Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của các dịch vụ thông tin di động, đã có nhiều giải pháp được đưa ra nhằm giảm tác động của các ảnh hưởng kênh truyền, tăng tốc độ truyền dữ liệu….Một trong những phương pháp đó là việc kết hợp OFDM và CDMA tạo nên hệ thống MCCDMA. Tuy nhiên MCCDMA vẫn chưa thõa mãn được nhu cầu về tốc độ cao. Do đó, người ta đã nghiên cứu đưa ra một phương pháp mới bằng việc kết hợp giữa MCCDMA và Multicode CDMA để tạo nên hệ thống MTCMCCDMA vừa có dung lượng lớn, tốc độ cao và hoạt động tốt trong nhiễu đa đường. Hệ thống MTCMCCDMA được đề xuất để có thể hỗ trợ những tốc độ dữ liệu khác nhau, theo yêu cầu của những chuẩn thế hệ kế tiếp, và đạt được độ lợi trải phổ trong cả miền thời gian và miền tần số, tốc độ lỗi bit (BER) của hệ thống được phân tích trong kênh fading chọn lọc tần số, với nhiễu Gauss và can nhiễu đa truy cập. Để đánh giá hiệu quả của hệ thống MTCMCCDMA có tốt hơn hệ thống đơn mã đa sóng mang (MCCDMA) và đơn sóng mang đa mã (CDMA) trong một băng thông cố định thì cần phải tìm hiểu. Đây chính là hệ thống mới rất được quan tâm hiện nay. Vì vậy, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “HỆ THỐNG MULTICODE MULTICARRIER CDMA”.Phương pháp nghiên cứu xuyên suốt đồ án này là dựa vào các mô hình hệ thống trong lý thuyết, từ đó xây dựng chương trình mô phỏng để đánh giá chất lượng một hệ thống, tiến hành so sánh chất lượng giữa các hệ thống với nhau. Từ đó thấy được những ưu điểm chính của hệ thống mà mình đang nghiên cứu. Nội dung đồ án được chia thành 4 chương:Chương 1: Giới thiệu chung về hệ thống thông tin di độngChương 2: Tổng quan về CDMA và OFDMChương 3: Multicarrier CDMA và Multicode CDMA và MTCMCCDMAChương 4: Các kết quả mô phỏngTrong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng rất nhiều song do thời gian thực hiện đề tài là ít và một số hạn chế trong việc tìm hiểu tài liệu liên quan nên chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè.
Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung đồ án chép đồ án công trình có từ trước Nếu vi phạm em xin chịu hình thức kỷ luật Đà Nẵng, ngày tháng năm 2013 Người thực Trang Mục lục MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU .7 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG .9 THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Khái quát hệ thống di động tế bào Hình 1.1 Cơ hệ thống thông tin di động .10 1.3 Sự phát triển hệ thống thông tin di động .10 1.3.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G) 10 1.3.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) 11 1.3.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba (3G) 11 1.3.4 Hệ thống thông tin di động hệ thứ tư (4G) .11 1.4 Kênh truyền vô tuyến 12 1.4.1 Hiệu ứng đa đường .12 Hình 1.3: Hiện tượng truyền sóng đa đường 13 1.4.2 Suy hao đường truyền 13 1.4.3 Hiệu ứng Doppler 13 Hình 1.4: Hàm truyền đạt kênh 14 1.4.4 Hiệu ứng bóng râm .14 1.5 Hiện tượng Fading 14 Hình 1.5 Hiện tượng Fading .14 Hình 1.6 Kênh truyền phẳng (f0 > W) .15 1.5.2 Fading chọn lọc tần số (Frequency-selective fading) .15 Hình 1.7 Kênh truyền chọn lọc tần số (f0 < W) .15 1.6 Các kỹ thuật đa truy cập (multiple access techniques) 15 Trang Mục lục 1.6.1 Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) 15 Hình 1.8 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian 17 1.6.2 Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) .17 1.6.3 Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) 18 Hình 1.10 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo mã 19 1.7 Kết luận chương 19 CHƯƠNG 21 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CDMA VÀ OFDM 21 2.1 Giới thiệu chương .21 2.2 Công nghệ CDMA 21 2.2.1 Tổng quan CDMA 21 2.2.2 Kỹ thuật trải phổ CDMA .22 Hình 2.1 Hệ thống thông tin trải phô .23 Hình 2.2 Mạch ghi dịch số hai 26 Hình 2.3 Đặt tính tự tương quan chuỗi + x2 + x5 có chiều dài 124 27 2.4 Công nghệ OFDM 29 2.4.1 Sơ lược OFDM 29 Hình 2.4 So sánh kỹ thuật sóng mang không trực giao (a) 29 2.4.2 Sơ đồ khối .30 Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống OFDM 30 Hình 2.6 Chuỗi liệu nối tiếp sang song song 31 2.4.4 Nguyên lý điều chế hệ thống OFDM .31 Hình 2.8 Chiều dài ký hiệu OFDM 35 Hình 2.10 Khi chuỗi bảo vệ (tồn ISI) 35 2.5 Kết luận chương 38 CHƯƠNG 38 MULTICARRIER CDMA, MULTICODE CDMA VÀ MULTICODE MULTICARRIER CDMA 38 3.1 Giới thiệu chương .38 3.2 Hệ thống MC-CDMA 38 Trang Mục lục 3.2.1 Khái niệm MC-CDMA (multicarrier CDMA) .38 3.2.2 Cấu trúc hệ thống MC-CDMA 39 Hình 3.1 Sơ đồ khối mô hình hệ thống MC-CDMA .39 Hình 3.2 Máy phát MC–CDMA 40 3.2.3 Kênh truyền 42 Hình 3.4 Ảnh hưởng kênh truyền fading có tính chọn lọc tần số lên băng tần hẹp .43 Như ta biết tạp âm nhiệt xuất chuyển động nhiệt điện tử hệ thống máy thu phát Sự chuyển động ngẫu nhiên độc lập vô hạn phần tử tạo nên đặc tính thống kê Gauss theo định lý giới hạn trung tâm Hàm mật độ xác suất trình ngẫu nhiên Gauss n(t) biểu diễn sau [2]: 43 (3.5) 44 Một đặc tính quan trọng tạp âm Gauss có giá trị trung bình phương sai trung bình bình phương n tức σ2=E{n2(t)} Một đặc tính quan trọng tạp âm nhiệt mật độ phổ tần số tần số Tức nguồn tạp âm phát lượng công suất đơn vị băng tần tất tần số [2]: 44 (3.6) 44 Hàm tự tương quan tạp âm trắng phép biến đổi Fourier ngược mật độ phổ công suất tạp âm cho [2]: 44 (3.7) 44 Do tạp âm cộng với tín hiệu nên gọi tạp âm cộng Hình 3.5 biểu diễn độ lợi kênh truyền fading Rayleigh Một số tham số liên quan đến trễ nhiễu đa đường trình bày trong[4] Trong số ta chọn 6ray điển hình Bảng 3.1 cho ta thấy trễ công suất hai mô hình đô thị phổ biến 44 45 Hình 3.5 Độ lợi kênh truyền fading Rayleigh 45 Trang Mục lục Bảng 3.1 Phân bố trễ công suất hai kiểu đô thị .45 3.2.4 Nhiễu MAI nhiễu ICI 45 3.2.5 Vấn đề dịch tần số sóng mang 46 3.2.6 Ưu nhược điểm hệ thống MC-CDMA 47 3.3 Hệ thống multicode CDMA (MTC-CDMA) .47 .49 3.4 Hệ thống Multicode-multicarrier CDMA 49 Hình 3.8 Sơ đồ khối máy thu Multi-code MC-CDMA 53 3.5 Kết luận chương 53 CHƯƠNG 54 MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .54 4.1 Giới thiệu chương .54 4.2 Mô 54 4.2.1 Hệ thống MC-CDMA .54 4.2.2 Hệ thống Multicode-CDMA 56 4.2.4 So sánh hệ thống Multicode CDMA Multicode multicarrier CDMA 61 4.2.5 So sánh hệ thống Multicarrier CDMA Multicode multicarrier CDMA .62 4.3 Kết luận chương 63 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC .66 Trang Các từ viết tắt CÁC TỪ VIẾT TẮT AWGN Additive White Gaussian Noise BER Bit Error Ratio BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station CDMA Code Division MultipleAccess CP Cycle Prefix DS-CDMA Direct Sequences CDMA DS/SS Direct Sequence Spread Spectrum DFT Discrete Fourier Transform FDM Frequency Division Multiplexing FDMA Frequency Division Multiple Access