Mạng thông tin di động CDMA

Công nghệ CDMA

CDMA (viết đầy đủ là Code Division Multiple Access) nghĩa là đa truy nhập (đa người dùng) phân chia theo mã. Khác với GSM phân phối tần số thành những kênh nhỏ, rồi chia sẻ thời gian các kênh ấy cho người sử dụng. Trong khi đó thuê bao của mạng di động CDMA chia sẻ cùng một giải tần chung. Mọi khách hàng có thể nói đồng thời và tín hiệu được phát đi trên cùng một giải tần. Các kênh thuê bao được tách biệt bằng cách sử dụng mã ngẫu nhiên. Các tín hiệu của nhiều thuê bao khác nhau sẽ được mã hoá bằng các mã ngẫu nhiên khác nhau, sau đó được trộn lẫn và phát đi trên cùng một giải tần chung và chỉ được phục hồi duy nhất ở thiết bị thuê bao (máy điện thoại di động) với mã ngẫu nhiên tương ứng. Áp dụng lý thuyết truyền thông trải phổ, CDMA đưa ra hàng loạt các ưu điểm. Cụ thể:

• Công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (GSM) là công nghệ truyền sóng kỹ thuật số, cho phép một số người dùng truy nhập vào cùng một kênh tần số mà không bị kẹt bằng cách định vị những rãnh thời gian duy nhất cho mỗi người dùng trong mỗi kênh (Và đây là lý do khi có quá nhiều thuê bao cùng sử dụng thì hệ thống bị treo). Công nghệ này đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu ít tốn kém hơn CDMA. Còn công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA là công nghệ trải phổ cho phép nhiều tần số được sử dụng đồng thời; mã hóa từng gói tín hiệu số bằng một mã khóa duy nhất và gửi đi. Bộ nhận CDMA chỉ biết nhận và giải mã (đây là lý do công nghệ này có tính bảo mật tín hiệu cao hơn TDMA (GSM), chất lượng cuộc gọi cũng tốt hơn, âm thanh trung thực do việc mã hóa tín hiệu và giải mã do chính thiết bị đầu cuối thực hiện bằng mã (ESN) của mình). Theo các chuyên gia, xét ở góc độ bảo mật thông tin, CDMA có tính năng ưu việt hơn.
• Nhờ hệ thống kích hoạt thoại, hiệu suất tái sử dụng tần số trải phổ cao và điều khiển năng lượng, nên nó cho phép quản lý số lượng thuê bao cao gấp 5-20 lần so với công nghệ GSM. Áp dụng kỹ thuật mã hóa thoại mới, CDMA nâng chất lượng thoại lên gần bằng với hệ thống điện thoại hữu tuyến.
• Đối với điện thoại di động, để đảm bảo tính di động, các trạm phát phải được đặt rải rác khắp nơi. Mỗi trạm sẽ phủ sóng một vùng nhất định và chịu trách nhiệm với các thuê bao trong vùng đó. Với CDMA, ở vùng chuyển giao, thuê bao có thể liên lạc với 2 hoặc 3 trạm thu phát cùng một lúc, do đó cuộc gọi không bị ngắt quãng, làm giảm đáng kể xác suất rớt cuộc gọi.
• Một ưu điểm khác nữa của CDMA là nhờ sử dụng các thuật toán điều khiển nhanh và chính xác, thuê bao chỉ phát ở mức công suất vừa đủ để đảm bảo chất lượng tín hiệu, giúp tăng tuổi thọ của pin, thời gian chờ và đàm thoại. Máy điện thoại di động CDMA cũng có thể sử dụng pin nhỏ hơn, nên trọng lượng máy nhẹ, kích thước gọn và dễ sử dụng.
• Với cùng 1 công nghệ tương đương, CDMA luôn vượt trội hơn TDMA, cả về chất lượng cuộc gọi, tính bảo mật, tốc độ băng thông.
• Cuối cùng, những máy điện thoại di động đang sử dụng chuẩn GSM hiện nay không thể sử dụng chuẩn CDMA. Nếu tiếp tục phát triển GSM, hệ thống thông tin di động này sẽ bắt buộc phải phát triển lên WCDMA-UMTS-3G mới đáp ứng được nhu cầu truy cập di động các loại thông tin từ mạng Internet với tốc độ cao.

2/ Lịch sử phát triển của công nghệ CDMA trên thế giới:

Lịch sử phát triển CDMA được bắt đầu bằng sự ra đời của lý thuyết truyền thông trải phổ trong thập niên 50, thời kỳ chiến tranh thế giới thứ II đang hồi cao trào (Hơi lạ phải ko?). Lúc này Mỹ đang chạy đua vũ trang với Liên Xô và Đức, hãng nhiệm vụ đặt ra là một quả ngư lôi thông minh hơn, đc điều khiển ngay cả khi đã ra khỏi tàu ngầm, ko bị nhiểu tín hiệu do tàu địch gây ra (RADIO là chuẩn chung thời đó mà)! Và truyền tín hiệu trải phổ ra đời! Hài hước là Hoa Kỳ đã ngay lập tức loại bỏ ý tưởng này!
Nhưng với hàng loạt các ưu điểm đi kèm, truyền thông trải phổ được ứng dụng trong thông tin quân sự Hoa Kỳ trong những năm sau đó (Lockheed Martin US-đã phát triển rất nhiều loại bộ đàm, điện thoại vô tuyến liên lạc trên mặt đất, tên lửa, ngư lôi, hệ thống định vị mặt đât,......). Đến thập niên 80, CDMA được phép thương mại hóa và chính thức được đề xuất bởi Qualcomm, một trong những công ty hàng đầu về công nghệ truyền thông.

Năm 1995, CDMA IS-95A là phiên bản đầu tiên được triển khai thương mại tại Hồng Kông qua Hutchison Telecom và phiên bản có tốc độ truyền 14kbit/giây này được thừa nhận như một trong những hệ thống thuộc thế hệ thứ 2(2G).

Năm 1996 CDMA bắt đầu thống trị trên thị trường Bắc Mỹ.

