Điện tử viễn thông slide 3 trai pho trong CDMA khotailieu

Đại học Cần Thơ Trải phổ CMDA ™ NỘI DUNG: ) CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP ) NGUYÊN TẮC TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ) CÁC Mà TRẢI PHỔ: WALSH CODE & PN CODE ) ỨNG DỤNG CỦA Mà WALSH VÀ Mà PN TRONG CDMA (IS 95) GV: Trần Nhựt Khải Hoàn Bài giảng Mạng TT di động Slice Các phương pháp đa truy cập FDMA: Frequency Division Multiple Access TDMA: Time Division Multiple Access CDMA: Code Division Multiple Access Bài giảng Mạng TT di động Slice Trải phổ CMDA ™ NỘI DUNG: ) CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP ) NGUYÊN TẮC TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ) CÁC Mà TRẢI PHỔ: WALSH CODE & PN CODE ) ỨNG DỤNG CỦA Mà WALSH VÀ Mà PN TRONG CDMA (IS 95) Bài giảng Mạng TT di động Slice Nguyên tắc trải phổ Có phương pháp trải phổ: ) DSSS: Trải phổ chuỗi trực tiếp (Direct Sequence Spread Spectrum) ) FHSS: Trải phổ nhảy tần (FHSS: frequency hopping SS), ) THSS: Trải phổ nhẩy thời gian (THSS: time hopping SS) Bài giảng Mạng TT di động Slice phương pháp trải phổ Bài giảng Mạng TT di động Slice Trải phổ chuỗi trực tiếp ORIGINATING SITE DESTINATION Spread Data Stream Input Data Recovered Data Spreading Sequence Spreading Sequence DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Trải phổ chuỗi trực tiếp Bài giảng Mạng TT di động Slice Tính chất mã trải phổ ™ Tập mã trải phổ có tính chất: ) Tích vơ hướng hai mã ) Số lượng phần tử +1 –1 (hoặc sai lệch đơn vị) ) Scaled dot product đơn vị Ví dụ: x = [- - 1 1] y = [- 1 - 1] R xy (0) = (−1)(−1) + (−1)(1) + (1)(1) + (1)(−1) = 1 R xx (0) = x.x T = [(−1)(−1) + (−1)(−1) + (1)(1) + (1)(1)] = 4 Bài giảng Mạng TT di động Slice Ứng dụng DSSS Bài giảng Mạng TT di động Slice Quá trình trải phổ Digital Signal Spreading Signal -1 -1 -1 1 -1 -1 Spreading -1 -1 Spreading Code Bài giảng Mạng TT di động Nguồn: www.zte.com.cn Slice Quá trình nén phổ (despreading) -1 -1 1 -1 -1 Despreading -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 Integrat or Nguồn: www.zte.com.cn -4 0 Adjudge -1 Bài giảng Mạng TT di động Slice 10 Trải phổ CMDA ™ NỘI DUNG: ) CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP ) NGUYÊN TẮC TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ) CÁC Mà TRẢI PHỔ: WALSH CODE & PN CODE ) ỨNG DỤNG CỦA Mà WALSH VÀ Mà PN TRONG CDMA (IS 95) Bài giảng Mạng TT di động Slice 11 Các mã trải phổ ™ WALSH CODE ™ PN CODE - Pseudorandom Noise Bài giảng Mạng TT di động Slice 12 WALSH CODE ™ Được tạo dựa ma trận Hadamard ™ Ma trận hạt giống ⎡0 ⎤ H2 = ⎢ ⎥ ⎣0 ⎦ ™ Ma trận Hadamard tạo lặp đệ qui ma trận H2 H2N ⎡H N =⎢ ⎣H N HN ⎤ H N ⎥⎦ ⎡0 ⎢0 H4 = ⎢ ⎢0 ⎢ ⎣0 0 0⎤ ⎡ w ⎤ 1⎥⎥ ⎢⎢ w1 ⎥⎥ = ⎥ ⎢ w 2⎥ 1 ⎥ ⎢ ⎥ 1 0⎦ ⎣ w 3⎦ Bài giảng Mạng TT di động Slice 13 WALSH CODE - Tính chất ™ Số số (trừ mã w0) ™ Tự Ex-Or mã ⇒ chuỗi toàn số ™ Ex-Or mã ⇒ số số 1=số số ™ Nếu thay +1 –1 ⇒ thoả mãn tính chất mã trải phổ ™ Ví dụ ⎡0 ⎢0 H4 = ⎢ ⎢0 ⎢ ⎣0 1 0 1 0⎤ ⎡ w 0⎤ ⎥⎥ ⎢⎢ w1 ⎥⎥ = 1⎥ ⎢ w 2⎥ ⎥ ⎢ ⎥ 0⎦ ⎣ w 3⎦ Bài giảng Mạng TT di động Slice 14 Các mã trải phổ ™ WALSH CODE ) có nhược điểm ™ PN CODE - Pseudorandom Noise Bài giảng Mạng TT di động Slice 15 PN