Ứng dụng công nghệ OFDM trong mạng không dây wimax

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, dưới sự phát triển bùng nổ của công nghệ thông tin, đặc biệt
là lĩnh vực truyền thông có những bước nhảy vọt về công nghệ. Nhưng công
nghệ truyền thông mới ra đời nhằm đáp ứng những yêu cầu của con người
như: công nghệ hỗ trợ đa dich vụ, tốc độ hỗ trợ đa dich vụ, tốc độ cao, thuận
lợi cho người dùng ở mọi lúc, mọi nơi… Công nghệ OFDM ra đời nhằm đáp
ứng những nhu cầu đó của người sử dụng.
Công nghệ OFDM hiện nay đã được ứng dụng rộng rãi trong các tiêu
chuẩn viễn thông như hệ thống truyền hình DVB – T, phát thanh số DAB hay
mạng truy nhập Internet băng rộng ADSL …. Trong tương lai công nghệ này
còn được ứng dụng trong các hệ thống băng rộng WiMax theo chuẩn IEEE
802.16a hiện nay được xây dựng và trong hệ thống thông tin di động toàn cầu
thế hệ thứ 4 cũng như nhiều hệ thống viễn thông khác. Để tiếp cận công nghệ
mới này em chọn đề tài “ Ứng dụng công nghệ OFDM trong mạng không
dây WiMax “ làm đồ án tốt nghiệp, do thầy giáo Thượng tá PGS, TS. Đinh
Thế Cường hướng dẫn.
Đồ án này được tổ chức thành 3 chương như sau:
Chương 1 : Tổng quan về WiMAX và ứng dụng của OFDM
Chương 2 : Cơ sở lý thuyết về tín hiệu OFDM
Chương 3 : Kỹ thuật chống nhiễu trong OFDM
Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy giáo Thượng tá PGS.TS. Đinh
Thế Cường, cùng các thầy giáo trong khoa vô tuyến điện tử đã đóng góp
nhưng ý kiến quý báu cho sự hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, tháng 5 năm 2008
1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ WIMAX VÀ ỨNG DỤNG CỦA OFDM
1.1 Tổng quan về sự phát triển của thông tin di động
1.1.1 Sơ lược về các hệ thống thông tin di động
Kể từ khi được triển khai vào những năm đầu của thập niên 1980 cho
đến nay, thông tin vô tuyên di động đã và đang phát triển với tốc độ hết sức

nhanh chóng trên phạm vi toàn cầu. Kết quả thống kê cho thấy ở một số quốc
gia, số luợng thuê bao di động đã vượt hẳn số lượng thuê bao cố định.Trong
tương lai. số luợng thuê bao di động và cố định sẽ tiếp tục tăng lên và song
song với nó là sự gia tăng về nhu cầu của người sử dụng. Điều này đã khiến
các nhà khai thác cũng như các tổ chức viễn thông không ngừng nghiên cứu,
và đưa ra các giải pháp kỹ thuật, để cải tiến và nâng cấp các hệ thống thông
tin. Cho đến hệ thống thông tin đã trải qua 3 thế hệ.
1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất
Hệ thống mạng di động thế hệ thứ nhất (1G) được phát triển vào những
năm cuối thập niên 70, hệ thống này sử dụng kỹ thuật tương tự. Tất cả các hệ
thống 1G sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA
(Frequency Division Multiple Access). Các hệ thống mạng di động 1G chỉ
được dùng để sử dụng cho dịch vụ thoại với chất lượng khá thấp nguyên do
tình trạng nghẽn mạch và nhiễu xảy ra thường xuyên.
Đại diện các hệ thống mạng di động 1G bao gồm : AMPS (Advanced
Mobile Phone System) ở Mỹ, ETACTS (Enhanced Total Access Cellular
System) ở Châu Âu, và NMT (Nordic Mobile Telephone System) ở Bắc Âu.
1.1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G)
Hệ thống mạng 2G được triển khai vào năm 1990 và hiện nay vẫn được
sử dụng rộng rãi, là một mạng thông tin di động số băng hẹp, sử dụng phương
pháp chuyển mạch kênh là chủ yếu. Phương pháp đa truy cập TDMA (Time
2
Division Multiple Access) và CDMA (Code Division Multiple Access) được
sử dụng kết hợp với FDMA.
Hệ thống mạng di động 2G sử dung cho dịch vụ thoại và truyền số liệu.
Hệ thống mạng 2G bao gồm các hệ thống: PCS (Personal Communication
System), TDMA, CDMA và GSM.
PCS là hệ thống truyền dẫn ở tần số 1900MHz. Ưu đỉểm của điện thoại
PCS là nhỏ, trọng lượng nhẹ, bảo mật tốt và thời gian Pin chờ lâu. TDMA là
mạng di động sử dụng kỹ thuật điều chế số phát triển từ mạng 1G AMPS,

tăng dung lượng mạng bằng cách cho phép nhiều người dùng chung một kênh
vô tuyến mà vẫn bảo đảm chất lượng thoại. TDMA được chia thành TDMA
băng rộng và TDMA băng hẹp, còn ở Châu Âu TDMA băng rộng hoạt động ở
2 chế độ: tương tự và số. Trong thông tin TDMA, nhiều người sử dụng chung
một sóng mang và trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ
để dành cho nhiều người sử dụng. Tuy nhiên cả hai hệ thống đều có thể được
coi như tổ hợp FDMA và TDMA, vì người sử dụng thực tế dùng các kênh
được ấn định cả về tần số và các khe thời gian trong băng tần. Ngày nay,
TDMA là chuẩn được sử dụng phổ biến ở Mỹ, Châu Mỹ Latin, New Zealand
và một số quốc gia thuộc khu vực Châu Á, Thái Bình Dương.
Mạng CDMA đuợc triển khai năm 1995. Tương tự như TDMA, mạng
CDMA cũng phục vụ đồng thời ở hai chế độ: tương tự và số Điểm khác biệt
TDMA và CDMA là các kênh CDMA rộng hơn khoảng 6 lần và hệ thống cấp
cho mỗi thuê bao một mã duy nhất.
Hệ thống GSM ra đời năm 1988, sử dụng kết hợp hai phương pháp đa
truy nhập theo thời gian TDMA và theo tần số FDMA. Tại mỗi thời điểm có 8
thuê bao có thể dùng chung một kênh. GSM cho dịch vụ truyền thoại và fax
với tốc độ 9600 bit/s. Máy Điện thoại GSM sử dụng một SIM-Card
(Subcriber Indentify Module), để lưu trữ số điện thoại, thông tin và tài khoản
thuê bao. GSM 900 MHz là mạng số chủ yếu ở Châu Âu và cũng được sử
3
dụng ở các quốc gia Châu Á Thái Bình Dương. GSM 1800 MHz cũng được
triển khai ở Châu Âu và Châu Á nhưng không phổ biến như hệ thống GSM
900 MHz. Hệ thống GSM 1800 được sử dụng phổ biến ở Châu Âu và
Canada.
1.1.4 Hệ thống thông tin di động 2.5 (2.5G)
Hệ thống mạng 2.5G là mạng chuyển tiếp giữa hệ thống mạng di động.
Hệ thống hoàn toàn dựa trên cơ chế chuyển mạch gói. Ưu điểm của hệ thống
di động 2.5G là tiết kiệm được không gian và tăng tốc độ truyền dẫn. Nâng
cấp hệ thống mạng 2G lên 2.5G nhanh hơn và có chi phí thấp hơn so với việc