Năm 1997, IS - 95B được đưa ra với nhiều cải tiến về chất lượng đồng thời tốc độ truyền đến 64 kbit/giây. Đây là thế hệ di động thứ 2,5. Cùng năm này, số thuê bao CDMA trên toàn thế giới vào xấp xỉ 18 triệu thuê bao.

Năm 1998, CDMA 2000 1x hỗ trợ cả thoại và dữ liệu được đưa vào dự thảo IMT2000 (International Mobile Telecommunication 2000 - Đề án Truyền thông Di động Quốc tế 2000) do ITU (International Telecommunication Union - Liên minh Viễn thông Quốc tế) soạn thảo định nghĩa cho tiêu chuẩn truyền thông thế hệ thứ 3 (3G). Thuê bao CDMA lên đến 24 triệu người trên toàn thế giới.

Năm 1999, CDMA 2000 1x được công nhận là 3G và chính thức được công bố. Cuối năm 1999, thế giới đã có hơn 50 triệu thuê bao CDMA.

Năm 2000, 2 nhà khai thác hàng đầu tại Hàn Quốc là SK Telecom và LG Telecom triển khai thương mại hệ thống CDMA 2000 1x đầu tiên trên thế giới. Thế giới có 80 triệu thuê bao CDMA.

Năm 2001, CDMA 2000 1x EV trở thành một chuẩn của 3G.Chỉ trong 3 tháng, từ tháng 6 đến tháng 9/2002: từ 127 triệu thuê bao, CDMA đã vượt qua con số 134 triệu thuê bao.

2002, SFone chính thức cung cấp 1xEV.

2007, chuẩn Wimax 4G lần đầu đc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, với tốc độ cực khủng! nhận dữ liệu với tốc độ 100 Megabyte/giây khi di chuyển và tới 1 Gb/giây khi đứng yên!! 

2009, Nga thử nghiệm 4G đến người dùng (máy HTC )

2010, NTT DoCoMo chính thức ra mắt 4G!

Nguồn http://bbvietnam.com

CDMA là công nghệ mạng di động thế hệ 2G, tồn tại cùng với GSM ở Việt Nam. CDMA thực ra là một công nghệ có nhiều ưu điểm, cho tốc độ cao hơn GSM và theo mình đánh giá là tốt hơn GSM tuy nhiên các nhà mạng CDMA của việt nam thì lại thất bại thảm hại (EVN bị sát nhập viettel, Ht mobile đổi tên sang việt nam mobile rồi đổi luôn công nghệ sang GSM, còn mỗi sfone sống lay lắt...) so với GSM, và là đề tài nóng hổi được nhiều người quan tâm, một số người cho rằng công nghệ GSM tốt hơn nên chiến thắng nhưng thực ra là không phải vậy, bản thân thì bố mẹ mình là người điện lực và bố mình làm bên EVN nên cũng có nghe nói lại 1 phần thông tin hôm nay chia sẻ lại :

• EVN sử dụng phổ tần can nhiễu 450 MHz (nghe thày bình nói) và nói thực là "chả giống ai", tuy nhiên thấy vẫn nghe gọi được bình thường nên ở mức độ người dùng thì cũng chẳng ảnh hưởng lắm.
• EVN đi đầu trong lĩnh vực cố định không dây, khởi đầu có lẽ là một nước đi đúng đắn và nghe nói lại là phát triển được 2 triệu máy.
• Tuy nhiên cái dở nhất của EVN là thiết bị đầu cuối, thiết bị đắt, có 1 số chương trình cho máy nhưng hình như rất ít được quảng cáo hoặc chỉ người điện lực biết với nhau, khó thay thế sửa chữa, khó mua sim thẻ (ít nơi bán).
• Trước evn hình như đi đầu tiên trong lĩnh vực internet từ điện thoại và bản thân đã dùng internet dial up của cố định không dây (115kbps) mấy tháng liền (nhưng sau ham hố xài nhiều quá mà hơn 4k 1 giờ nên gia đình đành lắp adsl, sau đó còn dùng toàn gần sát trần nên lại phải đổi sang dùng trọn gói luôn, he he). Nhưng chỉ chạy duy nhất trên win xp sp2 (sp3 vào tắt điện luôn), cài đặt rườm rà, cáp cũng độc quyền khó mua.
• Làm ăn nhà nước kiểu quan liêu, lương bổng đãi ngộ không thu hút được nhân tài, nghe nói có mấy anh viễn thông thi vào xong làm một vài tháng rồi bỏ, cả phòng viễn thông điện lực không có ai chính quy viễn thông ra trường (chính quy bỏ hết mà) và chắc nghiệp vụ nhân viên cũng thế.
• Triển khai cơ sở hạ tầng tốn kém hơn

Nói chung là evn, à nhầm CDMA là công nghệ mạnh, lên 3g cũng dùng W-CDMA, các bạn nên chú ý tránh nhầm lẫn quy kết.
Có thêm bài viết Cuộc đua giữa GSM và CDMA cho bạn nào máu đọc này.

Read more »

Hệ thống thông tin di động toàn cầu - GSM

Hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Anh: Global System for Mobile Communications; tiếng Pháp: Groupe Spécial Mobile; viết tắt: GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động. Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.
GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới. GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi. Nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G). GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn. Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng. GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể sẵn sàng dịch vụ ở khắp nơi, vì thế người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới.

