Nghiên cứu hệ thống w CDMA kỹ thuật trải phổ

Công trình nghiên cứu của các nước Châu Âu cho WCDMA đã bắt đầu từ các đề án Phòng thí nghiệm đa truy nhập theo mã (CDMT) và Sơ đồ đa truy nhập vô tuyến tương lai (FRAMES) từ đầu thập niên 90. Các dự án này cũng tiến hành thực nghiệm các hệ thống WCDMA để đánh giá chất lượng đường truyền. Công tác tiêu chuẩn hoá chi tiết được thực hiện ở 3GPP.

1 MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN HỆ THỐNG W-CDMA [1], [4], [5], [10] 10 1.1 Lộ trình phát triển từ hệ thống hệ hai đến hệ 10 1.1.1 Lộ trình nghiên cứu phát triển hệ thống thông tin di động hệ 10 1.1.2 Lộ trình phát triển từ GSM hệ hai lên WCDMA hệ ba 11 1.1.2.1 GPRS 11 1.1.2.2 EDGE 11 1.1.2.3 WCDMA hay UMTS/FDD 12 1.2 Nguyên lý CDMA 12 1.2.1 Nguyên lý trải phổ CDMA 12 1.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập 13 1.2.2 Kỹ thuật trải phổ giải trải phổ 14 1.3 Một số đặc trưng lớp vật lý hệ thống WCDMA 16 1.3.1 Các mã trải phổ 16 1.3.2 Phương thức song công 17 1.3.3 Dung lượng mạng 17 1.3.4 Phân tập đa đường - Bộ thu RAKE 18 1.3.5 Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD 20 1.3.6 Trạng thái cell 20 1.3.7 Cấu trúc Cell 21 1.4 Kiến trúc mạng 23 1.4.1 Kiến trúc hệ thống UMTS 23 1.4.2 Kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 26 1.4.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến 27 1.4.2.2 Nút B (Trạm gốc) 28 1.5 Các dịch vụ ứng dụng UMTS 28 1.5.1 Giới thiệu 28 1.5.2 Các lớp QoS UMTS 28 1.5.2.1 Lớp hội thoại 29 1.5.2.2 Lớp luồng 29 1.5.2.3 Lớp tương tác 30 1.5.3 Khả hỗ trợ dịch vụ lớp đầu cuối 30 1.6 Tổng kết chương 31 CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI MÃ TRẢI PHỔ: M, KASAMI, GOLD, HADAMARD,VÀ SỬ DỤNG CHÚNG TRONG W-CDMA [2], [3], [6], [7], [8], [9] 34 2.1 Tổng quan mã trải phổ 34 2.1.1 Giới thiệu chung mã trải phổ 34 2.1.2 Tạo mã giả ngẫu nhiên PN 35 2.2 Các loại mã trải phổ 38 2.2.1 Dãy m tính chất dãy m 38 2.2.1.1 Dãy m 38 2.2.1.2 Tính chất dãy m 39 2.2.2 Các dãy Kamasi 41 2.2.3 Các hàm trực giao 42 2.2.4 Dãy Gold chương trình mô việc sử dụng dãy Gold để trải phổ tín hiệu phía phát giải trải phổ tín hiệu phía thu 42 2.2.2.1 Dãy Gold 42 2.2.2.2 Chương trình mô việc sử dụng dãy Gold để trải phổ tín hiệu phía phát giải trải phổ tín hiệu phía thu 44 2.3 Các mã trải phổ sử dụng W-CDMA 48 2.3.1 Mã định kênh (Channelization Code) 48 2.3.2 Mã ngẫu nhiên hoá 50 2.3.2.1 Mã ngẫu nhiên đường lên 50 2.3.2.2 Mã ngẫu nhiên đường xuống 51 2.4 Tổng kết chương 53 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG VIỆC SỬ DỤNG MÃ TRẢI PHỔ TRONG W-CDMA [11], [12] 54 3.1 Mô trình trải phổ điều chế lớp vật lý W-CDMA cho đường xuống theo 3GPP 54 3.1.1 Khối phát 54 3.1.1.1 Khối phát kênh chung DL WCDMA 54 3.1.1.2 Khối ánh xạ DPCH IQ 56 3.1.1.3 Khối trải phổ WCDMA 58 3.1.1.4 Bộ trộn WCDMA 58 3.1.1.5 Điều khiển công suất WCDMA 58 3.1.2 Kênh truyền 59 3.1.2.1 Khối fading đa đường 59 3.1.2.2 Khối nhiễu tạp âm Gauss