Đang tải... (xem toàn văn)
Tạo mã trải phổ và trải phổ trong CDMA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG TIỂU LUẬN KỸ THUẬT TRẢI PHỔ VÀ ỨNG DỤNG Đề tài: TẠO MÃ TRẢI PHỔ VÀ TRẢI PHỔ TRONG CDMA Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Hữu Trung Học viên thực hiện: Nguyễn Tiến Thiện MSHV: CB140267 Dương Anh Sơn MSHV: CB140263 Nguyễn Tùng Sơn MSHV: CB141011 Phạm Trung Kiên MSHV: CB141010 Phan Duy Chinh MSHV: CB140236 Hà Nội, tháng 1/2015 Lớp: 14BKTVT Lớp: 14BKTVT Lớp: 14BKTVT Lớp: 14BKTVT Lớp: 14BKTVT CHƯƠNG I : TẠO MÃ TRẢI PHỔ GIỚI THIỆU CHUNG Công nghệ đa truy nhập CDMA xây dựng sở kỹ thuật trải phổ Kỹ thuật trải phổ nghiên cứu áp dụng quân từ năm 1930, nhiên gần kỹ thuật nghiên cứu áp dụng thành công hệ thống tin vô tuyến tổ ong Các phần tử hệ thống trải phổ chuỗi giả ngẫu nhiên CÁC CHUỖI PN Các tín hiệu trải phổ băng rộng tựa tạp âm tạo cách sử dụng chuỗi mã giả tạp âm (PN: Pseudo-Noise) hay giả ngẫu nhiên Loại quan trọng chuỗi ngẫu nhiên chuỗi ghi dịch số hai độ dài cực đại hay chuỗi m Các chuỗi số hai m tạo cách sử dụng ghi dịch có mạch hồi tiếp tuyến tính (LFSR: Linear Feedback Shift Register) mạch cổng loại trừ (XOR) Một chuỗi ghi hồi tiếp dịch tuyến tính xác định đa thức tạo mã tuyến tính g(x) bậc m>0: g(x) = gmxm + gm-1xm-1 + + g1x + g0 Đối với chuỗi số hai (có giá tri {0,1}), gi hay gm = g0 = Đặt g(x) = 0, ta hồi quy sau: 1= g1 x +g2x2 + + gm-2 xm-2 + gm-1xm-1 + xm -1 = (mod 2) Với "xk" thể đơn vị trễ, phương trình hồi quy xác định kết nối hồi tiếp mạch ghi dịch số hai hình 2.1 Lưu ý cổng loại trừ (XOR) thực phép cộng mod Hình 1.1 Mạch ghi dịch Nếu gi = khoá tương ứng mạch đóng, ngược lại gi ≠ 1, khoá hở Để đổi thực điều chế BPSK tiếp theo, đầu mạch ghi dịch phải biến vào vào -1 Thanh ghi dịch mạch số hai trạng thái hữu hạn có m phần tử nhớ Vì số trạng thái khác cực đại 2m-1 chu kỳ cực đại chuỗi c = (c0, c1, c2, .).Xét hình vẽ 2.1, giả sử si(j) biểu thị giá trị phần tử nhớ j ghi dịch xung đồng hồi Trạng thái ghi dịch xung đồng hồ i vectơ độ dài hữu hạn si = {si(1), si (2), ,si(m)} Đầu xung đồng hồ i ci-m = si (m) Thay ci vào ptr (2.2) ta điều kiện hồi quy chuỗi ra: ci = g1 ci-1 + g2 ci-2 + + gm-1ci-m+1 + ci-m (mod 2) i≥0 Thí dụ, xét đa thức tạo mã g(x) = x5 + x4 + x3 + x +1 Sử dụng (2.3) ta hồi quy ci= ci-1 + ci-3 + ci-4 + ci-5 (mod 2) xây dựng ghi dịch hồi tiếp tuyến tính hình 2.2 Vì bậc g(x) m = 5, nên có đơn vị nhớ ( năm phần tử ghi dịch) mạch Đối với trạng thái khởi đầu khác không (s0 ≠ {0, 0, 0, 0, 0}), trạng thái ghi dịch thay đổi theo điều kiện hồi quy xác định đa thức tạo mã g(x) Trong thí dụ chuỗi tuần hoàn cột cuối hình 2.2: c = 111101000100101011000011100110 Tình cờ chuỗi có chu kỳ cực