Kỹ thuật trải phổ đa sóng mang mc cdma

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KỸ THUẬT TRẢI PHỔ ĐA SÓNG MANG MC-CDMA SVTH: NGUYỄN SỸ HÀO LỚP: 49K ĐTVT GVHD: TS NGUYỄN THỊ QUỲNH HOA MSSV: 0851080313 NGHỆ AN, 01 -2013 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Ngành: Khoá: Giảng viên hƣớng dẫn:…………………………………………………………… Cán phản biện: Nội dung thiết kế tốt nghiệp: Nhận xét cán phản biện: Ngày tháng năm Cán phản biện ( Ký, ghi rõ họ tên ) ii MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU v TÓM TẮT ĐỒ ÁN vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH VẼ viii DAH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT xi CHƢƠNG I KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 1.1 Các tƣợng ảnh hƣởng đến chất lƣợng kênh truyền 1.2 Các dạng kênh truyền 1.2.1 Kênh truyền chọn lọc tần số kênh truyền không chọn lọc tần số 1.2.2 Kênh truyền chọn lọc thời gian kênh truyền không chọn lọc thời gian 1.3 Nhiễu xuyên ký tự ISI nhiễu đồng kênh ICI 1.3.1 Nhiễu xuyên ký tự ISI 1.3.2 Nhiễu đồng kênh ICI CHƢƠNG II KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO MÃ 2.1 Kỹ thuật trải phổ 2.1.1 Trải phổ chuỗi trực tiếp DS/SS-BPSK 2.1.2 Chuỗi mã giả ngẫu nhiên PN 2.2 Công nghệ CDMA 10 2.2.1 Nguyên lý hoạt động CDMA 10 2.2.2 Vấn đề nhiễu gần xa hệ thống DS-CDMA 11 CHƢƠNG III GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO 12 3.1 Giới thiệu 12 3.2 Tính trực giao 12 3.2.1 Định nghĩa 12 3.2.2 Nguyên lý 13 3.3 Mơ hình hệ thống truyền dẫn OFDM 14 3.3.1 Mơ tả tốn học tín hiệu OFDM 14 3.3.2 Sơ đồ hệ thống truyền dẫn OFDM 16 CHƢƠNG IV KỸ THUẬT TRẢI PHỔ ĐA SÓNG MANG (MC-CDMA) 22 iii 4.1 Nguyên lý chung MC-CDMA 22 4.2 MC-CDMA 23 4.2.1 Cấu trúc tín hiệu 23 4.2.2 Tín hiệu hƣớng xuống 24 4.2.3 Tín hiệu hƣớng lên 25 4.2.4 Các kỹ thuật điều chế trải phổ MC-CDMA 26 4.2.5 Kỹ thuật tách tín hiệu 32 4.2.6 Tiền cân 38 4.2.7 Phân tích tính 43 4.3 MC-DS-CDMA 54 4.3.1 Cấu trúc tín hiệu 54 4.3.2 Tín hiệu đƣờng xuống 56 4.3.3 Tín hiệu đƣờng lên 57 4.3.4 Trải phổ 57 4.3.5 Các kỹ thuật tách 58 4.3.6 Phân tích đặc tính 58 4.4 So sánh MC-CDMA MC-DS-CDMA 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 KẾT LUẬN 64 iv LỜI GIỚI THIỆU Cụm từ trải phổ đa truy nhập MC-CDMA ngày đƣợc biết tới nhiều Đƣợc mắt từ năm 1993 với ý tƣởng kết hợp CDMA OFDM để tạo kỹ thuật với nhiều khả vƣợt trội so với nhiều kỹ thuật khác giới Hiện số lƣợng thiết bị số phát triển cách nhanh chóng, địi hỏi phải có kỹ thuật thay kỹ thuật cũ khơng cịn đáp ứng đƣợc nhu cầu, MC-CDMA đƣợc biết tới nhiều Là kỹ sƣ Điện tử viễn thông, xuất phát từ vấn đề em định lựa chọn đề tài “Kỹ thuật trải phổ đa sóng mang MC-CDMA” để nắm bắt hiểu rõ tính ƣu việt MCCDMA Nhằm tạo cho ngƣời định hƣớng tốt ứng dụng thực tiễn