Mạng không dây, mở rộng LAN không dây sử dụng kỹ thuật hình lưới và tối ưu hoá cấu hình

1

MỤC LỤC
MỤC LỤC ……………………………………………………..……… ..…….. I
DANH MỤC BẢNG ……………………………………….………………... III
DANH MỤC HÌNH …………………………………………….…….………IV
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ANH -VIỆT…………..…...…...…V
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VIỆT ANH……………..……. ......X
MỞ ĐẦU……….. ................................................................................................ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY............................... 16
1.1 Hệ thống thông tin vệ tinh ............................................................................. 16
1.1.1 Giới thiệu...................................................................................................... 16
1.1.2 Các đặc tính của thông tin vệ tinh ................................................................ 17
1.1.3 Các ứng dụng của thông tin vệ tinh ............................................................ 18
1.1.4 Các hệ thống VSAT ..................................................................................... 18

1.2 Hệ thống vi ba mặt đất .................................................................................. 20
1.2.1 Giới thiệu...................................................................................................... 20
1.2.2 Phân loại ....................................................................................................... 22
1.2.3 Các mạng Viba mặt đất ............................................................................... 22

1.3 Hệ quảng bá ................................................................................................... 24
1.3.1 Hệ phát thanh số liệu .................................................................................... 24
1.3.1.1 Phát thanh AM ....................................................................................... 24
1.3.1.2 FM ........................................................................................................ 25
1.3.1.3 Phát thanh số. ........................................................................................ 25
1.3.2 Hệ thống truyền hình và truyền số liệu ........................................................ 27
1.3.2.1 Truyền hình đen trắng ........................... Error! Bookmark not defined.
1.3.2.2 Truyền hình màu. .................................. Error! Bookmark not defined.
1.3.2.3 Truyền hình số ....................................... Error! Bookmark not defined.

1.4 Các hệ thống thông tin cá nhân (Personal Communication Networks) . Error!
Bookmark not defined.
1.4.1 Hệ thống thông tin di động .......................... Error! Bookmark not defined.
1.4.1.1 Điện thoại di động đầu tiên ................... Error! Bookmark not defined.
1.4.1.2 Điện thoại tế bào tƣơng tự ..................... Error! Bookmark not defined.
1.4.1.3 Điện thoại tế bào số. .............................. Error! Bookmark not defined.
1.4.1.4 Điện thoại không dây. ........................... Error! Bookmark not defined.
1.4.1.5 Hệ thống điện thoại thế hệ thứ 3 và thế hệ tƣơng lai. Error! Bookmark
not defined.
1.4.2 Hệ thông tin cá nhân thoại và số liệu ........... Error! Bookmark not defined.
1.4.2.1 Hệ thống số liệu diện rộng .................... Error! Bookmark not defined.
1.4.2.2 Hệ thống mạng LAN không dây ........... Error! Bookmark not defined.
1.4.2.3 ATM không dây .................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.2.4 Mạng PAN ............................................. Error! Bookmark not defined.


2

1.4.2.5 Các kết nối không dây cố định .............. Error! Bookmark not defined.

1.5 Giới thiệu tổng quan về mạng LAN không dây ........... Error! Bookmark not
defined.
1.5.1 Giới thiệu chung về mạng LAN không dây . Error! Bookmark not defined.
1.5.2 Các kỹ thuật của mạng LAN không dây ...... Error! Bookmark not defined.

1.5.3 Các chuẩn trong mạng LAN không dây............. Error! Bookmark not
defined.
CHƯƠNG II: MỞ RỘNG MẠNG LAN KHÔNG DÂY BẰNG KỸ THUẬT
KHÔNG DÂY HÌNH LƯỚI .... Error! Bookmark not defined.
2.1 Đặt vấn đề...................................................... Error! Bookmark not defined.

2.1.2 Khả năng tự cấu hình ................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.3 Khả năng tự hàn gắn .................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.4 Khả năng mở rộng mạng .............................. Error! Bookmark not defined.
2.1.5 Tính kinh tế .................................................. Error! Bookmark not defined.

2.2 Cấu trúc mạng không dây hình lƣới .............. Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Điểm – Điểm (Point-to-Point)...................... Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Điểm – Đa điểm (Point-to-Multipoints)...... Error! Bookmark not defined.
2.2.3 Đa điểm – Đa điểm ...................................... Error! Bookmark not defined.

2.3 Các thiết bị sử dụng trong mạng không dây hình lƣới Error! Bookmark not
defined.
2.3.1 Card mạng LAN không dây ......................... Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Card moderm không dây mạng hình lƣới 6300 ......... Error! Bookmark not
defined.
2.3.3 Phần mềm máy trạm..................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.4 Bộ định tuyến không dây hình lƣới.............. Error! Bookmark not defined.
2.3.5 Điểm truy cập ............................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.6 Điều khiển chuyển mạch .............................. Error! Bookmark not defined.
2.3.7 Tích hợp các thành phần .............................. Error! Bookmark not defined.

2.4 Các giao thức truyền thông sử dụng trong mạng không dây hình lƣới . Error!
Bookmark not defined.
2.4.1 Giao thức định tuyến động DSR (Dynamic Source Routing Protocol) Error!
Bookmark not defined.
2.4.1.1 Cơ chế phát hiện đƣờng......................... Error! Bookmark not defined.
2.4.1.2 Cơ chế duy trì đƣờng ............................. Error! Bookmark not defined.

2.5 Chuẩn 802.11s ............................................... Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG III:TỐI ƯU CẤU HÌNH MẠNG KHÔNG DÂY HÌNH LƯỚI

..................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1. Mô hình lập trình toán học của hệ thống mạng không dây hình lƣới ... Error!
Bookmark not defined.


3

3.2 Thiết lập bài toán để giảm thiểu chi phí và đảm bảo yêu cầu lƣu lƣợng
mạng…. ............................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Mô hình tốc độ cố định ................................ Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Mô hình tốc độ thích nghi ............................ Error! Bookmark not defined.
3.2.3 Mô hình có quan tâm đến nhiễu ................... Error! Bookmark not defined.

3.3 Phân tích ảnh hƣởng của lƣu lƣợng và giá cả đến thiết kế mạng cụ thể đƣợc
xây dựng dựa vào mô hình toán học trên. ........... Error! Bookmark not defined.
3.4 Kết luận ......................................................... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN…… .................................................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 27


4

DANH MỤC BẢNG
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY ................................. 16
Bảng 1: Thông tin liên quan đến các chuẩn ........ Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG II: MỞ RỘNG MẠNG LAN KHÔNG DÂY BẰNG KỸ THUẬT
KHÔNG DÂY HÌNH LƯỚI .................................................... 41
CHƯƠNG III : TỐI ƯU MÔ HÌNH MẠNG KHÔNG DÂY HÌNH LƯỚI 57
Bảng 2: Kết quả cho giải pháp tối ƣu của mô hình tốc độ cố định với M = 128
Mb/s, d = 600 Kb/s .............................................. Error! Bookmark not defined.

Bảng 3: Kết quả cho giải pháp tối ƣu của mô hình tốc độ cố định với M = 128
Mb/s, d = 3 Mb/s ................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 4: Kết quả cho giải pháp tối ƣu của mô hình tốc độ cố định với M bất kỳ
............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 5: Kết quả cho giải pháp tối ƣu của mô hình tốc độ cố định với M bất kỳ,
d=3Mb/s .............................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 6: Giải pháp cho mô hình tốc độ cố định khi β thay đổi, m= 50, d= 3Mb/s,
M = 128Mb/s ....................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 7: Giải pháp cho mô hình tốc độ cố định khi β thay đổi, m= 50, d= 3Mb/s,
M bất kỳ .............................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 8: Chất lƣợng của giải pháp trong mô hình tốc độ thích nghi với d =
200Kb/s ............................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 9: Chất lƣợng của giải pháp trong mô hình tốc độ thích nghi với d =
600Kb/s ............................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 10: Giải pháp tối ƣu của mô hình tính toán đến nhiễu và không tính đến
tốc độ thích nghi với d= 600 Kb/s ....................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 11: Giải pháp tối ƣu của mô hình tính toán đến nhiễu và không tính đến
tốc độ thích nghi với d= 3Mb/s ........................... Error! Bookmark not defined.