đại N = 2m - Các đa thức tạo mã khác tạo chu kỳ ngắn nhiều Lưu ý cấu hình mạch xét này, m bit chuỗi bit nạp ban đầu vào ghi dịch: s0 = 11111 Đối với nạp ban đầu khác, chẳng hạn s0 = 00001, đầu chuỗi tương ứng trở thành 1000011100110111110100010010101 , dịch (sang phải N-i = 31 -18 =13 đơn vị) chuỗi c Hình 1.2 Bộ tạo mã với đa thức g(x) = x5 + x4 + x3 + x +1 Một chuỗi ghi dịch chu kỳ N có N dịch hay pha Ta ký hiệu T-J c dịch chuỗi c sang trái j lần Ở hình 2.2 ta thấy có loại dịch sau: T-4c, T-3c, T-2c, T-1c Các dịch khác nhận cách kết hợp tuyến tính m = đầu nói Chẳng hạn sử dụng mặt chắn 00101 trạng thái hình 2.2 (bằng cổng AND), ta nhận T-2c +c = 0001001010110000111001101111101 ., T-7c hay T-24c Ta xét hai cách khác để chọn pha chuỗi ra$$$ Tốc độ mạch hình 2.2 bị hạn chế tổng thời gian trễ phần tử ghi thời gian trễ tất cổng loại trừ đường hồi tiếp Để thực tốc độ cao, hệ thông thông tin di động CDMA người ta sử dụng sơ đồ tốc độ cao hình 1.3 Hình 1.3 Mạch ghi tốc độ cao Phương trình đệ quy trường hợp xác định sau Ta chuyển đổi đa thức tạo mã vào đa thức đặc tính cách nhân xm đa thức tạo mã đảo: xmg(x-1) =xm(x-m + gm-1x-m+1 + + g1x-1 + 1) = 1+gm-1x+ .+g1xm1+xm(2.4) Sau chuyển sang vế phải áp dụng thủ tục xét cho tạo mã tốc độ thấp ta được: ci = gm-1ci-1 + gm-2ci-2 + + g1ci-m+1 + ci-m (mod 2) i≥m giống hồi quy phương trình (1.3) Vì hai cách thực tạo chuỗi đầu m bit trùng Lưu ý trạng thái đầu chúng khác chúng có chuỗi trạng thái khác Hình 1.4 thực chuỗi ghi dịch hình 1.2 với tốc độ cao Một chuỗi ghi dịch số hai tuyến tính, với chu kỳ N = 2m -1 m số đơn vị nhớ mạch hay bậc đa thức tạo mã , gọi chuỗi số hai có độ dài cực đại hay chuỗi m Đa thức tạo mã chuỗi m gọi đa thức nguyên thuỷ (Primitive Polynomial) Định nghĩa toán học đa thức nguyên thuỷ là: đa thức tối giản g(x) đa thức nguyên thuỷ bậc m số nguyên nhỏ n, mà số xn+1 chia hết cho đa thức g(x), n = 2m-1 Thí dụ g(x) = x5+x4+x3+x+1 đa thức nguyên thuỷ bậc m = số nguyên n nhỏ mà xn+1 chia hết cho đa thức g(x) n=25 -1=31 Trái lại g(x) = x5+x4+x3+x2+x+1 nguyên thuỷ x6+1 = (x+1)(x5+x4+x3+x2+x+1 ), nên số n nhỏ không 31 Hình 1.4 Mạch ghi tốc độ cao g(x)=x5 + x4 + x2 + x + TỰ TƯƠNG QUAN VÀ TƯƠNG QUAN CHÉO 3.1 Hàm tự tương quan Hàm tự tương quan tín hiệu x(t) kiểu công suất xác định sau: Hàm tự tương quan đánh giá mức độ giống giưã tín hiệu x(t) phiên dịch thời τ Đối với chuỗi m hàm tự tương quan cho thấy hiệu số bit giống bit khác chuỗi c chuỗi dịch thời Tic Tương quan không chuẩn hoá hai chuỗi m sau: ρ = ρ0 - ρ1 đó: ρ0 số bit giống ρ1 số bit không giống Thường người ta sử dụng tương quan chuẩn hoá theo quy tắc sau: đó: ρ0 số bit giống ρ1 số bit không giống Để tính tự tương quan ta giữ chuỗi gốc cố định dịch chuỗi so sánh bit với i= 0,±1,±2,±3 , i dịch chuỗi so sánh (+1 tương ứng dịch phải, -1 tương ứng với dịch trái) với chuỗi gốc 3.2 Hàm tương quan chéo Hàm tương quan chéo hai tín hiệu x(t) y(t) kiểu công suất định nghĩa tương quan hai tín hiệu khác xác định sau: Tương quan chéo hai chuỗi m c1 c2 khác xác định theo công thức (2.10) MỘT SỐ THUỘC TÍNH QUAN TRỌNG CỦA CHUỖI m Trong phần ta xét số thuộc tính qua trọng chuỗi m có ảnh hưởng trực tiếp lên phân tích hệ thống CDMA Thuộc tính I - Thuộc tính cửa sổ : Nếu cửa sổ độ rộng m trượt dọc chuỗi m tập Sm, dẫy số 2m-1 dẫy m bit khác không nhìn thấy lần (Chẳng hạn xét cửa sổ độ dài cho chuỗi 000100110101111 Tưởng tượng chuỗi viết thành vòng) Thuộc tính II - Số số nhiều số số 0: Mội chuỗi m tập Sm chứa 2m1 số số 2m-1-1 số số Thuộc tính III - Hàm tự tương quan dạng đầu đinh: Trong thực tế chuỗi m sử dụng cho mã PN thực dạng số hai lưỡng cực đơn cực đơn cực với hai mức lôgic "0" "1" độ rộng xung Tc (c ký hiệu cho chip) cho chu kỳ N sau: ck = ±1 lưỡng cực 0/1 đơn cực Quan hệ xung lưỡng cực đơn cực xác định sau: Các thao tác nhân chuỗi lưỡng cực mạch xử lý số thay thao tác loại trừ (XOR) chuỗi đơn cực (hoặc ngược lại)$$$ MÃ GOLD Các chuỗi PN có thuộc tính trực giao tốt chuỗi m gọi chuỗi Gold Tập n chuỗi Gold rút từ cặp chuỗi m ưa chuộng có độ dài N=2m-1 cách cộng modul-2 chuỗi m thứ với phiên dịch vòng chuỗi m thứ hai Kết hợp với hai chuỗi m ta họ N+2 mã Gold Các mã Gild có hàm tương quan chéo ba trị {-1, -t(m), t(m)-2} hàm tự tương quan bốn trị {2m1, -1, t(m), -t(m)} Lưu ý tính toán giá trị tương quan trước hết phải chuyển đổi giá trị vào +1 Tập hợp chuỗi Gold bao gồm cặp chuỗi-m ưa chuộng x y tổng mod x với dịch vòng y Chẳng hạn tập hợp chuỗi Gold là: SGold = {x,y, x⊕y, x⊕T-1y, x⊕T-2y , , x⊕T-(N-1)y} T-1y = {y1, y2, y3, , yN-1,y0} dịch vòng trái y Đại lượng tương quan cực đại cho hai chuỗi Gold tập số t(m)$$$ Tỷ số t(m)/N ≈ 2-m/2 tiến tới theo hàm mũ m tiến tới vô hạn Điều cho thấy chuỗi Gold dài thực chuỗi trải phổ tốt hệ thống đa truy nhập CÁC MÃ TRỰC GIAO 4.1 Các mã Walsh Các hàm trực giao sử dụng để cải thiện hiệu suất băng tần hệ thống SS Trong hệ thống thông tin di động CDMA người sử dụng phần tử tập hàm trực giao Hàm Walsh chuỗi Hadamard tạo nên tập hàm trực giao sử dụng cho CDMA Ở CDMA hàm Walsh sử dụng theo hai cách: mã trải phổ để tạo ký hiệu trực giao Các hàm Walsh tạo ma trận vuông đặc biệt gọi ma trận Hadamard Các ma trận chứa hàng toàn số "0" hàng lại có số số "1" số số "0" Hàm Walsh cấu trúc cho độ dài khối N=2j j số nguyên dương Các tổ hợp mã hàng ma trận hàm trực giao xác định theo ma trận Hadamard sau: 4.2 Mã Golay Các bù Golay trực giao nhận cách