Trải phổ trực tiếp được sử dụng cho hệ thống di dộng CDMA thế hệ thứ hai của Mỹ, hệ thống CDMA-WLL của Nhật và hiện đang được sử dụng trong các hệ thống di động thế hệ thứ ba W-CDMA.
Trong các hệ thống trải phổ DS, một số liệu băng gốc dạng nhị phân lưỡng cực
điển hình có tốc độ ký hiệu (1/Ts) sẽ được nhân với một chuỗi nhị phân lưỡng cực giả
ngẫu nhiên có tốc độ chip (1/Tc) lớn hơn nhiều so với tốc độ ký hiệu (Ts=NTc). Như
minh họa khái quát trong hình 2.6, hiệu quả của quá trình này là trải rộng độ rộng băng tức thời của dạng sóng theo hệ số N, với cùng một mức công suất tín hiệu làm cho mật độ phổ công suất của tín hiệu trở nên khá thấp và “giống như tạp âm”. Trong hình 3.16, trình bày một phổ RF đơn biên, công suất tín hiệu đợc biểu thị là PS A= 1w=A0B, chứng
tỏ rằng mật độ phổ công suất của tín hiệu trải phổ giảm đi một hệ số 1 0 1 w A B A = = N
so với trước khi không trải phổ. Tại máy thu, “quá trình giải trải phổ” (nhân với cùng một chuỗi nhị phân được dùng để trải phổ ở máy phát) và giải điều chế sẽ khôi phục lại được số liệu băng gốc nguyên thủy, cho phép máy thu lọc bỏ phần lớn nhiễu băng rộng. Giả sử rằng bộ lọc đầu vào máy thu nhận tín hiệu cần thu có độ rộng băng W Hz (như hình 2.6), thì máy thu cũng thu cả các nhiễu trong độ rộng băng này. Trong hình này, giả
thiết rằng mức nhiễu là N0 có thể tương đối lớn so với mức thu làm cho tỷ số SNR của
tín hiệu RF là (SNR)RF = A1/N0 <1. Nhưng sau khi trải phổ, độ rộng băng của tín hiệu cần thu giảm đến giá trị ban đầu B, trong khi độ rộng băng của nhiễu vẫn là W. Như vậy, quá trình lọc đối với độ rộng băng tần tín hiệu có thể được sử dụng để loại bỏ công suất nhiễu trong SNR của số liệu băng gốc.
(SNR)Băng gốc = 0 0 1 ( ) 0 0 0 w B RF A B A A N SNR N B = N = ∗N = ∗
Một độ lợi xử lý N = W/B = tỷ số của tốc độ chip/ tốc độ ký hiệu và còn được gọi là hệ số trải phổ (SF) thể hiện mức độ chống nhiễu băng rộng sẽ đạt được nhờ sử dụng quá trình trộn (nhân) và lọc (tương quan). Nếu thu được một bản sao bị trễ của tín hiệu cần thu (tức là một thành phần sóng trong hiệu ứng nhiều tia), quá trình trộn bởi các sóng trải phổ ở máy thu không làm giảm độ rộng băng tần của tín hiệu này nếu hàm tương quan của dạng sóng trải phổ có các thuộc tính mong muốn nhất định thỏa mãn bới các chuỗi giả ngẫu nhiên. Như vậy, hệ thống trải phổ DS thu được một độ lợi xử lý chống nhiễu do hiện tượng nhiều tia từ tín hiệu cần thu cũng như chống hiện tượng jamming hoặc nhiễu tia từ những thuê bao khác. Khản năng này của hệ thống trải phổ DS để tách ra tín hiệu cần thu và khử nhiễu do hiện tượng nhiều tia đã được khai thác bởi một kỹ thuật thu gọi là “rake”, kỹ thuật này sẽ thu các tia sóng đến máy thu qua nhiều đường khác nhau (multipath) sử dụng các mạch phát chuỗi PN có các thời gian trễ khác nhau, sắp xếp lại các tia sóng này theo thời gian và sau đó kết hợp chúng để thu được một độ lợi phân tập.
Cấu hình chức năng của máy phát và thu vô tuyến:
1) Các chức năng phần phát
Các chức năng của phần phát được mô tả dưới đây. Sau khi mã hóa, gắn các mã sửa lỗi và xử lý đan xen, tín hiệu thoại và số liệu đựợc điều chế ở phần trải phổ. Sau đó tín hiệu được điều chế trực giao và gửi đi trên sóng mang phát đến máy phát.
Hình 3.17 Các chức năng phần phát trong hệ thống DS-CDMA
2) Các chức năng phần thu
Tín hiệu thu được giải điều chế trực giao sau khi biến đổi tần số và loại bỏ tạp âm. Tiếp theo, tín hiệu thu được đưa đến phần xử lý tổng hợp quét (rake synthesizing), sửa lỗi và giả xen kẽ, sau đó đến phần giải mã kênh để thu lại tín hiệu ban đầu.
Hình 3.18 Các chức năng phần thu trong hệ thống DS-CDMA