Chúng ta đã biết việc lựa chọn mã trải phổ đóng vai trò rất quang trọng trong hệ thống DS-CDMA. Cần tạo ra các chuỗi trải phổ có độ dài lớn để cung cấp cho nhiều người sử dụng trong một cell. Các chuỗi trải phổ cũng phải thỏa mãn tương quan chéo thấp để làm giảm nhiễu đa người dùng trong khi giải điều chế. Tự tương quan lớn tỷ lệ giữa đỉnh chính và đỉnh thứ 2 của phương trình 1.23 cũng rất cần thiết, để giảm thiểu xác suất lỗi trong khi mã trải phổ được sử dụng lại. Điều này cũng làm giảm nhiễu giao thoa giữa các đường độc lập. Dưới đây dưa ra một cách tổng quan về một số chuỗi trải phổ khác nhau.
1.8.1. Dãy m
Dãy m mã trải phổ khá thông dụng. Một dãy m với chu kỳ là n2m 1 có thể được tạo ra dễ dàng bằng một bộ ghi dịch m trạng thái với đường phản hồi tuyến tính được chỉ ra ở hình 1.14
1 2 3 m
C1 C1 C1 C1
Đâu ra dãy m
Hình 1.15 Thanh ghi dịch m trạng thái với đường phản hồi tuyến tính
Các hệ số c1, c2, …, cm có thể bằng 1 (có đường phản hồi) hoặc 0 (không có đường phản hồi) thông tin trên đa thức phản hồi bộ ghi dịch dùng để biểu diễn kết nối giữa trạng thái thanh ghi dịch và bộ cộng module 2. Trong ứng dụng trải phổ, dãy nhị phân đầu ra 0 hoặc 1 được ánh xạ thành dãy cực tính tương ứng là -1 hoặc 1. Bảng 1.1
chỉ ra tổng số chuỗi m và đỉnh tương quan chéo được đồng bộ chip với m = 3, 4, 5, 6, 7, 8.
Bảng 1.1: Thuộc tính của dãy m và Gold.
Khi đó với chuỗi m ta sẽ chọn được các đa thức phản hồi như sau m = 3: 1011 và 1101
m = 4: 10011 và 11001
m = 5: 100101, 110111, 101001, 111011, 101111, 111101
m = 6: 1000011, 1100111, 1011011, 1101101, 1100001, 1110011 Với m = 6 chọn đa thức 1100111 tương ứng là x6x5x2x 1.
1.8.2. Dãy Gold
Dãy Gold với chu kỳ n2m 1 được bắt nguồn từ một cặp dãy m có cùng một chu kỳ. Đầu ra là tổng của dãy m có cùng chu kỳ hoặc độ dài n, tồn tại một cặp dãy m tại đó mối tương quan chéo đồng bộ chip bằng -1 hoặc -t(m) hoặc [t(m)-2].
chan m le m m t m m _ _ 2 2 1 2 ) ( ( 1)/2 2 / ) 1 (
Cặp dãy m duy nhất này thường được biết đến là cặp mã ưu tiên. Một tập các dãy n2m 1 được tạo ra bằng cách thay đổi chu kỳ dịch của mã ưa tiên trên một chip khi đó thực hiện cộng module 2 của mã khác với mỗi chip được dịch khác nhau. Kết quả thu được một tập n2m 1 cùng với 2 mã ưu tiên tạo thành một tập dãy Gold. Bảng 1.1 so sánh tổng số dãy Gold với m = 3, 4, 5, 6, 7, 8 với đỉnh tương quan chéo tương ứng với thông số giống như dãy m
Bảng 1.1, chỉ ra các dãy Gold có đỉnh tương quan chéo bằng hoặc thấp hơn khi so sánh các dãy m khác nhau. Có nhiều dãy Gold hơn so với dãy m với tất cả giá trị m. Như vậy dãy Gold luôn được ưu tiên sử dụng trong ứng dụng CDMA so với dãy m, mặc dù đỉnh tự tương quan không đồng bộ thấp hơn, với nhược điểm là phải khôi phục và phát hiện dựa vào sự tương quan. Dãy m và dãy Gold có chu kỳ N 2l 1 trong đó l là độ dài của dãy, khá phức tạp để đồng bộ xung nhịp hệ thống, một dãy m mở rộng
1.8.3. Chuỗi m mở rộng
Dãy m mở rộng được bắt nguồn từ dãy m, được tạo ra bằng thanh ghi dịch phản hồi tuyến tính, bằng cách thêm một phần tử vào mỗi chu kỳ của dãy m. Chúng ta sẽ thực hiện theo ký hiệu, tại đó các dãy nhị phân 0 và 1 được ánh xạ tương ứng thành dãy cực tính là -1 và +1. Để được dãy m mở rộng cân bằng không có thành phần một chiều DC, phần tử được đưa vào phải được lựa chọn để số số -1 và +1 là như nhau. Có
1
2m vị trí trong chu kỳ tại đó phần tử bổ xung có thể được chèn vào.
