các loại nhiễu trong mạng thông tin di động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG
 & 
BÁO CÁO
THÔNG TIN DI ĐỘNG
ĐỀ TÀI: CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG
GV hướng dẫn : Trương Tấn Quang
Nhóm thực hiện : Dương Quang Long 0620032
Nguyễn Thị Tân 0620102
Đinh Văn Lợi 0620041
Trần Bình Trọng 0620089
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 1
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
LỜI MỞ ĐẦU ………2
1.Nhiễu trắng 3
1.1. Khái niệm về nhiễu trắng 3
1.2. Các phép biểu diễn toán học của nhiễu trắng 4
1.3. Phổ công suất của nhiễu trắng có băng tần giới hạn: 4
2. Nhiễu liên ký tự ISI (Inter symbol interference) 6
2.2. Các biện pháp khắc phục nhiễu ISI 7
2.2.1. Bộ lọc cos nâng: 7
2.2.2. Bộ lọc ngang ép không: 9
3. Nhiễu liên kênh ICI (Interchannel Interference) 11
3.1. Nhiễu liên kênh ICI 11
3.2.Nhiễu xuyên kênh trong OFDM ở kênh thông tin di động 12
3.2.1. Giới thiệu 12
3.2.2. OFDM ở kênh thay đổi theo thời gian 13
3.2.3. Phân tích nhiễu xuyên kênh (ICI) 15
3.2.4 Kết luận. 19
3.3.ISI và ICI trong hệ thống FDM 19

4. Nhiễu đồng kênh (Co-Channel Interference) 23
4.1. Khái niệm chung 23
4.2.Tái sử dụng tần số 24
4.2.1.Khái niệm tái sử dụng tần số 24
4.3.Các mẫu tái sử dụng tần số 29
4.3.1. Mẫu 3/9 29
4.3.2.Mẫu 4/12 30
4.3.3.Mẫu 7/21 31
4.3. Nhận xét 31
4.3.1. So sánh giữa các mẫu sử dụng tần số: 31
4.3.2. Dung lượng và tỉ số C/I. 31
5. Nhiễu đa truy nhập (Multiple Access Interference) 32
KẾT LUẬN 37
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 2
LỜI MỞ ĐẦU
Nhiễu là một vấn đề rất quan trọng trong thông tin di động, ảnh hưởng đến chất lượng
của tín hiệu, khi xử lý tín hiệu và khi truyền tín hiệu làm gây méo tín hiệu hoặc xuất hiện
các tạp âm trong các thiết bị tái tạo lại tín hiệu .Vì vậy ta phải giám sát được chúng và
tìm biện pháp khắc phục tín hiệu nhiễu đến mức tối đa để tăng chất lượng của của tín
hiệu.
Bài báo cáo dưới đây sẽ trình bày một cách ngắn gọn lý thuyết về 05 loại nhiễu trong
thông tin di động. Nắm vững lý thuyết về nhiễu và tìm hiểu, nghiên cứu các biện pháp
khắc phục chúng sẽ giúp mạng thông tin di động nâng cao chất lượng, hiệu quả.
Bố cục của bài tiểu luận gồm có 05 phần, tương ứng với 05 loại nhiễu, đó là:
1. Nhiễu trắng ( White Gaussian Noise)
2. Nhiễu xuyên âm ( Intersymbol Interference)
3. Nhiễu xuyên kênh ( Interchannel Interference)
4. Nhiễu đồng kênh ( Cochannel Interference)
5. Nhiễu đa truy nhập ( Multiple access Interference).

CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 3
1.Nhiễu trắng
1.1. Khái niệm về nhiễu trắng
Nhiễu trắng là quá trình xác xuất có mật độ phổ công suất phẳng (không đổi ) trên toàn
bộ dải tần
Nhiễu trắng là một loại nhiễu có hàm mật độ xác suất tuân theo phân bố Gauss.
Nhiễu trắng có thể do nhiều nguồn khác nhau gây ra như thời tiết,do bộ khuếch đại ở máy
thu, do nhiệt độ, hay do con người.Tín hiệu thu do vậy được viết lại như sau:
1.2. Các phép biểu diễn toán học của nhiễu trắng
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 4
Về mặt toán học, nguồn nhiễu trắng n(t) có thể mô hình bằng một biến xác suất Gauss
với giá trị kì vọng μ =0 và độ lệch chuẩn là σ
2
μ =E[x]=0
σ
2
=E[(x- μ)
2
]
Hình 2: Hàm phân bố Gauss
Do kỳ vọng bằng không nên độ lệch chuẩn cũng bằng phương sai của biến ngẫu nhiên x.
Cụ thể hơn nhiễu trắng có công suất không đổi σ
2
1.3. Phổ công suất của nhiễu trắng có băng tần giới hạn:
Về mặt lí thuyết ,nhiễu trắng có băng tần vô hạn và công suất nhiễu là đều đặn ở mọi tần
số .Về mặt thực tế không có hệ nào có băng tần vô hạn mà bị giới hạn ở một băng tần nào
đó. Do vậy mật độ phổ công suất của nhiễu cũng bị giới hạn như ở hình 3
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 5

Ở hình trên ta giả sử là hệ thống có băng tần giới hạn B = 2ωg , vớichu kì lấy mẫu là ta

Mật độ phổ công suất của nhiễu như hình1 được viết lại như sau:

Tất cả các biến ngẫu nhiên đều không tồn tại phép biến đổi Fourier mà chỉ tồn tại hàm tự
tương quan và hàm mật độ công suất,trong đó hàm mật độ công suất là phép biến đổi
Fourier của hàm tự tương quan.Ở phương trình trên Фnn(jω) là hàm mật độ công suất
nhiễu còn φnn(τ) là hàm tự tương quan của nhiễu với định nghĩa :
φnn(τ) = E[n(t)n(t+ τ)] = σ
2
si ωg τ
Theo phương trình hàm tự tương quan là biến đổi Fourie ngược của hàm mật độ phổ
công suất. Do hàm mật độ phổ công suất có dạng hình chữ nhật như ở hình 1, kết quả
biến đổi Fourie ngược của hàm hình chữ nhật cho ta hàm số Si().
Công suất của nhiễu có thể tính được bằng cả từ hàm mật độ công suất nhiễu hoặc hàm tự
tương quan của nhiễu như sau:
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 6
Khi đó tỉ số tín hiệu trên tạp âm được tính theo công thức sau:
SNR=Ps/Pn
Với Ps là công suất tín hiệu có ích.Tỉ số này quyết định chất lượng tín hiệu và dung
lượng kênh.
2. Nhiễu liên ký tự ISI (Inter symbol interference)
Trong môi trường truyền dẫn đa đường, nhiễu xuyên ký tự (ISI) gây bởi tín hiệu phản xạ
có thời gian trễ khác nhau từ các hướng khác nhau từ phát đến thu là điều không thể tránh
khỏi. Ảnh hưởng này sẽ làm biến dạng hoàn toàn mẫu tín hiệu khiến bên thu không thể
khôi phục lại được tín hiệu gốc ban đầu. Các kỹ thuật sử dụng trải phổ trực tiếp DS-
CDMA như trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì thời gian trễ
có thể vượt quá khoảng thời gian của một ký tự. OFDM sử dụng kỹ thuật truyền song
song nhiều băng tần con nên kéo dài thời gian truyền một ký tự lên nhiều lần. Ngoài ra,
OFDM còn chèn thêm một khoảng bảo vệ (guard interval - GI), thường lớn hơn thời gian
trễ tối đa của kênh truyền, giữa hai ký tự nên nhiễu ISI có thể bị loại bỏ hoàn toàn.2.1.
Đặc điểm:Dải thông tuyệt đối của các xung nhiều mức đỉnh phẳng là vô hạn. Nếu các

