nghiên cứu hệ thống thông tin đa truy nhập cdma 1

Tổng Quan: Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong được chia thành nhiều vùng phục vụ nhỏ, gọi là các ô, mỗi ô có một trạm gốc phụ trách và được điều khiển bởi tổng

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TẾ BÀO

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

TẾ BÀO

I Lịch Sử Phát Triển Của Thông Tin Di Động:

Thông tin di động đã được sử dụng khá lâu Mặc dù các khái niệm tổ ong, các

kỹ thuật trải phổ, điều chế số và công nghệ vô tuyến đã được biết đến

Hơn 50 năm trước đây, dịch vụ di động mãi đến đầu những năm 1960 mới xuất hiện ở dạng sử dụng được, vậy khi đó nó mới chỉ là các sửa đổi thích ứng của các hệ thống vận hành Các hệ thống điện thoại đầu tiên này ít tiện lợi và dung lượng thấp so với các hệ thống ngày nay Cuối cùng các hệ thống thoại tổ ong điều song công sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) đã xuất hiện vào những năm 1980 Cuối những năm 1980 người ta nhận thấy các hệ thống

tổ ong tương tự không thể đáp ứng được nhu cầu càng tăng của người sử dụng vào tương lai nếu không loại bỏ được các hạn chế cổ hữu của hệ thống này như:

Phân bổ tần số rất hạng chế, dung lượng thấp

Thoại ồn, và nhiễu xảy ra khi máy di động chuyển dịch

Không đáp ứng được các dịch vụ mới của khách hàng

Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị, và cơ sở hạ tầng Không đảm bảo tính bảo mật của cuộc gọi

Không tương thích các hệ thống khác nhau, đặc biệt ở Châu Âu

Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là phải sử dụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động, cung với các kỹ thuật đa truy cập mới

Một số ưu điểm của thông tin di động số Cellular:

Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần số cao hơn

Số hoá tín hiệu thoại với tốc độ bít ngày càng thấp,cho phép nhiều kênh thoại hơn vào dòng bít tốc độ chuẩn

Giảm tỷ lệ tin tức báo hiệu, tỷ lệ lớn hơn cho tin tức người sử dụng

Áp dụng kỹ thuật mã hoá kênh, và mã hoá nguồn của truyền dẫn số

Hệ thống chiếm nhiều kênh chung CCI (Cochannel Interference) và các kênh kề (Adjacert Channel Interfernce) hiệu quả hơn Điều này làm tăng dung lượng hệ thống

Nhậnthực, truyền số liệu kết nối ISDN

Điều khiển truy cập và chuyển giao hoàn hảo hơn, dung lượng tăng, diện tích cell nhỏ hơn, chuyển giao nhiều hơn, báo hiệu dễ dàng hơn xử lý bằng phương pháp số

Đặc điểm của mô hình điện thoại di động tế bào cell là việc sử dụng lại tần số,

và diện tích của cell khá nhỏ trong thực tế, sự tăng trưởng trong một cell nào đó chiếm mức chất lượng giảm sút quá mức, người ta thực hiện việc chia tách cell thành các cell nhỏ hơn, người ta sử dụng công suất nhỏ hơn và các mẩu sử dụng ở

tỷ lệ xích nhỏ hơn Các hệ thống đó sẽ cung cấp thêm nhiều loại hình dịch vụ mới như: Thông tin thoại, âm thanh hình ảnh, hội nghị truyền hình, giáo dục từ xa, … thông suốt trong phạm vi toàn cầu

II Tổng Quan Về Hệ Thống Thông Tin Di Động Tế Bào:

1 Tổng Quan:

Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong được chia thành nhiều vùng phục vụ nhỏ, gọi là các ô, mỗi ô có một trạm gốc phụ trách và được điều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao vẫn duy trì được cuộc gọi một cách liên tục khi di chuyển giữa các ô

Trong hệ thống thông tin di động tổ ong thì tần số mà các máy di động

sử dụng là không cố định, ở một kênh nào đó mà kênh đó tín hiệu đàm thoại được xác định nhờ kênh báo hiệu, và máy di động được đồng bộ về vấn đề tần số một cách tự động Vì vậy các ô kề nhau nên sử dụng tần số khác nhau, còn các ô ở xa hơn một khoảng nhất định thì có thể tái sử dụng lại tần số đó Để cho phép các máy

di động có thể di trì cuộc gọi liên tục trong khi di chuyển giữa các ô thì tổng đài phải điều khiển các kênh báo hiệu, hoặc các kênh lưu lượng theo sự di chuyển của máy di động để chuyển đổi tần số của máy thích hợp một cách tự động

Hiệu quả sử dụng tần số của hệ thống thông tin di động tăng lên vì các kênh

RF giữa các BS kề nhau có thể được định vị một các có hiệu quả nhờ việc tái sử dụng lại tần số, vì vậy dụng lượng thuê bao được phục vụ sẽ tăng lên

2 Mô Hình Hệ Thống Thông Tin Di Động Tế Bào:

Hệ thống thông tin di động tế bào gồm bốn phần chính: Phân hệ chuyển mạch BSS (Base Station Subsystem), trạm di động MS (Mobile Station), hệ hỗ trợ và khai thác OSS (Operation And Support Support Subsystem)

Phân hệ chuyển mạch SS:

Phân hệ chuyển mạch bao gồm trung tâm chuyển mạch MSC (Mobile Switching Center), trung tâm nhận thực AUC (Authentication Center), và các thanh ghi nhận thiết bị ERI (Equiqment Identification Register)

Phân hệ trạm gốc BSS:

Phân hệ trạm gốc bao gồm một bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller), điều khiển một nhóm trạm gốc vô tuyến gốc BTS (Base Tranceiver Station) Mỗi trạm gốc BTS quản lý một cell của nó BTS có chức năng chủ yếu là chuyển giao và điều khiển công suất

Phân hệ hổ trợ và khai thác OSS:

Phân hệ hỗ trợ và khai thác OSS được xây dựng trên nguyên lý TMN (TeleCommunication Management Networt - mạng quản lý viễn thông) OSS có ba chức năng chính: chức năng khai thác và bảo dưỡng, chức năng quản lý thuê bao, chức năng quản lý MS, BS, MSC được liên kết với nhau thông qua đường kết nối thoại và số liệu Mỗi MS sử dụng một cặp kênh thu, phát RF, vì các kênh lưu lượng không cố định ở kênh RF nào mà thay đổi ở các tần số RF khác nhau phụ thuộc

vào sự di chuyển của các máy di động trong suốt quá trình thực hiện cuộc gọi, nên cuộc gọi có thể thiết lập qua bất cứ kênh nào đã được thiết lập qua vùng đó Bộ điều khiển MSC là bộ phận chính của hệ thống thông tin di động tế bào Nó quản

lý và điều khiển toàn bộ hệ thống

Hình 1.1: Mô hình hệ thống thông tin tế bào

SS

BSS

AUC HLR

MSC

EIR VLR

BTS BSC

Bao gồm các hệ thống thông tin di động tổ ong tương tự:

AMPS: hệ thống thoại tiên tiến, ra đời năm 1983, do Mỹ sản xuất

NAMPS: Narrow AMPS băng thông hẹp, do hãng motorola đề xướng và thực hiện

TACS: (Total Access Communication System): hệ thống thông tin truy nhập toàn bộ, kỹ tượng tự của Anh Chỉ tiêu ban đầu được mở rộng thành Extended TACS Hệ thống thông tin truy nhập toàn bộ mở rộng

Hệ thống dùng kỹ thuật điều chế FM tương tự và đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), tức là mỗi kênh được gán cho một băng tần duy nhất trong một nhóm cell

Thực hiên các loại hình dịch vụ: Sử dụng công nghệ điều chế FM để truyền dẫn thoại và báo hiệu số cho thông tin điều khiển

Mạng chỉ có phạm vi cung cấp dịch vụ trong nước Băng tần hoạt đông trong khoảng từ: 450 đến 900MHz

Tất cả các hệ thống cellular thuộc thế hệ này trên đều sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA), mỗi kênh được phân cho một tần số duy nhất trong một nhóm cell

2 Các Tham Số Hệ Thống:

Tham số hệ thống AMPS và TACS

Hệ Thống Tham Số

II Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ Thứ Hai:

1 Tổng Quan:

Sự phát triển nhanh về số lượng thuê bao, và nhiều nhu cầu dịch vụ mà thế hệ thứ nhất không đáp ứng được đã thúc đẩy tiến trình phát triển của thế hệ di động thứ hai (2G) Thế hệ thứ hai này ra đời nhằm cải tiến chất lượng thoại, khả năng phủ sóng đồng thời tăng dung lượng của hệ thống Hệ thống này chủ yếu sử dụng các kỹ thuật nén và mã hoá phối hợp với kỹ thuật số Các tiêu chuẩn của hệ thống 2G được định nghĩa và thiết kế chỉ để hỗ trợ thoại và truyền dữ liệu tốc độ thấp, chương trình duyệt internet (wap) Các kỹ thuật truy nhập như: TDMA, CDMA sử dụng cùng FDMA trong hệ thống

2 Các Hệ Thống Thông Thông Tin Chủ Yếu Ở Thế Hệ 2G:

GSM: (Global System for Mobile Communication): Đây là hệ thống thông tin di động toàn cầu, ra đời ở Châu Âu Sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) Hệ thống GSM được phát triển năm 1982 khi các nước Bắc Âu gởi kiến nghị đến CEPT để qui định một số dịch vụ viễn thông chung Châu

Âu ở băng tần 900Mhz

CDMA IS – 95: (Code Division Mutilple Access): Công nghệ sử dụng trải phổ trước đó đã áp dụng trong quân đội Đa truy nhập phân chia theo mã IS-95 Lý thuyết trải phổ đã trở thành động lực cho sự phát triển nhiều ngành vô tuyến công nghiệp như: Thông tin cá nhân, thông tin đa thâm nhập làm cho công nghệ CDMA trở thành công nghệ hàng đầu trong việc giảm tắc nghẽn gây ra do sự bùng nổ của các máy điên thoại di động và cố định cũng như các đầu cuối số liệu vô tuyến

TDMA IS – 136: đa truy nhập phân chia theo thời gian

Các Hệ thống thông tin di động trên hầu hết điều dùng kỹ thuật nén, mã hoá phối hợp với kỹ thuật số Các phương pháp đa truy nhập như: TDMA, FDMA, CDMA

Cung cấp các loại hình dịch vụ như: Nhận thức, số liệu, mật mã hoá, đặc biệt kết nối với mạng ISDN, đồng thời cung cấp các loại hình dịch vụ giải trí đa phương tiện

Mạng có khả năng sử dụng trong và ngoài nước Tần số hoạt động trong khoảng từ: 824 ÷ 960Mhz

III Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ Thứ Ba (3G):

1 Tổng Quan:

Dựa trên các yêu cầu dịch vụ mới của thông tin di động, nhất là các dịch vụ truyền số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đưa ra các hệ thống thông tin di động mới Trong bối cảnh đó ITU đã đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông tin di động ở thế hệ thứ ba với tên gọi IMT-2000 nhằm phục vụ các mục tiêu chính sau:

Tốc độ truy cập cao để đảm bảo các dịch vụ băng thông rộng như truy cập internet nhanh, hoặc các dịch vụ đa phương tiện

Linh hoạt để đảm bảo các dịch vụ mới như đánh số cá nhân toan cầu, và điện thoại vệ tinh Các chức năng này sẽ mở rộng đáng kể khả năng phủ sóng của các hệ thống thông tin di động

Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có, để đảm bảo tính bảo mật cùng với sự phát triển liên tục của thông tin di động

2 Các Hệ Thống Cơ Bản:

CDMA – 2000: (Code Division Multiple Access – 2000): Đây là hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã – 2000

WCDMA: Đây là hệ thống CDMA băng thông rộng

Công nghệ IMT- 2000: (International Mobile Telecommunication - 2000): Đây là hệ thống viễn thông di động quốc tế -2000

Hệ thống chủ yếu sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) Cung cấp băng thông rộng

Phục vụ các loại hình dịch vụ: Cung cấp băng tần rộng để truy cập internet tốc độ cao, truyền hình và ảnh chất lương rất tốt

Phạm vi sử dụng của mạng là: Mạng sử dụng rất tốt trong nước và trên toàn thế giới Sử dụng tần số quy định quốc tế là 2Ghz

Đặc điểm của hệ thống FDMA là:

Mỗi MS được cấp phát kênh trong suốt thời gian thông tuyến

Mỗi kênh FDMA chỉ mang duy nhất một mạch thoại tại một thời điểm Dung lượng kênh bị lãng phí trong thời gian rỗi

Chi phí cho hệ thống là khá lớn

FDMA đòi hỏi có một mạch lộc chính xác để loại bỏ can nhiễu của các kênh lân cận

Tái sử dụng lại tần số

1 Hiệu suất phổ tần số FDMA:

Hiệu suất phổ là cuộc gọi tối đa có thể thực hiện trong vùng phục vụ một cell của hệ thống

Công suất phổ:

M=

K

m B

m: Hiệu suất điều chế

2 Dung lượng của hệ thống:

Dung lượng kênh theo công thức Shannon:

×

0 2

N W 1 log W

B

P B

BW: Băng thông kênh truyền

P: Công suất phát của kênh

N0: Mật độ năng lượng nhiễu trắng

Dung lượng của một cell dơn:

power

frequency

Hình 1.2: Sơ đồ khối FDMA

frequency power

C = N × C0 = N

N

W B

3 Nhiễu xuyên kênh:

Mỗi kênh truyền trong thông tin di động chứa vài sóng mang có tần số khác nhau được truyền đến các trạm thu Các trạm thu này sẽ thực hiện giải điều chế các thành phần sóng mang này Quá trình giải điều chế nếu băng thông phòng vệ của các hệ thống càng lớn Tuy nhiên điều này sẽ ảnh hưởng đến sử dụng băng thông của hệ thống làm giá thành tăng Do đó vấn đề cân bằng kỹ thuật và kinh tế cần phải xét đến trong quá trình thiết kế

II TDMA (Time Division Multiple Access): Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian:

Đây là kỹ thuật sử dụng việc phân chia thời gian Hệ thống TDMA định ra một khung thời gian gọi là khung TDMA, khung này được phân chia ra thành nhiều khoảng chia, và mỗi khoảng chia được phân chia cho từng trạm Trong một khe thời gian chỉ cho phép truyền hoặc nhận Khoảng thời gian không sử dụng giữa các khe lân cận là thời gian bảo vệ để giảm nhiễu TDMA cho phép giữ nguyên đặc tính của hệ thống (công suất phát cho mỗi kênh, tỷ số S/N), nhưng lại khó khăn về đồng bộ hoá tín hiệu thu

Đặc điểm của kỹ thuật TDMA:

Chia sẻ một tần số sóng mang với nhiều thuê bao

Hình 1.3: Sơ đồ khối TDMA

Việc truyền data cho các thuê bao trong hệ thống TDMA không liên tục

mà xuất hiện từng cụm

TDMA dùng các khe thời gian khác nhau cho truyền và nhận vì thế không cần đến các bộ song công

Đồng bộ đầu vào được yêu cầu ở hệ thống CDMA

Trong một khung TDMA đầu chứa thông tin đồng bộ, và địa chỉ của thuê bao, trạm gốc dùng để nhận ra chúng Thời gian bảo vệ dùng để đồng bộ cho các

bộ thu giữa hai khe thời gian và khung khác nhau

1 Ưu và Nhược điểm của hệ thống TDMA:

Ưu điểm:

- Dung lượng hệ thống TDMA lớn hơn FDMA

- Tăng dung lượng truyền dẫn bằng kỹ thuật DSI

- Hệ thống TDMA giảm nhiễu giao thoa giữa các kênh lân cận vì chúng sử dụng cùng một tần số

- Đối với hệ thống TDMA thì N kênh trên một dải tần số liên lạc chỉ cần một bộ thu ở trạm vô tuyến BTS

- Linh động trong khai thác, nếu qui mô của hệ thống thay đổi thì chỉ cần thay đổi phầm mềm mà không cần thay đổi phần cứng

Khuyết điểm:

Hiện tượng trễ truyền dẫn gây ra sự trùng lặp tín hiệu giữa hai khe thời gian, nếu thời gian bảo vệ của mỗi khe không thích hợp Điều này làm giảm dung lượng kênh

Để khắc phục hiện tượng trên một số hệ thống không có thời gian bảo vệ, thay vào đó là những phương pháp định thời phát của MS Tuy nhiên phương pháp này cần xác định thời điểm thích hợp Sự lựa chọn phương pháp này tuỳ thuộc vào đặc điểm của từng hệ thống

2 Hiệu suất phổ của TDMA:

Công thức tính phố:

M=

K

m B

BW

MS

S (đơn vị: channel/Hz/cell)

m: Hiệu suất điều chế

3 Dung lượng của hệ thống TDMA:

Đối với hệ thống TDMA đa cell ta có công thức tính dung lượng như sau:

K

N N KP

NP N

K NP N

3

2 9

6 K

BW

3 6

0 0

∗

∗ +

=

⇒

K

N B

K P N B

B

NP N

B N C

3

2 N W

1 log K W

K W 9 (

6 K

BW

K W 1

log K BW

0 2

0 2

Trong đó:

N: Số thuê bao trong một cell

K: hệ số tái sử dụng tần số

BW: Băng thông tổng

P:Công suất mỗi thuê bao

III Kỹ thuật CDMA:

Hệ thống CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ nhằm thực hiện cho các hệ thống thông tin có khả năng chóng phá sóng cao Kỹ thuật trải phổ ứng dụng trực tiếp của

lý thuyết thông tin của Shannon, đã trở nên rất quan trọng trong các hệ thống thông tin, do nó có nhiều tính năng ưu việt như: Giảm mật độ phổ công suất, độ định vị cao, độ phân giải cao,…

frequency power

Trong thông tin CDMA thì nhiều người sử dụng chung thời gian, và tần số,

mã PN với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho người sử dụng Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ, tín hiệu truyền có sử dụng mã PN đã ấn định Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở đầu phát

Hình 1.5: Kênh truy nhập song song của CDMA

Buffe

Channel 2 Channel 3

Để nén phổ trở lại data gốc, máy thu phải dùng mã trải phổ PN chính xác, như khi tin tức được xử lý ở máy phát, thì tin tức đã truyền có thể được thu nhận Phổ của tín hiệu sau khi trải phổ được mở rộng so với tín hiệu gốc

Tạp âm có phổ rộng được giảm nhỏ do bộ lọc ở máy thu sau khi được nén phổ nhiều từ các máy di động khác không được nén phổ cũng tượng tự như tạp âm Nhiễu từ các nguồn phát sóng không trải phổ có băng tần trùng với băng tần của máy thu CDMA sẽ bị trải phổ, mật độ phổ công suất nhiễu sẽ giảm xuống Phổ của tín hiệu càng trải rộng ở máy phát, và tương ứng nén hẹp ở máy thu thì càng lợi về

tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N)

2 Các đặc tính của kỹ thuật CDMA:

2.1 Tính đa dạng của phân tập: Phân tập là hình thức tốt để làm giảm fading, có ba loại phân tập là: Phân tập theo thời gian, phân tập theo tần số, và phân tập theo khoảng cách Phân tập thời gian đạt được nhờ sử dụng việc chèn và mã sửa sai Hệ thống CDMA băng thông rộng ứng dụng phân tập theo tần số nhờ việc

mở rộng khả năng báo hiệu trong băng thông rộng và fading liên hợp với tần số thường có ảnh hưởng đến băng tần báo hiệu (200 ÷ 300Khz) Phân tập theo khoảng cách hay theo đường truyền có thể đạt được theo các phương pháp sau:

f 0

1,25Mh

z

0 10Khz

và giải

Thiết lập nhiều đường báo hiệu (chuyển vùng mềm) để kết nối máy di động đồng thời với hai BS hoặc nhiều BS

Sử dụng môi trường đa đường, đa chức năng trải phổ giống như bộ thu quét, thu nhận và tổ hợp các tín hiệu phát này với các tín hiệu phát khác trễ thời gian

Đặt nhiều anten tại BS

Phân tập theo thời gian có thể áp dụng cho tất cả các hệ thống số có tốc độ mã truyền dẫn cao, mà thủ tục sửa sai yêu cầu Nhưng các phương pháp khác dễ dàng

áp dụng chỉ cho hệ thống CDMA

Nhiều bộ tương quan có thể áp dụng đồng thời cho hệ thống thông tin có hai

BS

Phân tập theo khoảng cách (theo đương truyền), hai cặp anten phát của BS,

bộ thu đa đường, và kết nối với nhiều BS (chuyển vùng mềm)

Hình 1.7: Sơ đồ chuyển vùng mềm 2.2 Điều khiển công suất trong CDMA: Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất hai chiều (từ BS đến máy di đông và ngược lại), để cung cấp một hệ thống dung lượng lớn, chất lượng cao, và nhiều dịch vụ khác Mục đích

BS b

BS a

điều khiển công suất của các máy di động là sao cho tín hiệu phát của tất cả các máy di động trong cùng một vùng phục vụ có thể được thu với độ nhạy trung bình tại bộ thu của BS Khi công suất phát của các máy di động trong vùng phục vụ được điều khiển, như vậy thì tổng công suất thu được tại bộ thu của BS trở thành công suất trung bình của nhiều máy di động

Dung lượng của hệ thống là tối đa khi tín hiệu truyền của máy di động thu được bởi BS có tỷ số tín hiệu giao thoa ở mức yêu cầu tối thiểu, qua việc điều khiển công suất của các máy di động

Hoạt động của máy di động sẽ bị giảm chất lượng , nếu tín hiệu của các máy

di động mà BS thu được là quá yếu Nếu tín hiệu của các máy di động đủ mạnh thì hoạt động của máy này được cải thiện, nhưng giao thoa với máy di động khác cùng

sử dụng một kênh sẽ tăng lên làm cho chất lượng cuộc gọi của các thuê bao khác sẽ

bi giảm nếu dung lượng tối đa không giảm

Việc đóng mở mạch điều khiển công suất từ máy di động đến BS, và điều khiển công suất từ BS đến máy di động Mạch mở đường điều khiển công suất đến

BS là chức năng cơ bản của máy di động Máy di động điều khiển công suất theo

sự biến đổi công suất thu tại BS Máy di động đo mức công suất thu được từ BS, và điều khiển công suất tỷ lệ nghịch với công suất đo được Mạch mở đường điều khiển công suất làm cho các tín hiệu phát đi của tất cả các máy di động được thu cùng mức tại BS BS cung cấp chức năng mở đường điều khiển công suất qua việc cung cấp cho các máy di động một hằng số định cỡ cho nó, hằng số định cỡ liên quan chặt chẽ đến yếu tố tải và tạp âm của BS, độ tăng ích anten, và bộ khuyếch đại công suất Hằng số này được truyền từ BS đến các máy di động như một phần của bản tin thông báo

BS thực hiện chức năng kích hoạt với mạch đóng điều khiển công suất từ máy

di động đến BS Khi mạch đóng dẫn đến BS dịch mức công suất, mạch hở xác định

từ máy di động một cách tức thời để máy giữ mức công suất tối ưu BS so sánh tín hiệu thu từ máy di động liên quan tới giá trị ngưỡng, biến đổi và điều khiển công suất tăng hay giảm sau mỗi khảng 1,25ms cho đến khi đạt kết quả

BS cung cấp việc điều khiển công suất từ BS đến các máy di động, nhờ việc qui định công suất này tương đương với công suất đo được từ các máy di động khi rỗi hoặc ở vị trí tương đối gần BS, làm cho fading đa đường thấp, và giảm hiệu ứng giao thoa với các BS khác Do đó công suất được cung cấp thêm đối với vùng tín hiệu bị gián đoạn, hoặc đối với các máy di động ở xa

2.3 Công suất phát thấp: Việc giảm tỷ lệ Eb/N chấp nhận được không những làm tăng dung lượng thệ thống, mà còn giảm công suất phát yêu cầu để khắc phục tạp âm và giao thoa Việc này có ý nghĩa làm giảm công suất phát của các

Điều khiển công suất

Giải điều chế số

Bộ tách và chèn mã

Số liệu

Xác định tốc độ lỗi

Nguồn

số liệu

VARIABLE XMIT HPA

Giải điều chế số

Mạch điều khiển mở hướng lên

Bộ tách, chèn

và giải mã

Số liệu

Mạch điều khỉên đóng

Xử lý số liệu XMIT

Xác định tốc

độ lỗi

E b /N 0

SET

Hình 1.8: Sơ đồ mạch mở đường điều khiển công suất

máy di động Việc giảm công suất phát yêu cầu sẽ tăng vùng phục vụ, và giảm số lượng BS yêu cầu, khi so với các hệ thống khác

2.4 Bộ giải mã thoại và tốc độ số liệu biến đổi: Bộ mã-giải mã thoại của CDMA được thiết kế với tốc độ biến đổi 8Kbps Dịch vụ thoại hai chiều

Hai bộ mã-giải mã thông tin với nhau ở bốn nấc tốc độ truyền dẫn: 9600b/s, 4800b/s, 2400b/s, 1200b/s các tốc độ này được chọn dựa trên điều kiện hoạt động, bản tin hay số liệu Bộ mã-giải mã thoại biến đổi sử dụng ngưỡng tương thích để chọn tốc độ số liệu Ngưỡng được điều khiển theo cường độ tạp âm nền, và tốc độ

số liệu, Chỉ chuyển thành tốc độ cao khi có tín hiệu thoại vào Do đó tạp âm nền sẽ

bị triệt đi để tạo truyền dẫn thoại chất lượng cao trong môi trường tạp âm

2.5 Bảo mật cuộc gọi: Hệ thống CDMA cung cấp chức năng bảo mật cuộc gọi cao ở mức cơ bản là tạo ra xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìm kiếm, và sử dụng bất hợp pháp kênh RF là khó đối với hệ thống CDMA, bởi tín hiệu CDMA đã được trộn (Scrambling) Công nghệ CDMA cung cấp khả năng bảo mật cuộc gọi,

và các khả năng bảo vệ khác Tiêu chuẩn đề xuất bao gồm khả năng xác định và bảo mật cuộc gọi được định rõ trong EIA/TIA/IS-95B

