1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
4.3.3Tín hiệu đường lên
Ở đường lên, tín hiệu MC-DS-CDMA phát đi của người dùng k là . Kênh đầu ra gắnvới người dùng k xác định bàng tích chập của với đáp ứng xung của kênh . Tức là:
(4.76) Tín hiệu nhận được của tất cả K người dùng tại trạm gốc bao gồm nhiễu cộng nói là: 1 ( ) ( ) 0 ( ) K k ( k ) ( ) k y t − y t τ n t = = ∑ − + (4.77)
Trễ của người sử dụng liên quan đến tín hiệu thứ nhất đến là ô(k). Nếu tất cả các người dùnglà đồng bộ, thì ô(k) = 0 cho tất cả người dùng.
Khi kênh được xem là băng hẹp, tức là băng tần kênh con nhỏ hơn băng tần kết hợp (Af)c, fading trên mỗi kênh con là không chọn lọc tần số và các kỹ thuật tách độ phức tạp thấp so vớikênh con băng rộng có thể thực hiện được. Các kênh con băng hẹp đạt được bằng cách chọn sốlượng các sóng mang phụ dù lớn liên quan đến băng tần B. Số lượng các sóng mang phụ ướclượng được là:
Băng tần truyền dẫn tổng cộng là B và ômax là trễ lớn nhất của kênh thông tin di động.
4.3.4 Trải phổ
Vì MC-DS-CDMA được quan tâm cho đường lên không đồng bộ, các mã trải phổ như PNhoặc mã Gold được quan tâm trong trường hợp này. Như với hệ thống
đơn sóngmang DS-CDMA không đồng bộ, tính chất tự tương quan và tương quan chéo được yêu cầu.Trong trường hợp của đường lên đồng bộ, các mã trực giao thích hợp hơn.
4.3.5 Các kỹ thuật tách
Các hệ thống MC-DS-CDMA với các kênh băng rộng có thể được phân chia thành Nchệthống DS-CDMA băng rộng. Như vậy, các kỹ thuật tách đơn người dùng hoặc đa người dùng cho DS-CDMA có thể áp dụng được trong mỗi dòng dữ liệu.
MC-DS-CDMA về cơ bản được áp dụng cho đường lên không đồng bộ. Bộ tách đơn ngườidùng cho MC-DS-CDMA với các kênh băng hẹp có thể thực hiện bằng bộ tương quan mã trải phổtrên mỗi kênh con. Hình 4.21 biểu diễn bộ tách đơn người dùng với Nc bộ tương quan.
Các hệ thống MC-DS-CDMA phát ký hiệu dữ liệu trải phổ song song trên p, sóng mang phụ để đạt được khuếch đại phân tập. Tuy nhiên, làm giảm hiệu quả phổ của hệ thốngxuống với hệ số p. Trong bộ thu. dữ liệu tách được của p kênh con được kết hợp với EGC hoặc MRC.
Trong trường hợp truyền dẫn đường lên và đường xuống đồng bộ với các kênh con băng hẹp, các kỹ thuật tách trình bày ở 4.2.5 cho MC-CDMA có thể áp dụng được cho MC-DS-CDMA.
4.3.6 Phân tích đặc tính
Trong phần này ta sẽ phân tích đặc tính BER của hệ thống MC-DS-CDMA ở đường lên đồngbộ và không đồng bộ. Băng tần truyền dẫn giả thiết là 5 MHZ và tần số sóng mang là 5 GHZ. So sánh với các thông số của hệ thống MC-CDMA, các mã trải phổ dài hơn có chiều dài L = 31 vớicác mã Gold và L = 32 với các mã Walsh- Hadamard được chọn cho hệ thống MC-DS-CDMA vì trải phổ thực hiện ở miền thời gian. Số lượng các sóng mang phụ là đồng nhất đối với chiều dài mã trải phổ, tức là Nc = L. Ánh xạ ký hiệu QPSK được chọn. Không áp dụng mã hoá sửa lỗi FEC. Các kênh thông tin đi động của từng người dùng mô hình hoá bằng mô hình kênh RA (rural area) COST 207 và Đốp-le tần số là 1,15 kHz (250 km/h). Dopper tần số cao là một ưu điểm của hệ thống MC-DS-CDMA vì hệ thống có phân tập thời gian lớn.
Hình 4.21 Bộ tách tương quan MC-DS-CDMA 4.3.6.1 Đường lên đồng bộ
Hình 4.22 biểu diễn quan hệ của BER với SNR của hệ thống MC-DS-CDMA với các mã trảiphổ khác nhau và các kỹ thuật tách khác nhau. Số người dùng tích cực là 8. Ta có thể quan sátthấy, các mã Walsh-Hadamard vượt trội so với mã Gold trong đường lên đồng bộ. Thêm vào đókỹ thuật tách đơn người dùng MRC vượt trội hơn cân bằng MMSE. Tất cả các đường cong chỉ rõnền sai lệch cao do giao thoa đa truy nhập.
