Đồ Án Thông Tin Vô Tuyến

Chơng I: nguyên lý thông tin vô tuyến
I.Mở đầu
Thông tin vô tuyến sử dụng khoảng không gian là môI trờng truyền
dẫn. Phơng pháp thông tin là: phía phát bức xạ các thông tin bằng sóng điện
từ, phía thu nhận sóng điện từ từ phía phát thông qua không gian và tách lấy
tín hiệu gốc. Về lịch sử của thông tin vô tuyến, vào đầu thế kỷ này Marcôni
thành công trong việc liên lạc vô tuyến qua đạI tây dơng. Kenelly và
Heaviside phát hiện một yếu tố là tầng điện ly ở phía trên của khí quyển có
thể dùng làm vật phản xạ sóng điện từ. Những yếu tố đó đã mở ra một lỷ
nguyên thông tin vô tuyến cao tần đạI quy mô. Gần 40 năm sau Marcôni,
thông tinvô tuyến cao tần là phơng thức thông tin vô tuyến duy nhất sử dụng
phản xạ của tầng đôí lu, nhng nó hầu nh không đáp ứng thông tin ngày càng
ra tăng.
Chiến tranh thế giới lần hai là bớc ngoặt tronh thông tin vô tuyến.
Thông tin tầm nhìn thẳng- lĩnh vực thông tin sử dụng băng tần số cực
cao(VHF) và đã đợc nghiên cứu liên tục sau chién tranh thế giới- đã trở
thành hiện thực nhờ sự phát triển và các linh kiện điện tử dùng cho HF và
UHF. Với sự gia tăng không ngừng của lu lợng truyền thông, tần số của sóng
vô tuyến đã vơn tới các băng tần siêu cao(SHF) và cực cao(EHF). Vào những
năm 1960, phơng pháp chuyển tiếp qua vệ tinh đã đợc thực hiện và phơng
pháp thực hiện bằng tán xạ qua tầng đối lu của khí quyển đã xuất hiện. Do
những đặc tính u việt của mình, chẳng hạn nh dung lợng lớn, phạm vi thu
rộng, hiệu quả kinh tế cao, thông tin vô tuyến đợc sử dụng rất rộng rãI trong
phát thanh truyền hình quảng bá, vô tuyến đạo hàng, hàng không, quân sự,
quan sát khí tợng, liên lạc sóng ngắn nghiệp d thông tin vệ tinh- vũ trụ
Thông tin vô tuyến ứng dụng cho truyền thông công cộng chủ yêú
chia làm 3 phần:
-Thông tin vi ba cố định truyền dẫn, chuyển tiếp đờng dài
-Thông tin di động
-Thông tin vệ tinh
Do đó khi nghiên cứu cơ sở của thông tin di động ta cần nhắc lạI nguyên lý

của thông tin vô tuyến. Cơ sở truyền thôngtin di động đợc dựa trên sự truyền
thông tin vô tuyến.
Tất cả các dịch vụ vô tuyến để truyền dẫn kể cả thông tin di động mà
đợc nghiên cứu trong đề tàI này đều sử dụng vô tuyến điện(radio) làm phơng
tiện truyền dẫn. Đối với một số ngời, nó nhắc đến một kỷ nguyên vàg công
nghệ hoàn toàn mới. Vì thế cho nên những dịch vụ vô tuyến mới phảI tiêu
biểu cho một sự tiến bộ về công nghệ và có lẽ còn phảI tiêu bieeur cho một
kỷ nguyên mới trong viễn thông. Hiện nay có rất nhiều dịch vô tuyến đã đợc
sử dụng cho viễn thông và còn đang xuất hiện những kháI niệm mới. Mỗi
kháI niệm tơng ứng với một mắt nối truyền thông thiết yếu, song để đảm bảo


một cuộc liên lạc nh khách hàng mong muốn thì tất cảcác dịch vụ vô tuyến
này phảI đợc kết nối với nhau và hầu hết phảI kết nối vào mạng công cộng
hiện có.
Truyền dẫn có nhiều phức tạp và việc đạt đợc chất lợng dịch vụ thoảI
máI đối với cuộc đàm thoạI dù cách xa nhau vàI ba km đôI khi cũng khó
khăn nh nói với ngời trên vũ trụ. Những yếu tố chính ảnh hởng đến tín hiệu
cự ly của tín hiệu vô tuyến là tần số đợc sử dụng để phát quảng bá và thu tin
tức, là độ dàI và chiều cao của anten, là công suất phát tín hiệu và những cản
trở gặp phảI trên đờng truyền tin tức, phụ thuộc vào có bao nhiêu ngời sử
dụng băng tần vô tuyến riêng liên quan đến dảI sóng của tín hiệu và phụ
thuộc vào kỹ thuật ghép kênh đợc sử dụng.
Phần này sẽ đợc trình bàygiúp cho ngời mới làm quen với thông tin vô
tuyến và thông tin di động nắm đợc cơ sở của thông tin vô tuyếncũng nh
những hiểu biết chung về thông tin di động.
II.Cơ sở của thông tin vô tuyến
1.Phổ tần
Mọi truyền dẫn vô tuyến đều sử dụng sóng điện từ phát sinh từ các
dòng điện xoay chiều chạy qua anten. Một sóng đơn bắt đầu tạI đIúm không

có dòng điện, tăng đến cực đạI theo chiều dơng, đổi chiều dòng điện cho đến
khi đạt cực đạI phía dới(hay chiều âm) và cuối cùng quay về 0 -> biến đổi
theo quy luật hình sin. Tần số đợc định nghĩa nh số lợng các chu kỳnày xảy
ra trong khoảng thời gian 1s.
Sự lặp đI lặp lạI, hay các dao động này trớc đây gọi là số chu kỳ trong
1s, bây giờ gọi là 1Hz trong 1s để kỷ niệm ngời khai sinh ra vô tuyếna điện,
Hienrich Hertz. Tần số của các dao động này có thể biến đổi từ 1 Hz tới hàng
ngàn tỷ lần trong 1s và toàn bộ dảI các tần số này gọi là phổ tần.
2. Các dảI băng tần và dảI thông
Chỉ có một phần của toàn bộ phỏ tần là thích hợp với truyền dẫn vô
tuyến. Nhìn chung, nó đợc xem là trảI rộng từ 30 kHz-300GHz . Một vàI
truyền dẫn vô tuyến có thể tiến ahnhf với các tần số thấp tới 72 Hz, nhng
thực tế 100 Hz là giới hạn trên mà công nghệ hiện tạI có thể hực hiện đợc.
Phổ tần số vô tuyến đợc phân chia thành các nhóm lứon gọi là băng tần mà
mỗi băng có tên riêng để mô tả. Ví dụ nh VHF: tần số rất cao ,UHF : tần số
siêu cao , siêu cao tần
Kích cỡ của mỗi băng tần đợc xác định bằng dảI thông ( độ rộng dảI )
của nố. Đó chỉ là hiệu số giữa các tần số thấp nhất và cao nhất trong một
băng tần.
Ví dụ: VHF dảI thông 270 MHz (vì fmin=30MHz và
fmax=300MHz)
UHF dảI thông là 490 MHz ( fmin =470MHz và
fmax=960MHz )


Theo OJRT
DảI thông cũng đợc sử dụng cho từng kênh vô tuyến riêng. Những
kênh đó đợc dùng cho phạm vi một băng tần

3.Tần số và bớc sóng

Có một mối quan hệ giữa tần số và độ dàI tần số vô tuyến của sóng vô
tuyến hay còn gọi là bớc sóng. Vì các sóng vô tuyến truyền lan trong không
gian xấp xỉ tốc độ ánh sáng , cho nên khoảng cách mà nó đI đợc trong một
chu kỳ hoàn chỉnh sẽ càng ngắn đối với tần số càng cao và ngợc lạI .
(m) =

c( m / s)
f ( Hz )

c 300000km/s
-Các bớc sóng khác nhau rất xa về kích thớc
Ví dụ:Tín hiệu 30 khz để liên lạc với các tàu ngầm dới biển có bớc
sóng khoảng 9977 m. Trong khi đó bớc sóng của tín hiệu tế bào 800mhz có
độ dàI khoảng 0,033m.
4. Bớc sóng và kích thớc anten
Anten dùng để phát xạ hoặc thu tín hiệu vô tuyến. Để công suất phát
và công suất thu tối đa thì anten phát có kích thớc tối u. Kích thớc này có
quan hệ với bớc sóng của tín hiệu. Về cơ bản, tần số càng lớn với bớc sóng
ngắn đòi hỏi anten càng nhỏ. Một anten tối u thờng có kích thớc 1/2 bớc
sóng. Tuy nhiên do các anten đợc dựng thẳng đứng trên bề mặt kim loạI hay
mặt đất nên thờng có 2 mặt dẫn điện. Một gọi là phần thực, gọi là vật dẫn
thực. Phần kia gọi là vật dẫn ảnh, chỉ tồn tạI theo một cảm nhận vềđiện trờng. Vì lý do đó, để cungcấp đợc các đặc tính tối u cho một tần số nào đó,
anten phảI có tần số bằng 1/4 bớc sóng và đợc gọi là anten 1/4 bớc sóng .
Kích thớc vật lý của anten còn có thể giảm đI nữa nếu lấy thêm một linh
kiệnđiện gọi là cuộn cảm ứng.Kỹ thuật này gọi là kỹ thuật gia cảm, có thể
làm giảm kích thớc anten của dảI sóng ngắn nghiệp d mà thờng phảI cần đến
độ dàI 3m xuống còn 1m
5. Tăng ích anten
Anten thờng có một độ lợi(tăng ích) danh định biểu thị bằng
Decibel(db). Phép đo này tính theo Loga của tỷ số giữa hai công suất tín hiệu

