spread Spectrum CDMA Systems.” Proc. of
IEEE GLOBECOM’93, pp.1723c.
[2]. Chen. Q E. S. Sousa and S. Pasupathy, 1995, ”Performance of a Coded Multi-
Carrier DS-CDMA System in Multi-path Fading Channels, “ Wireless Personal
Communications. Vol.2. Nos 1&2, pp. 167-187.
[3]. CIMINI, L. J., June 1985, “Analysis and Simulation of a Digital Mobile
Channel sing Orthogonal Frequency Division Multiplexing,“ IEEE Trans. on
Communications, Vol. COM-33. No.6,pp. 665-675.
[4]. Da Silva, V. M., and E. S. Sousa, June 1994, “Multicarrier orthogonal CDMA