Nội dung đồ án bao gồm chƣơng: Chƣơng Giới thiệu sơ qua mơ hình kênh vô tuyến, chƣơng Đánh giá công nghệ CDMA, chƣơng Nêu rõ đặc điểm OFDM, chƣơng Phân tích rõ đặc tính MC-CDMA, phân loại, so sánh loại MC-CDMA MC-CDMA với kỹ thuật khác Do tầm hiểu biết hạn chế nhƣ thời gian nghiên cứu nhiều hạn chế, đề tài khơng tránh khỏi nhƣng sai sót Em mong nhận đƣợc góp ý từ quý thầy cô bạn bè nội dung đề tài Em xin cám ơn cô giáo Nguyễn Thị Quỳnh Hoa ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn tận tình, giúp em thực hoàn thành đồ án cách suôn sẻ nhất! Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện tử viễn thông trƣờng Đại học Vinh giảng dạy em suốt năm học qua, cung cấp cho em lƣợng kiến thức khơng nhỏ để hồn thành đồ án này! Vinh, ngày tháng 01 năm 2013 Sinh viên thực Nguyễn Sỹ Hào v TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án trình bày kỹ thuật trải phổ đa sóng mang (MC-CDMA) kỹ thuật kết hợp đƣợc ƣu điểm hai kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Kỹ thuật MC-CDMA có khả truyền liệu tốc độ cao, tính bền vững với fading chọn lọc tần số, sử dụng băng thơng hiệu quả, tính bảo mật cao giảm độ phức tạp hệ thống.Những vấn đề đƣợc trình bày đồ án bao gồm kênh truyền vô tuyến, OFDM CDMA để làm tiền để phân tích, so sánh đánh giá ƣu nhƣợc điểm so với kỹ thuật MC-CDMA Ngồi hai kỹ thuật MC-CDMA MC-CDMA MC-DS-CDMA đƣợc trình bày so sánh cách chi tiết ABSTRACT This project presents a spread spectrum technique multi-carrier (MC-CDMA) is a technique combining the advantages of the two techniques by multiplexing orthogonal frequency division multiple access OFDM and CDMA code MCCDMA technique capable of high-speed data transmission, sustainability with frequency selective fading, efficient bandwidth utilization, high security and reduce the complexity of the system thong.Nhung matters set shown in the scheme include radio channels, OFDM and CDMA to make money for the analysis, comparison and evaluation of the technical advantages and disadvantages compared with MCCDMA There are two techniques in MC-CDMA is MC-CDMA and MC-DSCDMA is also presented and compared in detail vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Các giới hạn PAPR tín hiệu MC-CDMA đƣờng lên 29 Bảng 4.2 Các thông số hệ thống MC-CDMA 44 Bảng 4.3 Các thông số hệ thống MC-CDMA TDD đƣờng lên với tiền cân 52 Bảng 4.4 So sánh đặc trƣng MC-CDMA MC-DS-CDMA 62 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hiệu ứng đa đƣờng Hình 1.2 Kênh truyền chọn lọc tần số Hình 1.3 Kênh truyền khơng chọn lọc tần số Hình 2.1 Trải phổ DS/SS - BPSK Hình 2.2 Dạng sóng tín hiệu DS/SS Hình 2.3 Quá trình giải trải phổ DS/SS – BPSK Hình 2.4 Phổ sóng mang điều chế trải phổ không trải phổ hệ 10 Hình 2.5 Hàm