Mạng không dây và di động
ThS. Trần Bá Nhiệm
Mail:
Website: sites.google.com/site/tranbanhiem
Mục tiêu của môn học
•
Môn học chuyên ngành
•
Tìm hiểu nhiều mặt của công nghệ không dây,
mạng không dây, kiến trúc và các ứng dụng
2
Tài liệu tham khảo
•
Jochen Schiller, "Mobile Communications", Addison-Wesley
•
Borko Furht và Mohammad Ilyas, Wireless Internet Handbook:
Technologies, Standards, and Applications, Auerbach Publications, 2003
•
Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, Fourth edition, Prentice Hall,
2003
•
Seshan, S., Low latency handoff for cellular data networks, Ph.D. diss.,
University of California, Berkeley, 1995
•
James F. Kurose, Keith W. Ross, Computer Networking: A top-down
Approach Featuring the Internet, Addison-Wesley, 2003
•
Chai-Keong Toh, Crossover Switch discovery for wireless ATM LANs, Mobile
Networks and Applications, 1996
•
Matthew Gast, 802.11Wireless Networks The Definitive Guide, O’Reilly,

•
Bài tập lớn: 30%-40%
•
Thi cuối kỳ (thi trắc
nghiệm): 60%-70%
5
Chương 1: Giới thiệu tổngquan
•
Truy nhập không dây
•
Mạng không dây
–
Sự phát triển của mạng không dây
–
Những thách thức đối với sự phát triển
•
Kiến trúc Internet không dây
•
Các thiết bị không dây và các tiêu chuẩn
•
Các ứng dụng Internet không dây
6
Truy nhập không dây
•
Hàng triệu người sử dụng
thiết bị cầm tay truy nhập
Internet
•
Nỗ lực nghiên cứu và triển
khai mạng không dây và di

•
Những thách thức
9
Giới thiệu về mạng không dây
•
Có lịch sử nhiều hơn một thế kỷ, được sử dụng rộng rãi
trong truyền thông chỉ trong vòng 15-20 năm đến nay
•
Một trong các lĩnh vực phát triển nhất của công nghiệp
truyền thông
•
Được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày
•
Hai đặc điểm mang lại ưu thế cho mạng không dây là
sự di động và tiết kiệm giá thành
•
Sự di động
–
Khái niệm không dây và di động rất khó tách rời
–
Sự di động có nhiều ưu thế
10
Giới thiệu về mạng không dây
•
Tiết kiệm giá thành
–
Cài đặt mạng không dây đòi hỏi ít dây hơn nhiều so
với mạng có dây
–
Không sử dụng dây đặc biệt có lợi trong các tình

đầu tiên xuất hiện, Mobile Telephone System
(MTS), ở nước Mỹ, 25 thành phố
–
Máy thu phát của MTS rất lớn, dùng để các ô tô nói
chuyện với nhau
–
Hệ thống tương tự, bán song công (half-duplex)
–
Sử dụng BS (Base Station, trạm cơ sở)
•
Với một máy phát công suất lớn để phủ toàn bộ khu vực
hoạt động của hệ thống
•
Các BS sử dụng cùng một tần số
•
Các máy điện thoại không truyền trực tiếp đến BS mà truyền
đến các điểm nhận
•
Các cuộc gọi được chuyển mạch thủ công
13
Điện thoại di động thời kỳ ban đầu
–
Ngoài nhược điểm chuyển mạch cuộc gọi thủ công,
số lượng các kênh của MTS rất giới hạn, 3 kênh
•
Một hệ thống nâng cao của MTS, gọi là
Improved Mobile Telephone System (IMTS),
được đưa vào hoạt động vào những năm 1960
–
Chuyển mạch cuộc gọi tự động

phủ nhỏ
–
Vùng phủ của một BS này được gọi là một “ngăn” (cell)
•
Phạm vi hoạt động của hệ thống được phân chia thành một tập các
ngăn kề nhau và không chồng chéo
•
Phổ điện từ được chia thành các kênh và mỗi ngăn dùng một tập
các kênh riêng
•
Các ngăn kề nhau dùng các tập kênh khác nhau để tránh nhiễu
•
Các ngăn cách nhau có thể dùng lại kênh
•
Sử dụng lại tần số để tăng hiệu quả của việc sử dụng phổ
16
Điện thoại di động tương tự
–
Mỗi BS kết nối qua dây cáp với một thiết bị, gọi là Mobile
Switching Center (MSC)
•
Cần hỗ trợ sự di chuyển của người dùng từ ngăn này
sang ngăn khác mà không làm giảm chất lượng của
cuộc gọi
–
Chuyển giao (handover hay handoff)
–
Không thể thực hiện tại thời điểm bấy giờ
•
Thế hệ đầu tiên của hệ thống điện thoại di động (1G)

–
Nodic Mobile Telephony (NMT): một số nước khác
18
Điện thoại di động số
•
Một số nhược điểm của các hệ thống di động tương tự
được được làm giảm bớt trong các hệ thống thế hệ thứ
hai (2G)
–
Số hoá biểu diễn dữ liệu
–
Tiếng nói được đưa qua thiết bị chuyển đổi A/D (Analog to
Digital)
•
Ưu điểm của các hệ thống số so với các hệ thống tương
tự
–
Dữ liệu số dễ dàng được mã hoá để bảo đảm tính cá nhân và
bảo mật
–
Giảm được nhiễu và lỗi
•
Việc biểu diễn dữ liệu tương tự làm cho các hệ thống 1G dễ bị nhiễu
•
Có thể thêm các kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi
–
Nén, tăng hiệu quả sử dụng phổ
19
Điện thoại di động số
–

•
Hệ thống GSM thương mại đầu tiên vào năm 1992, sử dụng dải tần 900
MHz
•
DCS 1800 sử dụng dải tần 1800 MHz
•
GSM tại châu Mỹ sử dụng dải tần 1900 MHz, 450 MHz nhằm hỗ trợ NMT
•
GSM sử dụng các kênh theo tần số, được tổ chức thành các khuông, sau
đó được chia thành các khe thời gian
21
HSCSD và GPRS
•
GSM hỗ trợ một số công nghệ mở rộng để đạt được tốc độ
truyền dữ liệu cao hơn: HSCSD (High Speed Circuit
Switched Data), GPRS (General Packet Radio Service)
•
HSCSD
–
Cho người sử dụng nhiều khe thời gian hơn trong một khuông
–
Không đối xứng
–
Làm giảm thời gian sử dụng của pin
–
Phù hợp cho duyệt Web
•
GPRS
–
Cùng nguyên tắc với HSCSD

•
Hỗ trợ truyền dữ liệu tốc độ thấp, 3 kbps
–
D-AMPS+
•
Mở rộng của D-AMPS cho truyền dữ liệu
•
9.6 – 19.2 kbps
24
D-AMPS
–
Cellular Digital Packet Data (CDPD)
•
Hỗ trợ truyền dữ liệu cho cả AMPS và D-AMPS
•
Tốc độ truyền như D-AMPS+
•
Cách duy nhất hỗ trợ truyền dữ liệu trong mạng AMPS
tương tự
25