nghiên cứu về thông tin di động cellular

Mặc dù các khái niệm tổong, các kỹ thuật trải phổ, điều chế số và các công nghệ vô tuyến hiện đại khác đã đợc biết đến hơn 50 trớc đây, dịch vụ điện thoại di động mãi đến đầu nhữngnăm 19

Hệ thống thông tin di động

Lời nói đầu

Sự phát triển hạ tầng cơ sở là yếu tố quan trọng thúc đẩy nền kinh tế pháttriển và góp phần nâng cao đời sống xã hội của con ngời, thừa kế những thànhtựu của các ngành công nghiệp điện tử, bán dẫn, quang học, tin học và côngnghệ thông tin nền công nghiệp viễn thông trong đó có thông tin di động đã

có những bớc tiến nhảy vọt kỳ diệu đa xã hội loài ngời bớc sang một kỷ nguyênmới: Kỷ nguyên thông tin

Ngành công nghiệp thông tin liên lạc đợc coi là ngành công nghiệp trí tuệhoặc là ngành công nghiệp của tơng lai, là nền tảng để tăng cờng sức mạnh củamột quốc gia cũng nh cạnh tranh trong công nghiệp Ngành công nghiệp nàyphải đợc phát triển trớc một bớc so với những ngành công nghiệp khác, bởi vì sựphát triển của các ngành khác dựa trên cơ sở thông tin liên lạc, ngành mà sẽ chỉkhông đơn giản phục vụ nh một phơng tiện liên lạc mà sẽ đóng vai trò nh mộtnguồn vốn cho xã hội tiến bộ

Dới sự hớng dẫn, quan tâm nhiệt tình của thầy giáo Đinh Hữu Thanh, em

đã hiểu thêm đợc nhiều điều về lĩnh vực thông tin liên lạc cũng nh việc áp dụngcác công nghệ mới vào viễn thông Trong khuôn khổ của bài viết cũng nh cònhạn chế về kiến thức cho nên không tránh khỏi thiếu sót cũng nh lầm lẫn, emmong muốn nhận đợc những ý kiến đóng góp thêm để hoàn thiện hơn nữa vềkiến thức của mình Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp đỡ emhoàn thành đợt tốt nghiệp này

Mục lục

Tt

Trang

Lời nói đầu……… 1

Chơng 1 Tổng quan về thông tin di động cellular 1.1 Giới thiệu chung………6

1.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động……… 6

1.1.2 Tổng quan về hệ thống điện thoại di động tổ ong………8

1.1.2.1 Tổng quan ……… 8

1.1.2.2 Sự phát triển của hệ thống tổ ong……… 9

1.1.2.3 Các phơng pháp truy cập trong mạng di động tổ ong…… 9

1.2 Các thuộc tính CDMA 12

1.2.1 Đa dạng phân tập ……… 12

1.2.1.1 Phân tập theo thời gian……… 13

1.2.1.2 Phân tập tần số……… 13

1.2.1.3 Phân tập không gian……… 13

1.2.2 Điều khiển tự động công suất………14

1.2.3 Công suất phát thấp……… 14

1.2.4 Bộ giải mã thoại tốc độ biến thiên………15

1.2.5 Bảo mật cuộc gọi………15

1.2.6 Chuyển giao mềm……….16

1.2.7 Dung lợng mềm………17

1.2.8 Tách tín hiệu thoại………17

1.2.9 Tái sử dụng tần số và vùng phủ sóng………17

1.2.10 Giá trị Eb/N thấp, có tính chống lỗi cao………18

1.2.11 Dịch vụ chất lợng cao……….19

CHƯƠNG II

Hệ thống thông tin di động

Các kỹ thuật trong CDMA

2.1 Kỹ thuật trải phổ………20

2.1.1 Trải phổ dãy trực tiếp………20

2.1.1.1 Các đặc tính của trải phổ trực tiếp………21

2.1.1.2 Ưu nhợc điểm của DS-CDMA……….22

2.1.2 Hệ thống dịch tần (FH)… ……….22

2.1.2.1 Nhảy tần nhanh……… 25

2.1.2.2 Nhảy tần chậm……….26

2.1.2.3 Hệ thống giải điều chế nhảy tần……… 26

2.1.2.3 Đặc tính tín hiệu dịch tần………27

2.2 Sử dụng dãy mã giả tạp âm ngẫu nhiên……….29

2.3 Điều khiển công suất CDMA………32

2.3.1 Điều kiển công suất tuyến lên……….32

2.3.2 Điều khiển công suất tuyến xuống………35

2.4 Nguyên lý bộ thu tín hiệu đa luồng (máy thu RAKE)……….36

Chơng 3 kiến trúc phân tầng của hệ thống thông tin di động tế bào cdma 3.1 Cấu trúc chung - So sánh với mô hình mạng OSI … 38