CODE - Pseudorandom Noise ™ Cách tạo: Thanh ghi dịch hồi tiếp tuyến tính F.Flop F.Flop F.Flop Bài giảng Mạng TT di động Slice 16 Cách tạo PN CODE ™ Chiều dài mã PN: L = N − = 23 − = L = 2N −1 p = [1 1 0] Bài giảng Mạng TT di động Slice 17 Sinh mã PN CODE ™ Dịch phải chuỗi P, thay 1=“+1” 0=“–1” ⇒ Tập mã PN p = [1 1 0] Bài giảng Mạng TT di động Slice 18 PN CODE - Tính chất & ứng dụng ™ Dịch phải chuỗi Pi tập = Pi+1 ™ Tự tương quan chuỗi bất kỳ, ví dụ P0 R p (i ) = L −1 ∑p j= 0j p j− i Bài giảng Mạng TT di động Slice 19 CDMA IS95 - Ứng dụng PN Code ™ Hai loại mã PN sử dụng CDMA IS95 ) Mã Short PN: chiều dài L=215-1 ) Long PN: chiều dài L=242-1 ™ Cách tạo mã PN sử dụng mặt nạ Original PN sequence XOR Mask XOR New PN sequence Bài giảng Mạng TT di động Slice 20 Trải phổ CMDA ™ NỘI DUNG: ) CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP ) NGUYÊN TẮC TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ) CÁC Mà TRẢI PHỔ: WALSH CODE & PN CODE ) ỨNG DỤNG CỦA Mà WALSH VÀ Mà PN TRONG CDMA (IS 95) Bài giảng Mạng TT di động Slice 21 BS-MS: Các kênh giao tiếp ™ Hai loại kênh: Forward channel Reverse channel BS: Base Station MS: Mobile Station BTS: Base Transceiver Station Bài giảng Mạng TT di động Slice 22 Kênh xuống - FORWARD CHANNEL ™ Mã trải phổ sử dụng mã Walsh 64 ™ Short PN sử dụng để phân biệt BS ™ loại kênh loggic: ) ) ) ) Pilot channel Sync channel Paging channels Traffic channels Bài giảng Mạng TT di động Slice 23 Pilot Channel ™ Pilot PN I & Q: Dùng phân biệt BS Mcps: Mega chip per second Bài giảng Mạng TT di động Slice 24 Sync Channel ™ Thông tin Sync channel: ) Tốc độ kênh Paging 4,8 9,6Kbps ) Offset Pilot PN BS ) Trạng thái Long PN BS, … ™ Frame: 26,67ms = chu kỳ Pilot PN Ksps: Kilo symbols per second Bài giảng Mạng TT di động Slice 25 Interleaving Method HELLO FOLKS HHEELLLLOO FFOOLLKKSS Interleaved: ELSOLHLOFK LEOLSHOLKF Bits Rxed: EL SOL H OFK Convolutionally Encoded: Nguồn: www.zte.com.cn HHEELLL – OO FFO – LLKK- S HELLO FOLKS Decoder Viterbi Decoded: DeInterleaver De-Interleaved: LE L HOLKF Encode Convolutiona Interleaver l Hello… Bits to be Txed: Bài giảng Mạng TT di động Slice 26 Paging channels (1) ™ Chức năng: ) Báo hiệu gọi ) Thơng số MS truy cập hệ thống ) Cấu hình hệ thống ) Cung cấp danh sách kênh BS tương ứng ™ Số lượng: đến kênh, thường dùng kênh ™ w1 đến w7 sử dụng ™ Mỗi Paging Channel quản lý đến 32 Access reverse channels Bài giảng Mạng TT di động Slice 27 Paging (2) – Sơ đồ điều chế ™ Long PN dùng xáo trộn liệu ⇒Bảo mật ™ Bộ Decimate có hệ số chia 64 Data Scramble Cách tạo ) Bài giảng Mạng TT di động Slice 28 Paging (3) – Mặt nạ tạo Long PN ™ Cách tạo mã PN sử dụng mặt nạ (Mask) ™ PCN (Paging Channel Number) bit ™ PILOT_PN (Pilot short PN code offset index) bits 41 29 28 24 1100011001101 00000 23 21 20 PCN 000000000000 PILOT_PN Bài giảng Mạng TT di động Slice 29 Traffic Channels (1) ™ Dùng truyền thoại liệu ™ Số lượng kênh traffic: ) Tối thiểu 55 ) Tối đa 55 + (kênh Paging rỗi) ™ Các mã Walsh lại sử dụng Bài giảng Mạng TT di động Slice 30 Traffic - Sơ đồ điều chế (2) ™ Long code mask: ESN (Electronic Serial Number) ™ Rate Set ÷64 ÷24 Bài giảng Mạng TT di