Tìm hiểu về WLANS, WPANS và xu hướng phát triển thông tin di động 4G

hoá trong quá trình đưa ra báo hiệu thích hợp cần thiết để thiết lập hoặc huỷ bỏ kết nối. Chức năng thiết lập kết WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 39 nối bắt đầu khi có yêu cầu, các yêu cầu này được xuất phát từ MT là chủ yếu. Trong suốt quá trình này, các đặc tính kết nối được sử dụng. Nếu AP chấp nhận yêu cầu của MT, một bản tin xác nhận được gửi trở lại. DCC cũng hỗ trợ chức năng báo hiệu giải phóng và khả năng sửa đổi kết nối được thiết lập. ACF hỗ trợ tất cả các chức năng liên quan tới sự trao đổi thông tin về dung lượng kết nối và sự kết hợp của MT với AP tương ứng. Nếu MT tìm thấy AP thích hợp nhất để liên kết (quyết định này dựa vào những phép đo tín hiệu của MT), nó sẽ yêu cầu một MAC-ID từ AP đó. Quá trình được tiếp tục với sự trao đổi thông tin trong lớp PHY, lớp quy tụ, chức năng chứng thực và mã hoá. Sự mã hoá bắt đàu với một chìa khoá trao đổi để đảm bảo an toàn giữa các phần. HIPERLAN-2 hỗ trợ cả hai tiêu chuẩn :mã hoá dữ liệu và giải thuật mã hoá 3-DES. Các yếu tố như: thủ tục chứng nhận,bản tin tóm lược (MD5), mã xác nhận hasbased (HMAC), rivest, Shamir, thuật toán Adleman (RSA) cũng được hỗ trợ. Sau khi sự hợp nhất được hoàn thành, MT sẽ đòi hỏi một hoặc nhiều kết nối người dùng DLC. Việc phân tách có thể làm theo hai cách: explicitly hay implicitly. Dạng của nó là MT khởi đầu và xuất hiện khi MT không có yêu cầu giao tiếp từ hệ thống mạng, đây là một tình trạng đặc biệt sảy ra sau một thời gian dài MT ngừng hoạt động. Quá trình điều khiển tài nguyên sóng vô tuyến kéo theo bốn chức năng chính: handover, lựa chọn tần số động (DFS), MT sống và nguồn nuôi quá trình sử lý. Handover chính là MT khởi đầu, nó yêu cầu chất lượng những phép đo của mối liên kết từ các MT khác để quyết định hoạt động của handover (quá trình handover được mô tả chi tiết trong mục 4.3.8) Lựa chọn tần số động là quá trình tự gán các tần số cho mỗi AP trong truyền thông. Những thủ tục này tính đến cả vấn đề nhiễu từ các AP và những phép đo MT hợp nhất của chúng. MT sống cung cấp AP với khả năng cấu hình lại nếu bất kỳ một MT hợp nhất nào không truyền phát được. Một bộ đệm thời gian có thể được thiết lập để giới hạn thời gian tạm nghỉ của các MT. Nếu không có sự phản hồi nào từ MT tới AP, một quá trình phân tách bắt đầu. WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 40 Nguồn nuôi được sử dụng để xác nhận tín hiệu dành riêng cho quá trình điều khiển năng lượng truyền và định nghĩa trạng thái nghỉ của MTs Thực thể điều khiển lỗi của HIPERLAN-2 hỗ trợ ba chế độ hoạt động khác nhau: • Chế độ báo nhận. • Chế độ phát lặp. • Chế độ không báo nhận. Chế độ báo nhận cung cấp sự truyền đáng tin cậy sử dụng quá trình chuyển truyền lại để khắc phục tuyến kết nối chất lượng kém. Sự chuyển tiếp này dựa trên sự báo nhận từ máy thu. Giao thức ARQ được sử dụng ở đây là sự lặp lại có chọn lọc (SR) và EC chấp nhận kích thước của cửa sổ truyền sẽ được sử dụng, việc này tuỳ thuộc vào yêu cầu của mỗi kết nối. Để hỗ trợ QoS cho ứng dụng giới hạn thời gian (tiếng nói, hình ảnh thời gian thực), EC cũng có thể sử dụng một cơ chế loại bỏ để loại bỏ LCHs đã quá thời gian sống. Hình 2.22 minh hoạ dữ liệu và điều khiển luồng trong chế độ báo nhận. Hình 4.22 Luồng điều khiển và dữ liệu trong kiểu xác nhận. Chế độ phát lặp cũng