công nghệ CDMA phần 5 potx

CƯNG NGHÏÅ CDMA 45 nhiïn mën tùng tưëc àưå sưë liïåu thò phẫi trẫ giấ. Nghơa lâ, u cêìu vïì SNR tùng lïn àïí giûäa ngun àûúåc BER (t lïå lưỵi bit). Têët cẫ cấc trẩng thấi tđn hiïåu trïn hònh 2.19 àûúåc xấc àõnh mưåt cấch tûúng ûáng trong mưåt chu k vâ cấc àiïím tđn hiïåu àố biïíu thõ mưåt nùng lûúång nhêët àõnh ca biïn àưå tđn hiïåu nhêët àõnh. Àùåc tđnh nây àùåc biïåt quan trổng trong thưng tin vïå tinh vò sûå chuín àưíi AM thânh FM àûúåc thûåc hiïån câng đt câng tưët trong quấ trònh thưng tin vïå tinh. Nïëu mưåt lûúång thưng tin cho trûúác phẫi truìn ài trong khoẫng thúâi gian 'a' nhû trïn hònh 2.19 thò tưëc àưå bấo hiïåu sệ giẫm mưåt lûúång bùçng ëu tưë 'N' trong hïå thưëng M-ary. Mâ àưå rưång bùng kïnh u cêìu t lïå vúái tưëc àưå dêëu hiïåu vâ do àố viïåc giẫm tưëc àưå bấo hiïåu nghơa lâ cố thïí sûã dng àưå rưång bùng ca kïnh nhỗ hún. Nïëu nhòn tưíng thïí ta thêëy lâ khi tưëc àưå dêëu hiïåu lâ cưë àõnh thò hïå thưëng cêëp cao cố thïí truìn ài lûúång bit thưng tin lúán hún qua mưåt àưå rưång bùng cho trûúác. Àố lâ l do àïí hïå thưëng M-ary àûúåc xem nhû lâ mưåt hïå thưëng cố hiïåu quẫ sûã dng bùng têìn cao. Tuy nhiïn, lâm nhû vêåy thò xấc sët lưỵi sệ tùng lïn khi bưå khoẫng cấch tđn hiïåu dây àùåc hún vúái hïå thưëng cố mûác cao hún. Vđ d, bưå thu ca hïå thưëng BPSK chó u cêìu phên biïåt àûúåc 2 tđn hiïåu cố khấc pha 1800, nhûng trong trûúâng húåp hïå thưëng lâ 8 phi thò sûå khấc pha giẫm xëng côn lâ 450. Hònh 2.20 miïu tẫ bưå àiïìu chïë BPSK àiïín hònh. Hònh 2.20: Bưå àiïìu chïë BPSK Àêìu tiïn, tđn hiïåu cố cûåc tđnh àún àûa vâo àûúåc biïën àưíi thânh dẩng 2 cûåc tđnh. Giấ trõ nây àûúåc nhên vúái tđn hiïåu sin(ưmaga)0t tẩo ra tûâ bưå dao àưång nưåi nhùçm biïën àưíi pha ca sin (ưmïga)0t CƯNG NGHÏÅ CDMA 46 thânh 00 hóåc1800. Sống àiïìu chïë pha nây ài qua bưå lổc àïí lâm tưëi thiïíu hoấ giao thoa giûäa cấc dêëu hiïåu. The blok diagram of QPSK is shown in Figure 2-21. Hònh 2.21: Bưå àiïìu chïë QPSK Nhû àậ miïu tẫ úã trïn, hai sống mang cố khấc pha 900 àûúåc chuín àưíi pha mưåt cấch tûúng ûáng vâ sau àố àûúåc tưí húåp lẩi. Bẫng 2.2 miïu tẫ àêìu ra bưå àiïìu chïë kïnh A/B. Quấ trònh tẩo tđn hiïåu QPSK cố thïí àûúåc giẫi quët mưåt cấch thûá tûå nhúâ sûã dng phûúng phấp nhû trïn hònh 2.22. Nhòn chung thò 2 phêìn tûã trûåc