Không dây là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Không dây là công nghệ truyền tải thông tin và tín hiệu qua sóng điện từ hoặc tia quang học trong không gian tự do mà không cần sử dụng dây dẫn vật lý, tạo điều kiện cho kết nối di động, linh hoạt và triển khai nhanh. Công nghệ này bao gồm mạng di động (2G–5G), Wi-Fi, Bluetooth, IoT và truyền dẫn vệ tinh, đáp ứng yêu cầu băng thông, độ trễ và phạm vi phủ sóng đa dạng trong viễn thông và tự động hóa.

Giới thiệu về không dây

Không dây (wireless) là công nghệ truyền tải thông tin và tín hiệu mà không cần sử dụng dây dẫn vật lý, dựa trên việc phát và thu sóng điện từ hoặc tia quang học qua không gian tự do. Hệ thống không dây bao gồm thiết bị phát sóng, kênh lan truyền và thiết bị thu sóng, kết hợp với các giao thức điều khiển để đảm bảo dữ liệu đến đúng đích với độ tin cậy và tốc độ mong muốn.

Ngày nay, công nghệ không dây đã thâm nhập vào mọi mặt đời sống: từ điện thoại di động, Internet băng rộng qua Wi-Fi, đến kết nối vạn vật (IoT), cảm biến công nghiệp, hệ thống giám sát và truyền dẫn vệ tinh. Sự linh hoạt trong triển khai và khả năng hỗ trợ di động đã khiến không dây trở thành hạ tầng nền tảng cho viễn thông thế kỷ 21.

Không dây còn bao gồm các phân ngành như mạng khu vực cá nhân (WPAN – Bluetooth), mạng khu vực đô thị (WMAN – WiMAX), mạng khu vực rộng (WWAN – 4G/5G) và các hệ thống chuyên dụng như RFID hay Li-Fi. Mỗi phân ngành có băng tần, khoảng cách và công suất phát riêng, phục vụ cho yêu cầu và kịch bản sử dụng đa dạng.

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Về mặt kỹ thuật, “không dây” đề cập đến mọi hệ thống truyền thông sử dụng sóng vô tuyến (RF) hoặc ánh sáng (ví dụ Li-Fi dùng phổ hồng ngoại/ánh sáng khả kiến). Sóng RF trải dài từ vài kHz đến hàng chục GHz, trong khi công nghệ không dây quang học (OWC) dùng ánh sáng khả kiến hoặc hồng ngoại cho băng thông rất cao nhưng giới hạn tầm ngắn.

Các tham số cơ bản của kênh không dây gồm công suất phát (Pt), độ nhạy thu (Pr,min), băng thông (B), tạp âm (N) và độ suy hao đường dẫn (path loss). Mối quan hệ cơ bản được biểu diễn qua công thức Friis:

Pr=Pt+Gt+Gr−20log⁡10(4πd/λ)P_r = P_t + G_t + G_r - 20\log_{10}(4\pi d / \lambda)

trong đó Gt và Gr là độ lợi anten phát và thu, d là khoảng cách, λ là bước sóng. Công thức này là cơ sở cho thiết kế công suất và lựa chọn anten phù hợp.

Lịch sử và phát triển công nghệ

Cuộc cách mạng không dây bắt đầu năm 1895 khi Guglielmo Marconi thành công trong truyền tín hiệu vô tuyến đầu tiên qua khoảng cách vài km, mở đường cho viễn thông không dây. Trong thế chiến II, radar và Li-Fi nghiên cứu cho quân sự góp phần hoàn thiện thiết bị và kỹ thuật truyền – thu sóng.

Thập kỷ 1980–1990 chứng kiến sự ra đời của chuẩn GSM (2G) từ 3GPP, đưa điện thoại di động số vào thị trường đại chúng. Tiếp theo là GPRS/EDGE (2.5G), UMTS (3G), LTE (4G) và hiện nay 5G với tốc độ đa trăm Mb/s, độ trễ dưới 10 ms và khả năng kết nối hàng triệu thiết bị trên km².

  • 1895 – Liên lạc vô tuyến đầu tiên (Marconi).
  • 1940s – Radar, Li-Fi nghiên cứu quân sự.
  • 1991 – Chuẩn GSM thương mại (2G).
  • 2001 – UMTS (3G), hỗ trợ video call.
  • 2010 – LTE (4G), băng thông rộng di động.
  • 2020 – 5G thương mại, IoT và URLLC.

