Bờn cạnh cỏc hệ thống đó miờu tả ở trờn, điều chế hybrid của hệ thống DS và FH được sử dụng để cung cấp thờm cỏc ưu điểm cho đặc tớnh tiện lợi của mỗi hệ thống. Thụng thường đa số cỏc trường hợp sử dụng hệ thống tổng hợp bao gồm (1) FH/DS, (2) TH/FH, (3) TH/DS.
Cỏc hệ thống tổng hợp của hai hệ thống điều chế trải phổ sẽ cung cấp cỏc đặc tớnh mà một hệ thống khụng thể cú được. Một mạch khụng cần phức tạp lắm cú thể bao gồm bởi bộ tạo dóy mó và bộ tổ hợp tần số cho trước.
2.4.1 FH/DS
Hệ thống FH/DS sử dụng tớn hiệu điều chế DS với tần số trung tõm được chuyển dịch một cỏch định kỳ. Phổ tần số của bộ điều chế được minh hoạ trờn hỡnh 2.10. Một tớn hiệu DS xuất hiện một cỏch tức thời với độ rộng băng là một phần trong độ rộng băng của rất nhiều cỏc tớn hiệu trải phổ chồng lấn và tớn hiệu toàn bộ xuất
hiện như là sự chuyển động của tớn hiệu DS tới độ rộng băng khỏc nhờ cỏc mẫu tớn hiệu FH. Hệ thống tổng hợp FH/DS được sử dụng vỡ cỏc lý do sau đõy: 1. Dung lượng trải phổ
2. Đa truy nhập và thiết lập địa chỉ phõn tỏn. 3. Ghộp kờnh
Hỡnh 2.10: Phổ tần số của hệ thống tổng hợp FH/DS
Hệ thống điều chế tổng hợp cú ý nghĩa đặc biệt khi tốc độ nhịp của bộ tạo mó DS đạt tới giỏ trị cực đại và giỏ trị giới hạn của kờnh FH. Vớ dụ, trong trường hợp độ rộng băng RF yờu cầu là 1 Ghz thỡ hệ thống DS yờu cầu một bộ toạ mó tức thời cú tốc độ nhịp là 1136 Mc/s và khi sử dụng hệ thống FH thỡ yờu cầu một bộ trộn tần để tạo ra tần số cú khoảng cỏch 5 KHz. Tuy nhiờn, khi sử dụng hệ thống tổng hợp thỡ yờu cầu một bộ tạo mó tức thời 114 Mc/s và một bộ trộn tần để tạo ra 20 tần số.
Bộ phỏt tổng hợp FH/DS như trờn hỡnh 2.11 thực hiện chức năng điều chế DS nhờ biến đổi tần số súng mang (súng mang FH là tớn hiệu DS được điều chế) khụng giống như bộ điều chế DS đơn giản. Nghĩa là, cú một bộ tạo mó để cung cấp cỏc mó với bộ trộn tần được sử dụng để cung cấp cỏc dạng nhảy tần số và một bộ điều chế cõn bằng để điều chế DS.
Sự đồng bộ thực hiện giữa cỏc mẫu mó FH/DS biểu thị rằng phần mẫu DS đó cho được xỏc định tại cựng một vị trớ tần số lỳc nào cũng được truyền qua một kờnh tần số nhất định. Nhỡn chung thỡ tốc độ mó của DS phải nhanh hơn tốc độ dịch tần. Do số lượng cỏc kờnh tần số được sử dụng nhỏ hơn nhiều so với số lượng cỏc chip mó nờn tất cả cỏc kờnh tần số nằm trong tổng chiều dài mó sẽ được sử dụng nhiều lần. Cỏc kờnh được sử dụng ở dạng tớn hiệu giả ngẫu nhiờn như trong trường hợp cỏc mó.