trắng cộng 60 3.1.3 Khối thu 60 3.1.3.1 Bộ thu Rake 60 3.2 Kết mô 61 3.2.1 Dạng tín hiệu miền thời gian 61 3.2.2 Dạng tín hiệu miền tần số 63 3.2.3 Khi kênh truyền thay đổi 67 3.2.3.1 Thiết lập thông số kênh truyền khối thu sử dụng 67 3.2.3.2 Kết mô kênh truyền thay đổi 68 3.2.3.3 Nhận xét 69 3.2.4 Chương trình mô Monte-Carlo để ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn BPSK, QPSK qua kênh AWGN 72 3.2.4.1 Chương trình mô Monte –Carlo để ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn BPSK qua kênh AWGN 72 3.2.4.2 Chương trình mô Monte-Carlo để ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn sử dụng điều chế QPSK qua kênh AWGN 73 3.2.4.3 Nhận xét 73 3.3 Kết luận chương 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 MỞ ĐẦU Trong tiến trình phát triển xã hội loài người, đời thông tin di động bước ngoặt lớn nhanh chóng trở thành ngành công nghiệp viễn thông phát triển Nó trở thành lĩnh vực tiên phong, điều kiện kiên hội để quốc gia, dân tộc thu hẹp khoảng cách phát triển, tránh nguy lạc hậu, tăng cường lực cạnh tranh Cho đến nay, thông tin di động trải qua nhiều hệ Thế hệ thứ hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Thông tin di động hệ hai sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) theo mã (CDMA) Ngày nay, công nghệ thông tin di động 3G đưa vào thương mại hóa, nhu cầu chất lượng dịch vụ tốc độ liệu ngày tăng Tuy nhiên, thị trường viễn thông mở rộng thể rõ hạn chế dung lượng băng thông hệ thống thông tin di động hệ thứ Sự đời hệ thống thông tin di động hệ thứ ba với công nghệ tiêu biểu WCDMA, HSPA tất yếu để đáp ứng nhu cầu truy cập liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng người dùng Tuy nhiên trình truyền tin, thông tin truyền thường bị đối phương thu trộm, phát người truyền tin gây nhiễu cố ý nhằm phá hoại việc truyền tin Một kỹ thuật truyền tin nghiên cứu để phục vụ cho thông tin vô tuyến chuyên dụng kỹ thuật trải phổ Trải phổ kỹ thuật mà đầu phát thực trải (dãn) phổ tín hiệu tin trước truyền kênh thực giải (nén) phổ máy thu Sau giải trải phổ, tín hiệu nhận mong muốn giống hệt với tín hiệu đầu phát trước trải phổ Nhờ việc sử dụng mã giả ngẫu nhiên mà kỹ thuật trải phổ cho phép giảm khả bị thu trộm tăng tính chống nhiễu cố ý đối phương Chính vậy, mã trải phổ dùng môi trường truyền dẫn vấn đề đặc biệt quan tâm mạng di động tế bào Xuất phát từ lý đó, chọn đề tài “Các mã trải phổ dùng W-CDMA” cho luận văn Nội dung tìm hiểu luận văn gồm chương trình bày vấn đề sau: Chương I: Trình bày cách tổng quan hệ thống W-CDMA, kỹ thuật trải phổ giải trải phổ, đặc trưng lớp vật lý hệ thống W-CDMA, kiến trúc mạng Chương II: Trình bày mã giả ngẫu nhiên, mã trải phổ dùng W-CDMA mô chương trình sử dụng mã trải phổ vào việc trải phổ giải trải phổ tín hiệu Chương III: Mô hệ thống thông tin trải phổ W-CDMA CHƯƠNG : TỔNG QUAN HỆ THỐNG W-CDMA [1], [4], [5], [10] 1.1 Lộ trình phát triển từ hệ thống hệ hai đến hệ 1.1.1 Lộ trình