2.6 Chuyển vùng mềm của máy di động: Nguyên tắc chuyển vùng mềm là

cả BS ban đầu và BS mới cùng tham gia chuyển giao cuộc gọi

Sau khi cuộc gọi được thiết lập, máy di động tiếp tục tìm tín hiệu của BS bên cạnh để so cường độ tín hiệu ở bên cạnh với tín hiệu đang sử dụng Nếu cường độ đạt đến một mức nhất định, và trạng thái chuyển vùng mềm có thể bắt đầu Máy di động chuyển một bản tin điều khiển tới MSC để thông báo về cường độ tín hiệu, và

số liệu của BS mới Sau đó MSC thiết lập một đường kết nối mới Trong trường hợp máy di động đang trong vùng chuyển đổi giữa hai BS thì cuộc gọi được thực hiện bởi hai BS sau cho chuyển vùng mềm có thể thực hiện được, mà không có hiện tượng Ping-Pong giữa chúng BS ban đầu cắt đường kết nối cuộc gọi khi việc đấu nối cuộc gọi tới BS mới đã thực hiện hoàn tất

Hình 1.9: Đường kết nối khi chuyển vùng mềm 2.7 Dung lượng: Thực tế thì CDMA xuất phát từ hệ thống chống nhiễu được sử dụng trong quân đội Do hệ thống điều chế băng thông hẹp yêu cầu tỷ số sóng mang trên nhiễu vào khoảng 18dB nên có rất nhiều hạn chế từ quan điểm tái

sử dụng tần số Trong hệ thống như vậy thì các kênh sử dụng có một BS, sẽ không được phép sử dụng cho BS khác

2.8 Tách tín hiệu thoại: Trong hệ thống thông tin hai chiều song công thì tỷ

số tín hiệu thoại không lớn hơn 35% Trong trường hợp không có tín hiệu thoại trong hệ thống TDMA và FDMA, thì khó áp dụng tích cực thoại vì trễ thời gian định vị lại kênh sau là quá dài Nhưng do tốc độ truyền dẫn số liệu giảm nếu không

có tín hiệu thoại trong hệ thống CDMA, nên giao thoa ở người sử dụng khác giảm đáng kể Dung lượng của hệ thống CDMA tăng 2 lần, và suy giảm truyền dẫn trung bình của máy di động khoảng một ½

Khung thoại và số liệu chiều ngược lại

Khung thoại và số

liệu chiều ngược lại

Khung thoại và số liệu đồng bộ từ MSC đến BS

100%

K1

6%

K2 0.2%

0.03%

K3 0.01%

2.9 Tái sử dụng tần số: Tất cả các BS đều tái sử dụng kênh băng thông rộng trong hệ thống CDMA Giao thoa tổng ở tín hiệu của máy di động thu từ BS,

và giao thoa tạo ra trong các máy di động của BS bên cạnh Giao thoa tổng của các máy bên cạnh bằng một nửa của giao thoa tổng từ các máy di động khác trong cùng một BS Hiệu quả tái sử dụng tần số của các BS không định hướng khoảng 65%,

đó là giao thoa của các máy di động khác trong cùng một BS với giao thoa từ tất cả các BS

2.10 Giá trị Eb/N0 thấp và chống lỗi:

Eb/N0 là tỷ số năng lượng trên mỗi bít đối với mật độ phổ công suất tạp âm,

đó là giá trị tiêu chuẩn so sánh hiệu suất của phương pháp điều chế và mã hoá số

Hệ thống CDMA cung cấp hiệu suất và độ dư mã sửa sai cao Mã sửa sai được sử dụng trong hệ thống CDMA cùng với giải điều chế hiệu suất cao Có thể tăng dung lượng và giảm công suất yêu cầu với máy phát nhờ giảm Eb/N0.

Hình 1.10: Tái sử dụng tần số

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG CDMA2000-1X

Mục đích của công nghệ trải phổ CDMA-2000 là nhằm mục đích cung cấp các tốc độ bít khác nhau: 144Kbps, 384Kbps, 2048Kbps Điểm chính của việc tiêu chuẩn hoá là cung cấp tốc độ 144Kbps, và 384Kbps với băng thông xấp xỉ 5Mhz Bảng thông số của CDMA-2000

Băng tần kênh 1,25 ; 5 ; 10 ; 20 Cấu trúc kênh RF hướng xuống Trải phổ trực tiếp hoặc đa sóng mang Tốc độ chíp

1,2288/3 ; 6864/7; 3728/11 Mc/s cho trải phổ trực tiếp

Điều chế trải phổ

QPSK cân bằng (hướng xuống)

Kênh QPSK kép (hướng lên)

Ghép kênh hướng lên Ghép kênh I và Q cho kênh dữ liệu và

kênh điều khiển

Đa tốc độ

Hệ trải phổ

Trải phổ biến đổi và đa mã 4- 256

Điều khiển công suất Vòng hở và vòng kín (800hz)

Trải phổ hướng xuống Mã Walsh dài để phân biệt kênh

M-sequences 215

Chuyển giao Chuyển giao mềm

Chuyển giao khác tần số

1 Khả năng chính mới: (Major new capability):

Kết nối tới mạng GSM – MAP, IP và mạng IS-45

Sự phân lớp mới với LAC và MAC, đa dạng trong dồn kênh, quản lý Q0S

và sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả

Sự thao tác với băng và băng thông mới trong nhu cầu cần thiết và ràng buộc

Cấu trúc linh hoạt hỗ trợ nhiều dịch vụ với nhiều Q0S Tốc độ truyền dẫn biến thiên từ 1Mbps trên kênh và 2Mbps với người sử dụng

2 Các tiêu chuẩn CDMA theo TIA/EIA/IS-2000:

Phạm vi trải phổ của hệ thống

Lớp vật lý tiêu chuẩn của hệ thống trải phổ CDMA

Tiêu chuẩn điều khiển truy nhập (MAC) của hệ thống trải phổ

Cấu hình 1,25Mhz tương thích với TIA/EIA-95

3,75Mhz sử dụng cho một sóng mang FL và nhiều cho RL trực tiếp

Linh hoạt 1x, 3x

1,25Mhz cho toàn bộ dải thông song công ở tốc độ SR1 (1x)

3,75Mhz cho toàn bộ dải thông song công ở tốc độ SR3 (3x)

4 Các đặc trưng:

Khả năng lớn:

- Kỹ thuật điều khiển công suất, sữa chữa lỗi hướng tới được cải thiện

- khả năng lớn hơn gần hai lần so với IS-95

Sự giải điều chế nhất đinh đảo ngược:

- Pilot đảo ngược hiện hữu

- Giảm tỷ lệ Eb/N0

- Giảm công suất truyền MS, và sự giao thoa

- Tăng dung lượng hệ thống và chất lượng cuộc gọi

Điều khiển công suất hướng tới:

- Điều khiển công suất với tốc độ 800hz

- Cải thiện chất lượng thoại

- Cho phép truyền pilot đến MS đặc biệt, hay vùng

- Tăng cường khả năng BTS

- Phát bản tin thêm vào (spot Beams), và dịch vụ theo sau (Smart Antennas)

OTD (Orthogonal Transmit Diversity):

- Chia ra từng phần dữ liệu kênh đi

- Tăng cường chất lượng void

Sự điều biến đảo ngược

QOF (Quasi- Orthogonal Function)

MAC (Medium Access Control)

II Các đặc điểm CDMA-2000:

 Tương thích ngược với CDMA one

 Cải tiến thoại

 Cải tiến hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu:

- Tốc độ truyền dữ liệu cao hơn (144Kbps và lên đế 2Mbps)

- Hỗ trợ truyền dữ liệu thấp

 Hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện

 Các ứng dụng mới:

- Phát bản tin thêm vào, và các dịch vụ sau (Smart Antennas)

- Độ tin cậy trong truy nhập và tuổi thọ nguồn được mở rộng

Phương pháp trải phổ trực tiếp đường truyền hướng xuống đạt tốc độ chip 3,6864Mcps

2 Các kênh vật lý :

2.1 Kênh vật lý hương lên:

Đường lên có 4 chỉ định về kênh vật lý khác nhau: Kênh cơ sở và kênh mã phụ mang dữ liệu người dùng Chỉ định về kênh điều khiển sử dụng khung có chiều dài từ 5 đến 20ms mang các thông tin điều khiển như: đo lường dữ liệu, kênh pilot được sử dụng như một tín hiệu tham khảo cho việc phát hiện liên kết Kênh pilot cũng mang tín hiệu điều khiển mã công suất

Kênh mã cơ sở mang âm thanh, tín hiệu và dữ liệu tốc độ thấp, kênh này cung cấp tốc độ cơ bản 9,6Kbps và 14,4Kbps Kênh mã cơ sở luôn hoạt động với chế độ chuyển giao mềm

3,75Mhz

Đa sóng mang 1,25Mhz

Truyền trực tiếp

PN1 Walsh(++…)

Kênh phụ 2

Bộ tổng hợp Gain Gs2

Σ

Σ

Hình 2.1: Cấu trúc hướng lên

2.2 Kênh vật lý hướng xuống:

Kênh vật lý hướng xuống có ba chỉ định về kênh khác nhau, và ba kênh điều khiển chung Tương tự kênh đường lên kênh cơ sở và kênh mã phụ mang thông tin người dùng, kênh điều khiển mang các bản tin điều khiển Kênh điều khiển mang bít điều khiển và các thông tin tốc độ Kênh đồng bộ để MS có thể thực hiện việc đồng bộ, một hoặc vài kênh nhắn tin được sử dụng cho các nhắn tin di động, và kênh pilot cung cấp các tín hiệu tham khảo cho việc phát hiện kết nối cell thu được và chuyển giao

Hệ thống CDMA2000 có một kênh pilot chung nó được sử dụng như kênh

để tham khảo cho việc phát hiện kết nối khi anten có khả năng thích nghi không được sử dụng Khi anten thích nghi được sử dụng kênh pilot phụ được dùng như kênh để tham khảo cho việc phát hiện kết nối Nó được sử dụng cho cả hai phương pháp truyền đa sóng mang và trải phổ trực tiếp

3 Gói data:

CDMA-2000 sử dụng dạng gói dữ liệu Aloha được cung cấp kênh lưu lượng,

nó có thể truyền mà không cần lập chương trình xác định trước tốc độ bít Khi MS truyền xong nó giải phóng kênh lưu lượng nhưng chưa giải phóng kênh điều khiển ngay Khi giải phóng kênh điều khiển nó vẫn duy trì kết nối giữa tầng liên kết với tầng mạng để có thể thiết lập lại kênh trong thời gian ngắn nhất khi có yêu cầu truyền dữ liệu cụm dữ liệu ngắn có thể được truyền trên kênh lưu lượng chung với phương pháp truyền ARQ

4 Cấu trúc phân lớp:

Hình trên mô tả mức cao nhất của ba lớp thấp nhất Toàn bộ lớp trên sử dụng dịch vụ truyền tải dữ liệu được cung cấp bởi lớp kết nối CDMA-2000 Các dịch vụ này bao gồm các ứng dụng thoại, gói và chuyển mạch như các dịch vụ hỗ trợ IS-

95

Lớp phụ LAC cung cấp việc truyền tải dữ liệu trên giao diện vô tuyến giữa các lớp trên ngang hàng Lớp này có khả năng tinh cậy trong quá trình truyền dẫn nhằm đáp ứng các nhu cầu khác nhau của các lớp trên Để cung cấp các dịch vụ, nó

hỗ trợ một số giao thức phù hợp với yêu cầu chất lượng của mỗi lớp trên để đáp ứng các đặc tính yêu cầu của lớp MAC Đối với các lớp đòi hỏi Q0S cao hơn lớp LAC được cung cấp trực tiếp bởi lớp MAC, thì LAC gia tăng độ tin cậy thông qua việc sử dụng các giao thức ARQ có độ tin cậy đầu cuối đến đầu cuối thay đổi (chuỗi đánh số, ACK/NAK, và phát lại các gói thất thoát hoặc bị hỏng)

Lớp MAC cung cấp chức năng điều khiển quản lý tài nguyên được cung cấp bởi lớp vật lý, và phối hợp sử dụng các tài nguyên khác, mà các dịch vụ LAC khác

Báo hiệu lớp 3IS-95 2G

Dịch

vụ số liệu theo mạch

Các dịch

vụ tiếng

Dịch

vụ số liệu gói

Báo hiệu lớp cao khác

Báo hiệu lớp cao cdma

2000 Link Acsess Control (LAC):Điều khiển truy nhập

Media Acsess Control (MAC):Điều khiển truy nhập môi

đòi hỏi Chức năng phối hợp này vận hành được sự điều khiển trực tiếp của các chức năng MAC ở trạm gốc, giải quyết lại nội dung phát hành giữa toàn bộ dịch vụ LAC trong khi chỉ một máy di động, cũng như giữa các máy di động cạnh tranh Lớp phụ MAC cũng đáp ứng cho việc phân bố mức Q0S mà các dịch vụ LAC đòi hỏi

III Cấu trúc của hệ thống CDMA2000:

Hệ thống CDMA2000 là sự phát triển tất yếu của hệ thống cdmaOne, yêu cầu thứ yếu là nâng cấp mạng và vốn đầu tư nhỏ Máy thu phát cầm tay CDMA2000 tương thích các bộ phận cdmaOne kế thừa Vì vậy sự quá độ từ cdmaOne lên CDMA2000 1X là tương đối dễ cho các máy thu phát và dễ hiểu cho người dùng Những thuận lợi này của hệ thống cdmaOne đã đem lại các lợi thế thị trường đáng kể Các máy thu phát cdmaOne dẫn đầu trong việc triển khai của các

hệ thống thông tin thế hệ 3G ở các thị trường: Châu Á, Mỹ, và Châu Âu

Sự quá độ từ cdmaOne lên CDMA2000 yêu cầu nâng cấp card kênh và phần mềm cho trạm gốc cdmaOne (trạm gốc cũ có thể yêu cầu nâng cấp một vài phần cứng) và đưa ra máy thu phát cầm tay mới

BTS

BTS

BTS

Phần tử chính

Sự phát triển CDMAOne lên CDMA2000 1X là một đề nghị hợp lý, cấu trúc của hệ thống CDMA2000 1X được mô tả như sau:

Chuyển mạch kênh

MAP

MAP

HLR/AUC ANSI-41 GPRS Rigister

BSC

MSC

136 GMSC

SGSN

PSTN

Internet

RCU

Hình 2.4: Cấu trúc của hệ thống CDMA2000 1X

Card kênh 1X mới Phần mềm mới

Mạng kinh doanh

MS

- MS (Mobile Station): Trạm di động(thuê bao di động)

- MSC (Mobile-services Switching Centre): Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động

- BTS (Base Station Tranceiver Subsystem): Phân hệ thu phát trạm gốc

- BSC (Base Station Controller): Bộ điều khiển trạm gốc

- GMSC (Gateway MSC): Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng

- IWF (Interworking Function): Chức năng kết nối mạng

- SGSN (Serving GPRS Support Node): Nút hỗ trợ GPRS phục vụ

- GGSN (Gateway GPRS Support Node): Nút hỗ trợ GPRS cổng

- HLR (Home Location Register): Bộ đăng ký định vị thường trú

- AUC (Authentication Centre): Trung tâm nhận thực

- PSTN (Public Switching Telephone Network): Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

- PDSN (Public Data Switching Network): Mạng chuyển mạch dữ liệu công cộng

- IP Backbone: (Internet Protocol Backbane): Xương sống giao thức Internet

- Các chức năng chuyển đổi mã, nó giải nén lưu lượng thoại từ máy di động đi đến mạng PSTN và nén lưu lượng thoại đi từ mạng PSTN tới thiết bị máy

di động

1 IP di động(tiêu chuẩn Internet được đề xuất cho di động):

Là sự cải thiện cho các dịch vụ số liệu gói IP di động cho phép người sử dụng duy trì kết nối số liệu liên tục và giữ riêng một địa chỉ ID khi di động giữa các bộ điều khiển trạm gốc (BSC) hay chuyển đến các mạng CDMA khác

2 Các kênh vật lý:

Các kênh vật lý đảm bảo việc mã hóa và điều chế cho một tập hợp các kênh logic được sử dụng bởi lớp con PLDCF MUX và QoS Các kênh vật lý này được phân loại như sau:

- Các kênh vật lý riêng hướng lên/hướng xuống(F/R-DPHCH): tập hợp tất cả các kênh vật lý mang thông tin theo kiểu riêng, điểm tới điểm giữa trạm gốc và một trạm di động

- Các kênh vật lý quảng bá hướng lên/hướng xuống(F/R-CPHCH): tập hợp tất cả các kênh vật lý mang thông tin trong một truy nhập chia sẽ, theo kiểu điểm tới đa điểm giữa trạm gốc và nhiều máy di động

3 Truyền dẫn đơn và đa sóng mang:

Đường xuống hỗ trợ tốc độ chip N×1.2288 Mcps(ở đây N=1, 3, 6, 9, 12) Trong trường hợp N=1, việc trải phổ tương tự như hệ thống IS-95, tuy nhiên điều chế QPSK và điều khiển công suất vòng kín nhanh được sử dụng Trong trường hợp N>1, có hai lựa chọn cho tốc độ chip: đa sóng mang và trải phổ trực tiếp, chúng được mô tả như hình vẽ sau:

Bổ sung(R-SCH)

Cơ bản(R-FCH) Điều khiển riêng(R-DCCH) Thâm nhập(R-ACH)hoặcR-CCH Hoa tiêu(R-PICH)

Trạm gốc

Máy

di động

Kỹ thuật đa sóng mang đưa các ký hiệu điều chế lên trên N sóng mang riêng biệt 1.25 MHz(N=3, 6, 9, 12) Mỗi sóng mang được trải phổ với tốc độ 1.2288 Mcps Kỹ thuật trải phổ trực tiếp N>1 tiến tới phát các ký hiệu điều chế trên một sóng mang duy nhất được trải phổ với tốc độ chip là N×1.2288 Mcps (N=3, 6, 9, 12)

4 Điều khiển công suất:

Một thuật toán điều khiển công suất nhanh mới cho đường xuống và một điều khiển công suất cho kênh cơ sở F-FCH và kênh bổ sung F-SCH được sử dụng trong hệ thống thông tin di động CDMA2000 Các tiêu chuẩn định rõ điều khiển công suất vòng kín nhanh là ở tần số 800Hz Hai ý đồ của việc điều khiển công suất đã được đề xuất cho kênh cơ sở F-FCH và kênh bổ sung F-SCH

- Điều khiển công suất kênh đơn: nó dựa trên cơ sở chất lượng của kênh tốc độ cao giữa kênh cơ sở F-FCH và kênh bổ sung F-SCH Thiết lập khuếch đại cho kênh tốc độ thấp được xác định dựa trên mối quan hệ của nó đến kênh tốc độ cao

- Điều khiển công suất độc lập: Trong trường hợp này, các hệ số khuếch đại cho các kênh F-FCH và F-SCH được xác định riêng biệt Máy di động có thể thực hiện hai thuật toán vòng ngoài cách biệt(với các chỉ tiêu Eb/Nt khác nhau) và phát hai bit lỗi Eb/It đến trạm gốc

5 Phân tập phát:

Phân tập phát có thể giảm được tỷ số Eb/It yêu cầu hoặc công suất phát yêu cầu cho kênh và do đó tận dụng hết năng lực của hệ thống Tính đa dạng của việc truyền dữ liệu có thể được bổ sung theo các phương pháp sau:

- Phân tập phát đa sóng mang: Phân tập antenna có thể được bổ sung trong một liên kết đa sóng mang hướng xuống mà không ảnh hưởng đến các đầu cuối thuê bao, trong đó một tập hợp con các sóng mang được phát trên mỗi antenna Đặc điểm chính của đa sóng mang là tiến tới:

+ Các ký hiệu thông tin sau khi mã hóa được phân chia lên nhiều sóng mang 1.25 MHz

+ Phân tập tần số tương ứng với trải phổ tín hiệu qua toàn bộ băng rộng

+ Cả phân tập thời gian và tần số đều sử dụng bộ mã hóa xoắn/lặp ký hiệu

và ghép xen

+ Máy thu RAKE thu năng lượng tín hiệu từ tất cả các băng

+ Có thể được ấn định chung một mã Walsh cho đường xuông ở tất cả các sóng mang

+ Điều khiển công suất nhanh

Trong máy phát đa sóng mang 3×1.25 MHz, các ký hiệu thông tin mã hóa theo từng dãy được chia thành 3 dòng dữ liệu song song, và mỗi dòng dữ liệu được trải phổ với một mã Walsh và một chuỗi PN dài tốc độ 1.2288 Mcps Tại đầu ra của máy phát có 3 sóng mang: A, B, và C như hình vẽ sau:

Sau khi xử lý các ký hiệu thông tin mã hóa theo từng dãy với các sóng mang song song, đa sóng mang sẽ được phát bởi nhiều antenna và nó được gọi là tính đa dạng của việc phát đa sóng mang(MCTD) Trong MCTD, toàn bộ các sóng mang được phân chia vào các tổ hợp con; sau đó mỗi tổ hợp con của các sóng mang được phát trên mỗi antenna, ở đó bộ lọc tần số cung cấp trực giao gần như tuyến tính giữa các antenna Điều này sẽ cải thiện phân tập tần số và do đó sẽ tăng dung lượng đường xuống

- Phân tập phát tín hiệu trải phổ trực tiếp: Phân tập phát tín hiệu trực giao (OTD) có thể được sử dụng để bảo đảm phân tập phát tín hiệu trải phổ trực tiếp Các bit đã mã hóa được tách ra thành hai dòng dữ liệu và được phát qua hai antenna riêng biệt Mỗi antenna có một mã trực giao riêng Điều này sẽ duy trì trực giao giữa hai dòng dữ liệu vào, và do đó giao thoa trong hiện tượng fading phẳng

sẽ được loại bỏ Lưu ý rằng, do việc tách các bit đã mã hóa thành hai dòng dữ liệu

Ba antenna

Hình 2.7 Phát đa sóng mang 3×1.25 MHz

riêng biệt, nên số mã trải phổ hiệu dụng trên người sử dụng vẫn giống như trong trường hợp không sử dụng OTD Một hoa tiêu hổ trợ được đưa vào cho antenna bổ sung

6 Điều chế trực giao:

Để giảm hoặc loại bỏ giao thoa trong cùng ô, mỗi kênh vật lý đường xuống được điều chế bởi mã Walsh Để tăng số mã Walsh hiệu dụng thì điều chế QPSK được sử dụng trước khi trải phổ Cứ mỗi hai bit thông tin được sắp xếp đến một ký hiệu QPSK Vì thế số mã Walsh có hiệu lực được tăng gấp đôi so với BPSK (trải phổ trước) Độ dài mã Walsh thay đổi để đạt được các tốc độ bit thông tin khác nhau Đường xuống có thể bị giới hạn bởi nhiễu giao thoa hoặc mã Walsh phụ thuộc vào sự triển khai đặc thù và môi trường khai thác Khi một giới hạn mã Walsh xảy ra thì các mã thêm vào có thể được phát bằng sự làm tăng lên nhiều lần các mã Walsh bởi các hàm mặt nạ Các mã được phát theo phương pháp này được gọi là các hàm tựa trực giao

7 Các đặc điểm quan trọng của đường xuống:

Các đặc điểm chính của liên kết hướng xuống là:

- Các kênh trực giao và sử dụng các mã Walsh Các mã Walsh có độ dài khác nhau được sử dụng để đạt được cùng tốc độ chip cho các tốc độ bít thông tin khác nhau

- Điều chế QPSK được sử dụng trước khi trải phổ để tăng số các mã Walsh có hiệu lực

- Sự hiệu chỉnh lỗi hướng xuống(FEC) được sử dụng

+ Các mã trực giao được sử dụng (k=9) cho thoại và dữ liệu

+ Các mã Turbo (k=4) được sử dụng cho các tốc độ dữ liệu cao trên các kênh SCH

- Hổ trợ kênh liên kết hướng xuống không trực giao

+ Những kênh này được sử dụng khi hết không gian trực giao (không đủ số

mã trực giao)

+ Các hàm gần như trực giao được phát bởi các hàm mặt nạ mã Walsh

- Đồng bộ liên kết hướng xuống

- Liên kết hướng xuống truyền đa dạng

- Điều khiển công suất hướng xuống(vòng kín) 800 lần/giây

- Tập hợp các kênh bổ sung tích cực, tập hợp con của tập hợp các kênh cơ bản tích cực Tốc độ dữ liệu cực đại hổ trợ cho RS3 và RS5 ở các kênh bổ sung là 152.6 kbps(tốc độ dữ liệu chưa qua điều chế) RS4 và RS6 sẽ được hổ trợ chỉ cho các cuộc gọi thoại với tốc độ kênh cơ sở trên 14.4 kbps (tốc độ dữ liệu chưa qua điều chế)

- Hệ thống truy nhập khi không gán đến một kênh lưu lượng

- Nguồn gốc cuộc gọi

Encoder and Repetition

Block Interleaver

R = 1/3 or 1/2

28.8 ksps

Long Code PN Generator

Access Channel Address Mask

1.2288 Mcps

Q PN

28.8 ksps

Walsh Cover

307.2 kHz

D 1/2 PN Chip Delay

Tx tại tốc độ 4800 bps, 20ms khung

Traffic Channel – Reverse:

Tương tự kênh lưu lượng hướng đi

Sự khác nhau so với kênh lưu lượng hướng đi là:

- Bộ điều chế trực giao 64-ary: Không tách sóng nhất quán

- Sử dụng mã dài PN: Phân loại kênh đảo

- Data Burst Randomizer : Điều khiển công suất và tốc độ biến đổi kênh truyền

4800bps

I PN

1.2288 Mcps Convolutional

Encoder and Repetition

Block Interleaver

R = 1/3 or 1/2

28.8 ksps

Long Code PN Generator

Access Channel Address Mask

1.2288 Mcps

Q PN

28.8 ksps

Walsh Cover

Data Burst Randomizer

307.2 kHz

D

1/2 PN Chip Delay For Traffic Channel

Hình 2.9: Sơ đồ khối kênh lưu lương hướng về