PHÍÌN I : MAƠNG THƯNG TIN DI ĂƯƠNG VAĐ K THƠT TRĂI PHƯÍ
2. 4 Hïơ thưịng nhăy thúđi gian (TH/SS)
Nhăy thúđi gian tûúng tûơ nhû ăiïìu chïị xung. Nghơa lađ, dy m ăơng/múê bươ phât, thúđi gian ăơng/múê bươ phât ặúơc chín ăưíi thađnh daơng tđn hiïơu giă ngíỵu nhiïn theo maơ vađ ăaơt ặúơc 50% ýịu tưị tâc ăương trìn díỵn trung bịnh. Sûơ khâc nhau nh so vúâi hïơ thưịng FH/SS ăún giăn lađ trong khi tíìn sưị trìn díỵn biïịn ăưíi theo mưỵi thúđi gian chip m trong hïơ thưịng FH/SS thị sûơ nhăy tíìn sưị chĩ xăy ra trong traơng thâi dõch chín dy m trong hïơ thưịng TH/SS. Hịnh 2.11 lađ sú ăưì khưịi ca hïơ thưịng TH/SS. Ta thíịy rùìng bươ ăiïìu chïị ríịt ăún giăn vađ bíịt kyđ mươt daơng sơng cho phêp ăiïìu chïị xung theo m ăïìu cơ thïí ặúơc sûê duơng ăưịi vúâi bươ ăiïìu chïị TH/SS.
TH/SS cơ thïí lađm giăm giao diïơn giûơa câc hïơ thưịng trong hïơ thưịng ghêp kïnh theo thúđi gian vađ vị muơc ăđch nađy mađ sûơ chđnh xâc thúđi gian ặúơc ýu cíìu trong hïơ thưịng nhùìm tưịi thiïíu hơ ăươ dû giûơa câc mây phât. M hô nïn ặúơc sûê duơng mươt câch cíín thíơn vị sûơ tûúng ăưìng câc ăùơc tđnh nïịu sûê duơng cuđng mươt phûúng phâp nhû câc hïơ thưịng thưng tin m hô khâc.
Do hïơ thưịng TH/SS cơ thïí bõ ănh hûúêng dïỵ dađng búêi giao thoa nïn cíìn sûê duơng hïơ thưịng tưí húơp giûơa hïơ thưịng nađy vúâi hïơ thưịng FH/SS ăïí loaơi trûđ giao thoa
cơ khă nùng gíy nïn suy giăm lúân ăưịi vúâi tíìn sưị ăún.
2.5 - So sânh câc hïơ thưịng SS
Mưỵi loaơi hïơ thưịng ăïìu cơ nhûơng ûu nhûúơc ăiïím. Viïơc choơn hïơ thưịng nađo phăi dûơa trïn câc ûâng duơng ăùơc thuđ. Chng ta s so sânh câc hïơ thưịng DS, FH vađ TH.
Câc hïơ thưịng DS/SS giăm nhiïỵu giao thoa bùìng câch trăi rương nơ úê mươt phưí tíìn rương. Trong câc hïơ thưịng FH/SS úê moơi thúđi ăiïím cho trûúâc, nhûơng ngûúđi sûê duơng phât câc tíìn sưị khâc nhau vị thïị cơ thïí trânh ặúơc nhiïỵu giao
thoa. Câc hïơ thưịng TH/SS trânh nhiïỵu giao thoa bùìng câch trânh khưng ăïí nhiïìu hún mươt ngûúđi sûê duơng phât trong cuđng mươt thúđi ăiïím.