nghiên cứu phát triển hệ thống thông tin di động hệ Công trình nghiên cứu nước Châu Âu cho W-CDMA đề án Phòng thí nghiệm đa truy nhập theo mã (CDMT) Sơ đồ đa truy nhập vô tuyến tương lai (FRAMES) từ đầu thập niên 90 Các dự án tiến hành thực nghiệm hệ thống W-CDMA để đánh giá chất lượng đường truyền Công tác tiêu chuẩn hoá chi tiết thực 3GPP Lịch trình triển khai W-CDMA cho hình 1.1: Hình 1.1: Lịch trình nghiên cứu đưa mạng W-CDMA vào khai thác Ở Châu Âu Châu Á, hệ thống W-CDMA đưa khai thác vào đầu năm 2002 Lịch trình nghiên cứu phát triển cdma2000/3GPP2 chia thành pha: - Pha 1: (1997 – 1999) +) Nghiên cứu phát triển mẫu hệ thống +) Năm 1997: Xây dựng tiêu chuẩn, cấu trúc mẫu hệ thống thiết kế phương tiện thử nghiệm chung +) Năm 1998: Tiếp tục xây dựng mẫu thử hệ thống phương tiện thử nghiệm chung +) Năm 1999: Kiểm tra kết nối cho mô hình hệ thống - Pha 2: (2000 -2002) +) Phát triển hệ thống với mục tiêu thương mại nhà sản xuất hàng đầu +) Năm 2002: Bắt đầu dịch vụ thương mại 1.1.2 Lộ trình phát triển từ GSM hệ hai lên WCDMA hệ ba WCDMA tiêu chuẩn thông tin di động 3G IMT-2000 phát triển chủ yếu Châu Âu nhằm cho phép mạng cung cấp khả chuyển vùng toàn cầu để hỗ trợ nhiều dịch vụ thoại, dịch vụ đa phương tiện Các mạng WCDMA xây dựng dựa sở mạng GSM, tận dụng sở hạ tầng sẵn có nhà khai thác mạng GSM Quá trình phát triển từ GSM lên WCDMA qua giai đoạn trung gian, tóm tắt sơ đồ sau đây: GSM GPRS EDGE WCDMA 1999 2000 2002 Hình 1.2 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh sử dụng công nghệ WCDMA 1.1.2.1 GPRS GPRS hệ thống vô tuyến thuộc giai đoạn trung gian, hệ thống 3G xét mạng lõi GPRS cung cấp kết nối số liệu chuyển mạch gói với tốc độ truyền lên tới 171,2Kbps (tốc độ số liệu đỉnh) hỗ trợ giao thức mạng TCP/IP X25, nhờ tăng cường đáng kể dịch vụ số liệu GSM Công việc tích hợp GPRS vào mạng GSM tồn trình đơn giản Một phần khe giao diện vô tuyến dành cho GPRS, cho phép ghép kênh số liệu gói lập lịch trình trước số trạm di động Phân hệ trạm gốc cần nâng cấp phần nhỏ liên quan đến khối điều khiển gói (PCU) để cung cấp khả định tuyến gói đầu cuối di động nút cổng (gateway) Một nâng cấp nhỏ phần mềm cần thiết để hỗ trợ hệ thống mã hoá kênh khác Mạng lõi GSM tạo thành từ kết nối chuyển mạch kênh mở rộng cách thêm vào nút chuyển mạch số liệu gateway mới, gọi Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) Nút hỗ trợ cổng GPRS (SGSN) GPRS giải pháp chuẩn hoá hoàn toàn với giao diện mở rộng chuyển thẳng lên 3G cấu trúc mạng lõi 1.1.2.2 EDGE Giải pháp tăng tốc độ truyền liệu cho GSM (EDGE) kỹ thuật truyền dẫn 3G chấp nhận triển khai phổ tần có nhà khai thác TDMA GSM EDGE tái sử dụng băng tần sóng mang cấu trúc khe thời gian GSM, thiết kế nhằm tăng tốc độ số liệu người sử dụng mạng GPRS HSCSD cách sử dụng hệ thống cao cấp công nghệ tiên tiến khác Vì vậy, sở hạ tầng thiết bị đầu cuối hoàn toàn phù hợp với EDGE, hoàn toàn tương thích với GSM GRPS 1.1.2.3 WCDMA hay