Nguyên lý hoạt động và bảo mật của mạng di động GSM

Nguồn tin nguyên thủy

-Nguồn tin nguyên thủy là tập hợp những tin nguyên thủy( chưa qua một phép biến đổi nào) ví dụ như tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh, các biến đổi khí tượng… Các tin nguyên thủy phần lớn là ccs hầm liên tục theo theo thời gian f(t) hoặc các hàm biến đổi theo thời gian và một hoặc nhiều. Nghĩa là có thể biểu diễn một thông tin nào đó dưới dạng một hàm s(t) tồn tại trong quãng thời gian T và lấy các giá trị bất kì trong khoảng (smin, smax). Cũng có thể bằng những phép biến đổi nhân tạo như rời rạc hóa theo thời gian và theo mức rồi đưa vào kênh truyền.

Nguồn tin lúc này gọi là nguồn tin rời rạc và kênh tin được gọi là kênh tin rời rạc để phân biệt với trường hợp đưa tin liên tục vào kênh gọi là nguồn liên tục và kênh liên tục. + Quá trình ngẫu nhiên liên tục: nguồn tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh là tiêu biểu cho quá trình này. + Quá trình ngẫu nhiên rời rạc: một quá trình ngẫu nhiên liên tục sau khi lượng tử hóa theo mức sẽ trở thành quá trình này.

+ Dãy ngẫu nhiên liên tục: Là trường hợp một nguồn liên tục đã được gián đoạn hóa theo thời gian, như thường gặp trong các hệ thông tin cung điều biên xung (PAM), điều pha xung(PPM),. + Dãy ngẫu nhiên rời rạc: trong các hệ thống thông tin xung có lượng tử hóa như điều biên( pha, tần) xung lượng tử hóa, điều xung mã(PCM).

Kênh tin và nhận tin

Một ngôn ngữ, tín hiệu điện tín, các lệnh điều khiển là nguồn rời rạc loại này. Nhiễu nhân, tác động nhân vào tín hiệu, gây ra do phương thức truyền lan của tín hiệu, hay là sự thay đổi thông số vật lý của bộ phận môi trường truyền lank hi tín hiệu đi qua. Hiện tượng này thường gặp khi thu những tín hiệu vô tuyến ở dải sóng ngắn, bằng nhiều con đường truyền khác nhau, tùy theo sai trình dài ngắn khác nhau của các đường đó thay đổi làm cho tổng cường độ điện trường ở đầu thu biến đổi, gây ra biên độ tín hiệu thu khi lớn khi bé và đôi khi mất hẳn, chúng ta gọi là hiện tượng Pha đing.

Nhận tin thường gồm có bộ nhận biết thông tin được phát và xử lý thông tin. Bộ xử lý thông tin có thể là người, cũng có thể là thiết bị( thiết bị ghi giữ, máy tính điện tử).

Rời rạc hóa nguồn tin

Mã hóa

Trong các ứng dụng mà ở đó một số lượng lớn thuê bao tập trung cách CO một khoảng cách nào đó thì giá thành của hệ thống có thể giảm đi đáng kể bằng cách sử dụng các thiết bị đầu cuối từ xa (H1.5). Một cách tiếp cận mới gọi là mạng số dịch vụ tổ hợp (ISDN) chuyển đường dây thuê bao tương tự (ASL) ở chặng đường cuối cùng sang một đường dây thuê bao số (DSL) để dữ liệu số có thể được phân phát trực tiếp tới tận nhà của thuê bao. (2) ISDN băng rộng hoặc tốc độ chính, kí hiệu là B-ISDN Kĩ thuật B-ISDN đang trong giai đoạn phát triển nên có nhiều giao thức và tốc độ dữ liệu được đề xuất.

Sau khi hệ thống này ra đời và ứng dụng tại các thành phố lớn ở Mỹ, nhu cầu của người sử dụng quá lớn, vượt quá dung lượng do số kênh có hạn nên phân cách kênh được giảm xuống 30 KHz. Năm 1969, hệ thống điện thoại di động cải tiến (IMTS) ra đời sử dụng công nghệ mới, kết nối tự động quay số, song công và truy nhập đa kênh. Sự phát triển này cho phép dùng chung một số kênh truyền vô tuyến theo yêu cầu (FDMA) mà ở đó mỗi ênh cụ thể được gán cho một người cụ thể chỉ khi cuộc gọi đang diễn ra.

Thời điểm đó kĩ thuật TDMA đã được tiêu chuẩn hóa và cũng làm gia tăng đáng kể dung lượng của hệ thống nhung vẫn không đáp ứng được nhu cầu tăng vọt của thông tin hiện đại. Hiệp hội công nghệ viễn thông TIA đã xây dựng một tiêu chuẩn khác áp dụng cho hệ thống thông tin di động tế bào dựa trên kĩ thuật đa truy nhập phân chia theo mã CDMA. Chuẩn này sử dụng kĩ thuật trải phổ dãy trực tiếp, kĩ thuật TDMA băng tần 1,23 MHz, nó hỗ trợ máy di động hoạt động ở cả 2 chế độ: CDMA và tương tự.