Cơ thïí thiïịt kïị câc hïơ thưịng DS/SS vúâi giăi ăiïìu chïị nhíịt qn vađ khưng nhíịt qn. Tuy nhiïn, do sûơ nhăy chín tíìn sưị phât nhanh ríịt khơ duy trị ăưìng bươ pha úê câc hïơ thưịng FH/SS vị thïị chng thûúđng ăođi hi giăi ăiïìu chïị khưng nhíịt qn. Trong thûơc tïị câc hïơ thưịng DS/SS cơ chíịt lûúơng tưịt hún do sûê duơng giăi ăiïìu chïị nhíịt qn nhûng giâ thađnh ca maơch khô pha sơng mang ăùưt. Vúâi cuđng tưịc ăươ ăưìng hưì ca bươ taơo m PN, FH/SS cơ thïí nhăy trïn bùng tíìn rương hún nhiïìu so vúâi bùng tíìn ca tđn hiïơu DS/SS. Ngoađi ra cơ thïí taơo ra tđn hiïơu TH/SS cơ ăươ rương bùng tíìn rương hún nhiïìu ăươ rương bùng tíìn ca DS/SS khi bươ taơo chỵi ca hai hïơ thưịng nađy cuđng tưịc ăươ ăưìng hưì. FH/SS cng loaơi trûđ ặúơc câc kïnh tíìn sưị gíy nhiïỵu giao thoa maơnh vađ thûúđng xn. DS/SS nhaơy căm nhíịt vúâi víịn ăïì gíìn xa. Câc hïơ thưịng FH/SS dïỵ bõ thu trươm hún so vúâi hïơ thưịng DS/SS.
Thúđi gian bùưt maơ úê câc hïơ thưịng FH/SS ngùưn nhíịt, tuy nhiïn mây phât vađ mây thu úê hïơ thưịng FH/SS ăùưt do sûơ phûâc taơp ca bươ tưíng húơp tíìn sưị.
Câc hïơ thưịng FH/SS chõu ặúơc phading nhiïìu tia vađ câc nhiïỵu. Câc mây thu DS/SS ăođi hi maơch ăùơc biïơt ăïí lađm viïơc thoă mn trong mưi trûúđng nơi trïn.
2.6 - Hïơ thưịng lai (Hybrid)
Bïn caơnh câc hïơ thưịng ă miïu tă úê trïn, ăiïìu chïị hybrid cuêa hïơ thưịng DS vađ FH ặúơc sûê duơng ăïí cung cíịp thïm câc ûu ăiïím cho ăùơc tđnh tiïơn lúơi ca mưỵi hïơ thưịng. Thưng thûúđng ăa sưị câc trûúđng húơp sûê duơng hïơ thưịng tưíng húơp bao gưìm (1) FH/DS, (2) TH/FH, (3) TH/DS.
Câc hïơ thưịng tưíng húơp ca hai hïơ thưịng ăiïìu chïị trăi phưí s cung cíịp câc ăùơc tđnh mađ mươt hïơ thưịng khưng thïí cơ ặúơc. Mươt maơch khưng cíìn phûâc taơp lùưm cơ thïí bao gưìm búêi bươ taơo dy m vađ bươ tưí húơp tíìn sưị cho trûúâc.
2.6.1. FH/DS
Hïơ thưịng FH/DS sûê duơng tđn hiïơu ăiïìu chïị DS vúâi tíìn sưị trung tím ặúơc chín nhăy mươt câch ắnh kyđ. Phưí tíìn sưị ca bươ ăiïìu chïị ặúơc minh hoơa trïn hịnh 2.12. Mươt tđn hiïơu DS xịt hiïơn mươt câch tûâc thúđi vúâi ăươ rương bùng lađ mươt phíìn trong ăươ rương bùng ca ríịt nhiïìu câc tđn hiïơu trăi phưí chưìng líịn vađ tđn hiïơu toađn bươ xịt hiïơn nhû lađ sûơ chín ăương ca tđn hiïơu DS túâi ăươ rương bùng khâc nhúđ câc míỵu tđn hiïơu FH. Hïơ thưịng tưíng húơp FH/DS ặúơc sûê duơng vị câc l do sau ăíy:
1. Dung lûúơng trăi phưí.
2. Ăa truy nhíơp vađ thiïịt líơp ắa chĩ phín tân. 3. Ghêp kïnh.