Hình 4.22 Quan hệ BER với SNR của hệ thống MC-DS-CDMA với các mã trải phổ khác nhau và các kỹ thuật tách khác nhau; đường lên đồng bộ, K= 8 người dùng,
QPSK, fading COST 207 RA.
Để vượt qua giới hạn với các kỹ thuật tách đơn người dùng trong đường lên, ta phải áp ứngcác kỹ thuật tách đa người dùng phức tạp cho hệ thống MC-DS-CDMA.
4.3.6.2 Đường lên không đồng bộ
Đặc tính BER của hệ thống MC-DS-CDMA không đồng bộ ở đường lên dược biểu diễn trênhình 4.23 với các mã trải phổ và tải khác nhau. Kỹ thuật tách được chọn là MRC, vì đây là kỹthuật tách đơn người dùng tối ưu trong đường lên. Ta có thể quan sát thấy mã Goldvượt trội so với mã Walsh-Hadamard vì các tính chất tương quan tốt hơn, và đây là yếu tố quantrọng trong trường hợp không đồng bộ. Hệ thống MC-DS-CDMA chỉ rõ nền sai lệch cao vì giaothoa đa truy nhập cao hơn trong trường hợp đồng bộ.
Các kết quả cho thấy hệ thống MC-DS-CDMA trong đường lên không đồng bộ cần nhiều bộtách đa người dùng phức tạp để phục vụ số lượng lớn người dùng hơn.
Hình 4.23 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-DS-CDMA với các tải khác nhau; đường lên đồng bộ, mã Walsh-Hadamard, MRC, QPSK, fading COST 207
RA.
Hình 4.24 Quan hệ BER với SNR cho hệ thống MC-DS-CDMA với các tải và mã trải phổ khác nhau trong đường lên không đồng bộ, MRC, QPSK, fading COST 207
RA [9].
4.4 So sánh MC-CDMA và MC-DS-CDMA
Bảng 4.4 So sánh những đặc trưng chính của MC-CDMA và MC-DS-CDMA [10].
Thông số MC-CDMA MC-DS-CDMA
Miền trải phổ Miền tần số Miền thời gian (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khoảng cách các sóng mang con C d G T N P Fs= d C G T N P Fs≥
Các thuật toán dò tìm MRC, EGC, ZF, cân bằng MMSE, IC, MLD
Bộ dò tương quan (Máy thu RAKE) Đặc trưng riêng biệt Hiệu quả đối việc đồng bộ
kênh đường xuống bằng cách sử dụng các mã trực giao.
Được thiết kế đặc biệt để dùng trong kênh đường lên không đồng bộ. Ứng dụng Đồng bộ kênh đường lên và
đường xuống
Bất đồng bộ kênh đường lên và đường xuống
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 và mô phỏng các phương pháp
tách sóng trong hệ thống MC-CDMA, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM, 2011.
[3]. Lương Thị Thuận, Tìm hiểu kỹ thuật trải phổ CDMA trong thông tin di động, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2005.
[4]. Tạp chí khoa học ĐHQGHN, So sánh và đánh giá chất lượng của hệ
thống DS-CDMA và hệ thống MC-CDMA qua fading đa đường và nhiễu, 2007.
[5]. Đặng Vũ Nam Phương, Nghiên cứu kỹ thuật MC-CDMA và ứng dụng vào
mạng thông tin di động 4G, Đại học Kỹ thuật và Công nghệ Tp.HCM, 2009.
[6]. Vũ Đức Thọ, Thông tin di động số celluler, Nhà xuất bản 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 và truyền dẫn đa sóng mang, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2010.
[10]. http://www.tapchibcvt.gov.vn truy cập lần cuối 5/1/2013.
KẾT LUẬN
Nội dung gói gọn trong 4 chương đã giải quyết được các vấn đề về kỹ thuật trải phổ đa sóng mang MC-CDMA như sau:
Kênh truyền vô tuyến, các đặc tính kênh truyền.
Khái niệm CDMA, ưu nhược điểm và các ứng dụng trong MC-CDMA. Khái niệm OFDM, ưu nhược điểm và các ứng dụng trong MC-CDMA.
Khái niệm MC-CDMA, sơ đồ hệ thống, ưu nhược điểm của MC-CDMA. Phân tích đánh giá MC-CDMA và MC-DS-CDMA. So sánh và phân tích những thông số kỹ thuật của chúng.
Với vốn kiến thức có hạn cùng với việc kỹ thuật MC-CDMA chưa thực sự được đem vào ứng dụng rộng rãi trong các thực tế nên một số vấn đề còn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng.
Tuy đồ án này chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu nhưng phần nào cũng cho chúng ta thấy được những ưu điểm mà kỹ thuật MC-CDMA mang lại, tiềm năng của nó là rất lớn trong việc ứng dụng vào thực tiễn tại Việt Nam.