Liên quan đến anten đang xét với một anten chuẩn. Độ lợi hoặc độ
tăng cờng độ tín hiệu này không phảI do bất kỳ sự khuyéch đạI tín hiệu nào
mà chỉ biểu thị cho sự chênh lệch về cờng độ tín hiệu giữa tín hiệu có thể thu


đợc từ một anten đằng hớng mà về mặt lý thuyết nó bức xạ một cách đồng
đều theo mọi hớng so với một anten định hớngtập trung tín hiệu theo một hớng nhất định. Cũng nh vậy, một anten cho bao nhiêu độ lợi khi phát thì
cũng cho bấy nhiêu độ lợi khi thu. Ngời ta thờng đánh giá các trạm vô tuyến
sử dụng các anten tăng ích theo công suất bức xạ hiêụ dụng. Một máy phát
sản sinh ra 1w công suất đI qua một anten có độ tăng ích bằng 10 sẽ cho một
bức xạ hiệu dụng(ERP) bằng 10w.
6. Các đặc tính truyền lan cũa sóng vô tuyến
Vì kích thớc các bớc sóng khác nhau cho nên các tín hiệu vô tuyến
truyền lan trong không gian theo các cách khác nhau. Một số sóng rất thích
hợp cho các đờng truyền dẫn có cự ly xa trong khi một số sóng khác lạI bị
giới hạn trong cự ly ngắn. Thông thờng thì tần số càng cao thì cự ly tín hiệu
Truyền đI càng ngắn. Các tần số có bớc sóng dàI có xu hớng đI theo bề cong
của tráI đất. ĐIũu đó giảI thích tạI sao các băng tần VLF và LF đặc biệt thích
hợp cho mục đích đạo hàng cự ly xa và truyền dẫn toàn cầu. Các tín hiệu dới
30 MHz, chủ yếu là các tín hiệu trong băng sóng trung MF, sẽ đI thẳng lên
trời nhng một phần năng lợng của chúng phản xạ trở lạI làm cho sóng bị gấp
khucs. Hiệu ứng gấp khúc này cho phép truyền thông cự ly dàI nhng không
hảI lúc nào cũng đủ độ tin cậy. Trong dảI sóng VHF và cao hơn, các tín hiệu
vô tuyến bị uốn cong và những bớc sóng đợc phát đI trong không trung sẽ
không bị phản xạ trở lại. Các tần số này rất hữu ích cho truyền thông theo
tầm nhìn thẳng(trực thị) nhng lạI rất bất lợi cho các cuộc truyền thông cự ly
xa trừ khi chúng hớng vào một vệ tinh, để sau đó vệ tinh lạI phát chúng về
tráI đất.
Quá trình truyền lan sóng vô tuyến cũng bị ảnh hởng bởi mức công
suất đợc dùng để phát tín hiệu. Mức công suất phát tín hiệu của sóng vô

tuyến đợc biểu thị bằng Watt giống nh công suất của cacs dụng cụ điện gia
đình, chỉ khác là các gía trị Watt thờng thấp hơn nhiều. Cùng tồn tạI một mối
quan hệ giữa các mức công suấtvà tần số trong đó các tần số càng cao, bớc
sóng càng ngắn thì đòi hỏi các mức công suất càng cao để phát đI tín hiệu
trên cùng một cự ly nh các tần số thấp hơn . Cho dảI VHF chẳng hạn,
là100w, trong khi nếu phát ở dảI UHF thì phảI có công suất phát cực đạI là
5000w.
Cờng độ tín hiệu của một sóng vô tuyến giảm đI rất nhanh khi nó rời
anten phát. Với đIũu kiện tuyệt đối không bị che chắn, mức giảm cờng độ tín
hiệu thu đợc là 10mw(1/100 của w) khi anten phát ở cách 1609m sẽ chỉ còn
2,5mw khi cách máy phát 3218m và chỉ còn 0,1mw tạI khoảng cách
16090m. Trong thực tế, do các vật chắn(các cao ốc) hoặc các vật hấp
thụ(các cây cao), suy hao còn có thể lớn hơn rất nhiều, đạt trị số nghịch
đảo của luỹ thừa năm hay luỹ thừa sáu của khoảng cách.


Các tín hiệu vô tuyến không đến máy thu với cờng độ không đổi. Ngợc lạI chúng còn bị pha đinh. Các tín hiêu phát thanh AM có mức độ biến
đổi do tín hiệu trực tiếp từ máy phát đI dọc theo bề mặt tráI đất có thể bị
lệch nhau tuỳ thuộc vào vị trí sóng hình sin. Sự lệch pha này triệt tiêu hoặc
làm tăng cờng tín hiệu.
Pha đinh cũng xảy ra đối với truyền dẫn trực thị, chẳng hạn phát thanh
FM hoặc mạng di động tế bào, do có can nhiễu giữa tín hiệu thu đợc trực tiếp
từ máy phát và tín hiệu bị phản xạ từ các cao ốc hoặc từ bề mặt tráI đất. Pha
đinh xảy ra đối với các máy di động cầm tay khi thuê bao chuyển động giữa
các vùng nơI mà các tín hiệu bị cộng hoặc trừ đI .
Trực tiếp liên quan đến hiệu ứng gây ra phâ đinh là hiệu ứng truyền
dẫn đa đờng : tín hiệu đến trên cả đờng trực tiếp và đờng phản xạ hoặc trên
hai đờng phản xạ. NgoàI việc làm thay đổi mức tín hiệu thu, hiệu ứng này
còn làm xấu đI chất lợng của tín hiệu.
Đối với các hệ thống vô tuyến số (Digital) nh các hệ thống đợc dùng

trong một số ứng dụng mạng tế bào mà ta sẽ trình bày ngay sau đây. Truyền
dẫn đa đờng làm cho một xung thông tin nào đó đợc thu nhận vàI lần, hơI bị
dãn cách về thời gian theo một phía, do sự khác nhau về khoảng cách đã đI
của sóng trực tiếp và sóng phản xạ. Xung này không có cờng độ giống nhau
khi thu đợc qua một số đờng đI. Các hiệu ứng không mong muốn của sự tán
xạ hay khoảng trễ này đợc khống chế bởi các thiết kế hệ thống thích hợp.
Các tín hiẹu vô tuyến chịu sự can nhiễu từ nhiễu tạp âm khác nhau.
Can nhiễu từ các nguyê nhân tự nhiên, chủ yếu là sấm, chớp , thờng rất mạnh
ở tần số dới 1MHz nhng giảm dần và trở thành thứ yếu ở tần số 30MHz. Tạp
âm từ các đờng dây điện lực có thể rất mạnh ở dảI băng tàn này. Các hệ
thống đánh lửa ở xe ôtô tạo can nhiễu khá mạnh nhng tạp âm này sẽ giảm
nhiều ở tần số cao hơn 300MHz . Kết quả là đốivới nhiều ứng dụng vô tuyến
dợc đề cập tới phần lớn tạp âm thờng thấy thực tế đợc tạo ra trong chính
máy thu của khách hàng.
7. Các hệ đIũu chế
Các sóng vô tuyến truyền tảI thông tin từ một vị trí khác. theo một
nghĩa nào đó thì chúng tơng tự nh các toa xe lửa ở chỗ chúng chỉ hữu ích khi
chúng chuyên chở một cáI gì đó. Tần số của sóng vô tuyến dùng để vận
chuyển đợc gọi là tần số sóng mang. Thông tin cần vân chuyển đợc trộn lẫn
với sóng mang nhờ một quá trình đợc gọi là đIũu chế.
Cần phảI có quá trình đIũu chế bởi vì tin tức của tín hiệu, nh tiếng nói
chẳng hạn, thờng có tần số rất thấp, tới mức không dễ gì đợc phát xạtrong
không gian. Có hai hình thức đIũub chế đợc sử dụng là đIũu biên(AM) và
đIũu tần(FM). Các hình thức khác là đIũu chế biên độ cầu phơng(QAM) và
đIũu xung mã(PCM)


Ngời ta cũng thờng sử dụng kết hợp các kỹ thuật đIũu chế. Chẳng hạn
phát thanh FM stereo sử dụng cả FMvà AM. Các hệ thống vô tuyến digital
biến đổi các tín hiệu tiếng thành xung mã, sau đó sử dụng QAM hoặc PM để