1.8.4 Các hàm trực giao
Các hàm trực giao được sử dụng để cải thiện hiệu suất băng tần trong hệ thống trải phổ. Trong hệ thống thông tin di động CDMA, mỗi người dùng sử dụng một phần tử trong tập các hàm trực giao. Hàm Walsh và chuỗi Hadamard tạo nên một tập các hàm trực giao được sử dụng trong CDMA..
Trong CDMA, các hàm Walsh được sử dụng theo hai cách là mã trải phổ hoặc để tạo ra ký hiệu trực giao. Các hàm Walsh được tạo ra bằng các ma trận vuông đặc biệt được gọi là các ma trận Hadamard. Các ma trận này có đặc điểm: có một hàng chứa toàn số “0”, và các hàng còn lại có số con số “0” bằng với số con số “1”. Hàm Walsh được cấu trúc cho độ dài khối N = 2j, trong đó j là số nguyên dương. Các tổ hợp mã ở các hàng của ma trận là các hàm trực giao được xác định theo ma trận Hamadard như sau:
: là đảo cơ số hai của HN.
1.9. Kết luận chương
Trong chương này đã giới thiệu sơ lược về đặc điểm hệ thống W-CDMA, các kỹ thuật trải phổ đặc biệt là kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS. Với kỹ thuật trải phổ này thì chỉ có máy thu chủ đích mới giải điều chế được tín hiệu và kỹ thuật này cũng giải quyết được vấn đề nhiễu đa đường, nhiễu đường lên và đường xuống sử dụng các mã trải phổ khác nhau để tách tín hiệu. Đồng thời trong chương này đưa ra kiến trúc tổng quan hệ thống W-CDMA, trong chương tiếp theo chúng ta sẽ đi vào nghiên cứu mạng truy nhập UTRAN trong UMTS
H1 = 0 ; 0 0 0 1 H2 = HN HN HN HN H2N = HN 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 H4 =
CHƯƠNG 2 : LỚP VẬT LÝ W-CDMA [1], [4], [8], [9], [11]
Cuối những năm 1980, tổ chức viễn thông quốc tế về thông tin vô tuyến (ITU- R) thuộc liên hợp quốc đưa ra yêu cầu hệ thống thông tin di động 3G.
Đề xuất đưa ra hệ thống thông tin di động phát triển trong tương lai. Phổ tần số được đề nghị và cấp phép trên toàn thế giới năm 1992 (WARC-92) với dải phổ 230MHz trong băng tần 2GHz từ 1885-2025 MHz và 2110-2200 MHz.
IMT-2000 với việc xử lý phổ hiệu quả và hỗ trợ các dịch vụ có tốc độ từ vài kbps lên tới 2 Mbps, IMT-2000 nhằm cung cấp một vùng phủ sóng vô tuyến toàn cầu cho phép chuyển vùng toàn cầu. Hệ thống IMT-2000 được thiết kế linh hoạt cho phép hoạt động trong bất kì môi trường truyền dẫn nào chẳng hạn như trong nhà, ngoài trời, và di chuyển trên xe.
Trong phần này chúng ta sẽ làm nổi bất tính năng chính của lớp vật lý của UMTS