Hïơ thưịng ăiïìu chïị tưíng húơp cơ nghơa ăùơc biïơt khi tưịc ăươ nhõp ca bươ taơo m DS ăaơt túâi giâ trõ cûơc ăaơi vađ giâ trõ giúâi haơn cuêa kïnh FH. Vđ duơ, trong trûúđng húơp ăươ rương bùng RF ýu cíìu lađ 1 Ghz thị hïơ thưịng DS ýu cíìu mươt bươ taơo m tûâc thúđi cơ tưịc ăươ nhõp lađ 1136 Mc/s vađ khi sûê duơng hïơ thưịng FH thị ýu cíìu mươt bươ trươn tíìn ăïí taơo ra tíìn sưị cơ khoăng câch 5 KHz. Tuy nhiïn, khi sûê duơng hïơ thưịng tưíng húơp thị ýu cíìu mươt bươ taơo m tûâc thúđi 114 Mc/s vađ mươt bươ trươn tíìn ăïí taơo ra 20 tíìn sưị.
Bươ phât tưíng húơp FH/DS nhû trïn hịnh 2.13 thûơc hiïơn chûâc nùng ăiïìu chïị DS nhúđ biïịn ăưíi tíìn sưị sơng mang (sơng mang FH lađ tđn hiïơu DS ặúơc ăiïìu chïị) khưng giưịng nhû bươ ăiïìu chïị DS ăún giăn. Nghơa lađ, cơ mươt bươ taơo m ăïí cung cíịp câc m vúâi bươ trươn tíìn ặúơc sûê duơng ăïí cung cíịp câc daơng nhăy tíìn sưị vađ
mươt bươ ăiïìu chïị cín bùìng ăïí ăiïìu chïị DS.
Sûơ ăưìng bươ thûơc hiïơn giûơa câc míỵu m FH/DS biïíu thõ rùìng phíìn míỵu DS ă cho ặúơc xâc ắnh taơi cuđng mươt võ trđ tíìn sưị lc nađo cng ặúơc trìn qua mươt kïnh tíìn sưị nhíịt ắnh. Nhịn chung thị tưịc ăươ m ca DS phăi nhanh hún tưịc ăươ nhăy tíìn. Do sưị lûúơng câc kïnh tíìn sưị ặúơc sûê duơng nh hún nhiïìu so vúâi sưị lûúơng câc chip m nïn tíịt că câc kïnh tíìn sưị nùìm trong tưíng chiïìu dađi m s ặúơc sûê duơng nhiïìu líìn. Câc kïnh ặúơc sûê duơng úê daơng tđn hiïơu giă ngíỵu nhiïn nhû trong trûúđng húơp câc m.
Bươ tûúng quan ặúơc sûê duơng ăïí giăi ăiïìu chïị tđn hiïơu ă ặúơc m hơ trûúâc khi thûơc hiïơn giăi ăiïìu chïị bùng tíìn gưịc taơi ăíìu thu; bươ tûúng quan FH cơ mươt bươ tûúng quan DS vađ tđn hiïơu dao ăương nươi ặúơc nhín vúâi tíịt că câc tđn hiïơu thu ặúơc. Hịnh 2.14 miïu tă mươt bươ thu FH/DS ăiïín hịnh. Bươ taơo tđn hiïơu dao ăương nươi trong bươ tûúng quan giưịng nhû bươ ăiïìu chïị phât trûđ 2 ăiïím sau: 1- Tíìn sưị trung tím ca tđn hiïơu dao ăương nươi ặúơc cưị ắnh bùìng ăươ lïơch tíìn sưị trung gian (IF).
2- M DS khưng bõ biïịn ăưíi vúâi ăíìu vađo bùng gưịc.
Giâ trõ ăươ lúơi xûê l dB ca hïơ thưịng tưíng húơp FH/DS cơ thïí ặúơc tđnh bùìng tưíng ca ăươ lúơi xûê l ca hai loaơi ăiïìu chïị trăi phưí ăơ.
GP(FH/DS) = GP(FH) + GP(DS) = 10log (sưị lûúơng câc kïnh) + 10log (BWDS/Rinfo)
Do ăô, giúâi haơn giao thoa trúê nïn lúân hún so vúâi hïơ thưịng FH hĩơc hïơ thưịng DS
ăún giăn.
