công nghệ CDMA phần 4 doc

CƯNG NGHÏÅ CDMA 34 TH. Hònh 2.9 lâ sú àưì khưëi ca hïå thưëng TH. Ta thêëy rùçng bưå àiïìu chïë rêët àún giẫn vâ bêët k mưåt dẩng sống cho phếp àiïìu chïë xung theo mậ àïìu cố thïí àûúåc sûã dng àưëi vúái bưå àiïìu chïë TH. TH cố thïí lâm giẫm giao diïån giûäa cấc hïå thưëng trong hïå thưëng ghếp kïnh theo thúâi gian vâ vò mc àđch nây mâ sûå chđnh xấc thúâi gian àûúåc u cêìu trong hïå thưëng nhùçm tưëi thiïíu hoấ àưå dû giûäa cấc mấy phất. Mậ hoấ nïn àûúåc sûã dng mưåt cấch cêín thêån vò sûå tûúng àưìng cấc àùåc tđnh nïëu sûã dng cng mưåt phûúng phấp nhû cấc hïå thưëng thưng tin mậ hoấ khấc. Do hïå thưëng TH cố thïí bõ ẫnh hûúãng dïỵ dâng búãi giao thoa nïn cêìn sûã dng hïå thưëng tưí húåp giûäa hïå thưëng nây vúái hïå thưëng FH àïí loẩi trûâ giao thoa cố khẫ nùng gêy nïn suy giẫm lúán àưëi vúái têìn sưë àún. Hònh 2.9: Hïå thưëng TH àún giẫn 2.4 Hïå thưëng lai (Hybrid) Bïn cẩnh cấc hïå thưëng àậ miïu tẫ úã trïn, àiïìu chïë hybrid ca hïå thưëng DS vâ FH àûúåc sûã dng àïí cung cêëp thïm cấc ûu àiïím cho àùåc tđnh tiïån lúåi ca mưỵi hïå thưëng. Thưng thûúâng àa sưë cấc trûúâng húåp sûã dng hïå thưëng tưíng húåp bao gưìm (1) FH/DS, (2) TH/FH, (3) TH/DS. CƯNG NGHÏÅ CDMA 35 Cấc hïå thưëng tưíng húåp ca hai hïå thưëng àiïìu chïë trẫi phưí sệ cung cêëp cấc àùåc tđnh mâ mưåt hïå thưëng khưng thïí cố àûúåc. Mưåt mẩch khưng cêìn phûác tẩp lùỉm cố thïí bao gưìm búãi bưå tẩo dậy mậ vâ bưå tưí húåp têìn sưë cho trûúác. 2.4.1 FH/DS Hïå thưëng FH/DS sûã dng tđn hiïåu àiïìu chïë DS vúái têìn sưë trung têm àûúåc chuín dõch mưåt cấch àõnh k. Phưí têìn sưë ca bưå àiïìu chïë àûúåc minh hoẩ trïn hònh 2.10. Mưåt tđn hiïåu DS xët hiïån mưåt cấch tûác thúâi vúái àưå rưång bùng lâ mưåt phêìn trong àưå rưång bùng ca rêët nhiïìu cấc tđn hiïåu trẫi phưí chưìng lêën vâ tđn hiïåu toân bưå xët hiïån nhû lâ sûå chuín àưång ca tđn hiïåu DS túái àưå rưång bùng khấc nhúâ cấc mêỵu tđn hiïåu FH. Hïå thưëng tưíng húåp FH/DS àûúåc sûã dng vò cấc l do sau àêy: 1. Dung lûúång trẫi phưí 2. Àa truy nhêåp vâ thiïët lêåp àõa chó phên tấn. 3. Ghếp kïnh Hònh 2.10: Phưí têìn sưë ca hïå thưëng tưíng húåp FH/DS Hïå thưëng àiïìu chïë tưíng húåp cố nghơa àùåc biïåt khi tưëc àưå nhõp ca bưå tẩo mậ DS àẩt túái giấ trõ cûåc àẩi vâ giấ trõ giúái hẩn ca