UMTS/FDD Công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng (WCDMA) công nghệ truy nhập vô tuyến phát triển mạnh Châu Âu Hệ thống hoạt động chế độ FDD dựa kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps bên băng tần 5MHz Băng tần rộng tốc độ trải phổ cao làm tăng độ lợi xử lý giải pháp thu đa đường tốt hơn, đặc điểm định để chuẩn bị cho IMT-2000 WCDMA hỗ trợ trọn vẹn dịch vụ chuyển mạch kênh chuyển mạch gói tốc độ cao đảm bảo hoạt động đồng thời dịch vụ hỗn hợp với chế độ gói hoạt động mức hiệu cao Hơn WCDMA hỗ trợ tốc độ số liệu khác nhau, dựa thủ tục điều chỉnh tốc độ Chuẩn WCDMA thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, phương pháp điều chế tốt 8-PSK, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh 2Mbps với chất lượng truyền tốt vùng phủ rộng WCDMA công nghệ truyền dẫn vô tuyến với mạng truy nhập vô tuyến mới, gọi UTRAN, bao gồm phần tử mạng Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) NodeB (tên gọi trạm gốc UMTS) Tuy nhiên mạng lõi GPRS/EDGE sử dụng lại thiết bị đầu cuối hoạt động nhiều chế độ có khả hỗ trợ GSM/GPRS/EDGE WCDMA 1.2 Nguyên lý CDMA 1.2.1 Nguyên lý trải phổ CDMA Các hệ thống số thiết kế để tận dụng dung lượng cách tối đa Theo nguyên lý dung lượng kênh truyền Shannon mô tả (1.1), rõ ràng dung lượng kênh truyền tăng lên cách tăng băng tần kênh truyền C = B log2(1+S/N) (1.1) Trong B băng thông (Hz), C dung lượng kênh (bit/s), S công suất tín hiệu N công suất tạp âm tính trung bình Vì vậy, tỉ số S/N cụ thể (SNR), dung lượng tăng lên băng thông sử dụng để truyền tăng CDMA công nghệ thực trải tín hiệu gốc thành tín hiệu băng rộng trước truyền CDMA thường gọi Kỹ thuật đa truy nhập trải phổ (SSMA) Tỷ số độ rộng băng tần truyền thực với độ rộng băng tần thông tin cần truyền gọi độ lợi xử lý (GP) hệ số trải phổ GP = Bt / Bi GP = B/R (1.2) Trong Bt: độ rộng băng tần truyền thực tế Bi: độ rộng băng tần tín hiệu mang tin B: độ rộng băng tần RF R: tốc độ thông tin Mối quan hệ tỷ số S/N tỷ số Eb/I0 thể công thức sau : S Eb REb N  Trong I0 B I0 Gp  (1.3) Eb : lượng bit I0 : mật độ phổ công suất tạp âm Vì thế, với yêu cầu Eb/I0 xác định, độ lợi xử lý cao, tỷ số S/N yêu cầu thấp Trong hệ thống CDMA đầu tiên, IS-95, băng thông truyền dẫn 1.25MHz Trong hệ thống WCDMA, băng thông truyền khoảng 5MHz Trong CDMA, người dùng gán chuỗi mã (mã trải phổ) để trải tín hiệu thông tin thành tín hiệu băng rộng trước truyền Bên thu biết chuỗi mã người dùng giải mã để khôi phục tín hiệu gốc 1.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập Trải phổ giải trải phổ hoạt động hệ thống DS-CDMA Dữ liệu người sử dụng ngụ ý chuỗi bit điều chế BPSK có tốc độ R Hoạt động trải phổ nhân bit liệu người sử dụng với chuỗi n bit mã, gọi chip Ở đây, ta lấy n=8 hệ số trải phổ 8, nghĩa thực điều chế trải phổ BPSK Kết tốc độ liệu 8xR có dạng xuất ngẫu nhiên (giả nhiễu) mã trải phổ Việc tăng tốc độ liệu lên lần đáp ứng việc mở rộng (với hệ số 8) phổ tín