b. Khuyết điểm:
3.2 MC –CDMA (Multicarrier – Code Division Multiple Access) 1 Giới thiệu
3.2.1 Giới thiệu
Ở phần trước, chúng ta đã tìm hiểu về hệ thống OFDM với tính bền vững đối với fading chọn lọc tần số, chống được nhiễu liên ký hiệu ISI, sử dụng hiệu quả băng thông nhưng lại bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi offset tần số. Hệ thống DS – CDMA cũng thể hiện tính chất nổi trội của nó so với các hệ thống FDMA và TDMA trước
đây. Tuy nhiên, DS – CDMA không có khả năng chống chọi lại Fading chọn lọc tần số, hơn nữa hệ thống này tỏ ra không hiệu quả khi tốc độ dữ liệu tăng đến hàng trăm Mbps do ảnh hưởng của ISI và sự khó khăn trong việc đồng bộ chuỗi mã hoá. Vì vậy, các kỹ thuật nhằm giảm tốc độ ký hiệu và tốc độ chip là cần thiết trong trường hợp này.
Năm 1993, ý tưởng về sự kết hợp giữa CDMA và OFDM dẫn đến việc ra đời của ba mô hình đa truy cập mới: Multicarrier (MC) CDMA, Multicarrier DS – CDMA và Multitone (MT) CDMA được gọi chung bằng một thuật ngữ Multicarrier CDMA (MC – CDMA). Những mô hình này được phát triển bởi nhiều nhà nghiên cứu, điển hình là:
1. Mô hình MC – CDMA do N.Yee, J-P.Linnartz và G.Fettweis [8] K.Fazel và L.Papke [9]
A.Chouly, A.Brajal và S.Jourdan [10] 2. Mô hình MC – DS – CDMA do V.DaSilva và E.S.Sousa [11] 3. Mô hình MT – CDMA do L.Vandendorpe [12]
Do kế thừa tất cả những ưu điểm của CDMA và OFDM nên các mô hình này
đều có khả năng truyền tốc độ cao, có tính bền vững với fading chọn lọc tần số, sử
ĐAMH Điện tử - Viễn thông 1 Chương 3: MC – CDMA
Tìm hiểu Hệ thống TTDĐ dùng kỹ thuật MC-CDMA Trang 42
3.2.2 Nguyên lý chung của kỹ thuật MC – CDMA
Tín hiệu MC – CDMA cơ bản được tạo ra bằng cách ghép nối tiếp hai hệ
thống DS – CDMA và OFDM như hình 3.10
Hình 3.10. Sơđồ khối máy phát MC – CDMA
Mỗi user được cấp cho một chuỗi mã xác định thuộc tập mã trực giao (DS – CDMA), sau đó dữ liệu của tất cả user được phát song song trên cùng một tập sóng mang phụ trực giao (OFDM), thay vì phát nối tiếp như trong hệ thống DS – CDMA.
Ở máy thu (hình 3.11), tín hiệu thu được nhân với các sóng mang phụ
trực giao, giải điều chế số rồi được kết hợp thành một luồng dữ liệu nối tiếp. Tại đây, để thu được dữ liệu của user thứ k, ta nén phổ luồng dữ liệu nối tiếp vừa thu được bằng chuỗi mã trải của user k.
ĐAMH Điện tử - Viễn thông 1 Chương 3: MC – CDMA
Tìm hiểu Hệ thống TTDĐ dùng kỹ thuật MC-CDMA Trang 43
3.2.3 Máy phát và máy thu MC – CDMA theo mô hình 1: sự kết hợp giữa trải phổ
trong miền tần số và điều chế đa sóng mang
Máy phát MC – CDMA trải luồng dữ liệu gốc của user j trong miền tần số nhờ
sử dụng một chuỗi mã cho trước. Mỗi phần của một ký hiệu tương ứng với một chip của chuỗi mã trải phổ g (t) [g g ...gj ]
Gj j j
j = 1 2 MC được truyền thông qua một sóng mang phụ khác nhau.
Hình 3.12 và 3.13 cho ta thấy máy phát MC – CDMA ứng với user thứ j và phổ công suất của tín hiệu được truyền với GMC là độ lợi xử lý và NC là số sóng mang phụ. Trong trường hợp này GMC = NC.
Hình 3.12. Sơđồ máy phát MC – CDMA ứng với user thứ j
ĐAMH Điện tử - Viễn thông 1 Chương 3: MC – CDMA
Tìm hiểu Hệ thống TTDĐ dùng kỹ thuật MC-CDMA Trang 44
Tuy nhiên, không nhất thiết phải chọn GMC = NC, và trên thực tế, khi tốc độ
truyền của luồng dữ liệu gốc đủ cao để trở thành đối tượng của fading chọn lọc tần số thì luồng dữ liệu này cần được chuyển từ nối tiếp sang song song trước khi được trải phổ trong miền tần số bởi vì điều thiết yếu cần đạt được trong truyền dẫn đa sóng mang là fading phẳng trên mỗi sóng mang. Hình 3.14 chỉ ra sơ đồ máy phát MC – CDMA đã sửa đổi nhằm đảm bảo fading phẳng.
Ở sơđồ này, luồng dữ liệu tốc độ cao của user thứ j được chuyển đổi thành P
chuỗi song song j
Pj j
2j ,a ,... ,a j ,a ,... ,a
a1 . Mỗi chuỗi này được nhân với mã trải phổ
] g ... g g [ ) t ( g j G j j
j = 1 2 MC của user j và được truyền trên các sóng mang phụ khác nhau. Tổng số sóng mang phụđược dùng là NC = P x GMC.
ĐAMH Điện tử - Viễn thông 1 Chương 3: MC – CDMA
Tìm hiểu Hệ thống TTDĐ dùng kỹ thuật MC-CDMA Trang 45
Hình 3.15. Sơđồ máy thu MC – CDMA cho user thứ j
3.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG DÙNG MC – CDMA
3.3.1 Ưu điểm
MC – CDMA thừa hưởng tất cả những ưu điểm của CDMA và OFDM
+ Do mỗi sóng mang phụ chỉ chịu ảnh hưởng của Fading phẳng nên hệ thống bền vững với Fading chọn lọc tần số và có thể giảm độ phức tạp của các bộ cân bằng ở
máy thu.
+ Do chu kỳ ký hiệu dài hơn nên hệ thống chống được nhiễu liên ký hiệu ISI và hơn nữa là việc giảđồng bộ trở nên dễ dàng hơn.
+ Sự phức tạp của máy phát và máy thu giảm đáng kể nhờ sử dụng thuật toán FFT và IFFT.