nâng cấp mạng từ 2G lên 3G. Hệ thống 2.5G như một bước đệm chuyển tiếp,
không đòi hỏi môt sự thay đổi có tính chất đột biến. Các hệ thống điển hình
gồm có GPRS (Generic Packet Radio Services) và EDGE (Enhanced Data
Rate for Global Evolution).
GPRS là một hệ thống mới, đuợc triển khai trên nền của hệ thống GSM
sử dụng phương thức chuyển mạch gói và nhờ đó cước phí sử dụng được tính
dựa trên từng gói nhận, gửi đi, khác hẳn và có lợi hơn cho thuê bao so với
cách tính cước dựa trên thời gian kết nối. GPRS có thể được xem như là sự
mở rộng của hệ thống di động thế hệ thứ 2G GSM, có khả năng cung cấp các
kết nối ảo, các dịch vụ truyền số liệu với tốc độ lên đến 171.2Kbps cho mỗi
người dùng nhờ vào việc sử dụng đồng thời nhiều khe thời gian. Bên cạnh
mục đích cung cấp những số liệu mới cho các thuê bao di động, GPRS còn
được xem như là bước chuyển tiếp từ thế hệ 2G lên 3G. Với việc xây dựng hệ
thống GPRS, các nhà khai thác đã xây dựng một cấu trúc mạng lõi dựa trên IP
để hỗ trợ cho các ứng dụng về số liệu, cũng như đã tạo ra một môi trường để
thử nghiệm và khai thác các dịch vụ tích hợp giữa thoại và số liệu của thế hệ
của thế hệ 3G sau này.
4
Mạng EDGE cũng được xây dựng dựa trên nền tảng của mạng GSM
nhưng lại cung cấp gần đạt đến các chuẩn dành cho 3G, tốc độ xấp xỉ 384
Kbps.
1.1.5 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba (3G)
3G là thế hệ thông tin di động số cho phép chuyển mạng bất kỳ, có khả
năng truyền thông đa phương tiện chất lượng cao. Các hệ thống 3G được xây
dựng trên cơ sở CDMA hoặc CDMA kết hợp với TDMA, có khả năng cung
cấp một băng tần rộng theo yêu cầu, do đó có thể hỗ trợ các dịch vụ có nhiều
tốc độ khác nhau.
Ở thế hệ thứ 3, các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành
một tiêu chuẩn chung duy nhất và phục vụ lên đến 2Mbps. Mặc dù 3G được
tính toán sẽ là một chuẩn mang tính toàn cầu nhưng chi phí xây dựng cơ sở hạ

tầng cho hệ thống này rất tốn kém.
Các hệ thống mạng 3G tiêu biểu gồm có WCDMA (Wideband Code
Division Multiple Access) và UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System). WCDMA, hay còn gọi IMT-2000, là một chuẩn của ITU
(International Telecommunication Union) có nguồn gốc từ chuẩn CDMA.
Công nghệ WCDMA cho phép tốc độ truyền dữ liệu đến các thiết bị di động
cao hơn nhiều so với khả năng di động hiện nay. WCDMA có thể hỗ trợ việc
truyền thoại, hình ảnh, video. có tốc độ lên đến 2Mbps. UMTS là một mạng
thế hệ thứ 3 được triển khai ở Châu Âu. Mạng này cung cấp cho người sử
dụng các dịch vụ hoạt động ở tần số 2GHz, cho phép hình ảnh âm thanh,
video, truyền hình …. hiển thị trên các máy điện thoại di động. UMTS được
xem là một hệ thống mạng cải tiến từ mạng GSM
1.1.6 Các kỹ thuật đa truy nhập
1.1.6.1 FDMA
Công nghệ FDMA được sử dụng lần đầu tiên trong các hệ thống thông
tin tương tự. Trong kỹ thuật này, băng tần tổng được phân chia thành nhiều
5
băng tần nhỏ. Mỗi thuê bao MS được phép truyền liên tục theo thời gian trên
một băng tần nhỏ đã được cấp phát cho MS đó, do đó sẽ không bị trùng. Mỗi
băng tần bao gồm băng tần tối thiểu cho việc truyền dữ liệu và hai dãy tần
phòng vệ hai bên để chống nhiễu xuyên kênh.
Đặc điểm của FDMA là thuê bao MS sẽ được cấp phát một kênh đôi liên
lạc suốt thời gian thông tuyến. Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận
nhau là đáng kể. Trạm gốc BS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi thuê
bao MS trong hệ thống di động.
1.1.6.2 TDMA
Hệ thống thông tin di động TDMA được phát triển trên nền FDMA. Ứng
dụng kỹ thuật nén số đối với thoại cho phép mỗi thuê bao trong hệ thống có
thể truy cập toàn bộ băng tần vô tuyến của hệ thống ở các khe thời gian khác
nhau. Mỗi thuê bao được cấp một khe thời gian trong cấu trúc khung. Khoảng

