Nguyễn Đức Toàn - Email: nguyenductoan@vnpro.org - VNPRO - Trung Tâm Đào Tạo Mạng & Internet

1. Tóm tắt

Trong khi mạng băng rộng cố định với nhiều công nghệ sẵn có thì mạng vô tuyến chỉ có thể cung cấp khả năng phủ sóng tầm nhìn thẳng (line of sight – LOS). Vì thế nền tảng công nghệ WiMAX đã được tối ưu hoá để cho ra đời khả năng phủ sóng không theo tầm nhìn thẳng (non line of sight – NLOS). Công nghệ tiên tiến WiMAX có thể cung cấp tốt nhất về khoảng cách phủ sóng lên tới 50km dưới các điều kiện tầm nhìn thẳng – LOS và bán kính cell lên tới 8km dưới các điệu kiện không theo tầm nhìn thẳng – NLOS.
2. Truyền sóng LOS và NLOS

Thông thường, kênh vô tuyến của một hệ thống truyền thông không dây được mô tả hoặc ở kiểu tầm nhìn thẳng (LOS) hoặc không theo tầm nhìn thẳng (NLOS). Trong một đường truyền LOS, tín hiệu đi theo đường trực tiếp và không có chướng ngại vật giữa phía phát và phía thu. Một đường truyền LOS yêu cầu phải có đặc tính là toàn bộ miền Fresnel thứ nhất không hề có chướng ngại vật (hình 1), nếu đặc tính này không được đảm bảo thì cường độ của tín hiệu sẽ suy giảm đáng kể. Không gian miền Fresnel phụ thuộc vào tần số hoạt động và khoảng cách giữa trạm phát và trạm thu.

Hình 1. Miền Fresnel cho trường hợp LOS

Trên một đường truyền NLOS, tín hiệu tới phía thu thông qua sự phản xạ, tán xạ và nhiễu xạ. Các tín hiệu nhận được ở phía thu bao gồm sự tổng hợp các thành phần nhận được từ đường đi trực tiếp, các đường phản xạ, năng lượng tán xạ và các thành phần nhiễu xạ. Những tín hiệu này có những khoảng trễ, sự suy giảm, sự phân cực và trạng thái ổn định liên quan tới đường truyền trực tiếp là khác nhau.

Hình 2. Truyền sóng trong điều kiện NLOS

Hiện tượng đa đường cũng có thể là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi phân cực tín hiệu. Do đó sử dụng phân cực cũng như sử dụng lại tần số mà được thực hiện bình thường trong triển khai LOS lại khó khăn trong các ứng dụng NLOS.
Làm thế nào để một hệ thống vô tuyến sử dụng những tín hiệu đa đường này để cung cấp một dịch vụ đảm bảo trong điều kiện NLOS. Một sản phẩm đơn thuần chỉ tăng công suất để xuyên qua được vật cản (đôi khi gọi là “gần tầm nhìn thẳng”) không phải là công nghệ NLOS bởi vì cách tiếp cận này vẫn dựa vào cường độ tín hiệu đi trực tiếp (direct path) mà không tính đến cường độ của tín hiệu đi gián tiếp (indirect path). Điều kiện phủ sóng của cả LOS và NLOS bị chi phối bởi các đặc tính truyền sóng của môi trường, tổn hao đường truyền (path loss) và quỹ đường truyền vô tuyến.
Một số ưu điểm mà NLOS mong muốn triển khai được. Ví dụ, các yêu cầu hoạch định chính xác và các hạn chế độ cao anten thường không cho phép anten được đặt ở các vị trí thuận lợi cho LOS. Do mạng tế bào không ngừng mở rộng trong khi sử dụng lại tần số ngày càng có hạn, hạ thấp các anten chính là ưu điểm để giảm nhiễu đồng kênh giữa các cell lân cận. Tuy nhiên điều này lại làm cho các trạm gốc phải hoạt động trong điều kiện NLOS. Các hệ thống LOS không thể hạ thấp độ cao của anten bởi làm thế sẽ ảnh hưởng đến tầm nhìn thẳng từ CPE (thiết bị tại nhà khách hàng) tới trạm gốc.
Công nghệ NLOS cũng giảm được chi phí cài đặt do CPE có thể cài đặt được ở nhiều điều kiện địa hình phức tạp. Không những thế, công nghệ này cũng giảm thiểu được yêu cầu khảo sát vị trí trạm (trước khi lắp đặt) và nâng cao độ chính xác của các công cụ hoạch định NLOS.

Hình 3. Vị trí CPE ở điều kiện không theo tầm nhìn thẳng NLOS

Chính công nghệ NLOS và các đặc tính cao cấp trong WiMAX làm nó có thể sử dụng thiết bị tại nhà của khách hàng – CPE. Điều này có hai trở ngại chính: thứ nhất là phải khắc phục được tổn hao thâm nhập toà nhà, thứ hai là phủ sóng được tới các khoảng hợp lý với công suất phát thấp hơn và độ lợi anten phù hợp với các CPE trong nhà. WiMAX cho phép thực hiện được điều này và phạm vi phủ sóng của NLOS còn có thể được cải tiến hơn nữa nhờ sử dụng các tính năng tuỳ chọn của WiMAX.

 

Share on Facebook