5

DANH MC HèNH V
CHNG I : TNG QUAN V MNG KHễNG DY ....................................... 16
Hình 1.1: H thng v tinh VSAT ....................................................................... 19
Hình 1.2: Mô hình của hệ thống viba số tiêu biểu .............................................. 21
Hình 1.3 : Sơ đồ khối thiết bị thu phát viba số .................................................... 21
Hình 1.4: Mô hình của hệ thống vi ba điểm nối điểm tiêu biểu. ........................ 23
Hình 1.5: Mô hình của hệ thống vi ba điểm nối đa điểm tiêu biểu ..................... 24
Hỡnh 1.6: Liờn kt im im dựng b thu phỏt hng ngoi ....Error! Bookmark

not defined.
Hỡnh 1.7: Kt ni cu khụng dõy ........................ Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 1.8: Mụ hỡnh WLAN t im ti a im . Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 1.9: Giao din ca WLAN vi LAN cú dõy ............. Error! Bookmark not
defined.
Hỡnh 1.10: Cu trỳc Bus ca mng LAN khụng dõy ......... Error! Bookmark not
defined.
Hỡnh 1.11: Cu trỳc Ring ca mng LAN khụng dõy........ Error! Bookmark not
defined.
Hỡnh 1.12: Cu trỳc Star ca mng LAN khụng dõy ......... Error! Bookmark not
defined.
Hỡnh 1.13: Tri ph nhy tn .............................. Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 1.14: K thut LAN hng ngoi khuych tỏn .......... Error! Bookmark not
defined.
CHNG II: M RNG MNG LAN KHễNG DY BNG K THUT
KHễNG DY HèNH LI ...................................................... 41
Hỡnh 2.1: Cu hỡnh mng im im ............... Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 2.2: Cu hỡnh mng im a im .......... Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 2.3: Cu hỡnh mng a im a im ..... Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 2.4: Modem khụng dõy 6300 ca mng khụng dõy hỡnh li ............ Error!
Bookmark not defined.
Hỡnh 2.5: Liờn h cỏc kờnh trong QDMA MeshNetworks v IEEE 802.11b/g
trong mng LAN khụng dõy ............................... Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 2.6: B nh tuyn khụng dõy hỡnh li t ct ốn cụng cng ...... Error!
Bookmark not defined.
Hỡnh 2.7: im truy cp IAP t ngoi tri..... Error! Bookmark not defined.
Hỡnh 2.8: Kt hp ca cỏc thnh phn trong mng khụng dõy hỡnh li .... Error!
Bookmark not defined.
Hỡnh 2.9: C ch phỏt hin ng, nỳt A l ngun, nỳt E l ớch ............... Error!
Bookmark not defined.

Hỡnh 2.10: C ch duy trỡ ng, nỳt C khụng th truyn gúi tin t A n E
thụng qua bc nhy D ............ Error! Bookmark not defined.
CHNG III : TI U Mễ HèNH MNG KHễNG DY HèNH LI 57
Hỡnh 3.1: Mụ hỡnh toỏn hc ca mng khụng dõy hỡnh li ....Error! Bookmark
not defined.


6

DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ANH -VIỆT
1G/2G/3G
3GPP
AAA
ACF
ACH
ACK
ACM
AM
AMPS
AN
AP
AR
ARPA
ARQ
ATM
ATSC
BCH
BMC
BPSK
BRAN

BS
BSS
BSS
CATV
CCIR
CDMA
CL
COFMA
CP
CPE
CPS
CRC
CRT
CTS
CW
DAB
DBPSK
DCC
DLC
DM
DRM
DS
DSL

First/Second/Third/ Generation
Third Generation Partnership Project
Authentication, Authorization, and
Accounting
Associate Control Function
Access Channel

Acknowledge
Adaptive Coding and Modulation
Amplitude Modulation
Advanced Mobile Phone System
Access Network
Access Point
Access Router

Thế hệ 1/2/3
Dự án hợp tác thế hệ 3
Xác thực, cấp quyền, thanh toán

Chức năng điều khiển liên kết
Kênh truy nhập
Báo nhận
Điều chế và mã tƣơng thích
Điều chế biên độ
Hệ thống điện thoại di động tiên tiến
Mạng truy cập
Điểm truy cập
Bộ định tuyến truy cập
Văn phòng dự án nghiên cứu cải
Advanced Research Projects Agency
tiến
Automatic Repeat Request
Yêu cầu lặp tự động
Asynchronous Transfer Mode
Phƣơng thức truyền không đồng bộ
Advanced Television System
Hội đồng về hệ thống truyền hình

Committee
cải biên
Broadcast Channel
Kênh quảng bá
Broadcast/Multicast Control
Điều khiển Multicast
Binary Phase Shift Keying
Khóa dịch pha nhị phân
Broadband Remote Access Network Mạng truy cập từ xa không dây
Base Station
Trạm cơ sở
Broadcast Satellite Service
Dịch vụ vệ tinh quảng bá
Basic Service Set
Điểm dịch vụ cơ sở
Community Antennae Television
Truyền hình cáp
Consultative Committee on
Hội đồng tƣ vấn vô tuyến quốc tế
International Radio
Code Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo mã
Converge Layer
Lớp hội tụ
Coded Orthogonal frequency-division Ghép kênh phân chia tần số trực
multiplexing
giao mã
Common Part
Phần chung
Customer Premises Equipment

Thiết bị của khách hàng
Common part sublayer
Lớp con CP
Cycle Redundent Check
Kiểm tra mã dƣ vòng
Cathode Ray Tube
Đèn hình chân không
Clear to Send
Xóa để gửi
Continuous Window
Cửa sổ liên tục
Digital Audio Broadcasting
Quảng bá phát thanh số
Differentially encoded BPSK
Điều chế BPSK mã vi sai
DLC Connection Control
Điều khiển kết nối DLC
Data-link Control
Điều khiển liên kết dữ liệu
Direct Mode
Phƣơng thức trực tiếp
Digital Radio Mondiale
Đài phát thanh số
Direct Sequence
Trải trực tiếp
Digital Subcriber Line
Đƣờng dây thuê bao số


7

DSS
DTH
DVB-C
DVB-H
DVB-S
DVB-T
EAP
EC
EDGE
EIFS
ES
ESS
ETSI

Distribution system service
Direct to Home
Digital Video broadcasting- cable
Digital Video Broadcasting Handheld
Digital Video broadcasting- Satellite
Digital Video broadcasting- terrestrial
Extended Authentication Protocol
Error Control
Enhanced data rate for global
evolution
Extended IFS
Earth Station
Extended Service Set
European Telecommunications
Standards Institute
Federal Communications Commission

Forward Channel
Frequency Division Duplex
Frequency Division Multiple Access
Forward Error correction
Frequency Hopping
Frequency Modulation

Dịch vụ hệ thống phân phổi
Dịch vụ trực tiếp tới thuê bao
Quảng bá truyền hình số qua cable
Quảng bá truyền hình số mặt đất
dùng cho thiết bị di động
Quảng bá truyền hình số vệ tinh
Quảng bá truyền hình số mặt đất
Giao thức xác thực mở rộng
Điều khiển lỗi
Tốc độ số liệu gói tăng cƣờng để
phát triển GSM
IFS mở rộng
Trạm mặt đất
Điểm dịch vụ mở rộng
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

Hội đồng thông tin liên bang Mỹ
Kênh đƣờng lên
Song công phân chia tần số
Đa truy cập phân chia theo tần số
Sửa lỗi trƣớc
Nhảy tần
Điều chế tần số

Hệ thống viễn thông di động công
FPLMTS
Future Public Mobile Telecom System
công tƣơng lai
FSK
Frequency Shift Keying
Khóa dịch tần
FSS
Fixed Satellite Services
Dịch vụ vệ tinh cố định
GFSK
Gaussian Frequency Shift Keying
Khóa dịch tần Gaussia
GPRS
General Packet Radio Service
Dịch vụ vô tuyến gói chung
GPS
Globle Positioning Systems
Hệ thống định vị toàn cầu
Global System for Mobile
GSM
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
Communication
HDTV
High definition Television
Truyền hình phân giải cao
Mạng vùng cục bộ không dây hiệu
HIPERLAN HIgh PErformance Radio LAN
năng cao
Mạng vùng đô thị không dây hiệu

