Luận văn thông tin trải phổ và Ứng dụng

Trong hệ thống, 5/85, tất cá các người dùng chia sẻ củng một băng tắn và phát tín hiệu của mình một cách đồng thời Máy thu sit dung tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để khỏi.. Trang các

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

PHAM THI ANH HONG

TIONG TIN TRAI PIIO VA UNG DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGÀNH KỸ THUẬT DIỆN TỬ

Hà Nội, 1010

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAL HOC BACH KHOA HA NOL

PHAM THI ANH HONG

TIONG TIN TRAI PIIO VA UNG DUNG

CHUGNG I: TONG QUAN VE KY THUAT TRAT PHO

11 Giới thiệu:

thống

Trong các hệ thống thông tin, ta thường quan tâm dến tính năng cua he

theo khía cạnh hiệu qua đải thông và hiệu quả năng lượng Trong đó, phổ tần vô tuyến lừ lâu đã được soi là nguồn lài nguyên công công quí báu của quốc gia và Lit nhiên Tuy nhiên phỏ tân vô tuyến về cơ bản là tải nguyên hữu hạn, song, dùng lạt được, tức là khi một hệ thông ngừng dừng một tân số nào đó tì môi hệ thống khác

có thể bắt dầu ding tan so này, Mặc di những tiến bộ về công nghệ tiếp tục mỡ rộng đải tân dùng được, các tỉnh chất cơ bản của sóng võ tuyến lam cho mét sé tin

số hay được dùng hơn, đo đó qui giá hơn cáo tần sẻ khác Theo đó, các tính chất

truyền dẫn sớng võ tuyến trong, đái 0.5-3 GHz là đặc biệt qui gáá đối với nhiều dịch

vụ cổ định và đi động

Vấn để là ngày cảng nhiều công nghệ và dịch vụ tranh đành nhan đoạn phố tân qui giả đó, nhất là vị nhu câu về phổ tân vô tuyến tăng nhanh đổi với các dịch vụ

mới, như là địch vụ thông tỉn cá nhân (Personal Communioation Servioe-PCS) và

điện thoại tế bảo Quân lí việc sử dụng phỏ tán là nhiệm vụ cực kỉ phức tạp vì

hiện nay cỏ nhiều loại dịch vụ và võng nghệ mới Trước dây việc nay đườc thực

hiện bằng cách cấp các băng hoặc các blocks phố cho các địch vụ khác nhau như là

quảng bá, di động, nghiệp dư, vệ tĩnh, điểm-điểm và thông tin hang khdng , gần đây có cách tiếp cận khác để giải quyết vẫn đề này, nó dựa trên khả năng của một số phương pháp điều chế chia sẻ cùng băng tần mà không gây nên nhiễu đáng kế Đó chính là phương pháp diểu chế trải phố (Spread Spectrum-SS), nhất là khí dùng kết

hợp với kĩ thuật đa truy nhập phân chúa theo mã (Code Division Multiple Access-

CDMA), hay con gọi là kĩ thuật đa truy nhập wai phd (Spread Spectrum Multiple

Access-SSMA)

Kỹ thuật trải phổ đã đi qua qung đường phát triển dài, nó có từ thời trước chiến tranh Thẻ giới TT Đồng thời ở Mĩ và Đức, vào thời gian đó nó là hoạt động lỗi

CHUONG TI: CAC HE THONG THONG TIN TRAT PHO

2.1 Hé théng trai pha dãy trực liếp DS/SS:

2.1.1 Mé dau:

Tín hiệu DS/SS nhan duoc bang cách diéu chế tin tức bởi tín hiệu giả ngẫu

nhiên băng rộng Sản phẩm trở thành tín hiệu bằng rộng Trước tiên Ia nghiên cứu

một số tính chät của các tín hiệu giả ngẫu nhiên, Sau dé ta xem xét các máy phát và

aay thụ của hệ thông DS/88 sử dụng BPSK và QDSK Ta cũng nghiên cứu ảnh

hưởng cửa tạp âm và nhiều cố ý dến chất lượng của hệ thông D8/S5 Cuối cùng ta

nghiên cửu ánh hưởng của việc chia sé cùng kênh với vài người dùng (nhiễu đa truy

nhập) và ảnh hưởng của đa tỉa

2.1.2 Tin higu gid tap:

Như đã dé cap trong chuong I, ta dùng mã “ngẫu nhiên” để trải phổ của tin tức tại máy phát và giải trải phố của tín hiệu thu được tại máy thu Mã ngẫu nhiên đóng vai trỏ rất quan trọng trong các hệ thông trái phổ Tuy nhiên nếu mã nảy là

ngẫu nhiên thực sự, thì ngay cả máy thu mong muốn cũng không thể lấy được tin

tức vỉ chưa có phương pháp nào để đẳng bộ với nuã ngầu nhiên thực sự, như vậy hệ

thống trở thành vô dụng Thay vào dó ta phải đùng mã giả ngẫu nhiên, là mã tất

định mà máy thu meng muốn biết được, còn đối với máy thu không mong muốn thì

nó giống như lạp âm Nó thường đuợc gọi là đấy giả tạp (Pacudo Noiso-PN) Dãy

PN ba diy các con số tuân hoàn với chủ kỉ nhất định Ta sử dụng {ci.i=integer}={L,

ea,cs,ei,L) để chỉ dấy PN, Giá sử N là chủ kì của nó túc là can=ei Dồi khi ta còn

gọi N là độ dài của dấy PN, va day tuân hoàn chi đơn thuận là phân rnớ rộng có chu

ki của đấy đài N

Để đây {a¡}la dãy tạp ngẫu nhiên tốt, giá trị của a¡ phải độc lập với giả trị aj với bất kì izj Để điều này xây ra thì đấy không được lặp lại, tức chủ kì phải là so

Vi day PN là Iuần hoàn, chủ kì của nó phải lớn để nhận được tính chất ngẫu nhiên

tốt

«Su mé réng dai thong được thục hiện nhờ một mã không phụ thuộc đữ liệu

(Đải thông tương đối rộng của tin hiệu mang cần được lao ra bởi một tụ hiểu

dang dễ diều biên, được goi là tín hiệu mã trải, thu hiệu này cần được biết bởi

bộ thu để khôi phục tín hiệu mang tin)

Có 3 loại hệ

hồng indi phổ cơ bare

« Diy trục tiếp (D5/55- Direct sequence spread spectrum): ta six dung điều

biên không lãi Lin,

« Nhày tân (FH/SS- Frequency hopping spread spectrrm): ta sử dụng điều tân,

6 do tan số nhảy được xác định bởi các từ có dé dai k bit nhận duge ti tin

hiệu mã trải

«- Nhấy thời gian(TH/S8- Lime hopping spread spectrum)

Cũng cỏ thể kết hợp các loại trải phổ co bản với nhau, gọi là các kỹ thuật lai bao gẫm cả chuỗi trực tiếp và nhảy tân

Hệ thông DS/88 đạt được trải phỏ nhờ nhân với nguồn tín hiệu giá ngẫu nhiên Hệ thống FH/SS đạt được trải phổ bằng cach nhay Lan sd sóng mang của nó trên một tập lớn các tần số Mẫu nhãy tản là giã ngẫu nhién Trong hé thong TH/SS, khối các bít đờ liệu được nén và phát đi một cách giản đoạn trong znột hoặc nhiều

khe thời gian trong khung gảm mốt sở lớn các khe thời gian Mẫu nhảy thời gian giã

ngẫu nhiên xác dịnh khe thời gian nào được đùng dễ truyền trong mỗi khuna

Tiện nay các quan tâm chính đến hệ thống trải phổ là trong các ứng dụng đa truy nhập, ở đó nhiều người dửng củng chỉa sẽ dãi thông truyền dẫn Trong hệ thống, 5/85, tất cá các người dùng chia sẻ củng một băng tắn và phát tín hiệu của mình

một cách đồng thời Máy thu sit dung tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để khỏi

phục tin hiệu mong muốn bằng quá trình giải trải phổ Các tín liệu không mong, muốn khác sẽ giống như các can nhiều phỏ rộng công suất tháp, và ảnh hưởng của

chúng được lây trung bình bởi phép giải trải phố Trang các hệ thống FH/SS và

TH/88 mỗi người đúng được gắn một rõ giả ngẫu nhiên khác nhau sao cho không

có hai máy phát nảo sử dung củng một tần số hoặc cùng một khe thời gian dòng,

«Su mé réng dai thong được thục hiện nhờ một mã không phụ thuộc đữ liệu

(Đải thông tương đối rộng của tin hiệu mang cần được lao ra bởi một tụ hiểu

dang dễ diều biên, được goi là tín hiệu mã trải, thu hiệu này cần được biết bởi

bộ thu để khôi phục tín hiệu mang tin)