2.6.2. TH/FH
Hïơ thưịng ăiïìu chïị TH/FH ặúơc âp duơng rương ri khi mịn sûê duơng nhiïìu thú bao cơ khoăng câch vađ cưng sịt khâc nhau taơi cuđng mươt thúđi ăiïím. Vúâi sưị lûúơng viïơc xâc ắnh ắa chĩ lađ trung bịnh thị nïn sûê duơng mươt hïơ thưịng m ăún giăn hún lađ mươt hïơ thưịng trăi phưí ăùơc biïơt. Khuynh hûúâng chung lađ taơo ra mươt hïơ thưịng chín maơch ăiïơn thoaơi vư tịn cơ thïí chíịp nhíơn câc hoaơt ăương cú băn cuêa hïơ thưịng nhû lađ sûơ truy nhíơp ngíỵu nhiïn hĩơc sûơ ắnh võ câc ắa chĩ phín tân. Ăơ cng lađ mươt hïơ thưịng cơ thïí giăi qịt câc víịn ăïì liïn quan ăïịn khoăng câch. Nhû trïn hịnh 2.15 ta thíịy hai ăíìu phât vađ thu ă ặúơc xâc ắnh vađ mây phât úê ặúđng thưng khâc hoaơt ăương nhû lađ mươt ngìn giao thoa khi ặúđng thưng
ăơ ặúơc thiïịt líơp. Hún nûơa, sûơ khâc nhau vïì khoăng câch giûơa mây phât bïn caơnh vađ mây phât thûơc hiïơn thưng tin cơ thïí gíy ra nhiïìu víịn ăïì.
Hïơ thưịng nađy lađm giăm ănh hûúêng giao thoa chíịp nhíơn ặúơc ca hïơ thưịng thưng tin trăi phưí xịng túâi vađi ăươ.
Do ănh hûúêng ca khoăng câch gíy ra cho tđn hiïơu thu khưng thïí loaơi trûđ ặúơc chĩ vúâi viïơc xûê l tđn hiïơu ăún giăn mađ mươt khoăng thúđi gian trìn díỵn nhíịt ắnh nïn ặúơc xâc ắnh ăïí trânh hiïơn tûúơng chưìng líịn câc tđn hiïơu taơi mươt
thúđi ăiïím.
2.6.3. TH/DS
Nïịu phûúng phâp ghêp kïnh theo m khưng ăâp ûâng câc ýu cíìu giao diïơn ặúđng trìn khi sûê duơng hïơ thưịng DS thị hïơ thưịng TH ặúơc sûê duơng thay thïị ăïí cung cíịp mươt hïơ thưịng TDM cho khă nùng ăiïìu khiïín tđn hiïơu. u cíìu sûơ ăưìng bươ nhanh ăưịi vúâi sûơ tûúng quan m giûơa câc ăíìu cịi ca hïơ thưịng DS, hïơ thưịng TH ặúơc giăi qịt cho trûúđng húơp nađy. Nghơa lađ, ăíìu cuưịi thu cuêa hïơ thưịng DS nïn cơ mươt thúđi gian chđnh xâc ăïí kđch hoaơt TDM, ăïí ăưìng bươ chđnh xâc m taơo ra taơi chưỵ trong thúđi gian chip ca maơ PN.