HIPERMAN HIgh PErformance Radio MAN
năng cao
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ
HSCSD
High-Speed Circuit-Switched Data
cao
IBOC
In-band/On-channel
Cùng kênh/cùng tần số
Institute of Electrical and Electronics Học Viện của các Kỹ Sƣ Điện và
IEEE
Engineers
Điện Tử
IETF
Internet Engineering Task Force
Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
IMTS
Improved Mobile Telephone Service Dịch vụ điện thoại di động cải tiến
IR
Infared
Hồng ngoại
Integrated Services Digital
ISDB
Quảng bá số tích hợp dịch vụ
Broadcasting
Integrated Services Digital
Quảng bá số tích hợp dịch vụ -qua
ISDB-C
Broadcasting-Cable
cáp

Integrated Services Digital
ISDB-S
Quảng bá số tích hợp dịch vụ vệ tinh
Broadcasting-Satellite
FCC
FCH
FDD
FDMA
FEC
FH
FM


8
ISDB-T
ISDN
ISM
ITU
JPEG
L2CAP
LAN
LANDSAT
LDPC
LLC
LMC
LMP
LOS
LSI
MAC
MAN

MBS
MEO
MLME
MMAC-PC
MMDS
MPEG
MS
MSC
MSDU
MSS
NAI
NASA
NLOS
NTSC
OFDM
OIRT
PAL
PAN
PCF
PCS
PDA
PDC
PDCP
PKM

Integrated Services Digital
Broadcasting-terrestrial
Integrated Services Digital Network
Industry/Sicienfic/Medical
International Telecommunication

Union

Quảng bá số tích hợp dịch vụ mặt
đất
Mạng số liên kết đa dịch vụ
Y tế/ Khoa học/ Công nghiệp
Hội liên hiệp viễn thông quốc tế

Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh
tĩnh
Logical Link Control and Adaptation Giao thức tƣơng thích và điều khiển
Protocol
liên kết logic
Local Area Network
Mạng vùng cục bộ
Land Remote-Sensing Satellite
Vệ tinh quan sát trái đất
Low Density Parity Check
Kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp
Logical Link Control
Điều khiển liên kết logical
Link Management Control
Điều khiển quản lý liên kết
Link Management Protocol
Giao thức quản lý liên kết
Line of Sight
Tầm nhìn thăngr
Large Scale Integration
Tích hợp mức cao
Medium Access Control

Điều khiển truy cập đƣờng truyền
Metropolitan Area Network
Mạng vùng đô thị
Mobile broadband system
Hệ thống băng rộng di động
Medium Earth Orbit
Quĩ đạo trung bình
MAC Sublayer Management Entity
Thực thế quản lý lớp con MAC
Multimedia Mobile Access
Hội đồng cải tiến các hệ thống thông
Communications Systems Promotion
tin truy cập di động đa phƣơng tiện
Council
Multichannel multipoint distribution
Hệ thống phân phối da điểm đa kênh
System
Moving Picture Experts Group
Nhóm chuyên gia hình ảnh động
Mobile Station
Trạm di động
Mobile Switching Center
Trung tâm chuyển mạch di động
MAC Service Data Unit
Đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC
Mobile Subcriber Station
Trạm thuê bao di động
Network Access Identifier
Nhận diện truy cập Mạng
National Aeronautics and Space

Quản trị không gian và vũ trụ quốc
Administration
gia Mỹ
Non Line of Sight
Không tầm nhìn thẳng
National Television System
Hội đồng hệ thống truyền hình quốc
Committee
gia Mỹ
Orthogonal Frequency Division
Ghép kênh phân chia theo tần số
Multiplexing
trực giao
International Radio and Television
Tổ chức phát thanh và truyền hình
Organisation
quốc tế
Phase Alternating line
Pha luân phiên theo dòng
Personal Area Network
Mạng vùng cá nhân
Point coordination function
Chức năng phối hợp điểm
Personal Communication System
Hệ thống truyền thông cá nhân
Personal Digital Assistant
Thiết bị số cá nhân
Personal Digital Cellular
Tổ ong số cá nhân
Packet Data Convergence Protocol

Giao thức hội tụ dữ liệu gói
Private Key Management
Quản lý khóa riêng
Joint Photographic Experts Group


9
PLCP
PLMF
PMD
PO
PPM
PS
PSTN
QoS
RCH
RG
RGs
RLC
RR
RRC
RTS
SAP
SAR
SDP
SDTV
SDU
SECAM
SIM
SIP

SPI
SS
SSCS
SSI
STA
TDMA
TIA
TTA
TV
UGS
UMTS
USAP
USDC
UWB
VCM
VIR
VoD
VSAT
VSB
WATM
WCDMA
WEP

Physical Layer Convergence Protocol
PHY layer management entity
Physical medium dependent sublayer
Portal
Pulse possition modulation
Power Saving

Giao thức hội tụ lớp vật lý
Thực thể quản lý lớp vật lý
Lớp con độc lập môi trƣờng vật lý
Điểm truy cập
Điều chế vị trí xung
Tiết kiệm công suất
Mạng điện thoại chuyển mạch công
Public Switched Telephone Network
cộng
Quality of Service
Chất lƣợng dịch vụ
Receive Channel
Kênh thu
Resource Grant
Cấp phát tài nguyên
Resource Grant messages
Bản tin cấp phát tài nguyên
Radio Link Control
Điều khiển liên kết vô tuyến
Radio Resource
Tài nguyên vô tuyến
Radio Resource control
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
Request To Send
Yêu cầu gửi
Service Access Points
Các điểm truy cập dịch vụ
Segmentation and Reassembly
Phân đoạn và lắp ghép
Service Discovery Protocol

Giao thức tìm kiếm dịch vụ
Standard Definition Television
Truyền hình phân giải tiêu chuẩn
Service Data Unit
Diễu dữ liệu dịch vụ
Séquentiel couleur à mémoire
Màu thứ tự có nhớ
Subcriber identifier Module
Mođun nhận diện thuê bao
Session Initiation Protocol
Giao thức khởi tạo phiên
Syschronization parallel interface
Giao diện song song đồng bộ
Station service
Dịch vụ trạm
Service specific convergence sublayer Lớp con hội tụ đặc thù dịch vụ
Syschronization Serial interface
Giao diện nối tiếp đồng bộ
Station
Trạm
Time Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo thời gian
Telecommunications Industry
Hiệp hội công nghiệp Viễn thông
Association
Telecommunications Technology
Hiệp hội công nghệ Viễn thông
Association
Television
Truyền hình

Unsolicited Grant Service
Dịch vụ không yêu cầu cấp phát
Universal Mobile Telecommunication Hệ thống Viễn thông di động toàn
System
cầu
User Service Access Point
Điểm truy cập dịch vụ ngƣời dùng
United States Digital Cellular
Mạng tổ ong số quốc gia Mỹ
Ultra wideband
Băng cực rộng
Variable Coding and Modulation
Điều chế và mã hóa thay đổi
Vertical Interval Reference
Chuẩn khoảng đứng
Video on Demand
Video theo yêu cầu
Very Small Aperture Terminal
Thiết bị vệ tinh kích thƣớc nhỏ
Vestigial Sideband
Biên tần cụt
Wireless Asynchronous Transfer
Phƣơng thức truyền không đồng bộ
Mode
không dây
Wideband Code Division Multiple
Đa truy cập phân chia theo mã băng
Access
rộng
Wired equivalent privacy

Tính riêng tƣ tƣơng đƣơng có dây


10
Wi-Fi
WiMAX
WLAN
WLL
WMAN
WPAN
WWW

Wireless Fidelity
World interoperability Microwave
Access
Wireless Local Area Network
Wireless local loop
Wireless MAN
Wireless Personal Area Network
World Wide Web

Không dây tin cậy
Truy cập vi ba khả năng tƣơng tác
toàn cầu
Mạng vùng cục bộ không dây
Mạng vòng lặp cục bộ
Mạng vùng đô thị không dây
Mạng vùng cá nhân không dây
Mạng internet toàn cầu