thời gian không sử dụng giữa các khe lân cận là thời gian bảo vệ để giảm
nhiễu.
Trong hệ thống tế bào, phổ tần được chia thành các dải tần liên lạc trong
khe thời gian của nó để truyền thông tin dữ liệu. Nếu phổ tần có sẵn được chia
thành nhiều dải tần liên lạc cho các nhóm thuê bao riêng biệt thì gọi là TDMA
băng hẹp. Còn nếu phổ tần cho phép đều được sử dụng cho mọi thuê bao thì
gọi là phương pháp TDMA băng rộng.
Điểm yếu của kỹ thuật TDMA là hiện tượng trễ truyền dẫn gây ra
sự trùng chập tín hiệu giữa hai khe thời gian lân cận nếu thời gian bảo vệ của
mỗi khe không đủ. Người ta đã chứng minh rằng nếu bán kính tế bào là
R
thì
thời gian trễ là T
trễ
=
cR /2
. Để tránh chồng chập tín hiệu thì khoảng thời gian
bảo vệ tối thiểu của mỗi khe thời gian phải là G
min
=
cR /2
, nhưng điều này sẽ
làm giảm dung lượng kênh. Để dung lượng kênh không bị giảm thì có thể sử
dụng phương pháp thứ hai là không có thời gian bảo vệ mà thay thế bằng
cách điều chỉnh định thời phát của thuê bao MS. Tuy nhiên khi đó cần phải
6
xác định khoảng cách MS – BS và điều chỉnh định thời thích ứng. Vì vậy, cần
phải tùy theo đặc điểm từng hệ thống mà lựa chọn phương pháp thích hợp.
1.1.6.3 CDMA
Sự phát triển của công nghệ CDMA bắt đầu năm 1989, sau khi tiêu

chuẩn NA TDMA (IS-54) được thiết lập.
Trong hệ thống thông tin di động CDMA, nhiều thuê bao MS sử dụng
chung cùng một băng tần, nhưng được phân biệt với nhau theo các mã khác
nhau. Các thuê bao có thể thực hiện cuộc gọi đồng thời mà không gây nhiễu
nhờ tính không tương quan giữa các mã khác nhau đó. Mỗi thuê bao di động
MS được gán một mã riêng và kỹ thuật trải phổ tín hiệu sẽ giúp cho các MS
không gây nhiễu lẫn nhau mặc dù có thể cùng một lúc dùng chung dải tần số.
Nếu muốn thu được tín hiệu của kênh truyền thì phải biết được mã của kênh
đó.
Đặc điểm của tín hiệu CDMA là sử dụng tín hiệu cao tần, dải tần rộng
hảng MHz, sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp. Kỹ thuật trãi phổ cho phép tín
hiệu vô tuyến sử dụng có mật độ phổ rất nhỏ và chống fading hiệu quả hơn
FDMA và TDMA. Việc các MS trong tế bào dùng chung tần số khiến cho
thiết bị truyền dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn
là vấn đề và chuyển giao trở thành mềm. Điều khiển dung lượng trong tế bào
rất linh hoạt. Hệ thống CDMA cũng áp dụng kỹ thuật nén số như TDMA
nhưng với tốc độ bit thay đổi theo tích cực thoại, nên tín hiệu thoại có tốc độ
bit trung bình nhỏ hơn. Hệ thống CDMA điển hình là IS-95.
1.2 Tổng quan về sự phát triển của WIMAX
1.2.1 Giới thiệu chung
WiMax là công nghệ không dây băng rộng mới đang được nhiều nhà
nghiên cứu, triển khai viễn thông trên thế giới quan tâm phát triển. Đặc điểm
chung của công nghệ WiMax bao gồm các chuẩn, các băng tần được cấp phép
và mô hình truyền thông của hệ thống được giới thiệu dưới đây.
7
1.2.2 Đặc điểm của công nghệ WiMax
WiMax là viết tắt của Worlwide Interoperability for Microware Access
- khả năng tương tác toàn cầu cho truy nhập vi ba.
WiMax là một công nghệ dựa trên các chuẩn, cho phép truy cập băng
rộng vô tuyến đầu cuối như một phương thức thay thế cho cáp và xDSL.

WiMax cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định (người sử dụng có thể di
chuyển được nhưng cố định trong lúc kết nối), mang xách được (người sử
dụng có thể di chuyển với tốc độ đi bộ) và di dộng mà không cần ở trong tầm
nhìn thẳng (LOS) trực tiếp với một trạm gốc.
WiMax không phải là một công nghệ mới, nhưng là công nghệ không
dây đã được cải tiến rất nhiều để có được những tính năng ưu việt. Về cơ bản
thì công nghệ WiMax không có nhiều khác biệt so với công nghệ WiFi, tuy
nhiên tuy nhiên WiMax không là sự mở rộng của công nghệ WiFi. WiFi
được thực hiện trên bộ tiêu chuẩn kết nối mạng không dây nội bộ được phát
triển bởi nhóm làm việc theo tiêu chuẩn IEEE 802.11 và được thiết kế để tạo
ra kết nối không dây, cho phép kết nối Internet tới một nhóm các máy tính
khác trong một tòa nhà, văn phòng làm việc trong một phạm vi nhỏ hẹp (bán
kính 100m). Trong khi đó WiMax được thiết kế cho phép truy nhập không
dây băng rộng trong một pham vi rộng (bán kính 50km), là một phương thức
mới để người sử dụng có thể truy cập Internet băng rộng mọi nơi, mọi lúc với
giá thành rẻ hơn, thuận lợi so với việc sử dụng các công nghệ dây dẫn khác
như DSL và cáp. Đây là hai tiêu chuẩn sử dụng chipset khác nhau, các hệ
thống tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ (QoS) và an ninh khác nhau. Tuy nhiên,
điểm khác biệt quan trọng giữa WiMax và WiFi là ở việc sử dụng phổ tần số
vô tuyến điện. WiFi chỉ sử dụng phổ tần không cấp phép, trong khi đó
WiMax sử dụng phổ tần được cấp phép và phổ tần không được cấp phép.
8
1.2.3 Đặc điểm của công nghệ WiMax
WiMax đã được tiêu chuẩn hóa ở IEEE 802.16. Hệ thống này là hệ
thống đa truy cập không dây có các đặc điểm sau:
• Khoảng cách giữa trạm thu và trạm phát có thể lên tới 50km.
• Tốc độ truyền có thể thay đổi, tối đa 70Mbps.
• Hoạt động trong cả hai môi trường truyền dẫn: đường truyền tầm nhìn
thẳng LOS và đường truyền che khuất NLOS.
• Dải tần làm việc 2-11GHz và từ 10-66GHz hiện đã và đang được tiêu