giao ca bưå tẩo QPSK àûúåc gổi lâ kïnh I (inphase) vâ kïnh Q (quadraturephase). Bẫng 2.2: Tđn hiïåu àiïìu chïë 4 pha CƯNG NGHÏÅ CDMA 47 Hònh 2.22: Tẩo tđn hiïåu QPSK Trong hïå thưëng QPSK thò sống mang ca kïnh I vâ sống mang ca kïnh Q khưng cêìn thiïët phẫi cố cng mưåt mûác cưng sët. Hïå thưëng QPSK vúái kïnh I vâ kïnh Q cố cng mưåt mûác cưng sët àûúåc gổi lâ hïå thưëng QPSK cên bùçng. Hïå thưëng QPSK cên bùçng àûúåc sûã dng mưåt cấch àiïín hònh khi tưëc àưå sưë liïåu vâ hoẩt àưång ca hai kïnh lâ nhû nhau. QPSK khưng cên bùçng àûúåc sûã dng mưåt cấch thđch húåp khi tưëc àưå sưë liïåu ca hai kïnh biïën àưíi lúán hay hoẩt àưång ca hai kïnh lâ khấc nhau. Vđ d, hïå thưëng cố sưë liïåu nhõ phên trïn mưåt kïnh vâ dậy cấc tđn hiïåu trïn kïnh khấc sệ tiïu biïíu cho QPSK khưng cên bùçng. Hònh 2.23 miïu tẫ cấc trẩng thấi pha ca QPSK cên bùçng vâ QPSK khưng cên bùçng. Hònh 2.23: Cấc trẩng thấi pha Trong hònh nây thò biïn àưå sống mang ca QPSK khưng cên bùçng lâ 0,89 vâ 0,45. Àiïìu nây thđch húåp vúái gốc pha giûäa 53,60 lâ pha truìn ài vâ 126,40. Hònh 2.24 miïu tẫ cấc kïët quẫ so sấnh vïì phưí ca cấc hïå thưëng BPSK vâ QPSK. Hònh 2.24: Phưí ca BPSK vâ QPSK CƯNG NGHÏÅ CDMA 48 2) Giẫi àiïìu chïë PSK Giẫi àiïìu chïë PSK àûúåc phên thânh 3 quấ trònh nhû dûúái àêy vâ àûúåc miïu tẫ trïn hònh 2.25 Khưi phc Coherent: àố lâ quấ trònh trđch sống mang àưìng bưå pha tûâ tđn hiïåu PSK thu àûúåc. Khưi phc nhõp: Sưë liïåu bùng têìn gưëc thu àûúåc nhúâ sûã dng bưå nhên àưìng bưå vâ viïåc àưìng bưå nhõp àẩt àûúåc tûâ cấc sưë liïåu nây. Lổc kïnh: Sưë liïåu bùng têìn gưëc àûúåc chuín àưíi thânh chỵi xung sau àố ài qua bưå lổc nây. Giao thoa giûäa cấc dêëu hiïåu cố thïí lâ nhỗ nhêët nhúâ bưå lổc nây vâ sệ cố mưåt kïët quẫ tûúng tûå khi bưå lổc nây àûúåc àùåt trong phêìn àêìu ra bưå giẫi àiïìu chïë. Chỵi xung nây àûa àïën àêìu vâo ca bưå lêëy mêỵu sưë liïåu vâ sưë liïåu àậ giẫi àiïìu chïë ài ra tûâ àêìu ra ca bưå lêëy mêỵu. Hònh 2.25: Giẫi àiïìu chïë PSK Àiïìu chïë PSK (hai pha) ca sống mang RF lâ phûúng phấp hiïåu quẫ nhêët àưëi vúái truìn dêỵn sưë liïåu sưë trïn mưåt kïnh cho trûúác. Hún nûäa, phûúng phấp mậ hoấ sưë liïåu trûúác giưëng nhû phûúng phấp àiïìu chïë sống mang dẩng xung hònh chûä nhêåt ca tđn hiïåu CW(Sống liïn tc). Phûúng phấp àiïìu chïë nây àûúåc sûã dng àïí xoấ cấc