3.2 Lớp vật lý………39

3.2.1 Thiết lập kênh……… 39

3.2.1.1 Các kênh CDMA tuyến xuống………40

3.2.1.2 Các kênh CDMA hớng lên (Reverse channel)……….54

3.3 Lớp mạng và lớp tuyến dữ liệu……….………68

3.3.1.Kênh CDMA tuyến xuống… ………68

3.3.1.1 Kênh đồng bộ……… 68

3.3.1.2 Kênh nhắn tin……….69

3.3.1.3 Kênh lu lợng………70

3.3.2 Các kênh CDMA tuyến lên… ………71

3.3.2.1 Kênh truy nhập………71

3.3.2.2 Kênh lu lợng……….71

3.4 Quá trình xử lý cuộc gọi……….71

3.4.1 Quá trình đăng ký……….71

3.4.2 Quá trình thiết lập một cuộc gọi từ MS……… 74

3.4.3 Cuộc gọi tới MS……….76

3.4.4 Xoá cuộc gọi………77

3.4.5 Lu động… ………78

3.4.6 Chuyển vùng……… 79

Ch ơng 4 CấU TRúC CHUNG và dung lợng CủA MạNG CDMA 4.1 Cấu hình chung của mạng thông tin di động tế bào CDMA…… … … 8 5 4.1.1 Các thành phần của mạng gồm 3 phần chính……… 86

4.1.1.1 MS (máy di động)………87

4.1.1.2 MSC (Trung tâm chuyển mạch di động)……… 88

4.1.1.3 VLR ( Bộ đăng ký định vị thờng trú)……… 90

4.1.1.4 BSC (Bộ điều khiển trạm gốc)………91

4.1.1.5 BTS (Trạm thu phát gốc)……… 91

4.1.1.6 BSM (Bộ quản lý trạm gốc)………92

4.1.1.7 PDSN (Mạng dịch vụ dữ liệu dạng gói)………92

4.1.1.8 HA (Home Agent)……… 93

4.1.1.9 AAA (Nhận thức, Cho phép hỗ trợ tính cớc)………93

4.1.1.10 HLR (thanh ghi định vị thờng trú)………93

4.1.1.11 AuC (Trung tâm nhận thực)………94

Hệ thống thông tin di động

4.1.1.12 SMSC (Trung tâm dịch vụ bản tin ngắn)………94

4.1.1.13 OMC (Trung tâm vận hành và bảo dỡng)……….95

4.1.1.14 VMS (Hệ thống th thoại)………95

4.1.1.15 FMS (Hệ thống th fax)……… 96

4.1.1.16 IWF (Chức năng liên kết làm việc)……….96

4.1.1.17 CAN (Mạng ATM trung tâm)……… 96

4.1.1.18 SCP (Bộ xử lý điều khiển dịch vụ)……… 97

4.1.1.19 SMS (Hệ thống quản lý dịch vụ)……….97

4.1.1.20 IP (Mạng ngoại vi thông minh)……… 97

4.1.1.21 MT (Thiết bị đầu cuối thuê bao)……….97

4.1.2 Kết nối gữa các thành phần……….…98

4.1.2.1.Giao tiếp giữa MSC và BTS………98

4.1.2.2 Giao tiếp giữa MSC và HLR………98

4.1.2.3 Giao tiếp giữa các MSC……… 99

4.1.2.4 Giao tiếp giữa MSC và PSTN………99

4.1.2.5 Giao tiếp giữa MSC/BSC/BTS và OMC……… 99

4.1.2.6 Giao tiếp giữa MSC và VMS/FMS………99

4.2 Dung lợng hệ thống CDMA ……… 99

Các từ viết tắt ……….102

Ch ơng 1

TổNG QUAN Về THÔNG TIN DI Động cellular

1.1 Giới thiệu chung.

1.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động

Vô tuyến di động đã đợc sử dụng gần 78 năm Mặc dù các khái niệm tổong, các kỹ thuật trải phổ, điều chế số và các công nghệ vô tuyến hiện đại khác