chuẩn hóa.
• Trong WiMax, hướng truyền tin được chia thành hai đường lên và
xuống. Đường lên có tần số thấp hơn đường xuống và đều sử dụng công nghệ
OFDM để truyền. OFDM trong WiMax sử dụng tổng cộng 2048 sóng mang,
trong đó 1536 sóng mang dành cho thông tin được chia thành 32 kênh con,
mỗi kênh con tương đương với 48 sóng mang. WiMax sử dụng điều chế nhiều
mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến 256-QAM kết hợp với các phương pháp
sửa lỗi dữ liệu như ngẫu nhiên hóa, với mã hóa sửa lỗi Reed Solomon, mã
xoắn tỷ lệ mã từ 1/2 đến 7/8.
• Độ rộng băng tần của WiMax từ 5MHz đến trên 20MHz được chia
thành nhiều băng con 1,75MHz. Mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nữa
nhờ công nghệ OFDM, cho phép nhiều thuê bao có thể truy cập đồng thời
một hay nhiều kênh một cách linh hoạt để đảm bảo tối ưu hiệu quả sử dụng
băng tần. Công nghệ này được gọi là công nghệ đa truy nhập OFDMA
(OFDM Access).
• Cho phép sử dụng cả hai công nghệ TDD (Time Division Duplexing)
và FDD (Frequency Division Duplexing) cho việc phân chia truyền dẫn của
hướng lên (uplink) và hướng xuống (downlink).
• Về cấu trúc phân lớp, hệ thống WiMax được chia thành 4 lớp: Lớp
con tiếp ứng (Convergence) làm nhiệm vụ giao diện giữa lớp đa truy nhập và
9
các lớp trên, lớp đa truy nhập (MAC layer), lớp truyền dẫn (Transmission), và
lớp vật lý (Physical). Các lớp này tương đương với hai lớp dưới của mô hình
OSI và được tiêu chuẩn hóa để có thể giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên.
• Về cấu hình: WiMax hỗ trợ nhiều cấu hình hệ thống, gồm cấu hình
điểm - điểm, cấu hình điểm – đa điểm, cấu hình lưới.
1.2.4 Sự lựa chọn tham số cho WiMax
Các băng được WiMax tập trung xem xét và vận động cơ quan quản lý
tần số các nước phân bổ cho WiMax là: 3600-3800MHz, 3400-3600MHz
(băng 3.5GHz), 3300-3400MHz (băng 3.3GHz), 2500-2690MHz (băng

2.5GHz), 2300-2400MHz (băng 2.3GHz), 5725-5850MHz (băng 5.8GHz) và
băng 700-800MHz (dưới 1GHz).
1.2.4.1 Băng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz)
Băng 3.5Ghz là băng tần đó được nhiều nước phân bổ cho hệ thống truy
cập không dây cố định (Fixed Wireless Access – FWA) hoặc cho hệ thống
truy cập không dây băng rộng (Wireless Broadband Access - WBA). WiMax
cũng được xem là một công nghệ WBA nên có thể sử dụng băng tần này cho
WiMax. Các hệ thống WiMax ở băng tần này sử dụng chuẩn 802.16-2004 để
cung cấp các ứng dụng cố định và nomadic, độ rộng phân kênh là 3.5MHz
hoặc 7MHz, chế độ song công TDD hoặc FDD. Một số nước quy định băng
tần này chỉ dành cho các hệ thống cung cấp các dịch vụ cố định, nên để triển
khai được WiMax cần thiết phải sửa đổi lại quy định này. Đối với Việt Nam,
do băng tần này được ưu tiên dành cho hệ thống vệ tinh Vinasat nên hiện tại
không thể triển khai cho WiMax.
1.2.4.2 Băng 3600-3800MHz
Băng 3600-3800MHz được một số nước châu Âu xem xét để cấp cho
WBA. Tuy nhiên, do một phần băng tần này (từ 3.7-3.8GHz) đang được
nhiều hệ thống vệ tinh viễn thông sử dụng, đặc biệt là ở khu vực châu Á, nên
ít khả năng băng tần này sẽ được chấp nhận cho WiMax ở châu Á.
10
1.2.4.3 Băng 3300-3400MHz (băng 3.3 GHz)
Băng tần này đã được phân bổ ở Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam đang
xem xét phân bổ chính thức. Do Ấn Độ và Trung Quốc là hai thị trường lớn,
nên dù chưa có nhiều nước cấp băng tần này cho WBA, nhưng thiết bị
WiMax cũng đã được sản xuất.
Chuẩn WiMax áp dụng ở băng tần này tương tự như với băng 3.5GHz,
đó là WiMax cố định, chế độ song công FDD hoặc TDD, độ rộng kênh
3.5MHz hoặc 7.5MHz.
1.2.4.4 Băng 2500-2690MHz (băng 2.5GHz)
Băng tần này là băng tần được WiMax ưu tiên lựa chọn cho WiMax di

động theo chuẩn 802.16e. Có hai lý do cho sự lựa chọn này. Thứ nhất, so với
các băng trên 3GHz, điều kiện truyền sóng của băng tần này thích hợp cho
các ứng dụng di động. Thứ hai là khả năng băng tần này sẽ được nhiều nước
cho phép sử dụng WBA bao gồm cả WiMax. Độ rộng kênh của WiMax ở
băng tần này có độ rộng kênh là 5MHz, chế độ song công là TDD và FDD.
1.2.4.5 Băng 2300-2400MHz (băng 2.3GHz)
Băng 2.3GHz cũng có đặc tính truyền sóng tương tự như băng 2.5GHz
nên là băng tần được WiMax xem xét cho WiMax di động. Hiện có một số
nước phân bổ băng tần này cho WBA như Hàn Quốc (triển khai WiBro), Úc,
Mỹ, Canada, Singapore. Singapore đã cho đấu thầu 10 khối 5MHz trong dải
2300-2350MHz để sử dụng cho WBA với các điều kiện tương tự như với
băng 2.5GHz. Úc chia băng tần này thành các khối 7MHz, không qui định cụ
thể về công nghệ hay độ rộng kênh, ưu tiên cho ứng dụng cố định. Mỹ chia
thành 5 khối 10MHz, không qui định cụ thể về độ rộng kênh, cho phép triển
khai cả TDD và FDD.
Đối với Việt Nam, đây cũng là một băng tần có khả năng sẽ được sử
dụng để triển khai WBA/WiMax
1.2.4.6 Băng 5725-5850MHz (băng 5.8 GHz)
11
Băng tần này được WiMax quan tâm vì đây là băng tần được nhiều
nước cho phép sử dụng không cần cấp phép và với công suất tới cao hơn so
với các đoạn băng tần khác trong dải 5GHz (5125-5250MHz, 5250-
5350MHz), vốn thường được sử dụng cho các ứng dụng trong nhà. Theo
WiMax thì băng tần này thích hợp để triển khai WiMax cố định, độ rộng
phân kênh là 10MHz. Phương thức song công được sử dụng là TDD, không
có FDD.
1.2.4.7 Băng dưới 1GHz
Với các tần số càng thấp, sóng vô tuyến truyền lan càng xa, số trạm gốc
cần sử dụng càng ít, tức mức đầu tư cho hệ thống thấp đi. Vì vậy, diễn đàn
WiMax cũng đang xem xét khả năng sử dụng các băng tần dưới 1GHz, đặc

biệt là băng 700MHz - 800MHz.
Hiện nay, một số nước đang thực hiện việc chuyển đổi từ truyền hình
tương tự sang truyền hình số, nên sẽ giải phóng được một phần phổ tần sử
dụng cho WBA/WiMax. Với Việt Nam, do đặc điểm có rất nhiều đài truyền
hình địa phương nên các kênh trong giải 470-806MHz dành cho truyền hình
được sử dụng dày đặc cho các hệ thống truyền hình tương tự. Hiện chưa có lộ
trình cụ thể nào để chuyển đổi các hệ thống truyền hình tương tự này sang
truyền hình số, nên chưa thấy có khả năng có băng tần để cấp cho
WBA/WiMax ở đây.
1.2.5 Các cấu hình hệ thống
1.2.5.1 Cấu hình điểm-điểm
Hệ thống vô tuyến cố định đã có lịch sử tương đối lâu dài. Các kết nối
điểm - điểm đã được sử dụng cho thông tin thoại và truyền dữ liệu ở các mạng
đường trục cho các công ty điện thoại, công ty truyền hình cáp, … và vẫn sẽ
tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong cơ sở hạ tầng thông tin nhằm hỗ trợ
cho các yêu cầu kết nối tới các vị trí đơn lẻ. Nhiều nhà cung cấp sản phẩm
LAN vô tuyến đã tung ra thị trường các sản phẩm kết nối băng rộng. Các sản
12
phẩm này chủ yếu hoạt động trong băng tần 2,4 GHz với tốc độ dữ liệu từ 1
Mbit/s đến 11 Mbit/s trong khoảng cự ly lên đến từ 16 đến 40 km, tuỳ thuộc
vào ăng ten sử dụng. Đối với các cự ly xa hơn, thì khó đạt đến tốc độ ấy.
Công nghệ này vẫn tiếp tục được phát triển cho những tần số cao hơn,
như vậy ăng ten sử dụng sẽ có kích thước nhỏ hơn, do đó chi phí sẽ thấp hơn
và việc triển khai hệ thống cho mục đích sử dụng cá nhân sẽ dễ dàng hơn.
Một tuyến điểm - điểm sẽ gồm tối thiểu hai thiết bị đầu cuối, trong đó
mỗi thiết bị đầu cuối sẽ có một khối ODU (OutDoor Unit) và một khối IDU
(InDoor Unit). Khối ODU thường là ăng ten và các chức năng RF, còn khối
IDU là modem và các giao diện mạng. Cấu hình hệ thống điểm - điểm được
thể hiện trên hình 1.1.
Hình 1.1 Cấu hình hệ thống điểm - điểm

Cấu hình điểm - điểm kết nối đường trục chặng dài và mạch vòng cáp
quang đô thị với các toà nhà, doanh nghiệp. Các mạng này tạo ra cơ sở hạ
tầng dữ liệu phức tạp và tin cậy, có thể dùng để truyền thoại qua IP. Trong
nhiều trường hợp có thể kết hợp công nghệ DSL trên đường dây đồng trong
các toà nhà với mạng vô tuyến cố định ngoài toà nhà để cung cấp dịch vụ dữ
liệu với chi phí thấp cho các công ty nhỏ.
13
Với mô hình ứng dụng để triển khai dịch vụ Internet tốc độ cao cho khu
vực trung du, miền núi thì giải pháp điểm - điểm có nhược điểm là chi phí để
lắp đặt hệ thống cao.
1.2.5.2 Cấu hình điểm – đa điểm
Khi mà các thuê bao vô tuyến phân tán theo vùng địa lý thì cấu hình
điểm - điểm không phù hợp vì cần nhiều ăng ten ở vị trí trung tâm và thiếu
chi phí để trải rộng khắp vùng địa lý để bao trùm hết các điểm, và điều quan
trọng hơn là người sử dụng sẽ phải dùng chung độ rộng băng tần. Khi triển
khai dịch vụ Internet cho các cụm dân cư, trường học ở các khu vực nông
thôn, miền núi thì các thuê bao sẽ phân tán trong vùng rộng với mật độ không
lớn. Với đặc thù như thế, thì việc cấp dịch vụ Internet cho các khu vực nông
thôn, miền núi sẽ phù hợp hơn với cấu hình điểm – đa điểm. Cấu hình này
cũng sẽ là đòn bẩy tốt khi số điểm kết nối tăng để điều chỉnh chi phí quản lý,
điều khiển Hub, và khi yêu cầu dữ liệu không cao như trong giải pháp cấu
hình điểm - điểm cung cấp. Các hệ thống này đang và sẽ được phát triển trong
nhiều băng tần.
Đặc điểm chính của cấu hình điểm – đa điểm là có chi phí thấp, triển
khai lắp đặt đơn giản, có khả năng phủ sóng hiệu quả, có khả năng cấp phát
tốc độ dữ liệu cao có tính hiệu quả về mặt phổ, và quản lý và hỗ trợ sau khi
lắp đặt với chi phí thấp. Một hệ thống với cấu hình điểm – đa điểm tối thiểu
sẽ có chín phần tử với các chức năng cơ bản như sau.
• Thiết bị đầu cuối khách hàng như máy tính, ti vi, điện thoại ở phía đầu
cuối thuê bao để tương tác với dữ liệu mong muốn.