chuyển dòng xung theo tín hiệu vô tuyến
a.đIũu biên AM
ĐIũu biên AM là hình thức đIũu chế đầu tiên và vẫn còn rất thông dụng đặc
biệt là đối với các đàI phát thanh thơng mạI. Nếu bạn chỉnh máy thu tới
1000khz thì tần số sóng mang là 1000khz. Các âm thanh tiếng nói đợc phát
đI trên tần số này đợc trộn với tần số sóng mang 1000khz đó. Biên độ hay
kích thớc sóng hình sin của tần số sóng mang sẽ tăng hay giảm theo cùng
một tốc độ nh tốc độ tín hiệu tiếng nói.
Vì AM biến đổi biên độ của sóng mang nên nó rất dễ bị tác động bới
các tín hệu không mong muốn(hay tạp âm) chứa lẫn trong nội dung thông tin
khi tín hệu đợc phát đi. Khi sóng mang đợc loạI bỏ tạI máy thu vô tuyến (đợc
giảI đIũu chế), tạp âm vẫn còn lạI với thông tin một đặc tính không vốn có.
Do sự hạn chế này, đặc biệt tạp âm từ các hệ thống đánh lửa của xe cộ, ngày
từ đầu AM không thật thích hợp đối với các ứng dụng trong thông tin di
động. ĐIũu biên vẫn còn đợc ứng dụng trong một số trờng hợp, chẳng hạn
trong hàng không, nơI các nguồn tạp âm đợc khống chế theo cách riêng.
b.ĐIều kiện cầu phơng(QAM)
Một phơng án đặc biệt của đIều chế biên độ, gọi là đIũu biên cầu phơng
QAM, đợc sử dụng cho các hệ thống digital chẳng hạn nh các hệ thống
truyền dẫn vi ba và phát thanh AM analog stereo. QAM tạo ra hai sóng mang
của cùng một tần số nhng đợc tách ra tạI máy thu, cho nên tăng gấp đôI dung
lợng của sóng vô tuyến
c.ĐIều tần(FM)
Để khắc phục vấn đề tạp âm cố hữu của AM, ngời ta phát triển đIều tần. Với
đIều tần FM, tần ssố sóng mang, chứ không phảI là biên độ sẽ đợc biến thiên
theo thông tin của tín hiệu cần đợc mang đI(tiếng nói, âm nhạc). Do
để cho tần số biến đổi, phần lớn nó sẽ không bị tác độngbởi bất kỳ tạp âm
nào nó gặp sau khi tín hiệu đợc phát ra. FM đợc sử dụng ở nơI mà việc giảm
nhỏ tạp âm(thông tin di động ) và tính trung thực của tín hiệu(phát thanh FM
stereo) có vai trò quan trọng.

d. ĐIều pha(PM)
ĐIều pha PM gắn liền với đIều tần, với PM, sóng mang tiến trớc và chậm lạI
theo một phần của một chu kỳ để mang các tín hiệu digital và analog
e.ĐIều xung mã(PCM)
PCM có thể đợc mô tả nh một phơng pháp chuyển đổi các tín hiệu tơng tự
thành dạng số. Sự chuyển đổi từ một tín hiệu tơng tự ra một tín hiệu số là dựa
vào nguyên tắc chính là lấy mẫu, lợng tử hoá và mã hoá
* Lấy mẫu


Theo lý thuyết thông tin, để truyền các thông tin trong một tín hiệu khoong
nhất thiết phảI truyền toàn bộ thông tin đó. Chỉ cần chuyển các mẫu tách ra
từ tín hiệu đó theo định luật lấy mẫu của nó là đủ. Đây là nguyên tắc lấy
mẫu. Về ý nghĩa đIện học, lấy mẫu tức là lấy ra các giá trị tức thời của tín
hiệu tơng tự vào những khoảng thời gian cách đều nhau. Tín hiệu mẫu là một
dãy xung mà đờng bao của nó là tín hiệu gốc.

Hình 13

Theo lý thuyết lấy mẫu tin tức chứa trong tín hiệu sẽ không bị ảnh hởng khi
lấy mẫu. Tín hiệu lấy mẫu chứa trong nó toàn bộ thông tin tín hiệu gốc nếu:
-Tín hiệu gốc có băng tần hữu hạn, tức là nó không có thành phần tần số
ngoàI một tần số B nào đó
-Tốc độ lấy mẫu phảI lớn hơn hoặc bằng 2 lần B tức là fs >=2B
Trong kỹ thuật đIện thoạI, vùng phổ tiếng nói từ 300 Hz -> 3400Hz đợc
sử dụng. Trong thực tế, phổ tiếng nói của ngời kéo dàI kéo từ tần số thấp
nhất là khoảng 100Hz cho tới tần số âm rất cao. Băng tần này đã đợc máy
đIện thoạI hạn chế bớt nhng mức hạn chế ở vùng tần số cao vẫn cha đủ, vì
vậy trớc khi lấy mẫu, tín hiệu tiếng nói cần phảI qua bộ lọc thông thấp để
hạn chế bớt phổ tiếng nói dới 3400Hz. Tần số lấy mẫu 8000Hz đợc dùng

cho hệ thống đIện thoạI PCM. Tần số nàylớn hơn hai lần tần số cao nhất
trong băng tần tín hiệu thoạI là 3400Hz một ít do những khó khăn khi chế
tạo những bộ lọc thông thấp có đủ độ dốc
*Lợng tử hoá
Các mẫu lấy từ một tín hiệu tần số âm thoạI(VF) trong một khoảng biên
độ liên tục. Kế đến là chia khoảng biên độ này ra thành một số khoảng
nhất định. Tất cả các mẫu tin có biên độ rơI vào một khoảng nhất định thỉ
đợc cho cùng một giá trị. Đó là nguyên tắc lợng tử.
Hình 14
Việc làm tròn biên độ mẫu xung không thể tránh khỏi sai số dẫn đến biến
dạng lợng tử. Biến dạng này có thể giảm khi ta tăng đủ lớn số lợng mức
biên độ cho phép và hoàn toàn chấp nhận đợc vì có thể truyền dẫn không
có lỗi khi chỉ có một số nhất định các biên độ rời rạc. Rõ ràng độ méo l-


ợng tử hoá không độc lập mà có liên quan đến biên độ, các xung mẫu nhỏ
có biến dạng lợng tử nhỏ còn những xung mẫu lớn phảI nhận bến dạng lợng tử lớn. Từ đó cho ta giảI pháp tối u giữa chất lợng truyền dẫn và số lợng khoảng lợng tử. Ngời ta thờng sử dụng phơng pháp tăng khoảng lợng
tử theo biên độ có thể nhận đợc tỷ số tín hiẹu và tạp âm lợng tử gần nh
không đổi trong cả dảI tiếng nói khi khống chế sự biến đổi kích thớc
khoảng đIện tử theo hàm số logarit. Phơng pháp này cho phép sử dụng
mức lợng tử ít hơn nhiều so với phơng pháp lợng tử hoá theo khoảng cách
đều nhau.
*Mã hoá
Các mẫu xung đã đợc lợng tử hoá vẫn cha phù hợp để truyền dẫn vì
khó có đợc mạch đIện táI tạo xung mà vẫn có thể phân biệt đợc số lợng
lớn các biên độ mẫu, thờng là 2, cần cho tín hiệu tiếng nói. Các mẫu lợng tử này đợc mã hoá thành một mã thích hợp. Đến đây tín hiệu đã có
thể truyền đI dới dạng chuỗi xung nhị phân .

Hình 3.6
Nh vậy, trong kỹ thuật đIện thoạI ta dùng 2 mức lợng tử nên mỗi mẫu

xung đợc mã hoá bằng một nhóm mã hoặc đợc gọi là từ mã PCM, chá 8
xung nhị phân(8 bits).
Do tần số lấy mẫu là 8000mẫu/s, tín hiệu mã đa tần của tiếng nói sẽ
tạo ra tín hiệu và với tốc độ 64kbit/s .
*Trên nguyên tắc PCM các hệ thống truyền dẫn PCM gồm một máy phát
một đờng truyền và một máy thu. để thiết lập một đờng liên lạc hai chiều
mỗi hệ thống phảI có một bộ thu phát tạI mỗi đầu cuối và một đờng
truyền dẫn 4dây giữa hai đầu. Đờng truyền dẫn phảI đợc trang bị các bộ
lặp tạI những khoảng đều nhau, táI tạo các bits đến rồi truyền đI tiếp dòng
bits đã đợc táI tạo.
Để tăng dung lợng, hệ thống PCM dùng kỹ thuật ghép kênh phân chia
theo thời gian(TDM). Vì các mã của mẩu tin đợc truyền đI rất nhanh nên
các mẫu đến từ nguồn khác nhau có thể truyền đi trên cùng một đờng
truyền, ở các thời đIểm khác nhau mỗi mẫu đợc ghép vào một khe thời
gian.
TạI đầu thu, mã nhị phân đợc biến đổi ngợc trở lạI thành dạng tiếng
nói analog bao gồm táI tạo, giảI mã và khôI phục gọi là quá trình giảI
đIều chế.


8.Các lĩnh vực kỹ thuậ ghép kênh
Để làm tăng dung lợng của dảI vô tuyến dùng cho một lĩnh vực nào
đó, chẳng hạn nh dịch vụ mạng tế bào, ngời ta s dụng các kỹ thuật ghép
kênh. Ghép kênh có nghĩa là các kỹ thuật thuê bao cũng sử dụng một đờng truyền dẫn chung chẳng hạn nhu sử dụng chung một đờng cáp, một
vàI tần số và một vàI thời gian. Ghép kênh có thể ví nh việc làm gia tăng
lu lợng qua lạI của một cây cầu bắc qua sông. Các làn đờng hiện có của
cầu có thể thu hẹp để chứa đợc nhiều làn đờng hơn, hoặc có thể thêm toàn
bộ một tầng mới cho cây cầu. Trong mọi trờng hợp cây cầu không rộng
hơn trớc nhng bây giờ nó có thể vận chuyển đợc nhiều xe hơn trên suốt
chiều dàI của nó.Ghép kênh có thể đợc phân loạI nh: ghép kênh phân chia