Hún nûơa, thiïịt bõ ăiïìu khiïín ăơng/múê chín maơch ặúơc ýu cíìu ăïí thïm TH-TDM vađo hïơ thưịng DS. Trong trûúđng húơp nađy thị kïịt cịi ăơng/múê chín
maơch cơ thïí ặúơc trđch ra mươt câch dïỵ dađng tûđ bươ taơo m sûê duơng ăïí taơo ra câc m trăi phưí vađ hún nûơa thiïịt bõ ăiïìu khiïín ăơng/múê ặúơc sûê duơng ăïí tâch câc traơng thâi ghi dõch cíịu thađnh bươ taơo m vađ dûơa trïn câc kïịt quă, sưị lûúơng n cưíng ặúơc sûê duơng ăïí kđch hoaơt bươ phât cơ thïí ặúơc thiïịt líơp mươt câch ăún giăn. Hịnh 2.16 minh hoaơ bươ phât vađ bươ thu TH/DS. Bươ thu ríịt giưịng nhû bươ phât ngoaơi trûđ phíìn phđa trûúâc vađ mươt phíìn ca bươ taơo tđn hiïơu ăiïìu khiïín ặúơc sûê duơng ăïí kđch hoaơt traơng thâi ăơng/múê ca tđn hiïơu ăïí nơ trìn ăi. Ăiïìu ăơ nhíơn ặúơc nhúđ choơn traơng thâi bươ ghi dõch sao cho bươ ghi dõch nađy ặúơc taơo mươt câch lùơp laơi trong q trịnh choơn m ăưịi vúâi ăiïìu khiïín thúđi gian. Trong bươ taơo m dađi nhíịt bíơc n thị ăiïìu kiïơn thûâ nhíịt tưìn taơi vađ ăiïìu nađy ặúơc lùơp laơi vúâi chu kyđ lađ m. Khi choơn bíơc (n-r) vađ tâch tíịt că câc traơng thâi ca nơ thị bươ taơo m cơ taơo tđn hiïơu giă ngíỵu nhiïn phín bưị dađi gíịp hai líìn chu kyđ m. Nhû úê trïn thị n biïíu thõ ăươ dađi bươ ghi dõch vađ r nghơa lađ bíơc ghi dõch khưng tâch ặúơc
Cng víơy, viïơc taơo ăíìu ra vađ chu kyđ taơo trung bịnh cơ khoăng câch giă ngíỵu nhiïn cơ thïí ặúơc choơn nhúđ m trong chu kyđ giă ngíỵu nhiïn. Loaơi phín chia thûơc hiïơn trong quâ trịnh chu kyđ giă ngíỵu nhiïn nađy cơ thïí cơ nhiïìu ngûúđi
sûê duơng kïnh ăïí cơ nhiïìu truy nhíơp vađ cơ chûâc nùng tiïịn bươ hún so vúâi giao diïơn ghêp kïnh theo m ăún giăn.
2.7 - Daơy PN
Dy nhõ phín PN ă ặúơc biïịt nhû lađ mươt dy ghi dõch cơ phăn hưìi tịn tđnh dađi nhíịt hay mươt dy m cơ thïí taơo thađnh bươ ghi dõch bíơc m, dy m {mj}cơ chu kyđ lađ (2m - 1) vađ cơ thïí ặúơc taơo ra búêi phûúng trịnh ăa thûâc h(x)
h(x) = xn + hn-1 xn- 1 + ... + h1 x + 1 (2.25)
hi cơ giâ trõ nhõ phín 0 hĩơc 1 theo phûúng trịnh sau:
Hịnh 2.17 lađ mươt bươ taơo dy m. Mưỵi chỵi m taơo ra búêi h(x) cơ (2m - 1) con sưị 1 vađ
(2m-1-1) con sưị 0 . Dy m cơ mươt hađm tûúng quan tìn hoađn vúâi hai giâ trõ sûê duơng phûúng trịnh sau: (2.27) ) 26 . 2 ( m m h ... m h m h mj = 1 j−1 ⊕ 2 j−2⊕ ⊕ n−1 j−n+1⊕
Trong phûúng trịnh trïn thị ( biïíu thõ maơch modul 2 (XOR) vađ w {mi(mi+j}lađ giâ trõ troơng sưị ca dy {mi ( mi+j}(nghơa lađ sưị lûúơng con sưị 1 trong {mi ( mi+j}). Thûơc tïị thị dy {mj} cơ giâ trõ {0,1} thûúđng ặúơc phât ăi úê
daơng sơng hai cûơc p(t) vúâi biïn ăươ +, - thu ặúơc nhúđ phûúng trịnh sau:
(2.28)
Trong phûúng trịnh trïn thị g(t) lađ ăươ rương chip Tc vađ lađ mươt xung chûơ nhíơt cơ biïn ăươ ăún võ. Dy {pj} lađ mươt dy giâ trõ {-1, 1} cơ sûơ tûơ ăương tûúng quan giưịng nhû lađ daơy {mj}.
