CHƯƠNG 2 CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN VÀ KÊNH VÔ TUYẾN CỦA 3G WCDMA
2.2.1 Nguyên lý trải phổ
Trong các hệ thống thông tin, để đánh giá ảnh hưởng của tạp âm đến chất l- ượng của hệ thống, người ta sử dụng hai tham số: tỷ số tín hiệu trên tạp âm ở đầu ra (S/N) và tỉ số lỗi bit (BER). Đây là hai tham số quan trọng nên việc nâng cao chất lượng thông tin thường tập trung vào cải thiện hai tham số này.
Với một mức tạp âm đã cho, việc nâng cao tỷ số tín hiệu trên tạp âm có thể được thực hiện theo một trong ba cách sau:
• Tăng công suất của tín hiệu để cải thiện tỷ số S/N. Biện pháp này không phải lúc nào cũng thực hiện được, đặc biệt trong các hình thức thông tin dùng nhiều phương tiện kỹ thuật phức tạp, mặt khác công suất của nguồn tín hiệu còn bị ràng buộc bởi các quy định về nhiễu, mật độ phổ và công suất.
• Tăng độ dài của tín hiệu, tức là tăng độ dư cho tín hiệu. Biện pháp này có thể cải thiện S/N nhưng sẽ làm giảm tốc độ truyền tin.
• Trải rộng phổ tín hiệu: đây là phương pháp gần đây được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên thế giới. Sau đây sẽ tập trung trình bày kỹ thuật này.
Trải phổ nghĩa là biến đổi độ rộng băng tín hiệu ban đầu ra tín hiệu có băng thông rộng hơn. Theo nguyên lý dung lượng kênh truyền của Shannon:
(2.1) Trong đó:
- C là dung lượng kênh [b/s] - B là băng thông tín hiệu [Hz]
- S là công suất tín hiệu trung bình [W] - N là công suất nhiễu trung bình [W]
Như vậy, rõ ràng dung lượng kênh truyền có thể được tăng lên bằng cách tăng băng tần kênh truyền.
Hình 2.1 Kết quả quá trình trải phổ
Các bit thông tin từ người sử dụng được trải trên một băng thông rộng bằng cách nhân với một mã trải phổ tốc độ cao.
Tỷ số độ rộng băng tần truyền thực với độ rộng băng tần của thông tin cần truyền được gọi là độ lợi xử lý (GP) hoặc là hệ số trải phổ.
(2.2)
Với W là băng thông của tín hiệu trải phổ và là tốc độ thông tin, ta có: W>>. Trong WCDMA, W= 3.84Mchip/s và (tín hiệu thoại)= 12kbit/s.
Trong CDMA, mỗi người sử dụng được gán một chuỗi mã duy nhất (mã trải phổ) để trải tín hiệu thông tin thành một tín hiệu băng rộng trước khi truyền đi. Bên thu biết được chuỗi mã của người sử dụng đó và giải mã để khôi phục tín hiệu gốc.