11
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VIỆT ANH
Bản tin cấp phát tài nguyên
Băng cực rộng
Báo nhận
Biên tần cụt
Bộ định tuyến truy cập
Các điểm truy cập dịch vụ
Cấp phát tài nguyên
Chất lƣợng dịch vụ
Chuẩn khoảng đứng
Chức năng điều khiển liên kết
Chức năng phối hợp điểm
Cửa sổ liên tục
Cùng kênh/cùng tần số
Đa truy cập phân chia theo mã
Đa truy cập phân chia theo mã
băng rộng
Đa truy cập phân chia theo tần số
Đa truy cập phân chia theo thời
gian
Đèn hình chân không
Dịch vụ điện thoại di động cải tiến
Dịch vụ hệ thống phân phổi
Dịch vụ không yêu cầu cấp phát
Dịch vụ trạm
Dịch vụ trực tiếp tới thuê bao
Dịch vụ vệ tinh cố định
Dịch vụ vệ tinh quảng bá

Dịch vụ vô tuyến gói chung
Điểm dịch vụ cơ sở
Điểm dịch vụ mở rộng
Điểm truy cập
Điểm truy cập
Điểm truy cập dịch vụ ngƣời dùng
Diễu dữ liệu dịch vụ
Điều chế biên độ
Điều chế BPSK mã vi sai
Điều chế tần số
Điều chế và mã hóa thay đổi
Điều chế và mã tƣơng thích
Điều chế vị trí xung
Điều khiển kết nối DLC
Điều khiển liên kết dữ liệu
Điều khiển liên kết logical
Điều khiển liên kết vô tuyến
Điều khiển lỗi
Điều khiển Multicast
Điều khiển quản lý liên kết
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
Điều khiển truy cập đƣờng truyền

RGs
UWB
ACK
VSB
AR
SAP
RG

QoS
VIR
ACF
PCF
CW
IBOC
CDMA

Resource Grant messages
Ultra wideband
Acknowledge
Vestigial Sideband
Access Router
Service Access Points
Resource Grant
Quality of Service
Vertical Interval Reference
Associate Control Function
Point coordination function
Continuous Window
In-band/On-channel
Code Division Multiple Access

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
FDMA

Frequency Division Multiple Access

TDMA

Time Division Multiple Access

CRT
IMTS
DSS
UGS
SS
DTH
FSS
BSS
GPRS
BSS
ESS
AP
PO
USAP
SDU
AM
DBPSK
FM
VCM
ACM
PPM
DCC
DLC
LLC
RLC
EC
BMC
LMC

RRC
MAC

Cathode Ray Tube
Improved Mobile Telephone Service
Distribution system service
Unsolicited Grant Service
Station service
Direct to Home
Fixed Satellite Services
Broadcast Satellite Service
General Packet Radio Service
Basic Service Set
Extended Service Set
Access Point
Portal
User Service Access Point
Service Data Unit
Amplitude Modulation
Differentially encoded BPSK
Frequency Modulation
Variable Coding and Modulation
Adaptive Coding and Modulation
Pulse possition modulation
DLC Connection Control
Data-link Control
Logical Link Control
Radio Link Control
Error Control
Broadcast/Multicast Control

Link Management Control
Radio Resource control
Medium Access Control


12
Đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC
Dự án hợp tác thế hệ 3
Đƣờng dây thuê bao số
Ghép kênh phân chia tần số trực
giao mã
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
Giao diện nối tiếp đồng bộ
Giao diện song song đồng bộ
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
Giao thức hội tụ lớp vật lý
Giao thức khởi tạo phiên
Giao thức quản lý liên kết
Giao thức tìm kiếm dịch vụ
Giao thức tƣơng thích và điều
khiển liên kết logic
Giao thức xác thực mở rộng
Hệ thống băng rộng di động
Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến
Hệ thống định vị toàn cầu
Hệ thống phân phối da điểm đa
kênh
Hệ thống thông tin di động toàn

cầu
Hệ thống truyền thông cá nhân
Hệ thống viễn thông di động công
công tƣơng lai
Hệ thống Viễn thông di động toàn
cầu
Hiệp hội công nghệ Viễn thông
Hiệp hội công nghiệp Viễn thông
Học Viện của các Kỹ Sƣ Điện và
Điện Tử
Hội đồng cải tiến các hệ thống
thông tin truy cập di động đa
phƣơng tiện
Hội đồng hệ thống truyền hình
quốc gia Mỹ
Hội đồng thông tin liên bang Mỹ

MSDU
3GPP
DSL

MAC Service Data Unit
Third Generation Partnership Project
Digital Subcriber Line
Coded Orthogonal frequency-division
COFMA
multiplexing
Orthogonal Frequency Division
OFDM
Multiplexing

SSI
Syschronization Serial interface
SPI
Syschronization parallel interface
PDCP
Packet Data Convergence Protocol
PLCP
Physical Layer Convergence Protocol
SIP
Session Initiation Protocol
LMP
Link Management Protocol
SDP
Service Discovery Protocol
Logical Link Control and Adaptation
L2CAP
Protocol
EAP
Extended Authentication Protocol
MBS
Mobile broadband system
AMPS

Advanced Mobile Phone System

GPS

Globle Positioning Systems
Multichannel multipoint distribution
System

MMDS
GSM

Global System for Mobile Communication

PCS

Personal Communication System

FPLMTS Future Public Mobile Telecom System
Universal Mobile Telecommunication
System
Telecommunications Technology
TTA
Association
TIA
Telecommunications Industry Association
Institute of Electrical and Electronics
IEEE
Engineers
Multimedia Mobile Access
MMACCommunications Systems Promotion
PC
Council
UMTS

NTSC

National Television System Committee

FCC

Federal Communications Commission
Consultative Committee on International
Radio

Hội đồng tƣ vấn vô tuyến quốc tế CCIR
Hội đồng về hệ thống truyền hình
cải biên
Hội liên hiệp viễn thông quốc tế
Hồng ngoại
IFS mở rộng
Kênh đƣờng lên
Kênh quảng bá
Kênh thu

ATSC

Advanced Television System Committee

ITU
IR
EIFS
FCH
BCH
RCH

International Telecommunication Union
Infared

Extended IFS
Forward Channel
Broadcast Channel
Receive Channel


13
Kênh truy nhập
Khóa dịch pha nhị phân
Khóa dịch tần
Khóa dịch tần Gaussia
Không dây tin cậy
Không tầm nhìn thẳng
Kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp
Kiểm tra mã dƣ vòng
Lớp con CP
Lớp con độc lập môi trƣờng vật lý
Lớp con hội tụ đặc thù dịch vụ
Lớp hội tụ
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
Mạng internet toàn cầu
Mạng số liên kết đa dịch vụ
Mạng tổ ong số quốc gia Mỹ
Mạng truy cập
Mạng truy cập từ xa không dây
Mạng vòng lặp cục bộ
Mạng vùng cá nhân
Mạng vùng cá nhân không dây
Mạng vùng cục bộ

Mạng vùng cục bộ không dây
Mạng vùng cục bộ không dây hiệu
năng cao
Mạng vùng đô thị
Mạng vùng đô thị không dây
Mạng vùng đô thị không dây hiệu
năng cao
Màu thứ tự có nhớ
Mođun nhận diện thuê bao
Nhận diện truy cập Mạng
Nhảy tần
Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
Nhóm chuyên gia hình ảnh động
Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh
tĩnh
Pha luân phiên theo dòng
Phần chung
Phân đoạn và lắp ghép
Phƣơng thức trực tiếp
Phƣơng thức truyền không đồng
bộ
Phƣơng thức truyền không đồng
bộ không dây
Quản lý khóa riêng
Quản trị không gian và vũ trụ quốc
gia Mỹ
Quảng bá phát thanh số
Quảng bá số tích hợp dịch vụ

ACH

BPSK
FSK
GFSK
Wi-Fi
NLOS
LDPC
CRC
CPS
PMD
SSCS
CL

Access Channel
Binary Phase Shift Keying
Frequency Shift Keying
Gaussian Frequency Shift Keying
Wireless Fidelity
Non Line of Sight
Low Density Parity Check
Cycle Redundent Check
Common part sublayer
Physical medium dependent sublayer
Service specific convergence sublayer
Converge Layer