• Một modem để mã hoá và giải mã thông tin.
• Một bộ thu phát và ăng ten để chuyển thông tin sang và từ tần số vô
tuyến.
• Một ăng ten trạm gốc.
14
• Máy phát, máy thu, và các chuyển mạch cho trạm gốc.
• Một Hub vô tuyến để mã hoá và giải mã thông tin cho và từ tất cả các
đối tượng sử dụng.
• Công cụ quản lý mạng để giám sát tình trạng mạng và quản lý tất cả
các đối tượng sử dụng.
• Một cổng và bộ định tuyến để kết nối hiệu quả tới các mạng khác và
phân bố và nhận thông tin cho tất cả các đối tượng sử dụng.
• Một kết nối tới mạng thông tin.
Việc triển khai hệ thống điểm – đa điểm sẽ cung cấp thông tin cho:
• Các cụm dân cư, bưu điện văn hoá xã ở vùng sâu, vùng xa, đặc biệt là
những vùng chưa có cơ sở hạ tầng cáp thông tin hay chi phí xây dựng hạ tầng
cáp để cung cấp dịch vụ DSL cao.
• Các trường học, từ các trường phổ thông, nhà trẻ cho đến các trường
đại học, các trung tâm giáo dục, phòng giáo dục, …
Hệ thống điểm – đa điểm cho phép cấp truy nhập băng rộng tới nhiều vị
trí từ một modul AP. Cấu hình hệ thống này được xây dựng với mục tiêu tối
ưu hoá chất lượng hệ thống trong từng môi trường mật độ dân số cao hay thấp
trong điều kiện có nhiễu ngoài. Cấu hình hệ thống thể hiện trên hình 1.2.
Hình 1.2 Cấu hình hệ thống điểm – đa điểm
1.2.5.3 Cấu hình lưới
Khái niệm mạng hình lưới (Mesh Network) nói chung liên hệ tới hình
1.3 được sử dụng trong một số lĩnh vực của ngành công nghệ thông tin. Kỹ
15
thuật mạng hình lưới là cách thức truyền tải dữ liệu, âm thanh và câu lệnh
giữa các nút xử lý, cho phép truyền thông liên tục và tự xác định lại cấu hình

xung quanh đường đi bị che chắn bằng cách “nhảy” từ nút này sang nút khác
cho đến khi thiết lập được kết nối. Mạng lưới có khả năng tự hàn gắn và tạo ra
mạng có độ tin cậy cao, có thể hoạt động khi có một nút bị lỗi hoặc chất
lượng kết nối mạng kém. Trong lĩnh vực mạng không dây, mạng lưới được áp
dụng để nới rộng phạm vi phủ sóng của mạng không dây truyền thống. Các
nút trong mạng truyền thông trực tiếp với các nút khác và tham gia trong
mạng lưới. Nếu một nút có thể kết nối với một nút lận cận khác thì sẽ có kết
nối với toàn mạng.
Hình 1.3 Cấu hình lưới
1.2.6 Mô hình truyền thông WiMax
Một hệ thống WiMax gồm hai phần:
16
• Trạm phát: giống như các trạm BTS trong mạng thông tin di động với
công suất lớn có thể phủ sóng tới một vùng rộng tới 8000km
2.
• Trạm thu: Có thể là các ăng ten nhỏ như như các thẻ (Card) mạng cắm
vào hoặc được thiết lập có sẵn trên Mainboard bên trong các máy tính, theo
cách mà WiFi vẫn dùng.
Các trạm phát BTS được kết nối tới mạng Internet thông qua các đường
truyền tốc độ cao dành riêng hoặc có thể được nối tới một BTS khác như một
trạm trung chuyển bằng đường truyền thẳng LOS (Line of Sigh), và chính vì
vậy WiMax có thể phủ sóng tới những vùng rất xa.
Hình 1.4 Mô hình truyền thông của WiMax
Các ăng ten thu/phát có thể trao đổi thông tin với nhau qua các tia sóng
truyền thẳng hoặc là các tia phản xạ. Trong trường hợp truyền thẳng, các ăng
ten được đặt cố định trên các điểm cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn định
và tốc độ truyền có thể đạt tối đa. Băng tần sử dụng có thể dùng ở tần số cao
17
đến 66GHz vì ở tần số này tín hiệu ít bị giao thoa với các kênh tín hiệu khác
và băng thông sử dụng cũng lớn hơn. Đối với trường hợp tia phản xạ, WiMax

sử dụng băng tần thấp hơn, 2-11GHz, tương tự như ở WiFi, ở tần số thấp, tín
hiệu dễ dàng vượt qua các vật cản, có thể phản xạ, nhiễu xạ, uốn cong, vòng
qua các vật thể để đến đích. Xem trên hình 1.4
1.3 Giới thiệu về OFDM trong WiMax
1.3.1 Các chuẩn trong WiMax
Bảng 1.1 Các chuẩn IEEE cho công nghệ không dây
Hệ thống WiMax dựa trên chuẩn giao diện IEEE 802.16, tiêu chuẩn này
đã phát triển vài năm. Tuy nhiên, tiêu chuẩn IEEE không đảm bảo rằng thiết
bị từ một nhà cung cấp này sẽ tương thích với thiết bị của nhà cung cấp khác.
Trong diễn đàn WiMax, một tổ chức thương mại phi lợi nhuận bao gồm hơn
350 công ty thành viên đã tiếp tục những gì mà IEEE để lại. Các thành viên
của diễn đàn WiMax là nhà cung cấp dịch vụ, cung cấp thiết bị và nhà chế
tạo chất bán dẫn. WiMax cũng cộng tác với HiperMAN, một nhóm trong uỷ
ban kỹ thuật ETSI BRAN, (xem bảng 1.1)
1.3.2 So sánh chuẩn IEEE.802.16d và IEEE.802.16e
18
WiMax được phát triển trên nền tảng của chuẩn 802.16 của IEEE. Hiện
nay chuẩn 802.16d được dùng cho phiên bản WiMax cố định và 802.16e
được dùng cho phiên bản WiMax di động.
802.16d: là giao thức cho phép các thiết bị 802.11 nhận thông tin điều
khiển cần cho việc cấu hình thiết bị đúng cách để có thể hoạt động tại bất kì
đâu trên trái đất. Việc triển khai tiêu chuẩn này dùng chế độ song công phân
chia theo tần số FDD, cần có 2 kênh cho 1 đường lên, 1 đường xuống, (xem
bảng 1.2).
Bảng 1.2 Các profile cho WiMax cố định
Tần số
(MHz)
Song công
Độ rộng kênh
(MHz)