Giao diện vô tuyến

GSM là mạng điện thoại di động thiết kế gồm nhiều tế bào (cell) do đó các máy điện thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm các cell gần nó nhất. Các mạng di động GSM hoạt động trên 4 băng tần. Hầu hết thì hoạt động ở băng 900 MHz và 1800 MHz. Vài nước ở Châu Mỹ thì sử dụng băng 850 MHz và 1900 MHz do băng 900 MHz và 1800 MHz ở nơi này đã bị sử dụng trước.
Và cực kỳ hiếm có mạng nào sử dụng tần số 400 MHz hay 450 MHz chỉ có ở Scandinavia sử dụng do các băng tần khác đã bị cấp phát cho việc khác.
Các mạng sử dụng băng tần 900 MHz thì đường lên (từ thuê bao di động đến trạm truyền dẫn uplink) sử dụng tần số trong dải 890–915 MHz và đường xuống downlink sử dụng tần số trong dải 935–960 MHz. Và chia các băng tần này thành 124 kênh với độ rộng băng thông 25 MHz, mỗi kênh cách nhau 1 khoảng 200 kHz. Khoảng cách song công (đường lên & xuống cho 1 thuê bao) là 45 MHz.
Ở một số nước, băng tần chuẩn GSM900 được mở rộng thành E-GSM, nhằm đạt được dải tần rộng hơn. E-GSM dùng 880–915 MHz cho đường lên và 925–960 MHz cho đường xuống. Như vậy, đã thêm được 50 kênh (đánh số 975 đến 1023 và 0) so với băng GSM-900 ban đầu. E-GSM cũng sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (time division multiplexing), cho phép truyền 8 kênh thoại toàn tốc hay 16 kênh thoại bán tốc trên 1 kênh vô tuyến. Có 8 khe thời gian gộp lại gọi là một khung TDMA. Các kênh bán tốc sử dụng các khung luân phiên trong cùng khe thời gian. Tốc độ truyền dữ liệu cho cả 8 kênh là 270.833 kbit/s và chu kỳ của một khung là 4.615 m.
Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watt đối với băng GSM 850/900 MHz và tối đa là 1 watt đối với băng GSM 1800/1900 MHz.

---

Mã hóa âm thanh
GSM sử dụng khá nhiều kiểu mã hóa thoại để nén tần số audio 3,1 kHz vào trong khoảng 6.5 and 13 kbit/s. Ban đầu, có 2 kiểu mã hoá là bán tốc (haft rate -5.6 kbps)và toàn tốc (Full Rate -13 kbit/s)). Để nén họ sử dụng hệ thống có tên là mã hóa dự đoán tuyến tính (linear predictive coding - LPC).
GSM được cải tiến hơn vào năm 1997 với mã hóa EFR (mã hóa toàn tốc cải tiến -Enhanced Full Rate), kênh toàn tốc nén còn 12.2 kbit/s. Sau đó, với sự phát triển của UMTS, EFR được tham số lại bởi kiểu mã hóa biến tốc, được gọi là AMR-Narrowband.
Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường. Macro cell được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu thành thị, khu dân cư, pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó thường được lắp để tiếp sóng trong nhà. Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng trống giữa các cell.
Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km. Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 35 km (22 dặm).
Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân bay, siêu thị... thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài trời vào.

Lịch sử

Vào đầu thập niên 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo ra Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu.
Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử dụng đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan.
Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn vá phát triển mạng GSM được chuyển cho viện viễn thông châu Âu (European Telecommunications Standards Institute - ETSI), và các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công bố vào năm 1990. Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia.

Cấu trúc mạng GSM

Cấu trúc mạng GSM

Một mạng GSM để cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hang cho nên nó khá phức tạp vì vậy sau đây sẽ chia ra thành các phần như sau: chia theo phân hệ :
- Phân hệ chuyển mạch NSS: Network switching SubSystem
- Phân hệ vô tuyến RSS = BSS + MS : Radio SubSystem
- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS : Operation and Maintenance SubSystem

• BSS Base Station Subsystem= TRAU + BSC + BTS

+ TRAU : bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ
  + BSC : bộ điều khiển trạm gốc
  + BTS : trạm thu phát gốc

• MS: chính là những chiếc di động gồm: ME và SIM

+ ME Mobile Equipment : phần cứng và phần mềm
  + SIM : lưu trữ các thông tin về thuê bao và mật mã / giải mật mã.

Chức năng của BSC : - điều khiển một số trạm BTS xử lý các bản tin báo hiệu - Khởi tạo kết nối. - Điều khiển chuyển giao: Intra & Inter BTS HO - Kết nối đến các MSC, BTS và OMC
Chức năng của BTS : - Thu phát vô tuyến - Ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý - Mã hóa và giải mã - Mật mã / giải mật mã - Điều chế / giải điều chế.
BSS nối với NSS thông qua luồng PCM cơ sở 2 Mbps

• Mạng và hệ thống chuyển mạch Network and Switching Subsystem (phần này gần giống với mạng điện thoại cố định). Đôi khi người ta còn gọi nó là mạng lõi (core network).
• Phần mạng GPRS (GPRS care network) Phần này là một phần lắp thêm để cung cấp dịch vụ truy cập Internet.
• Và một số phần khác phục vụ việc cung cấp các dịch vụ cho mạng GSM như gọi, hay nhắn tin SMS...
• Máy điện thoại - Mobile Equipment
• Thẻ SIM (Subscriber identity module)

---

Modul nhận dạng thuê bao (Subscriber identity module)
Một bộ phận quan trọng của mạng GSM là modul nhận dạng thuê bao, còn được gọi là thẻ SIM. SIM là 1 thẻ nhỏ, được gắn vào máy di động, để lưu thông tin thuê bao và danh bạ điện thoại. Các thông tin trên thẻ SIM vẫn được lưu giữ khi đổi máy điện thoại. Người dùng cũng có thể thay đổi nhà cung cấp khác, nếu đổi thẻ SIM. Một số rất ít nhà cung cấp dịch vụ mạng ngăn cản điều này bởi việc chỉ cho phép 1 máy dùng 1 SIM hay dùng SIM khác, nhưng do họ sản xuất, được gọi là tình trạng Khóa SIM. Ở Australia, Bắc Mỹ và Châu Âu, một số nhà khai thác mạng viễn thông tiến hành khóa máy di động họ bán. Lý do là giá của các máy này được những nhà cung cấp đó tài trợ, và họ không muốn người dùng mua máy đó để xài cho hãng khác. Người dùng cũng có thể liên hệ với nhà sản xuất để đăng ký gỡ bỏ khóa máy. Số được khóa theo máy di động là số Nhận dạng máy di động quốc tế IMEI (International Mobile Equipment Identity), chứ không phải số thuê bao.
Một vài nước như Bangladesh, Belgium, Costa Rica, India, Indonesia, Malaysia, và Pakistan tất cả các máy di động đều được bỏ khóa (Tất nhiên, cả Việt Nam nữa).