cung cấp một quá trình truyền đáng tin cậy bởi việc lặp lại LCHs. Trong chế độ này, nơi phát sẽ truyền liên tiếp các LCH mới và được chấp nhận để tạo ra sự lặp lại trong mỗi LCH. Nơi thu không cung cấp bản tin phản hồi nào. Kiểu phát lặp được sử dụng cho sự truyền của UBCH. Hình 2.23 minh hoạ luồng dữ liệu và điều khiển luồng trong chế độ phát lặp. WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 41 Hình 2.23 Luồng dữ liệu và luồng điều khiển trong kiểu phát lặp Cuối cùng, chế độ không báo nhận cung cấp quá trình truyền không tin cậy. Trong chế độ này, dữ liệu chỉ được truyền từ nơi phát tới nơi thu. Không có điều khiển phát lại ARQ hoặc thông báo loại bỏ nào được hỗ trợ. Kiểu không xác nhận được sử dụng cho quá trình truyền của UMCH, DCCH trong LCH, và RBCH trong LCH, nhưng cũng có thể được sử dụng cho UDCH (UDCH trong một kết nối nhất định có thể được gửi trong chế độ báo nhận hoặc không báo nhận. Hình 2.24 minh hoạ việc điều khiển luồng và dữ liệu trong chế độ không báo nhận. Hình 2.24 Luồng dữ liệu và điều khiển trong kiểu không xác nhận 2.3.8 Handover Khả năng handover được hỗ trợ cho HIPERLAN-2 chính là MT khởi đầu. Tuy nhiên có một AP-khởi đầu cho handover trong trường hợp một AP muốn giảm tải của nó để tăng khả năng thực hiện hoặc cho các mục đích khác. Hoạt động này sẽ không thực hiện nếu MT không đủ dung lượng cho một quá trình handover. MT handover có thể thức hiện theo 3 cách khác nhau:chuyển giao khu vực, chuyển giao sóng vô tuyến và chuyển giao mạng. Chuyển giao khu vực là quá trình xảy ra khi một MT di chuyển từ một sector này tới sector khác. Điều này có nghĩa là MT làm việc trong một tế bào sectorzised. MT yêu cầu chuyển giao theo sector cũ. Nếu việc truyền thông giữa sector cũ và WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 42 MT khả thi, MT sẽ thay đổi tới sector mới; nói một cách khác nó sẽ phải gửi một yêu cầu cho sector mới và chuyển tới đó. Trong cả hai trường hợp, AP cần phải trả lời với một bản tin ACK. Handover radio (intra-IP) yêu cầu một môi trường nhiều bộ phát trên một tế bào. Nó có thể xuất hiện khi một MT hợp nhất di chuyển từ vùng biên của một AP truyền (APT) tới vùng biên của một AP khác, khi chúng cùng thuộc một AP. Hệ số của toàn bộ quá trình tính từ MT khởi đầu và MT thông báo cho AP về hoạt động handover. Trong trường hợp MT bị trả về vùng cũ, nó vẫn phải thông báo cho AP hợp nhất. Quá trình truyền thông giữa hai thực thể này được thực hiện thông qua APT cũ, cho tới khi AP nhận được bản tin về handover. Ngoại trừ bản tin này, MT phải gửi một yêu cầu để thông tin tới AP đích. Quá trình handover sẽ không kết thúc cho đến khi MT nhận được thông tin đầy đủ về handover radio. Handover mạng (inter-AP) là quá trình phức tạp nhất bởi vì nó kéo theo chức năng lớp cao hơn. Nó xuất hiện trong khi một MT kết hợp di chuyển từ AP này tới AP khác. Loại handover này về cơ bản giúp hỗ trợ quy trình báo hiệu như handover radio nhưng cũng bao gồm một cơ chế an toàn để khẳng định MT đó thực sự tạo ra một handover mạng từ AP cũ thành AP mới. Loại handover này có thể yêu cầu giao thức báo hiệu đặc biệt ở các lớp cao hơn để duy trì sự hợp nhất với những tính chất trên và để đảm bảo tận dụng kết nối được thiết lập. Một handover radio và mạng được minh hoạ trong hình 2.25. Hình 2.25 Quy trình handover mạng và radio WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 