Bài giảng về Đa truy cập vô tuyến

ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾNHọc kỳ/Năm biên soạn: I/2014-2015 BÀI GIẢNG www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN Giới thiệu môn học • Về kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức căn bản nhấ

Trang 1

ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN

Học kỳ/Năm biên soạn: I/2014-2015

BÀI GIẢNG

www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN

Giới thiệu môn học

• Về kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức căn bản nhất về các phương pháp

đa truy nhập vô tuyến để có thể tiếp cận các công nghệ thông tin vô tuyến di động và

các mạng không dây đang và sẽ phát triển rất nhanh Môn này là cơ sở để sinh viên

học tiếp các: Thông tin di động, thu phát vô tuyến, các mạng thông tin vô tuyến:

WiMAX, WLAN và thông tin vệ tinh.

• Về kỹ năng: Phân tích, tính toán các tham số hệ thống đa truy nhập.

• Về thái độ, chuyên cần: Tham gia đầy đủ các giờ lý thuyết, bài tập, thảo luận nhóm,

thực hành Hoàn thành đầy đủ, đúng hạn các bài tập được giao.

Trang 2

Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng

Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 3

• Chương 1: Các giao thức đa truy nhập

thông tin vô tuyến

và vô tuyến khi sử dụng các giao thức đa truy nhập

• Chương 2: Tạo mã trải phổ

• Chương 3: Các hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp

• Chương 4: Mô hình kênh đa truy nhập phân chia theo mã và hiệu

năng của nó

động và phân tập

• Chương 6: Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao

Chương 7: Quản lý tài nguyên vô tuyến 4G LTE

Trang 3

• Học liệu bắt buộc

Dũng, NXB Bưu Điện 9/2004

• Học liệu tham khảo

Saward, IEEE 1994

Hình thức đánh giá Tỷ lệ đánh giá

Chuyên cần(Nghỉ 10 tiết trở lên không được dự thi hết môn)

Trang 4

Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1

NỘI DUNG

Trang 5

• 1.1 Giới thiệu

• 1.2 Đa truy nhập phân chia theo tần số, FDMA

• 1.3 Đa truy nhập phân chia theo thời gian, TDMA

• 1.4 Đa truy nhập phân chia theo mã, CDMA

• 1.5 Đa truy nhập phân chia theo không gian, SDMA

• 1.6 Câu hỏi và bài tập

NỘI DUNG

cách hiệu quả (không gây nhiễu cho nhau)

mang có phổ nằm trong băng tần xác định

(thông tin di động, thông tin vệ tinh)

• Phát triển hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến băng rộng đa phương tiện,

thông tin di động thế hệ sau

1.1 Giới thiệu

Trang 6

Các phương pháp đa truy nhập được xây dựng trên cơ sở

phân chia tài nguyên vô tuyến cho các nguồn sử dụng

(kênh truyền dẫn) khác nhau

Tài nguyên vô tuyến = f (tần số, thời gian, mã, không gian)

1.1 Giới thiệu

Kết hợp với nhau tạo ra các phương pháp đa truy nhập

Trang 7

Trang 8

1.1 Giới thiệu

Hình 1.2 Nguyên lý đa truy nhập: b) Đa truy nhập phân chia theo thời gian

(TDMA); c) Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)

Trang 9

với các tần số khác nhau

• Cần quy hoạch tần số thống nhất trên phạm vi quốc gia, thế giới

1.2 FDMA

Trang 10

1.2 FDMA

….

Hình 1.2 Nguyên lý đa truy nhậpphân chia theo tần số (FDMA)

Interferrence)

của kênh công tác

(Làm giảm hiệu suất sử dụng tần số)

1.2 FDMA

Hình 1.4 FDMA và nhiễu giao thoa kênh lân cận

Trang 11

hưởng giữa thu và phát

(hiệu quả sử dụng tần số cao)

1.2 FDMA

§é réng b¨ng tÇn X

§é réng b¨ng tÇn X t

f Ph©n c¸ch sãng

c«ng Y

Kho¶ng b¶o vÖ

§é réng b¨ng tÇn X t

f

§êng lªn

§êng xuèng

f 0 : Tần số trung tâm f’ i : Tần số đường xuống

Trang 12

1.2 FDMA

Hình 1.7 Phân bố tần số và phương pháp FDMA/TDD

Trang 13

thời gian dành cho mình

1.3 TDMA

Trang 14

1.3 TDMA

Hình 1.8 Nguyên lý TDMA

• TDMA/FDD: Tại một trạm đầu cuối, việc phát/thu sử dụng 2 tần số riêng biệt

luân phiên của khung phát và khung thu

1.3 TDMA

Trang 15

1.3 TDMA

Hình 1.9 Các phương pháp đa truy nhập: a) TDMA/FDD;

1.3 TDMA

Hình 1.10 Các phương pháp đa truy nhập: b) TDMA/TDD

Trang 16

Giảng viờn: Nguyễn Việt Hưng

Bộ mụn: Vụ Tuyến – Khoa Viễn Thụng 1 31

• Thụng tin cho khụi phục súng mang Carier recovery - CR, định thời, Bit timing recovery- BTR

• Nhận dạng cụm (khởi đầu của cụm) Unique Word (UW )