tƣơng quan chuỗi PN 12 Hình 2.6 Hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã với 10 thuê bao di động 11 Hình 3.1 Hình dạn phổ tín hiệu OFDM băng tần sở năm sóng mang, hiệu phổ tần OFDM so với FDM 14 Hình 3.2 Phổ tổng hợp tín hiệu OFDM băng tần sở với năm sóng mang 14 Hình 3.3 Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn OFDM 16 Hình 3.4 Tín hiệu phát 16-QAM sử dụng mã hóa Gray, tín hiệu 16-QAM truyền qua kênh vô tuyến, SNR=18dB 18 Hình 3.5 Tầng IFFT tạo tín hiệu OFDM 18 Hình 3.6 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần sở sử dụng kỹ thuật tƣơng tự 19 Hình 3.7 Điều chế cao tần tín hiệu OFDM băng tần sở sử dụng kỹ thuật số 19 Hình 3.8 Dạng sóng tín hiệu OFDM miền thời gian 20 Hình 3.9 Tín hiệu OFDM dịch DC 21 Hình 4.1: Sơ đồ khối mơ hình hệ thống MC-CDMA 22 Hình 4.2 Tạo tín hiệu MC-CDMA 24 Hình 4.3 Bộ phát MC-CDMA hƣớng xuống 25 Hình 4.4 Trải phổ chiều hai chiều 31 Hình 4.5 Biểu đồ quay pha dãy trải phổ Hadamard 32 Hình 4.6 Bộ thu MC-CDMA thuê bao 33 Hình 4.7 Tách đơn ngƣời dùng MC-CDMA 34 Hình 4.8 Bộ phát OFDM MC-CDMA có tiền cân 38 viii Hình 4.9 Mã hóa giải mã kênh hệ thống MC-CDMA 42 Hình 4.10 Quan hệ BER SNR hệ thống MC-CDMA với cáckỹ thuật tách đa ngƣời dùng khác nhau; khơng mã hóa FEC, QPSK, fading Rayleigh 45 Hình 4.11 Quan hệ BER SNR hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tách đơn ngƣời dùng khác nhau; khơng mã hóa FEC, QPSK, fading Rayleigh 46 Hình 4.12 Quan hệ BER SNR hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tách đơn ngƣời dùng khác nhau; mã hóa kênh R= #, QPSK, fading Rayleigh 47 Hình 4.13 Quan hệ BER SNR hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tách đa ngƣời dùng khác nhau; hệ thống đủ tải, mã hóa kênh tốc độ R= 1/2, QPSK, fading Rayleigh 48 Hình 4.14 Quan hệ BER SNR hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật ánh xạ khác nhau; hệ thống đủ tải, mã hóa kênh tốc độ R= 2/3, fading Rayleigh 49 Hình 4.15 Quan hệ hiệu sử dụng phổ MC-CDMA OFDM; hệ thống đủ tải, fading Rayleigh, BER = 10-4 50 Hình 4.16 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA đƣờng lên; MRC, không mã hóa FEC, QPSK, L=8, fading Rayleigh 51 Hình 4.17 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tiền cân khác đƣờng lên; đủ tải, không mã FEC 52 Hình 4.18 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tiền cân có điều khiển độ dài khung khác đƣờng lên; đủ tải, không mã FEC 53 Hình 4.19 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tiền cân có điều khiển tải hệ thống khác đƣờng lên; độ dài khung 200 ký hiệu OFDM, không mã FEC 54 Hình 4.20 Bộ phát MC-DS-CDMA 55 Hình 4.21 Bộ tách tƣơng quan MC-DS-CDMA 59 Hình 4.22 Quan hệ BER với SNR hệ thống MC-DS-CDMA với mã trải phổ khác kỹ thuật tách khác