PSTN

Public Switched Telephone Network

WWW

World Wide Web
ISDN
Integrated Services Digital Network
USDC
United States Digital Cellular
AN
Access Network
BRAN
Broadband Remote Access Network
WLL
Wireless local loop
PAN
Personal Area Network
WPAN
Wireless Personal Area Network
LAN
Local Area Network
WLAN
Wireless Local Area Network
HIPERLA
HIgh PErformance Radio LAN
N
MAN
Metropolitan Area Network
WMAN Wireless MAN
HIPERM
HIgh PErformance Radio MAN
AN
SECAM Séquentiel couleur à mémoire
SIM

Subcriber identifier Module
NAI
Network Access Identifier
FH
Frequency Hopping
IETF
Internet Engineering Task Force
MPEG
Moving Picture Experts Group
JPEG

Joint Photographic Experts Group

PAL
CP
SAR
DM

Phase Alternating line
Common Part
Segmentation and Reassembly
Direct Mode

ATM

Asynchronous Transfer Mode

WATM

Wireless Asynchronous Transfer Mode

PKM

Private Key Management
National Aeronautics and Space
Administration
Digital Audio Broadcasting
Integrated Services Digital Broadcasting

NASA
DAB
ISDB


14
Quảng bá số tích hợp dịch vụ mặt
đất
Quảng bá số tích hợp dịch vụ -qua
cáp
Quảng bá số tích hợp dịch vụ vệ
tinh
Quảng bá truyền hình số mặt đất
Quảng bá truyền hình số mặt đất
dùng cho thiết bị di động
Quảng bá truyền hình số qua cable
Quảng bá truyền hình số vệ tinh
Quĩ đạo trung bình
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ
cao
Song công phân chia tần số

Sửa lỗi trƣớc
Tài nguyên vô tuyến
Tầm nhìn thăngr
Thế hệ 1/2/3
Thiết bị của khách hàng
Thiết bị số cá nhân
Thiết bị vệ tinh kích thƣớc nhỏ
Thực thế quản lý lớp con MAC
Thực thể quản lý lớp vật lý
Tích hợp mức cao
Tiết kiệm công suất
Tính riêng tƣ tƣơng đƣơng có dây
Tổ chức phát thanh và truyền hình
quốc tế
Tổ ong số cá nhân
Tốc độ số liệu gói tăng cƣờng để
phát triển GSM
Trải trực tiếp
Trạm
Trạm cơ sở
Trạm di động
Trạm mặt đất
Trạm thuê bao di động
Trung tâm chuyển mạch di động
Truy cập vi ba khả năng tƣơng tác
toàn cầu
Truyền hình
Truyền hình cáp
Truyền hình phân giải cao
Truyền hình phân giải tiêu chuẩn

Văn phòng dự án nghiên cứu cải
tiến
Vệ tinh quan sát trái đất
Video theo yêu cầu
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu

DVB-T

Integrated Services Digital Broadcastingterrestrial
Integrated Services Digital BroadcastingCable
Integrated Services Digital BroadcastingSatellite
Digital Video broadcasting- terrestrial

DVB-H

Digital Video Broadcasting - Handheld

DVB-C
DVB-S
MEO

Digital Video broadcasting- cable
Digital Video broadcasting- Satellite
Medium Earth Orbit

HSCSD

High-Speed Circuit-Switched Data

ISDB-T

ISDB-C
ISDB-S

FDD
Frequency Division Duplex
FEC
Forward Error correction
RR
Radio Resource
LOS
Line of Sight
1G/2G/3G First/Second/Third/ Generation
CPE
Customer Premises Equipment
PDA
Personal Digital Assistant
VSAT
Very Small Aperture Terminal
MLME
MAC Sublayer Management Entity
PLMF
PHY layer management entity
LSI
Large Scale Integration
PS
Power Saving
WEP
Wired equivalent privacy
International Radio and Television
OIRT

Organisation
PDC
Personal Digital Cellular
EDGE

Enhanced data rate for global evolution

DS
STA
BS
MS
ES
MSS
MSC

Direct Sequence
Station
Base Station
Mobile Station
Earth Station
Mobile Subcriber Station
Mobile Switching Center

WiMAX World interoperability Microwave Access
TV
CATV
HDTV
SDTV

Television

Community Antennae Television
High definition Television
Standard Definition Television

ARPA

Advanced Research Projects Agency

LANDSA
Land Remote-Sensing Satellite
T
VoD
Video on Demand
ETSI
European Telecommunications Standards


15
Âu
Xác thực, cấp quyền, thanh toán

AAA

Xóa để gửi
Y tế/ Khoa học/ Công nghiệp
Yêu cầu gửi
Yêu cầu lặp tự động

CTS
ISM

RTS
ARQ

Institute
Authentication, Authorization, and
Accounting
Clear to Send
Industry/Sicienfic/Medical
Request To Send
Automatic Repeat Request

MỞ ĐẦU
Nhƣ ta đã biết WiMAX có ƣu điểm về tốc độ truyền cao và phạm vi phủ sóng
rộng, do đó nó là lựa chọn số một cho các ứng dụng mạng không dây có số lƣợng
ngƣời sử dụng lớn, cung cấp đồng thời nhiều dịch vụ khác nhau (thoại, video, Internet)
trên cùng một đƣờng truyền không dây. Tuy nhiên, với các ứng dụng mạng có phạm vi
vừa và nhỏ, công nghệ WiMAX không phải là một giải pháp phù hợp do giá thành
thiết bị đầu cuối cao, chi phí thiết lập mạng lớn. Trong các ứng dụng mạng không dây
phạm vi vừa và nhỏ, công nghệ WLAN (IEEE 802.11) vẫn là một giải pháp hoàn toàn
phù hợp về đặc điểm kỹ thuật cũng nhƣ chi phí sử dụng. Tuy nhiên, do hạn chế về tầm
phủ sóng, công nghệ WLAN truyền thống không thể đáp ứng đƣợc các ứng dụng cần
mở rộng mạng. Vì vậy, trên cơ sở các yếu tố công nghệ có sẵn của công nghệ không
dây chuẩn, yêu cầu đặt ra là phải xây dựng đƣợc giải pháp kết nối để tạo ra mạng có
phạm vi phủ sóng cao hơn nhƣng vẫn đảm bảo đƣợc tính chất của mạng. Kỹ thuật
mạng hình lƣới không dây WMN (Wireless Mesh Network) có thể đƣợc coi là một
giải pháp tốt cho vấn đề đặt ra, nhằm mở rộng phạm vi phủ sóng cho các mạng WLAN
chuẩn. Dựa trên các thiết bị có sẵn của WLAN cùng với một số cải tiến về cả phần
cứng, phần mềm; xây dựng giao thức truyền thông mới, kỹ thuật mạng hình lƣới
không dây có thể cải thiện đáng kể tầm phủ sóng của mạng ban đầu.
Khi mạng không dây hình lƣới ra đời, các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào giao

thức điều khiển MAC, giao thức định tuyến, khả năng quản lý di động và các vấn đề
bảo mật nhằm tối ƣu mạng. Nhƣng có một vấn đề thời sự mà nhà thiết kế nào cũng
quan tâm, đó là thiết kế nhƣ thế nào để chi phí cài đặt mạng là ít nhất mà vẫn đảm bảo
đƣợc hiệu suất của mạng.
Luận văn “Mạng không dây, mở rộng LAN không dây sử dụng kỹ thuật hình lƣới
và tối ƣu hóa cấu hình.” nghiên cứu về hệ thống mạng không dây nói chung và tìm
hiểu sâu hơn về mạng LAN không dây, áp dụng kỹ thuật hình lƣới để mở rộng mạng
LAN, đồng thời nghiên cứu, chắt lọc ra một số biểu thức toán học nhằm tối ƣu việc
thiết kế cấu hình mạng. Để khẳng định sự đúng đắn của các biểu thức đã nêu, tác giả
sử dụng một số kết quả nghiên cứu về tối ƣu cấu trúc mạng WLAN dạng lƣới của một
số tác giả khác [5] làm minh chứng.