• Nhận dạng kờnh Chanel Identification - CI

• Thụng tin cho nghiệp vụ

1.3 TDMA

www.ptit.edu.vn ĐA TRUY NHẬP Vễ TUYẾN

1.3 TDMA

Ghép

(TDMA)

và điều chế

Luồng số của các người sử dung

b

R

Cấu trúc cụm (tốc độ R) t

Các bộ

đệm

Bộ điều chế

Định thời TDMA

B

TSn TS3 TS2 TS1 Tốc độ truyền dẫn ký hiệu R

Bộ ghép khung TDMA

Trang 17

Hình 1.12 Quá trình thu cụm trong TDMA

C: Công suất trung bình sóng mang I: Công suất nhiễu

(1.2)

Trang 18

tối thiểu cần để phát thông tin

• Việc trải phổ được thực hiện bằng một mã độc lập với số liệu

1.4 CDMA

Trang 19

1.4 CDMA

Hình 1.13 Nguyên lý đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)

1.4 CDMA

Trang 20

 Tb = thời g ian m ột b it của luồng số cần p hát

Hình 1 1 2 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)

Trang 21

1.4 CDMA

Trang 22

T Çn s è

t

Hình 1.14 Trải phổ nhẩy tần (FHSS)

khung nhảy thời gian chứa một lượng lớn các khe thời gian

1.4 CDMA

Trang 23

T=T /M, trong đó M là số khe thời gian trong một khung f

Hỡnh 1.15 Trải phổ nhẩy thời gian (THSS)

1.4 CDMA

Trang 24

TE2

c b

tf2cos(

T2

c b





b 0

T

dt(.) Mạch quyếtđịnh

c1{+1,-1}

c T 1 c

R 

b T 1 b

)t(b),t(

c2 2

Giải điều chế Giải trải phổ

Hỡnh 1.16 Mụ hỡnh đơn giản của một hệ thống DSSS gồm K người sử dụng

chung một bằng tần với cựng một súng mang f c và điều chế BPSK.

b(t): chuỗi bớt phỏtTb: chu kỡ bớtRb: tốc độ bớt phỏtRc: tốc độ chip

Tc = N.Tb : chu kỡ chipEb: năng lượng bớt

1.4 CDMA

bT1bT 2bT 3bT 4bT5bT6bT7bT8bT9bT10

cT1

cT2



) dc



PSD, W/Hz

f, Hz

c T 5 b

T 

0

Hỡnh 1.17 Mật độ phổ cụng suất của luồng bit lưỡng cựcd (f)

và luồng số sau trải phổdc (f) khi T b =5T c

2

d f T Sincb fTb

Trang 25

1.4 CDMA

b T 1 b T 2 b T 3 b

T 1 b T 2 b T 3

c

T

1

c T 1 c f

f 

b

RkrP

) k



) k

 





) k

 ) k

 



cRjrcNTb

T 

Hỡnh 1.18 Mật độ phổ cụng suất thu từ mỏy phỏt k:k (f) và từ tất

cả cỏc mỏy phỏt trừ mỏy k:-k (f).

1.4 CDMA

b b b

c f

f  , Hz

PSD, W/Hz

c R jr P



) k

 



) k

 b

RkrP

Phổ tín h iệu sau bộ lọc băng thông có độ rộng R , Hz

T 1

Trang 26

đường xuống, tạo nên một kênh CDMA

Trang 27

1.4 CDMA

T

a) Cấu hình chuyển mạch đa điểm (Cấp phát đường lên/

đường xuống đối xứng)

T

b) Cấu hình chuyển mạch đa điểm (cấp phát đường

xuống/đường lên không đối xứng)

T

c) Cấu hình chuyển mạch đơn điểm (cấp phát đường

xuống/ đường lên đối xứng)

T

d) Cấu hình chuyển mạch đơn điểm (Cấp phát

đường xuống/đường lên không đối xứng)

Mã1-8

Hình 1.21 TDD-CDMA

G

(E / N )

B f B

Eb/N'0 là tỷ số tín hiệu trê n tạ p âm c ộng nhiễ u

 là thừa số tích cực tiế ng  là độ lợi phâ n đoạn ô,

f là thừa số tái sử dụng tần số Bt là tổng băng thông được cấp phát

B băng thông của một kênh CDMA (1.3)

Trang 28

• Máy phát chỉ phát trong không gian quy định trước

1.5 SDMA

Trang 29

1.5 SDMA

Hình 1.22 Sơ đồ SDMA

Trang 30

1.5 SDMA

1

Nguån nhiÔu

MS Tia th¼ng

MS2

C¸c tia ph¶n x¹

NhiÔu b)

Hình 1.23 Anten thông minh a) hệ thống búp hướng chuyển mạch;

7 Cho chuỗi mã {ck}={+1,-1,+1,-1,+1,-1,+1,-1} Các chuỗi mã nào dưới đây

trực giao với chuỗi này?

Trang 31

8 Một hệthống thông tin di động FDMA làm việc với tỷsốtín hiệu trên nhiễu

C/I=20 dB, băng thông kênh vô tuyến 25 kHz đựơc sửdụng tổng băng thông là

12,5MHz Tìm số người sử dụng cực đại trên ô ?

(a) 50; (b)61; (c)75; (d) 150

9 Một hệthống thông tin di động TDMA sửdụng 4 khe thời gian trên một kênh

vô tuyến, làm việc với C/I=10dB, băng thông kênh vô tuyến 100 kHz và tổng

băng thông khả dụng 12,5 MHz Tìm số người sử dụng cực đại trên ô?

(a) 75; (b)100; (c)194 ; (d) 200

Bài tập chương 1

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	1,2 MB