Có 3 loại hệ

hồng indi phổ cơ bare

« Diy trục tiếp (D5/55- Direct sequence spread spectrum): ta six dung điều

biên không lãi Lin,

« Nhày tân (FH/SS- Frequency hopping spread spectrrm): ta sử dụng điều tân,

6 do tan số nhảy được xác định bởi các từ có dé dai k bit nhận duge ti tin

hiệu mã trải

«- Nhấy thời gian(TH/S8- Lime hopping spread spectrum)

Cũng cỏ thể kết hợp các loại trải phổ co bản với nhau, gọi là các kỹ thuật lai bao gẫm cả chuỗi trực tiếp và nhảy tân

Hệ thông DS/88 đạt được trải phỏ nhờ nhân với nguồn tín hiệu giá ngẫu nhiên Hệ thống FH/SS đạt được trải phổ bằng cach nhay Lan sd sóng mang của nó trên một tập lớn các tần số Mẫu nhãy tản là giã ngẫu nhién Trong hé thong TH/SS, khối các bít đờ liệu được nén và phát đi một cách giản đoạn trong znột hoặc nhiều

khe thời gian trong khung gảm mốt sở lớn các khe thời gian Mẫu nhảy thời gian giã

ngẫu nhiên xác dịnh khe thời gian nào được đùng dễ truyền trong mỗi khuna

Tiện nay các quan tâm chính đến hệ thống trải phổ là trong các ứng dụng đa truy nhập, ở đó nhiều người dửng củng chỉa sẽ dãi thông truyền dẫn Trong hệ thống, 5/85, tất cá các người dùng chia sẻ củng một băng tắn và phát tín hiệu của mình

một cách đồng thời Máy thu sit dung tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để khỏi

phục tin hiệu mong muốn bằng quá trình giải trải phổ Các tín liệu không mong, muốn khác sẽ giống như các can nhiều phỏ rộng công suất tháp, và ảnh hưởng của

chúng được lây trung bình bởi phép giải trải phố Trang các hệ thống FH/SS và

TH/88 mỗi người đúng được gắn một rõ giả ngẫu nhiên khác nhau sao cho không

có hai máy phát nảo sử dung củng một tần số hoặc cùng một khe thời gian dòng,

i Tin hiển tượng bể

_ Hình 1,1 Sơ dễ khói hệ thống thông tin số trai pho dién hinh — — -

Tại đầu thu, máy thu cỗ găng khôi phục lại tín hiệu gốc bằng cách biến đối

ngược lại các quá trình sử dụng ở máy phát, nghĩa là tín hiệu thu dược giải điều chế,

giải trải phỏ, giải mã vã giải nén đế nhận được tín hiệu số Nêu nguồn là tương tự,

TIA

tín hiện số được biến đổi thành tím hiệu lương bự nhờ bộ biến đổ

Trong các hệ thống thông thường, các chúc năng trải phổ và giải trai phd không có trong sơ đồ khôi hình 1.1 Đây là điểm khác nhau đuy nhất piứa hệ thống, thông thường và hệ thẳng trải phổ

Hệ thống thông trì số được coi là hệ thông trải phổ nêu thỏa mãn hai tiêu

chuẩn:

« Dãi thông của tín hiệu truyền đi cân phải lớn hơn nhiều so với dải thông của

tín hiệu mang

i Tin hiển tượng bể

_ Hình 1,1 Sơ dễ khói hệ thống thông tin số trai pho dién hinh — — -

Tại đầu thu, máy thu cỗ găng khôi phục lại tín hiệu gốc bằng cách biến đối

ngược lại các quá trình sử dụng ở máy phát, nghĩa là tín hiệu thu dược giải điều chế,

giải trải phỏ, giải mã vã giải nén đế nhận được tín hiệu số Nêu nguồn là tương tự,

TIA

tín hiện số được biến đổi thành tím hiệu lương bự nhờ bộ biến đổ

Trong các hệ thống thông thường, các chúc năng trải phổ và giải trai phd không có trong sơ đồ khôi hình 1.1 Đây là điểm khác nhau đuy nhất piứa hệ thống, thông thường và hệ thẳng trải phổ

Hệ thống thông trì số được coi là hệ thông trải phổ nêu thỏa mãn hai tiêu

chuẩn:

« Dãi thông của tín hiệu truyền đi cân phải lớn hơn nhiều so với dải thông của

tín hiệu mang

i Tin hiển tượng bể

_ Hình 1,1 Sơ dễ khói hệ thống thông tin số trai pho dién hinh — — -

Tại đầu thu, máy thu cỗ găng khôi phục lại tín hiệu gốc bằng cách biến đối

ngược lại các quá trình sử dụng ở máy phát, nghĩa là tín hiệu thu dược giải điều chế,

giải trải phỏ, giải mã vã giải nén đế nhận được tín hiệu số Nêu nguồn là tương tự,

TIA

tín hiện số được biến đổi thành tím hiệu lương bự nhờ bộ biến đổ

Trong các hệ thống thông thường, các chúc năng trải phổ và giải trai phd không có trong sơ đồ khôi hình 1.1 Đây là điểm khác nhau đuy nhất piứa hệ thống, thông thường và hệ thẳng trải phổ

Hệ thống thông trì số được coi là hệ thông trải phổ nêu thỏa mãn hai tiêu

chuẩn:

« Dãi thông của tín hiệu truyền đi cân phải lớn hơn nhiều so với dải thông của

tín hiệu mang

Trong hệ thống DS/SS, tin higu lién tue thoi gian (goi la tin higu PN)

được lao va tir diy PN dé wat phd Gia sit day PN 1a nhi phan, ure cj—+1,

Hinh 2.1 Vi du cua tin higu PN ¢(t), tao nén ty day PN co chu ki N-15

Đẻ thuận tiện, ta mô hình hóa từ hiệu PK như tin biệu nhị phân ngẫu nhiên tức giá sử œ¡ bằng 1 hoặc -] với xác suất như nhau và rằng oj va c¡ là độc lập riều Ezj

To đó hẳn lự Lượng quan của nó là

i Tin hiển tượng bể

_ Hình 1,1 Sơ dễ khói hệ thống thông tin số trai pho dién hinh — — -

Tại đầu thu, máy thu cỗ găng khôi phục lại tín hiệu gốc bằng cách biến đối

ngược lại các quá trình sử dụng ở máy phát, nghĩa là tín hiệu thu dược giải điều chế,

giải trải phỏ, giải mã vã giải nén đế nhận được tín hiệu số Nêu nguồn là tương tự,

TIA

tín hiện số được biến đổi thành tím hiệu lương bự nhờ bộ biến đổ

Trong các hệ thống thông thường, các chúc năng trải phổ và giải trai phd không có trong sơ đồ khôi hình 1.1 Đây là điểm khác nhau đuy nhất piứa hệ thống, thông thường và hệ thẳng trải phổ

Hệ thống thông trì số được coi là hệ thông trải phổ nêu thỏa mãn hai tiêu

chuẩn:

« Dãi thông của tín hiệu truyền đi cân phải lớn hơn nhiều so với dải thông của

tín hiệu mang

i Tin hiển tượng bể

_ Hình 1,1 Sơ dễ khói hệ thống thông tin số trai pho dién hinh — — -

Tại đầu thu, máy thu cỗ găng khôi phục lại tín hiệu gốc bằng cách biến đối

ngược lại các quá trình sử dụng ở máy phát, nghĩa là tín hiệu thu dược giải điều chế,

giải trải phỏ, giải mã vã giải nén đế nhận được tín hiệu số Nêu nguồn là tương tự,

TIA

tín hiện số được biến đổi thành tím hiệu lương bự nhờ bộ biến đổ

Trong các hệ thống thông thường, các chúc năng trải phổ và giải trai phd không có trong sơ đồ khôi hình 1.1 Đây là điểm khác nhau đuy nhất piứa hệ thống, thông thường và hệ thẳng trải phổ

Hệ thống thông trì số được coi là hệ thông trải phổ nêu thỏa mãn hai tiêu

chuẩn:

« Dãi thông của tín hiệu truyền đi cân phải lớn hơn nhiều so với dải thông của

tín hiệu mang

Trong các hệ thống thông tín trải phổ, dai thong cia tin bigu duce mở rộng, thường bằng vài bậc dải thông trước khi phát, Khi chỉ có một người dủng trong,

băng tân trải phổ, hiệu qua đải thông là thấp Tuy nhiên trong môi trường đa người

đùng, các người dùng có thể chúa sẽ củng một băng tần trải phổ và hệ thông Irỡ nên hiệu quả về đãi thông trong khi văn duy trị các wu diém của hệ thông trải phổ

Hình 1.1 là sơ đỗ khải chức năng của hệ thống thông tin trải phố điển hình đối với cả hai cầu hình mặt đất và về tình Nguồn có thể là số hay tương tự Nếu nguần là tương tự, đầu tiên nó được số hỏa bằng bộ biển đổi tương tự/số (Analog to digital- A/D) như điều chế xung mã (Pulse code modulatior-DCM) hay điều chế

delta (DM) Bé nén dif ligu loại bỏ hoặc giảm bớt đô dư thừa thông tin trong nguồn

số Sau đỏ tín hiệu ra được rnã hỏa bằng bộ mã hỏa sửa sai, đưa thêm độ dư mã hóa

vào nhằm mục đích phát hiện và sửa các lỗi có thế phát sinh khi truyền qua kênh tân

số vô tuyến (Radio frequency-RE), Phỏ của tín hiệu nhận dược trãi ra trên dãi thông, mong muốn, tiếp sau là bộ điều chế có tác dụng địch phổ đến đải tần phát được gán Sau đồ tin hiệu đã điều chế được khuêch đại và gửi qua kênh truyền mặt đất hoặc vệ tinh Kênh gây ra một số tảc động xấu như: nhiều, tạp âm, suy hao công suit tin

hiệu Chú ý rằng bệ nẻn/giải nén để liệu và bộ mã sửa sai/giải mã là tủy chọn

Ghúng dùng đề cãi thiện chải lượng của hệ thông Vĩ trí cửa cấu chức năng trải phô

và điểu chế có thể dỏi lẫn cho nhau Hai chức năng nảy thường duoc kết hợp và

thục hiện như một khôi đuy nhật.

«Su mé réng dai thong được thục hiện nhờ một mã không phụ thuộc đữ liệu

(Đải thông tương đối rộng của tin hiệu mang cần được lao ra bởi một tụ hiểu

dang dễ diều biên, được goi là tín hiệu mã trải, thu hiệu này cần được biết bởi

bộ thu để khôi phục tín hiệu mang tin)

Có 3 loại hệ

hồng indi phổ cơ bare

« Diy trục tiếp (D5/55- Direct sequence spread spectrum): ta six dung điều

biên không lãi Lin,

« Nhày tân (FH/SS- Frequency hopping spread spectrrm): ta sử dụng điều tân,

6 do tan số nhảy được xác định bởi các từ có dé dai k bit nhận duge ti tin

hiệu mã trải

«- Nhấy thời gian(TH/S8- Lime hopping spread spectrum)

Cũng cỏ thể kết hợp các loại trải phổ co bản với nhau, gọi là các kỹ thuật lai bao gẫm cả chuỗi trực tiếp và nhảy tân

Hệ thông DS/88 đạt được trải phỏ nhờ nhân với nguồn tín hiệu giá ngẫu nhiên Hệ thống FH/SS đạt được trải phổ bằng cach nhay Lan sd sóng mang của nó trên một tập lớn các tần số Mẫu nhãy tản là giã ngẫu nhién Trong hé thong TH/SS, khối các bít đờ liệu được nén và phát đi một cách giản đoạn trong znột hoặc nhiều

khe thời gian trong khung gảm mốt sở lớn các khe thời gian Mẫu nhảy thời gian giã

ngẫu nhiên xác dịnh khe thời gian nào được đùng dễ truyền trong mỗi khuna

Tiện nay các quan tâm chính đến hệ thống trải phổ là trong các ứng dụng đa truy nhập, ở đó nhiều người dửng củng chỉa sẽ dãi thông truyền dẫn Trong hệ thống, 5/85, tất cá các người dùng chia sẻ củng một băng tắn và phát tín hiệu của mình

một cách đồng thời Máy thu sit dung tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để khỏi

phục tin hiệu mong muốn bằng quá trình giải trải phổ Các tín liệu không mong, muốn khác sẽ giống như các can nhiều phỏ rộng công suất tháp, và ảnh hưởng của

chúng được lây trung bình bởi phép giải trải phố Trang các hệ thống FH/SS và

TH/88 mỗi người đúng được gắn một rõ giả ngẫu nhiên khác nhau sao cho không

có hai máy phát nảo sử dung củng một tần số hoặc cùng một khe thời gian dòng,

Trong các hệ thống thông tín trải phổ, dai thong cia tin bigu duce mở rộng, thường bằng vài bậc dải thông trước khi phát, Khi chỉ có một người dủng trong,

băng tân trải phổ, hiệu qua đải thông là thấp Tuy nhiên trong môi trường đa người

đùng, các người dùng có thể chúa sẽ củng một băng tần trải phổ và hệ thông Irỡ nên hiệu quả về đãi thông trong khi văn duy trị các wu diém của hệ thông trải phổ

Hình 1.1 là sơ đỗ khải chức năng của hệ thống thông tin trải phố điển hình đối với cả hai cầu hình mặt đất và về tình Nguồn có thể là số hay tương tự Nếu nguần là tương tự, đầu tiên nó được số hỏa bằng bộ biển đổi tương tự/số (Analog to digital- A/D) như điều chế xung mã (Pulse code modulatior-DCM) hay điều chế

delta (DM) Bé nén dif ligu loại bỏ hoặc giảm bớt đô dư thừa thông tin trong nguồn

số Sau đỏ tín hiệu ra được rnã hỏa bằng bộ mã hỏa sửa sai, đưa thêm độ dư mã hóa

vào nhằm mục đích phát hiện và sửa các lỗi có thế phát sinh khi truyền qua kênh tân

số vô tuyến (Radio frequency-RE), Phỏ của tín hiệu nhận dược trãi ra trên dãi thông, mong muốn, tiếp sau là bộ điều chế có tác dụng địch phổ đến đải tần phát được gán Sau đồ tin hiệu đã điều chế được khuêch đại và gửi qua kênh truyền mặt đất hoặc vệ tinh Kênh gây ra một số tảc động xấu như: nhiều, tạp âm, suy hao công suit tin

hiệu Chú ý rằng bệ nẻn/giải nén để liệu và bộ mã sửa sai/giải mã là tủy chọn

Ghúng dùng đề cãi thiện chải lượng của hệ thông Vĩ trí cửa cấu chức năng trải phô

và điểu chế có thể dỏi lẫn cho nhau Hai chức năng nảy thường duoc kết hợp và

thục hiện như một khôi đuy nhật.

Trong các hệ thống thông tín trải phổ, dai thong cia tin bigu duce mở rộng, thường bằng vài bậc dải thông trước khi phát, Khi chỉ có một người dủng trong,

băng tân trải phổ, hiệu qua đải thông là thấp Tuy nhiên trong môi trường đa người

đùng, các người dùng có thể chúa sẽ củng một băng tần trải phổ và hệ thông Irỡ nên hiệu quả về đãi thông trong khi văn duy trị các wu diém của hệ thông trải phổ

Hình 1.1 là sơ đỗ khải chức năng của hệ thống thông tin trải phố điển hình đối với cả hai cầu hình mặt đất và về tình Nguồn có thể là số hay tương tự Nếu nguần là tương tự, đầu tiên nó được số hỏa bằng bộ biển đổi tương tự/số (Analog to digital- A/D) như điều chế xung mã (Pulse code modulatior-DCM) hay điều chế

delta (DM) Bé nén dif ligu loại bỏ hoặc giảm bớt đô dư thừa thông tin trong nguồn

số Sau đỏ tín hiệu ra được rnã hỏa bằng bộ mã hỏa sửa sai, đưa thêm độ dư mã hóa

vào nhằm mục đích phát hiện và sửa các lỗi có thế phát sinh khi truyền qua kênh tân

số vô tuyến (Radio frequency-RE), Phỏ của tín hiệu nhận dược trãi ra trên dãi thông, mong muốn, tiếp sau là bộ điều chế có tác dụng địch phổ đến đải tần phát được gán Sau đồ tin hiệu đã điều chế được khuêch đại và gửi qua kênh truyền mặt đất hoặc vệ tinh Kênh gây ra một số tảc động xấu như: nhiều, tạp âm, suy hao công suit tin

hiệu Chú ý rằng bệ nẻn/giải nén để liệu và bộ mã sửa sai/giải mã là tủy chọn

Ghúng dùng đề cãi thiện chải lượng của hệ thông Vĩ trí cửa cấu chức năng trải phô

và điểu chế có thể dỏi lẫn cho nhau Hai chức năng nảy thường duoc kết hợp và

thục hiện như một khôi đuy nhật.