theo không gian(SDM), theo thời gian(TDM), theo tần số(FDM) hay theo
mã(CDM). Ví dụ một nhóm các kênh có thể tạo nên một kênh bằng việc
ghép kênh phân chia tần số và nó bị tachs biệt với các kênh khác trên một
đờng cáp truyền dẫn. Ghép kênh đợc sử dụng cho các đờng đIện thoạI,
FM stereo và kiểm tra chính xác không gian của hệ thống đó từ xa.
Đối với thông tin di động số cellular mà ta sẽ xét, có 3 hình thức ghép
kênh là FDAM(frequency division Multiple access- đavtruy nhập phân
chia theo tần số), TDMA(Time division multiple Access- đa truy nhập
phân chia theo thời gian) và CDMA(Code Division multiple Access- đa
truy nhập phân chia theo mã).
Liên quan đến việc ghép kênh là dảI thông mà mỗi kênh hoặc mỗi
mạch chiếm trong một băng tần nào ddó. DảI thông đã đợc đề cập đến trớc
đây khi nói về các băng tần. Nó đơn giản là sự chênh lệch giữa các tần số cao
nhất và thấp nhất trong băng. Cùng một kháI niệm nh vậy cũng đợc áp dụng
cho các kênh theo một quy mô nhỏ hơn. DảI thông của kênh giống nh bề
rộng của một làn đờng thông trên cây cầu, chúng có thể rộng hoặc hẹp.
*SDM: Là một phơng pháp ghép kênh mà nhiều thuê bao sử dụng đồng
thời một đờng cáp bằng việc ràng buoọc vào đờng truyền dẫn riêng biệt
vào một cáp chung chẳng hạn nh đờng đIện thoạI đợc tạo nên bởi hàng
trăm, hàng ngàn đôI dây.
*TDM: Là một phơng pháp ghép kênh mà ngời ta phân chia thời gian
truyền số liệu của một cáp truyền dãan bằng phân chia thời gian và gán
cho nó mỗi kênh con. Các kênh con tốc độ thấp này sử dụng một đờng
truyền dẫn tốc độ cao theo từng phần bởi việc gửi các số liệu của nó khi
việc phân chia thời gian đợc gán một cachs định kỳ.
* FDM là một phơng pháp ghép kênh màngời ta phân chia dảI thông của
một đờng truyền dẫn (một băng tần) thành vàI dảI thông con và ấnđịnh
mỗi phổ tín hiệu đợc gửi từ mọt thiết bị tốc đọ thấp nào đó một cách đồng
thời bằng việc ghép kênh vào tần số trung tâm của mỗi thuê bao để phân
tách nó với các tần số khác bằng bộ ọc thông băng FDM nói chung sử

dụng đIều chế FSK nhng đôI khi sử dụng đIều chế PSK( khoá dịch pha)
do nó là tốc độ thấp và có băng che chắn nhằm ngăn ngừa sự can nhiễu từ
các kênh lân cận
Nói chung, trong thực tế TDM tốt hơn FDM về nhiều mặt. Thứ nhất là
việc lắp đặt hệ thống là giản đơn do không cần đến bộ đIều chế thuê
bao bộ đIều chế, bộ giảI đIều chế hoặc bộ lọc thông băng giống nh
của FDM trong mỗi kênh đIện báo. Thứ 2, Bất lợi của xuyên âm giữa
các kênh xảy ra do việc lọc kênh cha hoàn hảo và đặc tính không
tuyến tính không thể bị ảnh hởng. Thứ 3 là TDM có tốc độ truyền dẫn
cao hơn vì nó không cần băng che chắn bảo vệ nh FDM và sử dụng
hoàn toàn dảI thông đợc ấn định. Nhng TDM đòi hỏi phảI đợc đồng
bộ, chính xác hơn FDM. Hiện tợng fađing có lựa chọn băng hẹp, một
hoặc một vàI kênh có thể bị mất ở FDM nhng tất cả các kênh bị méo ở
TDM.
9.Kỹ thuật phân tập
Trong thu sóng vô tuyến, hiện tợng fađinh là cờng độ trờng thu bị biến
đổi theo thời gian. Hiện tợng phađinh bị phân chia thành phađinh
nhanh và phađinh chậm hay phađinh chọn lọc và phađinh đồng bộ tuỳ
theo các đặc tính tần số.
Phađinh chọn lọc là hiện tợng phađinh xảy ra ở trên một phần băng tần
của dảI thông truyền dẫn.
Phađinh đồng bộ có nghĩa là cờng độ trờng thu đợc thay đổi cân đối
trên toàn bộ băng tần trong dảI thông truyền dẫn.
Phađinh phân cực xaỷ ra khi mặt phẳng phân cực của sóng vô tuyến đI
tới bị thay đổi theo anten thu hoặc sóng đIện ly chịu ảnh hởng của từ
trờng tráI đất.
Phađinh nhảy cấp đợc hiẻu là tínhiệu bị ngắt quãng do sự thay đổi đặc
trngcuả lớp đIện ly xung quanh khoảng cách nhảy lớp trong quá trình

thông tin. để giảI quyết vấn đề này một bộ đIều lợng sẵn có cho đồng
bộ phađinh và kỹ thuật phân tập là có sẵn trong phađinh chọn lọc.
Kỹ thuật phân tập có nghĩa là thu các tín hiệu riêng rẽ từ hoặc nhiều
hhệ thống thu mà chúng không có hoặc có rất ít mối quan hệ lẫn nhau
và sau đó tổng hợp hoặc phân tập một cách tự động tín hiêụ này để dễ
sử dụng trớc và sau khi tách sóng. Kỹ thuật này đợc phân ra làm phân
tập không gian, tần số, phân tập, phân cực tuỳ theo hệ thống thu.
Kỹ thuật phân tập không gian sử dụng sự dao động phađinh độc lập
của vị trí riêng rẽ xung quanh đIúm thu. Nói chung hai hoặc ba anten
đợc lắp đặt riêng rẽ và tổng hợp hoặc chuyển hớng tín hiệu tới ngời sử
dụng sau khi thu chúng một cách riêng rẽ. đặc biệt thông tin vệ tinh là
loạI


hình duy nhất của các hệ thống viba hoạt động ở tần số cao chịu sự suy giảm
trong ma. Có thể giải quyết sự suy giảm bằng viêc lắp đặt anten trong cự ly
cách nhau vài dặm khác nhau nh việc phân chia không gian .
Kỹ thuật phân tập tần số sử dụng sự giao động pha đinh bằng việc thay đổi
tần số. Một tín hiệu đợc gửi đi đồng thời qua nhiều tần số. Nhợc điểm của kỹ
thuật này là đòi hỏi dải thông rộng cho cả hai đầu phát và thu.
Kỹ thuật phân tập phân cực có nghĩa là kỹ thuật thu tín hiệu riêng rẽ
thông qua angten khác nhau đợc phân cực 900 với nhau .Nó không đợc dùng
trong thông tin cự ly xa vì kém hiệu quả hơn hai kỹ thuật trên. Bộ hạn chế đã
đợc sử dụng tốt trong điện báo, cũng nh việc điều chế thích hợp hoặc angten
chống pha đinh đã đợc sử dụng để giảm hiện tợng pha đinh.
10. Can nhiều và phối hợp tần số
Can nhiều với các tín hiệu vô tuyến có thể do các tín vô tuyến có thể do
các tín hiệu vô tuyến khác của con nhời tạo ra hai nguồn chính của can nhiều
này làcan nhiều kênh lân cận và can nhiều cùng kênh Trong cả hai trờng hợp, ngời ta đều có biện pháp để giảm can nhiều đó. Các biện pháp này
có thể bao gồm các tiêu chuẩn về tính năng thiết bị, việc định khoảng cách

kênh chính xác, việc phân cách quản lý các thuê bao và việc phối hợp sử
dụng tần số trong một khu vực cho trớc.
a> Can nhiều kênh lân cận
Nếu các kênh vô tuyến đợc bố trí quá sít và nếu các bộ lọc điện tử không hợp
lý thì các tín hiệu từ một kênh vô tuyến có thể gây can nhiêù với một kênh
lân cận. Các kênh lân cận này hoạt động dựa trên những tần số khác nhau
nhng chúng quá gần nhau đủ để can nhiều có thể xảy ra. Vấn đề này đợc
khắc phục bằng thiết kế hệ thống đúng đắn và sản xuất thiết bị có dung sai
đặc biệt cũng nh yêu cầu giãn cách giữa các thuê bao trên các kênh kề liền
nhau trên cùng một vùng địa lý
b> Can nhiều cùng kênh
Không giống nh can nhiều kênh lân cận, can nhiều cùng kênh xảy ra khi các
tín hiệu từ một nguồn này gây ra can nhiều với một nguồn khác trong trờng
hợp các kênh sử dụng cùng một tần số nh nhau. Hiện tợng này đợc làm giảm
đến mức có thể chấp nhận đợc nhờ sự phân cách về mặt địa lý các maý phát
vô tuyến và sự hạn chế về mặt công suất của máy phát. Các trạm có anten tại
các độ cao đáng kể thờng hạn chế đợc mức công suất để giảm tiềm năng tạo
ra can nhiều. Trong một số hệ thống tế bào, việc tái sử dụng tần số là căn cứ
vào thiết kế hệ thống, thiết kế này chủ động phân cách về mặt vật lý các tế
bào, sử dụng cùng một tần số nh nhau theo một phơng pháp định trớc. Các hệ
thống vô tuyến khác phải đợc phân tách cự li tính theo dặm riêng do FCC
công nhận. FCC yêu cầu các nhà khai thác đệ trình các số liệu ghi rõ khả
năng gây can nhiều. Nhiệm vụ này lúc đầu đợc thực hiện bằng tính toán thủ
công trong phòng thí nghiệm, ngày nay đã có thể xác định liệu hệ thồng hiện


hành có bị ảnh hởng bởi một tín hiệu vô tuyến mới đợc đa vào hay không
bằng các chơng trình mày tính.
III> Các ứng dụng của thông tin vô tuyến
Thông tin vô tuyến có rất nhiều ứng dụng nh đạo hàng vô tuyến, phát thanh

