Đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động ứng dụng công nghệ CDMA
MỤC LỤC
Đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động
Sự tác động của chúng tới chất lượng liên lạc phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố khác nhau như địa hình, khoảng cách liên lạc, dải tần, khí quyển, tốc độ truyền tin, tốc độ di chuyển của trạm di động, mật độ thuê bao trên một đơn vị tần số trong một đơn vị diện tích, ăngten, công suất phát, sơ đồ điều chế…. Tổng hợp tác động của mọi tia sóng tới máy thu theo mọi góc khác nhau trong trường hợp tín hiệu phát là một sóng mang đơn không điều chế dẫn tới tín hiệu nhận được tại máy thu là một tín hiệu trải rộng về tần số với độ rộng băng tần WD lên tới 2fm (tín hiệu thu được trong trường hợp này có tần số từ fc. Giả sử một trạm cố định phát một sóng mang không bị điều chế, trạm thu di động sẽ thu được không chỉ một thành phần sóng mang đã được phát đó mà là cả một tổ hợp các tia sóng do tín hiệu bị phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ bởi các cao ốc và các chướng ngại linh tinh khác trong vùng truyền sóng trước khi tới máy thu.
Phân loại các hệ thống thông tin vô tuyến di động
Đặc điểm của phương thức đa truy nhập theo tần số là tốc độ truyền thấp, khó áp dụng các dịch phụ phi thoại, hiệu quả sử dụng tần số thấp, có bao nhiêu kênh trong một tế bào thì phải có bấy nhiêu máy thu- phát làm việc trên bấy nhiêu tần số đặt tại BS, do đó kết cấu BS cồng kềnh. Đa truy nhập theo mã (CDMA): Là một dạng của đa truy nhập sử dụng kỹ thuật trải phổ SSMA (Spread Spectrum Meltiple Access), trong đó mỗi một người sử dụng toàn bộ phổ tần như với TDMA, trong toàn bộ thời gian của cuộc gọi như đối với FDMA. Các ưu điểm nổi bật của CDMA là hiệu sử dụng phổ rất cao, khả năng tái sử dụng tần số rất cao, phương án bố trí tần số sử dụng trong các tế bào rất đơn giản, độ an toàn thông tin và khả năng làm việc trong các tế bào rất đơn giản, độ an toàn thông tin và khả năng làm việc trong các điều kiện nhiễu mạnh rất cao….
Các đặc tính có bản của thông tin di động
Tuy nhiên, trong tương lai rất gần khi nhu cầu về thuê bao di động cũng như các nhu cầu liên lạc đa dịch vụ tăng lên rất lớn, các biện pháp và công nghệ đủ mạnh thì các hệ thống CDMA sẽ chiếm lĩnh ưu thế tuyệt đối. Môi trường truyền dẫn vô tuyến là môi trường rất dễ bị nghe trộm và sử dụng trộm đường truyền nên cần phải có biện pháp đặc biệt để đảm bảo an toàn thông tin. Để đảm bảo quyền lợi của người thuê bao cần phải giữ bí mật số nhận dạng thuê bao và kiểm tra tính hợp lệ của mỗi người sử dụng khi họ truy nhập mạng.
Cấu trúc chung hệ thống thông tin di động GSM
Khai thỏc là cỏc hoạt dộng cho phộp nhà khai thỏc mạng theo dừi hành vi của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai ô…nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố. Việc thay đổi mạng có thể thực hiện “mềm” qua báo hiệu ( chẳng hạn thay đổi thông số handover để thay đổi biên giới tương quan giữa hai ô), hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can thiệp hiện trường (chẳng hạn bổ sung thêm dung lượng truyền dẫn hay lắp đặt một trạm mới). Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (như: micro, loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác (như: giao diện với máy tính cá nhân, FAX…).
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CDMA TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3
Điều khiển công suất
TH/SS có thể làm giảm giao diện giữa các hệ thống trong hệ thống ghép kênh theo thời gian và vì mục đích này mà sự chính xác thời gian được yêu cầu trong hệ thống nhằm tối thiểu hoá độ dư giữa các máy phát. Giá trị đích của công suất thu phải là mức tối thiểu còn cho phép đường truyền đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng do người sử dụng định nghĩa (BER, FER, dung lượng, tốc độ rớt cuộc gọi và vùng phủ). Cần nhớ rằng mục đích hàng đầu hệ thống CDMA là chỉ phát đủ công suất để đáp ứng được chất lượng cần thiết, vì nếu phát công suất hơn mức cần thiết thì trạm di động sẽ gây thêm nhiễu cho các người sử dụng khác trong cùng kênh CDMA.