16

Luận văn gồm 3 chƣơng nội dung, phần mở đầu, phần kết luận, mục lục, và tài
liệu tham khảo.
Chương 1: Tổng quan về mạng không dây sẽ giới thiệu qua về mạng hệ thống
thông tin vệ tinh, hệ thống vi ba mặt đất, hệ quảng bá, các hệ thống thông tin cá nhân
và nghiên cứu chi tiết hơn về mạng LAN không dây.
Chương 2: Mở rộng mạng LAN không dây bằng kỹ thuật không dây hình lưới sẽ
nghiên cứu ƣu điểm mà mạng không dây hình lƣới đem lại, cấu trúc mạng, các thiết bị
và giao thức đƣợc sử dụng.
Chương 3 : Tối ưu cấu hình mạng không dây hình lưới: Bằng cách mô hình hóa
mạng không dây hình lƣới và áp dụng kiến thức về toán học, đúc rút ra một số công
thức, giúp các nhà thiết kế mạng WLAN dạng lƣới tiết kiệm chi phí trong khi vẫn thỏa
mãn các ràng buộc về dung lƣợng không đổi hoặc thay đổi hoặc có tính toán đến
nhiễu, đồng thời sử dụng kết quả của một nhóm nhà khoa học để chứng minh tính
đúng đắn của lý thuyết đƣa ra.
Tác giả luận văn này xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS TS. Vƣơng Đạo

Vy, Khoa Điện tử viễn thông - Trƣờng Đại học công nghệ - Đại học quốc gia Hà nội,
ngƣời đã hƣớng dẫn tận tình và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn
này.

Tác giả

Cao Thị Ly


17

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY
Mặc dù có lịch sử hơn 1 thế kỷ nhƣng thông tin không dây thực sự bùng nổ trong
các hệ thống thông tin chỉ trong vòng 15-20 năm lại đây. Hiện tại lĩnh vực thông tin
không dây là lĩnh vực phát triển nhanh nhất trong công nghệ viễn thông. Các hệ thống
thông tin không dây nhƣ là mạng điện thoại tế bào, điện thoại không dây, thông tin vệ
tinh, thông tin viba, cũng nhƣ mạng LAN không dây đang đƣợc sử dụng rộng rãi và
trở thành một phƣơng tiện không thể thiếu trong đời sống hằng ngày. Thị trƣờng viễn
thông đang có sự chuyển hóa rõ rệt, số lƣợng ngƣời dùng không dây đang tăng trƣởng
nhanh và vƣợt số lƣợng ngƣời dùng mạng có dây trong một vài năm tới.
Các mạng không dây thực sự mang lại lợi ích trong việc giảm các chi phí triển
khai và bảo dƣỡng mạng trong một số trƣờng hợp. Khái niệm này liên quan đến việc
triển khai, mạng không dây yêu cầu số lƣợng cáp ít hơn mạng có dây hoặc không cần
phải đi dây. Lợi ích của mạng không dây có thể mô tả nhƣ sau:
– Triển khai mạng trong trƣờng hợp khó đi dây. Trong trƣờng hợp này vị trí đi
cáp có thể phải chạy qua sông hoặc đại dƣơng. Một ví dụ khác đó là phải thực hiện đi
dây trong các tòa nhà đang đƣợc sử dụng điều đó gây sự xáo trộn, ảnh hƣởng tới hoạt
động của công ty.

– Trong trƣờng hợp cấm đi dây. Ví dụ nhƣ trong trƣờng hợp các tòa nhà lịch sử
đƣợc bảo tồn.
– Trong trƣờng hợp triển khai tạm thời. Mạng đƣợc sử dụng trong thời gian ngắn
không thuận tiện cho việc đi dây.
1.1 Hệ thống thông tin vệ tinh
1.1.1 Giới thiệu
Hệ thống thông tin vệ tinh đƣợc đề cập đến vào những năm 1940 bởi Arther
Clarke. Trong đó Clarke mô tả một số vấn đề cơ bản liên quan đến việc xây dựng
mạng vệ tinh bao phủ xung quanh trái đất bao gồm các vấn đề về sử dụng tần số, công
suất mạng và cách đƣa vệ tinh lên quĩ đạo.
Cách mạng của công nghệ vệ tinh không xảy ra trong một thời gian ngắn nhƣng
đã đi theo một lộ trình phát triển nhất định. Trong chiến tranh thế giới thứ II và chiến
tranh lạnh đã phát triển từ công nghệ vô tuyến đo đạc từ xa, công nghệ tên lửa. Nhƣng
kỷ nguyên của vệ tinh thực sự chỉ bắt đầu từ năm 1957 với việc phóng vệ tinh Sputnik
bởi Liên Xô. Tuy nhiên khả năng thông tin của Sputnik rất hạn chế. Thế hệ vệ tinh
thông tin thực sự đầu tiên đó là AT&T Telstar 1 đƣợc phóng bởi NASA năm 1962. Vệ


18

tinh này có khả năng cung cấp thông tin 2 chiều và có khả năng chuyển tiếp 600 kênh
thoại hoặc một kênh truyền hình. Telstar 1 đƣợc cải tiến năm 1963 thành Telstar 2.
Từ kỷ nguyên Telstar tới nay, công nghiệp vệ tinh đã phát triển nhanh chóng
cung cấp các dịch vụ nhƣ dữ liệu, tìm kiếm, thoại, truyền hình và một số ứng dụng di
động. Tuy nhiên, vị trí của các vệ tinh trong hoàn cảnh thông tin đã có những thay đổi
trong một vài thập kỹ qua. Hiện tại, băng thông cao và độ phủ sóng rộng rãi của các hệ
thống vệ tinh dẫn tới tƣơng lai của thông tin gắn liền với các vệ tinh. Một số ƣu điểm
của hệ thống thông tin vệ tinh đó là:
- Tính linh động: Cung cấp các ứng dụng yêu cầu tính linh động, nơi mà hệ thống
cáp quang không thể triển khai

- Quảng bá: Các vệ tinh đƣa ra khả năng dễ dàng quảng bá các bản tin tới một
lƣợng lớn các trạm mặt đất. Dễ dàng hơn triển khai quảng bá trên mạng có dây
- Các môi trường khắc nghiệt: Vệ tinh có thể cung cấp vùng phủ sóng cho các
vùng khó khăn trong việc triển khai và chi phí cao. Ví dụ nhƣ cung cấp các dịch vụ
điện thoại ở Indonesia.
- Triển khai nhanh: Bằng cách sử dụng các vệ tinh, một mạng có thể đƣợc triển
khai nhanh chóng hơn so với mạng đi dây, điều này rất quan trọng trong điều kiện
thảm họa và các ứng dụng quân sự.
1.1.2 Các đặc tính của thông tin vệ tinh
Hệ thống thông tin vệ tinh có một số đặc tính nhƣ sau:
- Vùng phủ sóng rộng: Do độ cao của vệ tinh nên khả năng phủ sóng của vệ tinh
rất lớn trên bề mặt trái đất.
- Nhiễu: Cƣờng độ của tín hiệu vô tuyến càng giảm khi khoảng cách từ trạm phát
tới trạm thu tăng lên. Do đó, khoảng cách giữa trạm mặt đất ES và vệ tinh càng lớn thì
tín hiệu thu đƣợc càng yếu.
- Khả năng quảng bá: Nhƣ đã nói ở trên các vệ tinh vốn là các thiết bị quảng bá.
Điều này có nghĩa là mỗi khi phát tín hiệu thì một lƣợng lớn trạm ES có thể thu đƣợc.
- Trễ truyền dẫn lớn: Do có quĩ đạo của vệ tinh rất cao nên thời gian yêu cầu cho
việc truyền dẫn từ bên phát tới bên thu lớn hơn so với các phƣơng tiện truyền dẫn
khác. Trễ truyền sóng có thể từ 250ms đến 300ms.
- Bảo mật: Tất cả các hệ thống thông tin không dây thì vấn đề bảo mật cũng là
một vấn đề đối với thông tin vệ tinh.
- Chi phí truyền dẫn không phụ thuộc vào khoảng cách: Trong các hệ thống vệ
tinh, chi phí của dịch vụ là cố định và không phụ thuộc vào khoảng cách.


