- Tính khơng õ àng về ph t ong khơi phục sóng m ng PSK
5.4. ĐA TRUY CẬP PHÂN CHIA THEO MÃ (CDMA)
5.4.1. H thống CDMA
Theo truyền thống các hệ thống đa truy nh p phân chia theo mã C MA phần lớn được sử dụng rộng rãi trong quân đội như là một biện pháp hoạt động truyền thơng vơ tuyến bí m t trong điều kiện nhiễu rất lớn. Trong nh ng năm gần đây tính chống nhiễu của C MA trong thơng tin đa điểmc ng với đặc tính hiệu suất phổ rất tốt là nh ng ưu điểm nổi trội được d ng cho thơng tin dạng tế bào cơng cộng.
Hồng Quang Trung –Bộ mơn Cơng nghệ Truyền thơng Page 100
Hình 5.8. ăng thơng của tín hiệu trải phổ
Có hai hệ thống C MA rất khác nhau được phân loại thành C MA chuỗi trực tiếp và C MA nhảy tần. Cả hai hệ thống này đều đòi h i băng thông truyền dẫn lớn gấp nhiều lần so với nhu cầu của mỗi người sử dụng riêng rẽ, và năng lượng của mỗi tín hiệu của người sử dụng dàn trải theo thời gian trên kênh truyền. o v y kỹ thu t này thường gọi là hệ thống trải phổ.
5.4.2. CDMA nhả tần (FH-CDMA)
hảy tần địi h i phải có tín hiệu thơng dải hẹp cho mỗi người sử dụng và thay đổi liên tục vị trí tần số của ch ng theo thời gian. Trong môi trường k m chọn lọc tần số, lợi ích của việc thay đổi tần số như v y là để đảm bảo rằng tín hiệu của một người sử dụng bất kỳ sẽ không bị yếu trong khoảng thời gian dài. R ràng để nhảy tần có hiệu quả, người sử dụng phải nhảy qua băng thông lớn hơn nhiều so với một khe hẹp do tính lựa chọn k m. Để đảm bảo rằng một số người sử dụng nào đó sẽ khơng bao giờ (hoặc ít khi) rơi vào c ng một khe tần số trong c ng một thời điểm (sẽ gây ra nhiễu lẫn nhau), các tần số sóng mang sẽ được cấp theo th tự định trước hoặc theo mã.
Hồng Quang Trung –Bộ mơn Cơng nghệ Truyền thông Page 101 hảy tần sẽ đạt hiệu quả cao nhất khi sử dụng tốc độ nhảy tần nhanh (hàng nghìn lần trong 1 giây) để thơng tin không bị gián đoạn do fading hoặc nhiễu lẫn nhau trong mọi khoảng thời gian bất kỳ. Tuy nhiên điều này gây ra khó khăn trong việc thiết kế bộ tổng hợp chuyển mạch nhanh và bộ khuếch đại cơng suất băng rộng mà trong thực tế nó ch phối giới hạn trên của tốc độ nhảy tần. Đồng thời các kênh băng hẹp rất dễ bị ảnh hưởng của dịch tần oppler, lỗi của bộ dao động nội, và các kỹ thu t b là rất khó khăn đối với tốc độ nhảy tần lớn. hảy tần cũng làm cho hệ thống ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu băng hẹp rời rạc và các hiệu ng gần-xa.
5.4.3. Thí d minh h a CDMA nhả tần
Ch ng ta đã xếp hệ thống tế bào số của Châu Âu GSM vào loại hệ thống T MA nhưng nó cũng được dự phịng trong tiêu chuẩn thay đổi tần số trên cơ sở từng khung làm cho nó trở thành hệ thống C MA nhảy tần tốc độ trung bình (Y đoạn giây).
Hình 5.10. Minh họa nhảy tần trong hệ thống GSM
Có hai động lực th c đẩy việc đưa thêm sự ph c tạp hơn của nhảy tần vào GSM. Th nhất, băng thông kênh 00 k của GSM là không đủ lớn hơn so với băng thông liên kết của môi trường đa đường do v y không bị xấu đi do băng hẹp. Th hai, nếu có một nguồn nhiễu mạnh vào một kênh thì quá trình nhảy tần sẽ đảm bảo rằng các khung sẽ ch bị xấu đi một cách ngẫu nhiên.
5.4.4. CDMA huỗi trự ti
Trong C MA chuỗi trực tiếp, tín hiệu băng hẹp phát đi từ mỗi người sử dụng được trải rộng một cách liên tục và m ng trên tồn băng thơng rộng theo cách chuỗi trải phổ. ằng cách trộn lẫn d liệu băng hẹp của
Hồng Quang Trung –Bộ mơn Cơng nghệ Truyền thơng Page 102 người sử dụng với tín hiệu băng rộng xác định trước tạo ra tại chỗ, năng lượng từ người sử dụng được trải rộng chiếm băng thông gần bằng nguồn băng rộng. Tín hiệu trải phổ băng rộng được tạo ra bằng máy phát chuỗi giả ngẫu nhiên được đặt ở tốc độ rất cao (tốc độ rung).