hiệu liệu người sử dụng trải Tín hiệu băng rộng truyền qua kênh vô tuyến đến đầu cuối thu 10 Hình 1.3: Quá trình trải phổ giải trải phổ Trong trình giải trải phổ, chuỗi chip/dữ liệu người sử dụng trải phổ nhân bit với chip mã sử dụng trình trải phổ Trong trình trải phổ giải trải phổ hình 1.3 tín hiệu người sử dụng ban đầu khôi phục hoàn toàn 1.2.2 Kỹ thuật trải phổ giải trải phổ Một mạng thông tin di động hệ thống nhiều người sử dụng, số lượng lớn người sử dụng chia sẻ nguồn tài nguyên vật lý chung để truyền nhận thông tin Dung lượng đa truy nhập yếu tố hệ thống Kỹ thuật trải phổ tín hiệu cần truyền đem lại khả thực đa truy nhập cho hệ thống CDMA Trong lịch sử thông tin di động tồn công nghệ đa truy nhập khác nhau: TDMA, FDMA CDMA Sự khác chúng hình 1.4 Hình 4: Các công nghệ đa truy nhập Trong hệ thống đa truy nhập theo tần số FDMA, tín hiệu cho người sử dụng khác truyền kênh khác với tần số điều chế khác 68 truyền dẫn BPSK, QPSK qua kênh AWGN Dùng mô Monte –Carlo để ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn sử dụng điều chế BPSK QPSK qua kênh AWGN Từ ta so sánh sử dụng hai loại điều chế BER thay đổi nào? Và từ giải thích đường xuống hệ thống W-CDMA sử dụng điều chế QPSK Với EbNo ban đầu khởi tạo Và số bít tạo 5*105 bit 3.2.4.1 Chương trình mô Monte –Carlo để ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn BPSK qua kênh AWGN Hình 3.8: Ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn sử dụng điều chế BPSK qua kênh AWGN 3.2.4.2 Chương trình mô Monte-Carlo để ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn sử dụng điều chế QPSK qua kênh AWGN 69 Hình 3.9: Ước lượng BER hệ thống kênh truyền dẫn sử dụng điều chế QPSK qua kênh AWGN 3.2.4.3 Nhận xét Hình 3.8 đưa ước lượng BER sử dụng điều chế BPSK Khi sử dụng phương pháp điều chế cho phép cải thiện BER kênh ồn Song sử dụng phương pháp điều chế tốc độ truyền chậm nên đòi hỏi công suất phát phải cao nên giá thành để truyền liệu lớn, thời gian điều chế nhiều so với QPSK Hình 3.9 đưa ước lượng BER sử dụng điều chế QPSK Khi sử dụng phương pháp điều chế tỉ lệ lỗi bít nhiều hơn, song thời gian điều chế hơn, tốc độ truyền liệu nhanh nên giá thành để truyền liệu rẻ so với dùng phương pháp điều chế BPSK 3.3 Kết luận chương Chương đạt kết sau: Trình bày sơ đồ khối thu, khối môi trường khối phát Đồng thời phân tích chức khối trình truyền tin Kết mô hệ thống thông tin trải phổ W-CDMA: kết tín hiệu trải phổ miền thời gian, kết tín hiệu miền tần số Kết mô hệ thống thông tin trải phổ W-CDMA thay đổi thông số kênh truyền 70 Dùng mô Mote-Carlo để ước lượng BER cho hệ thống kênh truyền sử dụng điều chế BPSK, QPSK qua kênh AWGN 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu với giúp đỡ tận tình thầy giáo PGSTS Nguyễn Viết Kính, với cố gắng nỗ lực thân, luận văn hoàn thành thời gian quy định đạt mục tiêu nghiên cứu đề với nội dung sau: Luận văn trình bày vấn đề công nghệ W-CDMA, mã trải phổ sử dụng mạng W-CDMA