hồi quy sau ÁP DỤNG MÃ TRONG CÁC HỆ THỐNG CDMA Các hệ thống cdmaOne cdma 2000 sử dụng mã khác để trải phổ, nhận dạng kênh, nhân dạng BTS nhận dạng người sử dụng Các mã có tốc độ chip là: Rc=N×1,2288Mcps, N=1,3,6,9,12 tương ứng với độ rộng chip bằng: Tc= 0,814/N μs Dưới ta xét mã nói Mã PN dài (Long PN Code) Mã PN dài chuỗi mã có chu kỳ lặp 242 - chip tạo sở đa thức tạo mã sau: g(x) = x42 + x35 + x33 + x31 + x27 + x26 + x25 + x22 + x21 + x19 + x18 + x17 + x16 + x10 + x7 + x6 + x5 + x + x2 + x + Trên đường xuống mã dài sử dụng để nhận dạng người sử dụng 8cho cdmaOne cdma200 Trên đường lên mã dài (với dịch thời khác tạo mặt chắn) sử dụng để: nhận dạng người sử dụng, định kênh trải phổ cho cdma One, cdma2000 mã dài sử dụng để nhận dạng nguồn phát (MS) Trạng thái ban đầu tạo mã quy định trạng thái mà chuỗi đầu tạo mã '1' sau 41 số '0' liên tiếp Mã PN ngắn (Short PN Code) Các mã PN ngắn gọi chuỗi PN hoa tiêu kênh I kênh Q tạo tạo chuỗi giả ngẫu nhiên xác định theo đa thức sau: gI(x)= x15 + x13 + x9 +x8 + x7 + x5 + 1(2.23) gQ(x)= x + x + x + x + x + x + x + x + 1(2.24) gI(x) gQ(x) tạo mã cho chuỗi hoa tiêu kênh I kênh Q tương ứng Các chuỗi tạo đa thức tạo mã nói có độ dài 215-1= 32767 Đoạn 14 số liên tiếp chuỗi bổ sung thêm số để dẫy 15 số chuỗi có độ dài 32768 Trên đường xuống mã ngắn (với dịch thời khác tạo từ mặt chắn) sử dụng để nhận dạng BTS đường lên mã ngắn (chỉ cho cdmaOne) sử dụng tăng cường cho trải phổ Trạng thái ban đầu tạo mã quy định trạng thái mà chuỗi đầu tạo mà '1' sau 15 số '0' liên tiếp Mã Gold Các mã Gold dài sử dụng W-CDMA để nhận dạng nguồn phát Đối với đường lên (từ MS đến BTS) mã Gold tạo thành từ hai chuỗi m: x25 + x3 +1 x25 + x3 + x +1 Đối với đường xuống mã tạo thành từ hai chuỗi m: x18 + x7 +1 x18 + x10 + x7 + Mã trực giao Walsh (Walsh Code) Mã trực giao Walsh xây dựng sở ma trận Hadamard cdmaOne sử dụng ma trận H64 Các mã đánh số từ W0 đến W63 sử dụng để trải phổ nhận kênh cho đường xuống điều chế trực giao cho đường lên cdma200 sử dụng ma trận Hadamard khác để tạo mã Walsh WnN, N ≤ 512 1≤n≤N/2-1, để nhận dạng kênh cho đường xuống đường lên Lưu ý số N tương ứng với số ma trận n tương ứng với số mã, chẳng hạn W32256 mã nhận từ hàng 33 ma trận H256 CHƯƠNG : KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG CDMA KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP 1.1 Giới thiệu Ở hệ thống thông tin thông thường, độ rộng băng tần vấn đề quan tâm hệ thống thường thiết kế cho sử dụng độ rộng băng tần tốt Tuy nhiên, hệ thống thông tin trải phổ ( SS : Spread Spectrum), độ rộng băng tần tín hiệu mở rộng gấp nhiều lần trước phát Khi có người sử dụng băng tần trải phổ hiệu sử dụng băng tần Nhưng môi trường