nhau; đƣờng lên đồng bộ, K= ngƣời dùng, QPSK, fading COST 207 RA 60 ix Hình 4.23 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-DS-CDMA với tải khác nhau; đƣờng lên đồng bộ, mã Walsh-Hadamard, MRC, QPSK, fading COST 207 RA 61 Hình 4.24 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-DS-CDMA với tải mã trải phổ khác đƣờng lên không đồng bộ, MRC, QPSK, fading COST 207 RA 62 x Hình 4.15 Quan hệ hiệu sử dụng phổ MC-CDMA OFDM; hệ thống đủ tải, fading Rayleigh, BER = 10-4 4.2.7.3 Đƣờng lên đồng Các thông số dùng đƣờng lên đồng giống nhƣ đƣờng xuống trình bày phần trƣớc Các mã trải phổ trực giao vƣợt trội so với loại mã khác nhƣ mã Gold đƣờng lên đồng hệ thống MC-CDMA Đây lý để mã nhƣ Walsh-Hadamard đƣợc chọn đƣờng lên Mỗi ngƣời dùng có kênh pha-đinh Rayleigh khơng tƣơng quan Vì tính trực giao mã trải phổ tái nhiên thu, MRC kỹ thuật tách tối ƣu đơn ngƣời dùng đƣờng lên Đặc tính hệ thống MC-CDMẠ với tải khác MRC đƣờng lên đóng đƣợc biểu diễn hình 4.16 Ta quan sát thấy có suy giảm trực giao tín hiệu ngƣời đùng đƣờng lên nên có số lƣợng trung bình ngƣời dùng tích cực đƣợc xử lý với tách đơn ngƣời dùng Đặc tính hệ thống MC-CDMA đƣờng lên đồng đƣợc cải thiện rõ rệt cách áp dụng kỹ thuật tách đa ngƣời dùng Các nguyên tắc 50 khác đƣợc nghiên cứu cơng trình liệt kê phần tham khảo Ở đƣờng lên, đặc tính MLSE MLSSE xấp xỉ gần với giới hạn đơn ngƣời dùng (đƣờng cong ngƣời dùng hình 4.17) mã Walsh-Hadamard khơng xếp chồng trực giao tận dụng tối đa phân tập Suy giảm đặc tính hệ thống MC-CDMA đủ tải với MLSEIMLSSE so với giới hạn đơn ngƣời dùng khoảng dB SNR Thêm vào đó, kỹ thuật tách đơn ngƣời dùng cận tối ƣu đƣợc nghiên cứu cho hệ thống MC-CDMA đƣờng lên, dẫn đến việc giảm đƣợc độ phức tạp thu Hình 4.16 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA đƣờng lên; MRC, khơng mã hóa FEC, QPSK, L=8, fading Rayleigh Để có ƣu điểm MC-CDMA với sự.phân chia ngƣời dùng gần trực giao an ten bộ: thu, ta áp dụng kỹ thuật tiền cân Các thông số hệ thống MC-CDMA TDD đƣợc trình bày bảng 4.3 Hình 4.22 biểu diễn quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tiền cân khác Hệ thống đủ tải 51 Bảng 4.3 Các thông số hệ thống MC-CDMA TDD đƣờng lên với tiền cân Tham số Giá trị/ Đặc tính Băng thơng 20 MHz Tần số sóng mang 5.2 GHz Số sóng mang phụ 256 Mã trải phổ Walsh- Hadamard Mã trải phổ độ dài L 16 Ánh xạ ký tự QPSK Mã hóa FEC Khơng Kênh vơ tuyến di động Kênh fading nhà với Tần max Dopple 26 Hz Hình 4.17 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tiền cân khác đƣờng lên; đủ tải, không mã FEC Ta quan sát thấy rằng, với tiền cân bằng, hệ thống MC-CDMA đủ tải đạt đƣợc kết hứa hẹn đƣờng lên Tiền cân qua MMSE tiền 52 cân có điều khiển với ngƣỡng ath = 0,175 vƣợt trội so với kỹ thuật tiền cân