kïnh FH. Vđ d, trong trûúâng húåp àưå rưång bùng RF u cêìu lâ 1 Ghz thò hïå thưëng DS u cêìu mưåt bưå toẩ mậ tûác thúâi cố tưëc àưå nhõp lâ 1136 Mc/s vâ khi sûã dng hïå thưëng FH thò u cêìu mưåt bưå trưån têìn àïí tẩo ra têìn sưë cố khoẫng cấch 5 KHz. Tuy nhiïn, khi sûã dng hïå thưëng tưíng húåp thò u cêìu mưåt bưå tẩo mậ tûác thúâi 114 Mc/s vâ mưåt bưå trưån têìn àïí tẩo ra 20 têìn sưë. Bưå phất tưíng húåp FH/DS nhû trïn hònh 2.11 thûåc hiïån chûác nùng àiïìu chïë DS nhúâ biïën àưíi têìn sưë sống mang (sống mang FH lâ tđn hiïåu DS àûúåc àiïìu chïë) khưng giưëng nhû bưå àiïìu chïë DS àún giẫn. CƯNG NGHÏÅ CDMA 36 Nghơa lâ, cố mưåt bưå tẩo mậ àïí cung cêëp cấc mậ vúái bưå trưån têìn àûúåc sûã dng àïí cung cêëp cấc dẩng nhẫy têìn sưë vâ mưåt bưå àiïìu chïë cên bùçng àïí àiïìu chïë DS. Hònh 2.11: Bưå àiïìu chïë tưíng húåp FH/DS Sûå àưìng bưå thûåc hiïån giûäa cấc mêỵu mậ FH/DS biïíu thõ rùçng phêìn mêỵu DS àậ cho àûúåc xấc àõnh tẩi cng mưåt võ trđ têìn sưë lc nâo cng àûúåc truìn qua mưåt kïnh têìn sưë nhêët àõnh. Nhòn chung thò tưëc àưå mậ ca DS phẫi nhanh hún tưëc àưå dõch têìn. Do sưë lûúång cấc kïnh têìn sưë àûúåc sûã dng nhỗ hún nhiïìu so vúái sưë lûúång cấc chip mậ nïn têët cẫ cấc kïnh têìn sưë nùçm trong tưíng chiïìu dâi mậ sệ àûúåc sûã dng nhiïìu lêìn. Cấc kïnh àûúåc sûã dng úã dẩng tđn hiïåu giẫ ngêỵu nhiïn nhû trong trûúâng húåp cấc mậ. Bưå tûúng quan àûúåc sûã dng àïí giẫi àiïìu chïë tđn hiïåu àậ àûúåc mậ hoấ trûúác khi thûåc hiïån giẫi àiïìu chïë bùng têìn gưëc tẩi àêìu thu; bưå tûúng quan FH cố mưåt bưå tûúng quan DS vâ tđn hiïåu dao àưång nưåi àûúåc nhên vúái têët cẫ cấc tđn hiïåu thu àûúåc. Hònh 2.12 miïu tẫ mưåt bưå thu FH/DS àiïín hònh. Bưå tẩo tđn hiïåu dao àưång nưåi trong bưå tûúng quan giưëng nhû bưå àiïìu chïë phất trûâ 2 àiïím sau: 1. Têìn sưë trung têm ca tđn hiïåu dao àưång nưåi àûúåc cưë àõnh bùçng àưå lïåch têìn sưë trung gian (IF). 2. Mậ DS khưng bõ biïën àưíi vúái àêìu vâo bùng gưëc. CƯNG NGHÏÅ CDMA 37 Hònh 2.12: Bưå thu tưíng húåp FH/DS Giấ trõ àưå lúåi sûã l dB ca hïå thưëng tưíng húåp FH/DS cố thïí àûúåc tđnh bùçng tưíng ca àưå lúåi sûã l ca hai loẩi àiïìu chïë trẫi phưí àố. Gp(FH/DS) = Gp(FH) + Gp(DS) = 10log (sưë lûúång cấc kïnh) + 10log (BW DS /R info ) Do àố, giúái hẩn giao thoa trúã nïn lúán hún