MS hỗ trợ toàn dải kết hợp các thông số dịch ban đầu, NOM_PWR và các hiệu chỉnh thăm dò truy nhập ít nhất là ±32 dB cho MS hoạt động ở băng loại 0 và ±40 dB cho MS hoạt động ở băng loại 1. Các điều chỉnh công suất bổ sung để bù trừ tổn hao pha đinh được xử lý bởi cơ chế điều chỉnh công suất vòng kín đường lên với thời gian phản ứng là 1,25 ms cho các bước 1 dB và dải rộng 48 dB (trong 3 khung). Sau khi đã khởi động các kênh lưu lượng, mỗi khi thu được bit điều khiển công suất trong kênh con điều khiển công suất (được ghép chung với kênh lưu lượng) bằng 1, trạm di động giảm công suất một bước định trứơc (1 dB).
Các lần điều chỉnh công suất này được gọi là hiệu chỉnh công suất vòng kín, vì quyết định tăng hay giảm công suất được thực hiện trên cơ sở đánh giá công suất thu được tại trạm gốc. Chẳng hạn nếu cường độ tín hiệu được đánh giá ở PCH 2 của một khung đường lên, thi bit điều khiển công suất tương ứng phải được phát ở PCH 4 của khung đường xuống (hình 3.4). Trên cơ sở bit điều khiển công suất thu được từ BS, MS hoặc tăng hoặc giảm công suất phát ở kênh lưu lượng đường lên để đạt được giá trị tại điểm thiết lập của (Eb/It)setpoint đích, giá trị này điều chỉnh FER dài hạn.
Đối với RS1, bản tin báo cáo đo công suất (PMRM) chứa các khung thu được bị lỗi và tổng các khung thu được trong khoảng thời gian báo cáo (sau đó các bộ đếm khung được khởi đầu cho khoảng thời gian đo tiếp theo).
Tính toán dung lượng trong hệ thống thông tin di động CDMA
Các hệ thống CDMA thường được coi là có dung lượng cao hơn so với các hệ thống FDMA và TDMA vì ở các hệ thống này hệ số tái sử dụng tần số bằng 1, nghĩa là các trạm gốc cạnh tranh nhau có thể sử dụng cùng một băng tần. Tuy nhiên nhiễu giao thoa đồng kênh là một trở ngại ở các mạng CDMA, nhiễu này thường được gọi là nhiễu giao thoa đa thâm nhập (MAI-Multiple Access Interference) hay nhiễu giao thoa đa người sử dụng (MUI- Multiple User Interference). Tái sử dụng tần số cùng với một thừa số tái sử dụng phù hợp là một biện pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề về nhiễu đồng kênh trong các hệ thống FDMA và TDMA.
Ở các hệ thống này điều khiển công suất chính xác và phân tập các đường truyền sử dụng để chống lại các ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh từ nhiều người sử dụng khác thậm chí ở một ô đơn. Ở hệ thống CDMA tất cả các kênh lưu lượng đều cùng chung một kênh vô tuyến, vì thế tín hiệu mạnh thu được ở các trạm di động gần sẽ che khuất tín hiệu từ các trạm di động xa. Các tính toán cho thấy tính toán dung lượng đường lên lớn hơn rất nhiều so với tính toán dung lượng đường xuống do đó khi tính toán dung lượng của hệ thống CDMA ta phải tính theo dung lượng đường xuống.
Để tính toán dung lượng N một cách chính xác hơn, ta đưa vào 2 thông số sau: thông số kể đến sự không hoàn hảo của điều khiển công suất và thống số biểu thị can nhiễu giữa các dải quạt ở cùng một mặt bằng BTS. Nếu tích cực thoại càng thấp thì nhờ bộ mã hoá thoại tốc độ khả biến, mà tốc độ dữ liệu thoại và công suất phát có thể giảm nhỏ, tương ứng giảm can nhiễu chung. Gọi là tăng ích dải quạt hoá vì việc dải quạt hoá làm tăng số người sử dụng so với Ommi, Khi số dải quạt trong một mặt bằng tăng lên thì mỗi dải quạt nhỏ đi làm giảm can nhiễu mỗi dải quạt gây ra cho dải quạt khác, nhưng số dải quạt gây nhiễu cho dải quạt xét lại tăng lên.
Khác với các thiết kế truyền thống nói trên, hệ thống CDMA không thể đạt cân bằng hướng lên và hướng xuống, vì hai dạng sóng hai hướng thiết kế khác nhau.
Dung lượng đường truyền xuống
Tích số này là công suất tín hiệu mà BTS nhận được tà MS, với giả thiết áp dụng điều khiển công suất. FPC tỷ lệ trong tổng công suất cell của các kênh pilot, nhắn tín, đồng bộ. H là hệ số giảm chuyển giao do công suất thêm vào của kênh điều khiển công suất.