43 2.3.9 CL CL có hai chức năng chính. Chức năng đầu tiên đó là thích nghi những yêu cầu dịch vụ lớp cao hơn tới chức năng của lớp DCL. Chức năng thứ hai là sửa đổi dữ liệu truyền trong mỗi đơn vị (gói) , vì vậy các thông tin đó được chấp nhận khi tới các lớp cao hơn hay thấp hơn. Cho đến lúc này có hai kiểu định nghĩa CL. Một là tế bào cơ sở và được sử dụng cho kết nối với mạng ATM, trong khi gói cơ bản khác được sử dụng cho kết nối với mạng cố định. Lớp quy tụ được phân chia thành hai phần chính đó là CP và SSCS. Mục đích chung của các phần này là sẽ phân chia, hợp nhất những gói đi qua nó và thêm một vài bit dư thừa để tạo sự tương thích với những khuôn dạng gói của lớp khác. Mỗi lớp con sẽ tạo ra sự thích nghi trong quá trình truyền tin để giao tiếp với mạng cố định. Cho đến lúc này, chỉ có giao diện Ethernet được nói rõ. 2.3.10 Hỗ trợ QoS trong HIPERLAN-2 Một vấn đề hết sức quan trọng, trong quá trình mạng hoạt động, mỗi khách hàng có thể sử dụng mạng vào nhiều kiểu truyền tin khác nhau. Tuy nhiên phương thức này cần phát triển mỗi ngày cùng với yêu cầu sử dụng dịch vụ tốt hơn. Mỗi một luồng truyền dẫn khác nhau thì yêu cầu sự nghiên cứu khác nhau, dựa vào dải thông, thời gian trễ, hoặc tỉ lệ bit lỗi của chúng để ngăn ngừa các dịch vụ không đáp ứng được. Để giải quyết vấn đề này, những chức năng đặc biệt của HIPERLAN-2 đưa ra các vấn đề sau: HIPERLAN-2 hỗ trợ QoS theo nhiều cách khác nhau. Điều này có thể được tập trung vào ba điểm chính trong kiến trúc HIPERLAN-2 hiện thời. Đầu tiên, kết nối định hướng tự nhiên của HIPERLAN-2 tạo ra kết nối dễ dàng để thực hiện trợ giúp cho nhiều kết nối QoS khác nhau. Dữ liệu được truyền giữa AP và MT ngay sau khi quá trình kết nối hoàn thành. Quá trình này yêu cầu chức năng báo hiệu mà nó liên quan đến phần điều khiển kết nối người dùng DCL của RLC. Đa số các kết nối được hỗ trợ là hai chiều và kết nối điểm-điểm. và kết nối điểm – đa điểm cũng được hỗ trợ trong kết nối đơn hướng từ AP đến MT. Tính năng chính của hỗ trợ QoS là ánh xạ lên các RLC PDUs. Quá trình này diễn ra trong suốt quy trình thiết lập kết nối, khi tính chất của mỗi kết nối đang được thoả thuận giữa AP và MT. DLC cung cấp hai kiểu thiết lập đó là: quy trình WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 44 thiết lập kết nối người dùng DLC với AP (DUC) và quy trình kết nối MT-người dùng (DUC). Trong cả hai quy trình này, AP quyết định có hay không thiết lập kết nối cuối cùng. Ánh xạ của QoS yêu cầu có thể dễ dàng được thực hiện bên trong khung dữ liệu mang thông tin thiết lập kết nối. Số lượng thuộc tính trao đổi được giới hạn bởi kích cỡ của LCH. Điểm cuối cùng của QoS trong hoạt động của HIPERLAN-2 là các khả năng khác nhau của SSCS. Giả thiết Ethernet SSCS là tiêu chuẩn có thể được sử dụng ở bên dưới IPv6, những khả năng đó nâng cao hiệu suất của QoS. Điều này có thể đạt được khi sử dụng quyền ưu tiên của QoS theo chuẩn 802.1( nó được hỗ trợ bởi Ethernet SSCS). Theo chuẩn này, 8 mức ưu tiên khác nhau được đưa ra. Những quyền ưu tiên này được ánh xạ tới hàng đợi và thông tin về quyền ưu tiên được mang ở phần tiêu đề vừa được chèn vào trong khung IEEE 802.3. Tiêu đề này giúp phân biệt kiểu dữ liệu truyền, trong khi mỗi kiểu được gán một số đặc biệt. AP và MT sử dụng chuẩn IEEE802.1p trong khi các chuẩn hỗ trợ thông thường là sự phối hợp tốt nhất. 2.4 