sống mang tûâ cấc tđn hiïåu phất vâ do àố u cêìu phẫi cố sống mang dao àưång nưåi nhùçm mc àđch khưi phc sưë liïåu nhõ phên tẩi àêìu thu. Giẫi àiïìu chïë tưëi ûu àûúåc thûåc hiïån khi pha sống mang dao àưång nưåi giưëng nhû pha ca têìn sưë tđn hiïåu thu àûúåc. Viïåc giẫi àiïìu chïë nhúâ sống mang dao àưång nưåi àûúåc thûåc hiïån nhúâ mẩch vông CƯNG NGHÏÅ CDMA 49 Costas mâ nố lâ mưåt trong cấc biïën tûúáng ca mẩch PLL tiïu chín. 1. Mẩch vông Costas Trïn hònh 2.26, tđn hiïåu PSK tẩi àêìu vâo ca mẩch vông Costas cố thïí biïíu thõ nhû dûúái àêy khi sưë liïåu giẫ sûã lâ àûúåc thûåc hiïån mưåt sûå chuín dõch pha (± /2) mưåt cấch ngêỵu nhiïn trong mưỵi sûå chuín dõch sưë liïåu. (2-15) úã àêy d(t) biïíu thõ sưë liïåu vâ cố giấ trõ ±1. Hún nûäa, giấ trõ rms ca tđn hiïåu lâ A. Khi àố viïët lẩi biïíu thûác úã trïn nhû sau (2-16) Trong biïíu thûác trïn, nïëu giẫ sûã rùçng mẩch vông àậ bõ khoấ, hai bưå lổc thưng thêëp gẩt bỗ cấc thânh phêìn têìn sưë cao vâ do àố àêìu ra ca bưå lổc cố thïí biïíu thõ nhû sau: (2-17) (2-18) úã àêy 0i-00 chó thõ lưỵi pha. Y1 vâ Y2 àống vai trô nhû lâ àêìu vâo ca vông lổc thưng thêëp vâ do àố biïíu thûác sau àêy trúã thânh àng: Hònh 2.26: Mẩch vông khưi phc sống mang Costas CƯNG NGHÏÅ CDMA 50 (2-19) Trong biïíu thûác trïn km lâ hïå sưë ca bưå nhên cố àún võ lâ Volt/radian. Hún nûäa, do d(t) = ±1 nïn d2(t) trúã thânh 1. Do àố biïíu thûác 2.19 cố thïí biïíu diïỵn nhû sau: (2-20) Ghi nhúá rùçng biïíu thûác úã trïn giưëng nhû lâ àưëi vúái tiïu chín PLL. Sûå khấc nhau giûäa chng lâ sin2(0i-00) bùçng 0 úã 00 vâ 1800. Nghơa lâ, mẩch vông cố thïí bõ khoấ trong khi VCO cố 2 gốc khấc nhau liïn quan àïën pha ca tđn hiïåu vâo. Sưë liïåu thu àûúåc nhúâ biïíu thûác Y2(t) = d(t)cos(0i-00) ~~ d(t). Nïëu mẩch vông bõ khoấ tẩi cấc pha côn lẩi khấc thò sưë liïåu sệ xët hiïån úã phđa àưëi diïån. Mẩch vông Costas thûåc hiïån viïåc khưi phc àưìng bưå pha ca sống mang bõ triïåt vâ viïåc tấch sưë liïåu àưìng bưå tẩi cng mưåt thúâi àiïím. Thïm nûäa, mẩch vông Costas cố thïí sûã dng cho giẫi àiïìu chïë tđn hiïåu QPSK. Trïn hònh 2.26, tđn hiïåu QPSK f(t) cố thïí thu àûúåc vúái biïíu thûác sau: (2-21) Khi so sấnh biïíu thûác trïn vúái trûúâng húåp BPSK thò d1(t) xët hiïån phđa trïn ca mẩch vông Costas côn d2(t) sệ xët hiïån phđa dûúái. 