Tìm hiểu về công nghệ CDMA và mô phỏng trải phổ DS SS

Xuất phát từ yêu cầu cần thiết phải có một hệ thống thông tin di động tiện dụng, đáp Ứng nhiều nhu cầu khác nhau của người sử dụng, đặc biệt là khả năng kết nối với các dịch vụ mạng in

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

TRƯƠNG VĂN THÔNG

103101107

TIM HIEU VE CONG NGHE CDMA

VA MO PHONG TRAI PHO DS-SS

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TU - VIEN THONG

Trang 2

_BQ GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

TRUONG DHKT CONG NGHE TP.HCM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOA ĐIỆN _ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP

Họ và tên: Trương Văn Thông MSSV: 103101107

Ngành: Điện Tử Viên Thông Lớp: 03DHDT2

1 Đầu đề luận án tốt nghiệp:

Tìm hiểu về công nghệ CDMA và mô phỏng phương pháp trải phố

DS-SS

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

4 Tổng quan về hệ thống Điện thoại đi động

#% Tìm hiệu vệ CDMA2000-1X „

*% Tìm hiểu ve các phương pháp trải phô trong hệ thong CDMA

vi Tin hiéu vé day PN

s Mô phỏng phương pháp trải phé DS-SS trén Matlab

Viét luận văn theo chuẩn của trường Đại Học Kỹ Thuật công Nghệ

3 Ngày giao nhiệm vụ luận án: 01/10/2007

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 10/01/2007

5 Họ tên giáo viên hướng dẫn: Trần Duy Cường Hướng dẫn toàn bộ

Nội dung và yêu cầu LATN đã thông qua NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

Ngày :19 tháng 10 năm 2007 (ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG KHOA

LO >

|] BAIHOC KY THUAT CONG NGHE W

KHOA BIEN ĐIỆN TỦ, +

TS HÒ NGỌC BÁ TRÀN DUY CƯỜNG

Trang 3

LOI CAM ON

VBS

Sau 5 năm học tập tại trường, được sự tận tình dạy dỗ của các thầy cô

Em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tìm Hiểu Về hệ thống thông tin di động CDMA và Mô Phỏng Trải Phỗ Trực Tiếp DS - SS Trên

Matlab”

Em xin gởi lời cắm ơn đến ban lãnh đạo nhà trường, quý thầy cô trong

bộ môn Điên Tử-Viễn Thông đã truyền đạt những kiến thức quý báu làm cơ

sở cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Em đặc biệt cám ơn thay TRAN DUY CUONG 1a người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này

Em cũng xin được cám ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã tạo cho

em những điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

SVTH: Trương Văn Thông

Trang 4

MUC LUC

Trang

PHAN I: Téng Quan Về Hệ Thống Về Hệ Thống Điện Thoại Di Động 1

Chương I: Tổng Quan Về Hệ Thống Thông Tin Di Động Tế Bào 2

I Lich Str Phát Triển Của Thông Tin Di Động . -«++ceseeee 2

II Tổng Quan Về Hệ Thống Thông Tin Di Động Tế Bào 3

2 Cac hé thống chủ yếu ở thế hệ 2G -ccccserrsrrrrrrrreserre 8

II Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ 3G -+-+ec<-«+e+ 8

1 Tổng quan -c-ccssrerrrrerrertrrrritreriririrrieiirirrererrersree 8

2 Các hệ thống cơ bản sec ctsttrrrerrrrrirtrrrrrirrrirrirrrrirrree 9

Chương III: Các Kỹ Thuật Đa Truy Nhập Trong Thông Tin Di Động 10 I FDMA (Frequency Division Multiple Acces$) - e-eeeerse 10