Nguồn http://vi.wikipedia.org

Read more »

Máy thu RAKE

RAKE trong tiếng anh là cái cào, cái cào thì có nhiều răng cùng quy về 1 cái cán dài, máy thu này được đặt tên theo kiểu thế là vì nó sẽ thu tín hiệu từ nhiều đường khác nhau (do hiệu ứng đa đường hoặc do phát nhiều đường), tất cả các tín hiệu này đều có ích vì vậy cần tổng hợp lại để được chất lượng tín hiệu đầu thu tốt nhất.

Trong thực tế, khi 1 tín hiệu truyền đi thì không đơn giản chỉ có 1 đường LOS mà sẽ còn nhiều đường phân tập đa đường (multipath) khác. Vì thế máy thu Rake được chế tạo ra là để có thể thu được các đường phân tập đó.
Đặc biệt việc này chỉ có thể xảy ra trong hệ thống CDMA - các tín hiệu truyền đi dưới dạng code vì thế với mỗi đường phân tập đến máy thu trong khoảng thời gian khác nhau sẽ có thuật toán để sắp xếp và combine chúng lại. Còn trong hệ thống FDMA hay TDMA, điều này là koh thể
Từ đó có thể suy ra rằng máy thu Rake trong CDMA giúp tận dụng tối đa các phân tập đa đường nhằm tăng hiệu suất của tín hiệu tốt hơn rất nhiều so với FDMA hay TDMA.

một vấn đề quan trọng với máy thu Rake là phải ước lượng được trễ của các đường khác nhau, càng chính xác càng tốt.
Hệ thống CDMA sử dụng chung băng thông B lớn--> T nhỏ--> có khả năng ước lượng trễ tốt

Mặt tích cực của truyền sóng đa đường (multipaths) chính là: các tia sóng từ phía phát truyền đi theo các đường khác nhau đến phía thu (có thể thấy chúng) giống như các tín hiệu thu được từ các anten phân tập. Vấn đề là việc tổ hợp (combine) các tín hiệu thu được này như thế nào tại phía thu. Máy thu RAKE ra đời để giải quyết vấn đề đó. Do các tia khác nhau về đường đi từ phía phát đến phía thu nên có độ trễ khác nhau, do đó chúng được đưa qua các nhánh (tap) có các phần tử trễ khác nhau trong máy thu RAKE. Sau đó, dùng thuật toán tính toán để kết hợp các tín hiệu đầu ra của các nhánh này, sẽ cho kết quả là tín hiệu tốt nhất. Máy thu RAKE càng nhiều tap sẽ càng tốt nhưng kéo theo là độ phức tạp tăng lên. Trên thực tế, người ta thường kết hợp thêm các chuỗi huấn luyện (training sequence) trong các máy thu RAKE.

Nguồn http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=7825

Các bạn có thể xem thêm bài Hiện tượng fading đa đường
Máy thu RAKE chính là phương pháp thu phân tập thời gian

Read more »

Nhiễu trong thông tin vô tuyến

Đây là một tác động của môi trường truyền tới việc truyền tín hiệu

1. Nhiễu trắng (White noise)

Nhiễu trắng là một tín hiệu ngẫu nhiên có mật độ phân bố công suất phẳng nghĩa là tín hiệu nhiễu có công suất bằng nhau trong toàn khoảng băng thông. Tín hiệu này có tên là nhiễu trắng vì nó có tính chất tương tự với ánh sáng trắng.

Chúng ta không thể tạo ra nhiễu trắng theo đúng lý thuyết vì theo định nghĩa của nó, nhiễu trắng có mật độ phổ công suất phân bố trong khoảng tần vô hạn và do vậy nó cũng phải có công suất vô hạn. Tuy nhiên, trong thực tế, chúng ta chỉ cần tạo ra nhiễu trắng trong khoảng băng tần của hệ thống chúng ta đang xem xét.


Hình 1: Một tín hiện nhiễu trắng


Lưu ý rằng nhiễu Gaussian (nhiễu có phân bố biên độ theo hàm Gaussian) không phải là nhiễu trắng. Từ "Gaussan" đề cập đến phân bố xác suất đối với giá trị (độ lớn) trong khi từ "While" đề cập đến cái cách phân bố công suất tín hiệu trong miền thời gian hoặc tần số.

Ngoài nhiễu trắng Gaussian chúng ta còn có nhiễu trắng Poisson, Cauchy, ... Khi miên tả hệ thống bằng toán học chúng ta hay sử dụng nhiễu AWGN (additive white Gaussian noise) vì loại nhiễu này dễ tạo ra nhất.


2. Nhiễu liên ký tự ISI (Inter symbol interference)



Hình 2: Mô hình gây nhiễu

Trong môi trường truyền dẫn vô tuyến, nhiễu xuyên ký tự (ISI) gây bởi tín hiệu phản xạ có thời gian trễ khác nhau từ các hướng khác nhau từ phát đến thu là điều không thể tránh khỏi. Ảnh hưởng này sẽ làm biến dạng hoàn toàn mẫu tín hiệu khiến bên thu không thể khôi phục lại được tín hiệu gốc ban đầu.

Các kỹ thuật sử dụng trải phổ trực tiếp DS-CDMA như trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì thời gian trễ có thể vượt quá khoảng thời gian của một ký tự.

OFDM sử dụng kỹ thuật truyền song song nhiều băng tần con nên kéo dài thời gian truyền một ký tự lên nhiều lần. Ngoài ra, OFDM còn chèn thêm một khoảng bảo vệ (guard interval - GI), thường lớn hơn thời gian trễ tối đa của kênh truyền, giữa hai ký tự nên nhiễu ISI có thể bị loại bỏ hoàn toàn

3. Nhiễu liên kênh ICI (Interchannel Interference)

Nhiễu xuyên kênh gây ra do các thiết bị phát trên các kênh liền nhau Nhiễu liên kênh thường xảy ra do tín hiệu truyền trên kênh vô tuyến bị dịch tần gây can nhiễu sang các kênh kề nó. Để loại bỏ nhiễu xuyên kênh người ta phải có khoảng bảo vệ (guard band) giữa các dải tần.