nhiều người dùng, họ sử dụng chung băng tần trải phổ hệ thống đạt hiệu sử dụng băng tần cao mà trì ưu điểm trải phổ như: • Chống nhiễu tốt • Chia sẻ tần số với nhiều người sử dụng • Bảo mật tốt có chuỗi mã giả ngẫu nhiên • Do sử dụng mã giả ngẫu nhiên nên khó bị nghe trộm • Hạn chế làm giảm hiệu ứng đa đường truyền Như vậy, hệ thống thông tin coi hệ thống trải phổ khi: - Tín hiệu phát có độ rộng băng tần lớn nhiều so với độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết - Trải phổ thực mã độc lập với số liệu Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên xác để lấy tín hiệu mong muốn cách giải trải phổ Các tín hiệu lại xuất dạng nhiễu phổ rộng công suất thấp tạp âm 1.2 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp Trong CDMA, kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DS/SS: Direct Sequence/Spread Spectrum) sử dụng Mỗi người sử dụng cấp mã riêng biệt Mã sử dụng thường chuỗi giả tạp âm (PN-Pseudo Noise) hay giả ngẫu nhiên, có tốc độ lớn, lớn tốc độ bít liệu, tức phần tử chuỗi có độ rộng thời gian nhỏ, nhỏ độ rộng bit liệu gọi chip 10 Hình 2.1: Nguyên lý trải phổ Hệ thống DS-SS đạt cách nhân trực tiếp tín hiệu cần trải phổ với tín hiệu giả ngẫu nhiên Tín hiệu sau trải phổ điều chế sóng mang theo BPSK QPSK… trước truyền Phía thu dùng mã PN để giải trải phổ lấy tín hiệu mong muốn Hình minh họa tín hiệu trải phổ Hình 2.2: Biểu diễn tín hiệu trải phổ - Фd(f) mật độ phổ công suất tín hiệu trước trải phổ - Фdc(f) mật độ phổ công suất tín hiệu sau trải phổ 11 Tín hiệu phát người thứ k luồng số thông tin người sử dụng dk(t) có tốc độ bít Rb = 1/Tb Với dk(t) xác định sau: ∞ dk (t ) =∑ dk (i ) pTb (t −iTb ) −∞ dk(t) luồng bít lưỡng cực với hia mức giá trị {+ 1,-1} Luồng tín hiệu dk(t) trải phổ cách nhân với mã trải phổ (gọi mã giả tạp âm PN ) c(t) , có tốc độ Rc= 1/Tc lớn nhiều lần so với Rb Phần tử nhị phân chuỗi c(t) gọi chip để phân biệt với phần tử nhị phân (bit) tin Mã trải phổ làm cho băng tần tín hiệu sau trải phổ lớn lên nhiều truyền đồng thời dùng để phân biệt thuê bao tận dụng đường truyền cho trình đa truy nhập, mã trải phổ ngẫu nhiên mà chúng có chu kì xác định biết trước máy thu chủ định Mã trải phổ chuỗi chip nhận giá trị {+ 1,-1} gần đồng xác suất biểu diễn sau: N ck (t ) = ck (i ) pTc ( ∑ i= Trong c(i) = ± 1,là chuỗi xung nhận giá trị +1 -1 T c độ rộng chip Tc = NTb (N số chip bít) , pT c hàm xung vuông xác định sau: 1,0 ≤ t ≤ Tc pTc (t ) = 0, ≠ Sau trải phổ tín hiệu có tốc độ chip Rc đuợc đưa lên điều chế sóng mang cách nhân với tín hiệu sóng mang: Eb cos(2π fc t ) Tb Trước truyền sau: S (t ) = Eb dk (t )ck (t )cos(2π fc t ), ( ≤ t ≤ Tb ) Tb Trong Eb lượng bít , Tb độ bit fc tần số sóng mang