1 Hiệu suất phổ tần sỐ -cs+crsrereterrttrrttrirerreiirririiiee 11

2 Dung lượng của hệ thống . c:cccscreeriesrerrirrriirrrrirre 11

3 Nhiéu xuyén kénh ew ee eeeeeeeeeeeeeneeeeeenesenessaseneceeeneneeeesenenenenees 12

II TDMA (Time Division Multiple Access) -eceerererererre 12

1 Ưu và Nhược điểm của hệ thống TDMA -cecseee 13

2 Hiệu suất phổ của TDMA -c-cceeetrtrtrtrirtrrirterrrrrerrrrie 13

3 Dung lượng của hệ thống TDMA scssnsierieerrrrirerirrree 14

II Kỹ thuật CDMA(Code Division Multiple Acces$) - 14 Chương IV : Téng Quan CDMA Trong Thông Tin Di Động . 16

I Nguyên Lý Kỹ Thật CDMA 55ccccccrrrrrrrrrrtrrrrrrrirrrririrrrrre 16

Trang 5

1 Thủ tục phát và thu tín hiệu -.- -: ccccccvcecccerrrrtrrrrrrrrrrrrrke 16

2 Các đặc tính của kỹ thuật CDÌMA - 5< + S- Sen 17 Phần II: Hệ Thống Thông Tin Di Động CDMA2000_1X .- 24 Chương I: Hệ Thống Thông Tin Di Động 2000 -csceeseererrree 25

I Tổng Quan -s-25+2S<c2reerrrrrertrrrtrrtrirrrrirrrirrriieriee 25

1 Khả năng chính mới: (Major new capability) 26

2 Các tiêu chuẩn CDMA theo TIA/EIA/IS-2000 -++ 26

3 Độ rộng băng tẦn -csccserkrrrrrrtrrriirirrirriirred 26

4 Các đặc trưng - - «sen kn nề T1 ni HH 0000001004101 810: 26

II Các Đặc Điểm CDMA-2000 -555-Sccrrrertrirrrtriirrrrrirrrrre 27

1 Băng thông +- sen 1.11111118011011" 28

2 Các kênh vật lý - - càng Hàn 0011100 160 28

3 co t nan 30

4 Cấu trúc phân lớp : ++++++rxerserkerkerrrtrrrrrrrrrrrrrrkrrrrrrre 31

II Cấu Trúc Của Hệ Thống CDMA2000 7-555+Sc+rerrerrsrrrrrre 32

1 IP đi động(tiêu chuẩn Internet được đề xuất cho di động 34

2 Các kênh vật lý - 5+ HH 1n 0 ng 34

3 Truyền dẫn đơn và đa sóng mang . -+ ++-++++>e++eetesersersrree 35

A, Điều khiển công suất -s -©c++rsrerreererrrtrtrrrrereiree 36

Trang 6

2 Mang thong minh esseeseesenseeeessssesessesssessenenssnensencensressessonens 43

Phần HI: Kỹ Thật Trải Phổ Trong Hệ Thống CDMA - 44

ChươngI: Giới Thiệu Công Nghệ Trải Phổ -c cccnteserrrrtrrrrrre 45

I Giới Thiệu Chung - - s5 55s sen 1111110110191 ete 45

1 Giới thiệu về công nghệ trải phố . -©-«+cc+serrsrerrseereeerree 45

2 Tính chất và nguyên lí của kỹ thuật trải 00 46

3 Ưu điểm và ứng dụng của kỹ thuật trải phổ -cc errreee 48

Chương II: Kỹ Thuật Trải Phổ Trực TIẾp -5 -cscererreeererrree 50

I Giới thiệu hệ thống trải trực tiếp (DS) e cecereeerriee 50

1 Đặc tính của tín hiệu DS - -5-< series 50

2 Độ rộng băng RF của hệ thống D§ -ccsicrrrireerierrrirrrrrree 52

II Hệ Thống Trải Phổ Chuỗi Trực Tiếp(DS/SS) . - 57

6 Hiệu năng lượng của hệ thống -c«cnnkeerirrrrrrrrrrrrreriri 65

Chương III: Kỹ Thuật Trai Ph Nhay Tan .ssesscsssssescessseeesessnneeeesnneesenssneesssnns 72