2. Àiïìu chïë lẩi Mưåt phûúng phấp khấc cố thïí sûã dng àïí khưi phc lẩi sống mang àố lâ àiïìu chïë lẩi. Phûúng phấp nây cố thïí àûúåc ấp dng àưëi vúái cẫ BPSK vâ QPSK, phûúng phấp ấp dng cho BPSK àûa ra trïn hònh 2.27. Hoẩt àưång ca bưå àiïìu chïë lẩi nây cố thïí àûúåc giẫi thđch mưåt cấch dïỵ dâng nïëu giẫ sûã rùçng mẩch vông àậ bõ khoấ lẩi. Nhû trong trûúâng húåp mẩch vông Costas thò bưå àiïìu chïë lẩi tẩo ra tđn hiïåu lưỵi vông t lïå vúái 2 lêìn lưỵi pha giûäa pha thu àûúåc vâ pha VCO. CƯNG NGHÏÅ CDMA 51 Hònh 2.28 miïu tẫ mẩch àiïìu chïë lẩi tđn hiïåu QPSK. Mẩch vông nây cố thúâi gian thûåc hiïån nhanh hún so vúái trûúâng húåp bưå giẫi àiïìu chïë mẩch vông Costas 4 tưíng quất. Hònh 2.27: Mẩch vông àiïìu chïë lẩi Hònh 2.28: Mẩch vông àiïìu chïë lẩi QPSK 3) PSK vi sai PSK vi sai lâ sûå tưíng húåp ca hoẩt àưång mậ hoấ vâ bấo hiïåu. Vđ d trong trûúâng húåp PSK tưíng quất thò logic 0 tûúng ûáng vúái dõch chuín pha 00 , logic 1 tûúng ûáng vúái 1800. Tuy nhiïn, khi sưë liïåu mậ hoấ bùçng hoẩt àưång vi sai thò logic 1 tûúng ûáng vúái sûå biïën àưíi pha 00 giûäa cấc tđn hiïåu kïì nhau vâ logic 0 thò tûúng ûáng vúái sûå biïën àưíi pha 1800 giûäa cấc tđn hiïåu kïì nhau. Hònh 2.29 àûa ra sú àưì khưëi ca bưå mậ hoấ PSK vi sai (DPSK). Logic 1 xët hiïån úã àêìu ra ca cưíng hóåc ph àõnh loẩi trûâ CƯNG NGHÏÅ CDMA 52 (exclusive-NOR) khi hai tđn hiïåu àêìu vâo lâ giưëng nhau vâ logic 0 xët hiïån úã àêìu ra khi hai tđn hiïåu àêìu vâo khấc nhau. Bẫng 2.3 minh hoẩ mưåt vđ d vïì mậ hoấ mưåt lìng sưë liïåu nhêët àõnh. Hònh 2.29: Bưå àiïìu chïë DPSK Bẫng 2.3: Vđ d mậ hoấ mưåt lìng sưë liïåu Logic 1 àûúåc chổn lâ mưåt tđn hiïåu trûúác khi mậ hoấ vâ àûúåc bùỉt àêìu trong bẫng 2.3. Bit sưë liïåu hiïån thúâi àûúåc so sấnh vúái bit sưë liïåu trûúác àố bùçng cấch lâm trïỵ ài mưåt bit. Sưë liïåu mậ hoấ qua bưå dõch chuín ngûúäng trúã thânh +-1 vâ sau àố ài ra khỗi bưå nhên nhû lâ mưåt tđn hiïåu DPSK. Sú àưì khưëi ca bưå giẫi àiïìu chïë sưë liïåu àûa ra trïn hònh 2.30 Hònh 2.30: Bưå giẫi àiïìu chïë sưë liïåu vi sai CƯNG NGHÏÅ CDMA 53 CẤC HÏÅ THƯËNG TƯÍ ONG CDMA 3.1 Thiïët kïë hïå thưëng CDMA Trong chûúng nây cấc àùåc àiïím àậ àûúåc giẫi thđch sệ àûúåc bân túái chi tiïët hún. Ngoâi ra toân bưå cấc phêìn cêëu trc hïå thưëng vâ cấc chûác nùng sệ àûúåc mư tẫ giưëng nhû cấc phêìn liïn quan túái thiïët kïë hïå thưëng. 