MMAC-PC MMAC-PC thay thế cho hệ thống thông tin truy cập di động đa phương tiện. Mục đích chính của những hệ thống MMAC là cung cấp truyền tin tốc độ cao của thông tin đa phương tiện chất lượng cao vào bất kỳ thời điểm nào và tại bất cứ đâu với sự liên kết tới mạng cáp quang. Vị trí của MMAC được chỉ ra ở hình 2.26 WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 45 Hình 2.26 Vị trí MMAC Chuẩn này chia MMAC thành 4 phần: • Truy cập không dây tốc độ cao (outdoor and indoor): đó là các hệ thống thông tin di động mà có thể truyền lên với tốc độ 30Mbps sử dụng băng tần 25-/40-/60-GHz và băng thông từ 500 tới 1,000 MHz. Vùng phục vụ điển hình là không gian công cộng và không gian cục bộ. Chỉ hỗ trợ di chuyển bằng với tốc độ đi bộ, những thiết bị đầu cuối như PC và những thiết bị tương tự sẽ được hỗ trợ (với handover). • Ultra-high-speed WLAN: đây là một mạng WLAN có thể truyền lên với tốc độ 156Mbps sử dụng băng tần 60GHz với giải thông từ 1 đến 2GHz. Nó có thể được sử dụng cho truyền hình hội nghị chất lượng cao, vì vậy PC và những trạm làm việc là những thiết bị đầu cuối tiềm năng. • Mạng truy cập di động băng tần 5GHz. Đây là mạng truy cập không dây ATM và mạng WLAN Ethernet sử dụng băng tần 5 GHz. Mỗi có thể truyền lên với tốc độ 25Mbps cho truyền thông tin đa phương tiện. Vùng phủ sóng dịch vụ xung quanh nơi phát đó là không gian ngoài trời và trong không gian riêng biệt. Quá trình di động nhỏ và lan trải được cũng sẽ được WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 46 hỗ trợ. Các thiết bị đầu cuối giống như là những PC cá nhân và đầu cuối sách tay có thể áp dụng cho quá trình này. Nói chung IEEE 802.11a cung cấp một khung vật lý và những địa chỉ MAC. • Wireless home link: có thể truyền lên với tốc độ 100Mbps sử dụng băng tần 5-/25-/40-/60-GHz cấp phát một giải thông lớn hơn 100 Mbps. Chính đặc tính này được sử dụng cho việc truyền âm thanh và hình ảnh giữa các PC và thiết bị đầu cuối. Khả năng lưu động thấp cũng được hỗ trợ. 2.5 Triển khai cơ sở hạ tầng IEEE 802.11 Phần cuối cùng này của chương đưa ra một vài sự xem xét trong khi lập kế hoạch triển khai IEEE 802.11 cho môi trường không gian tự do và không gian riêng. Trong trường hợp đó chúng ta cũng mô tả các thiết bị mà nhà sản xuất cung cấp, Avaya. Điều này cho phép triển khai mô hình IP không dây trong môi trường không gian ngoài trời và hiện nay trên thị trường đã có chuẩn cài đặt tương thích với khuôn mẫu IEEE 802.11b. 2.5.1 Băng ISM và phân bố kênh Băng thông làm việc gán cho IEEE 802.11b đáp ứng được băng tần trung tâm sử dụng trong công nghiệp, khoa học và y học ở 2.4 GHz. Băng tần này được điều chỉnh khác nhau theo khu vức Châu Âu, Nhật Bản và Hoa Kỳ. Thậm trí theo chuẩn Châu Âu, Pháp có sử dụng băng chuẩn này để tạo ra sự riêng biệt như ta thấy trong bảng 2.5. Bảng này chỉ ra tập hợp các kênh dùng cho kiểu hoạt động trong cơ sở hạ tầng IEEE 802.11b với phạm vi trải rộng (DS). WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 47 Bảng 2.5 Kênh thiết lập cho IEEE 802.11b DS Spread Spectrum (in GHz) Trong bảng 2.5 những tần số tương ứng được chỉ định tương ứng cho mỗi kênh và băng thông của mỗi kênh là 22MHz, và một phần của các kênh này chồng lấn lên nhau. Hình 2.27 cho thấy tình trạng này cho trường hợp U.S. Hình 2.27 Sự phân bố kênh ở Mỹ cho băng tần 2.4-GHz IBM Đa số các thiết bị trên thị trường cho