I Máy phát trải phd nay tan oo eessessssecsseeesneeesneesseenneesnneceneessneeses 72

TL Máy thu trải phổ nhảy tan esses esssseecessesessseessnsssennsennsecannesennesssees 73

II Trải phổ nhảy tần chậm -¿ 555cScxeetrrtrerrrterirrerirrrrrrriie 74

IV Trải phổ nhảy tần nhanh -s+-5522c+serrerrttrrterrseritrrirrrriririee 75

ChươngIV: Kỹ Thuật Trải Phổ Dịch Thời Gian -ceceerrerreee 78

I Trải Phể Dịch Thời Gian 55-55<‡5cserererrterrierrrerirere 78

II Hệ thống lai -ccccccrerrrrrrrttrirrtrrirrrirtriiirrrrirerriree 79

1 Hệ thống lai FH/DS -25 555z+ccxerrrrxrstrrrrrrirrrrirrrirrrii 79

2 Hệ thống lai TH/FH -2c+-©2seeeerxtrtrrrrttrrrttrirrerrirrerrirrrieg 82

3 Hệ thông lai TH/DS - s-sSsnhnnreneeeieirrrirrrirrrrirrrrerreee 82

ChươngV: Mã Trải Phố Ngẫu Nhiên PN cccccccieerierrrrrrrrrrrrrrre 86

Trang 7

I Tổng quan về mã trải phổ -©cs+erxerrrerrrrrtrrirrrrrrrrrrerie 86

1 Mô hình phát chuỗi nhị phân ngẫu nhiên -csscse2 87

2 Đáp ứng của chuỗi ngẫu nhiên -2+-©s++erserrtrrrsrtesrrieerie 88

3 Hàm tự tương quan d() - s55 eehhhneieirrrrrirreree 88

4 Hàm tự tương quan PÌN7 - «-5- sài 11111115" 88

5 Số bít cùng A và số bít khác D khi dãy PN7 dịch một bít 89

II Các loại mã trải phổ PN -7-+ccsrtrrrrerrrrrrirrirrrrrrrrrr 89 A2 89

p1 icon 91

co an e 93

II Các phương pháp điều chế và giải điều chế trong CDMA 94

1 Phương pháp điều chế và giải điều chế khóa dịch tần số FSK 94

2 Điều chế khóa dịch pha hai trang thái (BPSK) 98

Phần IV : Mô Phỏng Phương Pháp Trải Phố DS-SS 101

I Mô hình hệ thống thu phát trải phổ ¿ ©5s+©cesecsersssrerree 102 II Kết quả mô phỏng -c 5+cc+ccccercrrrrtrrrrrrrrrirerrrrrrrrrerrrrrre 105 1 Giao dién Chinh .Ố.ố.ố 105

2 Sơ đồ thu phát của hệ thống trải phổ . . -cc+ccsesreererrrrrrer 106 3 Dạng sóng và phổ dữ liệu . -cscrerrrrrrrierieriierrrrrrriie 107 4 Dạng sóng và phổ dữ liệu sau điều chế BPSK . ‹- 108

5 Dạng sóng và phổ của chuỗi giả PN cccccccrerseriserierie 109 6 Dạng sóng của tín hiệu được trải 270 110

7 Dạng sóng và phổ của tín hiệu nén phỖ c cccccsexssrereerersree 111 8 Dạng sóng và phố của tín hiệu sau giải điều chế -c-sccee 112 Phần V: Kết Luận Và Hướng Phát Triển Đề Tài -. -ee+ 113 II 804 1 114