FFT Fast Fourier Transform FH-CDMA Frequency Hopping CDMA GSM Global System for Mobile Communication GI Guard Interval GP Guard Period ICI Inter-Channel Interference IDFT Inverse Discrete Fourier Transform ISI Inter-Symbol Interference IFFT Inverse Fast Fourier Transform MAI Multiple Access Interference MC-CDMA Multicarrier CDMA MTC-CDMA Multicode CDMA MTC- MC CDMA Multi Code Multicarrier CDMA MC-DS-CDMA Multicarrier Direct Squence CDMA ME Mobile Equipment OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing PN Pseudo Noise Trang Các từ viết tắt PAPR Peak-to-Average Power Ratio P/S Parrallel to Serial PSTN Public Switched Telephone Network S/P Serial to Parallel SMS Short message services SIM Subscriber Identity Module SNR Signal to Noise Ratio TDMA Time Division Multiple Access W-CDMA WH Wideband CDMA Wash-Hadamard Trang Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, kỹ thuật thông tin vô tuyến có bước tiến triển vượt bậc Sự phát triển nhanh chóng video, thoại thông tin liệu Internet, điện thoại di động có mặt khắp nơi, nhu cầu truyền thông đa phương tiện di động ngày phát triển Để đáp ứng yêu cầu ngày cao dịch vụ thông tin di động, có nhiều giải pháp đưa nhằm giảm tác động ảnh hưởng kênh truyền, tăng tốc độ truyền liệu….Một phương pháp việc kết hợp OFDM CDMA tạo nên hệ thống MC-CDMA Tuy nhiên MC-CDMA chưa thõa mãn nhu cầu tốc độ cao Do đó, người ta nghiên cứu đưa phương pháp việc kết hợp MC-CDMA Multicode CDMA để tạo nên hệ thống MTC-MC-CDMA vừa có dung lượng lớn, tốc độ cao hoạt động tốt nhiễu đa đường Hệ thống MTC-MC-CDMA đề xuất để hỗ trợ tốc độ liệu khác nhau, theo yêu cầu chuẩn hệ kế tiếp, đạt độ lợi trải phô miền thời gian miền tần số, tốc độ lỗi bit (BER) hệ thống phân tích kênh fading chọn lọc tần số, với nhiễu Gauss can nhiễu đa truy cập Để đánh giá hiệu hệ thống MTC-MC-CDMA có tốt hệ thống đơn mã đa sóng mang (MC-CDMA) đơn sóng mang đa mã (CDMA) băng thông cố định cần phải tìm hiểu Đây hệ thống quan tâm Vì vậy, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “HỆ THỐNG MULTICODE MULTICARRIER CDMA” Phương pháp nghiên cứu xuyên suốt đồ án dựa vào mô hình hệ thống lý thuyết, từ xây dựng chương trình mô để đánh giá chất lượng hệ thống, tiến hành so sánh chất lượng hệ thống với Từ thấy ưu điểm hệ thống mà nghiên cứu Nội dung đồ án chia thành chương: Chương 1: Giới thiệu chung hệ thống thông tin di động Chương 2: Tông quan CDMA OFDM Chương 3: Multicarrier CDMA Multicode CDMA MTC-MC-CDMA Trang Lời nói đầu Chương 4: Các kết mô Trong trình thực đồ án, em cố gắng nhiều song thời gian thực đề tài số hạn chế việc tìm hiểu tài liệu liên quan nên chắn tránh khỏi thiếu sót, mong đóng góp ý kiến quý thầy cô bạn bè Em xin cảm ơn Thạc sĩ Phạm Vĩnh Minh hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Điện Tử-Viễn Thông trường Đại học Bách Khoa truyền thụ kiến thức suốt thời gian học tập trường Trang Chương Giới thiệu chung hệ thống thông tin di động CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chương Chương giới thiệu tông quát phát triển mô hình hệ thống thông tin di động, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng kênh truyền vô tuyến, tìm hiểu fading phân loại nó… Đồng thời trình bày cách khái quát kĩ thuật đa truy cập dùng hệ thống thông tin di động 1.2 Khái quát hệ thống di động tế bào Hệ thống thông tin di động vô tuyến (Mobile Radio Communication) có nhiệm