Các kỹ thuật đa truy nhập DT7

Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 1
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Các phương pháp đa truy nhập
Nhóm trình bầy :
Trương Đăng Bình
Nguyễn Nam Hải
Nguyễn Minh Khoa
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giới Thiệu :

Đa truy nhập cho phép nhiều nguồn thu/phát cùng
sử dụng một kênh truyền vật lý chung(cáp quang,
đường truyền vệ tinh …). Yêu cầu đặt ra cho các
cơ chế đa truy nhập :
* Sử dụng tài nguyên đường truyền (băng tần, tốc
độ truyền)hiệu quả.
* Tài nguyên được chia sẻ đồng đều giữa các kênh
truy nhập.
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 2
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Các phương pháp thực hiện :
1. Các giao thức đa truy nhập kiểu gói tin(packet mode)dành cho các
mạng nối dây đa chặng(multi drop)
* SMA/CD
(dùng trong Ethernet và IEEE 802.3),
* Token ring
(IEEE 802.4)
* Token bus
(IEEE 802.5)

* Token passing
(dùng trong FDDI).
2. Các giao thức đa truy nhập có thể được sử dụng trong các mạng không
dây dùng sóng radio gửi dữ liệu theo gói tin
* CSMA
/CA
* Slotted ALOHA
* Dynamic TDMA
* Reservation ALOHA (R-ALOHA).
* CDMA
* OFDMA
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Phạm vi nghiên cứu

Do đặc điểm của ngành học và thời gian cũng như
tầm hiểu biết chúng tôi chỉ giới thiệu ở đây những
giao thức đa truy nhập dùng trong mạng không
dây
* CSMA\CA
* Slotted ALOHA
* TDMA
* Reservation ALOHA (R-ALOHA).
* CDMA
* OFDMA
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 3
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thức CSMA

Giao thức CSMA gồm ba Loại :

* Persistent CSMA
* Nonpersistent CSMA
* P-persistent
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thức CSMA/CA
 Persisten CSMA
: là một giao thức đa truy
nhập thông minh CSMA thứ nhất. Khi có một thuê
bao muôn gửi dữ liệu, đầu tiên nó truy nhập vào
mạng dò tìm nêu như tất cả các kênh đều bận nó
sẽ đợi cho đến khi có ít nhất một kênh rỗi. Đến khi
đã lựa chọn được một kênh nó bắt đầu gửi đi từng
khung(Frame) nếu có va trạm xẩy ra hệ thống sẽ
trễ một khoảng thời gian ngẫu nhiên sau đó phát
l
ại gói tin. Giao thức này còn gọi là dao thưc bền
bởi nó kiên trì đợi cho tới khi tìm được một kênh
rỗi
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 4
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thức CSMA/CA
Nonpersistent CSMA
: Là một giao thức ít
bền hơn giao thức thứ nhất. Trước khi có nhu cầu
gửi thông tin thì tổng đài cũng phát một tín hiệu
dò tìm vào hệ thống, nếu các kênh đều bận thì nó
gửi cho chính nó mặc dù vậy đến khi có một kênh
rỗi thì nó vẫn không ngừng việc dò tìm cho mục
đích chiếm kênh truyền cho tới khi quá trình

truyền thông tin kết thúc, Quá trình này thay cho
việc trễ thời gian ngẫu nhiên như thuật toán đầu
tiên do vậy nó hay được sử d
ụng hơn nhưng nó lại
có thời gian trễ lớn hơn giao thức persistent
CSMA
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thức CSMA/CA
P-persistent
: Cũng như hai giao thức trên
khi tổng đài cần truyền dữ liệu đi nó cũng gửi tín
hiệu dò tìm vào hệ thống. Nếu có kênh rỗi tín hiệu
được truyền đi với xác suất p và xác suất mất
thông tin là q = 1-p quá trình lặp lại cho khe thời
gian tiếp theo, nếu khe kế tiếp này cũng rỗi thì
hoặc là nó gửi thông tin hoặc là trễ một khoảng
thời gian với xác suất tương ứng là p hoặc q . Còn
trong trườ
ng hợp các kênh đều bận hoặc có va
trạm xẩy ra nó sẽ đợi cho đến khe thời gian kế tiếp
và áp dụng thuật toán như ở trên
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 5
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
TDMA(Time Division
Multiple Access)