+ Trạm gốc (BS) là thiết bị kết nối máy di động với tổng đài di động, thường trạm gốc được chia thành: trạm thu phát gốc (BTS) và khối điều khiển trạm gốc (BSC). Để có tin tức về sáng tối của từng điểm, truyền hình màu dùng một ống đèn hình màu CRT có 3 kiểu photpho: một kiểu phát ra ánh sáng đỏ, một kiểu phát ra ánh sáng xanh lá cây, một kiểu phát ra ánh sáng xanh lơ khi các tia điện tử đập vào chúng. - Máy thu tự động hiệu chỉnh về pha của tín hiệu sắc bằng cách đem nhập chung cả hai tín hiệu sắc của dòng bên trên xuống dùng chung với hai tín hiệu sắc của dòng bên dưới.

Chuẩn truyền hình độ phân giải cao (HDTV) có độ phân giải bằng ít nhất 2 lần độ phân giải của các chuẩn truyền hình hiện có, với chất lượng phim 35 mm. - Điều chế là quá trình biến đổi một trong các thông số sóng mang cao tần (biên độ, tần số hay pha) tỉ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc BB (BaseBand). + Tần số sóng mang cao tần fc (frequency carry), fc3 (8, 10) Fmax trong đó Fmax: tần số cực đại tín hiệu điều chế băng gốc + Thông số sóng mang cao tần biến đổi tỉ lệ với biên độ tín hiệu điều chế BB mà không phụ thuộc vào tần số của nó.

- Giải điều chế là phép biến đổi ngược của phép điều chế, điều khác là tín hiệu đầu vào của thiết bị giải điều chế không phải chỉ là tín hiệu đầu ra của thiết bị điều chế mà là hỗn hợp tín hiệu điều chế và tạp nhiễu. Nhiệm vụ của thiết bị giải điều chế là từ trong hỗn hợp đó lọc ra được thông tin dưới dạng một hàm điện áp liên tục hoặc là một dãy xung điện rời rạc giống như thông tin ở đầu vào thiết bị điều chế, với sai số trong phạm vi cho phép.

Các phương thức điều chế và giải điều chế

Giải điều chế DSB- AM

Giải quyết các vấn đề dựa vào dữ liệu sau : Cho tín hiệu bản tin m(t). 0 với các giá trị khác của t Tiến hành điều chế sóng mang c(t)=cos2fct bằng điều chế DSB-AM. Số hạng thứ nhất tương ứng với tín hiệu bản tin 2 số hạng còn lại ứng với thành phần cao tần tại tần số gấp 2 lần tần số sóng mang.

Phổ tín hiệu lối ra mạch trộn có một thành phần thông thấp, tương tự như phổ của tín hiệu bản tin nhưng có hệ số. Bộ lọc thông thấp được sử dụng để tách thành phần thông thấp khỏi thành phần thông dải. Để khôi phục lại tín hiệu bản tin m(t), ta cho tín hiệu thu được sau diều chế qua bộ lọc thông thấp có độ rông băng 150Hz.

Phổ tín hiệu lối ra bộ trộn có thành phần thông thấp tương tự như phổ tớn hiệu bản tin nhưng khỏc ở chỗ là nú cú hệ số ẵ và thành phần thụng dải tại 2fc. Tín hiệu lối ra bộ lọc được tính bằng cách biến đổi Fourier : dem=real(ifft(DEM))*fs. Sử dụng hàm subplot, plot, title, xlabel để hiển thị kết quả trên đồ thị subplot(3,1,1).

Ta sẽ thay đổi một vài giá trị tần số f_cutoff của bộ lọc để thấy sự thay đổi (độ méo) tín hiệu tại lối ra bộ giải điều chế. Do đó để khảo sát ảnh hưởng của tần số f_cutoff trong bộ lọc thông thấp để giải điều chế tín hiệu DSB_AM, ta sẽ thay đổi các giá trị f_cutoff lần lượt trong khoảng [100,400].

DEM=H.*Y;

+mp=dem(1:length(t)); vec to tín hiệu sau giải điều chế độ dài bằng vec tơ mg và bằng độ dài vec tơ tín hiệu bản tin. %chương trình xác định độ méo tín hiệu %mg là vec to tín hiệu gốc, độ dài N. %mp là vec to tín hiệu sau giải điều chế, độ dài N %delta là độ méo tín hiệu.

DEM=H.*Y;% spectrum of the flter output dem=real(ifft(DEM))*fs;% flter output delta=domeo(m,dem);.