đã đợc biết đến hơn 50 trớc đây, dịch vụ điện thoại di động mãi đến đầu nhữngnăm 1960 mới xuất hiện ở các dạng sử dụng đợc và khi đó nó chỉ là các sửa đổithích ứng của các hệ thống điều vận Các hệ thống điện thoại di động đầu tiênnày ít tiện lợi và dung lợng rất thấp so với các hệ thống hiện nay cuối cùng các

hệ thống điện thoại tổ ong điều tần song công sử dụng kỹ thuật đa thâm nhậpphân chia theo tần số (FDMA) đã xuất hiện vào những năm 1980 Cuối nhữngnăm 1980 ngời ta nhận thấy rằng các hệ thống tổ ong tơng tự không thể đáp ứng

đợc nhu cầu ngày càng tăng vào thế kỷ sau nếu nh không loại bỏ đợc các hạn chế

cố hữu của các hệ thống này (1) Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lợng thấp (2)Tiếng ồn khó chịu và nhiễu xẩy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi trờngpha đinh đa tia (3) không đáp ứng đợc các dịch vụ mới hấp dẫn đối với kháchhàng (4) Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sởhạ tầng (5) Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi (6) Không tơng thíchgiữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt là ở Châu Âu, làm cho thuê bao không thể

sử dụng đợc máy di động của mình ở nớc khác

Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là phải chuyển sang sửdụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động cùng với các kỹ thuật đa thâmnhập mới

Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chiatheo thời gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới đợc ra đời ở Châu Âu và có tên gọi

là GSM GSM đợc phát triển từ năm 1982 khi các nớc Bắc Âu gửi đề nghị đếnCEPT để quy định một dịch vụ viễn thông chung châu Âu ở băng tần 900 MHz.Năm 1985 hệ thống số đợc quyết định Tháng 5 năm 1986 giải pháp TDMAbăng hẹp đã đợc lựa chọn ở Việt Nam hệ thống thông tin di động số GSM đợc

đa vào từ năm 1993

Hệ thống thông tin di động

khai vào giữa những năm 1980, các vấn đề dung lợng đã phát sinh ở các thị trờng

di động chính nh: New York, Los Angeles và Chicago Mỹ đã có chiến lợc nângcấp hệ thống này thành hệ thống số: chuyển tới hệ thống TDMA đợc ký hiệu là

IS - 54 Việc khảo sát khách hàng cho thấy chất lợng của AMPS tốt hơn Rấtnhiều hãng của Mỹ lạnh nhạt với TDMA, AT &T là hãng lớn duy nhất sử dụngTDMA Hãng này đã phát triển ra một phiên bản mới: IS -136, còn đợc gọi làAMPS số (D-AMPS) Nhng không giống nh IS - 54, GSM đã đạt đợc các thànhcông ở Mỹ

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ tìm ra hệ thống thông tin di động số mới là côngnghệ đa thâm nhập phân chia theo mã (CDMA) Công nghệ này sử dụng kỹ thuậttrải phổ trớc đó đã có các ứng dụng chủ yếu trong quân sự Đợc thành lập vàonăm 1985, Qualcom đã phát phiển công nghệ CDMA cho thông tin di động và

đã nhận đợc nhiều bằng phát minh trong lĩnh vực này Đến nay công nghệ này đãtrở thành công nghệ thống trị ở Bắc Mỹ, Qualcom đã đa ra phiên bản CDMA đầutiên đợc gọi là IS - 95 A

Các mạng CDMA thơng mại đã đợc đa vào khai thác tại Hàn Quốc và HồngKông CDMA cũng đã đợc mua hoặc đa vào thử nghiệm ở Argentina, Brasil,Chile, Trung Quốc, Germany, Irael, Peru, Philippins, Thailand và mới đây ởNhật Tổng công ty Bu chính Viễn thông Việt Nam cũng đã có kế hoạch thửnghiệm CDMA