mô việc sử dụng mã trải phổ WCDMA, Dùng mô Mote-Carlo để ước lượng BER cho hệ thống kênh truyền sử dụng điều chế BPSK, QPSK qua kênh AWGN Với mục đích xây dựng cách nhìn tổng thể, sâu sắc cho toán sử dụng kỹ thuật trải phổ để bảo vệ thông tin truyền đi, cố gắng tập hợp kiến thức có từ hướng dẫn giáo viên, từ nguồn tài liệu cung cấp cách ngắn gọn đầy đủ Nhưng hạn chế thời gian khả thân, chắn luận văn không tránh khỏi sai sót xin trân trọng tiếp thu ý kiến đóng góp thầy giáo bạn quan tâm đến vấn đề để luận văn thêm hoàn thiện Trong thời gian tới, có điều kiện, đề tài phát triển thêm như: Nghiên cứu thay đổi hàm lỗi BER W-CDMA trường hợp: So sánh thay đổi hàm lỗi BER dùng thu RAKE, không sử dụng thu RAKE thiết bị người dùng W-CDMA So sánh thay đổi hàm lỗi BER thay đổi nhánh thu, thay đổi hệ số trải phổ Một lần xin trân thành cảm ơn thầy giáo PGS-TS Nguyễn Viết Kính thầy cô Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà nội tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình thực luận văn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (2001), Giáo trình Thông tin di động, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông, NXB Bưu điện 72 [2] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (2006), Lý thuyết trải phổ đa truy nhập vô tuyến, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông [3] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (1999), Lý thuyết trải phổ ứng dụng, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông, NXB Bưu điện, 1999 [4] KS Nguyễn Văn Thuận, Bài giảng hệ thống thông tin di động W-CDMA, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông [5] PGS – TS Trịnh Anh Vũ (2006), Giáo trình Thông tin di động, Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN, NXB Đại học Quốc gia Hà nội, 2006 Tiếng Anh [6] A J Veterbi Addison Wesley (1995), Principles of spread spectrum communications [7] Davinder S Saini and Sunil V Bhooshan (2005), Assignment and Reassignment Schemes for OVSF Codesin WCDMA, (173215), pp 497-501 [8] Keiji Tachikawa, W-CDMA Mobile Communications System, Japan [9] John Wiley and Sons Ltd (Sep 2004), WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications [10] John Wiley and Sons (2005), Ltd – Theory and Applications of OFDM and CDMA [11] John G Proakis Masoud Salehi (2002), Contemporary Communication Systems Using Matlab [12] Phần mềm Matlab 7.0 PHỤ LỤC Chương trình mô việc sử dụng mã Gold để trải phổ giải trải phổ tín hiệu % Chuong trinh matlab mo phong viec su dung chuoi Gold qua trinh % trai va giai trai tin hieu % Chuong trinh duoc thuc hien boi: %%%%%%%%%%%%%%%%% Phi Thi Nhuong nhuongptn@gmail.com %%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%% Lop K15D2 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% clc; clear all; close all; % - TRANSMITTER -% generating the bit pattern with each bit samples long b=round(rand(1,20)); pattern=[]; for k=1:20 if b(1,k)==0 