vụ kết nối đến thuê bao di động (gọi tắt MS – Mobile subscriber), thuê bao di chuyển nhiều vùng địa lý khác Việc trao đôi thông tin thiết bị di động mạng di động thông qua giao diện vô tuyến số (Digital Radio Interface ) Toàn vùng phục vụ hệ thống thông tin di động vô tuyến chia thành nhiều vùng phục vụ nhỏ gọi tế bào vô tuyến (Radio cell) Chính mạng thông tin di động còn gọi mạng thông tin di động vô tuyến tế bào số (Digital Cellular Mobile Radio Network) Mỗi tế bào có trạm thu phát gốc (Base Station) điều khiển hệ thống tông đài di động cho thuê bao trì gọi cách liên tục di chuyển tế bào Đây điểm khác biệt mạng thông tin di động với mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN – Public Switched Telephone Network), mạng thuê bao sử dụng đôi dây thuê bao (Telephone Surscriber Line) đưa đến tông đài Trang Chương Một số kết mô Đối với Multicode-CDMA tỉ lệ bit lỗi môi trường AWGN nhỏ nhiều so với môi trường fading Rayleigh Trong môi trường AWGN hệ thống Multicode-CDMA sử dụng mã Walsh-Hadamard cho chất lượng tốt so với chuỗi mã còn lại Lý chuỗi mã Walsh-Hadamard có tính trực giao tốt so với loại mã Tương tự, môi trường Rayleigh sử dụng mã Walsh-Hadamard cho chất lượng tốt Tuy nhiên, khác biệt bit lỗi chuỗi mã không đáng kể Hình 4.5 cho thấy, kích thước chuỗi mã (M) định, số user hệ thống tăng BER tăng Với số lượng user hệ thống dùng kích thước chuỗi mã nhỏ cho chất lượng tốt 4.2.3 Hệ thống Multicode multicarrier CDMA Trong hệ thống multicode multicarrier CDMA mô lúc loại mã trải phô Walsh-Hadamard ,Gold, Kasami, M-sequences Các thông số mô bảng 4.3 Bảng 4.3 Các thông số Loại mã trải phô Số bit truyền Số user Kích thước tập mã multicode Số sóng mang phụ Tần số Doppler SNR Giá trị WH/Gold/Kasami/M-sequences 1000 10 5:5:35 M=16 M=2,4,8,16 Sub=16 50 Hz 10 [0:5:30] dB Trang 58 Chương Một số kết mô Hình 4.6 BER theo SNR MTC-MC-CDMA với loại chuỗi mã khác môi trường AWGN Hình 4.7 BER theo SNR MTC-MC-CDMA với loại chuỗi mã khác môi trường fading Rayleigh Trang 59 Chương Một số kết mô Hình 4.8 BER theo USER với số lượng chuỗi mã khác MTC-MC-CDMA Mã Walsh-Hadamard lựa chọn tốt cho tập chuỗi mã Multicode multicarrier CDMA kênh truyền có nhiễu AWGN, còn kênh truyền có nhiễu fading đa đường chất lượng hệ thống MC-MC-CDMA sử dụng loại mã khác chênh lệch rõ ràng Nguyên nhân loại nhiễu chủ yếu kênh truyền nhiễu fading, nhiễu ISI nhiễu MAI, loại nhiễu làm tính trực giao vốn có mã WH Khi số user tăng BER tăng hệ thống dùng kích thước chuỗi mã nhỏ tốt Nguyên nhân M tăng tốc độ hệ thống tăng lên (xảy nhiễu liên ký tự khó đồng hơn) dẫn đến số bít lỗi tăng làm giảm chất lượng hệ thống Trang 60 Chương Một số kết mô 4.2.4 So sánh hệ thống Multicode CDMA Multicode multicarrier CDMA Hình 4.9 BER theo SNR MTC-MC-CDMA MTC-CDMA môi trường AWGN Hình 4.10 BER theo SNR MTC-MC-CDMA MTC-CDMA môi trường fading rayleigh Trang 61 Chương Một số kết mô Theo kết mô chất lượng tín hiệu hệ thống Multicode multicareer CDMA cho chất lượng tín hiệu tốt nhiều so với MTC-CDMA môi trường AWGN fading Rayleigh Ưu điểm MTC-CDMA nâng cao tốc độ liệu chất lượng lại môi trường fading Rayleigh bị suy hao nhanh chóng Tuy nhiên kết hợp với MC-CDMA để tạo thành MTC-MC-CDMA chất lượng lại tốt Vì vậy, MTC-MC-CDMA kế thừa ưu điểm hệ thống mà còn đảm bảo chất lượng tín hiệu tốt 4.2.5 So sánh hệ thống Multicarrier CDMA Multicode multicarrier CDMA Hình 4.11 BER theo SNR MTC-MC-CDMA MC-CDMA môi trường AWGN Trang 62 Chương Một số kết mô Hình 4.12 BER theo SNR MTC-MC-CDMA MC-CDMA môi trường fading rayleigh Theo kết mô chất lượng tín hiệu hệ thống Multicode multicareer CDMA cho chất lượng tín hiệu tốt nhiều so với MTC-CDMA môi trường AWGN fading Rayleigh 4.3 Kết luận chương Các kết mô cho thấy hệ thống MTC-MC-CDMA có khả cải thiện chất lượng BER so với hệ thống MTC-CDMA (Multicode CDMA) MC-CDMA(Multicarrier CDMA) việc mô loại kênh truyền AWGN fading Rayleigh với việc thay đôi thông số như: số user, kích thước chuỗi mã, loại chuỗi mã, có khả cung cấp dung lượng nhiều hai hệ thống Các kết mô phù hợp với lý thuyết thấy ưu điểm hệ thống multicode multicarrier CDMA so với hệ thống MC CDMA MTC CDMA Trang 63 Kết luận hướng phát triển đề tài KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Đồ án trình bày phương pháp nhằm nâng cao chất lượng hệ thống CDMA kết hợp Multicode CDMA Multicarrier CDMA để tạo thành hệ thống MTC-MC-CDMA Bên cạnh số giải pháp cải thiện dung lượng phương pháp điều khiển công suất hay sử dụng nhiều antenna, đồ án tập trung khảo sát giải pháp mới: kết hợp hệ thống multi-code CDMA thường dùng hệ thống có tốc độ thay đôi, với hệ thống MC-CDMA có khả chống nhiễu tốt kênh vô tuyến đa đường Hệ thống multicode CDMA hoạt động tốt kênh truyền AWGN chất lượng giảm nhanh kênh truyền có nhiễu fading đa đường Khi kết hợp hệ thống với hệ thống MC-CDMA, ta hệ thống gọi Multicode Multicarrier CDMA (MTC-MC-CDMA) có khả hỗ trợ tốc độ liệu biến đôi, đồng thời lại có khả chống nhiễu fading tốt Thông qua kết mô phần mềm MATLAB, thấy hệ thống MTC-MC-CDMA có khả cải thiện chất lượng BER so với hệ thống MTC-CDMA (Multicode CDMA) MC-CDMA (Multicarrier CDMA), có khả cung cấp dung lượng nhiều hai hệ thống Tuy nhiên, kết đồ án còn nhiều hạn chế cần phải có nghiên cứu bô sung để phát triển hệ thống này: + Đồ án dừng lại việc mô phần mềm mà chưa tiến hành hệ thống mạch thực tế + Mô hình hệ thống MTC-MC-CDMA đưa khảo sát còn đơn giản, chưa kết hợp số phương pháp cải thiện chất lượng hệ thống như: phương pháp phân tập, điều khiển thích ứng tốc độ… Hướng phát triển đề tài : việc khắc phục nhược điểm trình bày Cụ thể tiến hành mô hệ thống MTC-MC-CDMA với việc sử dụng kỹ thuật phân tập, điều khiển tốc độ thích ứng nhằm nâng cao chất lượng hệ thống Trang 64 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Đức, “Lý thuyết ứng dụng kỹ thuật OFDM”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 [2] Trần Xuân Nam, “Mô hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng Matlab” , Đại học kỹ thuật Lê Quý Đôn, 2008 [3] Andrea Goldsmith, “Wireless Communications”, Stanford University, 2005 [4] Md Sadek Ali, Md Shariful Islam, Md Alamgir Hossain, Md Khalid Hossain Jewel, “BER ANALYSIS OF MULTI-CODE MULTI-CARRIER CDMA SYSTEMS IN MULTIPATH FADING CHANNEL”, International Journal of Computer Networks & Communications (IJCNC), May 2011, page 178-191 [5] Taeyon Kim, Jaeweon Kim, “Multi-code MC-CDMA: Performance analysis”, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Austin, 2005 [6] Shinsuke Hara, Ramjee Prasad, “Overview of Multicarrier CDMA”, IEEE Communications Magazine, December, 1997, page 126-133 Trang 65 Phụ lục PHỤ LỤC Code Multicode Multi Carrier CDMA function F=MTCMCCDMA(code,K,M,Sub,SNR,iteration,fdoppler) % Multi-code Multi-Carrier CDMA in Multipath fading channel % K : so user % M : so chuoi ma chon chuoi thong tin G(n) % N : chieu dai chuoi G(n) % Sub : so song mang (8 hoac 16) % code : loai chuoi ma duoc chon % fdoppler : tan so doppler N = 256; % Tao chuoi thong tin G(n) G_set=[]; switch code case {1} G_set = hadamard(256); % Length of G = 256 case {2} G_set_temp = gold(1); % Length of G = 255, NOT 256 G_set = [G_set_temp ones(length(G_set_temp(:,1)),1)]; % Add "1" for the last bit(256th) to the code whose length is % 255 case {3} G_set_temp = kasami(1); % Length of G = 255, NOT 256 G_set = [G_set_temp ones(length(G_set_temp(:,1)),1)]; % Add "1" for the last bit(256th) to the code whose length is % 255 case {4} p = [1 0 1 1]; %(1) G_one = m_seq_gen(p,1); for I=1:255 Trang 66 Phụ lục G_set_temp(I,:) = circshift(G_one,[0,I-1]); G_set(I,:) = [G_set_temp(I,:) 1]; % Add "1" for % the last bit(256th) to the code whose length is 255 end end % Tao chuoi ma trai dung m_sequences switch Sub case {8} p2 = [1 1]; % da thuc tao chuoi ma chieu dai otherwise p2 = [1 0 1]; % da thuc tao chuoi ma chieu dai 16 Sub = 16; end g2 = m_seq_gen(p2,1);% tao chuoi ma m_sequence co chieu dai %16 (ma trai cho user co chieu dai=sub) for I=1:K % tao ma tran K hang 16 cot,moi hang la chuoi % ma cua user va K chuoi hoan toan khac U_temp(I,:) = circshift(g2,[0,I-1]); U(I,:) = [U_temp(I,:) 1]; end U_t=[]; for i=1:K % tao ma tran 16 cot,K*N hang, ung voi moi K co N % bit de thuc hien nhan trai voi ma thong tin G co chieu dai N U_t=cat(1,U_t,repmat(U(i,:),N,1)); end E_btot = 0; % khoi tao BER ban dau bang fd=fdoppler; % gia tri tan so doppler fs = 1.228*10^2; % tan so lay mau phai nho hon tan so chip Trang 67 Phụ lục % 1,2288 Mcps for i=1:4*K % tao cac he so fading rayleigh cho K user fad(i,:) = rayleigh(fd,fs,ceil(iteration/40),1); % iteration/40 la so symbol,1: he so nhieu Gauss % tao ma tran co 4*K hang, symbol cot, moi cot la day % cac he so fading cho K user:user1(1:4),user2(5:8)… fad(i,:)= fad(i,:) / mean(fad(i,:));% lay trung binh giua cac he so fading voi de tao fading phang end Resid = zeros(K,80); fad_a = [0.8070 0.095 0.061 0.037]; % he so tre cong suat % kenh truyen Rayleigh Z = zeros(K,N*Sub); symbol_T = N*Sub; % tong cac bit thong tin cua user truyen % tren Sub song mang for itr = 1:iteration %*********************************** iteration = symbol number ********************************** % Generate the Tx bits & Make M-ary Symbol No_bit=log2(M); % so bit chuoi M % Tinh toan nhieu AWGN EbNo_temp = SNR/10.; N_temp = (N*Sub)/(10^EbNo_temp); % cong suat % nhieu Pn = Ps/10^(SNR/10) sigma = sqrt(N_temp/2);% he so nhieu = can(Pn/2) symbol = bit_gen(1,No_bit,K); % tao K ma tran, moi ma % tran co hang,No_bit cot ngau nhien cac bit -1,1 symbol_temp = zeros(No_bit,K);% khoi tao size matran symbol_temp(:,:) = symbol(1,:,:); % tao matran K Trang 68 Phụ lục % cot,No_bit hang tu ma tran symbol, moi user(K) la cot gom % No_bit bit symbol_index = bi2de(sign(symbol_temp+1)')+1;% chuyen vi % matran sau tinh chi so cua chuoi ma thong tin duoi dang % thap phan -> matran cot,K hang,moi user ung voi index % Select chuoi thong tin G(n) theo cac bit M,da tinh chi so index thap phan o tren % G(user,time) G = G_set(symbol_index,:); % lay chuoi thong tin ung % voi tung gia tri matran symbol_index if iteration 40 if itr == iteration fad_ind = floor(itr/40); else fad_ind = floor(itr/40) + 1; end end % co fading % loi fading tai symbol ung voi fad_ind Gain(:,1) = fad(:,fad_ind); %Gain(User*4,1), that means % Gain(1:4,:) is for user and Gain(5:8,:) is for user % lay matran loi theo chi so fad_ind matran fad % Transmitter % X la tin hieu sau trai pho: nhan tin hieu thong tin G Trang 69 Phụ lục % cho ma trai nguoi dung U_t X = repmat(reshape(G',prod(size(G)),1),1,Sub).*U_t; % Bien doi ifft tren tung song mang cho tung chuoi sau % trai S = sqrt(Sub).*ifft(X,Sub,2); S_t = reshape(S',symbol_T,K)'; % Fading channel, output >SF() % ************ We should put the fading channel part at here % ******** SF = zeros(K,symbol_T); i=1:K; % tin hieu nhan voi fading SF(:,:) = S_t(i,:).*repmat(Gain(4*(i-1)+1,1),1,symbol_T).*fad_a(1)+ [Z(:,1:2) S_t(i,1:symbol_T-2)].*repmat(Gain(4*(i1)+2,1),1,symbol_T).*fad_a(2)+[Z(:,1:3) S_t(i,1:symbol_T3)].*repmat(Gain(4*(i-1)+3,1),1,symbol_T).*fad_a(3)+[Z(:,1:5) S_t(i,1:symbol_T-5)].*repmat(Gain(4*(i-1)+4,1),1,symbol_T).*fad_a(4); SF(:,:) = SF(:,:) + [Resid(i,64:80) Z(:,1:symbol_T17)].*fad_a(2).*repmat(Gain(4*(i-1)+2,1),1,symbol_T)+[Resid(i,48:80) Z(:,1:symbol_T-33)].*fad_a(3).*repmat(Gain(4*(i-1)+3,1),1,symbol_T)+ [Resid(i,:) Z(:,1:symbol_T-80)].*fad_a(4).*repmat(Gain(4*(i1)+4,1),1,symbol_T); Resid(:,:) = S_t(:,(symbol_T-79):symbol_T); SF_SUM = sum(SF,1); % lay tong tin hieu tren tat ca user % AWGN, R(1,N*Sub) Trang 70 Phụ lục R_t = SF_SUM + sigma*randn(1,symbol_T) + j*sigma*randn(1,symbol_T); % tin hieu thu=tin hieu % phat*fading + nhieu nhiet ngau nhien R = reshape(R_t',Sub,N)'; % matran R co N hang,Sub % cot :tach tin hieu thu duoc Sub duong tin hieu truyen % tren cac song mang de giai dieu che % Receiver, R(sequence time index, sub-carrier index) R_fft = 1/sqrt(Sub)*fft(R,Sub,2);% Sub:kich thuoc fft % Giai trai nguoi dung, tim lai chuoi thong tin da % phat for i=1:K R_desp_temp(i,:) = (R_fft*U(i,:)'/Sub)'; end R_desp = real(R_desp_temp); % lay phan thuc tin hieu sau % giai trai out_mat = R_desp*G_set(1:M,:)'; [maximum,Decode] = max(out_mat'); % Calculate the bit error Decode_t = (Decode - 1)'; E_bit_temp = sign(de2bi(Decode_t,No_bit)-0.5) - symbol_temp'; % tinh su sai khac cua ma tran thu&phat, neu giong thi bang 0,khac thi khac Trang 71 Phụ lục E_bit = sign(abs(E_bit_temp)); % dua cac phan tu ma tran % ve hoac 1,giong thi=0, khac thi=1 E_btot = E_btot + sum(sum(E_bit,1),2); tinh tong so bit % ma tran de tim tong so bit loi& cap nhat bit loi end BER = E_btot/K/iteration/No_bit;% cong thuc tinh BER F=BER; % ket qua BER tinh duoc Trang 72 [...]... Giới thiệu chung về hệ thống thông tin di động Hình 1.1 Cơ bản về hệ thống thông tin di động 1.3 Sự phát triển của hệ thống thông tin di động Mạng thông tin di động đã phát triển qua 4 thế hệ chính: gồm các thế hệ 1G, 2G, 3G và 4G Hình 1.2 Sự phát triển của các thế hệ hệ thống thông tin di động 1.3.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G) Hệ thống thông tin di động 1G là hệ thống thông tin di... bằng phẳng o Một hệ thống truyền dữ liệu song song có thể làm giảm bớt vấn đề đụng độ trong hệ thống truyền nối tiếp 2.4.4 Nguyên lý điều chế của hệ thống OFDM 2.4.4.1 Tính trực giao (Orthogonal) Orthogonal chỉ ra rằng có một mối quan hệ chính xác giữa các tần số của các sóng mang trong hệ thống OFDM Trong hệ thống FDM thông thường, các sóng Trang 31 Chương 2 Tông quan về hệ thống CDMA và OFDM mang... và tốc độ cao Cụ thể về CDMA cũng như công nghệ mới là OFDM sẽ được trình bày trong chương 2 Trang 20 Chương 2 Tông quan về hệ thống CDMA và OFDM CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CDMA VÀ OFDM 2.1 Giới thiệu chương Trong chương này sẽ tìm hiểu về kỹ thuật CDMA và OFDM, với kỹ thuật trải phô bằng các chuỗi mã M-sequences, mã Wash – Hadamard , chuỗi Gold của CDMA, tìm hiểu về hệ thống OFDM với nguyên lý... giao, biến đôi FFT và IFFT, những ưu nhược điểm của hệ thống OFDM 2.2 Công nghệ CDMA 2.2.1 Tổng quan về CDMA Lý thuyết về CDMA đã được xây dựng từ những năm 1950 và được áp dụng trong thông tin quân sự từ những năm 1960 Cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những năm 1980, CDMA dần dần được thương mại hóa Trong hệ thống CDMA, mỗi người dùng được cấp phát một chuỗi mã... 1.3.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) Ra đời vào những năm cuối của thập niên 90 nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin di động gia tăng Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba sử dụng các kỹ thuật đa truy cập: đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA một sóng mang và đa sóng mang DECT, CDMA đa sóng mang (CDMA2 000 hay IS2000), CDMA băng rộng theo thời gian (WCDMA-TDD) và theo tần số (WCDMA-... được thu phát liên tục sau khi ấn định kênh thoại + Băng thông của mỗi kênh hẹp (30KHz), do đó hệ thống FDMA là hệ thống băng hẹp + Mức độ phức tạp của FDMA thấp hơn các hệ thống khác + Do phân cách thuê bao bằng các tần số khác nhau, nên hệ thống cần rất ít thông tin cho mục đích đồng bộ + Dung lượng của hệ thống nhỏ Tuy nhiên có thể tăng dung lượng bằng cách sử dụng băng tần hẹp hơn thông qua cải tiến... Giới thiệu chung về hệ thống thông tin di động Trong phương pháp này, băng tần của toàn bộ hệ thống bị chia thành nhiều phần nhỏ Hệ thống gán cho mỗi người sử dụng một tần số khác nhau, mỗi kênh truyền là một tần số, có nghĩa là mỗi người sử dụng có một kênh truyền riêng Hệ thống phân biệt tín hiệu của những người sử dụng khác bằng các kênh tần số khác nhau Điều này làm cho hệ thống sử dụng phô tần... DECT, CDMA đa sóng mang (CDMA2 000 hay IS2000), CDMA băng rộng theo thời gian (WCDMA-TDD) và theo tần số (WCDMA- FDD) Nó có dải thông khá rộng ,so với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất và thứ hai ,hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba là hệ thống đa dịch vụ và đa phương tiện được phủ sóng khắp toàn cầu Nó có thể chuyển mạng, hoạt động mọi nơi, mọi lúc Nó có thể thực hiện các dịch vụ thông... số mới Điều này làm tăng thêm hiệu quả sử dụng tần số của hệ thống so với hệ thống FDMA Nhiều người sử dụng trên một kênh tần số được ấn định khe thời gian khác nhau Mỗi người chỉ có thể thu phát tín hiệu trong khe thời gian của mình Mỗi kênh tần số cùng với một khe thời gian tạo thành một kênh truyền bên trong hệ thống Đặc điểm chính của hệ thống TDMA: + TDMA cho phép nhiều người sử dụng chung một... spectrum signal) và CDMA cũng thường được hiểu như là kỹ thuật đa truy cập phô trải rộng (spread – spectrum multiple access) Ở các hệ thống thông tin trải phô, độ rộng băng tần của tín hiệu được mở rộng hằng trăm lần trước khi phát Trải phô không mang lại hiệu quả về mặt sử dụng băng thông đối với hệ thống đơn người dùng Tuy nhiên nó có ưu điểm trong Trang 21 Chương 2 Tông quan về hệ thống CDMA và OFDM môi