so vúái hïå thưëng FH hóåc hïå thưëng DS àún giẫn. 2.4.2 TH/FH Hïå thưëng àiïìu chïë TH/FH àûúåc ấp dng rưång rậi khi mën sûã dng nhiïìu thụ bao cố khoẫng cấch vâ cưng sët khấc nhau tẩi cng mưåt thúâi àiïím. Vúái sưë lûúång viïåc xấc àõnh àõa chó lâ trung bònh thò nïn sûã dng mưåt hïå thưëng mậ àún giẫn hún lâ mưåt hïå thưëng trẫi phưí àùåc biïåt. Khuynh hûúáng chung lâ tẩo ra mưåt hïå thưëng chuín mẩch àiïån thoẩi vư tuën cố thïí chêëp nhêån cấc hoẩt àưång cú bẫn ca hïå thưëng nhû lâ sûå truy nhêåp ngêỵu nhiïn hóåc sûå àõnh võ cấc àõa chó phên tấn. Àố cng lâ mưåt hïå thưëng cố thïí giẫi quët cấc vêën àïì liïn quan àïën khoẫng cấch. Nhû trïn hònh 2.13 ta thêëy hai àêìu phất vâ thu àậ àûúåc xấc àõnh vâ mấy phất úã àûúâng thưng khấc hoẩt àưång nhû lâ mưåt ngìn giao thoa khi àûúâng thưng àố àûúåc thiïët lêåp. Hún nûäa, sûå khấc nhau vïì khoẫng cấch giûäa mấy phất bïn cẩnh vâ mấy phất thûåc hiïån thưng tin cố thïí gêy ra nhiïìu vêën àïì. CƯNG NGHÏÅ CDMA 38 Hïå thưëng nây lâm giẫm ẫnh hûúãng giao thoa chêëp nhêån àûúåc ca hïå thưëng thưng tin trẫi phưí xëng túái vâi àưå. Hònh 2.13: Hïå thưëng thưng tin 2 àûúâng vúái cấc vêën àïì liïn quan àïën khoẫng cấch Do ẫnh hûúãng ca khoẫng cấch gêy ra cho tđn hiïåu thu khưng thïí loẩi trûâ àûúåc chó vúái viïåc sûã l tđn hiïåu àún giẫn mâ mưåt khoẫng thúâi gian truìn dêỵn nhêët àõnh nïn àûúåc xấc àõnh àïí trấnh hiïån tûúång chưìng lêën cấc tđn hiïåu tẩi mưåt thúâi àiïím. 2.4.3 TH/DS Nïëu phûúng phấp ghếp kïnh theo mậ khưng àấp ûáng cấc u cêìu giao diïån àûúâng truìn khi sûã dng hïå thưëng DS thò hïå thưëng TH àûúåc sûã dng thay thïë àïí cung cêëp mưåt hïå thưëng TDM cho khẫ nùng àiïìu khiïín tđn hiïåu. u cêìu sûå àưìng bưå nhanh àưëi vúái sûå tûúng quan mậ giûäa cấc àêìu cëi ca hïå thưëng DS, hïå thưëng TH àûúåc giẫi quët cho trûúâng húåp nây. Nghơa lâ, àêìu cëi thu ca hïå thưëng DS nïn cố mưåt thúâi gian chđnh xấc àïí kđch hoẩt TDM, àïí àưìng bưå chđnh xấc mậ tẩo ra tẩi chưỵ trong thúâi gian chip ca mậ PN. Hún nûäa, thiïët bõ àiïìu khiïín àống/múã chuín mẩch àûúåc u cêìu àïí thïm TH-TDM vâo hïå thưëng DS. Trong trûúâng húåp nây thò kïët cëi àống/múã chuín mẩch cố thïí àûúåc trđch ra mưåt cấch dïỵ dâng tûâ bưå tẩo mậ sûã dng àïí tẩo ra cấc mậ trẫi phưí vâ hún nûäa thiïët bõ àiïìu khiïín àống/múã