sig=zeros(1,6); else sig=ones(1,6); end pattern=[pattern sig]; end b1=b; message=b1 message1=pattern; subplot(3,2,1); plot(pattern); axis([-1 120 -0.5 1.5]); ylabel('\bf Original Bit Sequence'); 73 title('\bf\it transmitted message'); % Generation of Gold code G = 20; K =1; % -Generation of first PN sequence lsr1 = randsrc(1,20,[0 1]); PN1=[]; for j=1:G PN1=[PN1 lsr1(1)]; temp1=xor(lsr1(4),lsr1(1)); temp2=xor(lsr1(6),temp1); temp3=xor(lsr1(7),temp2); temp4=xor(lsr1(13),temp3); temp5=xor(lsr1(19),temp4); for i=1:G-1 lsr1(i)=lsr1(i+1); end lsr1(20)=temp5; end %Genneration of Second PN sequence lsr2=randsrc(1,20,[0 1]); PN2=[]; for j=1:G PN2=[PN2 lsr2(1)]; temp1=xor(lsr2(2),lsr1(1)); temp2=xor(lsr2(3),temp1); temp3=xor(lsr2(5),temp2); temp4=xor(lsr2(7),temp3); temp5=xor(lsr2(9),temp4); temp6=xor(lsr2(10),temp5); temp7=xor(lsr2(13),temp6); temp8=xor(lsr2(14),temp7); temp9=xor(lsr2(16),temp8); temp10=xor(lsr2(17),temp9); temp11=xor(lsr2(19),temp10); for i=1:G-1 lsr2(i)=lsr2(i+1); end lsr2(20)=temp11; end % generation of Gold Codes code_matrix=[]; for codes=1:K code=[]; for j=1:G code = [code xor(PN1(j),PN2(j))]; end code_matrix=[code_matrix code]; end gold_1= code_matrix; gold_code = gold_1 pattern=[]; for k=1:20 if gold_1(1,k)==0 sig=zeros(1,6); else sig=ones(1,6); end pattern=[pattern sig]; end gold=pattern; subplot(3,2,3); plot(gold) axis([-1 120 -0.5 1.5]); ylabel('\bf Gold code'); % Spreading the pattern with the gold code k=1; for i=1:20 for j=1:20 spread(1,k)=xor(b1(1,i),gold_1(1,j)); k=k+1; end spread end 74 %spread; subplot(3,2,5); plot(spread) axis([-1 400 -0.5 1.5]); ylabel('\bf Spreaded Squence'); % receiver subplot(3,2,2); plot(spread) axis([-1 400 -0.5 1.5]); ylabel('\bf Receive Sequence'); title('bf\it received message'); % gold code used gold_2=gold_1; pattern=[]; for k=1:20 if gold_2(1,k)==0 sig=zeros(1,6); else sig=ones(1,6); end pattern=[pattern sig]; end gold=pattern; subplot(3,2,4); plot(gold) axis([-1 120 -0.5 1.5]); ylabel('\bf Gold code'); % Demodulation to get original signal gold_2inv=xor(1,gold_2); i=1; k=1; while k1) for N=1:Nmax SF=2^N; 75 prevSF=N; %Get previous SF for M = 1:1:SF if mod(M,2)%row matrix is odd preva=a{ceil(M/2),prevSF}; %Get previous code presnta=horzcat(preva,preva); %Present Code a{M,N+1}=presnta; %Store present code to the matix code else %row matrix is even preva=a{ceil(M/2),prevSF}; %Get previous code presnta=horzcat(preva,-preva);%Present Code a{M,N+1}=presnta;%Store present code to the matix code end end end %Present the result code disp(' ');disp(' ');disp('Below are the OVSF code result');disp(' '); for N=1:Nmax+1 SF=2^(N-1); for M = 1:1:SF disp(sprintf('a(%i,%i)= ',SF,M));% SF,M-1 disp(a{M,N}); end end else disp('a 1,1 = '); disp(a{1,2}); end Chương trình mô moter-Carlo để ước lượng BER cho hệ thống kênh truyền dẫn sử dụng điều chế BPSK qua kênh AWGN %Mo phong truyen dan BPSK qua kenh AWGN EbNodB=0:10; EbNo=10.