Hình 5.11. Sơ đồ thực hiện C MA chuỗi trực tiếp
Cần phải trải phổ trong máy thu để khơi phục tín hiệu điều chế d liệu của người sử dụng băng hẹp, quá trình này được thực hiện bằng cách trộn tín hiệu thu được với chuỗi giả ngẫu nhiên định thời chính xác đồng nhất. Q a trình tương quan này có tác dụng đảo ngược tiến trình trải phổ ở máy phát. Tuy nhiên giải trải phổ ch xảy ra nếu đ ng là chuỗi được sử dụng ở cả hai đầu tuyến và nếu hai chuỗi này được chuẩn thời gian với
nhau.
Việc gh p nhiều thuê bao có thể được thực hiện trong C MA chuỗi trực tiếp bằng cách cấp cho mỗi người sử dụng một mã trải phổ hoặc phân phối các thời điểm khác nhau trong mã trải phổ chung. Ch có phần mà năng lượng phổ băng rộng được trải ra bằng một mã giống với mã d ng trong máy thu thì mới được phát hiện. o v y nhiều người sử dụng có thể c ng tồn tại trong c ng băng thông và c ng thời gian trên kênh truyền.
Hồng Quang Trung –Bộ mơn Cơng nghệ Truyền thơng Page 103
Hình 5.12. Sự thực hiện C MA chuỗi trực tiếp
Giống như nhảy tần, C MA trải phổ khắc phục được ảnh hưởng của tính chọn lọc yếu bằng cách đảm bảo rằng phần lớn năng lượng tín hiệu trải phổ nằm ngồi “khe” có tính chọn lọc yếu.
ếu có sự tương quan gi a các mã trải phổ, trường hợp này thường xảy ra, thì tất cả các người sử dụng khác trên kênh truyền sẽ có ảnh hưởng tới tín hiệu giải trải phổ của mỗi người sử dụng riêng biệt. Cuối c ng điều này tạo ra giới hạn số người có thể c ng được bố trí trên c ng một dải phổ để tránh năng lượng trải phổ không mong muốn tạo ra lỗi d liệu không thể chấp nh n được. Yếu tố nhiễu này cũng tạo ra yêu cầu nghiêm ngặt nhất về khống chế công suất của mọi kỹ thu t truy nh p, vì r ràng là nhiễu lẫn nhau gi a nh ng người sử dụng sẽ được cực tiểu hóa cho mỗi người sử dụng nếu tất cả họ đều hoạt động để tạo ra m c cơng suất trải phổ bằng nhau ở phía thu.
5.4. . Thí d minh h a CDMA huỗi trự ti
ệ thống C MA được chấp nh n rộng rãi nhất (ngoài quân đội) là do QUA COM (một công ty của Mỹ) khởi xướng và được thể hiện trong tiêu chuẩn IS-95 cho các ng dụng của điện thoại tế bào. Giao diện vô tuyến này là một dạng của C MA chuỗi trực tiếp, trải phổ tín hiệu thoại hoặc d liệu của mỗi người sử dụng trên băng thông kênh 1, 5 M .
5.4. . Ưu, nhượ đi m ủa CDMA
Hoàng Quang Trung –Bộ mơn Cơng nghệ Truyền thơng Page 104 Việc trải tín hiệu của người sử dụng vượt ra kh i độ rộng băng có tính chọn lọc k m có ưu điểm trong việc giải quyết nh ng khó khăn trong truyền thơng vơ tuyến. ó cung cấp khả năng bảo vệ trước tín hiệu nhiễu băng hẹp (ch ng được trải phổ do quá trình giải trải phổ trong máy thu C MA chuỗi trực tiếp).
Ưu điểm chính của C MA, của một hệ thống đa người d ng là khả năng thích ng một cách linh hoạt đối với dung lượng d liệu thay đổi của người sử dụng. Mỗi người sử dụng của hệ thống trải phổ C MA có thể tăng tốc độ điều chế và băng thông điều chế băng hẹp của mình mà khơng làm ảnh hưởng đến nh ng người sử dụng khác khi được trải phổ, miễn là người sử dụng không tăng tổng năng lượng băng rộng của tín hiệu tổng hợp của người sử dụng và dẫn đến tăng khả năng nhiễu lẫn nhau vượt quá dung sai của hệ thống khi giai trải phổ.