Trang 8

LOI NOI DAU

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong các ngành mũi nhọn như: Điện Tử - Tin Học - Viễn Thông v.v Nếu chúng

ta không thường xuyên cập nhật thông tin thì chúng ta không bắt kịp đà phát

triển của thế giới Đất nước có được phát triển về khoa học kỹ thuật có thể sánh

vai cùng Cường Quốc Năm Châu hay không là phụ thuộc vào việc chúng ta có sẵn sàng học hỏi, nghiên cứu và tiếp thu, phát huy hiệu quả những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại hay không Với mục đích đáp ứng nhu cầu của con

người, các hệ thống thông tin di động cũng không ngừng phát triển để phù hợp

với mong muốn của con người

Xuất phát từ yêu cầu cần thiết phải có một hệ thống thông tin di động tiện

dụng, đáp Ứng nhiều nhu cầu khác nhau của người sử dụng, đặc biệt là khả năng

kết nối với các dịch vụ mạng internet, bảo mật thông tin cho người sử dyung.v.v Hiện nay thế hệ thông tin di động 4G sắp được thự thi ở các nước Châu Au

Với mong muốn được tìm hiểu và nghiên cứu một cách tổng quát về hệ

thống thông tin di động mới CDMA này Được sự đồng ý của hướng dẫn của

thầy TRẢN DUY CƯỜNG em xin chọn đề tài: Tìm Hiểu Về Công Nghệ

CDMA làm luận văn tốt nghiệp Với kiến thức và thời gian có hạn nên đề tài của

em vẫn còn thiếu xót nhiều em chân thành mong các thầy cô thông cảm, em chân

thành cảm ơn!

Tp, HCM, Ngày 10 tháng 1 năm 2008 SVTH: TRƯƠNG VĂN THÔNG

Trang 9

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA 1 GVHD: Trần Duy Cường

Trang 10

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA 2 GVHD: Tran Duy Cudng

CHUONGI:

TONG QUAN VE HE THONG THONG TIN DI DONG

TE BAO

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

tô 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:

sẻ Phân bổ tần số rất hạng chế, dung lượng thấp

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

s% Không đáp ứng được các dịch vụ mới của khách hàng

s+ 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 đuy 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:

s Sử dung 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

sẻ 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 sé

Trang 11

sẻ 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

sẻ Nhận thực, truyền số liệu kết nối ISDN

s Điều khiển truy cập và chuyển giao hoàn hảo hơn, dung lượng tăng, diện

tích cell nhỏ hơn, chuyển giao nhiều hơn, báo hiệu đễ 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 mẫu 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

Il 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 có định, ở một kênh nào đó mà kênh đó tín hiệu đàm thoại được

xác định nhờ kênh báo hiệu, và máy đi động được đồng bộ về vấn đề tần số một

cách tự động Vì vậy các ô kể 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 đi động để chuyển đổi tần số của máy thích hợp một cách tự động

Trang 12

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 mach

BSS (Base Station Subsystem), trạm di động MS (Mobile Station), hệ hỗ trợ và khai thac OSS (Operation And Support Support Subsystem)

> Phan hé chuyén mach SS:

Phân hệ chuyển mạch bao gồm trung tâm chuyển mạch MSC (Mobile

Switching Center), trung tâm nhận thyc AUC (Authentication Center), và các thanh ghi nhận thiét bi ERI (Equiqment Identification Register)

> Phân hệ trạm gốc BSS:

Phân hệ trạm sốc 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

chuyên giao và điều khiển công suất

> Trạm thuê bao MS:

MS cung cấp giao diện với người sử dụng (Micro, màn hình, bàn phím ), và

giao diện với các thiết bị đầu cuối khác

MS gồm hai phần chủ yếu: Module nhận dạng thuê bao SIM (Subcriber

Identify Module), va phần chứa các thiết bị thu, phát gọi là ME (Mobile

Equitment) SIM là phan chtra Hardware va Software lien quan dén giao tiép

> Phan hệ hỗ trợ và khai thác OSS:

Phân hệ hỗ trợ và khai thác OSS được xây dựng trên nguyên lý TMN

(TeleCommunication Management Networt - mang 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