Là phương pháp ghép kênh theo thời gian.Trong
phương pháp này, mỗi dòng thông tin của người
sử dụng được chia sẻ một thời gian nhất định để

truyền thông tin

Như vậy nếu kênh truyền dẫn có dung lượng là
C(bit/s) dòng thông tin có tốc độ là r(bit/s) thì số
người sử dụng tối đa của một kênh truyền TDMA
la
n = int(C/r)
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
TDMA(Time Division
Multiple Access)
321
21n
Khe thời
gian
số liệu người sử dụng
Khung thời gian
t
Nguyên lý ghép kênh theo thời gian
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 6
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
TDMA(Time Division
Multiple Access)

Như vậy trong TDMA tại cùng một băng tần mỗi
người sử dụng được chia một khe thời gian(Time
slot) trong một khung thời gian để truyền thông tin
của mình

Thông thường có hai phương pháp ghép kênh thời

gian là:
* Ghép bít:Mỗi khe thời gian chỉ truyền một bit
* Ghép byte: Mỗi khe thời gian là 1 byte thông tin
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
TDMA trong thông tin di
động

Trong thông tin di động, do hiệu ứng gần- xa nên trễ
truyền từ các tram di động đến trạm gốc khác nhau, do vậy
để tránh hiện tượng này cần phải có một khoảng thời gian
bảo vệ(guard time) giữa hai khe thời gian

Mặt khác cường độ sóng cũng thay đổi do hiện tượng gần-
xa,tuy nhiên trong TDMA hiện tượng này không ảnh
hưởng nhiều đến việc thu tín hiệu do các kênh thông tin
không phát một cách đồng thời. Tuy nhiên phần thu phải
thích ứng rất nhanh với việc thay đổi cường độ tín hiệu
giữa các khe thời gian. Để giảm hiệu ứng gần-xa cũng có
thể sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất phát
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 7
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Ưu nhược điểm của
TDMA

Ưu điểm: TDMA mềm dẻo hơn FDMA trong việc chia sẻ
băng truyền cho người sử dụng.Việc này được thực hiện
bằng cách có thể phân phối nhiều khe thời gian trong một
khung thời gian cho cùng một người sử dụng.Mặt khác
TDMA yêu cầu cấu hình thiết bị đơn giản hơn FDMA


Nhược điểm: Một trong những nhược điểm chính của
TDMA là trong hệ thống thông tin di động là cần phải
đồng bộ thời gian thu-phát giữa trạm gốc và tất cả các thiết
bị di động.Mặt khác TDMA yêu cầu tốc độ truyền(ký tự)
lớn hơn khá nhiều so vơi FDMA, do vậy băng tần yêu cầu
lớn hơn, độ rộng một ký tự hẹp hơn vì vậy ảnh hưởng của
ISI có thể lớn hơn
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thức ALOHA

Ý tưởn cơ bản của hệ thống ALOHA tương đối
đơn giản. Bất cứ khi nào mà tổng đài có nhu cầu
truyền dữ liệu gói tin sẽ được đưa vào hệ thống
trên đường truyền sẽ có va trạm xẩy ra, đương
nhiên sự va trạm xẩy ra thì thông tin sẽ bị mất
hoặc sai. Mặc dù vậy trong hệ thống phát thanh
truyền hình đã có trang bị một hệ thống khôi phục
và s
ửa sai thông tin. Hệ thống mạng LAN, thông
tin vệ tinh có thời gian trễ là 270 msec nếu thông
tin truyền đi thành công. Còn khi gói tin bị phá
huỷ hoạc sai thì hệ thống trễ một khoảng thời gian
ngẫu nhiên
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 8
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thức ALOHA
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thưc CDMA