3.1.1. Dung lûúång CDMA Cưng thûác C/I nïn àûúåc xấc àõnh ngìn gưëc trûúác khi chng ta cố thïí nïu ra cưng thûác nây àïí tđnh toấn dung lûúång CDMA. úã àêy C chó ra cưng sët tđn hiïåu nhêån àûúåc phất ài búãi mưåt mấy di àưång (mobile unit) túái mưåt trẩm gưëc vâ nố àûúåc chó thõ lâ R.Eb. R lâ tưëc àưå bit truìn vâ Eb lâ nùng lûúång tđn hiïåu trïn 1 bit. Hún nûäa I cố thïí àûúåc biïíu diïỵn lâ W. No; W chó thõ dẫi thưng hïå thưëng phất vâ No biïíu thõ mưåt àưå phưí cưng sët nhiïỵu. Do àố C/I cố thïí àûúåc tđnh toấn nhû sau: (3-1) Eb/No àûúåc àõnh nghơa lâ mêåt àưå phưí nùng lûúång trïn 1 bit hay t lïå ca phưí cưng sët nhiïỵu àûúåc àôi hỗi ph thåc vâo phûúng phấp àiïìu chïë vâ mậ hoấ àûúåc sûã dng. Thưng thûúâng W/R ca cưng thûác trïn àûúåc gổi lâ àưå lúåi ca xûã l hïå thưëng. Khi ûáng dng cưng thûác trïn cho hïå thưëng truy nhêåp nhiïìu trẫi phưí, cưng sët nhiïỵu I cố thïí àûúåc biïíu diïỵn búãi C (N-1) vâ úã àêy N chó sưë lûúång khấch hâng ca dẫi thưng W. Do àố, C/I tûúng tûå nhû 1/(N-1). úã àêy cấc mûác nùng lûúång ca têët cẫ cấc tđn hiïåu phất ài àûúåc àiïìu khiïín vâ àûúåc cấc mấy thu nhêån vúái cưng sët C. Cấc nhiïỵu khấc àûúåc giẫ thiïët lâ rêët nhỗ (sûå biïën àưíi theo giẫ thiïët thûá 2 àûúåc giẫi thđch trong phêìn"cưng thûác tđnh toấn dung lûúång CƯNG NGHÏÅ CDMA 54 CDMA"). Dung lûúång CDMA àûúåc biïíu thõ búãi cưng thûác àûa ra khi khưng cố chûác nùng nâo àûúåc àûa vâo hïå thưëng dûúái mưi trûúâng khưng phẫi mưi trûúâng tïë bâo tûúng ûáng vúái bïn trïn. Khoẫng cấch túái trẩm gưëc thay àưíi ph thåc vâo võ trđ ca mấy di àưång tûúng ûáng trong mưåt tïë bâo vâ do àố sûå suy hao trïn àûúâng dêỵn dûåa vâo võ trđ nây. Búãi vêåy àïí nhêån àûúåc cưng sët bùçng nhau úã trẩm gưëc, cưng sët phất ca têët cẫ cấc mấy di àưång trong mưåt tïë bâo nïn àûúåc àiïìu khiïín. Mưỵi mấy di àưång ào mûác cưng sët thu tđn hiïåu àûúåc phất tûâ trẩm gưëc, àïí ûúác tđnh suy hao àûúâng dêỵn. Àiïìu àố cố nghơa lâ cưng sët thu ca trẩm gưëc lúán, suy hao àûúâng dêỵn giûäa mấy di àưång vâ trẩm gưëc lâ nhỗ hún vâ cưng sët ca mấy di àưång giẫm xëng trïn cú súã àố. Quấ trònh xûã l àiïìu khiïín cưng sët giưëng nhû loẩi bỗ cấc ëu tưë thay àưíi cưng sët thu, nhû lâ sûå khấc nhau vïì khoẫng cấch vâ àõa hònh giûäa mấy di àưång vâ trẩm gưëc. Tuy nhiïn kiïíu phûúng phấp