truyền hình, điện báo, điện thoại, hàng không, vệ tinh...Ngời ta chia làm 3
phần trong truyền thông công cộng:
-Thông tin viba cố định để truyền dẫn và chuyển tiếp đờng dài
-Thông tin di động, mà các dịch vụ của nó gần đây ngày càng sôi động
-Thông tin vệ tinh
1.Thông tin cố định
Sử dụng viba là chủ yếu, đợc chấp nhận sử dụng trong dịch điện thoại điện
báo ảnh, phát thanh, truyền hình...Thông tin viba với các bớc sóng ngắn có
hớng tính mạnh và ít chịu ảnh hởng của các kênh khác. Trong phơng thức
thông tin này, các trạm lắp đặt với tầm nhìn thẳng không có chớng ngại vật
với mức công suất thấp chỉ cần 1W là đủ để truyền thông bởi vì tăng ích
anten cao, đủ để bù cho suy hao đờng truyền dẫn. Với tần số truyền dẫn từ 312GHz nó có thể truyền nhiều tín hiệu điện thoại và tín hiệu truyền hình.
Ngoài ra với tỉ số S/N cao và băng tần rộng nó thích hợp cho thông tin FM.
Thông tin viba đòi hỏi nhiều chi phí và công nghệ trong việc lắp đặt hệ thống
thông tin nhng gái thành cho mỗi kênh liên lạc lại kinh tế hơn do nó có rất
nhiều kênh. Việc thông tin vô tuyến kỹ thuật số rất phù hợp để truyền dẫn số
liệu tốc độ cao nh ngành famacile và hình ảnh. Nó có u điểm chống can
nhiều nhiều và kinh tế nhờ việc ghép kênh.
Vô tuyến cố định ngay từ khi vuất hiện đã đem lại những ứng dụng rất lớn
và rộng rãi. Tuy nhiên trong thông tin cố định còn một vài nhợc điểm nh
dung lợng tần số, chủ yếu sử dụng phơng pháp ghép kênh phân chia theo tần
số dẫn đến viịec hạn chế số lợng các thuê bao.
2.Thông tin di động
Gần đây thong tin di đọng dã trở thành một ứng dụng trong lĩnh vực thông
tin vô tuyến. Sự phát triển của thông tin di động đợc bắt đầu bằng phát minh
thí nghiệm sóng điện từ của Heztz và điện báo vô tuyến của Marconi và vào
thời kỳ đàu của phát minh sóng vô tuyến, nó đợc sử dụng trong dịch vụ vận
tải an toàn đờng biển để điều khiển các con tàu. Đối với thông tin vô tuyến
mặt đất, sau chiến tranh thế giới thứ nhất, hệ thống điện thoại di động vô
tuyến dã đợc lắp đặt và khai thác trong ngành cảnh sát. Trong dịch vụ thông

tin di động hàng không- một hệ thống đợc khai thác ở dải sóng HF và VHF
đã đợc thiết lập để kiểm soát bay. Hiện nay, hệ thống điện thoại xe cộ tự
động và hệ thống điện thoại di động tàu bè đợc thiết lập để dụng trong thực
tế. Ngời ta sử dụng chuông bỏ túi điện thoại không dây, dải băng nghiệp d
cá nhân ...và một số các dịch vụ thong tin vô tuyến di động khác nhau chẳng
hạn nh dịch vụ vệ tinh hàng hải, điện thoại trên tàu hoả, máy bay... trong t-


ơng lai không xa, tần số cận viba cũng đợc sử dụng.Với những ứng dụng to
lớn nh trên , thông tin di động ngày càng phát triển, nó khắc phục đợc các
nhợc điểm của thông tin cố định nh bớt cồng kềnh, có thể vừa di chuyển mà
vẫn thực hiện truyền thông tin nh các phơng pháp ghép kênh làm tăng số lợng thuê bao ... Nó phát triển từ truyền dẫn tơng tự đến truyền dẫn số, đi từ
mạng di đọng hai chiều đến mạng di động cấu trúc tế bào(các ô) với cấu trúc
ngày càng phức tạp và có nhiều u điểm. Do những đặc điểm trên mà nguyên
lý kỹ thuật của mạng thông tin di động khác với của mạng thông tin cố định
mà ta sẽ trình bày sau
*Các loại thông tin di động
-Thông tin di động mặt đất
-Thông tin di động hàng hải
-Thông tin di động đờng sắt
-Thông tin di động hàng không và vệ tinh
Trong khuôn khổ đề tài này, sẽ trình bày chủ yêú về thông tin di động mặt
đất bằng phơng pháp nghiên cứu mạng thông tin di động số cấu trúc tế bào
và sự phát triển của thông tin di động trong tơng lai.
3.Thông tin vệ tinh
Sử dụng vệ tinh đã trở nên thông dụng từ nhiều năm nay trong chuyển tiếp
phát thanh và truyền hình. Mặc dù hiện nay đang bị cáp quang biển cạnh
tranh, kỹ thuật truyền hình ảnh và tiếng nói vẫn còn phát triển trong nhiều
năm tới. Càng ngày, các vệ tinh càng tham gia nhiều vào việc truyền dữ liệu
hay t liệu video cho các mạng tin học và vào việc liên lạc với thiết bị di động

(thiết bị đầu cuối mang xách đợc)
Tại Châu Âu các vệ tinh đợc quan tâm do sự cần thiết phải mở cửa vào các
mạng viễn thông các nớc Đông Âu, nơi mà các hạ tầng cơ sở tỏ ra không đáp
ứng nổi yêu cầu. ngời ta thấy xuất hiện, chẳng hạn giải pháp sử dụng những
parabol thu cỡ nhỏ gọi là VSAT cạnh tranh với liên lạc mặt X25.
Các thông tin vệ tinh sử dụng 2 đoạn khác nhau rõ rệt:đoạn mặt đất (các
trạm mặt đất và các anten của chúng)và đoạn không gian (các vvệ tinh trên
quỹ đạo)
Để hiểu rõ hoạt động của chúng ta hãy theo dõi đờng truyền của một cuộc
liên lạc điện thoại quốc tế điển hình qua vệ tinh. Một cuộc gọi nh vậy trớc
hết phải đi qua mạng công cộng mặt đất để đén trạm vệ tinh mặt đất. Trạm
này dễ dàng nhận ra nhờ những anten lớn hình đĩa, hớng lên trời tới các vệ
tinh mà nó liên lạc. Trong tất cả các hệ vệ tinh trên thế giới, các trạm này là
các trung gian bắt buộc giữa mạng mặt đất và vệ tinh. Chúng xử việc phát và
thu các cuộc liên lạc đến là đi từ các vệ tinh. Để có thể lên vệ tinh, yếu tố
trung tâm và duy nhất của đoạn không gian, cuộc gọi điện thoại, kinh qua
một số thao tác(điều chế, khuyếch đại...). Các thao tác này sẽ đợc lặp lại(theo
chiều ngợc) khi cuộc liên lạc đến đợc trạm mặt đất thu , ở đó nó sẽ dùng


đoạn mặt đất để tới địa chỉ cần đến. Một mạng vệ tinh thờng gồm nhiều trạm
mặt đất đẻ liên lạc đồng thời. Sau cùng, các liên lạc qua vệ tinh dùng những
bằng tần riêng biệt khác nhau do các tổ chức quốc tế có thẩm phân bố.Vệ
tinh đảm bảo việc xử lý các tín hiệu ứng với các cuộc liên lạc đợc gửi đến từ
trái đất và chuyển trả lại chúng tới các vị trí cần đến. Chẳng hạn nó đảm bảo
khuyếch đại tín hiệu để trạm mặt đất có thể thu đợc và tín hiệu này đã bị suy
yếu do phải trải qua một đoạn đờng dài. Mỗi vệ tinh nằm ở quỹ đạo địa
tĩnh( nhìn từ mặt đất, chúng hiện ra nh đứng yên một chỗ) cao 36000 km chỉ
có một vùng sóng bao phủ, theo kích thớc hành tinh khoảng lục địa nh Châu
Âu chẳng hạn. Vùng này ứng với diện tích địa lý có thể truy nhập tới vệ tinh.

Diện tích của vùng bao phủ này dĩ nhiên thay đổi theo thiết bị vệ tinh và theo
các mục tiêu thơng mại của nhà khai thác. Vậy là để bao phủ cả hành tinh,
cần nhiều vệ tinh.