khác Khi giả thiết thông tin kênh hƣớng lên tiền cân không xuất phần đầu khung truyền dẫn, đặc tính hệ thống suy giảm tăng chu kỳ khung thay đối mặt thời gian kênh Thông thƣờng, phần đầu khung, một.kênh hồi tiếp cung cấp cho phát thông tin trạng thái kênh yêu cầu Tầm quan trọng việc lựa chọn chu kỳ khung thích hợp chỗ chỗ phải nhỏ thời gian kết hợp kênh ảnh hƣởng độ dài khung với hệ thống MC-CDMA với tiền cân có điều khiển đƣợc minh hoạ hình 4.18 Tần số Đốp-le 26 GHz chu kỳ ký hiệu OFDM 13,6 #s Hình 4.18 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tiền cân có điều khiển độ dài khung khác đƣờng lên; đủ tải, không mã FEC 53 Trong hình 4.19, đặc tính hệ thống MC-CDMA với tiền cân có điều khiển hệ số kênh cập nhật bất đầu khung OFDM cho tải khác Khung OFDM bao gồm 200 ký hiệu OFDM Hình 4.19 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-CDMA với kỹ thuật tiền cân có điều khiển tải hệ thống khác đƣờng lên; độ dài khung 200 ký hiệu OFDM, không mã FEC 4.3 MC-DS-CDMA 4.3.1 Cấu trúc tín hiệu Tín hiệu MC-DS-CDMA đƣợc tạo biến đổi ký hiệu liệu từ nối tiếp sang song song thành Nc dòng ký hiệu áp dụng DS-CDMA dòng ký hiệu Nhƣ vậy, với MC-DS-CDMA, ký hiệu liệu đƣợc trải băng tần kênh nó, nhƣng tƣơng phản với MC-CDMA DS-CDMA khơng tồn băng tần truyền dẫn với Nc>1 Hệ thống MC-DS-CDMA với sóng mang đồng với hệ thống DS-CDMA đơn sóng mang Các hệ thống MCDS-CDMA đƣợc phân biệt hệ thống kênh băng 54 hẹp fading kênh xuất phẳng hệ thống với kênh băng rộng fading chọn lọc tần số kênh Fading toàn băng tần truyền dẫn chọn lọc tần số hai trƣờng hợp Độ phức tạp thu với fading phẳng kênh so sánh với thu hệ thống MC-CDMA, OFDM đƣợc áp dụng cho điều chế đa sóng mang Khi fading kênh chọn lọc tần số ISI xảy ra, áp dụng nhiều tách phức tạp MC-DS-CDMA đƣợc đặc biệt quan tâm cho đƣờng lên hệ thống thông tin di động, có quan hệ gần với hệ thống DS-CDMA đơn sóng mang khơng đồng Mặt khác, đồng ngƣời dùng tránh đƣợc, thế, hiệu sử dụng phố bị giảm tính khơng đồng Hình 4.20 biểu diễn q trình hình thành tín hiệu MC-DS-CDMA Tốc độ ký hiệu liệu 1/Td Dãy ký hiệu liệu phức , n = 0,…, Nc – ngƣời dùng k đƣợc biến đổi nối tiếp sang song song thành Nc dòng liệu, tốc độ ký hiệu liệu dòng liệu trở thành 1/ (NcTd) Trong dòng liệu con, ký hiệu liệu đƣợc trải với mã trải phổ địnhchiều dài L L1 c(k) (t)   c1(k) pTc (t  lTs ) (4.70) l 0 f Nc 1 c ( k ) (t ) d (k ) S/P + c ( k ) (t ) f0 Nc  Hình 4.20 Bộ phát MC-DS-CDMA 55 x(t ) Dạng xung chip cho Để mô tả tín hiệu MC-DS-CDMA, ta dùng cách biểu diễn thời gian liên tục, MC-DS-CDMA đƣợc quan tâm cho đƣờng lên không đồng Ở đây, kỹ thuật OFDM không thiết phải lựa chọn thực phƣơng thức điều chế đa sóng mang Chu kỳ chip dòng liệu là: Tc  Ts  N cTc L (7.71) Với MC-DS-CDMA, chu