xung này được lọc không đúng khi chúng truyền qua một hệ thống thông tin thì chúng sẽ
trải ra trên miền thời gian và xung cho mỗi kí hiệu sẽ chèn vào các khe thời gian bên
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 7
cạnh gây ra nhiễu giữa các kí hiệu (ISI).ISI là hiện tượng nhiễu liên kí hiệu. ISI xảy ra do
hiệu ứng đa đường, trong đó một tín hiệu tới sau sẽ gây ảnh hưởng lên kí hiệu trước đó.
Chẳng hạn như ở hình 4 phía trên, ta thấy rõ tín hiệu phản xạ (reflection) đến máy thu
theo đường truyền dài hơn so với các tín hiệu còn lại.
2.2. Các biện pháp khắc phục nhiễu ISI
Trong các hệ thống đơn sóng mang, ISI là một vấn đề khá nan giải.
Lí do là độ rộng băng tần tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian kí hiệu. Do vậy,nếu muốn
tăng tốc độ truyền dữ liệu trong các hệ thống này, tức là giảm khoảng kí hiệu, vô hình
chung đã làm tăng mức trải trễ tương đối. Lúc này hệ thống rất nhạy với trải trễ. Và việc
thêm khoảng bảo vệ khó triệt tiêu hết ISI.
Để giảm nhiễu xuyên âm người ta phải làm thế nào hạn chế dải thông mà vẫn không gây
ra ISI. Khi dải thông bị giới hạn, xung sẽ có đỉnh tròn thay vì đỉnh phẳng.
Một trong những phương pháp để loại bỏ nhiễu ISI là dùng bộ lọc cos nâng và bộ lọc
ngang ép không (phương pháp Nyquist I).
2.2.1. Bộ lọc cos nâng:
Tín hiệu từ nguồn gồm có M phần tử, song chúng ta hạn chế chỉ khảo sát trường hợp khi
các phần tử si(t) của tập tín hiệu chỉ khác nhau về biên độ, tức là ta sẽ hạn chế chỉ xét hệ
thống điều chế biên độ xung PAM.
Thực tế hệ thống này có thể xem như gán cho mỗi một tin mk một hằng số ak mà biên
độ của xung đầu ra của bộ tạo xung sẽ được nhân với nó.
Ta hãy giả sử rằng bộ tạo xung cho ra các xung Dirắc tại các thời điểm t=kTs. Các xung
dạng dirac này, có biên độ thay đổi tuỳ theo sự thay đổi các giá trị mk, qua bộ lọc T(ω) sẽ
tới kênh truyền. Phần máy thu trên hình 2.2 là máy thu tối ưu, thu lọc phối hợp, mạch
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 8
quyết định thực hiện lấy mẫu và so ngưỡng. Hàm truyền tổng cộng của hệ thống (đặc tính
tần số tổng cộng của hệ thống) là tích của hai đặc tính của hai bộ lọc phát và thu
C(ω)=T(ω).R(ω). Bây giờ chúng ta sẽ tìm kiếm lớp các đặc tính lọc C(ω) sao cho việc

truyền chuỗi tín hiệu qua hệ thống sẽ không có ISI. Việc truyền được coi là không có ISI
nếu vào thời điểm quyết định tín hiệu lấy mẫu thứ k, chỉ có phản ứng xung của tín hiệu
thứ k là khác không còn phản ứng của các tín hiệu khác đều bằng không.
Theo định lý Nyquist, độ rộng băng tần truyền dẫn nhỏ nhất để có thể truyền được không
méo tín hiệu băng gốc là B=1/2.T. Độ rộng băng ở đây có nghĩa là dải tần mà ngoài nó
giá trị hàm truyền đồng nhất bằng không. Tần số 1/2T được gọi là tần số Nyquist. Do vậy
chúng ta sẽ xét các đặc tính lọc có độ rộng thông tần tối thiểu là 1/2T (hay π/T tính theo
tần số góc). Trước tiên ta hãy xem xét trường hợp C(ω) là đặc tính của bộ lọc thông thấp
lý tưởng, tức là đáp tuyến pha của bộ lọc thì tuyến tính còn đáp tuyến biên độ |C(ω)| có
dạng:

Bộ lọc này có phản ứng xung là:

Có giá trị cực đại bằng 1 tại t=0 và có giá trị bằng 0 tạo t=kπ/ω0.
Giả sử rằng đầu vào bộ lọc lý tưởng này có tín hiệu được tạo bởi bộ tạo xung như trên
hình 2.2, tức là tín hiệu lối vào bộ lọc T(ω)được cho bởi:

CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 9
Trong trường hợp này, phản ứng xung đầu ra sẽ không gây nên ISI nếu tần số cắt của bộ
lọc là f0=ω0/2π=1/2T.
Do đơn giản trong tính toán, hàm số cong dạng cosine thường được sử dụng để phân tích
các bộ lọc này. Hàm truyền tổng cộng khi đó có dạng:
Và phản ứng xung có dạng:


Hàm truyền liên tục thì có biên độ gợn sóng suy giảm theo luỹ thừa 3 của biến t. Do vậy
ngay cả khi đồng bộ không lý tưởng thì giá trị của phản ứng xung đầu ra của các bộ lọc
này sẽ bị chặn. Do đó, ISI sẽ nhỏ ngay cả khi đồng bộ không lý tưởng.
2.2.2. Bộ lọc ngang ép không:
Theo hình 6 ta có đáp ứng tần số của toàn hệ thống từ phát đến thu là

H0(f)= HT(f). Hc(f)HE(f)
Với đáp ứng xung tổng hợp
h0(t)= f -1 [H0(f) ]
Để thoả mãn điều kiện không có nhiẽu liên kí hiệu ISI thì

CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 10
Tần số lấy mẫu tín hiệu bên thu là 1/T. Theo đó thì mật độ cân bằng lý tưởng zero- ISI
đơn giản là một bộ lọc nghịch đảo đáp ứng tần số của bên phát và kênh truyền. Bộ lọc
đảo này thường được xấp xỉ bởi một bộ lọc FIR0 như hình vẽ dưới
Đáp ứng xung của bộ lọc cân bằng kênh là:
Đáp ứng tần số tương ứng là:
Vấn đề của bộ lọc đảo chính là lựa chọn các hệ số của bộ lọc sao cho xấp xỉ được điều
kiện zero- ISI. Trong môi trường truyền dẫn đa đường, nhiễu xuyên ký tự (ISI) gây bởi
tín hiệu phản xạ có thời gian trễ khác nhau từ các hướng khác nhau từ phát đến thu là
điều không thể tránh khỏi. Ảnh hưởng này sẽ làm biến dạng hoàn toàn mẫu tín hiệu khiến
bên thu không thể khôi phục lại được tín hiệu gốc ban đầu. Các kỹ thuật sử dụng trải phổ
trực tiếp DS-CDMA như trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì
thời gian trễ có thể vượt quá khoảng thời gian của một ký tự. OFDM sử dụng kỹ thuật
truyền song song nhiều băng tần con nên kéo dài thời gian truyền một ký tự lên nhiều
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 11
lần. Ngoài ra, OFDM còn chèn thêm một khoảng bảo vệ (guard interval - GI), thường lớn
hơn thời gian trễ tối đa của kênh truyền, giữa hai ký tự nên nhiễu ISI có thể bị loại bỏ
hoàn toàn.
3. Nhiễu liên kênh ICI (Interchannel Interference)
3.1. Nhiễu liên kênh ICI
Nhiễu xuyên kênh gây ra do các thiết bị phát trên các kênh liền nhau
Nhiễu liên kênh thường xảy ra do tín hiệu truyền trên kênh vô tuyến bị dịch tần gây can
nhiễu sang các kênh kề nó. Để loại bỏ nhiễu xuyên kênh người ta phải có khoảng bảo vệ
(guard band) giữa các dải tần.
3.2.Nhiễu xuyên kênh trong OFDM ở kênh thông tin di động

3.2.1. Giới thiệu
Trong phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDM), băng thông
truyền được chia thành nhiều kênh nhỏ, và được truyền song song với nhau. Do đó, giới
hạn của ký tự tăng lên và nhiễu liên ký tự (ISI) gây ra môi trường fading theo thời gian bị
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 12
loại bỏ. Tuy nhiên, với những giới hạn ký tự dài hơn, nhiễu xuyên kênh (ICI) gây ra bởi
Doppler ở kênh thông tin di động lại tăng lên. Hiệu ứng Doppler có ảnh hưởng đến hệ
thống OFDM. Ở đây, chúng ta nhận được giới hạn của ICI, tính toán dễ dàng hơn và hữu
ích hơn. Giới hạn bao gồm cả giới hạn chung và riêng. Giới hạn chung chỉ phụ thuộc vào
tần số Doppler lớn nhất ( d f ) và thời gian ký tự ( s T ). Giới hạn riêng cũng phụ thuộc
vào biến của phổ Doppler.
3.2.2. OFDM ở kênh thay đổi theo thời gian
Giả sử tín hiệu OFDM ở miền thời gian là
Với fk= fo +kf là tần số của k – kênh con (subchannel) và f=1/Ts .Tín hiệu truyền qua
k (kênh con), s[k], được coi là độc lập với các kênh con khác. Tín hiệu nhận được, sau
khi truyền qua kênh thay đổi theo thời gian với đáp ứng xung h(t,τ ), là:
Với nhiễu kênh (channel noise) và nhiễu đồng kênh (co-channel interference) không tính
tới. Trong điều kiện fading phẳng, đáp ứng xung kênh có thể đặt là:
h(t,τ ) =γ (t)δ (τ )
Tín hiệu nhận được sẽ là:

γ (t ) là quá trình wide-sense stationary stochastic với dãy số 0 và biến đơn vị. Với phổ
Doppler nguyên thủy, mật độ phổ của γ (t ) là:

CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 13
tần số Doppler lớn nhất : d f . Cả 2 trường hợp phổ Doppler đều đồng dạng và có 2 kiểu
đường dẫn. (path). Đó là:
Và:
Hàm tương quan của γ (t ) , định nghĩa là
Dễ dàng suy ra r(τ ) =F−1 {P(f)}

Hàm tương quan có thể biểu diễn ở 3 dạng như sau:
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 14
3.2.3. Phân tích nhiễu xuyên kênh (ICI)
Để đơn giản, sự hội nhập (intergration) sẽ dùng để thay thế hàm chuyển đổi Fourier rời
rạc (DFT). Bởi vậy, kết quả sẽ bao gồm cả phần đưa vào trường hợp số song mang không
xác định. Tuy nhiên, so sánh với trường hợp số sóng mang xác định thì sự sai khác là
không đáng kể.
a.Tính toán chính xác :Để đơn giản, đầu tiên chúng ta nhận được biên ICI cho kênh
fading phẳng, và sau đó mở rộng kết quả cho môi trường có tần số bất kỳ khác. Từ (3.1),
(3.2) và (3.4), tín hiệu được điều chế lại trở thành:
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 15
a biểu diễn sự suy giảm và pha của tín hiệu mong muốn, còn với biểu diễn hệ số khuếch
đại kênh của tín hiệu nhiễu. Với thời gian bất kỳ trên kênh, a1 ≠ 0 , và ra kết quả của ICI.
Năng lượng của ICI được định nghĩa là:
Với OFDM có số sóng mang con không xác định, ICI P có thể biểu diễn thông qua hàm
tương quan r (τ) là:
Hoặc thông qua mật độ phổ Doppler:
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 16
Cả (7) và (8) đều cho OFDM với số sóng mang con xác định, ta có thể thấy chỉ có sai số
rất nhỏ, ta có thẻ dùng cho OFDM với số sóng mang xác định. Do đó, công thức (7) và
(8) có thể dung tính gần chính xác năng lượng ICI cho OFDM với số sóng mang xác
định. Biết mỗi hàm tương quan trong miền thời gian của kênh thay đổi theo thời gian, ta
có thể tính năng lượng của ICI dùng công thức (3.7). Biểu diễn theo kiểu thông thường:
b. Giới hạn
Sử dụng các công thức phía trên, năng lượng ICI có thể tính chính xác. Tuy nhiên, các
công thức tính chính xác khá phức tạp và không dễ dàng. Hơn nữa, trong nhiều trường
hợp, hàm tương quan theo miền thời gian chính xác hay phổ công suất là không thể tính.
Ở đây, chúng ta nhận được giới hạn trên và dưới và giới hạn chung của công suất ICI.
Những giới hạn này ít phức tạp hơn và dễ tính toán hơn.
Dễ thấy :

CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 17

Hơn nữa :

Với i=1, 2 được định nghĩa là

Hằng số α1 và α2 dễ dàng tính toán và đưa ra kết quả như bảng 1.
Thay vào bất đẳng thức (7), chúng ta tính được giới hạn của công suất ICI.
Nếu không biết phổ Doppler, α1 và α2 cũng có thể tính đuowcj thông
qua cách tính gần đúng khác. Ví dụ, có thể chứng minh như sau:


Cách tính có phần đơn giản hơn khi liên quan đến phổ Doppler.
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 18
Bởi vì γi (t ) độc lập với I và có cùng thống kê,
{ }
1 2E a
=
giống với cả kênh phẳng và
kênh fading phân tán. Hơn nữa, công thức chính xác tính P ICI vàgiới hạn khác cũng có
thể để tính kênh phân tán.
3.2.4 Kết luận.
Để đi sâu vào tính chính xác các giới hạn, chúng ta so sánh giới hạn trên và giới hạn dưới
và giới hạn chung với giá trị chính xác của công suất ICI (P ICI ). Chú ý rằng với kiểu hai
đường, giới hạn trên và dưới là xác định. Giới hạn riêng rất gần để tính chính xác P ICI .
Khi thiết kế hệ thống OFDM, nếu chu kỳ của ký tự, Ts, phải được chọn để f dT s rất nhỏ,
do đó ảnh hưởng của phổ Doppler sẽ không đáng kể.
3.3.ISI và ICI trong hệ thống FDM
Trong hệ thống đa sóng mang (FDM), vấn đề về đa đường và fading lựa tần đc giả quyết.
Tín hiệu đc chia thành N dòng song song và truyền trên N sóng mang con với tốc độ nhỏ

hơn. Để tiết kiệm băng thông, người ta đưa vào hệ thống OFDM, trong đó các sóng mang
con là trực giao lẫn nhau, tức là cho phép các sóng mang con này chồng phổ, như vậy
tăng được hiệu quả sử dụng phổ.
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 19
Các sóng mang con có dải tần hẹp, khoảng kí hiệu dài hơn nên trễ đa đường tương đối là
nhỏ. Do vậy, để khử hoàn toàn nhiễu do đa đường, người ta thêm vào kí hiệu OFDM một
khoảng bảo vệ. Khoảng này có thể là khoảng trắng. Tuy nhiên, một vấn đề mới lại nảy
sinh. Đó là hiện tượng nhiễu liên kênh (ICI) giữa các sóng mang con của OFDM. Nguyên
nhân vẫn ở hiệu ứng đa đường, cộng thêm và khoảng bảo vệ trắng. ICI sinh ra do sự
chồng phổ giữa các sóng mang, gây ra xuyên âm.
Trong các hệ thống đơn sóng mang, ICI thường xuất hiện ở các hệ thống làm việc tại các
dải tần kề nhau. Trong các hệ thống này, người ta thường đưa vào giữa ác dải tần làm
việc một khoảng phổ nhằm tránh xuyên âm. Trong hệ thống OFDM nói ở trên, phổ các
sóng mang con vốn “chồng” lên nhau, tuy nhiên vẫn không gây xuyên âm, đó là do các
sóng mang con là trực giao nhau theo nghĩa toán học. Sự trực giao này sẽ mất đi nếu
trong khoảng kí hiệu ( chính xác hơn là trong khoảng tích phân FFT) có một (hay nhiều)
sóng mang con không tồn tại chính xác một số nguyên lần chu kì.
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 20
Hình 10
Khi đó, người ta thay khoảng bảo vệ “trắng” bằng khoảng bảo vệ lặp, tức là mở rộng chu
kì mẫu tín hiệu
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 21
Hệ thống OFDM do vậy rất đc kì vọng cho các ứng dụng ở địa hình phức tạp, như các
thành phố (với nhiều nhà cao tầng) hay vùng nông thôn(nhiều đồi núi). Theo mình biết
thì kĩ thuật này hiện có trong các chuẩn phát thanh số (DAB), truyền hình số (DVB),
IEEE802.11a,g và IEEE802.16 với tốc độ truyền dữ liệu rất hấp dẫn, có thể lên tới
54Mbps thay vì 11Mbps như trong CDMA. Tuy nhiên, vấn đề triển khai hệ thống này
còn gặp khá nhiều khó khăn, chủ yếu là do vấn đề chi phí lắp đặt, và hiện tại cũng không
có nhiều ứng dụng đòi hỏi tốc độ truyền dữ liệu quá cao, còn với các ứng dụng thấp hơn,
các hệ thống hiện nay đã quá đủ để cung cấp dịch vụ. Nhiễu lựa chọn tần số cũng là một

vấn đề gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng truyền thông tín hiệu. Tuy nhiên, OFDM cũng
mềm dẻo hơn CDMA khi giải quyết vấn đề này. OFDM có thể khôi phục lại kênh truyền
thông qua tín hiệu dẫn đường (Pilot) được truyền đi cùng với dòng tín hiệu thông tin.
Ngoài ra, đối với các kênh con suy giảm nghiêm trọng về tần số thì OFDM còn có một
lựa chọn nữa để giảm tỷ lệ lỗi bit là giảm bớt số bít mã hoá cho một tín hiệu điều chế tại
tần số đó. Do vậy, OFDM không phải không có nhược điểm, đó là nó đòi hỏi khắt khe về
vấn đề đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển
và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần số (Intercarrier interference - ICI) mà kết quả là
phá bỏ sự trực giao giữa các tần số sóng mang và làm tăng tỷ số bít lỗi (BER). Tuy nhiên
OFDM cũng có thể giảm bớt sự phức tạp của vấn đề đồng bộ thông qua khoảng bảo vệ
(GI). Sử dụng chuỗi bảo vệ (GI) cho phép OFDM có thể điều chỉnh tần số thích hợp mặc
dù việc thêm GI cũng đồng nghĩa với việc giảm hiệu quả sử dụng phổ tần số. Ngoài ra
OFDM chịu ảnh hưởng của nhiễu xung, có nghĩa là một xung tín hiệu nhiễu có thể tác
động xấu đến một chùm tín hiệu thay vì một số ký tự như trong CDMA và điều này làm
tăng tỷ lệ lỗi bit của OFDM so với CDMA.
4. Nhiễu đồng kênh (Co-Channel Interference)
4.1. Khái niệm chung
Nhiễu đồng kênh xảy ra khi cả hai máy phát trên cùng một tần số hoặc trên cùng một
kênh. Máy thu điều chỉnh ở kênh này sẽ thu được cả hai tín hiệu với cường độ phụ thuộc
vào vị trí của máy thu so với hai máy phát.
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 22
Nhiễu đồng kênh thường gặp trong hệ thống thông tin số cellular, trong đó để tăng hiệu
suất sử dụng phổ bằng cách sử dụng lại tần số. Như vậy có thể coi nhiễu đồng kênh trong
hệ thống cellular là nhiễu gây nên do các cell sử dụng cùng 1 kênh tần số.
Nhiễu đồng kênh liên quan tới việc sử dụng tần số. Có thể ví dụ trong mạng GSM: Trong
mạng GSM, mỗi trạm BTS được cấp phát một nhóm tần số vô tuyến. Các trạm thu phát
gốc BTS lân cận được cấp phát các nhóm kênh vô tuyến không trùng với các kênh của
BTS liền kề. Đặc trưng cho loại nhiễu này là tỉ số sóng mang trên nhiễu (C/I). Tỉ số này
được định nghĩa là cường độ tín hiệu mong muốn trên cường độ tín hiệu nhiễu sau lọc
cao tần và nó thể hiện mối quan hệ giữa cường độ tín hiệu mong muốn so với nhiễu đồng

kênh từ các BTS khác.
C/I = 10log (Pc/Pi)
Yêu cầu là C/I <=12dB.
Trong đó :
− Pc là công suất tín hiệu thu mong muốn.
− Pi là công suất nhiễu thu được.
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 23
Một số giải pháp để hạn chế loại nhiễu đồng kênh trong các hệ thống cellular như sau:
− Không thể dùng bộ lọc để loại bỏ giao thoa này do các máy phát sử dụng cùng một tần
số.
− Chỉ có thể tối thiểu hóa nhiễu đồng kênh bằng cách thiết kế mạng cellular phù hợp.
− Tức là thiết kế sao cho các cell trong mạng có sử dụng cùng nhóm tần số không ảnh
hưởng tới nhau=>khoảng cách các cell cùng tần số phải đủ lớn.
Sử dụng lại tần số là việc cấp phát cùng một nhóm tần số vô tuyến tại các vị trí địa lý
khác nhau trong mạng mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng kết nối tại giao diện vô
tuyến do nhiễu đồng kênh và nhiễu kênh lân cận gây nên.
a. Nguyên lý tái sử dụng tần số
Một hệ thống tổ ong làm việc dựa trên việc sử dụng lại tần số. Nguyên lý cơ bản khi thiết
kế hệ thống tổ ong là các mẫu sử dụng lại tần số. Tổng băng thông có trên mạng được
phân chia giữa các tế bào trong một cụm. Cụm này sau đó có thể được sử dụng để xác
định số cuộc gọi có thể được hỗ trợ trong mỗi tế bào. Bằng việc giảm số lượng các tế bào
trong một cụm, dung lượng của hệ thống có thể tăng lên, vì có thể có thêm nhiều kênh
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 24
hơn trong mỗi tế bào. Tuy nhiên mỗi lần giảm kích thước cụm sẽ gây nên một lần giảm
khoảng cách sử dụng lặp tần, do vậy, hệ thống rất có nguy cơ trở thành giao thoa đồng
kênh. Theo định nghĩa sử dụng lại tần số là việc sử dụng các kênh vô tuyến ở cùng một
tần số mang để phủ sóng cho các vùng địa lý khác nhau. Các vùng này phải cách nhau
một cự ly đủ lớn để mọi nhiễu giao thoa đồng kênh (có thể xảy ra) chấp nhận được. Tỉ số
sóng mang trên nhiễu C/I phụ thuộc vào vị trí tức thời của thuê bao di động do địa hình
không đồng nhất, số lượng và kiểu tán xạ. Phân bố tỉ số C/I cần thiết ở hệ thống xác định

số nhóm tần số F mà ta có thể sử dụng. Nếu toàn bộ số kênh quy định N được chia thanh
F nhóm thì mỗi nhóm sẽ chứa N/F kênh. Vì tổng số kênh N là cố định nên số nhóm tần số
F nhỏ hơn sẽ dẫn đến nhiều kênh hơn ở một nhóm và một đài trạm. Vì vậy, việc giảm số
lượng các nhóm tần số sẽ cho phép mỗi đài trạm tăng lưu lượng nhờ đó sẽ giảm số lượng
các đài trạm cần thiết cho tải lưu lượng định trước. Ta biết rằng sử dụng lại tần số ở các
cell khác nhau thì bị giới hạn bởi nhiễu đồng kênh C/I giữa các cell đó nên C/I sẽ là một
vấn đề chính cần được quan tâm. Dễ dàng thấy rằng, với một kích thước cell nhất định,
khoảng cách sử dụng lại tần số phụ thuộc vào số nhóm tần số N. Nếu N càng lớn, khoảng
cách sử dụng lại tần số càng lớn và ngược lại.
b. Các thông số tái sử dụng tần số
Việc sử dụng lặp tần số có thể được xác định theo phương trình sau cho mỗi kích thước
cụm tế bào:

Trong đó:
− D là khoảng cách trung bình sử dụng lặp tần.
− R là bán kính tế bào.
− N là kích cỡ cụm.
CÁC LOẠI NHIỄU TRONG DI ĐỘNG 25