Hình 3: Nhiễu xuyên kênh giữa hai sóng mang kề nhau


4. Nhiễu đồng kênh (Co-Channel Interference)

Nhiễu đồng kênh xảy ra khi cả hai máy phát trên cùng một tần số hoặc trên cùng một kênh. Máy thu điều chỉnh ở kênh này sẽ thu được cả hai tín hiệu với cường độ phụ thuộc vào vị trí của máy thu so với hai máy phát.

Nhiễu đồng kênh thường gặp trong hệ thống thông tin số cellular, trong đó để tăng hiệu suất sử dụng phổ bằng cách sử dụng lại tần số. Như vậy có thể coi nhiễu đồng kênh trong hệ thống cellular là nhiễu gây nên do các cell sử dụng cùng 1 kênh tần số.

Nhiễu đồng kênh liên quan tới việc sử dụng tần số. Có thể ví dụ trong mạng GSM: Trong mạng GSM, mỗi trạm BTS được cấp phát một nhóm tần số vô tuyến. Các trạm thu phát gốc BTS lân cận được cấp phát các nhóm kênh vô tuyến không trùng với các kênh của BTS liền kề.

Đặc trưng cho loại nhiễu này là tỉ số sóng mang trên nhiễu (C/I). Tỉ số này được định nghĩa là cường độ tín hiệu mong muốn trên cường độ tín hiệu nhiễu sau lọc cao tần và nó thể hiện mối quan hệ giữa cường độ tín hiệu mong muốn so với nhiễu đồng kênh từ các BTS khác.
Một số giải pháp để hạn chế loại nhiễu đồng kênh trong các hệ thống cellular như sau:

• Không thể dùng bộ lọc để loại bỏ giao thoa này do các máy phát sử dụng cùng một tần số.
• Chỉ có thể tối thiểu hóa nhiễu đồng kênh bằng cách thiết kế mạng cellular phù hợp.
• Tức là thiết kế sao cho các cell trong mạng có sử dụng cùng nhóm tần số không ảnh hưởng tới nhau=>khoảng cách các cell cùng tần số phải đủ lớn.

Hình 4: Nhiễu đồng kênh trong hệ thống cellular


5. Nhiễu đa truy nhập (Multiple Access Interference).

Nhiễu đa truy nhập là nhiễu do các tín hiệu của các user giao thoa với nhau, là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến dung lượng của hệ thống.

Trong các hệ thống đa truy nhập:
• TDMA: Đa truy nhập phân chia theo thời gian

Trong TDMA là sự giao thoa của các tín hiệu ở khe thời gian này với khe thời gian khác do sự không hoàn toàn đồng bộ gây ra. Người ta phải có khoảng bảo vệ (guard time) để giảm xác suất người dùng bị giao thoa nhưng cũng đồng thời làm giảm hiệu suất sử dụng phổ

• FDMA: Đa truy nhập phân chia theo tần số

Các hiệu ứng Doppler làm dịch phổ tần số dẫn đến có sự giao thoa giữa các dải tần con Guard band để giảm xác xuất giao thoa giữa các kênh kề nhau =>giảm hiệu suất sử dụng phổ

• CDMA: Đa truy nhập phân chia theo mã

Trong CDMA người ta sử dụng tính trực giao của mã nên hầu như không có nhiễu giữa các user.

• DS CDMA: Đa truy nhập phân chia theo mã chuỗi trực tiếp.

Theo những nghiên cứu gần đây, phương thức đa truy nhập phân chia theo
mã chuỗi trực tiếp DS-CDMA (Direct Sequence Code Division Multiplexing Access) dựa vào việc trải phổ dòng dữ liệu bằng cách sử dụng một mã trải phổ được ấn định cho mỗi người sử dụng trong miền thời gian.Khả năng giảm thiểu nhiễu đa truy nhập MAI (Multiple Access Interference) dựa vào tính tương quan chéo của mã trải phổ. Trong trường hợp truyền đa đường đòi hỏi rất khắt khe của viễn thông di động, khả năng phân biệt một tín hiệu thành phần từ nhiều thành phần khác trong tín hiệu thu tổng hợp được cung cấp bởi tính tự tương quan của mã trải phổ. Máy thu RAKE có chứa nhiều bộ tương quan, mỗi bộ tương quan được nối với một dường dẫn có khả năng phân giảỉ khác nhau. Vì vậy hoạt động của hệ thống DS-CDMA sẽ phụ thuộc nhiều vào số lượng người sử dụng thực tế, đặc trưng của kênh và số lượng các nhánh được dùng trong máy thu RAKE. Cũng vì lý do này mà dung lượng của hệ thống sẽ bị hạn chế do nhiễu nội (self-interference) và MAI mà nguyên nhân là sự chưa hoàn chỉnh của tính tự tương quan cũng như tính tương quan chéo của mã trải phổ. Điều này gây ra khó khăn cho hệ thống DS-CDMA trong việc sử dụng đầy đủ năng lượng tín hiệu thu bị phân tán trong miền thời gian.

Nguồn http://4tech.com.vn

Bổ xung thêm ngoài nhiễu đồng kênh thì luôn cần xét tới cả nhiễu cận kênh ACI (Adjacent Channel Interference) :

Nguyên nhân là do các tín hiệu có tần số khác nhau (phổ ở những khoảng khác nhau) nhưng mà lọc không tốt, đuôi phổ chờm sang cả các tần số xung quanh. Thực ra chẳng có bộ lọc nào hoàn hảo cả, kiểu gì cũng có nhiễu sang các bên nhưng mà nhiễu này mà quá lớn vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì sẽ gây ảnh hưởng.