Chơng II: Tế bào và mạng tế bào trong thông tin di động GMS
I. Mở đầu:
Thông tin di động đợc ứng dụng cho nghiệp vụ cảnh sát từ những năm
20 ở băng tần vô tuyến 2MHz. Sau thế chiến thứ hai mới xuất hiện thông tin
di động điện thoại dân dụng. Năm 1946, với kỹ thuật FM (điều chế tần số) ở
băng sóng 150MHz, công ty AT&T đợc cấp giấy phép cho dịch vụ điện thoại
di động thực sự ở Saint Louis. Năm 1948, một hệ thống điện thoại di động tự
động đầu tiên ra đời ở Richmond, Indiana. Từ những năm 60, kênh thông tin
di động có dải thông tần số 30 KHz với kỹ thuật FM ở băng tần số 450 MHz
đa hiệu suất sử dụng phổ biến tần tăng gấp 4 lần so với cuối thế chiến II.
Sở dĩ ta thờng nói đến điện thoại bởi vì nh đã trình bày ở chơng I, mọi
mạng dịch vụ vô tuyến phải kết nối với nhau và kết nối vào mạng điện thoại
công cộng. Thông tin di động cũng không ở trờng hợp ngoại lệ, nó dùng điện
thoại làm phơng tiện kết nối. Nếu không có sự liên kết đó thì tất cả các dịch
vụ vô tuyến không đem lại ứng dụng to lớn nh ngày nay.
Năm 1946 dịch vụ di động 2 chiều đã đợc đa vào hoạt động. Các hệ
thống di động hai chiều đã phát triển theo 2 loại cơ bản: dịch vụ điều phối và
dịch vụ di động mặt đất công cộng (PLMS).
Di động điều phối đợc thiết kế đã truyền thông tơng tự (nh truyền
thông) một xe với một nhân viên điều phối. Nó có khả năng liên kết với
mạng truyền mạch công cộng (PSTN).
Di động mặt đất (PLMN) đợc thiết kế để truyền thông tơng tự nh truyền
thông của điện thoại hữu tuyến. Nó đợc liên kết hoàn toàn với PSTN và mục
đích của nó là tạo điều kiện liên lạc giữa các thuê bao di động và cả thuê bao
hữu tuyến. Hệ thống di động chỉ có 2 kênh, cần có một điện thoại viên và

một máy di động cần thao tác ấn nhả. Điều này là cần thiết bởi vì ngời dùng
chỉ có thể nghe hoặc nói chứ không thể vừa nghe, vừa nói đồng thời nh máy
điện thoại cố định. Loại hoạt động này là bán song công. Khi các hệ thống
đã phát triển, các kênh mới đợc bổ sung. Đầu tiên tổ hợp cầm tay đợc gán
cho một kênh riêng. Kiểu hoạt động gọi là hoạt động không thành nhóm. Sau
đó, để cải thiện, việc sử dụng kênh thuê bao di động đợc tạo ra khả năng để


sử dụng bất kỳ loại kênh nào. Cơ chế này gọi là hệ thống đợc tạo nhóm. Các
hệ thống đợc tạo nhóm đòi hỏi thuê bao di động sử dụng bộ chọn kênh để dò
tìm kênh trống một cách thủ công. Cuối cùng quá trình này đợc tự động hoá,
mà nh vậy, thuê bao đợc quét để tìm kênh trống một cách tự động. Hoạt
động bán song công vẫn còn là tiêu chuẩn cho đến tận những năm 60 khi
hãng Bell System giới thiệu dịch vụ di động cải tiến (IMTS) cho phép đàm
thoại 2 chiều cùng một lúc, hoặc hoạt động hoàn toàn song công nh điện
thoại hữu tuyến.
Mặc dù vậy, dịch vụ di động 2 chiều chỉ vừa mới bắt đầu thì các nhợc
điểm cố hữu của nó đã bộc lộ. Tất nhiên, nhợc điểm chính là do những can
nhiều cũng kích nên đòi hỏi phân cách về mặt địa lý quá lớn(?).
Tuy nhiên, mô hình thông tin di động đầu tiên là mô hình phát quảng
bá. ở mô hình này, các máy di động và trạm gốc tơng đơng nhau về mặt kỹ
thuật nghĩa là phải có công suất nh nhau, kích thớc vật lí nh nhau. Các cuộc
liên lạc luôn đợc thực hiện trong một vùng địa lý xác định nên việc di
chuyển cùng các mạng di động này gặp rất nhiều khó khăn vì nó cồng kềnh.
Hơn nữa việc liên lạc bị hạn chế. Muốn vùng phủ sóng rộng hơn vì các máy
công suất phải rất lớn, công suất càng lớn càng tốt, anten thu đặt càng cao
càng tốt dẫn đến dung lợng thuê bao trong mô hình này nhỏ, can nhiều lớn
và tốn kém về mặt công sức và kinh tế. Những nhợc điểm của mô hình này ta
sẽ phân tích kỹ hơn trong các phần sau.
Vì những nhợc điểm quá lớn nh trên, ngời ta phải nghĩ đến một mo hình

thông tin di động cải tiến hơn với các máy di động cầm tay, có thể di chuyển
tiện lợi với nhiều thuê bao hơn. Năm 1947, phòng thí nghiệp điện thoại Bell
bắt đầu khảo sát một khái niệm tái sử dụng tần số nhờ sử dụng tế bào (cell
hay ô) nhỏ với các máy di động công suất thấp. Các tế bào này có thể liên
kết với nhau nhờ sử dụng một máy tính cho phép thuê bao có thể di động
trong khi số lợng thuê bao cùng một lúc gia tăng đáng kể mà hệ thống vẫn
phục vụ đợc. Nh vậy là thay cho mô hình phát quảng bá với máy phát công
suất cao và anten cao là những cell diện tích có máy phát BTS công suất bé,
khi các cell ở cách xa nhau đủ xa thì có thể sử dụng lại cùng một tần số.
Tháng 12 năm 1971 đa ra hệ thống celled (mạng tế bào) kỹ thuật tơng tơng,
FM ở dải tần 850 MHz. Đến đầu những năm 90, các thế hệ đầu tiên của


thông tin di động cellular đã bao gồm hàng loạt hệ thống ở các nớc khác
nhau: TACS, NMI, AMIS... Tuy nhiên, các hệ thống này không thoả mãn đợc nhu cầu ngày càng tăng, trớc hết về mặt dung lợng. Mặt khác, các tiêu
chuẩn hệ thống không tơng thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ
rộng nh mong muốn. Những vấn đề trên đặt ra cho thế hệ thứ hai thông tin di
động mạng tế bào phải giải quyết. Và thông tin di động mạng tế bào số đợc
tạo ra.
Do các nớc khác nhau ở châu Âu sử dụng các tiêu chuẩn mạng tế bào
khác nhau, cho nên cần thiết phải có một tiêu chuẩn duy nhất để cung cấp
khả năng chuyển vùng. Do vậy hệ thống di động toàn cầu GSM (Global
System for Mibile) đã đợc phát triển nh một dịch vụ số hoá hoàn toàn làm
việc ở băng tần 900 MHz và theo nguyên lí đa truy nhập phân chia thời gian
TDMA (Time Division Multipe Access) với qui định 8 khe thời gian cho mỗi
kênh rộng 20 kHz dịch vụ GSM đang rất phát triển ở Việt Nam.
Các dịch vụ của thông tin di động: thông tin di động mặt dất, thông tin
di động đờng sắt, hàng hải và vệt inh ta sẽ nghiên cứu kĩ thông tin di động
mặt đất trong phạm vi thông tin số mạng tế bào nguyên lí TDMA đợc minh
hoạ bằng hệ thống GSM.

II. Cell và mạng tế bào
1. Trong mô hình di động quảng bá
Trong thông tin quảng bá, máy di động và trạm gốc luôn là các máy thu
phát nh nhau và liên lạc đợc thực hiện theo một chiều. Luôn chỉ có một máy
phát và một máy thu hoạt động nghĩa là nếu máy di động làm nhiệm vụ thu
thì chỉ thu tín hiệu mà không phát tín hiệu đợc. Mặt khác chỉ liên lạc đợc
trong một vùng địa lý rất nhỏ trong phạm vi phủ sóng của máy phát. Càng xa
máy phát tín hiệu càng yếu và can nhiễu lớn. Điều này đòi hỏi công suất phát
rất lớn ở tổng đài. Do vậy mà nếu xét theo quan điểm tế bào thì vùng hoạt
động của các máy di động chỉ là một tế bào (cell). Nên cơ chế hoạt động
cũng nh cấu trúc của hệ thống di động theo mô hình quảng bá đơn giản hơn
rất nhiều.
2. Định nghĩa tế bào và mạng tế bào


Cellular là tính từ, cell là danh từ, theo ý nghĩa đợc dùng trong đề tài
này, chúng đợc dịch là "tế bào" hay "ô". Cell là đơn vị nhỏ nhất của mạng.
Nh ta đã biết, thông tin vô tuyến cố định (nh vô tuyến truyền hình,
radio, điện thoại cố định...) với rất nhiều u điểm nhng vẫn tồn tại những hạn
chế mà lớn nhất là dung lợng thuê bao bởi thông tin cố định sử dụng một tần
số cho một kênh. Do vậy mà với dải băng tần xác định và dải thông xác định
thì vùng lu lợng nhỏ cũng nh tiềm năng dung lợng thuê bao nhỏ. Do nguồn
tần số giới hạn, điều quan trọng là phải tận dụng tần số một cách tốt nhất. Vì
vậy khi thiết lập một hệ thống viễn thông di động, vấn đề cốt lõi là phải sử
dụng lại một tần số ở địa điểm cách xa nơi sử dụng tần số này. Để giải quyết
vấn đề về các máy phát công suất lớn nh nhau ở nơi thu và phát dẫn đến khó
khăn trong di chuyển và hạn chế các ứng dụng về thông tin di động, ngời ta
chia vùng không gian thành các ô nhỏ (cell), trong mỗi ô có một đài vô tuyến
gốc công suất nhỏ hơn lúc trớc rất nhiều. Đài vô tuyến gốc (BTS) liên lạc với
tất cả các máy thuê bao di động (MS) có trong ô (vùng phủ sóng của một