Độ dài FFT
3400-3600 FDD 3,5 256
3400-3600 FDD 3,5 256
3400-3600 FDD 7 256
3400-3600 FDD 7 256
5725-5850 FDD 10 256
Điểm nổi bật của IEEE.802.16e là sử dụng phương thức điều chế OFDM
thay đổi tỉ lệ S-OFDM để hỗ trợ băng thông kênh tỉ lệ từ 1.25 đến 20MHz.
WiMax ưu tiên sử dụng chế độ song công phân chia theo thời gian TDD,
chỉ cần 1 kênh tần số, lưu lượng đường lên và đường xuống được phân chia
theo các khe thời gian. Các chuẩn 802.16 được đưa ra một phương pháp hoạt
động tích cực và hiệu quả cho mạng không dây băng rộng. 802.16d và
802.16e là hai chuẩn hoàn toàn khác nhau, không phải là sự lặp lại của nhau,
giúp cho các nhà khai thác có thêm nhiều lựa chọn. Chuẩn 802.16d được coi
là chuẩn cố định và 802.16e là chuẩn di động, trên thực tế chuẩn 802.16e hỗ
trợ đầy đủ các tính năng cố định, normadic, mang xách được và di động. Phần
này sẽ đưa ra những lợi thế của 802.16e so với 802.16d và giải thích tại sao
19
802.16e hoạt động tốt hơn, hiệu quả hơn 802.16d ngay cả với những ứng
dụng cho mạng cố định.
802.16e bổ sung khả năng di động dữ liệu cho chuẩn hiện thời, (xem
bảng 1.3)
Bảng 1.3 Các profile cho Wimax di động
Tần số
(MHz)
Song công
Độ rộng kênh
(MHz)
Độ dài FFT
2300-2400 TDD 5; 8,75;10 512; 1024; 1024

2305-2320
2345-2360
TDD 5; 10 512; 1024
2496-2690 TDD 5; 10 512; 1024
802.16e có thể tương thích với 802.16d. Trong khi một số thiết bị trạm
gốc 802.16d được đề xuất với phần cứng phức tạp và phần mềm có thể lập
trình được để cho phép chuyển mạch tới 802.16e, điều này sẽ không ảnh
hưởng tới bất kỳ một thiết bị người dùng 802.16d nào đã được triển khai. Các
thiết bị người dùng 802.16d này sẽ không hoạt động trong mạng 802.16e và
yêu cầu về giá thành thấp đối với thiết bị người dùng cuối sẽ cản trở việc
thêm phần cứng vào các thiết bị đó cho phù hợp với chuẩn 802.16e. Thêm
vào đó, việc tăng dung lượng trạm gốc cũng sẽ dẫn tới kết quả là làm tăng giá
thành.
1.3.3 Công nghệ OFDM cho việc truyền dẫn vô tuyến ở mạng WiMax
WiMax sử dụng công nghệ OFDM ở giao diện vô tuyến để truyền tải dữ
liệu và cho phép các thuê bao truy nhập kênh. Cũng có nhiều công nghệ khác
nhau ở giao diện này như FDM, CDMA. Tuy nhiên OFDM đã chứng tỏ là nó
có những ưu việt hơn rất nhiều về tốc độ truyền, tỷ lệ lỗi bit, cũng như hiệu
20
quả sử dụng phổ tần nên đã được IEEE chọn làm công nghệ truyền dẫn cho
truyền thông vô tuyến băng rộng trong chuẩn IEEE 802.16e. Chú ý rằng môi
trường truyền thông vô tuyến là một mỗi trường khắc nghiệt nhất trong truyền
dẫn thông tin. Nó gây suy hao tín hiệu về biên độ cũng như suy hao lựa chọn
tần số, kèm theo các hiệu ứng pha đinh đa đường. Sự suy hao này đặc biệt
tăng nhanh theo khoảng cách và ở tần số cao, ngoài ra còn tùy thuộc vào địa
hình là thành thị, đồng bằng hay miền núi mà sự suy giảm cũng khác nhau.
Hình 1.5 và ở bảng 1.4 ở dưới đây là nghiên cứu trên các hệ thống ISM tần số
2,4GHz và UNII tần số 5,4GHz minh hoạ sự suy giảm theo khoảng cách và
trên các loại địa hình với các điều kiện truyền dẫn khác nhau. Trong môi
trường truyền dẫn đa đường, nhiễu xuyên ký tự ISI (Intersymbol