Read more »

Điều khiển công suất trong hệ thống trải phổ CDMA

Bài trích dẫn dưới đây là đề cập đến UMTS (một nhánh của WCDMA), các bạn có thể xem thêm ở đây

1-Giới thiệu.     
     Trong hệ thống UMTS rất nhiều người sử dụng cùng hoạt động trên cùng một tần số, nên mức nhiễu phụ thuộc vào số lượng người sử dụng. Để hệ thống WCDMA hoạt động bình thường, cần có một cơ chế điều khiển công suất tốt để duy trì tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SIR) tại mức cho phép nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu.
2-Ý nghĩa của ĐKCS.     Việc điều khiển công suất được đưa vào để giải quyết vấn đề “xa–gần” và để tăng tối đa dung lượng hệ thống. Điều khiển công suất là điều khiển công suất  phát từ mỗi thuê bao sao cho công suất thu của mỗi thuê bao ở trạm gốc là bằng nhau. Điều khiển công suất  nhằm mục đích để chống lại hiệu ứng Fading Rayleigh trên tín hiệu truyền đi bởi việc bù cho Fading nhanh của kênh truyền. Ngoài ra việc điều khiển công suất  còn có tác dụng giảm nhiễu đa đường.
3-Phân loại.
     Có 2 loại điều khiển công suất chính trong UMTS đó là : Đkcs vòng trong và vòng ngoài. Vòng trong là đk từ BS đến MS, vòng ngoài là đk tại RNC. Trong đkcs vòng ngoài được chia làm 2 kiểu là đkcs vòng mở và vòng kín.
4-Hoạt động.
- Vòng ngoài : Đkcs vòng ngoài được sử dụng để thiết lập các thông số SIR cho từng dịch vụ của hệ thống để từ đó tối ưu BLER của từng dịch vụ.
- Vòng trong : Gồm vòng hở và vòng kín cho cả 2 đường lên và xuống.
Vòng mở : Khi MS khởi động sẽ bắn tín hiệu về trạm, các thông số như cường độ tín hiệu, chu kỳ ... sẽ được MS tự quyết định, và các thông số đó được cấu hình cứng trên hệ thống nên được gọi là vòng mở. Và đkcs vòng hở chỉ được sử dụng để thiết lập công suất ban đầu cho MS và tạo nền tảng để đkcs vòng kín cho đường xuống.
Vòng kín : Đkcs vòng kín xảy xa khi kết nối giữa MS và BS đã được thiết lập, và BS sẽ bắt đầu điều khiển với chu kỳ 1500 lần/s, lệnh điều khiển được gửi xuống MS tùy thuộc vào sự so sánh giữa SIR đo đạc được và SIR đích được thiết lập từ trước trong đkcs vòng ngoài. Nếu SIR đo đạc được lớn hơn SIR đích thì BS sẽ gửi một lệnh đk (TPC) có tham số là '0' để giảm công suất phát của MS lại, và ngược lại thì TPC = 1 để tăng công suất >>> đáp ứng đủ SIR và BLER (tỷ lệ lỗi khối) của từng dịch vụ khác nhau.
Mọi người cùng bổ sung nhé !

Nguồn http://dtvt.org

Giải thích theo ý mình thì ngắn gọn như sau :
Máy gần trạm bts thì tín hiệu khỏe và gây nhiễu khỏe (cho máy khác), máy xa trạm thì tín hiệu yếu và gây nhiễu yếu. Nếu không có điều khiển không suất, để đảm bảo luôn có liên lạc thì máy phải đảm bảo luôn phát ở mức cao (để ở vị trí xa vẫn liên lạc được), vấn đề thấy luôn là tốn pin, nóng máy, ảnh hưởng sức khỏe ^^ (sóng phát mạnh tác động lên cơ thể), vấn đề cũng dễ thấy gây nhiễu.
Để liên lạc được thì tín hiệu nhiễu luôn phải ở một mức chấp nhận được, nếu không điều khiển thì một máy xa một máy gần sẽ gây nhiễu như sau :

 Còn điều khiển thì nó sẽ như sau, rõ ràng là trường hợp này dùng được nhiều máy hơn và đứng gần trạm thì tốn ít pin hơn rất nhiều :

 Ngoài CDMA, có vẻ như quan tâm đến điều khiển công suất nhiều nhất vì các tín hiệu thiết bị khác đều là nhiễu và xếp chồng lên nhau trong toàn bộ dải tần nên không điều khiển sẽ ảnh hưởng toàn bộ. Tuy nhiên các hệ thống khác cũng có điều khiển công suất như GSM .

Read more »

Trải phổ

Trải phổ là một kỹ thuật quan trọng dùng trong 2 G (CDMA), 3 G (W-CDMA) ... Bên cạnh những bài viết trích dẫn đã có nguồn thì những cái còn lại mình lấy trong slide của thày Đỗ Quốc Trinh.

Tóm tắt lịch sử của Trải phổ

• Công nghệ thông tin trải phổ được trình bày đầu tiên trong báo cáo của một nữ diễn viên và một nghệ sĩ!
• Năm1941, nữ diễn viên Hollywood Hedy Lamarr và nghệ sĩ dương cầm George Antheil đã miêu tả một đường vô tuyến để điều khiển các ngư lôi và nhận được bằng sáng chế ở Mỹ.
  
   
  Wow, so hot !!!
• Giờ đây nó đã trở nên phổ biến rộng rãi cho các ứng dụng thông tin vô tuyến trong các môi trường khắc nghiệt. 
• Các phiên bản ban đầu của nhảy tần được sử dụng 1 trục lăn piano để chuyển đổi giữa 88 tần số và dùng làm tín hiệu vô tuyến dẫn đường ngư lôi, gây khó khăn cho đối phương phát hiện và gây nhiễu. 

Kỹ thuật Trải Phổ và An Ninh Trong Truyền Thông Vô Tuyến
(Spread SpectrumTechniques and Security Issue in Wireless Communications)

Vấn đề truyền một thông điệp từ điểm A đến điểm B qua môi trường vô tuyến cực kỳ nguy hiểm bởi trên đường truyền, người ta có thể thu tín hiệu và giải điều chế rồi từ đó biết được thông điệp đang được truyền đi. Vấn đề này đối với các ứng dụng dân dụng thì không có vấn đề gì to tát lắm (Cùng lắm là hai cô cậu đang yêu nhau nói tục về chuyện ''tối hôm qua'' bị người ta giải mã ra là cùng nhưng cũng có sao đâu). Tuy nhiên, trong Quân Sự thì vấn đề này lại trở nên vô cùng quan trọng. Do đó, kỹ thuật trải phổ đã được áp dụng để tăng tính bảo mật của thông tin truyền trong môi trường vô tuyến. Kỹ thuật này lúc đầu được áp dụng trong quân sự nhưng sau đó đã được đưa vào các ứng dụng dân sự, CDMA là một ví dụ về kỹ thuật trải phổ.

Kỹ thuật trải phổ về cơ bản là sử dụng một mã đặc biết để trải phổ của tín hiệu trong một băng thông hẹp (thậm trí rất hẹp) ra một băng thông cực rộng làm cho tín hiệu truyền đi rất giống với nhiễu trắng có trong tự nhiên. Chính vì vậy, nếu như trên đường truyền, kẻ thù (trong quân sự) có thu được tín hiệu của ta nhưng không biết cái mã đặc biệt kia để thu hẹp phổ của tín hiệu lại thì họ không thể hiểu được nội dung thông tin đang được truyền đi là gì vì tín hiệu sau khi được trải rộng phổ ra rất giống với nhiễu trắng trong tự nhiên.

Mã trải phổ càng dài thì càng khó có thể dò ra phía phát đã dùng mã gì để trải phổ và do đó tính bảo mật của thông tin được truyền càng cao. Tuy nhiên, dùng mã càng dài thì càng cần một băng thông rộng. Ví dụ: Độ rộng dải phổ của tín hiệu hữu dụng là W Hz, nếu ta dùng một mã trải phổ với độ dài K thì tín hiệu sau khi được trải phổ sẽ có độ rộng dải phổ là KW Hz, tức rộng gấp K lần phổ của tín hiệu trước khi trải phổ. Nếu K rất lớn thì phổ của tín hiệu được truyền đi (sau khi trải phổ) sẽ gần như phẳng giống như phổ của nhiễu trắng vậy.

Mục đích ban đầu của kỹ thuật trải phổ để giải quyết vấn đề an ninh. CDMA được thừa hưởng cái đặc tính này của trải phổ nên nó đúng là có độ bí mật cao hơn các kỹ thuật trước đó như TDMA, FDMA. Tuy nhiên, trong các hệ thống CDMA hiện hành, độ dài của mã chưa cao nên khả năng an ninh cũng chưa phải là cao. Thậm trí người ta còn sử dụng những mã mà mọi người đều biết như mã vàng (Gold Code). CDMA về cơ bản có thể dò ra mã được. Vấn đề mấu chốt trong việc dùng mã trong CDMA là vì mục đích khử nhiễu do nhiều người sử dụng (Multi-User Interference - MUI). Các mã được sử dụng trong CDMA được thiết kế sao cho chúng có tính chất tương quan tốt (Good Correlation Properties) tức là hệ số tự tương quan cao, hệ số tương quan chéo giữa các mã rất thấp, và các mã này phải đảm bảo giữ được tính chất tương quan ngay cả khi sự đồng bộ giữa những người sử dụng trong cell bị mất (không đồng bộ - Asynchronous CDMA - Cái này thông thường xảy ra trong trường hợp truyền thông tin từ điện thoại di đống đến Base Station).

Về tốc độ, ngay cả đến thế hệ thứ 3, hiện nay VN chưa có, theo hiểu biết của tôi, ở môi trường trong nhà (indoor) độ tối đa là 2 Mbps, ở môi trường di động chậm (chẳng hạn đi bộ) tốc độ truyền đối đa là 384 Kbps, đối với môi trường di động nhanh (chẳng hạn dùng điện thoai di động trong khi đi xe ôtô) thì tốc độ tối đa là 144 Kbps.

(Theo Nguyễn Văn Tèo -TTVNOL http://www3.ttvnol.com)

Tác giả này tui không biết, có khi là 1 đứa bạn nào đó của người trích dẫn lại, và mình trích dẫn lại lần 2 (hoặc nhiều hơn), hãy copy 1 phần bài viết và search google để ra tác giả thực sự.

Ưu nhược điểm

“Tại sao chúng ta lại sử dụng hệ thống trải phổ ”
Câu trả lời có thể dễ dàng nhận thấy qua các phân tích về khả năng ưu và nhược của nó. Thật vậy, kỹ thuật truyền thông đã phải đối phó với các vấn đề hết sức khó khăn về nhiễu, hiệu ứng đa đường truyền, gia tăng dung lượng, bảo mật … Và người ta đã phát hiện ra trải phổ có những thuộc tính không thể thay thế bởi các kỹ thuật điều chế khác.

a. Ưu điểm
o Chống lại các nhiễu cố ý và vô ý.
o Hạn chế và làm giảm hiệu ứng đa đường truyền.
o Chia sẻ cùng dãy tần số với nhiều người sử dụng.
o Bảo mật do chuỗi mã giả ngẫu nhiên (Phân chia theo mã).

b. Hạn chế
o Không hiệu quả về băng thông.
o Hoạt động phức tạp hơn.

Nguồn http://www.wirelessvn.com/thong-tin-di-dong/492-ky-thuat-trai-pho 

Cơ sở toán học

- Công thức Shannon: với kênh có tạp âm trắng cộng tính (AWGN: Additive White Gaussian Noise) 

C = B log_2 (1+ S/N)

trong đó: C là dung lượng kênh [bps],
B là độ rộng phổ tần chiếm [Hz] của tín hiệu
S/N là tỷ số công suất tín hiệu và tạp âm 

- Như vậy, với một dung lượng xác định C, có thể truyền không lỗi với tỷ số S/N rất thấp nếu tín hiệu có phổ rất rộng và nếu có khả năng biến mọi tạp nhiễu về có dạng như hoặc gần như AWGN ==> Điều này thực hiện được nhờ Kỹ thuật trải phổ 


Phân loại hệ thống SS

• Dãy trực tiếp DS (Direct Sequence): nhân nguồn với tín hiệu giả ngẫu nhiên (có tốc độ thật nhanh -> sẽ làm phổ rộng ra, các bạn nên tham khảo giáo trình chuyên sâu nếu muốn biết rõ cơ chế)
• Nhảy tần FH (Frequency Hopping): nhảy tần số sóng mang của nó trên một tập lớn các tần số, mẫu nhảy tần là giả ngẫu nhiên.
• Nhảy thời gian TH (Time Hopping): khối các bít dữ liệu được nén và phát đi một cách gián đoạn trong một hoặc nhiều khe thời gian trong khung gồm một số lớn các khe thời gian. Mẫu nhảy thời gian giả ngẫu nhiên xác định khe thời gian nào được dùng để truyền trong mỗi khung.
• Kết hợp

Kết luận

Nói chung thì nó là như thế này này :
Trải phổ chủ yếu thấy được dạy trên lớp là trải phổ trực tiếp, nhân tín hiệu với một tín hiệu tốc độ nhanh với một mã giả ngẫu nhiên. Mã này hay nhé, có đặc tính là nhân tín hiệu vào thì tín hiệu trải dài ra như nền nhiễu, tuy nhiên nếu bên thu có đúng mã đấy thì có thể khôi phục được, còn những cái khác thì chỉ như nhiễu thôi, người ta có nhiều mã, và phân biệt được người dùng (hoặc bảo mật chỉ ai biết mã mới xem được), đó là cơ sở của CDMA  xem ở đây. Các bạn xem hình dưới minh họa cho điều này.



Trải phổ nhảy thời gian hay tần số là tín hiệu nhảy lung tung theo quy tắc nào đó (như cái giả ngẫu nhiên trên thôi) , ai biết quy tăc thì lượm được, ai không có thì lượm được 1 phần và chẳng biết nó là của tín hiệu nào, ở đâu. Nhiễu cũng chỉ tác động "nhiều" ở 1 khoảng thời gian, 1 vùng tần số, nên cũng chỉ tác động nhiều đến tín hiệu trong 1 phần nó đụng phải, những chỗ khác thì nó bị tác động ít hơn, bằng biện pháp kiểm tra lỗi tập tin, truyền lại hoặc mã hóa sửa lỗi thì sẽ xử lý được .
Còn nếu nhiễu cường độ lớn, xảy ra toàn bộ thời gian truyền, nhiều tần số thì đứt kênh hoàn toàn rồi, biện pháp gì thì cũng thế, lúc đó dùng tín hiệu hữu tuyến (adsl, cáp quang) mà xài đỡ thôi.

Read more »

Phổ tín hiệu

Đây là một khái niệm quan trọng nhưng thú thực thì bản thân và nhiều người (không rõ có chiếm đa số không nhưng trên 2 người trở lên thì dùng thuật ngữ "nhiều" là được rồi) không hiểu lắm.
Khi mới học thì sách và thày làm luôn 1 tràng nào là biến đổi nào là tích phân nhìn muốn ngất luôn, môn học về cái đấy mình cũng không còn nhớ là môn gì nhưng phổ được nhắc đi nhắc lại nhiều lần trong nhiều môn học tiếp sau và trong nhiều thời gian sau đó mình vẫn không hiểu "nó là cái gì mà hay quá vậy". Tầm năm thứ 4 thì mình mới hiểu láng máng nó và giờ trình bày lại theo cách dễ hiểu nhất
Theo thày Nguyễn Quốc Bình :

Truyền tín hiệu thì tín hiệu sẽ chiếm một khoảng nào đó trên trục tần số. Cái này có thể thấy được qua định lý Shannon:

C = W.log_2(1+S/N) [b/s]

C là dung lượng của kênh, là tốc độ bít lớn nhất có thể truyền qua được một kênh với một độ chính xác BER đã cho. W là độ rộng băng tần chiếm của tín hiệu dùng để truyền tin. Nếu W = 0 thì C = 0, muốn C khác 0 (có truyền được tin tức - truyền được một lượng thông tin bao nhiêu bít trong một giây đó) thì W phải khác 0, tức là đã truyền tín hiệu thì nhất định tốn băng tần.

Tuy nhiên, do những hạn chế về công nghệ, hiện nay con người mới chỉ sử dụng được một phần rất hạn chế của trục tần số để truyền tin. Nghĩa là thực tế thì băng tần số là hữu hạn chứ không phải là vô hạn, và do vậy phải chia sẻ, mỗi người/hệ thống truyền tin chỉ được chiếm một mảnh xác định băng tần mà thôi, còn phải dành cho các hệ thống/người khác cùng truyền. Và thế là bên cạnh việc biểu diễn thông thường tín hiệu như một hàm của thời gian, lại nảy sinh ra nhu cầu xem xem tín hiệu truyền đi tồn tại trên trục tần số như thế nào, tức là cần phải biểu diễn được tín hiệu trên miền tần số.

Phổ tín hiệu là biểu diễn của tín hiệu trên miền tần số. Biến đổi qua lại tín hiệu giữa miền thời gian và miền tần số được thực hiện bởi cặp biến đổi Fourier.

Nguồn http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=1421&page=3&p=15141#post15141

Qua 2 cái đánh dấu ở trên thì đã truyền tín hiệu thì cần 1 khoảng tần số nào đó. Theo shannon thì tốc độ càng cao thì càng cần nhiều phổ tần (với cùng một công nghệ, kỹ thuật) vì sau này có nhiều kỹ thuật tận dụng thì khai thác nó triệt để hơn (và nhìn chung là thiết bị sẽ tốn pin hơn ^^).
Việc khảo sát tín hiệu trên miền thời gian thì người ta không thích, vì theo mình thấy tín hiệu dao động ngắn dài (bước sóng dày hay thưa) thì phân biệt làm sao được khi khoảng biến đổi nó lên đến hàng từ vài khz đến vài ghz, tín hiệu biểu diễn trên miền tần số thì nhìn chung người ta xét tín hiệu coi như vô hạn thời gian (thì hữu hạn trên miền tần số) nên nó chỉ là một hoặc vài khoảng tín hiệu nhỏ trên trục chứ không chạy liên tục như biểu hiện sóng theo miền thời gian .

Có nhiều biện pháp nữa để biểu diễn, nghiên cứu tín hiệu cho dễ dàng hơn như chẳng hạn dùng thang db để nén khoảng biến thiên quá lớn.
Nói chung là phổ được sinh ra để khảo sát nghiên cứu dễ dàng hơn. Các kiến thức chuyên sâu hơn, các bạn có thể tìm trong sách vở hoặc google.

Read more »