19

1.1.3 Các ứng dụng của thông tin vệ tinh
Một số ứng dụng của thông tin vệ tinh bao gồm:

 Thoại: Các vệ tinh là một hệ thống đáp ứng cho việc liên kết các mạng điện
thoại của các nƣớc khác nhau và Châu lục. Mặc dù các hệ thống đƣờng truyền cáp
cũng đang tồn tại nhƣng vệ tinh vẫn đƣợc sử dụng phổ biến hơn.
 Dịch vụ di động: Do vùng phủ sóng rộng có thể bao phủ một vùng rộng lớn các
mạng tế bào để cung cấp một sự hỗ trợ trong trƣờng hợp quá tải mạng. Khi các tế bào
trong mạng quá tải thì vệ tinh có thể sử dụng một số kênh của nó để dự phòng tăng
dung lƣợng cho cell.
 Hệ thống bao phủ trái đất. Các hệ thống vệ tinh có thể cung cấp kết nối tới
những nơi không có cả cơ sở hạ tầng viễn thông nhƣ là samạc, trên đại dƣơng hay
những vùng không dân cƣ.
 Hệ thống định vị toàn cầu (GPS): Đây là hệ thống có khả năng xác định chính
xác vị trí của thiết bị thu GPS. Để cung cấp đƣợc dịch vụ này hệ thống phải có sự trợ
giúp của nhiều vệ tinh.
 Hệ thống thông tin khí tượng: Sử dụng vệ tinh chuyên dùng cho việc quan sát
khí tƣợng trên Trái đất, cũng thƣờng hoạt động ở trên quỹ đạo địa tĩnh (quỹ đạo tròn
cách Trái đất 36.000km).
 Hệ thống theo dõi và chụp ảnh bề mặt Trái đất, Vệ tinh viễn thám phục vụ cho
việc giám sát tài nguyên thiên nhiên, môi trƣờng và thiên tai, Vệ tinh biển theo dõi các
diễn biến trên mặt biển và đại dƣơng, trên vệ tinh có đặt nhiều máy đo (sensor) theo
các dải sóng điện từ khác nhau, trên cơ sở đó các nhà khoa học sẽ phân tích và thu thập
các tham số về nhiệt độ mặt nƣớc biển, lƣợng thực vật phù du là nguồn thức ăn cho
các sinh vật biển, đặc biệt là các đàn cá… Ngày nay, nhiều vệ tinh viễn thám có thể
thƣờng xuyên chụp ảnh mặt đất với độ phân giải cao dƣới 1m, ngƣời ta cũng đã xây
dựng đƣơc nhiều giải pháp toán học và các phần mềm máy tính để thiết lập đƣợc các
bản đồ địa hình chi tiết cho toàn thế giới ở các tỷ lệ khác nhau 1/50.000, 1/25.000… và
cao hơn nữa. Các hệ thống vệ tinh viễn thám đƣợc sử dụng phổ biến trên thế giới hiện
nay là: Mỹ có các vệ tinh: LANDSAT-độ phân giải 15m, QUICK BIRD - độ phân giải
1m, IKONOS - độ phân giải dƣới 1m.
1.1.4 Các hệ thống VSAT
Việc thiết kế các trạm mặt đất ES trong các hệ thống vệ tinh khá phức tạp cả về

chi phí xây dựng và bảo trì hệ thống. Một sự cải tiến trong thông tin vệ tinh đó là phát


20

triển anten có tính định hƣớng cao, chúng có thể tập trung truyền dẫn tại một số vùng
nhất định của trái đất. Nếu nhƣ tính định hƣớng của anten đƣợc tích hợp vào vệ tinh thì
các trạm mặt đất có thể thay thế bằng các anten có kích thƣớc nhỏ hơn nhằm giảm chi
phí và kích thƣớc của chúng. Cách tiếp cận này đƣợc nói đến đó là hệ thống VSAT
(Very Small Aperture Terminal).

Hình 1.1: Hệ thống vệ tinh VSAT
Một hệ thống VSAT điển hình đƣợc tổ chức thành kiến trúc hình sao gồm có
các thành phần sau:
- Một lƣợng lớn các đầu cuối có kích thƣớc nhỏ: Các đầu cuối VSAT kích thƣớc
nhỏ cho phép dễ dàng cài đặt tại khuôn viên ngƣời dùng thậm chí di động. Tuy nhiên
đối với hệ thống sử dụng một vệ tinh địa tĩnh thì kích thƣớc anten VSAT phụ thuộc
vào phạm vi của đầu cuối. Hơn nữa nó phụ thuộc vào tần số sử dụng, tần số càng cao
thì thƣờng sử dụng anten nhỏ hơn.
- Một trạm mặt đất ES đóng vai trò Hub. Trạm ES có công suất anten rất mạnh,
đƣợc dùng để định tuyến và có các kết nối với mạng trục tốc độ cao nhằm đáp ứng nhƣ
một gateway của mạng VSAT
- Một vệ tinh địa tĩnh trang bị anten định hƣớng. Vệ tinh này đƣợc sử dụng để kết
nối các thiết bị đầu cuối VSAT tới Hub


21

1.2 Hệ thống vi ba mặt đất
1.2.1 Giới thiệu

Vi ba, cũng gọi là tín hiệu tần số siêu cao (SHF), có bƣớc sóng khoảng từ 30 cm
(tần số 1 GHz) đến 1 cm (tần số 30 GHz). Tuy vậy, ranh giới giữa tia hồng ngoại, vi ba
và sóng radio tần số cực cao (UHF) rất là tuỳ ý và thay đổi trong các lĩnh vực nghiên
cứu khác nhau. Sự tồn tại của sóng điện từ, trong đó vi ba là một phần của phổ tần số
cao, đƣợc James Clerk Maxwell dự đoán năm 1864 từ các phƣơng trình Maxwell nổi
tiếng. Năm 1888, Heinrich Hertz đó chế tạo đƣợc thiết bị phát sóng radio, nhờ vậy lần
đầu tiên chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ. Trong viễn thông khái niệm vi ba gắn
liền với hệ thống vô tuyến chuyển tiếp và đến nỗi từ vi ba thực tế đồng nghĩa với vô
tuyến chuyển tiếp (thƣờng gọi "liên lạc vi ba", "tuyến vi ba", "trạm vi ba"...) Do đó
trong phần này chỉ đề cập đến khỏi niệm vi ba đó là vô tuyến chuyển tiếp.
Thông tin vi ba là một trong 3 phƣơng tiện thông tin phổ biến hiện nay bên cạnh
thông tin vệ tinh và thông tin quang. Hệ thống thông tin vi ba và thông tin vệ tinh,
thông tin quang đƣợc sử dụng cho các kết nối trục thông tin quốc gia. Hệ thống viba
có hai loại đó là hệ thống tƣơng tự và hệ thống số.
Hiện nay hệ thống vi ba số đƣợc dùng rộng rãi thay thế các hệ thống tƣơng tự.
Do đó những khái niệm đề cập đến hệ thống vi ba sau này chủ yếu là hệ thống vi ba tín
hiệu số. Hệ thống vi ba số có thể đƣợc sử dụng trong các kết nối sau:
- Các đƣờng trung kế số nối giữa các tổng đài số.
- Các đƣờng truyền dẫn nối tổng đài chính đến các tổng đài vệ tinh.
- Các đƣờng truyền dẫn nối các thuê bao với các tổng đài chính hoặc các tổng đài
vệ tinh.
- Các bộ tập trung thuê bao vô tuyến.
- Các đƣờng truyền dẫn trong các hệ thống thông tin di động để kết nối các máy
di động với mạng viễn thông.