(2.29)
Phûúng trịnh trïn lađ thûơc, vị cương mod -2 thïm ( vúâi {mj} trúê thađnh phêp nhín vúâi {pj}. Hađm tûơ ăương tûúng quan tiïu chín ca daơng sơng hai cûơc tìn hoađn p(t) biïíu thõ cho daơy m seơ thu ặúơc nhúđ sûê duơng phûúng trịnh.
(2.30)
Daơng sơng p(t) trïn hịnh v 2.18
Míơt ăươ phưí cưng sịt ca daơng sơng p(t) dy m lađ phêp biïịn ăưíi Fourier ca p(t) vađ ặúơc tđnh bùìng phûúng trịnh:
Hịnh 2.18. Hađm tûơ ăương tûúng quan tiïu chín ca daơy m
Hịnh 2.19. Míơt ăươ phưí cưng sịt ca dy m
Trong hịnh trïn chng ta cơ thïí thíịy rùìng khi chu kyđ ca dy m dađi ra hún thị câc ặúđng phưí trúê nïn gíìn nhau hún. Ăùơc tđnh ca dy m ă biïịt. Dy m cơ thïí tuín theo 2 chip m trong p(t) vađ cơ thïí ặúơc sao chêp búêi bươ nhiïỵu duđng ăïí tđnh tơn ặúđng kïịt nưịi phăn hưìi ca bươ ghi dõch phăn hưìi tịn tđnh sûê duơng thơt tơn Berlakame. Ăïí níng cao khă nùng chưịng nhiïỵu, câc ăíìu ra tûđ bươ ghi dõch phăn hưìi tịn tđnh khưng ặúơc sûê duơng tûâc thúđi. Thay vađo ăơ, ăíìu ra tûđ nhiïìu ăíìu cịi cơ thïí tưí húơp laơi thađnh maơch logic khưng tịn tđnh nhùìm taơo ặúơc ăíìu ra dy PN. Chđnh vị thûơc tïị nađy mađ câc dy PN thûơc hiïơn sûơ tđnh tôn bươ taơo dy nhúđ viïơc xem xêt mươt sưị dy. Câc chỵi dy PN lađ bđ míơt vađ vị víơy
( ) ( ) ( ) (2 1)T (2.31) j 2 2 / T 2 / T sin 1 2 2 w ) 1 2 ( 1 ) w ( S 0 j m c 2 c c 2 m m 2 m ∑∞ = − − − + − = δ ω Π ω ω δ
mađ nơ ặúơc biïịn ăưíi mươt câch liïn tuơc. Trong mươt ûâng duơng nhû ăa truy nhíơp theo m DS thị câc ăùơc tđnh ăưìng tûúng quan ca dy PN lađ quan troơng nhû câc ăùơc tđnh tûơ ăương tûúng quan. Trong trûúđng húơp dy m thị t sưị kđch cúơ tưịi ăa Ruv.max ca hađm ăưìng tûúng quan giûơa 2 dy m {uj} vađ {vj} ăưịi vúâi kđch cúâ tưịi ăa R(0) = 2m - 1 cuêa hađm tûơ ăương tûúng quan lađ nhû sau: vúâi m = 11, nô lađ 0,14 vađ vúâi m = 3 nơ lađ 0,71. Cơ thïí choơn mươt bươ dy m nh mađ dy nađy cơ giâ trõ ăưìng tûúng quan lúân nhíịt thíơm chđ cođn nh hún, khi ăơ giâ trõ ca dy m trong subset lađ ă nh vađ vị thïị khưng thïí sûê duơng trong CDMA. Daơy Gold, Kasami vađ Bent vúâi chu kyđ 2m - 1 cơ giâ trõ ăưìng tûúng quan ẳnh sao cho ă nhoê vađ thđch húơp vúâi ăa truy nhíơp theo m DS.
Trong băng 2.1 lađ câc giâ trõ ẳnh ca ăưìng tûúng quan tưịi ăa ăưịi vúâi câc chỵi ă ặúơc cho trûúâc trong hịnh 2.20(a) vađ (b), cíịu trc bươ ghi dõch sûê duơng ăïí taơo dy Gold cơ chu kyđ 511 chip vađ 1023 chip ặúơc ặa ra.