Tín hiệu phát của các hệ thống thông tin trải phổ là tín hiệu băng rộng giống nh- tạp nhiễu. Việc trải tín hiệu là nhờ sử dụng các chuỗi giả ngẫu nhiên. Trong các hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp DS-SS, chuỗi PN đ-ợc dùng để trực tiếp trải phổ tín hiệu. Trong các hệ thống trải phổ nhảy tần FH-SS, mã trải phổ PN dùng để quyết định nhảy tần. Về bản chất các chuỗi PN đ-ợc tạo ra một cách xác định vì có nh- thế máy thu mới có thể khôi phục lại thông tin từ tín hiệu trải phổ đ-ợc. Nh-ng đối với các máy thu không định tr-ớc thì các chuỗi này đ-ợc thiết kế nh- những chuỗi ngẫu nhiên. Vì thế các dạng sóng tín hiệu trải phổ nhờ chuỗi PN cũng có dạng giống tạp ngẫu nhiên.
Nh- vậy có thể thấy hiệu quả một hệ thống thông tin trải phổ hay nói cách khác là chất l-ợng một hệ thống thông tin trải phổ phụ thuộc rất nhiều vào khả năng đồng bộ chuỗi PN giữa máy thu và máy phát. Cũng nh- các hệ thống thông tin khác hệ thống thông tin trải phổ cũng khối khôi phục đồng
bộ. Trong phạm vi đồ án này, chúng ta chỉ quan tâm đến đồng bộ chuỗi PN, dĩ nhiên hệ thống thông tin trải phổ cũng phải có phục hồi, đồng bộ sóng mang...Để đồng bộ chuỗi PN th-ờng có hai b-ớc: b-ớc thứ nhất gọi là bắt, là b-ớc điều chỉnh độ lệch pha của tín hiệu PN tới và tín hiệu PN nội trong một khoảng nào đó cở một chip hoặc nhỏ hơn. B-ớc thứ hai gọi là bám, thực hiện việc điều chỉnh tinh để làm sai lệch pha tiến tới không.
Sơ đồ chức năng của máy thu DS-SS đ-ợc trình bày trong hình 2.8.
Khôi phục/bám sóng mang Bám tín hiệu PN Bắt tín hiệu PN Giải trải / Giải điều chế ) ( ˆ t b ) 2 cos( fct ) 2 cos( fct ) (t c ) (t1 c ) (t1 c c T 1 r(t)=s(t)+n(t)
Hình 2.8: Sơ đồ khối chức năng máy thu trong hệ thống DS-SS
Trong hình 2.8, tín hiệu tới máy thu bao gồm tín hiệu có ích s(t) và tạp nhiễu trắng cộng tính Gauss n(t) với mật độ phổ công suất hai biên N0/2 (W/Hz).
r(t) = s(t)+n(t)
s(t) Pc(t 1)b(t 1)cos[2 f t c )] (2.12) Trong đó:
- P là công suất trung bình của tín hiệu s(t) tại đầu máy thu; - c(t) là tín hiệu PN;
- b(t) =1 là dữ liệu; - fc là tần số sóng mang; - là pha sóng mang;
Thông th-ờng đầu vào máy thu có bộ lọc thông dải băng rộng bao trùm toàn bộ băng tần của tín hiệu SS, với tần số trung tâm là fc. Bộ lọc sẽ lọc toàn bộ nhiễu và tạp âm ngoài dãi. Với tín hiệu DS - SS, độ rộng của băng tần vào khoảng 2/Tc.
Nh- mô tả trên hình 2.9, máy thu cần thực hiện một số chức năng nh-: bắt PN, bám PN, phục hồi, bám sóng mang, giải trải phổ, giải điều chế, tín hiệu. Phân hệ bắt có nhiệm vụ tạo ra chuỗi c(t ), với 1 Tc, với
là một hằng số nhỏ. Để có đ-ợc nằm trong khoảng ( 1 T ,c 1 T )c , phân hệ bắt phải thực hiện tìm kiếm xuyên suốt một tập pha có t-ơng quan lớn với tín hiệu PN tới. Một khi pha của tín hiệu PN tới và tín hiệu PN nội nằm trong khoảng Tc, mạch bám mới bắt đầu hoạt động, và nhờ vào vòng hồi tiếp mạch bám làm cho lệch pha giữa hai tín hiệu PN tiến tới không. Mạch phục hồi sóng mang tách tín hiệu sóng mang cos(2 f t c )từ tín hiệu tới. Tín hiệu sóng mang và tín hiệu PN từ mạch bám cần cho quá trình giải trải phổ và giải điều chế để thu đ-ợc ˆb(t), một đại l-ợng dự đoán của b(t). Các tín hiệu sóng mang và PN khôi phục đ-ợc còn cần cho các chức năng khác, ngoài ra dữ liệu còn hỗ trợ cho quá trình khôi phục sóng mang và tín hiệu PN.
Trong nhiều tr-ờng hợp việc thu bắt PN thực hiện tr-ớc hay đồng thời với khôi phục sóng mang và bám. Vì thế giải điều chế sóng mang không kết hợp đ-ợc cần phải dùng với mạch bắt. Một khi pha của tín hiệu PN đã đ-ợc bắt thì mạch bám đ-ợc khởi động.
Ch-ơng 3
Kỹ thuật trải phổ trong thông tin di động cdma
Khi hình thành ý t-ởng trải phổ tín hiệu, ng-ời ta chỉ mong muốn với mục đích chống nhiễu và bảo mật cho hệ thống thông tin. Tuy nhiên sau này ng-ời ta còn phát hiện ra một tác dụng to lớn của trải phổ là khả năng đa tru nhập của hệ thống . Đây là một -u điểm thực sự hấp dẫn không chỉ cho thông tin quân sự mà đặc biệt là sử dụng trong thông tin th-ơng mại. Với ý t-ởng ấy, Qualcom đã phát triển công nghệ CDMA cho thông tin di động và đến nay nó đã trở thành công nghệ thống trị ở một số nơi trên thế giới nh-: Bắc Mĩ, Nhật Bản, Hàn Quốc...
Phạm vi ch-ơng này đề cập đến các -u điểm, ứng dụng của ph-ơng pháp đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) và thiết kế giao diện hệ thống cho thông tin di động CDMA One.