phép sự lựa chọn của một kênh hoặc thông qua hàng loạt các cấu hình do các nhà sản xuất cung cấp cho mục đích này. Hình 2.28 chỉ ra menu cấu hình của một điểm truy nhập Avaya mà điểm truy nhập này cho phép quá trình chon lọc ở trên diễn ra. WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 48 Hình 2.28 Việc lựa chọn kênh và tần số thông qua menu cấu hình Do có sự xếp chồng lên nhau của một bộ phận giải tần số mà có thể tạo ra các kênh khác nhau khi có hơn một kiến trúc mạng WLAN liền hề hoạt động trong cùng một môi trường. Như vậy thật cần thiết để duy trì một sự phân tách tối thiểu giữa các kênh sẽ được sử dụng. Mức giới hạn được tạo ra khi một AP có khả năng đặt hai thẻ PCMCIA với mục đích có hai mạng WLAN làm việc độc lập. Trong trường hợp này hình 2.29 chỉ ra sự tồn tại từ các lý thuyết được cung cấp bởi Avaya, cho thấy sự kết hợp giữa các kênh cùng tồn tại của phân đoạn không dây. WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 49 Hình 2.29 Việc kết hợp kênh cho hai mạng WLAN khác nhau trong cùng một AP 2.5.2 Tín hiệu, nhiễu và vùng phủ sóng Khi một cơ sở hạ tầng WLAN được triển khai thì mục tiêu đặt ra là đảm bảo chức năng của các thiết bị. Sẽ rất có lợi khi thực hiện quá trình thử nghiệm liên quan đến những điểm trong phạm vi mô hình. Như vậy sẽ rất cần thiết biết những khía cạnh liên quan đến khả năng truyền, tính nhạy của thiết bị, những nhân tố gây nhiễu có thể và môi trường truyền dẫn. Trong phần này,một vài quá trình thực hành được cung cấp cho phép người đọc tiếp cận với sự triển khai một cơ sơ hạ tầng không dây. 2.5.3 Tín hiệu và nhiễu trong băng tần ISM Băng tần ISM là yêu cầu của phần còn lại ở băng tần bắt buộc mà nó được thiết lập tới mức tối đa ngang bằng công suất phát với mục tiêu giảm tối đa nhiễu giữa các người dùng khác nhau. Giá trị cực đại của công suất phát phụ thuộc vào mỗi modul điều khiển. Ở Mỹ, hội (FCC) đã cố định giới hạn là 1W, ở Châu Âu, ETSI đã đặt giới hạn cường độ bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP) là 100mW, ở Nhật bản là 10mW/MHz. Vì thế dẫn đến việc thiếu một sự phối hợp điều khiển WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 50 thực sự để đưa ra các chuẩn chung cho những vùng sử dụng cùng băng tần, điều quan trọng là phải dựa trên giá trị của công suất phát được thiết lập mà không làm thay đổi truyền thông của các thiết bị cận kề. Trên thực tế việc thiết lập này biết rằng bất kỳ sóng RF nào được phát bởi thiết bị radio của mạng WLAN mà không được xác nhận như là một tín hiệu được tạo ra bởi IEEE 802.11b trong phạm vi DS sẽ được xem là nhiễu. Đặc biệt nó bao gồm cả tín hiệu 802.11b được tạo ra bởi các thiết bị hoạt động trong các băng tần khác. Sự tồn tại của tín hiệu nhiễu làm cho bên thu sẽ nhận được các gói tin bị lỗi ( tạo ra trong quá trình truyền dữ liệu trong lớp MAC) làm giảm hiệu suất truyền. Như ta đã biết các thiết bị cũng có một cơ chế làm giảm tốc độ truyền ( sau khi hai lần truyền gói tin thất bại, NACK được gửi đi), sự có mặt của nhiễu có thể dẫn tới sự thoả thuận truyền với tốc độ bit thấp hơn (từ 11Mbps thành 5.5,2,hay thậm trí là 1 Mbps với sự giảm lưu lượng đáng kể). Nói chung để tránh tình trạng này thì cần thiết duy trì một mức tín hiệu trong khoảng 10-12 dB hơn mức ồn. Một menu được đưa ra trong hình 2.30 như một khuyến nghị người dùng theo dõi tín hiệu và nhiễu của mỗi kết nối