nây, khưng thïí loẩi bỗ giao thoa Rayleight búãi vò nố khưng ẫnh hûúãng túái quan hïå pha gêy ra giao thoa Rayleight khi cấc têìn sưë àûúåc phên bưí theo dẫi giûäa trẩm gưëc vâ mấy di àưång ca hïå thưëng tưí ong ca M hóåc giûäa mấy di àưång vâ mấy gưëc cố chïnh lïåch 45 MHz. Àiïìu khiïín cưng sët mẩch vông khếp kđn tưëc àưå cao àûúåc thûåc hiïån àïí ào mûác cưng sët àûúåc phất ài tûâ mưỵi mấy di àưång túái bưå thu ca trẩm gưëc vâ àiïìu chónh cûúâng àưå ca têët cẫ cấc tđn hiïåu thu trong tïë bâo lâ àưìng nhêët. Do àố hïå thưëng cố thïí chín hoấ ẫnh hûúãng ca cấc àûúâng dêỵn khấc nhau theo mưỵi hûúáng liïn kïët hai chiïìu. Ngoâi ra sûã dng kïët húåp cấc phûúng phấp cưng sët mẩch vông múã vâ mẩch vông khếp kđn cung cêëp chûác nùng àiïìu khiïín rêët nhanh mưåt dẫi rưång vng àưång vâ cưng sët. Nhû àậ mư tẫ trûúác àêy àiïìu chónh cưng sët lâm tùng dung lûúång ca CDMA àưëi vúái hêìu hïët cấc mûác dûå kiïën. [...]...CƯNG NGHÏÅ CDMA 55 1) Giấ trõ Eb/No thêëp vâ bẫo vïå lưỵi Giấ trõ Eb/No, t lïå ca nùng lûúång trïn bit vúái mêåt àưå phưí cưng sët nhiïỵu lâ giấ trõ tiïu chín àïí so sấnh thûåc hiïån hiïåu sët ca cấc phûúng phấp àiïìu chïë vâ mậ hoấ sưë Trong trûúâng húåp nây khấi niïåm Eb/No rêët vúái khấi niïåm tđn hiïåu trïn tẩp êm ca phûúng phấp àiïìu chïë tûúng tûå FM Àïí hiïåu sët cao hún, hïå thưëng CDMA sûã dng... dng cấc kïnh bùng rưång Ngoâi ra hïå thưëng CDMA cố thïí sûã dng cấc mậ chín hoấ lưỵi vúái dûå phông cao Sûã dng dẫi thưng kïnh bõ giúái hẩn búãi hïå thưëng àiïìu chïë sưë bùng hểp vâ vò vêåy, chó cấc mậ chín hoấ lưỵi vúái hiïåu sët thêëp vâ dûå phông cố thïí àûúåc sûã dng vò thïë u cêìu giấ trõ Eb/No cao hún giấ trõ ca hïå thưëng CDMA Thiïët kïë tđn hiïåu CDMA hûúáng ài àûúåc nưëi tûâ trẩm gưëc túái . Hònh 2.30: Bưå giẫi àiïìu chïë sưë liïåu vi sai CƯNG NGHÏÅ CDMA 53 CẤC HÏÅ THƯËNG TƯÍ ONG CDMA 3.1 Thiïët kïë hïå thưëng CDMA Trong chûúng nây cấc àùåc àiïím àậ àûúåc giẫi thđch sệ. àûúåc giẫi thđch trong phêìn"cưng thûác tđnh toấn dung lûúång CƯNG NGHÏÅ CDMA 54 CDMA& quot;). Dung lûúång CDMA àûúåc biïíu thõ búãi cưng thûác àûa ra khi khưng cố chûác nùng nâo àûúåc. mư tẫ trûúác àêy àiïìu chónh cưng sët lâm tùng dung lûúång ca CDMA àưëi vúái hêìu hïët cấc mûác dûå kiïën. CƯNG NGHÏÅ CDMA 55 1) Giấ trõ Eb/No thêëp vâ bẫo vïå lưỵi Giấ trõ Eb/No, t lïå