22

Hình 1.2: Mô hình của hệ thống viba số tiêu biểu

Hình 1.3 : Sơ đồ khối thiết bị thu phát viba số
Một hệ thống vi ba số bao gồm một loạt các khối xử lý tín hiệu. Các khối này có
thể đƣợc phân loại theo các mục sau đây:
 Biến đổi tín hiệu tƣơng tự thành tín hiệu số
 Tập hợp các tín hiệu số từ các nguồn khác nhau thành tín hiệu băng tần gốc
 Xử lý tín hiệu băng gốc để truyền trên kênh thông tin.
 Truyền tín hiệu băng gốc trên kênh thông tin.
 Thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin.
 Xử lý tín hiệu băng gốc thu đƣợc để phân thành các nguồn khác nhau tƣơng
ứng.
 Biến đổi tín hiệu số thành các tín hiệu tƣơng tự tƣơng ứng


23

1.2.2 Phân loại
Phụ thuộc vào tốc độ bít của tín hiệu PCM cần truyền, các thiết bị vô tuyến phải
đƣợc thiết kế, cấu tạo phù hợp để có khả năng truyền dẫn các tín hiệu đó. Có thể phân
loại nhƣ sau:
– Vi ba băng hẹp (tốc độ thấp): đƣợc dùng để truyền các tín hiệu có tốc độ
2Mbit/s, 4 Mbit/s và 8 Mbit/s, tƣơng ứng với dung lƣợng kênh thoại là 30 kênh, 60
kênh và 120 kênh. Tần số sóng vô tuyến (0,4 - 1,5)GHz.
– Vi ba băng trung bình (tốc độ trung bình): đƣợc dùng để truyền các tín hiệu có
tốc độ từ (8-34) Mbit/s, tƣơng ứng với dung lƣợng kênh thoại là 120 đến 480 kênh.
Tần số sóng vô tuyến (2 - 6)GHz.
– Vi ba băng rộng (tốc độ cao): đƣợc dùng để truyền các tín hiệu có tốc độ từ (34140) Mbit/s, tƣơng ứng với dung lƣợng kênh thoại là 480 đến 1920 kênh. Tần số sóng
vô tuyến 4, 6, 8, 12GHz.
1.2.3 Các mạng Viba mặt đất
Thƣờng các mạng vi ba đƣợc nối cùng với các trạm chuyển mạch nhƣ là một bộ
phận của mạng trung kế quốc gia hoặc trung kế riêng, hoặc là nối các tuyến nhánh xuất

phát từ trung tâm thu thập thông tin khác nhau đến trạm chính. (ứng dụng trong các
trung tâm chuyển mạch hoặc tổ chức các mạng Internet). Có hai mô hình kết nối chính
đó là vi ba điểm nối điểm và vi ba điểm nối đa điểm.
1.2.3.1 Viba điểm nối điểm
Mạng vi ba điểm nối điểm hiện nay đƣợc sử dụng phổ biến. Trong các mạng
đƣờng dài thƣờng dùng cáp sợi quang cùng các mạng quy mô nhỏ hơn nhƣ từ tỉnh đến
các huyện hoặc các ngành kinh tế khác ngƣời ta thƣờng sử dụng cấu hình vi ba điểmđiểm dung lƣợng trung bình hoặc cao nhằm thoả mãn nhu cầu của các thông tin và đặc
biệt là dịch vụ truyền số liệu. Ngoài ra, trong một số trƣờng hợp vi ba dung lƣợng thấp
là giải pháp hấp dẫn để cung cấp trung kế cho các mạng nội hạt, mạng thông tin di
động.


24

Hình 1.4: Mô hình của hệ thống vi ba điểm nối điểm tiêu biểu.
Các dải tần trên 17Ghz đang đƣợc sử dụng cho các đƣờng kết nối trong khoảng
cách ngắn điểm nối điểm. Các thiết bị vô tuyến tin cậy cao và nhỏ gọn có khả năng hỗ
trợ truyền dẫn dữ liệu băng rộng , video, dữ liệu thoại.
Các ứng dụng chính đó là:
– Liên kết giữa các mạng LAN
 Liên kết giữa các mạng LAN (IEEE 802.3/Ethernet và IEEE
802.5/TokenRing) với khản năng kết nối với tốc độ 10Mbps
 Liên kết giữa các mạng LAN (Ethernet bào gồm RLAN IEEE
802.11a/b/g/HiperLAN với tốc độ lên tới 100Mbps
– Truyền video
– Các kết nối thuê bao
– Các kết nối dữ liệu tốc độ cao hoặc các nhóm sơ cấp số từ văn phòng đến tòa
nhà ngƣời dùng
– Các ứng dụng điện thoại tế bào
– Các liên kết giữa tổng đài điện thoại tế bào và trạm BS.

– Sử dụng để dự phòng khi đƣờng quang bị đứt hoặc các mạng mặt đất bị lỗi.
– Khép vòng hoặc kết nối điểm tới điểm trong các mạng truy cập SDH
 Các mạng truy cập mật độ cao, ví dụ các ứng dụng dựa trên thuê bao
1.2.3.2 Viba điểm nối nhiều điểm
Mạng vi ba này trở thành phổ biến trong một số vùng ngoại ô và nông thôn.
Mạng bao gồm một trạm trung tâm phát thông tin trên một an ten đẳng hƣớng phục vụ
cho một số trạm ngoại vi bao quanh. Nếu các trạm ngoại vi này nằm trong phạm vi
(bán kính) truyền dẫn cho phép thì không cần dùng các trạm lặp, nếu khoảng cách xa
hơn thì sẽ sử dụng các trạm lặp để đƣa tín hiệu đến các trạm ngoại vi. Từ đây, thông
tin sẽ đƣợc truyễn đến các thuê bao. Thiết bị vi ba trạm ngoại vi có thể đặt ngoài trời,
trên cột .v.v... mỗi trạm ngoại vi có thể đƣợc lắp đặt thiết bị cho nhiều trung kế. Khi
mật độ cao có thể bổ sung thêm thiết bị; đƣợc thiết kế để hoạt động trong các băng tần
1,5GHz -1,8GHz và 2,4GHz sử dụng một sóng mang cho hệ thống hoàn chỉnh.


25

Hiện nay các hệ thống điểm nối đến đa điểm 19GHz đã đƣợc chế tạo và lắp đặt
ở Châu Âu để cung cấp các dịch vụ số liệu (Kbit/s) Internet trong mạng nội hạt
khoảng cách 10Km. Trạm trung tâm phát tốc độ bit khoảng 8,2Mb/s và các trạm đƣợc
xác định nhờ kỹ thuật TDMA.

Hình 1.5: Mô hình của hệ thống vi ba điểm nối đa điểm tiêu biểu.
1.3 Hệ quảng bá
1.3.1 Hệ phát thanh số liệu
Nguyên lý phát thanh AM (điều chế biên độ) tƣơng tự đƣợc phát triển bởi
Reginal Fessenden. Ông sinh năm 1866 ở Quebec, làm việc cho Edison ở Orange,
New Jersey, sau đó là Westinghouse, rồi sau đó là tại trƣờng đại học Pittsburgh. Năm
1920 phát thanh không dây thƣơng mại đầu tiên ra đời (KDKA, Pittsburgh). Trong
vòng 3 năm có tới 500 đài phát thanh với khoảng 2 triệu ngƣời nghe tại Mỹ. Trong

những năm tiếp theo có khoảng 1100 đài phát thanh và tạo nên sự hỗn loạn trong
không gian. Trong năm 1927 thành lập tổ chức FCC nhằm cơ cấu lại phát thanh qua
sóng radio. Hiện nay có 3 hệ thống phát thanh đang tồn tại đó là hệ thống phát thanh
AM, hệ thống FM và hệ thống phát thanh số DAB. Và chúng sẽ đƣợc đề cập chi tiết
hơn trong các phần sau đây.
1.3.1.1 Phát thanh AM
Công nghệ không dây AM đơn giản hơn không dây FM hoặc DAB. Bộ thu AM
nhận biết sự thay đổi về biên độ trong sóng radio tại một tần số thu. Sau đó khó
khuếch đại những sự thay đổi này trong tín hiệu điện áp để điều khiển loa hoặc tai
nghe. Hệ thống bộ thu radio thạnh anh sớm nhất sử dụng bộ do diode thạch anh mà
không có sự khuyếch đại.
Dải tần hoạt động của truyền thanh AM nhƣ sau: