đề tài: Công nghệ cdma

1. T NG QUAN V H TH NG ĐI N THO I DI Đ NG T ONGỔ Ề Ệ Ố Ệ Ạ Ộ Ổ 1.1. T ng quanổ Toàn b vùng ph c v c a h th ng đi n tho i di đ ng t ong đ c chia thành nhi u vùng ph c vộ ụ ụ ủ ệ ố ệ ạ ộ ổ ượ ề ụ ụ nh , g i là các ô, m i ô có m t tr m g c ph trách và đ c đi u khi n b i t ng đài sao cho thuê baoỏ ọ ỗ ộ ạ ố ụ ượ ề ể ở ổ có th v n duy trì đ c cu c g i m t cách liên t c khi di chuy n gi a các ô.ể ẫ ượ ộ ọ ộ ụ ể ữ Hình 1.1 đ a ra m t m ng đi n tho i di đ ng t ong bao g m các tr m g c (BS). M t vùng ph c vư ộ ạ ệ ạ ộ ổ ồ ạ ố ộ ụ ụ c a m t BS đ c g i là ô và nhi u ô đ c k t h p l i thành vùng ph c v c a h th ng.ủ ộ ượ ọ ề ượ ế ợ ạ ụ ụ ủ ệ ố Trong h th ng đi n tho i di đ ng t ong thì t n s mà các máy di đ ng s d ng là không c đ nh ệ ố ệ ạ ộ ổ ầ ố ộ ử ụ ố ị ở m t kênh nào đó mà kênh đàm tho i đ c xác đ nh nh kênh báo hi u và máy di đ ng đ c đ ng bộ ạ ượ ị ờ ệ ộ ượ ồ ộ v t n s m t cách t đ ng. Vì v y các ô k nhau nên s d ng t n s khác nhau còn các ô cách xaề ầ ố ộ ự ộ ậ ề ử ụ ầ ố ở h n là m t kho ng cách nh t đ nh có th tái s d ng cùng m t t n s đó. Đ cho phép các máy diơ ộ ả ấ ị ể ử ụ ộ ầ ố ể đ ng có th duy trì cu c g i liên t c trong khi di chuy n gi a các ô thì t ng đài s đi u khi n các kênhộ ể ộ ọ ụ ể ữ ổ ẽ ề ể báo hi u ho c kênh l u l ng theo s di chuy n c a máy di đ ng đ chuy n đ i t n s c a máy diệ ặ ư ượ ự ể ủ ộ ể ể ổ ầ ố ủ đ ng đó thành m t t n s thích h p m t cách t đ ng.ộ ộ ầ ố ợ ộ ự ộ Hi u qu s d ng t n s c a h th ng đi n tho i di đ ng tăng lên vì các kênh RF gi a các BS kệ ả ử ụ ầ ố ủ ệ ố ệ ạ ộ ữ ề nhau có th đ c đ nh v m t cách có hi u qu nh vi c tái s d ng t n s và do đó dung l ng thuêể ượ ị ị ộ ệ ả ờ ệ ử ụ ầ ố ượ bao đ c ph c v s tăng lên.ượ ụ ụ ẽ Hình 1.1: H th ng đi n tho i di đ ng ệ ố ệ ạ ộ 1.2. C u hình h th ngấ ệ ố H th ng đi n tho i di đ ng t ong bao g m các máy đi n tho i di đ ng trên ô tô (hay xách tay), BS vàệ ố ệ ạ ộ ổ ồ ệ ạ ộ MSC (trung tâm chuy n m ch đi n tho i di đ ng).ể ạ ệ ạ ộ Máy đi n tho i di đ ng bao g m các b thu/phát RF, anten và b đi u khi n; BS bao g m các bệ ạ ộ ồ ộ ộ ề ể ồ ộ thu/phát RF đ k t n i máy di đ ng v i MSC, anten, b đi u khi n, đ u cu i s li u và ngu n.ể ế ố ộ ớ ộ ề ể ầ ố ố ệ ồ MSC s lý các cu c g i đi và đ n t m i BS và cung c p ch c năng đi u khi n trung tâm cho ho tử ộ ọ ế ừ ỗ ấ ứ ề ể ạ đ ng c a t t c các BS m t cách hi u qu và đ truy nh p vào t ng đài c a m ng đi n tho i côngộ ủ ấ ả ộ ệ ả ể ậ ổ ủ ạ ệ ạ c ng. Chúng bao g m b ph n đi u khi n, b ph n k t n i cu c g i, các thi t b ngo i vi và cung c pộ ồ ộ ậ ề ể ộ ậ ế ố ộ ọ ế ị ạ ấ ch c năng thu nh p s li u c c đ i v i các cu i g i đã hoàn thành.ứ ậ ố ệ ướ ố ớ ộ ọ Các máy di đ ng, BS và MSC đ c liên k t v i nhau thông qua các đ ng k t n i tho i và s li u. M iộ ượ ế ớ ườ ế ố ạ ố ệ ỗ máy di đ ng s d ng m t c p kênh thu/phát RF. Vì các kênh l u l ng không c đ nh m t kênh RFộ ử ụ ộ ặ ư ượ ố ị ở ộ nào mà thay đ i thành các t n s RF khác nhau ph thu c vào s di chuy n c a máy di đ ng trongổ ầ ố ụ ộ ự ể ủ ộ su t quá trình cu c g i nên cu c g i có th đ c thi t l p qua b t c m t kênh nào đã đ c xác đ nhố ộ ọ ộ ọ ể ượ ế ậ ấ ứ ộ ượ ị trong vùng đó. Cũng t nh ng quan đi m v h th ng đi n tho i di đ ng mà th y r ng t t c các kênhừ ữ ể ề ệ ố ệ ạ ộ ấ ằ ấ ả đã đ c xác đ nh đ u có th b n do đã đ c k t n i m t cách đ ng th i v i các máy di đ ng.ượ ị ề ể ậ ượ ế ố ộ ồ ờ ớ ộ B ph n đi u khi n c a MSC, là trái tim c a h th ng t ong, s đi u khi n, s p đ t và qu n lý toànộ ậ ề ể ủ ủ ệ ố ổ ẽ ề ể ắ ặ ả b h th ng.ộ ệ ố T ng đài t ong k t n i các đ ng đàm tho i đ thi t l p cu c g i gi a các máy thuê bao di đ ng v iổ ổ ế ố ườ ạ ể ế ậ ộ ọ ữ ộ ớ nhau ho c các thuê bao c đ nh v i các thuê bao di đ ng và trao đ i các thông tin báo hi u đa d ngặ ố ị ớ ộ ổ ệ ạ qua đ ng s li u gi a MSC và BS.ườ ố ệ ữ Các thông tin tho i và báo hi u gi a máy di đ ng và BS đ c truy n đi qua kênh RF, các đ ng k tạ ệ ữ ộ ượ ề ườ ế n i tho i và s li u c đ nh đ c s d ng đ truy n các thông tin tho i và báo hi u gi a BS và MSC.ố ạ ố ệ ố ị ượ ử ụ ể ề ạ ệ ữ 1.3. S phát tri n c a h th ng t ongự ể ủ ệ ố ổ H th ng đi n tho i di đ ng th ng m i đ u tiên đ c đ a vào áp d ng s d ng băng t n 150 MHzệ ố ệ ạ ộ ươ ạ ầ ượ ư ụ ử ụ ầ t i Saint Louis - M vào năm 1946 v i kho ng cách kênh là 60 KHz và s l ng kênh b h n ch chạ ỹ ớ ả ố ượ ị ạ ế ỉ đ n 3.ế Đó là h th ng bán song công và vì th mà ng i đàm tho i bên kia không th nói đ c trong khiệ ố ế ườ ạ ể ượ ng i đàm tho i bên này đang nói và vi c k t n i là nhân công nh đi n tho i viên.ườ ạ ệ ế ố ờ ệ ạ Sau đó, nh m t s c i ti n mà h th ng IMTS MJ bao g m 11 kênh băng t n 150 MHz và h th ngờ ộ ố ả ế ệ ố ồ ở ầ ệ ố ITMS MK bao g m 12 kênh băng t n 450 MHz đã đ c s d ng vào năm 1969.ồ ở ầ ượ ử ụ Đó là h th ng song công và m t BS có th ph c v cho m t vùng bán kính r ng t i 80 Km.ệ ố ộ ể ụ ụ ộ ộ ớ 1.3.1. AMPS (D ch v đi n tho i di đ ng tiên ti n)ị ụ ệ ạ ộ ế AMPS là m t h th ng đi n tho i di đ ng t ong do AT & T và Motorola - M đ xu t s d ng vàoộ ệ ố ệ ạ ộ ổ ỹ ề ấ ử ụ năm 1982. Đ s d ng hi u qu h n ngu n t n s có gi i h n nên vùng ph c v r ng c a nó đ cể ử ụ ệ ả ơ ồ ầ ố ớ ạ ụ ụ ộ ủ ượ phân chia thành các ô nh và d ch v cung c p s d ng m t t n s nh t đ nh v i m t công su t nhỏ ị ụ ấ ử ụ ộ ầ ố ấ ị ớ ộ ấ ỏ đ cho phép các BS cách xa m t kho ng cách nh t đ nh có th tái s d ng cùng m t t n s đó m tể ở ộ ả ấ ị ể ử ụ ộ ầ ố ộ cách đ ng th i. Sau đó, ng i ta coi vùng ph c v t ng ng nh m t hình l c giác đ làm đ n gi nồ ờ ườ ụ ụ ươ ứ ư ộ ụ ể ơ ả hoá vi c thi t k và tính toán lý thuy t v m ng đi n tho i di đ ng.ệ ế ế ế ề ạ ệ ạ ộ Tái s d ng t n s liên quan đ n vi c đ nh v các BS đ tái s d ng các t n s chính xác, không ph iử ụ ầ ố ế ệ ị ị ể ử ụ ầ ố ả s d ng cùng m t t n s gi a các BS k nhau mà ch s d ng l i m t kho ng cách nh t đ nh ho cử ụ ộ ầ ố ữ ề ỉ ử ụ ạ ở ộ ả ấ ị ặ xa h n nh m làm gi m giao thoa gi a các kênh gi ng nhau. Hình 1.2 đ a ra các m u tái s d ng t nơ ằ ả ữ ố ư ẫ ử ụ ầ s khác nhau.ố Hình 1.2 M u tái s d ng t n sẫ ử ụ ầ ố Trên hình 1.2 ta th y các c m m u tái s d ng t n s c a các BS v i t t c các băng t n có th , sấ ụ ẫ ử ụ ầ ố ủ ớ ấ ả ầ ể ố l ng các ô trong c m đó đ c g i là y u t tái s d ng t n s (K).ượ ụ ượ ọ ế ố ử ụ ầ ố Hình 1.3: Búp sóng c a anten đ nh h ngủ ị ướ Trong tr ng h p này thì hi u qu tái s d ng t n s tăng lên n u m t anten đ nh h ng đ c sườ ợ ệ ả ử ụ ầ ố ế ộ ị ướ ượ ử d ng t i BS vì giao thoa t n s ch nh h ng đ n các BS s d ng cùng m t kênh trong anten phátụ ạ ầ ố ỉ ả ưở ế ử ụ ộ x đ nh h ng và vì v y mà giao thoa c a các kênh chính tăng (thông th ng s d ng vùng ph sóngạ ị ướ ậ ủ ườ ử ụ ủ 120 o ). Khi xu t hi n tr ng thái chuy n vùng thì tín hi u đã đ c k t n i v i BS có kh năng thu nh n tín hi uấ ệ ạ ể ệ ượ ế ố ớ ả ậ ệ t t. Trong tr ng thái chuy n vùng thì kênh b ng t trong m t kho ng th i gian ng n (150 ms) vàố ạ ể ị ắ ộ ả ờ ắ chuy n vùng s b trì hoãn ho c b c n tr trong tr ng h p không có kênh trong ô m i.ể ẽ ị ặ ị ả ở ườ ợ ớ D ch v chuy n vùng ngoài h th ng thông th ng có th đ c cung c p trong m t vùng ph c vị ụ ể ệ ố ườ ể ượ ấ ộ ụ ụ khác, do m t h th ng khác đi u khi n mà thuê bao nói đ n không đăng ký.ộ ệ ố ề ể ế 1) So sánh gi a các h th ng analogữ ệ ố B ng 1.1 đ a ra các so sánh v tham s c a 4 h th ng thông d ng.ả ư ề ố ủ ệ ố ụ Tham số AMPS TSCS/ETACS NMT900 NMT450 Băng Tx 8000 MHz 9000 MHz 9000 MHz 450-470 MHz Kho ng cách kênhả 30 KHz 25 KHz 25/1,25 KHz 25/20 KHz Kho ng cách song côngả 45 MHz 45 MHz 45 MHz 10 MHz Các kênh 832 920* 1000 (1999) 180/225 Lo i đi u chạ ề ế FM FM FM FM Đ l ch đ nhộ ệ ỉ 12 KHz 9,5 KHz 4,7 KHz 4,7 KHz Thi t b nén dãnế ị 2:1 Syllabic 2:1 Syllabic 2:1 Syllabic Không K ho ch ôế ạ 4, 7, 12 4, 7, 12 7, 9, 12 7 Đi u ch kênh đi u khi nề ế ề ể FSK FSK FFSK FFSK Đ l ch kênh đi u khi nộ ệ ề ể 8 KHz 6,4 KHz 3,5 KHz 3,5 KHz Mã kênh đi u khi nề ể Manchester Manchester NRZ NRZ Dung l ng kênh đi u khi nượ ề ể 77000 62000 13000 13000 T c đ truy n d nố ộ ề ẫ 10 Kb/s 8 Kb/s 1,2 Kb/s 1,2 Kb/s Bí m t tho iậ ạ Có th ể Có th ể Không Không D ch v chuy n vùng ngoài h th ngị ụ ể ệ ố Có Có Có B gi i h nị ớ ạ B ng 1.1: So sánh các tham s c a các h th ng t ongả ố ủ ệ ố ổ 1.3.2. TDMA 1) T ng quanổ Trong thông tin TDMA thì nhi u ng i s d ng m t sóng mang và tr c th i gian đ c chia thành nhi uề ườ ử ụ ộ ụ ờ ượ ề kho ng th i gian nh đ giành cho nhi u ng i s d ng sao cho không có s ch ng chéo.ả ờ ỏ ể ề ườ ử ụ ự ồ TDMA đ c chia thành TDMA băng r ng và TDMA băng h p. M và Nh t s d ng TDMA băng h pượ ộ ẹ ỹ ậ ử ụ ẹ còn Châu Âu s d ng TDMA băng r ng nh ng c 2 h th ng này đ u có th đ c coi nh là s tử ụ ộ ư ả ệ ố ề ể ượ ư ự ổ h p c a FDMA và TDMA vì ng i s d ng th c t dùng các kênh đ c n đ nh c v t n s và cácợ ủ ườ ử ụ ự ế ượ ấ ị ả ề ầ ố khe th i gian trong băng t n.ờ ầ Hình 1.4: Ph TDMAổ 2) Lo i h th ng TDMA B c Mạ ệ ố ắ ỹ Lo i h th ng TDMA B c M s d ng băng t n (869 - 894) MHz và (824 - 849) MHz gi ng nh hạ ệ ố ắ ỹ ử ụ ầ ố ư ệ th ng AMPS.ố Kho ng cách sóng mang là 30 KHz và m i kênh t n s đ c chia thành 6 khe th i gian.ả ỗ ầ ố ượ ờ H th ng AMPS hi n t i có kh năng chuy n vùng v i c u trúc khung và c u trúc khe th i gian đ cệ ố ệ ạ ả ể ớ ấ ấ ờ ượ ch ra trên hình 1.5 và hình 1.6.ỉ H th ng này mã hoá tín hi u tho i theo mã VSELP (d đoán t ng vect tuy n tính t n t i), đi u ch /ệ ố ệ ạ ự ổ ơ ế ồ ạ ề ế 4 DQPSK và ho t đ ng theo ki u c p đôi.ạ ộ ể ặ 6 thuê bao v i m t n a t c đ trên m t kênhớ ộ ử ố ộ ộ Hình 1.5: C u trúc khung.ấ a) D ng khe th i gian t máy di đ ng đ n tr m g cạ ờ ừ ộ ế ạ ố b) D ng khe th i gian t tr m g c t i máy di đ ngạ ờ ừ ạ ố ớ ộ V i : 324 bit = 162 ký hi u = 40/6 ms = 6,67 msớ ệ G - th i gian guardờ R - th i gian rampờ SACCH - kênh đi u khi n liên k t ch mề ể ế ậ CDVCC - mã xác minh màu s đã mãố Hình 1.6: D ng khe th i gianạ ờ 3) GSM (Group Special Mobile) GSM là m t h th ng thông tin s c a Châu Âu t ng thích v i h th ng báo hi u s 7. Chúng sộ ệ ố ố ủ ươ ớ ệ ố ệ ố ử d ng h th ng TDMA v i c u trúc khe th i gian sao cho t o nên đ c s linh ho t trong truy n tho i,ụ ệ ố ớ ấ ờ ạ ượ ự ạ ề ạ s li u và thông tin đi u khi n.ố ệ ề ể H th ng GSM s d ng băng t n (890 - 915) MHz đ truy n d n tín hi u t máy di đ ng đ n BS vàệ ố ử ụ ầ ể ề ẫ ệ ừ ộ ế băng t n (935 - 960) MHz đ truy n d n tín hi u t BS đ n máy di đ ng. Hình 1.7 mô t c u trúcầ ể ề ẫ ệ ừ ế ộ ả ấ khung c a h th ng GSM.ủ ệ ố Hình 1.7: C u trúc khungấ 1.3.3 CDMA 1) T ng quanổ Lý thuy t v CDMA đã đ c xây d ng t nh ng năm 1950 và đ c áp d ng trong thông tin quân s tế ề ượ ự ừ ữ ượ ụ ự ừ nh ng năm 1960. Cùng v i s phát tri n c a công ngh bán d n và lý thuy t thông tin trong nh ngữ ớ ự ể ủ ệ ẫ ế ữ năm 1980, CDMA đã đ c th ng m i hoá t ph ng pháp thu GPS và Ommi-TRACS, ph ng phápượ ươ ạ ừ ươ ươ này cũng đã đ c đ xu t trong h th ng t ong c a Qualcomm - M vào năm 1990.ượ ề ấ ệ ố ổ ủ ỹ Trong thông tin CDMA thì nhi u ng i s d ng chung th i gian và t n s , mã PN (t p âm gi ng uề ườ ử ụ ờ ầ ố ạ ả ẫ nhiên) v i s t ng quan chéo th p đ c n đ nh cho m i ng i s d ng. Ng i s d ng truy n tínớ ự ươ ấ ượ ấ ị ỗ ườ ử ụ ườ ử ụ ề hi u nh tr i ph tín hi u truy n có s d ng mã PN đã n đ nh. Đ u thu t o ra m t dãy gi ng uệ ờ ả ổ ệ ề ử ụ ấ ị ầ ạ ộ ả ẫ nhiên nh đ u phát và khôi ph c l i tín hi u d đ nh nh vi c tr i ph ng c các tín hi u đ ng bư ở ầ ụ ạ ệ ự ị ờ ệ ả ổ ượ ệ ồ ộ thu đ c.ượ 2) Th t c phát/thu tín hi uủ ụ ệ (1) Tín hi u s li u tho i (9,6 Kb/s) phía phát đ c mã hoá, l p, chèn và đ c nhân v i sóng mang fệ ố ệ ạ ượ ặ ượ ớ o và mã PN t c đ 1,2288 Mb/s (9,6 Kb/s x 128).ở ố ộ (2) Tín hi u đã đ c đi u ch đi qua m t b l c băng thông có đ r ng băng 1,25 MHZ sau đó phát xệ ượ ề ế ộ ộ ọ ộ ộ ạ qua anten. (3) đ u thu, sóng mang và mã PN c a tín hi u thu đ c t anten đ c đ a đ n b t ng quan quaở ầ ủ ệ ượ ừ ượ ư ế ộ ươ b l c băng thông đ r ng băng 1,25 MHz và s li u tho i mong mu n đ c tách ra đ tái t o l i sộ ọ ộ ộ ố ệ ạ ố ượ ể ạ ạ ố li u tho i nh s d ng b tách chèn và gi i mã.ệ ạ ờ ử ụ ộ ả Hình 1.8: S đ phát/thu CDMAơ ồ 3) Các đ c tính c a CDMAặ ủ (1) Tính đa d ng c a phân t pạ ủ ậ Trong h th ng đi u ch băng h p nh đi u ch FM analog s d ng trong h th ng đi n tho i t ongệ ố ề ế ẹ ư ề ế ử ụ ệ ố ệ ạ ổ th h đ u tiên thì tính đa đ ng t o nên nhi u fading nghiêm tr ng. Tính nghiêm tr ng c a v n đế ệ ầ ườ ạ ề ọ ọ ủ ấ ề fading đa đ ng đ c gi m đi trong đi u ch CDMA băng r ng vì các tín hi u qua các đ ng khácườ ượ ả ề ế ộ ệ ườ nhau đ c thu nh n m t cách đ c l p.ượ ậ ộ ộ ậ Nh ng hi n t ng fading x y ra m t cách liên t c trong h th ng này do fading đa đ ng không thư ệ ượ ả ộ ụ ệ ố ườ ể lo i tr hoàn toàn đ c vì v i các hi n t ng fading đa đ ng x y ra liên t c đó thì b gi i đi u chạ ừ ượ ớ ệ ượ ườ ả ụ ộ ả ề ế không th x lý tín hi u thu m t cách đ c l p đ c.ể ử ệ ộ ộ ậ ượ Phân t p là m t hình th c t t đ làm gi m fading, có 3 lo i phân t p là theo th i gian, theo t n s vàậ ộ ứ ố ể ả ạ ậ ờ ầ ố theo kho ng cách. Phân t p theo th i gian đ t đ c nh s d ng vi c chèn và mã s a sai. H th ngả ậ ờ ạ ượ ờ ử ụ ệ ử ệ ố CDMA băng r ng ng d ng phân t p theo t n s nh vi c m r ng kh năng báo hi u trong m t băngộ ứ ụ ậ ầ ố ờ ệ ở ộ ả ệ ộ t n r ng và fading liên h p v i t n s th ng có nh h ng đ n băng t n báo hi u (200 - 300) KHz.ầ ộ ợ ớ ầ ố ườ ả ưở ế ầ ệ Phân t p theo kho ng cách hay theo đ ng truy n có th đ t đ c theo 3 ph ng pháp sau:ậ ả ườ ề ể ạ ượ ươ * Thi t l p nhi u đ ng báo hi u (chuy n vùng m m) đ k t n i máy di đ ng đ ng th i v i 2 ho cế ậ ề ườ ệ ể ề ể ế ố ộ ồ ờ ớ ặ nhi u BS.ề * S d ng môi tr ng đa đ ng qua ch c năng tr i ph gi ng nh b thu quét thu nh n và t h p cácử ụ ườ ườ ứ ả ổ ố ư ộ ậ ổ ợ tín hi u phát v i các tín hi u phát khác tr th i gian.ệ ớ ệ ễ ờ * Đ t nhi u anten t i BS.ặ ề ạ Các lo i phân t p đ nâng cao ho t đ ng c a h th ng CDMA đ c ch ra trên hình 1.9 và đ c tómạ ậ ể ạ ộ ủ ệ ố ượ ỉ ượ t t nh sau:ắ ư Hình 1.9: Các quá trình phân t p trong CDMAậ + Phân t p theo th i gian - Chèn mã, tách l i và mã s a sai.ậ ờ ỗ ử + Phân t p theo t n s - tín hi u băng r ng 1,25 MHz.ậ ầ ố ệ ộ + Phân t p theo kho ng cách (theo đ ng truy n) - hai c p anten thu c a BS, b thu đa đ ng và k tậ ả ườ ề ặ ủ ộ ườ ế n i v i nhi u BS (chuy n vùng m m).ố ớ ề ể ề (a) Chuy n vùng m mể ề (b) Chuy n vùng c ngể ứ Hình 1.10: So sánh chuy n vùng m m và chuy n vùng c ngể ề ể ứ Phân t p anten có th d dàng áp d ng đ i v i h th ng FDMA và TDMA. Phân t p theo th i gian cóậ ể ễ ụ ố ớ ệ ố ậ ờ th đ c áp d ng cho t t c các h th ng s có t c đ mã truy n d n cao mà th t c s a sai yêuể ượ ụ ấ ả ệ ố ố ố ộ ề ẫ ủ ụ ử c u. Nh ng các ph ng pháp khác có th d dàng áp d ng ch cho h th ng CDMA.ầ ư ươ ể ễ ụ ỉ ệ ố D i r ng c a phân t p theo đ ng truy n có th đ c cung c p nh đ c tính duy nh t c a h th ngả ộ ủ ậ ườ ề ể ượ ấ ờ ặ ấ ủ ệ ố CDMA dãy tr c ti p và m c đ phân t p cao t o nên nh ng ho t đ ng t t h n trong môi tr ng EMIự ế ứ ộ ậ ạ ư ạ ộ ố ơ ườ l n.ớ B đi u khi n đa đ ng tách d ng sóng PN nh s d ng b t ng quan song song. Máy di đ ng sộ ề ể ườ ạ ờ ử ụ ộ ươ ộ ử d ng 3 b t ng quan, BS s d ng 4 b t ng quan. Máy thu có b t ng quan song song g i là máyụ ộ ươ ử ụ ộ ươ ộ ươ ọ thu quét, nó xác đ nh tín hi u thu theo m i đ ng và t h p, gi i đi u ch t t c các tín hi u thu đ c.ị ệ ỗ ườ ổ ợ ả ề ế ấ ả ệ ượ Fading có th xu t hi n trong m i tín hi u thu nh ng không có s t ng quan gi a các đ ng thu. Vìể ấ ệ ỗ ệ ư ự ươ ữ ườ v y t ng các tín hi u thu đ c có đ tin c y cao vì kh năng có fading đ ng th i trong t t c các tínậ ổ ệ ượ ộ ậ ả ồ ờ ấ ả hi u thu đ c là r t th p.ệ ượ ấ ấ Nhi u b tách t ng quan có th áp d ng m t cách đ ng th i cho h th ng thông tin có 2 BS sao cóề ộ ươ ể ụ ộ ồ ờ ệ ố th th c hi n đ c chuy n vùng m m cho máy di đ ng.ể ự ệ ượ ể ề ộ (2) Đi u khi n công su t CDMAề ể ấ H th ng CDMA cung c p ch c năng đi u khi n công su t 2 chi u (t BS đ n máy di đ ng và ng cệ ố ấ ứ ề ể ấ ề ừ ế ộ ượ l i) đ cung c p m t h th ng có dung l ng l u l ng l n, ch t l ng d ch v cu c g i cao và các l iạ ể ấ ộ ệ ố ượ ư ượ ớ ấ ượ ị ụ ộ ọ ợ ích khác. M c đích c a đi u khi n công su t phát c a máy di đ ng là đi u khi n công su t phát c aụ ủ ề ể ấ ủ ộ ề ể ấ ủ máy di đ ng sao cho tín hi u phát c a t t c các máy di đ ng trong m t vùng ph c v có th đ c thuộ ệ ủ ấ ả ộ ộ ụ ụ ể ượ v i đ nh y trung bình t i b thu c a BS. Khi công su t phát c a t t c các máy di đ ng trong vùngớ ộ ạ ạ ộ ủ ấ ủ ấ ả ộ ph c v đ c đi u khi n nh v y thì t ngcông su t thu đ c t i b thu c a BS tr thành công su tụ ụ ượ ề ể ư ậ ổ ấ ượ ạ ộ ủ ở ấ thu trung bình c a nhi u máy di đ ng.ủ ề ộ B thu CDMA c a BS chuy n tín hi u CDMA thu đ c t máy di đ ng t ng ng thành thông tin sộ ủ ể ệ ượ ừ ộ ươ ứ ố băng h p. Trong tr ng h p này thì tín hi u c a các máy di đ ng khác còn l i ch nh là tín hi u t pẹ ườ ợ ệ ủ ộ ạ ỉ ư ệ ạ âm c a băng r ng (xem hình 1.8). Th t c thu h p băng đ c g i là đ l i s lý nh m nâng cao t sủ ộ ủ ụ ẹ ượ ọ ộ ợ ử ằ ỷ ố tín hi u/ giao thoa (db) t giá tr âm lên đ n m t m c đ l n đ cho phép ho t đ ng đ c v i l i bitệ ừ ị ế ộ ứ ủ ớ ể ạ ộ ượ ớ ỗ ch p nh n đ c.ấ ậ ượ M t mong mu n là t i u các l i ích c a h th ng CDMA b ng cách tăng s l ng các cu i g i đ ngộ ố ố ư ợ ủ ệ ố ằ ố ượ ộ ọ ồ th i trong m t băng t n cho tr c. Dung l ng h th ng là t i đa khi tín hi u truy n c a máy di đ ngờ ộ ầ ướ ượ ệ ố ố ệ ề ủ ộ đ c thu b i BS có t s tín hi u/giao thoa m c yêu c u t i thi u qua vi c đi u khi n công su t c aượ ở ỷ ố ệ ở ứ ầ ố ể ệ ề ể ấ ủ máy di đ ng.ộ Ho t đ ng c a máy di đ ng s b gi m ch t l ng n u tín hi u c a các máy di đ ng mà BS thu đ cạ ộ ủ ộ ẽ ị ả ấ ượ ế ệ ủ ộ ượ là quá y u. N u các tín hi u c a các máy di đ ng đ kho thì ho t đ ng c a các máy này s đ c c iế ế ệ ủ ộ ủ ẻ ạ ộ ủ ẽ ượ ả thi n nh ng giao thoa đ i v i các máy di đ ng khác cùng s d ng m t kênh s tăng lên làm cho ch tệ ư ố ớ ộ ử ụ ộ ẽ ấ l ng cu c g i c a các thuê bao khác s b gi m n u nh dung l ng t i đa không gi m.ượ ộ ọ ủ ẽ ị ả ế ư ượ ố ả Vi c đóng, m m ch đi u khi n công su t t máy di đ ng t i BS và đi u khi n công su t t BS t iệ ở ạ ề ể ấ ừ ộ ớ ề ể ấ ừ ớ máy di đ ng s d ng trong h th ng CDMA đ c ch trên hình 1.11. M ch m đ ng đi u khi n côngộ ử ụ ệ ố ượ ỉ ạ ở ườ ề ể su t t máy di đ ng t i BS là ch c năng ho t đ ng c b n c a máy di đ ng. Máy di đ ng đi u ch nhấ ừ ộ ớ ứ ạ ộ ơ ả ủ ộ ộ ề ỉ ngay công su t phát theo s bi n đ i công su t thu đ c t BS. Máy di đ ng đo m c công su t thuấ ự ế ổ ấ ượ ừ ộ ứ ấ đ c t BS và đi u khi n công su t phát t l ngh ch v i m c công su t đo đ c. M ch m đ ngượ ừ ề ể ấ ỷ ệ ị ớ ứ ấ ượ ạ ở ườ đi u khi n công su t làm cho các tín hi u phát c a t t c các máy di đ ng đ c thu v i cùng m t m cề ể ấ ệ ủ ấ ả ộ ượ ớ ộ ứ t i BS. BS cung c p ch c năng m ch m đ ng đi u khi n công su t qua vi c cung c p cho các máyạ ấ ứ ạ ở ườ ề ể ấ ệ ấ di đ ng m t h ng s đ nh c cho nó. H ng s đ nh c liên quan ch t ch t i y u t t i và t p âm c aộ ộ ằ ố ị ỡ ằ ố ị ỡ ặ ẽ ớ ế ố ả ạ ủ BS, đ tăng ích anten và b khuy ch đ i công su t. H ng s này đ c truy n đi t BS t i máy di đ ngộ ộ ế ạ ấ ằ ố ượ ề ừ ớ ộ nh là m t ph n c a b n tin thông báo.ư ộ ầ ủ ả Hình 1.11: Đi u khi n công su t trong CDMAề ể ấ BS th c hi n ch c năng kích ho t đ i v i m ch đóng đi u khi n công su t t máy di đ ng t i BS. Khiự ệ ứ ạ ố ớ ạ ề ể ấ ừ ộ ớ m ch đóng d n đ n vi c BS đ ch c công su t m ch m xác đ nh c a máy di đ ng m t cách t c th iạ ẫ ế ệ ị ỡ ấ ạ ở ị ủ ộ ộ ứ ờ đ máy di đ ng gi đ c công su t phát t i u.ể ộ ữ ượ ấ ố ư BS so sánh tín hi u thu đ c t máy di đ ng liên quan v i giá tr ng ng bi n đ i và đi u khi n côngệ ượ ừ ộ ớ ị ưỡ ế ổ ề ể su t tăng hay gi m sau m i kho ng th i gian 1,25 ms cho đ n khi đ t k t qu . Vi c đ nh c giá trấ ả ỗ ả ờ ế ạ ế ả ệ ị ỡ ị m ch đóng đ bù cho giá tr xác đ nh c a m ch m mà m ch m này bù đ tăng ích ch p nh n đ cạ ể ị ị ủ ạ ở ạ ở ộ ấ ậ ượ và suy hao truy n d n c a các đ ng đi và đ n gi a BS và máy di đ ng.ề ẫ ủ ườ ế ữ ộ BS cung c p vi c đi u khi n công su t t BS t i máydi đ ng nh vi c quy đ nh công su t này t ngấ ệ ề ể ấ ừ ớ ộ ờ ệ ị ấ ươ ng v i công su t đo đ c t i máy di đ ng. M c đích c a vi c đi u khi n này là làm gi m công su tứ ớ ấ ượ ạ ộ ụ ủ ệ ề ể ả ấ phát c a máy di đ ng khi r i ho c v trí t ng đ i g n BS, làm cho fading đa đ ng th p và gi mủ ộ ỗ ặ ở ị ươ ố ầ ườ ấ ả hi u ng bóng râm hay làm gi m giao thoa đ i v i các BS khác. Do đó, công su t đ c cung c p thêmệ ứ ả ố ớ ấ ượ ấ đ i v i các vùng thu tín hi u b gián đo n ho c đ i v i máy di đ ng xa có t l l i cao.ố ớ ệ ị ạ ặ ố ớ ộ ở ỷ ệ ỗ (3) Công su t phát th pấ ấ Vi c gi m t s Eb/No (t ng ng v i t s tín hi u/nhi u) ch p nh n đ c không ch làm tăng dungệ ả ỷ ố ươ ứ ớ ỷ ố ệ ễ ấ ậ ượ ỉ l ng h th ng mà còn làm gi m công su t phát yêu c u đ kh c ph c t p âm và giao thoa. Vi cượ ệ ố ả ấ ầ ể ắ ụ ạ ệ gi m này nghĩa là gi m công su t phát yêu c u đ i v i máy di đ ng. Nó làm gi m giá thành và choả ả ấ ầ ố ớ ộ ả phép ho t đ ng trong các vùng r ng l n h n v i công su t th p khi so v i các h th ng analog ho cạ ộ ộ ớ ơ ớ ấ ấ ớ ệ ố ặ TDMA có công su t t ng t . H n n a, vi c gi m công su t phát yêu c u s làm tăng vùng ph c vấ ươ ự ơ ữ ệ ả ấ ầ ẽ ụ ụ và làm gi m s l ng BS yêu c u khi so v i các h th ng khác.ả ố ượ ầ ớ ệ ố M t ti n b l n h n c a vi c đi u khi n công su t trong h th ng CDMA là làm gi m công su t phátộ ế ộ ớ ơ ủ ệ ề ể ấ ệ ố ả ấ trung bình. Trong đa s tr ng h p thì môi tr ng truy n d n là thu n l i đ i v i CDMA. Trong các hố ườ ợ ườ ề ẫ ậ ợ ố ớ ệ th ng băng h p thì công su t phát cao luôn luôn đ c yêu c u đ kh c ph c fading t o ra theo th iố ẹ ấ ượ ầ ể ắ ụ ạ ờ gian. Trong h th ng CDMA thì công su t trung bình có th gi m b i vì công su t yêu c u ch phát điệ ố ấ ể ả ở ấ ầ ỉ khi có đi u khi n công su t và công su t phát ch tăng khi có fading.ề ể ấ ấ ỉ (4) B mã - gi i mã tho i và t c đ s li u bi n đ iộ ả ạ ố ộ ố ệ ế ổ B mã - gi i mã tho i c a h th ng CDMA đ c thi t k v i các t c đ bi n đ i 8 Kb/s. D ch v tho iộ ả ạ ủ ệ ố ượ ế ế ớ ố ộ ế ổ ị ụ ạ 2 chi u c a t c đ s li u bi n đ i cung c p thông tin tho i có s d ng thu t toán mã - gi i mã tho iề ủ ố ộ ố ệ ế ổ ấ ạ ử ụ ậ ả ạ t c đ s li u bi n đ i đ ng gi a BS và máy di đ ng. B mã - gi i mã tho i phía phát l y m u tín hi uố ộ ố ệ ế ổ ộ ữ ộ ộ ả ạ ấ ẫ ệ tho i đ t o ra các gói tín hi u tho i đ c mã hoá dùng đ truy n t i b mã - gi i mã tho i phía thu.ạ ể ạ ệ ạ ượ ể ề ớ ộ ả ạ B mã - gi i mã tho i phía thu s gi i mã các gói tín hi u tho i thu đ c thành các m u tín hi u tho i.ộ ả ạ ẽ ả ệ ạ ượ ẫ ệ ạ Hai b mã - gi i mã tho i thông tin v i nhau 4 n c t c đ truy n d n là 9600 b/s, 4800 b/s, 2400 b/s,ộ ả ạ ớ ở ấ ố ộ ề ẫ 1200 b/s, các t c đ này đ c ch n theo đi u ki n ho t đ ng và theo b n tin ho c s li u. Thu t toánố ộ ượ ọ ề ệ ạ ộ ả ặ ố ệ ậ [...]... RF là khó khăn đối với hệ thống tổ ong số CDMA bởi vì tín hiệu CDMA đã được scrambling (trộn) Về cơ bản thì công nghệ CDMA cung cấp khả năng bảo mật cuộc gọi và các khả năng bảo vệ khác, tiêu chuẩn đề xuất gồm khả năng xác nhận và bảo mật cuộc gọi được định rõ trong EIA/TIA/IS-54-B Có thể mã hoá kênh thoại số một cách dễ dàng nhờ sử dụng DES hoặc các công nghệ mã tiêu chuẩn khác (6) Máy di động có... TỔ ONG CDMA 3.1 Thiết kế hệ thống CDMA Trong chương này các đặc điểm đã được giải thích sẽ được bàn tới chi tiết hơn Ngoài ra toàn bộ các phần cấu trúc hệ thống và các chức năng sẽ được mô tả giống như các phần liên quan tới thiết kế hệ thống 3.1.1 Dung lượng CDMA Công thức C/I nên được xác định nguồn gốc trước khi chúng ta có thể nêu ra công thức này để tính toán dung lượng CDMA ở đây C chỉ ra công. .. giá trị Eb/No cao hơn giá trị mà CDMA yêu cầu Mã sửa sai trước được sử dụng trong hệ thống CDMA cùng với giải điều chế số hiệu suất cao Có thể tăng dung lượng và giảm công suất yêu cầu với máy phát nhờ giảm Eb/No (11) Dung lượng mềm Hiện tại FCC (Uỷ ban thông tin liên bang của Mỹ) ấn định phổ tần 25 MHz cho hệ thống tổ ong, hệ thống này được phân bổ đồng đều cho 2 công ty viễn thông theo các vùng Dải... (2) Yêu cầu nhiều công suất cho việc truyền thông tin vì công suất phát chỉ được sử dụng đối với việc truyền tín hiệu đã mã (3) Hiệu quả sử dụng công suất phát trong trường hợp sử dụng hằng số duy trì độ rộng băng là lớn nhất vì các thành phần tín hiệu có một mức giới hạn nhất định Trong hệ PAM với sóng mang được điều chế mã thì phổ công suất [ (sin x)/x] 2 được tạo ra hoặc yêu cầu công suất đỉnh Hình... ứng với 6 lần Nghĩa là 10% công suất của tín hiệu BPSK hay QPSK bao gồm trong tần số băng bên Nhưng sự suy giảm công suất tín hiệu không thành vấn đề chỉ trong giới hạn băng sau Vì công suất của nhiều hàm điều hoà bậc cao bao gồm cả tần số băng bên trong điều chế nên giới hạn băng hẹp của băng RF tạo ra sự giới hạn thời gian lên và xuống của băng điều chế Hình 2.3: Phân bố công suất trong phổ [ (sin... b/s thì công nghệ điều chế và mã hoá đòi hỏi tỷ số Eb/No là 6 dB, công suất phát của tất cả các máy di động được điều khiển để thu được cùng một công suất từ mỗi máy di động sao cho 32 máy di động có thể truyền một cách đồng thời Dung lượng của hệ thống tổ ong giảm do giao thoa của BS bên cạnh và tăng bởi các yếu tố miêu tả trong chương 3.1 (8) Tách tín hiệu thoại Trong thông tin 2 chiều song công tổng... biểu thị một độ phổ công suất nhiễu Do đó C/I có thể được tính toán như sau: (3-1) Eb/No được định nghĩa là mật độ phổ năng lượng trên 1 bit hay tỷ lệ của phổ công suất nhiễu được đòi hỏi phụ thuộc vào phương pháp điều chế và mã hoá được sử dụng Thông thường W/R của công thức trên được gọi là độ lợi của xử lý hệ thống Khi ứng dụng công thức trên cho hệ thống truy nhập nhiều trải phổ, công suất nhiễu I... (N-1) ở đây các mức năng lượng của tất cả các tín hiệu phát đi được điều khiển và được các máy thu nhận với công suất C Các nhiễu khác được giả thiết là rất nhỏ (sự biến đổi theo giả thiết thứ 2 được giải thích trong phần "công thức tính toán dung lượng CDMA" ) Dung lượng CDMA được biểu thị bởi công thức đưa ra khi không có chức năng nào được đưa vào hệ thống dưới môi trường không phải môi trường tế bào... dựa vào vị trí này Bởi vậy để nhận được công suất bằng nhau ở trạm gốc, công suất phát của tất cả các máy di động trong một tế bào nên được điều khiển Mỗi máy di động đo mức công suất thu tín hiệu được phát từ trạm gốc, để ước tính suy hao đường dẫn Điều đó có nghĩa là công suất thu của trạm gốc lớn, suy hao đường dẫn giữa máy di động và trạm gốc là nhỏ hơn và công suất của máy di động giảm xuống trên... tín hiệu thoại trong hệ thống CDMA nên giao thoa ở người sử dụng khác giảm một cách đáng kể Dung lượng hệ thống CDMA tăng khoảng 2 lần và suy giảm truyền dẫn trung bình của máy di động giảm khoảng 1/2 vì dung lượng được xác định theo mức giao thoa ở những người sử dụng khác (9) Tái sử dụng tần số và vùng phủ sóng Tất cả các BS đều tái sử dụng kênh băng rộng trong hệ thống CDMA Giao thoa tổng ở tín hiệu . ộ ề ỉ ngay công su t phát theo s bi n đ i công su t thu đ c t BS. Máy di đ ng đo m c công su t thuấ ự ế ổ ấ ượ ừ ộ ứ ấ đ c t BS và đi u khi n công su t phát t l ngh ch v i m c công su t đo. u khi n công su t t máy di đ ng t i BS và đi u khi n công su t t BS t iệ ở ạ ề ể ấ ừ ộ ớ ề ể ấ ừ ớ máy di đ ng s d ng trong h th ng CDMA đ c ch trên hình 1.11. M ch m đ ng đi u khi n công ử. c chuy n vùng m m cho máy di đ ng.ể ự ệ ượ ể ề ộ (2) Đi u khi n công su t CDMA ể ấ H th ng CDMA cung c p ch c năng đi u khi n công su t 2 chi u (t BS đ n máy di đ ng và ng cệ ố ấ ứ ề ể ấ ề ừ