Trang 13

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA 5 GVHD: Tran Duy Cường_

vào sự di chuyển của các máy di động trong suốt quá trình thực hiện cuộc gọi, nên cuộc øỌI 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

Trang 14

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

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

s% NAMPS: Narrow AMPS bing thông hẹp, do hãng motorola đề xướng và

thực hiện

sẻ 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 gan 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 théng 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

Trang 15

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA 7

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 đữ liệu tốc độ thấp,

chương trình duyệt internet (wap) Các kỹ thuật truy nhập như: TDMA, CDMA sử dụng cùng FDMA trong hệ thống

Trang 16

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA 8 GVHD: Tran Duy Cường

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

#sè 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): Cong nghệ sử dụng trải phê 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 nỗ của các máy điên thoại di động và có định cũng như các đầu cuối số liệu vô tuyến

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

s 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

Dựa trên các yêu cầu dịch vụ mới của thông tin di động, nhất là các địch vụ

truyền số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đưa ra các hệ thống thông tin đi 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

Trang 17

4 Linh hoạt để dam 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 kế khả năng phủ sóng của các hệ thống thông tin di dong

d 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 đi 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

Trang 18

CHUONG III:

CAC KY THUAT DA TRUY NHAP SU DUNG TRONG

THONG TIN DI DONG

Việc phân chia các kênh liên lạc cho mỗi MS được gọi là kỹ thuật đa thâm nhập Có ba kỹ thuật đa truy nhập đã được sử dụng như: FDMA, TDMA, CDMA

I FDMA (Frequency Division Multiple Access): KY thuat da truy nhap phan chia theo tan sé:

Kỹ thuật này được sử dụng phân chia tín hiệu trên miền tần số Mỗi trạm mặt đất phát một sóng mang có tần số khác với tần số sóng mang của các trạm khác, và các sóng mang này chúng không chồng lấn lên nhau nhờ các băng thông phòng vệ thích hợp Phương pháp này cho phép tất cả các trạm mặt đất truyền dẫn liên tục

không cần điều khiển định thời đồng bộ, và thiết bị sử dụng khá đơn giản Tuy

nhiên do các kênh truyền dẫn được phân chia theo các thước đo vật lý nên phương

pháp này thiếu linh động trong việc thay đổi cách phân phối kênh, và có hiện tượng

nhiễu xuyên điều chế

Đặc điểm của hệ thống FDMA là:

4d 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

4 Dung lượng kênh bị lãng phí trong thời gian rỗi

& Chi phi cho hệ thống là khá lớn

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

Trang 19

Tim Hiéu Vé Cong Nghé CDMA GVHD: Tran Duy Cường_

frequency

Hình 1.2: Sơ đồ khối FDMA

1 Hiệu suất phố tần số FDMA:

Hiệu suất phổ là cuộc gọi tối đa có thể thực hiện trong vùng phục vụ mét cell

m: Hiệu suất điều chế

2 Dung lượng của hệ thống:

Dung lượng kênh theo công thức Shannon:

Cạ= BWxlog,|l+————— uo a mem

BW: Bang thông kênh truyền

P: Công suất phát của kênh

Nạ: Mật độ năng lượng nhiễu trắng

Dung lượng của một cell dơn:

(đơn vị: channel/Hz/cell)

Trang 20

C=NxC¿=N?ZV

N

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

H 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

frequency

Hình 1.3: Sơ đồ khối TDMA

Đặc điểm của kỹ thuật TDMA:

s Chia sẻ một tân sô sóng mang với nhiêu thuê bao

Trang 21

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

mà xuất hiện từng cụm

4 TDMA dùng các khe thời gian khác nhau cho truyền và nhận vì thế không

cần đến các bộ song công

sk Đồng bộ đầu vào được yêu cầu ở hệ thống CDMA

sk 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:

sẻ 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

Trang 22

m: Hiệu suất điều chế

3 Dung lượng của hệ thing TDMA:

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

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

Il Ky thuat CDMA:

Hệ thống CDMA sử dụng kỹ thuật trai phổ nhằm thực hiện cho các hệ thống thông tin có khả năng cổng 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,

Trang 23

frequency

Hình 1.4: Sơ đồ khối CDMA

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

Channel 1

Channel 2 “ ỜNG ;

c Buffe J

Trang 24

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA 16 GVHD: Tran Duy Cường

CHUONG IV:

TONG QUAN CDMA TRONG THONG TIN DI DONG

I Nguyén Ly Ky That CDMA:

CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng

một kênh vô tuyến, đồng thời tiến hành cuộc gọi Những người sử dụng được phân biệt nhau nhờ sử dụng đặt trưng không trùng nhau Các kênh vô tuyến CDMA được dùng lại ở mỗi cell trong toàn mạng Một kênh CDMA rộng 1,23Mhz với hai

dãy phòng vệ 0,27Mhz CDMA dùng mã trải phổ có tốc độ cắt, tốc độ này cũng chính là tốc độ mã đầu ra của máy phát PN

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 phố 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 trén tap 4m (S/N)

1 Thủ tục phát và thu tín hiệu:

% Tín hiệu số thoại (9,6Kbps) phía phát được mã hoá, lặp, chèn và được nhân với sóng mang Íọ, và mã PN ở tốc độ 1,228§Mbps

$ Tín hiệu đã được điều chế đi qua bộ lọc băng thông có độ rộng băng

1,25Mhz sau d6 phat xa qua anten

4 Ở đầu thu, sóng mang và mã PN của tín hiệu thu được từ anten được đưa đến bộ tương quan, qua bộ lọc băng thông rộng 1,25Mhz, va số liệu thoại mong

muốn được tách ra để tái tạo lại số thoại ban đầu nhờ sử dụng bộ tách, chèn và mã giả ngẫu nhiên PN

Trang 25

Tim Hiéu Vé Cong Nghé CDMA 17 GVHD: Tran Duy Cudng

Hình 1.6: Sơ đồ thu và phát CDMA

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 kha 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:

Trang 26

> 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)

Trang 27

điều khiển công suất của các máy di động là sao cho tín hiệu phát của tất cả các máy đi 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 đi 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

bỉ 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 tý 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 đi 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 kháng 1,25ms cho đến khi đạt kết quả

Trang 28

Tìm Hiéu Vé Céng Nghé CDMA 20 GVHD: Tran Duy Cuong

BS cung cấp việc điều khiển công suất từ BS đên 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 đôi với vùng tín

hiệu bị gián đoạn, hoặc đôi với các máy di động ở xa

S

Điển khiến Điều khiển tông xuất

Xử lý của BS Xử lý của máy di động

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

2.3 Công suất phát thấp: Việc giảm tỷ lệ EyN 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

Trang 29

Tim Hiéu Vé Cong Nghé CDMA 21 GVHD: Tran Duy Cường

máy đi 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 tỉn với nhau ở bốn nắc tốc độ truyền dẫn: 9600b/s, 4800b/s, 2400b/s, 1200b/s các tốc độ này được chọn đựa 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 thông CDMA, bởi tín hiệu COMA 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/S-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 chuyên 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 tât

TRUONG AMD = KE)

5 ¥ oo i

Trang 30

Tìm Hiéu Vé Cong Nghé CDMA 22 GVHD: Tran Duy Cường

liệu chiều ngược lại

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 1⁄2

Trang 31

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 tông 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

Hình 1.10: Tái sử dụng tần số 2.10 Giá trị E,/No thap va chong Idi:

E,/Np 1 ty s6 nang Ivong trén m6i bit 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 EưNụ,

ỷ—_

Trang 32

Tim Hiéu Vé Cong Nghé CDMA 24 GVHD: Tran Duy Cuong

Trang 33

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA

Mục đích của công nghệ trải phô 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 xi 5Mhz