BTS). Nhờ vậy mà ngày nay ta có thể sử dụng máy di động cầm tay nhỏ xíu
với công suất phát thấp càng ngày càng nhỏ và hiện đại nhờ các công nghệ vi
mạch điện tử tiên tiến. Đặc điểm của hệ thống số cellular là việc sử dụng lại
tần số và diện tích mỗi tế bào khá nhỏ mà dung lợng thuê bao lại rất lớn.
a) Hình dạng tế bào
Nếu anten đa hớng phát sóng vô tuyến trên khu vực mặt bằng thì vùng
bao phủ có dạng hình tròn khu vực tế bào đợc xác định bằng điểm có cùng vị
trí mức thu trung bình giữa các vị trí tế bào trong khu vực lan truyền sóng vo
tuyến và có dạng đa giác. Có 3 phơng pháp để bao phủ kín khu vực bằng các
tế bào hình dạng đa giác có kích thớc nh nhau
****************
H 2.1. Hình dạng tế bào
a) Tế bào hình tam giác đều
b) Trờng hợp tế bào hình vuông
c) Trờng hợp tế bào hình lục giác đều
Trong 3 dạng trên, dạng tế bào hình lục giác đều là hiệu quả nhất trong
việc sử dụng lại tần số làm tăng dung lợng thuê bao. Hơn nữa, dạng tế bào


này tạo cho khu vực phục vụ không có chỗ hở, sử dụng khoảng không gian
một cách hiệu quả nhất.
Sau đây ta sẽ xét biên giới của một tế bào. ở hình trên, mỗi vòng tròn là
một vùng phủ sóng của một anten vô hớng phát đằng hớng mà tại đó (tại
biên) cờng độ tín hiệu đã suy giảm đến giá trị tối thiểu yêu cầu của máy thu,
cờng độ thu thấp nhất (hay độ nhạy máy thu) Dây cung chung của các vòng
tròn là quỹ tích các vị trí cờng độ tín hiệu các anten bằng nhau.
Mỗi lục giác đều (một tế bào) là một vùng phủ sóng của anten vô hớng
có toàn bộ đừ biên bị giao thoa với vùng phủ sóng của 6 anten tơng tự đặt
cách đều xung quanh, 6 dây cung tạo thành hình lục giác đều, biểu thị vùng
phủ sóng của một tế bào. Do trong các tế bào luôn có can nhiễu với tế bào

bên cạnh khi sử dụng cùng một tần số nên không thể sử dụng chung tần số
cho 2 tế bào cạnh nhau.
Nếu máy di động (MS) ra khỏi vùng đó (vùng lục giác đều), nó sẽ đợc
chuyển giao để làm việc với một tế bào khác liền kề mà nó hiện trong vùng
phủ sóng. Hình lục giác là kí hiệu tế bào trong bản đồ qui hoạch mạng di
động.
**************
Hình 2.2.: Khái niệm biên giới tế bào hình lục giác đều
Ngời ta có thể phân bổ tế bào theo kiểu tuyến tính hoặc theo kiểu địa
hình
Phân bổ tế bào đợc bố trí theo kiểu tuyến tính do khu vực phục vụ nằm
trên bờ, dọc theo bờ biển hay dọc theo đờng trục của các thành phố lớn cách
nhau vài chục kilimet thì tế bào bố trí theo hàng dọc và sử dụng tần số sau
mỗi vòng. Ta xét một ví dụ kiểu tuyến tính lập lại 3 tế bào (hình 2.3)
*************
Hình 2.3
Khi khu vực phục vụ có kiểu mặt phẳng giống nh các cuộc gọi của xe
cô thì rất nhiều tế bào đợc phân bổ một cách phức tạp theo mô hình tế bào
lập lại trên khu vực phục vụ không có chỗ hở. Phân bổ tế bào theo kiểu địa
hình: Mặc dù hình dạng tế bào thực tế phức tạp do sự lan truyền vô tuyến


chịu ảnh hởng của các yếu tố tự nhiên và địa lý, tế bào sẽ đợc mô hình hoá
và vị trí tế bào đợc phân bổ đều đặn trên vùng phục vụ.
b) Sử dụng lại tần số
Ta đã biết rằng, do nguồn tần số giới hạn của thông tin vô tuyến, điều
quan trọng là phải tận dụng tần số một cách tốt nhất. Để thực hiện đợc nhiều
cuộc liên lạc, ngời ta sử dụng lại tần số. Nghĩa là sử dụng các kênh vô tuyến
ở cùng một tần số sóng mạng để phủ cho các vùng địa lý khác nhau. Hay nói
cách khác một tần số đợc sử dụng cho nhiều tế bào cách xa nhau. Các tế bào

này phải cách nhau ở cự ly đủ lớn để mọi nhiễu giao thoa đồng kênh (có thể
xảy ra) chấp nhận đợc. Chẳng hạn 3 tế bào sử dụng lại tần số cho cuộc gọi
trên tàu ở cảng, cuộc gọi trên tàu hoả và cuộc gọi trên máy bay. Khái niệm
sử dụng lại tần số đợc minh hoạ nh sau:
**************
Hình 2.4.
Trong mỗ tế bào, ngời ta sử dụng một nhóm tần số kênh vô tuyến.
Trong đó nhóm tần số F1, F2, F3 đợc dùng lại nhiều lần cho các ô có cực li
đủ lớn, công suất phát đủ nhỏ để nhiễu lẫn nhau do dùng chung tần số là
không đáng kể. Đặc điểm quan trọng của việc sử dụng lại tần số là can nhiễu
không phụ thuộc vào cự li tuyệt đối D giữa các ô (khoảng cách tâm giữa các
ô) mà phụ thuộc vào tỷ số D/R (R: bán kính ô) Việc thiết kế công suất phát
và chiều cao anten xác định R mong muốn
3. Các khu vực tế bào:
a) Định nghĩa:
Trong hệ thống mạng tế bào ban đầu sử dụng các vị trí tế bào với vùng
bao phủ điển hình có bán kính 16km hoặc lớn hơn. Vì một vùng bao phủ chỉ
chứa một lợng thuê bao nhất định. Nên khi lu lợng tăng lên hoặc cần có sự
bao phủ tốt hơn ở các vùng nhất định thì kích thớc các khu vực tế bào giảm
đi. Hiện nay, tế bào có bán kính khoảng 5-8 km và còn giảm đi nữa. Các tế
bào có thể đợc bố trí trong một qui mô bán kính 2-40 km hoặc hơn và chúng
đợc tính toán theo công suất phát và độ cao anten.
Trong hệ thống mạng tế bào, khi lu lợng tăng, các kênh và các tế bào sẽ
đợc bổ sung cho tới khi toàn bộ phổ tần dành cho nó đợc đa vào sử dụng các


vùng thành phố lớn có thể dùng toàn bộ phổ tần nhng các mạng di động
nông thôn thì thờng không sử dụng đủ số kênh.
Xét một mạng tế bào điển hình. Trong sơ đồ này, cơ cấu sắp xếp tế bào
đợc trình bày theo mô hình 6 cạnh. Các hệ thống mạng tế bào đợc thiết kế

theo kiểu lục giác để tính toán mô hình tái sử dụng tần số thơng pháp này
đảm bảo sự phân cách triệt để giữa bất kỳ 2 tế bào nào dùng cùng một tần số
sao cho không xảy ra can nhiễu. Thông thờng hệ thống thiết kế mô hình tái
sử dụng 4 tế bào, 7 tế bào, 12 tế bào.... Nếu trái đất bằng phẳng và không có
mặt vật cản thì sóng vô tuyến có thể chỉ bó hẹp trong tế bào hình lục giác
này, song thực tế, hầu nh không bao giờ tín hiệu vô tuyến đạt đến giổng hoàn
toàn mà chỉ gần giống nh hình lục giác mà thôi. Đối với các vùng khó mà
phục vụ bằng anten thông thờng, chẳng hạn trong các đờng hầm, thì phải áp
dụng các phơng pháp đặc biệt. Mặc dù vậy, việc sử dụng tế bào hình lục giác
vẫn là một công cụ tối u nhất hiện nay.
***************
Hình trên trình bày một số tế bào mini đợc phân bố giữa 2 hệ thống
mạng tách biệt khi các tế bào phân chia khu vực thành các khu vực tế bào.
Khu vực tế bào đơn vị là một khu vực đợc bao phủ bởi một tam giác đều tối
thiểu hoá số lợng tế bào bao phủ một khu vực. Là vị trí một máy phát (thu)
do một hàng dịch vụ cung cấp mạng tế bào (hoặc một hàng vô tuyến vận
hành, qua đó các thông tin vô tuyến đợc thiết lập giữa hệ thống mạng tế bào
và các máy di động).
- Tế bào macro: một khu vực tế bào có đờng kính bao phủ vô tuyến lớn
hơn 600m
- Tế bào micro: Một khu vực tế bào có đờng kính bao phủ vùng vô
tuyến lớn hơn 100m, nhỏ hơn 600m
- Tế bào picô: Một khu vực tế bào có đờng kính vùng bao phủ vô tuyến
nhỏ hơn 100m
b) Sự liên hệ giữa kích thớc tế bào và số thuê bao:
Số lợng các máy thu phát trong một tế bào cho trớc phụ thuộc vào lu lợng (số thuê bao) mà tế bào này định xử lý. Tuy nhiên, số lợng tối đa các
máy vô tuyến trong bất kỳ khu vực tế bào nào cũng phụ thuộc vào mô hình