Là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã số

Tập đoàn Qualcomm đã đưa ra phiên bản CDMA
đầu tiên được gọi là IS-95A, hệ thống thông tin di
động CDMA IS-95 được xây dựng trên lý thuyết
trải phổ, lý thuyết trải phổ đã trở thành động lực
phát triển cho nhiều ngành công nghiệp vô tuyến
như thông tin cá nhân, thông tin đa truy nhập thuê
bao vô tuyến ở mạng nội hạt, thông tin vệ tinh,
định vị toàn cầu . .
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 9
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Giao thưc CDMA

. Chính hiệu suất sử dụng độ rộng băng tần cao và khả
năng truy nhập làm cho công nghệ CDMA trở thành công
nghệ hàng đầu trong việc giảm nhẹ tắc nghẻn gây ra do sự
bùng nổ các mạng vô tuyến di động.

công nghệ CDMA sau quá trình số hoá, dữ liệu được trãi
trên toàn bộ băng phổ rộng dành sẵn. Nhờ vậy, nhiều cuộc
gọi có thể tiến hành đồng thời trên cùng một kênh. Mỗi bit
thoại được ấn định một tần số mã đặc trưng và tín hiệu này
được truyền dẫn trên một dãi băng thông rộng (1.25 MHz).
Tín hiệu sẽ được chọn bằng thiết bị thu nhận, thiết bị này
đã được lập trình để nhận dạng mã đặc trưng đó.
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Công nghệ CDMA


Với hiệu suất tái sử dụng tần số trãi phổ cao và điều khiển năng lượng
nên nó cho phép quản lý số lượng thuê bao cao gấp 5-20 lần so với
công nghệ GSM. Với tốc độ truyền dữ liệu cao hơn mạng GSM,
CDMA là công nghệ đáp ứng nhanh và hiệu quả các dịch vụ thoại,
thoại và dữ liệu, fax, Internet. CDMA còn rất hữu dụng trong việc
cung cấp dịch vụ điệ
n thoại vô tuyến cố định có chất lượng ngang
bằng với hệ thống hữu tuyến nhờ áp dụng kỹ thuật mã hoá thoại mới.

công nghệ CDMA mang đến rất nhiều tiện ích cho người sử dụng như:
-Chất lượng cuộc gọi được cải tiến: CDMA cung cấp chất lượng âm
thanh trung thực và rõ ràng hơn hệ thống di động sử dụng công nghệ
khác.
-Tính bảo mật cao.
-Ít tốn pin, thời gian đàm thoại lâu hơn và kích thước máy nhỏ hơn.
- Cung cấp nhiều dịch vụ cộng thêm và truyền dữ liệu với tốc độ
cao.
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 10
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Công nhệ OFDMA

OFDMA (Orthorgonal Frequency Division Multiplexing)
được giới thiệu và ứng dụng như một sơ đồ điều chế hay
một phần của kỹ thuật đa truy nhập bằng cách áp dụng việc
trải mã trên miền tần số khi tạo nên hệ thống MC-CDMA.

Trong OFDMA, vấn đề đa truy nhập được thực hiện bằng
cách cung cấp cho mỗi người dùng một phần trong số các

sóng mang có sẵn. Bằng cách này, OFDMA tương tự như
phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số thông
thường (FDMA); tuy nhiên nó không cần thiết có dải
phòng vệ lân cận rộng như trong FDMA để tách biệt
những người dùng khác nhau.
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Công nhệ OFDMA

Hình 1 mô tả một ví dụ về bảng tần số thời gian của
OFDMA, trong đó có 7 người dùng từ a đến g và mỗi
người sử dụng một phần xác định của các sóng mang phụ
có sẵn, khác với những người còn lại.
Hình 1. Ví dụ của biểu đồ số thời gian và OFDMA
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đa Truy Nhập 11
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông
Công nhệ OFDMA

Ưu điểm cơ bản của hệ thống OFDMA
nhảy tần hơn hẳn các hệ thống DS-CDMA
và MC-CDMA là tương đối dễ dàng loại bỏ
được xuyên nhiễu trong một tế bào bằng
cách sử dụng các mẫu nhảy trực giao trong
một tế bào.
3/10/2007 Khoa Điện Tử Viễn Thông

Nhóm em sẽ viết thêm về OFDMA. Nhóm
em mong thầy góp ý cho bài của nhóm .
Nhóm em trân thành cảm ơn thầy