tại bất kỳ thời điểm nào để giúp tìm ra vị trí tối ưu của thiết bị. Hình 2.30 Hiển thị giá trị tín hiệu và ồn đo được tại thiết bị gốc và thiết bị từ xa WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 51 Điều này cần được đề cập vì chúng ta không chỉ quan tâm tới nguồn nhiễu thông thường như là vi sóng hay đường dây cung cấp nguồn mà còn quan tâm tới lan truyền đa đường. Trên thực tế việc sử dụng DS spread spectrum trong IEEE 802.11b cho phép chúng ta lan truyền đồng thời tới một điểm (phụ thuộc vào mối quan hệ giữa thời gian trễ và khe thời gian) bằng việc thực hiện một cấu trúc RAKE ở nơi nhận- đa số các nhà sản xuất đều làm như thế. Chúng ta phải chú ý rằng việc thực hiện truyền tin tốt thì phải từng phần triệt tiêu nhiễu như trong các lò và những mô tô điện. 2.5.4 Vùng phủ sóng Mỗi một hiệu ứng ồn, tính chất của nhiễu và những giới hạn tương ứng đã được phân tích, chúng ta có thể mô tả tóm tắt những vấn đề đã được xem xét khi lập kế hoạch phủ sóng một vùng. Chúng ta sẽ rất cần thiết phải biết về môi trường truyền dẫn (đó là không gian tự do hay không giam riêng và các đặc trưng của nó), công suất phát, độ nhạy của thiết bị thu. Bảng 2.6 cho ta thấy các độ nhạy và thời gian trễ (tỉ lệ lỗi khung (FER) ít hơn 1%) của thiết bị cung cấp bởi Avaya tại những tốc độ làm việc khác nhau: Bảng 2.6 Các tham số về độ nhạy và độ trễ máy thu trong thiết bị WLAN Nói về các tham số này như là một tín hiệu nhiễu. Bảng 2.7 đưa ra một vài ví dụ về phạm vi cho môi trường indoor cung cấp bởi nhà sản xuất với tổng nguồn phát danh định là 15dBm. WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 52 Bảng 2.7 Những vùng phủ sóng có điều kiện môi trường không gian riêng khác nhau Phạm vi phủ sóng có thể được mở rộng đáng kể khi sử dụng một anten giới hạn phạm vi, như được chỉ ra trong hình 2.31 Hình 2.31 Anten có phạm vi phủ sóng giới hạn. Việc nối một anten có phạm vi giới hạn tới mạng WLAN tương ứng cung cấp một công suất thu thực là 2.5dB, vô hiệu hoá anten với bức xạ đẳng hướng. Cuối cùng ta phải đề cập tới mục tiêu thiết kế tế bào thích ứng với môi trường truyền tin. Cấu trúc của APs cung cấp một dung lượng cho kích thước tế bào cố định, sửa đổi các ngưỡng giá trị. Bằng cách này, nó sẽ cho phép đặt hai AP tại khoảng cách ngắn hơn, vì thế nó trả lời các yêu cầu bắt nguồn từ phần tập trung cao của người dùng trong những khu vực phủ sóng xác định. Để kết thúc phần thực hành liên quan tới sự thực thi của IEEE 802.11b, chúng ta sẽ giải quyết một vài vấn đề về không gian truyền dẫn. WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 53 2.5.5 IEEE 802.11 cho không gian tự do Như đã đề cập ở phần trước của chương, một số lượng lớn các thiết bị cáp đang gia tăng khi sử dụng thiết bị IEEE 802.11 để cung cấp dịch vụ dữ liệu ở những vùng xa trạm phát, nơi có số lượng thuê bao di động giải rác xung quanh trạm phát trung tâm hay nơi có hiệu suất nhận tin thấp, không có lợi cho việc lắp đặt cáp quang hay việc sử dụng hệ thống LMDS. Với những điều kiện này sự tồn tại của AP và thẻ PCMCIA hay hơn thế nữa là các thiết bị người dùng phí tổn thấp cùng với sự tự do cung cấp, sử dụng các ứng dụng làm cho việc sử dụng cấu trúc IEEE 802.11 là hết sức lôi cuốn. Để kết thúc vấn đề này nhà sản xuất Avaya khuyến nghi đầy đủ các phương thức cho phép triển khai mở rộng IP không dây trong môi trường ngoài trời. Sự