kỳ ký hiệu đƣợc trải L ký hiệu đa sóng mang, ký hiệu có chu kỳ Ts Dãy giá trị phức nhận đƣợc sau trải phổ x (t)  (k) N c 1 d n 0 (k) n c(k) (t)e j2 f n ,  t  LTs t (4.72) Tần số sóng mang thứ n là: (4.73) Trong Sự lựa chọn phụ thuộc vào dạng chíp chọn đƣợc chọnsao cho Nc sóng mang phụ tách rời Trong trƣờng hợp OFDM, = có dạng xungvng Khoảng cách sóng mang phụ trƣờng hợp đặc biệt hệ thốngMC-DS-CDMA Khoảng cách chặt sóng mang phụ cho phép đùng mã trải phổ dàihơn để giảm giao thoa đa truy nhập tốt Tuy nhiên, phổ tín hiệu sóng mang phụ lạichồng gây ICI Trƣờng hợp đặc biệt MC-DS-CDMA gọi CDMA đa âm (multitoneCDMA MT-CDMA) Tín hiệu MT-CDMA đƣợc tạo cách điều chế khối Nc ký hiệu liệu Nc sóng mang phụ áp dụng OFDM trƣớc trải phổ tín hiệu kết với mã có chiều dài NcL L chiều dài mã trải phổ hệ thống MC-DS-CDMA truyền thống Vì băngtần hệ thống MT-CDMA tăng Nc lần, kênh rộng yêu cầu thu phức tạp 4.3.2 Tín hiệu đường xuống Trong đƣờng xuống đồng bộ, tín hiệu K ngƣời dùng đƣợc phát chồng thu Tín hiệu MC-DS-CDMA phát là: 56 K 1 x(t )   x ( k ) (t ) (4.74) k 0 Tín hiệu nhận đƣợc trạm thu là: (4.75) Vì đƣờng xuống đồng bộ, ISI ICI tránh đƣợc cách chọn khoảng bảo vệ thích hợp Thêm vào đó, kênh băng hẹp đạt đƣợc hệ thống, ta có.thể tận đụng ƣu điểm OFDM để thực hệ thống MCDS-CDMA độ phức tạp thấp 4.3.3 Tín hiệu đường lên Ở đƣờng lên, tín hiệu MC-DS-CDMA phát ngƣời dùng k Kênh đầu gắnvới ngƣời dùng k xác định bàng tích chập xung kênh với đáp ứng Tức là: (4.76) Tín hiệu nhận đƣợc tất K ngƣời dùng trạm gốc bao gồm nhiễu cộng nói là: K 1 y (t )   y ( k ) (t   ( k ) )  n(t ) k 0 (4.77) Trễ ngƣời sử dụng liên quan đến tín hiệu thứ đến ô(k) Nếu tất ngƣời dùnglà đồng bộ, ơ(k) = cho tất ngƣời dùng Khi kênh đƣợc xem băng hẹp, tức băng tần kênh nhỏ băng tần kết hợp (Af)c, fading kênh không chọn lọc tần số kỹ thuật tách độ phức tạp thấp so vớikênh băng rộng thực đƣợc Các kênh băng hẹp đạt đƣợc cách chọn sốlƣợng sóng mang phụ dù lớn liên quan đến băng tần B Số lƣợng sóng mang phụ ƣớclƣợng đƣợc là: Băng tần truyền dẫn tổng cộng B ômax trễ lớn kênh thông tin di động 4.3.4 Trải phổ Vì MC-DS-CDMA đƣợc quan tâm cho đƣờng lên không đồng bộ, mã trải phổ nhƣ PNhoặc mã Gold đƣợc quan tâm trƣờng hợp Nhƣ với hệ thống 57 đơn sóngmang DS-CDMA khơng đồng bộ, tính chất tự tƣơng quan tƣơng quan chéo đƣợc yêu cầu.Trong trƣờng hợp đƣờng lên đồng bộ, mã trực giao thích hợp 4.3.5 Các kỹ thuật tách Các hệ thống MC-DS-CDMA với kênh băng rộng đƣợc phân chia thành Nchệthống DS-CDMA băng rộng Nhƣ vậy, kỹ thuật tách đơn ngƣời dùng đa ngƣời dùng cho DS-CDMA áp dụng đƣợc dòng liệu MC-DS-CDMA đƣợc áp dụng cho đƣờng lên không đồng Bộ tách đơn ngƣờidùng cho MC-DS-CDMA với kênh băng hẹp thực tƣơng quan mã trải phổtrên kênh Hình 4.21 biểu diễn