Song song, Wi-Fi (IEEE 802.11) từ chuẩn b (1999) đến ax (2019) đã nâng công suất và băng thông lên hàng Gb/s, hỗ trợ mạng LAN không dây cho gia đình, doanh nghiệp và đô thị thông minh.

Phổ điện từ và cơ chế lan truyền

Phổ vô tuyến chia thành nhiều dải: LF (30–300 kHz), MF (300 kHz–3 MHz), HF (3–30 MHz), VHF (30–300 MHz), UHF (300 MHz–3 GHz), SHF (3–30 GHz), EHF (30–300 GHz). Mỗi dải có đặc tính lan truyền khác nhau: sóng dài (LF, MF) lan truyền đường mặt đất tốt; sóng ngắn (HF) phản xạ tầng điện ly; sóng cao tần (UHF, SHF) phù hợp line-of-sight với băng thông lớn.

Trong đô thị hoặc môi trường phức tạp, hiện tượng đa đường (multipath), tán xạ (scattering), khúc xạ (refraction) và che khuất (shadowing) gây fading, làm giảm chất lượng kênh. Kỹ thuật đa anten (MIMO) và beamforming được áp dụng để tăng cường độ tin cậy và mở rộng vùng phủ.

Dải tầnPhạm viƯu điểmỨng dụng
VHF (30–300 MHz)10–100 kmLan truyền ổn địnhFM radio, TIVB
UHF (300 MHz–3 GHz)1–10 kmBăng thông caoTV kỹ thuật số, 4G, 5G
SHF (3–30 GHz)<1 kmLine-of-sight, băng thông rất rộngWi-Fi, radar, viễn thông vệ tinh

Hiểu rõ phổ và cơ chế lan truyền là tiền đề cho phân bổ tần số hiệu quả, thiết kế mạng không dây phù hợp với yêu cầu tốc độ, độ trễ và độ phủ.

Chuẩn và giao thức truyền thông

Các chuẩn không dây xác định cách thức mã hóa, điều chế và quản lý kênh để đảm bảo tương thích và hiệu năng. Chuẩn Wi-Fi (IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax) dùng phổ 2,4 và 5 GHz, hỗ trợ tốc độ từ vài chục Mb/s đến vài Gb/s. Công nghệ 5G (3GPP Release 15/16) mở rộng sang phổ millimeter-wave (mmWave) để đạt băng thông multi-Gb/s và độ trễ dưới 1 ms.

Bluetooth (SIG) tối ưu cho kết nối năng lượng thấp (BLE), thích hợp cho thiết bị đeo và cảm biến IoT với tầm phủ < 100 m. Zigbee (IEEE 802.15.4) cung cấp giải pháp mạng mesh cho tự động hóa công nghiệp và tòa nhà thông minh với tiêu thụ năng lượng cực thấp.

  • Wi-Fi 6 (802.11ax): OFDMA, MU-MIMO cải thiện hiệu suất đa người dùng.
  • 5G NR: Dynamic spectrum sharing, network slicing hỗ trợ IoT và URLLC.
  • LoRaWAN: Băng tần ISM, tầm xa > 10 km, dùng cho smart city.

Thiết bị và anten

Thiết bị không dây bao gồm trạm gốc (base station), router Wi-Fi, gateway IoT và module RF tích hợp trong smartphone, laptop, cảm biến. Mỗi thiết bị có mô-đun RF, bộ khuếch đại công suất (PA), bộ chuyển đổi tín hiệu số – tương tự (ADC/DAC) và MCU/SoC điều khiển.

Anten quyết định hướng bức xạ và độ khuếch đại (gain). Anten đa hướng (omni) phát đều khắp, phù hợp hotspot; anten định hướng (patch, Yagi) tập trung năng lượng cho liên kết dài hoặc point-to-point.