động Slice 31 Traffic – Sơ đồ điều chế (3) ™ Long code mask: ESN (Electronic Serial Number) ™ Rate Set ÷64 ÷24 Bài giảng Mạng TT di động Slice 32 Điều chế - FORWARD CHANNEL MSC BSC BTS (1 sector) PN120 I Q Walsh #0 Pilot Sync FEC Paging FEC Vocoder FEC Vocoder FEC Vocoder FEC Vocoder FEC Transmitter, Sector X Walsh #32 Walsh #1 Walsh #12 Walsh #23 Σ Walsh #27 Walsh #44 Other users Bài giảng Mạng TT di động Slice 33 Kênh lên – REVERSE CHANNEL ™ Mã trải phổ: Long PN (dài 242-1 chips) ™ Long PN dùng phân biệt kênh reverse link ™ loại kênh loggic: ) Access channels ) Traffic channels Bài giảng Mạng TT di động Slice 34 Access Channels (1) ™ Chức năng: ) Khởi tạo gọi tới BS ) Trả lời kênh Paging - Forward link Mỗi Access Channel kết hợp Paging Channel I PN (No Offset) Access Channel Information (88 bits/Frame) 4.8 kpbs R = 1/3 Convolutional Encoder & Repetition 28.8 ksps Block Interleaver 28.8 ksps Orthogonal Modulation 307.2 kcps 1.2288 Mcps 1/2 PN Chip Delay D Cách tạo ) Access Channel Long Code Mask Long PN Code Generator 1.2288 Mcps Direct Sequence Spreading Q PN (No Offset) Bài giảng Mạng TT di động Slice 35 Access Channels – Mặt nạ tạo Long PN ™ ACN: Access Channel Number, bits ⇒ 32 kênh ™ PCN: Number of the associated Paging Channel, bits ứng với kênh Paging ™ BASE_ID: Base Station Identification Number, 15 bits ™ PILOT_PN: Pilot short PN code offset index, bits Bài giảng Mạng TT di động Slice 36 Traffic Channels (1) ™ Dùng truyền thoại liệu, số lượng đến 62 kênh ™ Tốc độ: ) Rate Set 1: 9.6Kbps, 4.8Kbps, 2.4Kbps 1.2Kbps ) Rate Set 2: 14.4Kbps, 7.2Kbps, 3.6Kbps 1.8Kbps 9600 bps 4800 bps 2400 bps 1200 bps I PN (no offset) R=1/3,K=9 28.8 Convolutional ksps Encoder & Repetition Block Interleaver 28.8 307.2 ksps Orthogonal kcps Data Burst Randomizer Modulation 1.2288 Mcps 1/2 PN Chip Delay D User Address Mask Long PN Code Generator 1.2288Mcps Q PN (no offset) Direct Sequence Spreading Bài giảng Mạng TT di động Slice 37 Traffic - Mặt nạ tạo Long PN (2) ™ Mask là: ) Dựa số ESN (Electronic Serial Number) riêng MS ) Dựa mã đặc biệt Bài giảng Mạng TT di động Slice 38 Giải điều chế – REVERSE CHANNEL ™ BS gần cung cấp kênh để giải điều chế tín hiệu MSC BSC BTS (1 sector) Long Code Gen Access Channels Channel Element User Long Code Long Code Gen Vocoder Channel Element Long Code Gen Vocoder Channel Element Long Code Gen Vocoder User Long Code Channel Element Long Code Gen Vocoder Receiver, Sector X Channel Element 其它用户 User Long Code User Long Code User Long User Code Long Code Bài giảng Mạng TT di động Slice 39 ... TT di động Slice 30 Traffic - Sơ đồ điều chế (2) ™ Long code mask: ESN (Electronic Serial Number) ™ Rate Set ÷64 ÷24 Bài giảng Mạng TT di động Slice 31 Traffic – Sơ đồ điều chế (3) ™ Long code... FEC Transmitter, Sector X Walsh #32 Walsh #1 Walsh #12 Walsh # 23 Σ Walsh #27 Walsh #44 Other users Bài giảng Mạng TT di động Slice 33 Kênh lên – REVERSE CHANNEL ™ Mã trải phổ: Long PN (dài 242-1... N ⎥⎦ ⎡0 ⎢0 H4 = ⎢ ⎢0 ⎢ ⎣0 0 0⎤ ⎡ w ⎤ 1⎥⎥ ⎢⎢ w1 ⎥⎥ = ⎥ ⎢ w 2⎥ 1 ⎥ ⎢ ⎥ 1 0⎦ ⎣ w 3 Bài giảng Mạng TT di động Slice 13 WALSH CODE - Tính chất ™ Số số (trừ mã w0) ™ Tự Ex-Or mã ⇒ chuỗi toàn số ™ Ex-Or