tái sử dụng tần số theo thiết kế hệ thống. Nó đợc tính bằng cách chia tổng số

kênh cho mẫu tái sử dụng.
Ví dụ: Nếu hệ thống đợc thiết kế cho mẫu tái sử dụng N=4 và số lợng
tối đa các cặp kênh thoại là 395 thì số lợng kênh lớn nhất trong bất kỳ tế bào
nào không thể lớn hơn 98.
Thông thờng chỉ khi hệ thống đạt đến nhiều nghìn thuê bao trong một
vùng thành phố thì xuất hiện vấn đề sử dụng lại tần số để tăng dung lợng hệ
thống.
III. Sự chia nhỏ tế bào
Trong thực tế, do sự tăng trởng lu lợng không ngừng trong một tế bào
nào đó đến mức chất lợng phục vụ giảm sút quá mức, khi đó can nhiễu là
lớn, bao phủ là không tốt, tín hiệu thiếu chính xác và hay bị tắc nghẽn, ngời
ta phải thực hiện việc chia tách tế bào đang xét thành các tế bào nhỏ hơn. Để
giảm can nhiễu, phải duy trì một cự li nhất định giữa các tế bào sử dụng
những tần số giống nhau. Tuy nhiên, cự li này có thể giảm bớt mà không phá
vỡ mô hình tái sử dụng tần số của tế bào.
**************
Hình 2.5. Tăng dung lợng hệ thống bằng sự chia tách thành các tế bào
nhỏ hơn.
Khi kích thớc của tác tế bào giảm đi sẽ có nhiều tế bào hơn cùng sử
dụng các tần số giống nhau, điều này có nghĩa là hệ thống có nhiều thuê bao
hơn. Đặc biệt, ở các vùng chật chội (hay bị tắc nghẽn), nhà khai thác mạng tế
bào thờng chia một tế bào hiện có thành nhiều tế bào nhỏ hơn. Các máy thu
phát mới sẽ đợc lắp đặt và công suất của máy phát phải giảm bớt phân giới
hiện các tín hiệu trong các tế bào mới đợc tạo ra này.
Ví dụ: Một tế bào lúc đầu có bán kính 12,8 km có thể đợc chia ra thành
4 tế bào, mỗi tế bào mới có bán kính 3,2 km. Đối với hệ thống tế bào analog
đang hoạt động, việc phân chia tế bào là một phơng cách có hiệu quả để tăng
dung lợng hệ thống, mặc dù còn có những giới hạn phải đảm bảo. Hệ thống
tế bào số digital làm cho dung lợng tăng lên một cách đáng kể nhờ việc phân
chia tế bào. Càng ngày càng khó tìm đợc một vị trí thích hợp cho các khu

vực tế bào nhỏ và việc xử lí tải ô tổng đài cũng phát triển đáng kể vì thờng
phải chuyển vị nhiều hơn.
Với các tế bào nhỏ hơn, ngời ta dùng công suất phát nhỏ hơn và mẫu sử
dụng lại tần số đợc dùng với tỷ lệ xích nhỏ hơn. Do đó mà kích thớc của các
máy di động ngày càng nhỏ với nguồn năng lợng chỉ cần nhỏ mà máy vẫn
liên lạc tốt với các vùng xa.
Đến đây ta hiểu đợc rằng tại sao kích thớc tế bào ở vùng nông thôn nhỏ
hơn rất nhiều so với ô vùng thành phố. Sở dĩ có điều đó là do dung lợng thuê
bao của mạng di động lớn hơn rất nhiều so với mạng di động nông thôn.
Các tế bào nhỏ đợc chia nh trên k0chỉ nhằm mục đích tăng dung lợng
hệ thống mà còn bởi rất nhiều nguyên nhân phụ nh cải thiện chất lợng thu tín
hiệu, cung cấp vùng bao phủ không dễ thấy, giảm bớt và khắc phục tắc
nghẽn lu lợng tại các điểm nào đó hoặc vào một thời điểm nhất định.
IV. Các mức công suất của tế bào
Theo thiết kế, các hệ thống mạng tế bào làm việc tại mức công suất tín
hiệu thấp hơn so với các hệ thống di động 2 chiều và phát quảng bá trớc đây.
Các trạm gốc có giới hạn công suất tối đa là 100 oat công suất bức xạ hiệu
dụng (100 ERP) trừ những đoạn đặt trong vùng dịch vụ nông thôn công suất
tối đa là 500W ERP.
Các máy di động đợc thiết kế để dùng trong xe ô tô có thể phát 3w ERI
trong khi các máy di động cầm tay có công suất tối đa là 600 mw ERP mạng
tế bào thờng đợc nhìn nhận nh một dịch vụ vô tuyến có công suất cao cho
các phơng tiện xe cộ và đôi khi đợc xem là không thích hợp cho những ứng
dụng công suất thấp. Tuy nhiên, các mức công suất vừa đề cập ở trên là đại
diện cho các mức cực đại, các mức thực tế cho các máy di động đợc điều
chỉnh tự động phát ở các mức công suất thấp tới 7mw ERI. Các mức công
suất của trạm gốc đợc xác lập theo tham số thiết kế hệ thống nhng thờng
thấp hơn nhiều so với 100w ERP cực đại.

Chơng III: Truyền sóng trong thông tin di động


I. Mở đầu:
Nh ta đã biết, sóng vô tuyến là sóng điện từ, nằm trong cùng nhóm với
ánh sáng, bức xạ hồng ngoại và tia X. Tuy nhiên, các sóng điện từ đợc phát ở
tần số thấp hơn ánh sáng hoặc bức xạ hồng ngoại. Các đặc tính truyền lan
thay đổi theo bớc sóng. Các đặc tính cơ bản nh sau:
- Tần số thấp: dễ phản xạ (vợt qua khoảng cách tầm nhìn thẳng) hoạt
động tơng tự sóng âm thành.
- Tần số cao: truyền dẫn theo đờng thẳng (bị ma hấp thụ hoặc làm tán
xạ), hoạt động giống sóng ánh sáng.
Ngoài ra khi tần số tăng thì độ rộng băng tần cũng tăng. Chẳng hạn ta
khó đạt đợc độ rồng bằng 500 KHz ở tần số khoảng 1MHg nhng có thể dễ
dàng đạt đợc độ rộng bằng đó ở khoảng 1 GHz.
ở các tần số cao, chúng ta dễ dàng chế tạo các anten có tính định hớng
cao dễ truyền các sóng vô tuyến tuyến theo một hớng xác định, điều đó cho
phép sử dụng lại tần số sóng vô tuyến, bằng cách thay đổi hớng hay vị trí của
anten đó. Nh vậy tần số càng cao thì càng phù hợp hơn cho truyền dẫn tín
hiệu năng lợng cao.
Mặt khác, các sóng vô tuyến tần số càng thấp, có thể truyền lan trên
khoảng cách càng lớn. Do đó, các tần số thấp phù hợp với thông tin giữa
vùng xa vợt quá khoảng cách nhìn thẳng. Ví dụ, các tần số VLF có thể
truyền lan dới biển vì vậy, ta có thể sử dụng chúng để thông tin với các tàu
ngầm.
Nh vậy, tuỳ theo ứng dụng mà việc sử dụng lựa chọn tần số sao cho
hiệu quả nhất. ở chơng này ta sẽ xét xem sóng vô tuyến truyền trong thông
tin di động (nói chung, cả quảng bá và cellular) nh thế nào, nó có gì khác so
với thông tin trong mạng cố định hay không. Và trên đờng truyền từ nơi phát

đến nơi thu, nó gặp những hiệu ứng gì.
II. Truyền sóng trong thông tin di động.
Thông tin cố định chủ yếu sử dụng các tần số trong dải SHT (vi ba) còn
thông tin di động chủ yếu sử dụng các tần số trong băng VHF và OHF. Sở dĩ
dùng các băng tần trong dải tần số VHF và OHF mà không sử dụng dải băng


tần số thấp là do tuy băng tần số cao dễ bị hấp thụ do ma hoặc làm tán xạ nhng khi sử dụng chúng trong thông tin di động có những u điểm sau:
- Chúng cung cấp nhiều kênh thoại hơn băng sóng ngắn.
- Chúng phản xạ tốt hơn sóng vi ba nên có khả năng thông tin không chỉ
cho tầm nhìn thẳng.
- Có thể sử dụng các anten định hớng để phát trong các vùng và các hớng truyền lan xác định.
- Do không gian đợc chia thành các ô có kích thớc xác định nên không
cần thiết phải truyền ở khoảng cách lớn vì khi di chuyển giữa các ô, sóng vô
tuyến luôn có quá trình chuyển giao giữa anten này và anten kia sao cho phía
thu thu đợc đúng tần số cần thu với độ chính xác cao nhất có thể.
Sóng vô tuyến có thể chuyển từ anten phát đến anten thu qua các đờng
truyền lan khác nhau. Đờng phù hợp nhất phụ thuộc vào tần số đang sử dụng
và khoảng cách sóng cần vợt qua.
***************
Tầng điện ly là mức khí quyển mà trong đó không khí rất loãng và có
phần tử bị ion hoá. Tầng này tồn tại ở độ cao 100-400 km so với mặt đất.
Tầng đối lu là tầng khí quyển từ mặt đất đến độ cao khoảng 12 km nơi xay ra
các dòng đối lu.
Tầng điện ly hấp thụ các tần số dài hơn MF, nhng phản xạ hầu hết các
tần số trong băng HF. Do đó, truyền sóng vô tuyến trong băng HF có thể
phản xạ nhiều lần giữa mặt đất và tầng điện ly và có thể truy rất xa. Mặt
khác, các tần số trong băng VHF xuyên qua tầng điện ly vì vậy không thể sử
dụng tầng điện ly để truyền sóng quá khoảng cách nhìn thẳng. Nghĩa là trong
thông tin vi ba hay thông tin cố định và phát quảng bá không phải sử dụng

tầng điện ly để truyền sóng dẫn đến chúng luôn sử dụng bằng tần không phải
VHF.
Trong mạng cố định và mô hình di động quảng bá thờng sử dụng cách
truyền lan mặt đất và ở tầng đối lu nên nó truyền các sóng trực tiếp, sóng
phản xạ và tán xạ. Do tầng điện lý thay đổi ở mọi thời điểm nên thông tin cố
định rất khó.