àûúåc sûã dng àïí tấch cấc trẩng thấi ghi dõch cêëu thânh bưå tẩo mậ vâ dûåa trïn cấc kïët quẫ, sưë lûúång n cưíng àûúåc sûã dng àïí kđch hoẩt bưå phất cố thïí àûúåc thiïët lêåp mưåt cấch àún CƯNG NGHÏÅ CDMA 39 giẫn. Hònh 2.14 minh hoẩ bưå phất vâ bưå thu TH/DS. Bưå thu rêët giưëng nhû bưå phất ngoẩi trûâ phêìn phđa trûúác vâ mưåt phêìn ca bưå tẩo tđn hiïåu àiïìu khiïín àûúåc sûã dng àïí kđch hoẩt trẩng thấi àống/múã ca tđn hiïåu àïí nố truìn ài. Àiïìu àố nhêån àûúåc nhúâ chổn trẩng thấi bưå ghi dõch sao cho bưå ghi dõch nây àûúåc tẩo mưåt cấch lùåp lẩi trong quấ trònh chổn mậ àưëi vúái àiïìu khiïín thúâi gian. Trong bưå tẩo mậ dâi nhêët bêåc n thò àiïìu kiïån thûá nhêët tưìn tẩi vâ àiïìu nây àûúåc lùåp lẩi vúái chu k lâ m. Khi chổn bêåc (n-r) vâ tấch têët cẫ cấc trẩng thấi ca nố thò bưå tẩo mậ cố tẩo tđn hiïåu giẫ ngêỵu nhiïn phên bưë dâi gêëp hai lêìn chu k mậ. Nhû úã trïn thò n biïíu thõ àưå dâi bưå ghi dõch vâ r nghơa lâ bêåc ghi dõch khưng tấch àûúåc Cng vêåy, viïåc tẩo àêìu ra vâ chu k tẩo trung bònh cố khoẫng cấch giẫ ngêỵu nhiïn cố thïí àûúåc chổn nhúâ mậ trong chu k giẫ ngêỵu nhiïn. Loẩi phên chia thûåc hiïån trong quấ trònh chu k giẫ ngêỵu nhiïn nây cố thïí cố nhiïìu ngûúâi sûã dng kïnh àïí cố nhiïìu truy nhêåp vâ cố chûác nùng tiïën bưå hún so vúái giao diïån ghếp kïnh theo mậ àún giẫn. Hònh 2.14: Sú àưì khưëi ca hïå thưëng TH/DS CƯNG NGHÏÅ CDMA 40 2.5 Dậy PN Dậy nhõ phên PN àậ àûúåc biïët nhû lâ mưåt dậy ghi dõch cố phẫn hưìi tuën tđnh dâi nhêët hay mưåt dậy m cố thïí tẩo thânh bưå ghi dõch bêåc m, dậy m {mj}cố chu k lâ (2m - 1) vâ cố thïí àûúåc tẩo ra búãi phûúng trònh àa thûác h(x) h(x) = x n + h n-1 x n-1 + + h 1 x + 1 (2.6) hi cố giấ trõ nhõ phên 0 hóåc 1 theo phûúng trònh sau: (2-7) m j = h 1 m j-1 @ h 2 m j-2 @ @ h n-1 m j-n+1 @ m j-n (2.7) Hònh 2.15 lâ mưåt bưå tẩo dậy m. Mưỵi chỵi m tẩo ra búãi h(x) cố (2m - 1) con sưë 1 vâ (2m-1 - 1) con sưë 0 . Dậy m cố mưåt hâm tûúng quan tìn hoân vúái hai giấ trõ sûã dng phûúng trònh sau: Hònh 2.15: Bưå tẩo dậy m (2-8) Trong phûúng trònh trïn thò @ biïíu thõ mẩch modul 2 (EOR) vâ w {mi @ mi+j}lâ giấ trõ trổng sưë ca dậy {mi @ mi+j}(nghơa lâ sưë lûúång con sưë 1 trong {mi @ mi+j}). Thûåc tïë thò dậy {mj} cố giấ trõ {0,1} thûúâng àûúåc phất ài úã dẩng sống hai cûåc