tách đơn ngƣời dùng với Nc tƣơng quan Các hệ thống MC-DS-CDMA phát ký hiệu liệu trải phổ song song p, sóng mang phụ để đạt đƣợc khuếch đại phân tập Tuy nhiên, làm giảm hiệu phổ hệ thốngxuống với hệ số p Trong thu liệu tách đƣợc p kênh đƣợc kết hợp với EGC MRC Trong trƣờng hợp truyền dẫn đƣờng lên đƣờng xuống đồng với kênh băng hẹp, kỹ thuật tách trình bày 4.2.5 cho MC-CDMA áp dụng đƣợc cho MC-DS-CDMA 4.3.6 Phân tích đặc tính Trong phần ta phân tích đặc tính BER hệ thống MC-DS-CDMA đƣờng lên đồngbộ không đồng Băng tần truyền dẫn giả thiết MHZ tần số sóng mang GHZ So sánh với thông số hệ thống MC-CDMA, mã trải phổ dài có chiều dài L = 31 vớicác mã Gold L = 32 với mã WalshHadamard đƣợc chọn cho hệ thống MC-DS-CDMA trải phổ thực miền thời gian Số lƣợng sóng mang phụ đồng chiều dài mã trải phổ, tức Nc = L Ánh xạ ký hiệu QPSK đƣợc chọn Khơng áp dụng mã hố sửa lỗi FEC Các kênh thơng tin động ngƣời dùng mơ hình hố mơ hình kênh RA (rural area) COST 207 Đốp-le tần số 1,15 kHz (250 km/h) Dopper tần số cao ƣu điểm hệ thống MC-DS-CDMA hệ thống có phân tập thời gian lớn 58 f0 c(k) (t)  d (t ) y(t) P/S f Nc 1 c(k) (t)  d (t ) Hình 4.21 Bộ tách tƣơng quan MC-DS-CDMA 4.3.6.1 Đƣờng lên đồng Hình 4.22 biểu diễn quan hệ BER với SNR hệ thống MC-DS-CDMA với mã trảiphổ khác kỹ thuật tách khác Số ngƣời dùng tích cực Ta quan sátthấy, mã Walsh-Hadamard vƣợt trội so với mã Gold đƣờng lên đồng Thêm vào đókỹ thuật tách đơn ngƣời dùng MRC vƣợt trội cân MMSE Tất đƣờng cong rõnền sai lệch cao giao thoa đa truy nhập 59 Hình 4.22 Quan hệ BER với SNR hệ thống MC-DS-CDMA với mã trải phổ khác kỹ thuật tách khác nhau; đƣờng lên đồng bộ, K= ngƣời dùng, QPSK, fading COST 207 RA Để vƣợt qua giới hạn với kỹ thuật tách đơn ngƣời dùng đƣờng lên, ta phải áp ứngcác kỹ thuật tách đa ngƣời dùng phức tạp cho hệ thống MC-DS-CDMA 4.3.6.2 Đƣờng lên không đồng Đặc tính BER hệ thống MC-DS-CDMA khơng đồng đƣờng lên dƣợc biểu diễn trênhình 4.23 với mã trải phổ tải khác Kỹ thuật tách đƣợc chọn MRC, kỹthuật tách đơn ngƣời dùng tối ƣu đƣờng lên Ta quan sát thấy mã Goldvƣợt trội so với mã Walsh-Hadamard tính chất tƣơng quan tốt hơn, yếu tố quantrọng trƣờng hợp không đồng Hệ thống MC-DS-CDMA rõ sai lệch cao giaothoa đa truy nhập cao trƣờng hợp đồng Các kết cho thấy hệ thống MC-DS-CDMA đƣờng lên không đồng cần nhiều bộtách đa ngƣời dùng phức tạp để phục vụ số lƣợng lớn ngƣời dùng 60 Hình 4.23 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-DS-CDMA với tải khác nhau; đƣờng lên đồng bộ, mã Walsh-Hadamard, MRC, QPSK, fading COST 207 RA 61 Hình 4.24 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-DS-CDMA với tải mã trải phổ khác đƣờng lên không đồng bộ, MRC, QPSK, fading COST 207 RA [9] 4.4 So sánh MC-CDMA MC-DS-CDMA Bảng 4.4 So