anal Những cải tiên sau đó, đặc biệt là trong lĩnh vực CDMA, được xem xét lại và

tổ ra là phương tiện hắp dẫn đề xác định vị trí xe cộ , nhờ khá năng xác định cụ li

đồng thời của nó trong khi đang sử đụng kênh Ngoài ra nó còn cưng cấp giải pháp

cho vầu để tắc nghẽn phố trong điện thoại tẾ bào đang phát triển nhanh

Như vậy cỏ thể hình dung, sứ dụng kỹ thuật trải phỏ dang thu lrút sự chú ÿ đáng kế Kỹ thuật trải phổ hoặc là đang str dung hoặc đang được đẻ xuất sử dụng

trong nhiều ứng đụng mới, rhur mạng thông tin cá nhân (Porsonal Comrnumication Networks-PCN), WLAN (Wireless Local Area Networks), tổng đài nhánh cá nhân

vé tuyén (Wireless Private Branch Exchanges-WPBX), cdc hé théng diéu khién kiểm kê vô tuyển, các hệ thống bảo dộng trong tòa nhà và hệ thống dinh vị toàn câu

(Global Positioning System-GPB)

Kỹ thuật trải phố có một số đặc điểm hập dẫn đó là:

« Khả năng chống lại nhiễu cố ý và không cổ ý- đặc điểm nay quan trọng đổi

với thông tím trong các vùng đông đúc như thành phố

e Có khả năng loại bỏ hoặc giảm nhẹ ảnh hưởng của đường truyền lan đa

dường, có thể là vật cắn lớn trong thông tin thánh phố

«- Có thể chía sẽ cũng bằng tân (như “tâm phủ”) với các người dùng khác, nhò

tính chất tin hiệu giống như tạp âm cũa nó

«- Có thể dùng cho thông tin vệ tĩnh dã cấp phép trong chế dộ CDMA

«- Cho mức độ riêng Lư nhất định thờ dùng các mã trái ngẫu nhiên lãm cho nó khỏ bị nghe trộm

1⁄2 Cae hệ thống thông tin trải phổ:

Trong các hệ thống thông tín, đải thông 4 diéu quan tâm chủ yêu và các hệ thông đều được thiết kế sao cho sử dụng cảng ít đái thông càng tốt Dái thông cân

đề phát nguồn tín hiện tương tự bằng hai lần đải thông của nguồn trong các hệ thống

điều biên bai biên Nó bằng vải lẫn đãi thông của nguồn trong các hệ thông diều tân tủy thuộc vào chỉ số điều chế, Dối với nguồn tín hiệu số, đái thông yêu câu lả cùng,

bậc với tốc độ bít của nguồn, đãi thông, yêu cầu chính xác phụ thuộc vào loại điều

chế (BPSK, QPSK, ).

thời, nghĩa là máy phát tránh xung đột với nhan Vì thể, EH và TH là một hệ thông

tranh, trong khi D5 là một hệ thống lấy trung bình

1⁄3 Nguyên lý trái phổ:

Nguyên lý trải phổ là cung cấp tất cả các tiểm năng tân số và thời gian déng thời cho mọi thuê bao, không chế mức công suất phát từ mỗi thuế bao đủ để duy trì Tnột tỉ số tin hiệu/lập âm Theo mức chất lượng yêu cầu Miỗi thuê bao sử địng một tin hiệu bằng rộng như tạp âm chiếm toàn bộ dải tần phân bỏ Theo cach do mdi thuê bao tham giá vào tap âm nền tác động lới tật cả các thuê bao khác, nhưng ở pham vì it nhất có thể bằng cách khổng chế công suất phát Như vậy một hệ thông, được coi là trái phổ nếu:

- Tin hiệu trải phẻ (tín hiện phát) phải có độ rậng phố lớn hơn nhiều lần độ

rộng, phố của thông tin gốc cản truyền

- Trãi phố được thực hiện bằng mệt mã độc lập với dữ liệu gốc

anal Những cải tiên sau đó, đặc biệt là trong lĩnh vực CDMA, được xem xét lại và

tổ ra là phương tiện hắp dẫn đề xác định vị trí xe cộ , nhờ khá năng xác định cụ li

đồng thời của nó trong khi đang sử đụng kênh Ngoài ra nó còn cưng cấp giải pháp

cho vầu để tắc nghẽn phố trong điện thoại tẾ bào đang phát triển nhanh

Như vậy cỏ thể hình dung, sứ dụng kỹ thuật trải phỏ dang thu lrút sự chú ÿ đáng kế Kỹ thuật trải phổ hoặc là đang str dung hoặc đang được đẻ xuất sử dụng

trong nhiều ứng đụng mới, rhur mạng thông tin cá nhân (Porsonal Comrnumication Networks-PCN), WLAN (Wireless Local Area Networks), tổng đài nhánh cá nhân

vé tuyén (Wireless Private Branch Exchanges-WPBX), cdc hé théng diéu khién kiểm kê vô tuyển, các hệ thống bảo dộng trong tòa nhà và hệ thống dinh vị toàn câu

(Global Positioning System-GPB)

Kỹ thuật trải phố có một số đặc điểm hập dẫn đó là:

« Khả năng chống lại nhiễu cố ý và không cổ ý- đặc điểm nay quan trọng đổi

với thông tím trong các vùng đông đúc như thành phố

e Có khả năng loại bỏ hoặc giảm nhẹ ảnh hưởng của đường truyền lan đa

dường, có thể là vật cắn lớn trong thông tin thánh phố

«- Có thể chía sẽ cũng bằng tân (như “tâm phủ”) với các người dùng khác, nhò

tính chất tin hiệu giống như tạp âm cũa nó

«- Có thể dùng cho thông tin vệ tĩnh dã cấp phép trong chế dộ CDMA

«- Cho mức độ riêng Lư nhất định thờ dùng các mã trái ngẫu nhiên lãm cho nó khỏ bị nghe trộm

1⁄2 Cae hệ thống thông tin trải phổ:

Trong các hệ thống thông tín, đải thông 4 diéu quan tâm chủ yêu và các hệ thông đều được thiết kế sao cho sử dụng cảng ít đái thông càng tốt Dái thông cân

đề phát nguồn tín hiện tương tự bằng hai lần đải thông của nguồn trong các hệ thống

điều biên bai biên Nó bằng vải lẫn đãi thông của nguồn trong các hệ thông diều tân tủy thuộc vào chỉ số điều chế, Dối với nguồn tín hiệu số, đái thông yêu câu lả cùng,

bậc với tốc độ bít của nguồn, đãi thông, yêu cầu chính xác phụ thuộc vào loại điều

chế (BPSK, QPSK, ).