ở Nhật vào năm 1993 NTT đa ra tiêu chuẩn thông tin di động số đầu tiêncủa nớc này: JPD (Japannish personal Digital Cellular System)

Song song với sự phát triển của các hệ thống thông tin di động tổ ong nói trên, các hệ thống thông tin di động hạn chế cho mạng nội hạt sử dụng máy cầm tay không dây số cũng đợc nghiên cứu phát triển Hai hệ thống điển hình cho loại thông tin này là: DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication) củaChâu Âu và PHS (Personal Handy Phone System) của Nhật cũng đã đợc đa vào thơng mại

Ngoài các hệ thống thông tin di động mặt đất, các hệ thống thôg tin di động

vệ tinh: Global Star và Iridium cũng đợc đa vào thơng mại trong năm 1998

Hiện nay để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễnthông về cả dịch vụ viễn thông mới các hệ thống thông tin di động đang tiến tớithế hệ thứ ba Hiện nay có hai tiêu chuẩn đã đợc chấp thuận cho IMT-2000 đólà: W-CDMA và CDMA2000 W-CDMA đợc phát triển lên từ GSM thế hệ 2 vàcdma2000 đợc phát triển lên từ IS-95 thế hệ 2, ở thế hệ này các hệ thống thông

tin di động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất và có khả năngphục vụ ở tốc độ bit lên đến 2 Mbit/s Để phân biệt với các hệ thống thông tin di

động băng hẹp hiện nay các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba đợc gọi là

hệ thống thông tin di động băng rộng

1.1.2 Tổng quan về hệ thống điện thoại di động tổ ong

1.1.2.1 Tổng quan

vùng phục vụ nhỏ, gọi là các ô, mỗi ô có một trạm gốc phụ trách và đợc điều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao có thể vẫn duy trì đợc cuộc gọi một cách liêntục khi di chuyển giữa các ô

Hình dới đa ra một mạng điện thoại di động tổ ong bao gồm các trạm gốc(BS) Một vùng phục vụ của một BS đợc gọi là ô và nhiều ô đợc kết hợp lại thànhvùng phục vụ của hệ thống Trong hệ thống điện thoại 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 đàmthoại đợc xác định nhờ kênh báo hiệu và máy di động đợc đồng bộ về tần số mộtcách tự động Vì vậy các ô kề nhau nên sử dụng tần số khác nhau, còn các ô ởcách xa hơn thì một khoảng cách nhất định để có thể tái sử dụng cùng một tần

số Để cho phép các máy di động có thể duy trì cuộc gọi liên tục trong khi dichuyển giữa các ô thì tổng đài sẽ điều khiển các kênh báo hiệu hoặc kênh lu lợngtheo sự di chuyển của máy di động để chuyển đổi tần số của máy di động đóthành một tần số thích hợp một cách tự động

Hiệu quả sử dụng tần số của hệ thống điện thoại di động tăng lên vì cáckênh RF giữa các BS kề nhau có thể đợc định vị một cách có hiệu quả nhờ việctái sử dụng tần số và do đó dung lợng thuê bao đợc phục vụ sẽ tăng lên

Hệ thống thông tin di động

Hình 1.1: Hệ thống điện thoại di động

1.1.2.2 Sự phát triển của hệ thống tổ ong

sử dụng băng tần 150 MHz tại Saint Louis - Mỹ vào năm 1946 với khoảng cách kênh là 60 KHz và số lợng kênh bị hạn chế chỉ đến 3 Đó là hệ thống bán song công và vì thế mà ngời đàm thoại bên kia không thể nói đợc trong khi ngời đàm thoại bên này đang nói và việc kết nối là nhân công nhờ điện thoại viên Sau đó, nhờ một số cải tiến mà hệ thống IMTS MJ bao gồm 11 kênh ở băng tần 150 MHz và hệ thống ITMS MK bao gồm 12 kênh ở băng tần 450 MHz đã đợc sử dụng vào năm 1969 Đó là hệ thống song công và một BS có thể phục vụ cho một vùng bán kính rộng tới 80 Km