Interference) 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.
Hình 1.5 Sự suy giảm tín hiệu theo khoảng cách
Bảng 1.4 sự suy giảm tín hiệu trong môi trường vô tuyến
Mô tả Mức độ suy giảm
Khu vực trung tâm thành phố nhiều nhà
cao tầng
20dB thay đổi từ phố này tới phố
khác
21
Khu vực ngoại ô ít nhà cao tầng
tăng 10dB tín hiệu so với vùng
trung tâm
Khu nông thôn
tăng 20dB tín hiệu so với vùng
ngoại ô
Khu vực địa hình không đều và vùng
nhiều cây cối
công suất tín hiệu thay đổi từ 3-
12dB
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 GI (guard interval), 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.
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 kênh tần số đó.
Mặc dù vậy, OFDM không phải không có nhược điểm. 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 ICI
(Intercarrier interference), 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
22
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.
1.4 Kết luận
Cho đến nay, công nghệ thông tin vô tuyến đã có những phát triển vượt
bậc trong những năm gần đây. Hầu hết các hệ thống WLAN hiện nay dùng
theo chuẩn IEEE802.11b, cung cấp tốc độ dữ liệu cực đại 11Mbps. Các tiêu
chuẩn WLAN mới như IEEE802.11a và HyperLAN2 dựa trên công nghệ
OFDM cung cấp tốc độ dữ liệu tới 54Mbps. Tuy nhiên trong tương lai gần
các hệ thống sẽ yêu cầu các mạng WLAN có tốc độ dữ liệu lớn hơn 100Mbps.
Do vậy cần phải cải thiện hơn nữa hiệu quả phổ và dung lượng dữ liệu của
các hệ thống OFDM trong các ứng dụng WLAN.
Mạng di động thế hệ thứ ba và bốn là cung cấp cho khách hàng tốc độ dữ
liệu cao, phạm vi dịch vụ lớn như thông tin thoại, điện thoại truyền
hình(videophone) và truy cập internet với tốc độ cao. Tốc độ dữ liệu cao các
mạng di động tương lai có thể được thực hiện nhờ tăng giá phổ phân phối cho
các dịch vụ và bằng việc cải thiện hiệu quả phổ. OFDM là một ứng cử viên
tiềm năng của hệ thống mobile thế hệ thứ tư.

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍN HIỆU OFDM
2.1 Nguyên lý chung của kỹ thuật OFDM
23
Ghép kênh theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing) rất giống với ghép kênh theo tần số FDD (Frequency Division
Multiplexing) truyền thống. OFDM sử dụng những nguyên lý của FDM để
cho phép nhiều tin tức được gửi qua một kênh vô tuyến đơn. Tuy nhiên nó
cho phép hiệu quả phổ tốt hơn. OFDM khác với FDM nhiều điểm. Trong phát
thanh thông thường mỗi đài phát thanh truyền trên một tần số khác nhau, sử
dụng hiệu quả FDM để duy trì sự ngăn cách giữa các đài. Tuy nhiên không có
sự kết hợp đồng bộ giữa mỗi trạm với các trạm khác. Với cách truyền OFDM
như là DAB hoặc DVB-T, những tín hiệu thông tin từ nhiều trạm được kết
hợp trong một dòng dữ liệu ghép kênh đơn. Sau đó dữ liệu này được truyền
khi sử dụng khối OFDM được tạo ra từ đóng gói nhiều sóng mang. Tất cả các
sóng mang thứ cấp trong tín hiệu OFDM được đồng bộ thời gian và tấn số với
nhau, cho phép kiểm soát tốt can nhiễu giữa những sóng mang. Các sóng
mang này chồng lấp nhau trong miền tần số, nhưng không gây can nhiễu giữa
các sóng mang ICI (Inter - Carrier Interference) do bản chất trực giao của điều
chế. Với FDM những tín hiệu truyền cần có khoảng bảo vệ tần số lớn giữa
các kênh để ngăn ngừa can nhiễu. Điều này làm giảm hiệu quả phổ.
Tuy nhiên với OFDM, sự đóng gói trực giao các sóng mang làm giảm
đáng kể khoảng bảo vệ và cải thiện hiệu quả phổ. Tất cả các hệ thống truyền
thông vô tuyến sử dụng sơ đồ điều chế để ánh xạ tín hiệu thông tin, tạo thành
dạng có thể truyền hiệu quả trên kênh thông tin. Một phạm vi rộng các sơ đồ
điều chế đã được phát triển, phụ thuộc vào tín hiệu thông tin là dạng sóng
tương tự và số. Một số sơ đồ điều chế pha ( PM) , điều chế đơn biên ( SSB ),
điều biên kèm sóng mang (VSB), điều biên chế áp sóng mang (DSBSC). Các
sơ đồ điều chế sóng mang đơn điển hình cho thông tin số bao gồm khóa dịch
biên độ (ASK), khóa dịch tần số (FSK), khóa dịch pha (PSK), điều chế QAM.

OFDM còn có tên gọi khác là “Điều chế đa sóng mang trực giao”
(OMCM) dựa trên nguyên tắc phân chia luồng dữ liệu tốc độ cao thành các
24
luồng dữ liệu tốc độ thấp, truyền trên nhiều sóng mang trực giao nhau. Công
nghệ này được trung tâm nghiên cứu CCETT của Pháp phát minh từ đầu thập
niên 1980. Phương pháp đa sóng mang dùng công nghệ OFDM sẽ trải dữ liệu
cần truyền trên rất nhiều sóng mang, mỗi sóng mang được điều chế riêng biệt
với tốc độ bit thấp. Trong công nghệ FDM truyền thống những sóng mang
được lọc ra riêng biệt để bảo đảm rằng không có chồng phổ, bởi vậy không có
hiện tượng giao thoa ký hiệu ISI giữa những sóng mang nhưng phổ lại chưa
đuợc sử dụng với hiệu quả cao nhất. Với OFDM, nếu khoảng cách sóng mang
được chọn sao cho những sóng mang trực giao chu kỳ ký hiệu thì những tín
hiệu có thể được khôi phục mà không giao thoa hay chồng phổ (hình 2.1)
Hình 2.1 Hoạt động của OFDM
2.1.1 Đa sóng mang
Nếu truyền tín hiệu không phải bằng một sóng mang mà bằng nhiều sóng
mang, mỗi sóng mang tải một phần dữ liệu có ích và được trải đều trên cả
băng thông, thì khi chịu ảnh hưởng xấu của đáp ứng kênh (hình 2.2) sẽ chỉ có
một phần dữ liệu có ích bị mất, trên cơ sở mà dữ liệu mà các sóng mang khác
mang tải có thể khôi phục dữ liệu có ích. Điều này tương đương khi ghép
kênh theo tần số (FDM). Do vậy, khi dùng nhiều sóng mang có tốc độ bit
thấp, nhiều dữ liệu gốc sẽ được thu chính xác. Để khôi phục dữ liệu đã mất,
người ta dùng phương pháp sửa lỗi hương đi (FEC-Forward Error
25