CHUONG TI: CAC HE THONG THONG TIN TRAT PHO

2.1 Hé théng trai pha dãy trực liếp DS/SS:

2.1.1 Mé dau:

Tín hiệu DS/SS nhan duoc bang cách diéu chế tin tức bởi tín hiệu giả ngẫu

nhiên băng rộng Sản phẩm trở thành tín hiệu bằng rộng Trước tiên Ia nghiên cứu

một số tính chät của các tín hiệu giả ngẫu nhiên, Sau dé ta xem xét các máy phát và

aay thụ của hệ thông DS/88 sử dụng BPSK và QDSK Ta cũng nghiên cứu ảnh

hưởng cửa tạp âm và nhiều cố ý dến chất lượng của hệ thông D8/S5 Cuối cùng ta

nghiên cửu ánh hưởng của việc chia sé cùng kênh với vài người dùng (nhiễu đa truy

nhập) và ảnh hưởng của đa tỉa

2.1.2 Tin higu gid tap:

Như đã dé cap trong chuong I, ta dùng mã “ngẫu nhiên” để trải phổ của tin tức tại máy phát và giải trải phố của tín hiệu thu được tại máy thu Mã ngẫu nhiên đóng vai trỏ rất quan trọng trong các hệ thông trái phổ Tuy nhiên nếu mã nảy là

ngẫu nhiên thực sự, thì ngay cả máy thu mong muốn cũng không thể lấy được tin

tức vỉ chưa có phương pháp nào để đẳng bộ với nuã ngầu nhiên thực sự, như vậy hệ

thống trở thành vô dụng Thay vào dó ta phải đùng mã giả ngẫu nhiên, là mã tất

định mà máy thu meng muốn biết được, còn đối với máy thu không mong muốn thì

nó giống như lạp âm Nó thường đuợc gọi là đấy giả tạp (Pacudo Noiso-PN) Dãy

PN ba diy các con số tuân hoàn với chủ kỉ nhất định Ta sử dụng {ci.i=integer}={L,

ea,cs,ei,L) để chỉ dấy PN, Giá sử N là chủ kì của nó túc là can=ei Dồi khi ta còn

gọi N là độ dài của dấy PN, va day tuân hoàn chi đơn thuận là phân rnớ rộng có chu

ki của đấy đài N

Để đây {a¡}la dãy tạp ngẫu nhiên tốt, giá trị của a¡ phải độc lập với giả trị aj với bất kì izj Để điều này xây ra thì đấy không được lặp lại, tức chủ kì phải là so

Vi day PN là Iuần hoàn, chủ kì của nó phải lớn để nhận được tính chất ngẫu nhiên

tốt

thời, nghĩa là máy phát tránh xung đột với nhan Vì thể, EH và TH là một hệ thông

tranh, trong khi D5 là một hệ thống lấy trung bình

1⁄3 Nguyên lý trái phổ:

Nguyên lý trải phổ là cung cấp tất cả các tiểm năng tân số và thời gian déng thời cho mọi thuê bao, không chế mức công suất phát từ mỗi thuế bao đủ để duy trì Tnột tỉ số tin hiệu/lập âm Theo mức chất lượng yêu cầu Miỗi thuê bao sử địng một tin hiệu bằng rộng như tạp âm chiếm toàn bộ dải tần phân bỏ Theo cach do mdi thuê bao tham giá vào tap âm nền tác động lới tật cả các thuê bao khác, nhưng ở pham vì it nhất có thể bằng cách khổng chế công suất phát Như vậy một hệ thông, được coi là trái phổ nếu:

- Tin hiệu trải phẻ (tín hiện phát) phải có độ rậng phố lớn hơn nhiều lần độ

rộng, phố của thông tin gốc cản truyền

- Trãi phố được thực hiện bằng mệt mã độc lập với dữ liệu gốc

Trong hệ thống DS/SS, tin higu lién tue thoi gian (goi la tin higu PN)

được lao va tir diy PN dé wat phd Gia sit day PN 1a nhi phan, ure cj—+1,

Hinh 2.1 Vi du cua tin higu PN ¢(t), tao nén ty day PN co chu ki N-15

Đẻ thuận tiện, ta mô hình hóa từ hiệu PK như tin biệu nhị phân ngẫu nhiên tức giá sử œ¡ bằng 1 hoặc -] với xác suất như nhau và rằng oj va c¡ là độc lập riều Ezj

To đó hẳn lự Lượng quan của nó là

Trong hệ thống DS/SS, tin higu lién tue thoi gian (goi la tin higu PN)

được lao va tir diy PN dé wat phd Gia sit day PN 1a nhi phan, ure cj—+1,

Hinh 2.1 Vi du cua tin higu PN ¢(t), tao nén ty day PN co chu ki N-15

Đẻ thuận tiện, ta mô hình hóa từ hiệu PK như tin biệu nhị phân ngẫu nhiên tức giá sử œ¡ bằng 1 hoặc -] với xác suất như nhau và rằng oj va c¡ là độc lập riều Ezj

To đó hẳn lự Lượng quan của nó là

Trong hệ thống DS/SS, tin higu lién tue thoi gian (goi la tin higu PN)

được lao va tir diy PN dé wat phd Gia sit day PN 1a nhi phan, ure cj—+1,

Hinh 2.1 Vi du cua tin higu PN ¢(t), tao nén ty day PN co chu ki N-15

Đẻ thuận tiện, ta mô hình hóa từ hiệu PK như tin biệu nhị phân ngẫu nhiên tức giá sử œ¡ bằng 1 hoặc -] với xác suất như nhau và rằng oj va c¡ là độc lập riều Ezj

To đó hẳn lự Lượng quan của nó là

anal Những cải tiên sau đó, đặc biệt là trong lĩnh vực CDMA, được xem xét lại và

tổ ra là phương tiện hắp dẫn đề xác định vị trí xe cộ , nhờ khá năng xác định cụ li

đồng thời của nó trong khi đang sử đụng kênh Ngoài ra nó còn cưng cấp giải pháp

cho vầu để tắc nghẽn phố trong điện thoại tẾ bào đang phát triển nhanh

Như vậy cỏ thể hình dung, sứ dụng kỹ thuật trải phỏ dang thu lrút sự chú ÿ đáng kế Kỹ thuật trải phổ hoặc là đang str dung hoặc đang được đẻ xuất sử dụng

trong nhiều ứng đụng mới, rhur mạng thông tin cá nhân (Porsonal Comrnumication Networks-PCN), WLAN (Wireless Local Area Networks), tổng đài nhánh cá nhân

vé tuyén (Wireless Private Branch Exchanges-WPBX), cdc hé théng diéu khién kiểm kê vô tuyển, các hệ thống bảo dộng trong tòa nhà và hệ thống dinh vị toàn câu

(Global Positioning System-GPB)

Kỹ thuật trải phố có một số đặc điểm hập dẫn đó là:

« Khả năng chống lại nhiễu cố ý và không cổ ý- đặc điểm nay quan trọng đổi

với thông tím trong các vùng đông đúc như thành phố

e Có khả năng loại bỏ hoặc giảm nhẹ ảnh hưởng của đường truyền lan đa

dường, có thể là vật cắn lớn trong thông tin thánh phố

«- Có thể chía sẽ cũng bằng tân (như “tâm phủ”) với các người dùng khác, nhò

tính chất tin hiệu giống như tạp âm cũa nó

«- Có thể dùng cho thông tin vệ tĩnh dã cấp phép trong chế dộ CDMA

«- Cho mức độ riêng Lư nhất định thờ dùng các mã trái ngẫu nhiên lãm cho nó khỏ bị nghe trộm

1⁄2 Cae hệ thống thông tin trải phổ:

Trong các hệ thống thông tín, đải thông 4 diéu quan tâm chủ yêu và các hệ thông đều được thiết kế sao cho sử dụng cảng ít đái thông càng tốt Dái thông cân

đề phát nguồn tín hiện tương tự bằng hai lần đải thông của nguồn trong các hệ thống

điều biên bai biên Nó bằng vải lẫn đãi thông của nguồn trong các hệ thông diều tân tủy thuộc vào chỉ số điều chế, Dối với nguồn tín hiệu số, đái thông yêu câu lả cùng,

bậc với tốc độ bít của nguồn, đãi thông, yêu cầu chính xác phụ thuộc vào loại điều

chế (BPSK, QPSK, ).

anal Những cải tiên sau đó, đặc biệt là trong lĩnh vực CDMA, được xem xét lại và

tổ ra là phương tiện hắp dẫn đề xác định vị trí xe cộ , nhờ khá năng xác định cụ li

đồng thời của nó trong khi đang sử đụng kênh Ngoài ra nó còn cưng cấp giải pháp

cho vầu để tắc nghẽn phố trong điện thoại tẾ bào đang phát triển nhanh

Như vậy cỏ thể hình dung, sứ dụng kỹ thuật trải phỏ dang thu lrút sự chú ÿ đáng kế Kỹ thuật trải phổ hoặc là đang str dung hoặc đang được đẻ xuất sử dụng

trong nhiều ứng đụng mới, rhur mạng thông tin cá nhân (Porsonal Comrnumication Networks-PCN), WLAN (Wireless Local Area Networks), tổng đài nhánh cá nhân

vé tuyén (Wireless Private Branch Exchanges-WPBX), cdc hé théng diéu khién kiểm kê vô tuyển, các hệ thống bảo dộng trong tòa nhà và hệ thống dinh vị toàn câu

(Global Positioning System-GPB)

Kỹ thuật trải phố có một số đặc điểm hập dẫn đó là:

« Khả năng chống lại nhiễu cố ý và không cổ ý- đặc điểm nay quan trọng đổi

với thông tím trong các vùng đông đúc như thành phố

e Có khả năng loại bỏ hoặc giảm nhẹ ảnh hưởng của đường truyền lan đa

dường, có thể là vật cắn lớn trong thông tin thánh phố

«- Có thể chía sẽ cũng bằng tân (như “tâm phủ”) với các người dùng khác, nhò

tính chất tin hiệu giống như tạp âm cũa nó

«- Có thể dùng cho thông tin vệ tĩnh dã cấp phép trong chế dộ CDMA

«- Cho mức độ riêng Lư nhất định thờ dùng các mã trái ngẫu nhiên lãm cho nó khỏ bị nghe trộm

1⁄2 Cae hệ thống thông tin trải phổ:

Trong các hệ thống thông tín, đải thông 4 diéu quan tâm chủ yêu và các hệ thông đều được thiết kế sao cho sử dụng cảng ít đái thông càng tốt Dái thông cân

đề phát nguồn tín hiện tương tự bằng hai lần đải thông của nguồn trong các hệ thống

điều biên bai biên Nó bằng vải lẫn đãi thông của nguồn trong các hệ thông diều tân tủy thuộc vào chỉ số điều chế, Dối với nguồn tín hiệu số, đái thông yêu câu lả cùng,

bậc với tốc độ bít của nguồn, đãi thông, yêu cầu chính xác phụ thuộc vào loại điều

chế (BPSK, QPSK, ).

CHUONG TI: CAC HE THONG THONG TIN TRAT PHO

2.1 Hé théng trai pha dãy trực liếp DS/SS:

2.1.1 Mé dau:

Tín hiệu DS/SS nhan duoc bang cách diéu chế tin tức bởi tín hiệu giả ngẫu

nhiên băng rộng Sản phẩm trở thành tín hiệu bằng rộng Trước tiên Ia nghiên cứu

một số tính chät của các tín hiệu giả ngẫu nhiên, Sau dé ta xem xét các máy phát và

aay thụ của hệ thông DS/88 sử dụng BPSK và QDSK Ta cũng nghiên cứu ảnh

hưởng cửa tạp âm và nhiều cố ý dến chất lượng của hệ thông D8/S5 Cuối cùng ta

nghiên cửu ánh hưởng của việc chia sé cùng kênh với vài người dùng (nhiễu đa truy

nhập) và ảnh hưởng của đa tỉa

2.1.2 Tin higu gid tap:

Như đã dé cap trong chuong I, ta dùng mã “ngẫu nhiên” để trải phổ của tin tức tại máy phát và giải trải phố của tín hiệu thu được tại máy thu Mã ngẫu nhiên đóng vai trỏ rất quan trọng trong các hệ thông trái phổ Tuy nhiên nếu mã nảy là

ngẫu nhiên thực sự, thì ngay cả máy thu mong muốn cũng không thể lấy được tin

tức vỉ chưa có phương pháp nào để đẳng bộ với nuã ngầu nhiên thực sự, như vậy hệ

thống trở thành vô dụng Thay vào dó ta phải đùng mã giả ngẫu nhiên, là mã tất

định mà máy thu meng muốn biết được, còn đối với máy thu không mong muốn thì

nó giống như lạp âm Nó thường đuợc gọi là đấy giả tạp (Pacudo Noiso-PN) Dãy

PN ba diy các con số tuân hoàn với chủ kỉ nhất định Ta sử dụng {ci.i=integer}={L,

ea,cs,ei,L) để chỉ dấy PN, Giá sử N là chủ kì của nó túc là can=ei Dồi khi ta còn

gọi N là độ dài của dấy PN, va day tuân hoàn chi đơn thuận là phân rnớ rộng có chu

ki của đấy đài N

Để đây {a¡}la dãy tạp ngẫu nhiên tốt, giá trị của a¡ phải độc lập với giả trị aj với bất kì izj Để điều này xây ra thì đấy không được lặp lại, tức chủ kì phải là so

Vi day PN là Iuần hoàn, chủ kì của nó phải lớn để nhận được tính chất ngẫu nhiên

tốt

«Su mé réng dai thong được thục hiện nhờ một mã không phụ thuộc đữ liệu

(Đải thông tương đối rộng của tin hiệu mang cần được lao ra bởi một tụ hiểu

dang dễ diều biên, được goi là tín hiệu mã trải, thu hiệu này cần được biết bởi

bộ thu để khôi phục tín hiệu mang tin)

Có 3 loại hệ

hồng indi phổ cơ bare

« Diy trục tiếp (D5/55- Direct sequence spread spectrum): ta six dung điều

biên không lãi Lin,

« Nhày tân (FH/SS- Frequency hopping spread spectrrm): ta sử dụng điều tân,

6 do tan số nhảy được xác định bởi các từ có dé dai k bit nhận duge ti tin

hiệu mã trải

«- Nhấy thời gian(TH/S8- Lime hopping spread spectrum)

Cũng cỏ thể kết hợp các loại trải phổ co bản với nhau, gọi là các kỹ thuật lai bao gẫm cả chuỗi trực tiếp và nhảy tân

Hệ thông DS/88 đạt được trải phỏ nhờ nhân với nguồn tín hiệu giá ngẫu nhiên Hệ thống FH/SS đạt được trải phổ bằng cach nhay Lan sd sóng mang của nó trên một tập lớn các tần số Mẫu nhãy tản là giã ngẫu nhién Trong hé thong TH/SS, khối các bít đờ liệu được nén và phát đi một cách giản đoạn trong znột hoặc nhiều

khe thời gian trong khung gảm mốt sở lớn các khe thời gian Mẫu nhảy thời gian giã

ngẫu nhiên xác dịnh khe thời gian nào được đùng dễ truyền trong mỗi khuna

Tiện nay các quan tâm chính đến hệ thống trải phổ là trong các ứng dụng đa truy nhập, ở đó nhiều người dửng củng chỉa sẽ dãi thông truyền dẫn Trong hệ thống, 5/85, tất cá các người dùng chia sẻ củng một băng tắn và phát tín hiệu của mình

một cách đồng thời Máy thu sit dung tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để khỏi

phục tin hiệu mong muốn bằng quá trình giải trải phổ Các tín liệu không mong, muốn khác sẽ giống như các can nhiều phỏ rộng công suất tháp, và ảnh hưởng của

chúng được lây trung bình bởi phép giải trải phố Trang các hệ thống FH/SS và

TH/88 mỗi người đúng được gắn một rõ giả ngẫu nhiên khác nhau sao cho không

có hai máy phát nảo sử dung củng một tần số hoặc cùng một khe thời gian dòng,

Trong hệ thống DS/SS, tin higu lién tue thoi gian (goi la tin higu PN)

được lao va tir diy PN dé wat phd Gia sit day PN 1a nhi phan, ure cj—+1,

Hinh 2.1 Vi du cua tin higu PN ¢(t), tao nén ty day PN co chu ki N-15

Đẻ thuận tiện, ta mô hình hóa từ hiệu PK như tin biệu nhị phân ngẫu nhiên tức giá sử œ¡ bằng 1 hoặc -] với xác suất như nhau và rằng oj va c¡ là độc lập riều Ezj