sánh đặc trƣng MC-CDMA MC-DS-CDMA [10] Thơng số MC-CDMA MC-DS-CDMA Miền trải phổ Miền tần số Miền thời gian Khoảng cách sóng mang Các thuật tốn dị tìm Đặc trƣng riêng biệt Fs  PG N C Td Fs  PG N C Td MRC, EGC, ZF, cân Bộ dò tƣơng quan MMSE, IC, MLD (Máy thu RAKE) Hiệu đối việc đồng Đƣợc thiết kế đặc biệt để kênh đƣờng xuống cách dùng kênh đƣờng Ứng dụng sử dụng mã trực giao lên không đồng Đồng kênh đƣờng lên Bất đồng kênh đƣờng đƣờng xuống lên đƣờng xuống 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh: [1] K.Fazel, S.Kaiser, Multi- Carrier and Spread Spectrum Systems, 2003 Tiếng Việt: [2] Phùng Thị Thanh Thủy, đồ án Tìm hiểu mơ phương pháp tách sóng hệ thống MC-CDMA, Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM, 2011 [3] Lƣơng Thị Thuận, Tìm hiểu kỹ thuật trải phổ CDMA thông tin di động, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2005 [4] Tạp chí khoa học ĐHQGHN, So sánh đánh giá chất lượng hệ thống DS-CDMA hệ thống MC-CDMA qua fading đa đường nhiễu, 2007 [5] Đặng Vũ Nam Phƣơng, Nghiên cứu kỹ thuật MC-CDMA ứng dụng vào mạng thông tin di động 4G, Đại học Kỹ thuật Công nghệ Tp.HCM, 2009 [6] Vũ Đức Thọ, Thông tin di động số celluler, Nhà xuất giáo dục 1997 [7] http://vi.wikipedia.org truy cập lần cuối 24/12/2012 [8] http://vntelecom.org truy cập lần cuối 3/1/2013 [9] Nguyễn Hữu Trung, Kỹ thuật trải phổ truyền dẫn đa sóng mang, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2010 [10] http://www.tapchibcvt.gov.vn truy cập lần cuối 5/1/2013 63 KẾT LUẬN Nội dung gói gọn chƣơng giải đƣợc vấn đề kỹ thuật trải phổ đa sóng mang MC-CDMA nhƣ sau: Kênh truyền vơ tuyến, đặc tính kênh truyền Khái niệm CDMA, ƣu nhƣợc điểm ứng dụng MC-CDMA Khái niệm OFDM, ƣu nhƣợc điểm ứng dụng MC-CDMA Khái niệm MC-CDMA, sơ đồ hệ thống, ƣu nhƣợc điểm MC-CDMA Phân tích đánh giá MC-CDMA MC-DS-CDMA So sánh phân tích thơng số kỹ thuật chúng Với vốn kiến thức có hạn với việc kỹ thuật MC-CDMA chƣa thực đƣợc đem vào ứng dụng rộng rãi thực tế nên số vấn đề chƣa đƣợc nghiên cứu kỹ lƣỡng Tuy đồ án dừng lại việc nghiên cứu nhƣng phần cho thấy đƣợc ƣu điểm mà kỹ thuật MC-CDMA mang lại, tiềm lớn việc ứng dụng vào thực tiễn Việt Nam 64 ... L sóng mang phụ Với trải phổ đa sóng mang, ký hiệu liệu đƣợc trải L sóng mang phụ Trong trƣờng hợp số sóng mang phụ chiều dài mã trải phổ L, chu kỳ ký hiệu OFDM với trải phổ đa sóng mang với trải. .. án trình bày kỹ thuật trải phổ đa sóng mang (MC- CDMA) kỹ thuật kết hợp đƣợc ƣu điểm hai kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Kỹ thuật MC- CDMA có khả... nhƣ trải phổ chuỗi trực tiếp (DS), trải phổ nhảy tần số (FH), trải phổ nhảy thời gian (TH), trải phổ dùng kỹ thuật lai (FH/DS, TH/FH, TH/DS) Trong CDMA kỹ thuật trải phổ đƣợc sử dụng kỹ thuật trải