^(EbNodB./10); N=5*10^5; % So bit tao %Tao tin hieu s=1-2*(rand(1,N)>=0.5); %Tinh nang luong bit tin hieu Eb=norm(s)^2/N; %Tinh mat AWGN No=Eb./EbNo; %Tinh BER for k=1:length(EbNo) % Tao AWGN n=sqrt(No(k)./2).*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); % Tin hieu thu y=s+n; % Tach tin hieu shat=sign(real(y)); error=s-shat; noError=length(find(error~=0)); BER(k)=noError/N; end % BER ly thuyet cua truyen dan BPSK qua kenh AWGN 76 BERthry=1/2*erfc(sqrt(EbNo)); %Ve thi semilogy(EbNodB,BER,'bo', EbNodB, BERthry,'r'); hold on; semilogy(EbNodB(10),BER(10),'g*'); xlabel('Eb/No(dB)'); ylabel('BER'); legend('BER'); title('Mo phong BPSK qua AWGN') grid; Chương trình mô Monte-Carlo để ước lượng BER cho hệ thống kênh truyền sử dụng điều chế QPSK qua kênh AWGN % ctr mp xdinh BER cua hth sdung dche 4PSK qua kenh pha-dinh Rayleigh va AWGN theo Eb/No(dB) EbNodB=0:1:10; EbNo=10.^(EbNodB./10); M=4; N=5*10^5; %Tao tin hieu vao bk=randint(1,N,[0 M-1]); Tta=2*pi*bk/M;%pha ban dau bang sk=exp(j*Tta); %Tao kenh pha dinh Rayleigh g=(randn(1,N) +j*rand(1,N))/sqrt(2); %Tao cong suat tin hieu Eb=1/log2(M); %Mat AWGN No=Eb./EbNo; %Tao vong lap for k=1:length(EbNodB) %Tao tap am AWGN n=sqrt(No(k)./2).*(randn(1,N)+j*randn(1,N)); %Tin hieu thu yk=sk.*g+n; %Tach tin hieu ymuk=conj(g).*yk; fimuk=angle(ymuk); fimuk=mod(fimuk+2*pi,2*pi); bmuk=mod(round(M*fimuk/(2*pi)),4);%Ham lam tron ve so nguyen gan nhat error=bmukbk; noError=length(find(error)~=0); SER(k)=noError/N; [noSYM(k),BER(k)]=biterr(bk,bmuk,log2(M)); End %Ve thi BER va SER qua pha dinh Rayleigh va AWGN semilogy(EbNodB,BER,'r*'); xlabel('EbNo(dB)'); ylabel('BER'); legend('BER','BERthry','SER'); title('Mp BER, SER cua hth sdung dche 4PSK theo Eb/No voi pha ban dau la 0'); grid; 77 Kết mô kênh truyền thay đổi a Trường hợp 1: Kênh đa đường trường hợp - Tỉ lệ lỗi bít: - Dạng phổ công suất tín hiệu sau trải phổ - Dạng phổ công suất tín hiệu nơi thu 78 2.Trường hợp 2: Kênh đa đường trường hợp - Tỉ lệ lỗi bít - Dạng phổ công suất tín hiệu sau trải phổ 79 - Dạng phổ công suất tín hiệu nơi thu Trường hợp 3: Kênh đa đường trường hợp - Tỉ lệ lỗi bít 80 - Dạng phổ công suất tín hiệu sau trải phổ - Dạng phổ công suất tín hiệu nơi thu 81 4.Trường hợp 4: Kênh đa đường trường hợp - Tỉ lệ lỗi bít - Dạng phổ công suất tín hiệu sau trải phổ 82 - Dạng phổ công suất tín hiệu nơi thu ... cách tổng quan hệ thống W- CDMA, kỹ thuật trải phổ giải trải phổ, đặc trưng lớp vật lý hệ thống W- CDMA, kiến trúc mạng Chương II: Trình bày mã giả ngẫu nhiên, mã trải phổ dùng W- CDMA mô chương... mã trải phổ vào việc trải phổ giải trải phổ tín hiệu Chương III: Mô hệ thống thông tin trải phổ W- CDMA 6 CHƯƠNG : TỔNG QUAN HỆ THỐNG W- CDMA [1], [4], [5], [10] 1.1 Lộ trình phát triển từ hệ thống. .. hoại việc truyền tin Một kỹ thuật truyền tin nghiên cứu để phục vụ cho thông tin vô tuyến chuyên dụng kỹ thuật trải phổ Trải phổ kỹ thuật mà đầu phát thực trải (dãn) phổ tín hiệu tin trước truyền