- s chỉ phụ thuộc mẫu lỗi mà khơng phụ thuộc từ mã: do đĩ
Hệ thống thơng tin di động CDMA
6.1. Giới thiệu chung
Thơng thường các kỹ thuật điều chế và giải điều chế được thiết kế trong hệ thống truyền thơng tin số sao cho hệ hoạt động sử dụng cơng suất và độ rộng băng tối thiểu, cĩ xác suất lỗi bit thấp trong mơi trường cĩ Gauss trắng dừng. Tuy nhiên các kỹ thuật điều chế này phải kết hợp thêm một số kỹ thuật khác mới cĩ thể chịu được trong mơi trường fading đa đường, chuyển động hoặc cĩ nguồn gây nhiễu cố ý hay khơng cĩ ý xen vào. Một kỹ thuật điều chế khác vốn cĩ tính chịu được mơi trường truyền dẫn phức tạp trên là kỹ thuật điều chế trải phổ.
Kỹ thuật trải phổ dùng độ rộng băng truyền vài bậc lớn hơn độ rộng tín hiệu truyền, nĩ khơng cĩ hiệu suất băng khi chỉ cĩ một người sử dụng, song lại cĩ hiệu suất khi nhiều người sử dụng cùng một lúc mà vẫn tránh được sự giao thoa với nhau. Ngồi việc chiếm băng tần rộng, tín hiệu trải phổ cịn cĩ tính chất giống như ồn khi so sánh với dữ liệu thơng tin số. Dạng sĩng trải phổ được điều khiển bởi dãy giả ồn (hay mã giả ồn - PN), chúng là dãy nhị phân biểu hiện như dãy ngẫu nhiên song được xác định bởi máy thu chủ định. Tín hiệu trải phổ được giải điều chế tại bộ thu khi tương quan chéo với dãy PN đúng sẽ giải trải tín hiệu, nhận được bản tin băng hẹp trong khi tương quan chéo với tín hiệu khơng mong muốn sẽ chỉ cho một lượng nhỏ của ồn băng rộng tại lối ra máy thu.
Điều chế trải phổ cĩ nhiều ưu điểm trong mơi trường radio di động. Nổi bật là khả năng chống giao thoa ssa truy cập vốn cĩ của nĩ. Vì rằng mỗi người dùng được phân một mã duy nhất gần như trực giao với mã của người khác nên bộ thu tách người dùng dựa trên mã mõi người mặc dù họ dùng chung phổ trong cùng một thời gian. Khơng chỉ tách được từ nhiều người dùng khác mà nĩ cịn cĩ thể khơi phục được khi bị phá bởi tín hiệu giao thoa băng hẹp. Do ảnh hưởng của tín hiệu băng hẹp chỉ tác động lên một phần nhỏ tín hiệu trải phổ nên nĩ dễ dàng lấy đi bằng bộ lọc khía chữ V mà khơng làm mất nhiều thơng tin. Ngồi ra do dùng chung tần số nên khơng cần kế hoạch tần số, tất cả các tế bào đều dùng chung kênh rộng.
Chịu được đa đường là ưu điểm căn bản khác để sử dụng kỹ thuật này trong thơng tin vơ tuyến. Do tín hiệu trải phổ cĩ năng lượng phân đều trên băng rất rộng nên tại mỗi thời điểm chỉ cĩ một phần nhỏ phổ chịu fading. Thể hiện trong miền thời gian thì khả năng 95
chống nhiễu đa đường là do các phiên bản trễ cĩ tương quan nhỏ với dãy PN gốc, kết quả biểu hiện như người dùng khơng tương quan khác và bị loại. Hệ thống trải phổ khơng chỉ chịu được đa đường mà cịn sử dụng các thành phần đa đường để cải thiện chất lượng tín hiệu
Một hệ thống thơng tin được coi là SS nếu:
* Tín hiệu được phát chiếm độ rộng băng tần lớn hơn độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết để phát thơng tin.
* Trải phổ được thực hiện bằng 1 mã độc lập với số liệu.
Các ưu điểm của hệ thống trải phổ
Ưu điểm triệt nhiễu.
Đối với tạp âm trắng Gauss, việc trải phổ tín hiệu khơng cho phép cải thiện đặc tính của hệ thống. Tuy nhiên, việc gây nhiễu cố ý với cơng suất cố định là việc rất khĩ khăn và khơng cĩ hiệu quả đối với hệ thống trải phổ. Mặt khác nhiễu giao thoa giữa các hệ thống khác sử dụng chung băng tần của tín hiệu CDMA cũng bị giảm rất nhỏ do các tín hiệu băng hẹp đĩ bị trải phổ dẫn đến cơng suất giao thoa rất nhỏ.
Ngồi khả năng chống nhiễu hệ thống trải phổ cịn đạt được sự chống phadinh nhiều tia. Các tín hiệu do phadinh gây ra đến máy thu theo nhiều đường với nhiều khoảng cách khác nhau. Các tín hiệu phản xạ bị trễ so với tín hiệu hữu ích (tín hiệu đi thẳng) một khoảng thời gian ∆tn. Nếu khoảng trễ này lớn hơn khoảng thời gian của một chip Tc thì sẽ khơng cịn sự tương quan giữa mã thu được và mã của máy thu. Khi đĩ, các tín hiệu phản xạ (tín hiệu nhiễu) tiếp tục bị trải rộng phổ, nhờ đĩ mà đạt được sự chống phadinh nhiều tia.
Ưu điểm giảm mật độ năng lượng.
Trong hệ thống trải phổ, phổ của tín hiệu được trải rộng do đĩ cơng suất tín hiệu được trải đều và mỏng trên tồn bộ miền trải phổ. Vì vậy, việc phát hiện sự tồn tại của tín hiệu rất khĩ và cũng khĩ cĩ thể tách sĩng được tín hiệu đối với các máy thu khơng được phép (máy thu ngồi phạm vi cuộc liên lạc). Vì vậy khả năng bảo mật thơng tin cao.
Ưu điểm truy nhập đa đường.
Mỗi người sử dụng cĩ một mã duy nhất để phân biệt với người sử dụng khác. Thơng tin của người sử dụng được phát đi đồng thời trên cùng một băng tần. Ngưịi sử dụng khơng hợp lệ (khơng đúng mã trải phổ) khơng dễ dàng can thiệp vào thơng tin của người sử dụng khác. Đĩ chính là nguyên tắc của đa truy nhập phân chia theo mã CDMA.
Khả năng phân giải theo thời gian.
Các tín hiệu trải phổ cĩ thể ứng dụng cho việc xác định vị trí và cự ly địi hỏi sự chính xác cao. Nguyên lý của phép xác định cự ly là đo thời gian xung thăm dị truyền từ nơi phát qua kênh truyền và quay trở về. Do tín hiệu sau trải phổ cĩ bề rộng xung rất lớn nên giảm được sai số và phép đo cự ly càng chính xác. Bằng việc sử dụng một dãy xung thăm dị nêm cùng một lúc ta thực hiện được nhiều phép đo liên tiếp vừa giảm được thời gian đo vừa giảm được số lần đo nên phép đo chính xác hơn.
6.2. Kiến trúc hệ thống CDMA
Cấu trúc hệ thống UMTS hiện tại đang được nghiên cứu, về cơ bản cĩ thể chia ra những phần sau:
Thiết bị của người sử dụng UE.
Mạng truy cập UTRAN.
Mạng lõi CN.
Và các phần trên được kết nối với nhau qua các giao diện mở.