1.1 Giới thiệu chung

Sự gia tăng nhu cầu của thông tin không dây kéo theo nhu cầu cải thiện chất lượng về lưu lượng, tính tin cậy, dịch vụ... Vì vậy mà số lượng thiết bị dựa vào các chuẩn không dây và công nghệ sẽ ngày càng gia tăng trong tương lai. Nhưng một vấn đề quan trọng khác lại nảy sinh là phổ tần số của thông tin không dây. Trong khi tài nguyên phổ là có hạn thì sự phát triển ở trên sẽ dẫn tới tình trạng khan hiếm phổ. Do vậy giải quyết được vấn đề này chúng ta có thể phát triển xa hơn thị trường viễn thông cũng như tìm ra được một chuẩn thực chất cho hệ thống thông tin tương lai của chúng ta.

1.1.1 Truy cập phổ vô tuyến

Truy cập phổ vô tuyến hiện nay bị giới hạn bởi các cơ quan quản lí phổ của quốc gia. Phần lớn phổ dành cho các dịch vụ vô tuyến được cấp phép. Truy cập mở đối với hầu hết phổ chỉ được cho phép với công suất truyền rất nhỏ, trong cái gọi là chia sẻ lớp dưới, ví dụ như sử dụng băng siêu rộng (UWB).

Chỉ một phần nhỏ của phổ vô tuyến dành cho băng tần không cần cấp phép. Bởi vì phần phổ này rất nhỏ nên sẽ không sẵn có cho các phổ không cần cấp phép mới. Sự chuyển đổi từ phổ được cấp phép sang phổ không cần cấp phép thực sự khó khăn và mất thời gian dài. Nó đòi hỏi sự kết hợp giữa tổ chức quản lý phổ chính phủ, nhà phát triển công nghệ, nhà cung cấp dịch vụ.

Trong vòng vài thập kỉ qua, nhiều chuẩn không dây, công nghệ và dịch vụ mới cho phổ không phép mới đã ra đời. Trong số đó phổ biến là IEEE 802.11 WLAN, Wi-Fi và IEEE 802.15 WPANs. Hệ thống ứng dụng không dây trong phổ không phép này thực sự thành công về thương mại. Ngày càng nhiều hệ thống vô tuyến sử dụng khoảng phổ này, chứng tỏ rằng nó có thể hữu dụng để thay đổi cách quản lý phổ hiện tại nhằm hướng tới truy cập phổ mở và linh hoạt.

Giới hạn và trì hoãn của truy cập phổ đang thắt nghẽn và làm chậm lại quá trình phát triển các dịch vụ vô tuyến mới. Những hệ thống này có thể cải thiện về an ninh, môi trường làm việc, giáo dục, giải trí. Sự phát triển đầy hứa hẹn về số lượng thiết bị vô tuyến dựa trên các chuẩn không dây có thể bị trì hoãn bởi những giới hạn ở trên.

1.1.2 Vấn đề khan hiếm phổ và hiệu suất sử dụng phổ.

Phổ vô tuyến là tài nguyên có hạn. Cụm từ “phổ vô tuyến” chỉ khoảng tần số điện từ giữa 3KHz và 300GHz. Hình 1 minh họa khoảng tần số mà thường để chỉ phổ tần số. Hầu hết các hệ thống thông tin vô tuyến hiện nay yêu cầu bảo vệ chặt chẽ chống lại nhiễu từ các hê thống vô tuyến khác. Ngày nay, phổ cấp phép được bảo vệ đảm bảo khỏi nhiễu.

Phần lớn phổ vô tuyến được cấp cho các hệ thống thông tin và dịch vụ truyền thông xác định trong hình 2. Tuy nhiên, tài nguyên phổ lại bị lãng phí bởi nhiều lý do.

Hình 1: Phổ vô tuyến từ tần số 3KHz đến 300GHz

Thứ nhất, sự thất bại về kinh tế của các dịch vụ và hệ thống vô tuyến cấp phép có thể dẫn đến phổ không sử dụng. Ví dụ, WiMax xuất hiện nhưng không thành công về thương mại. Phổ WiMax đã được xác định và cấp phép ở nhiều nước, nhưng lại không được sử dụng trên diện rộng. Phổ WiMax vì thế đã làm lãng phí tài nguyên phổ.

Thứ hai, hệ thống vô tuyến của quân đội cũng như công an yêu cầu phổ cho hệ thống mà chủ yếu hoạt động khi có biến cố. Do vậy thêm phần lãng phí tài nguyên phổ.

Thứ ba, sự phát triển công nghệ dẫn đến sự cải thiện hiệu suất phổ trong hệ thống thông tin cấp phép hiện tại, ví dụ như phát sóng tivi số. Do đó sẽ yêu cầu ít phổ hơn để cung cấp cùng một dịch vụ.

Nói tóm lại, một phần lớn phổ đang được sử dụng không hiệu quả. Hơn bao giờ hết, cần tìm ra một công nghệ giúp việc truy cập phổ một cách linh hoạt. Như vậy mới có thể giải quyết vấn đề khan hiếm và lãng phí phổ hiện nay.

Hình 2: Phổ vô tuyến được cấp cho các hệ thống thông tin và dịch vụ truyền thông.

Còn tiếp...