Tại phía thu , để máy thu phân biệt mã trải phổ, mã phải mã trực giao chu kỳ Tb thoả mãn điều kiện sau: 12 1, k = j Tb c k (t )cj (t ) dt = ∫ Tb 0, k ≠ j Và tích của hai mã trực giao tích với mã trực giao tập mã trực giao tích hai mã khác nhau: 1, k = j ck (t )cj (t ) = 0, k ≠ j Để đơn giản ta coi máy thu đồng sóng mang mã trải phổ với máy phát, nghĩa tần số, pha sóng mang mã trải phổ máy thu giống máy phát Ngoài bỏ qua tạp âm nhiệt đường truyền xét nhiễu K-1 người sử dụng hệ thống, giả sử công suất tín hiệu thu máy thu k K người sử dụng để đơn giản ta bỏ qua trễ truyền sóng, tín hiệu thu sau: K r (t ) = ∑ 2TEbbr dj (t )cj (t )cos(2π fct ) j =1 Trong Ebr = Eb/Lp lượng bit thu, L p suy hao đường truyền Tín hiệu thu đưa lên phần đầu trình giải điều chế để nhân với sóng mang: cos(2π fc t ) Tb Sau đưa lên trải phổ, kết cho ta: u (t ) = Eb r K K dj (t )cj (t )ck (t ) + ∑dj (t )cj (t )ck (t )cos(4π fct ) ÷ ∑ Tb j =1 j =1 Sau tích phân thành phần cao tần bị loại bỏ, ta được: Tb Ebr v (t ) = ∫ u (t ) dt = Tb Tb ∑dj (t ) ∫ cj (t )ck (t )dt K j =1 tính chất trực giao mã trải phổ dj = {+1,-1} ta kết sau: v(t ) = dk (t ) Ebr = ± Ebr Mạch định cho mức V(t) dương V(t) âm kết ta chuỗi bít thu, ˆb(t) ước tính chuỗi phát Ở hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp có hai cách trải phổ là: + trải phổ DS/SS_ BPSK (Trải phổ trực tiếp BPSK) + trải phổ DS/SS_QPSK (Trải phổ trực tiếp QPSK) 13 KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN – FHSS 2.1 Nguyên lý chung Hệ thống trải phổ nhảy tần – Frequency Hopping Spread Spectrum, định nghĩa nhảy hay chuyển đổi tần số sóng mang tập hợp tần số theo mẫu xác định chuổi giả tạp âm PN Trong hệ thống thông tin kiểu trải phổ nhảy tần – FH, mã trải phổ giả tạp âm không trực tiếp điều chế sóng mang điều chế, sử dụng để điều khiển tổng hợp tần số Ở thời điểm nhảy tần, tạo mã giả tạp âm đưa đoạn k chip mã để điều khiển tổng hợp tần số, theo điều khiển đoạn k chip mã này, tổng hợp tần số nhảy sang hoạt động tần số tương ứng thuộc tập k tần số Mỗi đoạn gồm k chíp mã gọi từ tần số, có 2k từ tần số Do từ tần số xuất ngẫu nhiên nên tần số dao động tổng hợp tần số tạo nhận giá trị thuộc tập 2k tần số mang tính ngẫu nhiên Phổ tín hiệu nhảy tần có bề rộng sóng mang điều chế khác bị dịch tần khoảng tần số dao động tổng hợp tần số tạo nhỏ nhiều so với độ rộng băng trải phổ Tuy nhiên, tính trung bình nhiều bước sóng nhảy phổ tín hiệu nhảy tần lại chiếm toàn bề rộng băng trải phổ Hình 2.3: Mô mật độ phổ công suất tín hiệu FHSS toàn băng tần Tốc độ nhảy tần nhanh hay chậm tốc độ số liệu Từ ta có loại hệ thống trải phổ nhảy tần, hệ thống nhảy tần nhanh hệ thống nhảy tần chậm 2.1.1 Máy phát FHSS Sơ đồ khối