p(t) vúái biïn àưå +, - thu àûúåc nhúâ phûúng trònh sau: (2-9) CƯNG NGHÏÅ CDMA 41 Trong phûúng trònh trïn thò g(t) lâ àưå rưång chip Tc vâ lâ mưåt xung chûä nhêåt cố biïn àưå àún võ. Dậy {pj} lâ mưåt dậy giấ trõ {-1, 1} cố sûå tûå àưång tûúng quan giưëng nhû lâ dậy {mj}. (2-10) Phûúng trònh trïn lâ thûåc vò cưång mod -2 thïm @ vúái {mj} trúã thânh phếp nhên vúái {pj}. Hâm tûå àưång tûúng quan tiïu chín ca dẩng sống hai cûåc tìn hoân p(t) biïíu thõ cho dậy m sệ thu àûúåc nhúâ sûã dng phûúng trònh 2.11. (2-11) (2-12) Dẩng sống p(#) trïn hònh vệ 2.16. Mêåt àưå phưí cưng sët ca dẩng sống p(t) dậy m lâ phếp biïën àưíi Fourier ca p(#) vâ àûúåc tđnh bùçng phûúng trònh (2.13) (2- 13) Hònh 2.17 biïíu thõ S(ưmega) Hònh 2.16: Hâm tûå àưång tûúng quan tiïu chín ca dậy m CƯNG NGHÏÅ CDMA 42 Hònh 2.17: Mêåt àưå phưí cưng sët ca dậy m Trong hònh trïn chng ta cố thïí thêëy rùçng khi chu k ca dậy m dâi ra hún thò cấc àûúâng phưí trúã nïn gêìn nhau hún. Àùåc tđnh ca dậy m àậ biïët. Dậy m cố thïí tn theo 2 chip m trong p(t) vâ cố thïí àûúåc sao chếp búãi bưå nhiïỵu dng àïí tđnh toấn àûúâng kïët nưëi phẫn hưìi ca bưå ghi dõch phẫn hưìi tuën tđnh sûã dng thåt toấn Berlakame. Àïí nêng cao khẫ nùng chưëng nhiïỵu, cấc àêìu ra tûâ bưå ghi dõch phẫn hưìi tuën tđnh khưng àûúåc sûã dng tûác thúâi. Thay vâo àố, àêìu ra tûâ nhiïìu àêìu cëi cố thïí tưí húåp lẩi thânh mẩch logic khưng tuën tđnh nhùçm tẩo àûúåc àêìu ra dậy PN. Chđnh vò thûåc tïë nây mâ cấc dậy PN thûåc hiïån sûå tđnh toấn bưå tẩo dậy nhúâ viïåc xem xết mưåt sưë dậy. Cấc chỵi dậy PNlâ bđ mêåt vâ vò vêåy mâ nố àûúåc biïën àưíi mưåt cấch liïn tc. Trong mưåt ûáng dng nhû àa truy nhêåp theo mậ DS thò cấc àùåc tđnh àưìng tûúng quan ca dậy PN lâ quan trổng nhû cấc àùåc tđnh tûå àưång tûúng quan. Trong trûúâng húåp dậy m thò t sưë kđch cúä tưëi àa Ruv.max ca hâm àưìng tûúng quan giûäa 2 dậy m {uj} vâ {vj} àưëi vúái kđch cúá tưëi àa R(0) = 2m - 1 ca hâm tûå àưång tûúng quan lâ nhû sau: vúái m = 11, nố lâ 0,14 vâ vúái m = 3 nố lâ 0,71. Cố thïí chổn mưåt bưå dậy m nhỗ mâ dậy nây cố giấ trõ àưìng tûúng quan lúán nhêët thêåm chđ côn nhỗ hún, khi àố giấ trõ ca dậy m trong subset lâ à nhỗ vâ vò thïë khưng thïí sûã dng trong CDMA. Dậy Gold, Kasami vâ Bent vúái chu k 2m - 1 cố giấ trõ àưìng tûúng quan àónh sao