triển khai này giúp chúng ta vẫn có thể sử dụng các thiết bị trong cấu trúc cũ với một vài mở rộng về phần mềm. Để cung cấp một phạm vị tốt hơn các nhà sản xuất đề nghị sử dụng những anten với hệ số khuyếch đại cao hơn anten được sử dụng ở môi trường trong nhà, đặc biệt về phía người dùng. Hình 2.32 chỉ ra hai loại anten ngoài trời tiêu biểu một là anten đẳng hướng một là anten có hướng. Hình 2.32 Anten ngoài trời (a) Đẳng hướng và (b) một hướng WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 54 Hệ số khuyếch đại cho anten đa hướng là 7dB và cho anten đẳng hướng là 14dB. Hệ số đầu tiên được sử dụng cho AP và hệ số thứ hai được sử dụng bởi thiết bị đầu cuối người dùng. Việc tính toán khoảng cách cực đại từ AP đến đầu cuối người sử dụng ,biểu thức sau cho phép tính sự hao tổn trên đường truyền: Sự suy giảm (tính bằng dB) cho băng tần 2.4 GHz = 100dB+ 20 log(dmin) (2.1) Chú ý rằng một mô hình truyền dẫn không gian mở đã được giả định. Điều đó đảm bảo đường truyền ngắn nhất từ máy phát tới máy thu. Đặc biệt là vùng xung quanh chúng, với bán kính sử dụng trong băng tần 2.4 GHz là: Bán kính (đo bằng m)=3.4.√dkm +( dkm/8.12)2 (2.2) Bảng 2.8 cho biết khoảng cách tiêu biểu để phân chia các AP trong vùng với những anten đẳng hướng, thiết bị đầu cuối người dùng, và hệ số khuyếch đại anten của thiết bị đầu cuối. Cuối cùng điều cần nhắc đến đó là các thiết bị được cung cấp bởi nhà sản xuất thông qua cấu hình phần mềm của thiết bị ngoài trời đã đưa ra những giới hạn băng tần tới người dùng. Một tham số được biết như là một van điều tiết lưu lượng. Giá trị của Van là 64,128,256,384, và 512 Kbps. Bảng 4.8 Các khoảng cách đạt được tại môi trường ngoài trời. WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 55 Chương 3 WPANs 3.1 Giới thiệu PAN là một giải pháp mạng giúp mở rộng môi trường cá nhân đáp ứng các dịch vụ trong công việc hay giải trí, do việc nối mạng phục vụ sự đa dạng người dùng ngoài ra có thể sử dụng các thiết bị trong vùng không gian bao phủ mỗi tế bào và cung cấp khả năng truyền thông trong không gian đó với thế giới bên ngoài. PAN đặc trưng cho khái niệm mạng cá nhân (hình 3.1) , nó cho phép một người có thể sử dụng các thiết bị đầu cuối người dùng (như máy tính cá nhân, webpad, máy quay,…..) để thiết lập các kết nối không giây với các mạng bên ngoài. Hình 3.1 Giải pháp mạng PAN Thông tin vô tuyến trải qua sự phát triển mạnh trong thập niên trước (GSM, IS-95,GPRS và EDGE,UMTS, và IMT-2000). Sự phát triển những tốc độ truyền WLAN, WPAN và bước phát triển đến hệ thống thông tin di động 4G §¹i häc C«ng NghÖ - §HQGHN Lưu Thị Thu Hiền 56 với bít dữ liệu cao hơn dẫn đến sự hình thành các hệ thống không giây và nhưng giải pháp mạng mới. Sự tiến bộ của môi trường không giây và yêu cầu về khả năng di động cao hơn tạo nên sự thay thế các kết nối cố định tới mạng và sự phát triển của các giải pháp PAN khác nhau. Điều này cũng làm thay đổi khái niệm thiết bị đầu cuối thành người dùng và không gian cá nhân của họ. PAN là một thành viên mới của nhóm GIMCV. Mạng PAN sẽ bao phủ phần không gian xung quanh người dùng với khoảng cách đủ để nghe được tiếng nói. Nó sẽ có một dung lượng trong phạm vi từ 10bps tới 10Mbps (hình 3.2). Các giải pháp tồn tại ( như Bluetooth) được ứng dụng trong khoa học, y học với giải tần 2.4 GHz (hình .3) Hình 3.2 Vị trí của PAN Hệ thống PAN trong tương lai sẽ v