1.1.2.3 Các phơng pháp truy cập trong mạng di động tổ ong

a Nguyên tắc chung

Để làm tăng dung lợng của dải vô tuyến dùng trong một lĩnh vực nào đó,

và có thể cho phép nhiều ngời cùng khai thác chung một tài nguyên trong cùng thời điểm, chẳng hạn nh trong thông tin di động thì ngời ta phải sử dụng kỹ thuật

đa truy nhập Hiện nay có ba hình thức đa truy nhập khác nhau là:

 Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequency DivisionMultiple Access)

 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time DivisionMultiple Access)

 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division MultipleAccess)

Liên quan đến việc ghép kênh là dải thông mà mỗi kênh hoặc mỗi mạchchiếm trong một băng tần nào đó Trong mỗi hệ thống ghép kênh đều sử dụngkhái niệm đa truy nhập, điều này có nghĩa là các kênh vô tuyến đợc nhiều thuêbao dùng chung chứ không phải là mỗi khách hàng đợc gán cho một tần sốriêng

b Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA

Đây là phơng pháp đa truy nhập mà trạm gốc sử dụng các băng tần khácnhau cho các thuê bao di động khác nhau Mỗi băng tần này có một khoảng bảo

vệ thích hợp nhằm tránh sự chồng lấn (có nghĩa là mỗi ngời sử dụng một sóngmang khác nhau để truy nhập hệ thống và tại cùng một thời điểm)

Trong hệ thống này vấn đề phân chia tần số khống chế công suất tránh cannhiễu đợc đặt lên hàng đầu Các vấn đề điều khiển và đồng bộ trong toàn hệthống là không quan trọng

Các hệ thống FDMA đợc sử dụng từ rất sớm và thực tế đã qua khai thácnhiều năm, tính ổn định cao, giá thành hạ Tuy nhiên hạn chế chính của hệ thốngnày là không linh hoạt khi cần thay đổi dung lợng, dung lợng hệ thống khôngcao, vấn đề tần số công suất sẽ rất phức tạp khi số lợng thuê bao tăng lớn.

c Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA

Trong phơng pháp đa truy nhập này nhiều ngời sử dụng cùng một sóngmang, nhng trục thời gian đợc chia thành nhiều khoảng nhỏ gọi là các khe thờigian Mỗi thuê bao đợc trạm gốc cấp cho một khe thời gian và thuê bao chỉ liênlạc với trạm gốc trong khe thời gian của mình Tất nhiên giữa các khe thời giancần có một khoảng bảo vệ để tránh chồng lấn

TDMA là một hệ thống phức tạp hơn FDMA, bởi vì tiếng nói phải đợc sốhoá hoặc mã hoá, sau đó đợc lu trữ vào một bộ nhớ đệm để gán cho một khe thờigian trống và cuối cùng mới phát đi Do đó việc truyền dẫn tín hiệu là không liêntục và tốc độ truyền dẫn phải lớn hơn vài lần tốc độ mã hoá Ngoài ra, do cónhiều thông tin hơn chứa trong cùng một dải thông nên thiết bị TDMA phải đợc

sử dụng kỹ thuật phức tạp hơn để cân bằng tín hiệu thu nhằm duy trì chất lợngcủa tín hiệu

10

Hệ thống thông tin di động

Hình 1.3:Đa truy cập phân chia theo thời gian

d Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)

Trong kỹ thuật CDMA, tín hiệu mang thông tin (ví dụ nh tiếng nói) đợcbiến đổi thành tín hiệu digital, sau đó đợc trộn với một mã giống nh mã ngẫunhiên Tín hiệu tổng cộng, tức tiếng nói cộng với mã giả ngẫu nhiên, khi đó đợcphát trong một dải tần rộng nhờ một kỹ thuật gọi là trải phổ

đòi hỏi các kênh có dải thông tơng đối rộng (Thờng là 1,25 MHz) Tuy nhiêntheo tính toán lý thuyết thì CDMA có thể chứa đợc số thuê bao lớn gấp khoảng

20 lần mà FDMA có thể có trong một dải thông tổng cộng nh nhau

Hình vẽ dới đây là một minh hoạ của kỹ thuật CDMA Dải thông tăng từ

30 KHz lên 1,25 MHz, nhng trong dải thông này bây giờ còn xấp xỉ 20 cuộc

đàm thoại Mỗi đờng thoại analog trớc hết đợc biến đổi thành digital nhờ bộ biến

đổi A/D đúng nh với TDMA Tuy nhiên sau đó thêm một bớc nữa là chèn mộtmã đặc biệt qua một bộ tạo mã Sau đó tín hiệu đợc phát đi, trải rộng thêm 1,25MHz dải thông chứ không chiếm một khe thời gian riêng trong dải này

1,25 MHz kênh 20

.