Bộ tương quan được sử dụng để giải điều chế tớn hiệu đó được mó hoỏ trước khi thực hiện giải điều chế băng tần gốc tại đầu thu; bộ tương quan FH cú một bộ tương quan DS và tớn hiệu dao động nội được nhõn với tất cả cỏc tớn hiệu thu được. Hỡnh 2.12 miờu tả một bộ thu FH/DS điển hỡnh. Bộ tạo tớn hiệu dao động nội trong bộ tương quan giống như bộ điều chế phỏt trừ 2 điểm sau:
1. Tần số trung tõm của tớn hiệu dao động nội được cố định bằng độ lệch tần số trung gian (IF).
2. Mó DS khụng bị biến đổi với đầu vào băng gốc.
Hỡnh 2.12: Bộ thu tổng hợp FH/DS
Giỏ trị độ lợi sử lý dB của hệ thống tổng hợp FH/DS cú thể được tớnh bằng tổng của độ lợi sử lý của hai loại điều chế trải phổ đú.
Gp(FH/DS) = Gp(FH) + Gp(DS) = 10log (số lượng cỏc kờnh) + 10log (BWDS/Rinfo)
Do đú, giới hạn giao thoa trở nờn lớn hơn so với hệ thống FH hoặc hệ thống DS đơn giản.
2.4.2 TH/FH
Hệ thống điều chế TH/FH được ỏp dụng rộng rói khi muốn sử dụng nhiều thuờ bao cú khoảng cỏch và cụng suất khỏc nhau tại cựng một thời điểm. Với số lượng việc xỏc định địa chỉ là trung bỡnh thỡ nờn sử dụng một hệ thống mó đơn giản hơn là một hệ thống trải phổ đặc biệt. Khuynh hướng chung là tạo ra một hệ thống chuyển mạch điện thoại vụ tuyến cú thể chấp nhận cỏc hoạt động cơ bản của hệ thống như là sự truy nhập ngẫu nhiờn hoặc sự định vị cỏc địa chỉ phõn tỏn. Đú cũng là một hệ thống cú thể giải quyết cỏc vấn đề liờn quan đến khoảng cỏch. Như trờn hỡnh 2.13 ta thấy hai đầu phỏt và thu đó được xỏc định và mỏy phỏt ở đường thụng khỏc hoạt động như là một nguồn giao thoa khi đường thụng đú được thiết lập. Hơn nữa, sự khỏc nhau về khoảng cỏch giữa mỏy phỏt bờn cạnh và mỏy phỏt thực hiện thụng tin cú thể gõy ra nhiều vấn đề.
Hệ thống này làm giảm ảnh hưởng giao thoa chấp nhận được của hệ thống thụng tin trải phổ xuống tới vài độ.
Hỡnh 2.13: Hệ thống thụng tin 2 đường với cỏc vấn đề liờn quan đến khoảng cỏch
Do ảnh hưởng của khoảng cỏch gõy ra cho tớn hiệu thu khụng thể loại trừ được chỉ với việc sử lý tớn hiệu đơn giản mà một khoảng thời gian truyền dẫn nhất định nờn được xỏc định để trỏnh hiện tượng chồng lấn cỏc tớn hiệu tại một thời điểm.
2.4.3 TH/DS
Nếu phương phỏp ghộp kờnh theo mó khụng đỏp ứng cỏc yờu cầu giao diện
đường truyền khi sử dụng hệ thống DS thỡ hệ thống TH được sử dụng thay thế để cung cấp một hệ thống TDM cho khả năng điều khiển tớn hiệu. Yờu cầu sự đồng bộ nhanh đối với sự tương quan mó giữa cỏc đầu cuối của hệ thống DS, hệ thống TH được giải quyết cho trường hợp này. Nghĩa là, đầu cuối thu của hệ thống DS nờn cú một thời gian chớnh xỏc để kớch hoạt TDM, để đồng bộ chớnh xỏc mó tạo ra tại chỗ trong thời gian chip của mó PN.