Thiết bịỨng dụngTần số
Router Wi-Fi 6Mạng LAN gia đình, doanh nghiệp2,4/5 GHz
Small cell 5GTăng vùng phủ, densification3,5/28 GHz
Gateway LoRaWANSmart metering, nông nghiệp868/915 MHz
Module BLEThiết bị đeo, cảm biến sức khỏe2,4 GHz

Ứng dụng chính

Công nghệ không dây phủ đa lĩnh vực:

  • Viễn thông di động: thoại 4G/5G, streaming video HD, game đám mây.
  • Wi-Fi băng rộng: Internet gia đình, văn phòng, quán cà phê, trường học.
  • IoT & M2M: nhà thông minh, quản lý năng lượng, giám sát môi trường, logistics.
  • Y tế từ xa: telemedicine, thiết bị đo huyết áp, theo dõi bệnh mãn tính qua BLE.
  • Truyền dẫn vệ tinh: kết nối vùng sâu, GPS định vị, Internet băng rộng tại biển.

Trong công nghiệp 4.0, mạng không dây công nghiệp (IIoT) như WirelessHART và ISA100.11a hỗ trợ điều khiển quy trình, bảo trì dự báo và thu thập dữ liệu cảm biến thời gian thực.

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểmHạn chế
Liñnh hoạt truy cập và di độngBăng thông và độ tin cậy thấp so với có dây
Triển khai nhanh, chi phí hạn chế cápNhiễu sóng, phản xa, che khuất
Hỗ trợ kết nối vạn vậtBảo mật khó khăn, dễ tổn thương
Mở rộng dễ dàngYêu cầu điện áp và bảo trì thiết bị thu/phát

Vấn đề bảo mật

Không dây chịu rủi ro nghe lén (eavesdropping), tấn công DoS và man-in-the-middle do kênh công cộng. Các biện pháp bảo mật bao gồm mã hóa đầu cuối, xác thực mạnh và phân đoạn mạng.

  • WPA3: bảo mật Wi-Fi thế hệ mới, chống brute-force và replay attack.
  • IPsec: VPN bảo vệ lưu lượng 4G/5G.
  • 5G Security: xác thực SIM-based, slicing isolation, SDN/NFV với chức năng bảo mật nâng cao.

Xu hướng tương lai

6G đang được nghiên cứu để đạt tốc độ > 1 Tbps, độ trễ < 1 ms và khả năng kết nối vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO). Vô tuyến terahertz (0,1–10 THz) hứa hẹn băng thông siêu rộng cho AR/VR và truyền tải dữ liệu khối lượng lớn.

Tích hợp AI/ML với mạng không dây giúp tự động điều chỉnh tham số, dự đoán traffic và tối ưu beamforming. Mô hình Open RAN và disaggregated architecture cho phép đa dạng nhà cung cấp và linh hoạt nâng cấp mạng.

  • O-RAN: mở, tiêu chuẩn hóa giao diện, giảm phụ thuộc vendor độc quyền.
  • Network slicing: chia mạng thành nhiều lát cắt ảo phục vụ IoT, URLLC và eMBB riêng biệt.
  • Edge computing: đẩy tính toán xuống gần người dùng, giảm độ trễ và băng thông trở về core.

Tài liệu tham khảo

  • International Telecommunication Union. ITU Radio Regulations. Truy cập tại: itu.int
  • IEEE Standards Association. IEEE 802.11 Wireless LAN Standards. Truy cập tại: standards.ieee.org
  • 3GPP. 5G Specifications. Truy cập tại: 3gpp.org
  • Goldsmith, A. (2005). Wireless Communications. Cambridge University Press.
  • Federal Communications Commission. Wireless Services. Truy cập tại: fcc.gov/wireless

Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề không dây:

Khôi phục tín hiệu ổn định từ các phép đo không đầy đủ và không chính xác Dịch bởi AI
Communications on Pure and Applied Mathematics - Tập 59 Số 8 - Trang 1207-1223 - 2006
Tóm tắtGiả sử chúng ta muốn khôi phục một vector x0 ∈ ℝ𝓂 (ví dụ, một tín hiệu số hoặc hình ảnh) từ các quan sát không đầy đủ và bị ô nhiễm y = A x0 + e; A là một ma trậ...... hiện toàn bộ
Đại đa số không thấy: vi sinh vật đất như là những yếu tố thúc đẩy đa dạng và năng suất thực vật trong các hệ sinh thái trên cạn Dịch bởi AI
Ecology Letters - Tập 11 Số 3 - Trang 296-310 - 2008
Tóm tắtVi sinh vật là đại đa số không thể nhìn thấy trong đất và cấu thành một phần lớn của sự đa dạng di truyền của sự sống. Mặc dù sự phong phú của chúng, tác động của vi sinh vật trong đất đối với các quá trình sinh thái vẫn chưa được hiểu rõ. Ở đây, chúng tôi khám phá các vai trò khác nhau mà vi sinh vật trong đất đóng trong các hệ sinh thái trên cạn, với sự nh...... hiện toàn bộ
Mô hình dự đoán quá trình bay hơi từ cây trồng hàng với sự che phủ không đầy đủ Dịch bởi AI
Water Resources Research - Tập 8 Số 5 - Trang 1204-1213 - 1972
Một mô hình được trình bày để tính toán tỷ lệ bay hơi hàng ngày từ bề mặt cây trồng. Mô hình này áp dụng cho tình trạng tán cây của cây hàng trong đó nguồn cung nước từ đất cho rễ cây không bị hạn chế và cây trồng chưa ở giai đoạn trưởng thành hoặc thoái hóa cao. Tỷ lệ bay hơi từ cây trồng được tính bằng cách cộng tổng các thành phần từ bề mặt đất và bề mặt cây (mỗi thành phần trong số nà...... hiện toàn bộ
Bài Báo Được Đặt: Quản Lý Công Suất, Đầu Tư và Phòng Ngừa Rủi Ro: Rà Soát và Phát Triển Gần Đây Dịch bởi AI
Manufacturing and Service Operations Management - Tập 5 Số 4 - Trang 269-302 - 2003
Bài báo này rà soát tài liệu về quản lý công suất chiến lược với nội dung liên quan đến việc xác định kích thước, loại và thời điểm của các khoản đầu tư và điều chỉnh công suất trong điều kiện không chắc chắn. Đặc biệt chú ý đến những phát triển gần đây trong việc tích hợp nhiều quyết định, nhiều loại công suất, phòng ngừa và sự không ưa rủi ro. Công suất là thước đo khả năng và giới hạn ...... hiện toàn bộ
#công suất #đầu tư #quản lý rủi ro #phòng ngừa #không chắc chắn #chiến lược quản lý công suất #công suất xử lý #danh mục công suất an toàn #điều chỉnh công suất #môi trường ổn định #nhà quyết định không ưa rủi ro
Đánh giá có hệ thống: tỷ lệ mắc và phổ biến toàn cầu của bệnh loét dạ dày tá tràng Dịch bởi AI
Alimentary Pharmacology and Therapeutics - Tập 29 Số 9 - Trang 938-946 - 2009
Tóm tắtGiới thiệu  Bệnh loét dạ dày tá tràng (PUD) thường liên quan đến nhiễm Helicobacter pylori và việc sử dụng axít axetylsalicylic (ASA) và thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs). Việc quản lý nhiễm trùng H. pylori đã cải thiện đáng kể trong những năm gần đây; tuy nhiên, việc kê đơn A...... hiện toàn bộ
#Bệnh loét dạ dày tá tràng #Helicobacter pylori #axít axetylsalicylic #thuốc chống viêm không steroid #tỷ lệ mắc #phổ biến
RNA không mã hóa dài CCAT1 thúc đẩy sự phát triển của ung thư túi mật thông qua việc điều chỉnh tiêu cực miRNA-218-5p Dịch bởi AI
Cell Death and Disease - Tập 6 Số 1 - Trang e1583-e1583
Tóm tắtCác gen mã hóa protein chỉ chiếm khoảng 2% bộ gen người, trong khi phần lớn các bản sao là RNA không mã hóa (ncRNA), bao gồm RNA không mã hóa dài (lncRNA). Một lượng ngày càng tăng tài liệu đã đề xuất rằng lncRNA là yếu tố quan trọng trong ung thư. Bản sao liên quan đến ung thư đại tràng-1 (CCAT1), một lncRNA, lần đầu tiên được xác định trong ung thư đại trà...... hiện toàn bộ
Haemophilus influenzae không sản sinh β-lactamase kháng ampicillin tại Tây Ban Nha: Sự nổi lên gần đây của các dòng đồng nhất với sự đề kháng gia tăng đối với cefotaxime và cefixime Dịch bởi AI
