Trong bối cảnh rộng hơn của Hành vi Tần số Vô tuyến (Radio Frequency Behaviors), đa đường (Multipath) là một trong những hành vi tín hiệu chính mà tín hiệu RF thể hiện khi truyền đi,.
Đa đường là một hiện tượng lan truyền tín hiệu dẫn đến việc hai hoặc nhiều đường tín hiệu của cùng một tín hiệu đến ăng-ten thu cùng một lúc hoặc trong vòng nano giây.
Cơ chế và Nguyên nhân
Hiện tượng đa đường xảy ra do sự kết hợp của một số hành vi tín hiệu vật lý của RF:
Phản xạ (Reflection): Đây thường là nguyên nhân chính gây ra đa đường, đặc biệt trong môi trường trong nhà,. Tín hiệu bật ra khỏi các bề mặt phẳng và mịn như tường, cửa ra vào, tủ hồ sơ hoặc các vật kim loại khác,.
Tán xạ (Scattering), Khúc xạ (Refraction), và Nhiễu xạ (Diffraction): Các hành vi này cũng có thể dẫn đến việc nhiều đường tín hiệu đến ăng-ten thu qua các con đường khác nhau,,.
Khi các tín hiệu này đến bộ thu qua nhiều đường dẫn, chúng có một độ trễ thời gian khác nhau so với tín hiệu chính, được gọi là độ trễ lan truyền (delay spread),. Độ trễ này có thể được đo bằng nano giây. Nếu độ trễ lan truyền quá lớn, dữ liệu từ tín hiệu phản xạ có thể gây nhiễu cho luồng dữ liệu từ tín hiệu chính, gây ra nhiễu giữa các ký hiệu (intersymbol interference - ISI),,.
Tác động của Đa đường
Đa đường có thể gây ra hiệu ứng xây dựng (constructive) hoặc phá hủy (destructive) đối với cường độ tín hiệu tại bộ thu, thường được gọi là suy hao Rayleigh (Rayleigh fading). Các kết quả có thể xảy ra bao gồm:
Tăng cường tín hiệu (Upfade): Xảy ra khi các đường tín hiệu đến bộ thu đồng pha hoặc lệch pha một phần (thường từ 0 đến 120 độ), dẫn đến tăng cường độ tín hiệu.
Suy giảm tín hiệu (Downfade): Xảy ra khi các đường tín hiệu đến lệch pha (thường từ 121 đến 179 độ), dẫn đến giảm cường độ tín hiệu.
Triệt tiêu tín hiệu (Nulling): Xảy ra khi các đường tín hiệu đến lệch pha 180 độ với tín hiệu chính, dẫn đến hủy bỏ hoàn toàn tín hiệu.
Hỏng dữ liệu: ISI có thể xảy ra, làm cho bộ thu gặp khó khăn trong việc giải điều chế thông tin, dẫn đến dữ liệu bị hỏng. Dữ liệu bị hỏng khiến bộ thu không gửi ACK, buộc máy phát phải truyền lại ở Lớp 2 (Layer 2 retransmissions), làm giảm thông lượng,,.
Đa đường trong Bối cảnh Công nghệ 802.11
Tác động lên công nghệ cũ (802.11a/b/g): Đa đường là một vấn đề nghiêm trọng đối với các mạng WLAN sử dụng công nghệ 802.11a/b/g cũ,. Các hệ thống này chỉ có thể chịu được độ trễ lan truyền tối đa khoảng 500 nano giây.
Công nghệ Phổ Tán (Spread Spectrum/OFDM): Các hệ thống tín hiệu trải phổ và OFDM (như 802.11a/g) có khả năng chống lại nhiễu đa đường tốt hơn tín hiệu băng hẹp. Ví dụ, 802.11a/g có thể duy trì tốc độ 54 Mbps với độ trễ lan truyền lên tới khoảng 150 nano giây.
MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output): Công nghệ MIMO được giới thiệu trong các chuẩn 802.11n và 802.11ac,. Thay vì bù đắp cho các hiệu ứng tiêu cực của đa đường, các hệ thống MIMO sử dụng kỹ thuật xử lý tín hiệu số (DSP) tiên tiến để tận dụng đa đường, biến đa đường thành yếu tố xây dựng,. MIMO cho phép truyền nhiều luồng dữ liệu độc lập cùng lúc (spatial multiplexing), giúp tăng đáng kể thông lượng,.
Tóm lại, mặc dù đa đường là kẻ thù chính của các công nghệ 802.11 cũ (gây ra sự suy hao tín hiệu và yêu cầu truyền lại), nó lại là yếu tố cần thiết cho hoạt động hiệu suất cao của các hệ thống MIMO hiện đại,,.