máy phát FHSS mô tả hình vẽ: 14 Hình 2.4: Sơ đồ khối máy phát FH/SS Tín hiệu liệu b(t) đưa vào điều chế FSK thành tín hiệu x(t) Trong khoảng thời gian bít x(t) có hai tần số f’ f’+∆f, tương ứng với bít liệu Tín hiệu trộn với tín hiệu y(t) từ tổng hợp tần số Cứ Th giây, tần số y(t) lại thay đổi theo giá trị k bit nhận từ tạo mã PN Do có tổ hợp k bit nên ta có k tần số khác tạo tổng hợp tần số Bộ trộn tạo tần số tổng hiệu, hai tần số lọc lọc băng thông (BPF) Ta viết tín hiệu đầu tổng hợp tần số đoạn nhảy sau: y(t) = 2A cos [ 2π (fg + il∆f)t + θ ] ; với Th[...]... các mã trải phổ và dj = {+1,-1} ta được kết quả như sau: v(t ) = dk (t ) Ebr = ± Ebr Mạch quyết định sẽ cho ra mức 0 nếu V(t) dương và 1 nếu V(t) âm kết quả ta được chuỗi bít thu, ˆb(t) là ước tính của chuỗi phát Ở trong hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp có hai cách trải phổ là: + trải phổ DS/SS_ BPSK (Trải phổ trực tiếp BPSK) + trải phổ DS/SS_QPSK (Trải phổ trực tiếp QPSK) 13 2 KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY... Nguyên lý trải phổ Hệ thống DS-SS đạt được bằng cách nhân trực tiếp tín hiệu cần trải phổ với tín hiệu giả ngẫu nhiên Tín hiệu sau khi trải phổ sẽ điều chế sóng mang theo BPSK hoặc QPSK… trước khi truyền đi Phía thu sẽ dùng mã PN để giải trải phổ lấy ra tín hiệu mong muốn Hình minh họa tín hiệu trải phổ Hình 2.2: Biểu diễn tín hiệu trải phổ - Фd(f) mật độ phổ công suất của tín hiệu trước khi trải phổ -... ≤ t ≤ Tb ) Tb Trong đó Eb năng lượng bít , Tb là độ bit và fc là tần số sóng mang Tại phía thu , để các máy thu có thể phân biệt được các mã trải phổ, các mã này phải là các mã trực giao chu kỳ Tb thoả mãn điều kiện sau: 12 1, k = j 1 Tb c k (t )cj (t ) dt = ∫ Tb 0 0, k ≠ j Và tích của của hai mã trực giao bằng 1 nếu là tích với chính nó và là một mã trực giao mới trong tập mã trực giao nếu... của bản tin Mã trải phổ này làm cho băng tần tín hiệu sau khi trải phổ sẽ lớn lên rất nhiều khi truyền đi đồng thời cũng dùng để phân biệt các thuê bao khi tận dụng đường truyền cho quá trình đa truy nhập, mã trải phổ không phải là ngẫu nhiên mà chúng có chu kì xác định và được biết trước đối với máy thu chủ định Mã trải phổ là chuỗi chip nhận các giá trị {+ 1,-1} gần như đồng xác suất và được biểu... mã khác nhau: 1, k = j ck (t )cj (t ) = 0, k ≠ j Để đơn giản ta coi rằng máy thu được đồng bộ sóng mang và mã trải phổ với máy phát, nghĩa là tần số, pha sóng mang và mã trải phổ của máy thu giống như máy phát Ngoài ra nếu bỏ qua tạp âm nhiệt của đường truyền và chỉ xét nhiễu của K-1 người sử dụng trong hệ thống, giả sử công suất tín hiệu thu tại máy thu k của K người sử dụng bằng nhau và. .. tốt nhất trong môi trường không bị pha