cho à nhỗ vâ thđch húåp vúái àa truy nhêåp theo mậ DS. CƯNG NGHÏÅ CDMA 43 Trong bẫng 2.1 lâ cấc giấ trõ àónh ca àưìng tûúng quan tưëi àa àưëi vúái cấc chỵi àậ àûúåc cho trûúác trong hònh 2.18(a) vâ (b), cêëu trc bưå ghi dõch sûã dng àïí tẩo dậy Gold cố chu k 511 chip vâ 1023 chip àûúåc àûa ra. Hổ m Kđch cúä R uv.max Gold Lễ 2 m + 1 1+2 (m+1/2) Gold 2(mod 4) 2 m+ 1 1+2 (m+2)/2 Kasami (small set) Chùén 2 m/2 1+2 m+2/2 Kasame (large set) Chùén 2 m/2 (2 m +1) 1+2 (m+2)/2 Bent 0(mod 4) 2 m/2 1+2 m/2` Bẫng 2.1 Cấc àùåc tđnh ca cấc dậy cố chu k 2m - 1 Dậy Gold cố thïí àûúåc tẩo ra tûâ 2 dậy m nhúâ sûã dng bưå cưång mod- 2 àïí thïm vâo mưỵi mưåt chip ca dậy m 1 thânh dậy m 2. Sau àố mưỵi mưåt chip àûúåc dõch chuín theo dậy m 1 àïí cố àûúåc gốc pha múái vâ tẩo ra dậy Gold thûá hai, sau àố phếp cưång àố lẩi àûúåc lùåp lẩi. Quấ trònh cưång mưỵi pha ca dậy m 1 thânh dậy m 2 nây khưng chuín dõch tẩo ra dậy gold khấc cố chu k ( 2 m - 1). Vúái trûúâng húåp 2 chu k gưëc ca dậy m thò quấ trònh nây tẩo ra dậy gold (2 m + 1). Hònh 2.18: Bưå tẩo dậy Gold [...]...CƯNG NGHÏÅ CDMA 44 2.6 Àiïìu chïë 2.6.1 Àiïìu chïë PSK PSK àậ àûúåc phất triïín trong sët thúâi k àêìu ca chûúng trònh phất triïín v tr vâ ngây nay nố àûúåc sûã dng rưång rậi trong cấc hïå thưëng thưng tin qn sûå vâ... thânh mưåt trẩng thấi xấc àõnh trûúác vâ do àố tđn hiïåu ra àûúåc biïíu thõ bùçng phûúng trònh sau: (2- 14) i=1,2, ,M M=2N, sưë lûúång trẩng thấi pha cho phếp N= Sưë lûúång cấc bit sưë liïåu cêìn thiïët àïí thiïët kïë trẩng thấi pha M Nhòn chung thò cố 3 k thåt àiïìu chïë PSK: khi M=2 thò lâ BPSK, khi M =4 thò lâ QPSK vâ khi M=8 thò lâ 8(phi)-PSK Cấc trẩng thấi pha ca chng àûúåc minh hoẩ trïn hònh 2.19 Hònh . tiïën bưå hún so vúái giao diïån ghếp kïnh theo mậ àún giẫn. Hònh 2. 14: Sú àưì khưëi ca hïå thưëng TH/DS CƯNG NGHÏÅ CDMA 40 2.5 Dậy PN Dậy nhõ phên PN àậ àûúåc biïët nhû lâ mưåt dậy ghi dõch. thïí sûã dng trong CDMA. Dậy Gold, Kasami vâ Bent vúái chu k 2m - 1 cố giấ trõ àưìng tûúng quan àónh sao cho à nhỗ vâ thđch húåp vúái àa truy nhêåp theo mậ DS. CƯNG NGHÏÅ CDMA 43 Trong bẫng 2.1. m thò quấ trònh nây tẩo ra dậy gold (2 m + 1). Hònh 2.18: Bưå tẩo dậy Gold CƯNG NGHÏÅ CDMA 44 2.6 Àiïìu chïë 2.6.1 Àiïìu chïë PSK PSK àậ àûúåc phất triïín trong sët thúâi k àêìu ca chûúng