Bảng thông số của CDMA-2000

Băng tân kênh 1,25; 5; 10; 20

Cấu trúc kênh RF hướng xuông Trải phố trực tiếp hoặc đa sóng mang

Tốc độ chíp

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

N-1,2288Mc/s voi N bang 1,3,6,9 cho

Điêu chê trải phô

QPSK cân bằng (hướng xuông)

Kênh QPSK kép (hướng lên)

Kênh pilot ghép thời gian với PC và EIB

Phát hiện kết nói (hướng lên)

Kênh pilot chung và kênh pilot phụ (hương xuốn8)

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

kênh điều khiển

Đa tốc độ Trải phô biến đôi và đa mã 4- 256

Hệ trải phổ

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

Trải phô hướng xuông Ma Walsh dai dé phan biệt kênh

Trang 34

1 Kha nang chinh mdi: (Major new capability):

s Kết nối tới mang GSM — MAP, IP va mang IS-45

Su phan lép méi véi LAC va MAC, da dang trong dồn kênh, quản lý QạS

và sử dung tai nguyên một cách hiệu quả

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

s Cấu trúc linh hoạt hỗ trợ nhiều dịch vụ với nhiều QoS 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:

sŠ Pham vi trai phổ của hệ thống

sk Lớp vật lý tiêu chuẩn của hệ thống trải phổ CDMA

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

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

sh 3,75Mhz str dung cho một sóng mang FL và nhiều cho RL trực tiếp

“ Linh hoat 1x, 3x

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

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

4 Các đặc trưng:

tw Kha nang 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

sk Sự giải điều chế nhất đỉnh đảo ngược:

- Pilot dao ngược hiện hữu

Trang 35

- Tang dung lugng hé thống và chất lượng cuộc gọi

s 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 B15

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

sk OTD (Orthogonal Transmit Diversity):

- _ Chia ra từng phần đữ liệu kênh đi

- _ Tăng cường chất lượng void

s Sự điều biến đảo ngược

sw QOF (Quasi- Orthogonal Function)

wk MAC (Medium Access Control)

Il Cac dic diém CDMA-2000:

s%* Tương thích ngược với CDMA one

s Cải tiến thoại

4 Cải tiến hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu:

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

- _ Hỗ trợ truyền dữ liệu thấp

s* Hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện

s* 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

SVTH: Truong Văn Thông

Trang 36

“Phương pháp trai phố trực tiếp đường truyền hướng xuống đạt tốc độ chip 3,6864Mcpa

2.1 Kênh vật lý hưởng 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

đài 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 chê độ chuyên giao mêm

Trang 37

Hình 2.1: Cấu trúc hướng lên

Trang 38

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 chuyến 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 phố trực tiếp

3 Gói data:

CDMA-2000 sử dụng dạng gói đữ 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

Trang 39

4 Cấu trúc phân lớp:

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

wep vat Physical layer: lép vat ly

Hình 2.2: Cấu trúc phân lớp CDMA-2000 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 tính 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 QọS 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 đỗi (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

Trang 40

Tìm Hiểu Về Công Nghệ CDMA 32 GVHD: Tran Duy Cường”

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 đi động cạnh tranh Lớp phụ MAC cũng đáp ứng cho việc phân bố mức QgS mà các dịch vụ LAC đòi

Hình 2.3: Cấu trúc của hệ thống CDMA2000

Hệ thống CDMA2000 là sự phát triển tất yếu của hệ thống cảmaOne, yêu

cầu thứ yếu là nâng cấp mạng và vốn đầu tư nhỏ Máy thu phát cam 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 cđmaOne 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

Tiêu đề	Tìm hiểu về công nghệ CDMA và mô phỏng trải phổ DS SS
Trường học	University of Technology and Education
Chuyên ngành	Wireless Communication Technology
Thể loại	Báo cáo tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	5,55 MB