Hơn nữa, thiết bị điều khiển đúng/mở chuyển mạch được yờu cầu để thờm TH- TDM vào hệ thống DS. Trong trường hợp này thỡ kết cuối đúng/mở chuyển mạch cú thể được trớch ra một cỏch dễ dàng từ bộ tạo mó sử dụng để tạo ra cỏc mó trải phổ và hơn nữa thiết bị điều khiển đúng/mở được sử dụng để tỏch cỏc trạng thỏi ghi dịch cấu thành bộ tạo mó và dựa trờn cỏc kết quả, số lượng n cổng được sử dụng để kớch hoạt bộ phỏt cú thể được thiết lập một cỏch đơn giản. Hỡnh 2.14 minh hoạ bộ phỏt và bộ thu TH/DS. Bộ thu rất giống như bộ phỏt ngoại trừ phần phớa trước và một phần của bộ tạo tớn hiệu điều khiển được sử dụng để kớch hoạt trạng thỏi đúng/mở của tớn hiệu để nú truyền đi. Điều đú nhận được nhờ chọn trạng thỏi bộ ghi dịch sao cho bộ ghi dịch này được tạo một cỏch lặp lại trong quỏ trỡnh chọn mó đối với điều khiển thời gian. Trong bộ tạo mó dài nhất bậc n thỡ điều kiện thứ nhất tồn tại và điều này được lặp lại với chu kỳ là m. Khi chọn bậc (n-r) và tỏch tất cả cỏc trạng thỏi của nú thỡ bộ tạo mó cú tạo tớn hiệu giả ngẫu nhiờn phõn bố dài gấp hai lần chu kỳ mó. Như ở trờn thỡ n biểu thị độ dài bộ ghi dịch và r nghĩa là bậc ghi dịch khụng tỏch được
Cũng vậy, việc tạo đầu ra và chu kỳ tạo trung bỡnh cú khoảng cỏch giả ngẫu nhiờn cú thể được chọn nhờ mó trong chu kỳ giả ngẫu nhiờn. Loại phõn chia thực hiện trong quỏ trỡnh chu kỳ giả ngẫu nhiờn này cú thể cú nhiều người sử dụng kờnh để cú nhiều truy nhập và cú chức năng tiến bộ hơn so với giao diện ghộp kờnh theo mó đơn giản.
Hỡnh 2.14: Sơ đồ khối của hệ thống TH/DS
2.5 DÃY PN
Dóy nhị phõn PN đó được biết như là một dóy ghi dịch cú phản hồi tuyến tớnh dài nhất hay một dóy m cú thể tạo thành bộ ghi dịch bậc m, dóy m {mj}cú chu kỳ là (2m - 1) và cú thể được tạo ra bởi phương trỡnh đa thức h(x)
h(x) = xn + hn-1 xn-1 + ... + h1 x + 1 (2.6) hi cú giỏ trị nhị phõn 0 hoặc 1 theo phương trỡnh sau:
(2-7) mj = h1mj-1 @ h2mj-2 @ ...@ hn-1mj-n+1 @ mj-n (2.7)
Hỡnh 2.15 là một bộ tạo dóy m. Mỗi chuỗi m tạo ra bởi h(x) cú (2m - 1) con số 1 và (2m-1 - 1) con số 0 . Dóy m cú một hàm tương quan tuần hoàn với hai giỏ trị sử dụng phương trỡnh sau:
Hỡnh 2.15: Bộ tạo dóy m
(2-8)
Trong phương trỡnh trờn thỡ @ biểu thị mạch modul 2 (EOR) và w {mi @ mi+j}là giỏ trị trọng số của dóy {mi @ mi+j}(nghĩa là số lượng con số 1 trong {mi @ mi+j}). Thực tế thỡ dóy {mj} cú giỏ trị {0,1} thường được phỏt đi ở dạng súng hai cực p(t) với biờn độ +, - thu được nhờ phương trỡnh sau:
Trong phương trỡnh trờn thỡ g(t) là độ rộng chip Tc và là một xung chữ nhật cú biờn độ đơn vị. Dóy {pj} là một dóy giỏ trị {-1, 1} cú sự tự động tương quan giống như là dóy {mj}.
(2-10)
Phương trỡnh trờn là thực vỡ cộng mod -2 thờm @ với {mj} trở thành phộp nhõn với {pj}. Hàm tự động tương quan tiờu chuẩn của dạng súng hai cực tuần hoàn p(t) biểu thị cho dóy m sẽ thu được nhờ sử dụng phương trỡnh 2.11.
(2-11) (2-12)
Dạng súng p(#) trờn hỡnh vẽ 2.16.
Mật độ phổ cụng suất của dạng súng p(t) dóy m là phộp biến đổi Fourier của p(#) và được tớnh bằng phương trỡnh (2.13)
(2-13)
Hỡnh 2.17 biểu thị S(ụmega)
Hỡnh 2.17: Mật độ phổ cụng suất của dóy m
Trong hỡnh trờn chỳng ta cú thể thấy rằng khi chu kỳ của dóy m dài ra hơn thỡ cỏc đường phổ trở nờn gần nhau hơn. Đặc tớnh của dóy m đó biết. Dóy m cú thể tuõn theo 2 chip m trong p(t) và cú thể được sao chộp bởi bộ nhiễu dựng để tớnh toỏn đường kết nối phản hồi của bộ ghi dịch phản hồi tuyến tớnh sử dụng thuật toỏn Berlakame. Để nõng cao khả năng chống nhiễu, cỏc đầu ra từ bộ ghi dịch phản hồi tuyến tớnh khụng được sử dụng tức thời. Thay vào đú, đầu ra từ nhiều đầu cuối cú thể tổ hợp lại thành mạch logic khụng tuyến tớnh nhằm tạo được đầu ra dóy PN. Chớnh vỡ thực tế này mà cỏc dóy PN thực hiện sự tớnh toỏn bộ tạo dóy nhờ việc xem xột một số dóy. Cỏc chuỗi dóy PNlà bớ mật và vỡ vậy mà nú được biến đổi một cỏch liờn tục. Trong một ứng dụng như đa truy nhập theo mó DS thỡ cỏc đặc tớnh đồng tương quan của dóy PN là quan trọng như cỏc đặc tớnh tự động tương quan. Trong trường hợp dóy m thỡ tỷ số kớch cỡ tối đa Ruv.max của hàm đồng tương quan giữa 2 dóy m {uj} và {vj} đối với kớch cớ tối đa R(0) = 2m - 1 của hàm tự động tương quan là như sau: với m = 11, nú là 0,14 và với m = 3 nú là 0,71. Cú thể chọn một bộ dóy m nhỏ mà dóy này cú giỏ trị đồng tương quan lớn nhất thậm chớ cũn nhỏ hơn, khi đú giỏ trị của dóy m trong subset là đủ nhỏ và vỡ thế khụng thể sử dụng trong CDMA. Dóy Gold, Kasami và Bent với chu kỳ 2m - 1 cú giỏ trị đồng tương quan đỉnh sao cho đủ nhỏ và thớch hợp với đa truy nhập theo mó DS.
Trong bảng 2.1 là cỏc giỏ trị đỉnh của đồng tương quan tối đa đối với cỏc chuỗi đó được cho trước trong hỡnh 2.18(a) và (b), cấu trỳc bộ ghi dịch sử dụng để tạo dóy Gold cú chu kỳ 511 chip và 1023 chip được đưa ra.
Họ m Kớch cỡ Ruv.max
Gold Lẻ 2m +1 1+2(m+1/2)
Gold 2(mod 4) 2m+1 1+2(m+2)/2
Kasame (large set) Chẵn 2m/2(2m+1) 1+2(m+2)/2
Bent 0(mod 4) 2m/2 1+2m/2`
Bảng 2.1 Cỏc đặc tớnh của cỏc dóy cú chu kỳ 2m - 1
Dóy Gold cú thể được tạo ra từ 2 dóy m nhờ sử dụng bộ cộng mod-2 để thờm vào mỗi một chip của dóy m 1 thành dóy m 2. Sau đú mỗi một chip được dịch chuyển theo dóy m 1 để cú được gúc pha mới và tạo ra dóy Gold thứ hai, sau đú phộp cộng đú lại được lặp lại. Quỏ trỡnh cộng mỗi pha của dóy m 1 thành dóy m 2 này khụng chuyển dịch tạo ra dóy gold khỏc cú chu kỳ ( 2m - 1).
Với trường hợp 2 chu kỳ gốc của dóy m thỡ quỏ trỡnh này tạo ra dóy gold (2m + 1).
Hỡnh 2.18: Bộ tạo dóy Gold