To đó hẳn lự Lượng quan của nó là

CHUONG TI: CAC HE THONG THONG TIN TRAT PHO

2.1 Hé théng trai pha dãy trực liếp DS/SS:

2.1.1 Mé dau:

Tín hiệu DS/SS nhan duoc bang cách diéu chế tin tức bởi tín hiệu giả ngẫu

nhiên băng rộng Sản phẩm trở thành tín hiệu bằng rộng Trước tiên Ia nghiên cứu

một số tính chät của các tín hiệu giả ngẫu nhiên, Sau dé ta xem xét các máy phát và

aay thụ của hệ thông DS/88 sử dụng BPSK và QDSK Ta cũng nghiên cứu ảnh

hưởng cửa tạp âm và nhiều cố ý dến chất lượng của hệ thông D8/S5 Cuối cùng ta

nghiên cửu ánh hưởng của việc chia sé cùng kênh với vài người dùng (nhiễu đa truy

nhập) và ảnh hưởng của đa tỉa

2.1.2 Tin higu gid tap:

Như đã dé cap trong chuong I, ta dùng mã “ngẫu nhiên” để trải phổ của tin tức tại máy phát và giải trải phố của tín hiệu thu được tại máy thu Mã ngẫu nhiên đóng vai trỏ rất quan trọng trong các hệ thông trái phổ Tuy nhiên nếu mã nảy là

ngẫu nhiên thực sự, thì ngay cả máy thu mong muốn cũng không thể lấy được tin

tức vỉ chưa có phương pháp nào để đẳng bộ với nuã ngầu nhiên thực sự, như vậy hệ

thống trở thành vô dụng Thay vào dó ta phải đùng mã giả ngẫu nhiên, là mã tất

định mà máy thu meng muốn biết được, còn đối với máy thu không mong muốn thì

nó giống như lạp âm Nó thường đuợc gọi là đấy giả tạp (Pacudo Noiso-PN) Dãy

PN ba diy các con số tuân hoàn với chủ kỉ nhất định Ta sử dụng {ci.i=integer}={L,

ea,cs,ei,L) để chỉ dấy PN, Giá sử N là chủ kì của nó túc là can=ei Dồi khi ta còn

gọi N là độ dài của dấy PN, va day tuân hoàn chi đơn thuận là phân rnớ rộng có chu

ki của đấy đài N

Để đây {a¡}la dãy tạp ngẫu nhiên tốt, giá trị của a¡ phải độc lập với giả trị aj với bất kì izj Để điều này xây ra thì đấy không được lặp lại, tức chủ kì phải là so

Vi day PN là Iuần hoàn, chủ kì của nó phải lớn để nhận được tính chất ngẫu nhiên

tốt

anal Những cải tiên sau đó, đặc biệt là trong lĩnh vực CDMA, được xem xét lại và

tổ ra là phương tiện hắp dẫn đề xác định vị trí xe cộ , nhờ khá năng xác định cụ li

đồng thời của nó trong khi đang sử đụng kênh Ngoài ra nó còn cưng cấp giải pháp

cho vầu để tắc nghẽn phố trong điện thoại tẾ bào đang phát triển nhanh

Như vậy cỏ thể hình dung, sứ dụng kỹ thuật trải phỏ dang thu lrút sự chú ÿ đáng kế Kỹ thuật trải phổ hoặc là đang str dung hoặc đang được đẻ xuất sử dụng

trong nhiều ứng đụng mới, rhur mạng thông tin cá nhân (Porsonal Comrnumication Networks-PCN), WLAN (Wireless Local Area Networks), tổng đài nhánh cá nhân

vé tuyén (Wireless Private Branch Exchanges-WPBX), cdc hé théng diéu khién kiểm kê vô tuyển, các hệ thống bảo dộng trong tòa nhà và hệ thống dinh vị toàn câu

(Global Positioning System-GPB)

Kỹ thuật trải phố có một số đặc điểm hập dẫn đó là:

« Khả năng chống lại nhiễu cố ý và không cổ ý- đặc điểm nay quan trọng đổi

với thông tím trong các vùng đông đúc như thành phố

e Có khả năng loại bỏ hoặc giảm nhẹ ảnh hưởng của đường truyền lan đa

dường, có thể là vật cắn lớn trong thông tin thánh phố

«- Có thể chía sẽ cũng bằng tân (như “tâm phủ”) với các người dùng khác, nhò

tính chất tin hiệu giống như tạp âm cũa nó

«- Có thể dùng cho thông tin vệ tĩnh dã cấp phép trong chế dộ CDMA

«- Cho mức độ riêng Lư nhất định thờ dùng các mã trái ngẫu nhiên lãm cho nó khỏ bị nghe trộm

1⁄2 Cae hệ thống thông tin trải phổ:

Trong các hệ thống thông tín, đải thông 4 diéu quan tâm chủ yêu và các hệ thông đều được thiết kế sao cho sử dụng cảng ít đái thông càng tốt Dái thông cân

đề phát nguồn tín hiện tương tự bằng hai lần đải thông của nguồn trong các hệ thống

điều biên bai biên Nó bằng vải lẫn đãi thông của nguồn trong các hệ thông diều tân tủy thuộc vào chỉ số điều chế, Dối với nguồn tín hiệu số, đái thông yêu câu lả cùng,

bậc với tốc độ bít của nguồn, đãi thông, yêu cầu chính xác phụ thuộc vào loại điều

chế (BPSK, QPSK, ).

i Tin hiển tượng bể

_ Hình 1,1 Sơ dễ khói hệ thống thông tin số trai pho dién hinh — — -

Tại đầu thu, máy thu cỗ găng khôi phục lại tín hiệu gốc bằng cách biến đối

ngược lại các quá trình sử dụng ở máy phát, nghĩa là tín hiệu thu dược giải điều chế,

giải trải phỏ, giải mã vã giải nén đế nhận được tín hiệu số Nêu nguồn là tương tự,

TIA

tín hiện số được biến đổi thành tím hiệu lương bự nhờ bộ biến đổ

Trong các hệ thống thông thường, các chúc năng trải phổ và giải trai phd không có trong sơ đồ khôi hình 1.1 Đây là điểm khác nhau đuy nhất piứa hệ thống, thông thường và hệ thẳng trải phổ

Hệ thống thông trì số được coi là hệ thông trải phổ nêu thỏa mãn hai tiêu

chuẩn:

« Dãi thông của tín hiệu truyền đi cân phải lớn hơn nhiều so với dải thông của

tín hiệu mang

«Su mé réng dai thong được thục hiện nhờ một mã không phụ thuộc đữ liệu

(Đải thông tương đối rộng của tin hiệu mang cần được lao ra bởi một tụ hiểu

dang dễ diều biên, được goi là tín hiệu mã trải, thu hiệu này cần được biết bởi

bộ thu để khôi phục tín hiệu mang tin)

Có 3 loại hệ

hồng indi phổ cơ bare

« Diy trục tiếp (D5/55- Direct sequence spread spectrum): ta six dung điều

biên không lãi Lin,

« Nhày tân (FH/SS- Frequency hopping spread spectrrm): ta sử dụng điều tân,

6 do tan số nhảy được xác định bởi các từ có dé dai k bit nhận duge ti tin

hiệu mã trải

«- Nhấy thời gian(TH/S8- Lime hopping spread spectrum)

Cũng cỏ thể kết hợp các loại trải phổ co bản với nhau, gọi là các kỹ thuật lai bao gẫm cả chuỗi trực tiếp và nhảy tân

Hệ thông DS/88 đạt được trải phỏ nhờ nhân với nguồn tín hiệu giá ngẫu nhiên Hệ thống FH/SS đạt được trải phổ bằng cach nhay Lan sd sóng mang của nó trên một tập lớn các tần số Mẫu nhãy tản là giã ngẫu nhién Trong hé thong TH/SS, khối các bít đờ liệu được nén và phát đi một cách giản đoạn trong znột hoặc nhiều

khe thời gian trong khung gảm mốt sở lớn các khe thời gian Mẫu nhảy thời gian giã

ngẫu nhiên xác dịnh khe thời gian nào được đùng dễ truyền trong mỗi khuna

Tiện nay các quan tâm chính đến hệ thống trải phổ là trong các ứng dụng đa truy nhập, ở đó nhiều người dửng củng chỉa sẽ dãi thông truyền dẫn Trong hệ thống, 5/85, tất cá các người dùng chia sẻ củng một băng tắn và phát tín hiệu của mình

một cách đồng thời Máy thu sit dung tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để khỏi

phục tin hiệu mong muốn bằng quá trình giải trải phổ Các tín liệu không mong, muốn khác sẽ giống như các can nhiều phỏ rộng công suất tháp, và ảnh hưởng của

chúng được lây trung bình bởi phép giải trải phố Trang các hệ thống FH/SS và

TH/88 mỗi người đúng được gắn một rõ giả ngẫu nhiên khác nhau sao cho không

có hai máy phát nảo sử dung củng một tần số hoặc cùng một khe thời gian dòng,

thời, nghĩa là máy phát tránh xung đột với nhan Vì thể, EH và TH là một hệ thông

tranh, trong khi D5 là một hệ thống lấy trung bình

1⁄3 Nguyên lý trái phổ:

Nguyên lý trải phổ là cung cấp tất cả các tiểm năng tân số và thời gian déng thời cho mọi thuê bao, không chế mức công suất phát từ mỗi thuế bao đủ để duy trì Tnột tỉ số tin hiệu/lập âm Theo mức chất lượng yêu cầu Miỗi thuê bao sử địng một tin hiệu bằng rộng như tạp âm chiếm toàn bộ dải tần phân bỏ Theo cach do mdi thuê bao tham giá vào tap âm nền tác động lới tật cả các thuê bao khác, nhưng ở pham vì it nhất có thể bằng cách khổng chế công suất phát Như vậy một hệ thông, được coi là trái phổ nếu:

- Tin hiệu trải phẻ (tín hiện phát) phải có độ rậng phố lớn hơn nhiều lần độ

rộng, phố của thông tin gốc cản truyền

- Trãi phố được thực hiện bằng mệt mã độc lập với dữ liệu gốc

«Su mé réng dai thong được thục hiện nhờ một mã không phụ thuộc đữ liệu

(Đải thông tương đối rộng của tin hiệu mang cần được lao ra bởi một tụ hiểu

dang dễ diều biên, được goi là tín hiệu mã trải, thu hiệu này cần được biết bởi

bộ thu để khôi phục tín hiệu mang tin)

Có 3 loại hệ

hồng indi phổ cơ bare

« Diy trục tiếp (D5/55- Direct sequence spread spectrum): ta six dung điều

biên không lãi Lin,

« Nhày tân (FH/SS- Frequency hopping spread spectrrm): ta sử dụng điều tân,

6 do tan số nhảy được xác định bởi các từ có dé dai k bit nhận duge ti tin

hiệu mã trải

«- Nhấy thời gian(TH/S8- Lime hopping spread spectrum)

Cũng cỏ thể kết hợp các loại trải phổ co bản với nhau, gọi là các kỹ thuật lai bao gẫm cả chuỗi trực tiếp và nhảy tân

Hệ thông DS/88 đạt được trải phỏ nhờ nhân với nguồn tín hiệu giá ngẫu nhiên Hệ thống FH/SS đạt được trải phổ bằng cach nhay Lan sd sóng mang của nó trên một tập lớn các tần số Mẫu nhãy tản là giã ngẫu nhién Trong hé thong TH/SS, khối các bít đờ liệu được nén và phát đi một cách giản đoạn trong znột hoặc nhiều

khe thời gian trong khung gảm mốt sở lớn các khe thời gian Mẫu nhảy thời gian giã

ngẫu nhiên xác dịnh khe thời gian nào được đùng dễ truyền trong mỗi khuna

Tiện nay các quan tâm chính đến hệ thống trải phổ là trong các ứng dụng đa truy nhập, ở đó nhiều người dửng củng chỉa sẽ dãi thông truyền dẫn Trong hệ thống, 5/85, tất cá các người dùng chia sẻ củng một băng tắn và phát tín hiệu của mình

một cách đồng thời Máy thu sit dung tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để khỏi

phục tin hiệu mong muốn bằng quá trình giải trải phổ Các tín liệu không mong, muốn khác sẽ giống như các can nhiều phỏ rộng công suất tháp, và ảnh hưởng của

chúng được lây trung bình bởi phép giải trải phố Trang các hệ thống FH/SS và

TH/88 mỗi người đúng được gắn một rõ giả ngẫu nhiên khác nhau sao cho không

có hai máy phát nảo sử dung củng một tần số hoặc cùng một khe thời gian dòng,

anal Những cải tiên sau đó, đặc biệt là trong lĩnh vực CDMA, được xem xét lại và

tổ ra là phương tiện hắp dẫn đề xác định vị trí xe cộ , nhờ khá năng xác định cụ li

đồng thời của nó trong khi đang sử đụng kênh Ngoài ra nó còn cưng cấp giải pháp

cho vầu để tắc nghẽn phố trong điện thoại tẾ bào đang phát triển nhanh

Như vậy cỏ thể hình dung, sứ dụng kỹ thuật trải phỏ dang thu lrút sự chú ÿ đáng kế Kỹ thuật trải phổ hoặc là đang str dung hoặc đang được đẻ xuất sử dụng

trong nhiều ứng đụng mới, rhur mạng thông tin cá nhân (Porsonal Comrnumication Networks-PCN), WLAN (Wireless Local Area Networks), tổng đài nhánh cá nhân

vé tuyén (Wireless Private Branch Exchanges-WPBX), cdc hé théng diéu khién kiểm kê vô tuyển, các hệ thống bảo dộng trong tòa nhà và hệ thống dinh vị toàn câu

(Global Positioning System-GPB)

Kỹ thuật trải phố có một số đặc điểm hập dẫn đó là:

« Khả năng chống lại nhiễu cố ý và không cổ ý- đặc điểm nay quan trọng đổi

với thông tím trong các vùng đông đúc như thành phố

e Có khả năng loại bỏ hoặc giảm nhẹ ảnh hưởng của đường truyền lan đa

dường, có thể là vật cắn lớn trong thông tin thánh phố

«- Có thể chía sẽ cũng bằng tân (như “tâm phủ”) với các người dùng khác, nhò

tính chất tin hiệu giống như tạp âm cũa nó

«- Có thể dùng cho thông tin vệ tĩnh dã cấp phép trong chế dộ CDMA

«- Cho mức độ riêng Lư nhất định thờ dùng các mã trái ngẫu nhiên lãm cho nó khỏ bị nghe trộm

1⁄2 Cae hệ thống thông tin trải phổ:

Trong các hệ thống thông tín, đải thông 4 diéu quan tâm chủ yêu và các hệ thông đều được thiết kế sao cho sử dụng cảng ít đái thông càng tốt Dái thông cân

đề phát nguồn tín hiện tương tự bằng hai lần đải thông của nguồn trong các hệ thống

điều biên bai biên Nó bằng vải lẫn đãi thông của nguồn trong các hệ thông diều tân tủy thuộc vào chỉ số điều chế, Dối với nguồn tín hiệu số, đái thông yêu câu lả cùng,

bậc với tốc độ bít của nguồn, đãi thông, yêu cầu chính xác phụ thuộc vào loại điều

chế (BPSK, QPSK, ).

CHUONG TI: CAC HE THONG THONG TIN TRAT PHO

2.1 Hé théng trai pha dãy trực liếp DS/SS:

2.1.1 Mé dau:

Tín hiệu DS/SS nhan duoc bang cách diéu chế tin tức bởi tín hiệu giả ngẫu

nhiên băng rộng Sản phẩm trở thành tín hiệu bằng rộng Trước tiên Ia nghiên cứu

một số tính chät của các tín hiệu giả ngẫu nhiên, Sau dé ta xem xét các máy phát và

aay thụ của hệ thông DS/88 sử dụng BPSK và QDSK Ta cũng nghiên cứu ảnh

hưởng cửa tạp âm và nhiều cố ý dến chất lượng của hệ thông D8/S5 Cuối cùng ta

nghiên cửu ánh hưởng của việc chia sé cùng kênh với vài người dùng (nhiễu đa truy

nhập) và ảnh hưởng của đa tỉa

2.1.2 Tin higu gid tap:

Như đã dé cap trong chuong I, ta dùng mã “ngẫu nhiên” để trải phổ của tin tức tại máy phát và giải trải phố của tín hiệu thu được tại máy thu Mã ngẫu nhiên đóng vai trỏ rất quan trọng trong các hệ thông trái phổ Tuy nhiên nếu mã nảy là

ngẫu nhiên thực sự, thì ngay cả máy thu mong muốn cũng không thể lấy được tin

tức vỉ chưa có phương pháp nào để đẳng bộ với nuã ngầu nhiên thực sự, như vậy hệ

thống trở thành vô dụng Thay vào dó ta phải đùng mã giả ngẫu nhiên, là mã tất

định mà máy thu meng muốn biết được, còn đối với máy thu không mong muốn thì

nó giống như lạp âm Nó thường đuợc gọi là đấy giả tạp (Pacudo Noiso-PN) Dãy

PN ba diy các con số tuân hoàn với chủ kỉ nhất định Ta sử dụng {ci.i=integer}={L,

ea,cs,ei,L) để chỉ dấy PN, Giá sử N là chủ kì của nó túc là can=ei Dồi khi ta còn

gọi N là độ dài của dấy PN, va day tuân hoàn chi đơn thuận là phân rnớ rộng có chu

ki của đấy đài N

Để đây {a¡}la dãy tạp ngẫu nhiên tốt, giá trị của a¡ phải độc lập với giả trị aj với bất kì izj Để điều này xây ra thì đấy không được lặp lại, tức chủ kì phải là so

Vi day PN là Iuần hoàn, chủ kì của nó phải lớn để nhận được tính chất ngẫu nhiên

tốt