Antimicrobial Agents and Chemotherapy - Tập 51 Số 7 - Trang 2564-2573 - 2007
Tóm tắt Trình tự của gen ftsI mã hóa miền transpeptidase của protein gắn penicillin 3 (PBP 3) đã được xác định ở 354 mẫu Haemophilus influenzae từ Tây Ban Nha; 17,8% trong số này nhạy cảm với ampicillin, 56% không có khả năng sản xuất β-lactamase nhưng vẫn kháng ampicillin (BLNAR), 15,8% sản xuất β-lactamase ...... hiện toàn bộ
#Haemophilus influenzae #gene #mutation pattern #Amino acid substitution #antibiotic resistance #BLNAR #penicillin-binding protein #transpeptidase domain #cefotaxime #cefixime #community-level antibiotic use.
Các phẫu thuật dây đai dưới niệu đạo tổng hợp xâm lấn tối thiểu cho chứng tiểu không tự chủ do stress ở phụ nữ: Một đánh giá Cochrane phiên bản ngắn Dịch bởi AI
Neurourology and Urodynamics - Tập 30 Số 3 - Trang 284-291 - 2011
Tóm tắtThông tin nềnChứng tiểu không tự chủ do stress (SUI) là một tình trạng phổ biến ảnh hưởng đến tới 30% phụ nữ. Các phẫu thuật dây đai dưới niệu đạo tổng hợp xâm lấn tối thiểu là một trong những phương pháp mới nhất được giới thiệu để điều trị SUI.Mục tiêuĐánh giá...... hiện toàn bộ
#Phẫu thuật dây đai dưới niệu đạo tổng hợp #tiểu không tự chủ do stress #phụ nữ #đánh giá Cochrane #xâm lấn tối thiểu.
RNA không mã hóa dài SNHG20 thúc đẩy sự phát triển và di cư của tế bào ung thư phổi không tế bào nhỏ bằng cách làm im lặng biểu hiện P21 theo kiểu di truyền Dịch bởi AI
Cell Death and Disease - Tập 8 Số 10 - Trang e3092-e3092
Tóm tắtNgày càng có nhiều bằng chứng cho thấy các RNA không mã hóa dài (lncRNAs) là những bản sao mới điều khiển nhiều quá trình sinh học, và việc điều chỉnh sai của chúng liên quan đến sự phát triển và tiến triển của nhiều loại ung thư. Gene chủ là RNA nucleolar nhỏ 20 (SNHG20) là một lncRNA dài 2183 bp, và việc biểu hiện quá mức của nó dự đoán tiên lượng xấu ở un...... hiện toàn bộ
#RNA không mã hóa dài #SNHG20 #ung thư phổi không tế bào nhỏ #di truyền #P21 #tiên lượng #điều trị
Vị ngọt và vị đắng của bữa ăn không điều chỉnh việc làm rỗng dạ dày ở người Dịch bởi AI
American Journal of Physiology - Regulatory Integrative and Comparative Physiology - Tập 297 Số 3 - Trang R632-R639 - 2009
Trong các mô hình dòng tế bào và động vật, các chất kích thích vị ngọt và đắng gây ra sự tiết các peptide tín hiệu (vd: peptide-1 giống glucagon và cholecystokinin) và làm chậm quá trình làm rỗng dạ dày (GE). Tuy nhiên, việc liệu phản ứng GE và cảm giác thèm ăn của con người có bị điều chỉnh bởi vị ngọt hay đắng của thực phẩm đã tiêu thụ hay không vẫn chưa được biết đến. Chúng tôi nhằm xác...... hiện toàn bộ
#vị ngọt #vị đắng #làm rỗng dạ dày #glucose #fructose #aspartame #saccharin #cảm giác đói #cảm giác no
Tổng số: 539   
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 10

Chủ đề khác

#tuổi vị thành niên

Tuổi vị thành niên là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

#tâm lý trị liệu

Tâm lý trị liệu là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

#tạo máu

Tạo máu là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

#chỉ số không xâm lấn

Chỉ số không xâm lấn là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học

#ngôn ngữ thứ hai

Ngôn ngữ thứ hai là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

#phương trình maxwell

Phương trình maxwell là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học

#vườn nho

Vườn nho là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

#cá bơn

Cá bơn là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

#mạc nối lớn

Mạc nối lớn là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

#cấu trúc đông đặc

Cấu trúc đông đặc là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan


Xem thêm