đinh Các hàm này đựơc sử dụng làm mã nhận dạng kênh truyền của người sử dụng trong các hệ thống 3G như: W -CDMA và cdma 2000 24 [ Tài liệu tham khảo] [1] PGS.TS Nguyễn Hữu Trung (ĐH BKHN), Kỹ thuật trải phổ và truyền dẫn đa song mang [2] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (ĐH BCVT), Lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến [3} Tham khảo trên Internet 25 ... lấy tương quan tín hiệu trải phổ để tách ra các tín hiệu mong muốn Phần này cũng tổng kết các loại mã khác nhau được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin di động CDMA Các mã Gold được xây dựng trên cơ sở chuỗi m Trong W- CDMA mã Gold dài được sử dụng làm chuỗi nhận dạng nguồn phát vì nó cho tương quan chéo tốt hơn Các hàm trực giao Walsh cho tương quan chéo tốt nhất trong môi trường không... thống trải phổ nhảy tần nhanh với Tb = 3Th Nhảy tần nhanh với điều chế M-FSK Để hiểu cụ thể hơn ta đi tìm hiểu hệ thống trải phổ nhảy tần nhanh với điều chế M-FSK Dạng tổng quát của FSK cơ số 2 là FSK M trạng thái, trong đó M tần số được sử dụng để biểu thị Log 2(M) bit số liệu Với trải phổ FH, tần số phát nhảy trên một lượng lớn các tần số ( 2k.M tần số), trong đó k là số bit đư ra từ bộ tạo mã PN... chế M-FSK, M=4 Tương tự như hệ thống trải phổ nhảy tần nhanh Trục tần số được chia thành 2 k nhóm 4 tần số, k bit của chuỗi PN sẽ xác định tần số trong nhóm nào sẽ được sử dụng Vì thế 2 bit từ luồng số liệu và k bit từ chuỗi PN sẽ xác định chính xác tần số nào sẽ được phát trong đoạn nhảy tần 3 KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY THỜI GIAN – THSS 3.1 Giới thiệu kỹ thuật trải phổ nhảy thời gian - THSS THSS_Time... khi truyền dẫn băng thông 23 TỔNG KẾT Phần này đã xét phương pháp tạo mã PN Đây là mã cơ sở mà ta sẽ sử dụng nó để xét các hệ thống trải phổ DSSS cũng như các hệ thống đa truy nhập DSSS CDMA trong các chương sau Mã PN đựơc xây dựng trên nguyên lý chuỗi m Hàm tự tương quan của một chuỗi m có dạng đầu đinh Nó nhận giá trị cực đại tại i=0 và lặp lại giá trị này theo chu kỳ N Tại các giá trị cách xa các ... cách trải phổ là: + trải phổ DS/SS_ BPSK (Trải phổ trực tiếp BPSK) + trải phổ DS/SS_QPSK (Trải phổ trực tiếp QPSK) 13 KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN – FHSS 2.1 Nguyên lý chung Hệ thống trải phổ nhảy... PN để giải trải phổ lấy tín hiệu mong muốn Hình minh họa tín hiệu trải phổ Hình 2.2: Biểu diễn tín hiệu trải phổ - Фd(f) mật độ phổ công suất tín hiệu trước trải phổ - Фdc(f) mật độ phổ công suất... lên mã ngắn (chỉ cho cdmaOne) sử dụng tăng cường cho trải phổ Trạng thái ban đầu tạo mã quy định trạng thái mà chuỗi đầu tạo mà '1' sau 15 số '0' liên tiếp Mã Gold Các mã Gold dài sử dụng W-CDMA