(1)

(1)

điều chế CDMA băng rộng vì các tín hiệu qua các đờng khác nhau đợc thu nhậnmột cách độc lập nhờ sử dụng phân tập.

Nhng hiện tợng fading xảy ra một cách liên tục trong hệ thống này dofading đa đờng không thể loại trừ hoàn toàn đợc vì với các hiện tợng fading đa đ-ờng xảy ra liên tục đó thì bộ giải điều chế không thể xử lý tín hiệu thu một cách

độc lập đợc

Phân tập là một hình thức tốt để làm giảm fading, có 3 loại phân tập làtheo thời gian, theo tần số và theo khoảng cách

1.2.1.1 Phân tập theo thời gian

Phân tập theo thời gian đạt đợc nhờ sử dụng việc chèn mã sửa sai Việcchèn dữ liệu làm nâng cao chất lợng của việc sửa lỗi bằng cách trải các lỗi trêntrục thời gian Các lỗi trên thực tế thờng xuất hiện khi gặp chớng ngại vật, do đókhi số liệu đợc tách, các lỗi trải ra trên một khoảng thời gian lớn hơn TrongCDMA sử dụng phơng pháp mã hoá xoắn trong bộ phát và giải mã Viterbi

Hệ thống thông tin di động

Một dạng khác của phân tập thời gian xuất hiện tại trạm gốc khi truyền dữliệu với tốc độ giảm Khi phát tốc độ dữ liệu giảm (thời gian lặng trong các cuộcthoại) trạm gốc lặp lại dữ liệu để tốc độ phát đạt tới tốc độ cao nhất Trạm gốccũng giảm công suất truyền khi nó hoạt động với tốc độ dữ liệu giảm Sự d thừathêm vào trong tín hiệu truyền này dẫn đến ít nhiễu giao thoa hơn và cải thiệnhoạt động ở bộ thu của máy di động trong vùng nhiễu cao

1.2.1.2 Phân tập tần số:

Hệ thống CDMA băng rộng ứng dụng phân tập theo tần số nhờ việc mởrộng công suất tín hiệu trong một băng tần rộng Mặt khác nhiễu trong thời điểmnhất định chỉ xảy ra tại một đoạn băng tần hẹp cụ thể nào đó, sự giảm tín hiệu vôtuyến chỉ ảnh hởng tới một phần độ rộng băng tín hiệu CDMA, phần lớn thôngtin là nhận đợc Kết quả là với một phần nhỏ thông tin bị sai lệch thì tại đầu thu

ta dễ dàng khôi phục lại thông tin ban đầu

1.2.1.3 Phân tập không gian:

Phân tập theo không gian hay theo đờng truyền có thể đạt đợc theo 3

ph-ơng pháp sau:

 Thiết lập nhiều đờng báo hiệu (chuyển vùng mềm) để kết nối máy di

động đồng thời với hai hoặc nhiều BTS

 Sử dụng môi trờng đa đờng qua chức năng trải phổ giống nh bộ thuquét thu nhận và tổ hợp các tín hiệu phát với các tín hiệu phát kháctrễ thời gian

 Đặt nhiều anten tại BS Mỗi trạm thu phát sử dụng 2 anten thu đểloại bỏ fađing tốt hơn

1.2.2 Điều khiển tự động công suất:

Công suất phát của máy di động đợc tự động điều chỉnh sao cho tất cả cácmáy di động trong một vùng phục vụ có thể thu đợc với độ nhạy trung bình tại

bộ thu của trạm gốc BTS Bộ thu CDMA của trạm gốc BTS chuyển tín hiệu thu

đợc từ máy tơng ứng thành thông tin số băng hẹp Khi đó tín hiệu thu đợc củacác máy di động còn lại là tín hiệu nhiễu của băng rộng Thủ tục thu hẹp băngnhằm nâng cao tỷ số S/N lên đến mức cao nhất Dung lợng của hệ thống đạt đợc

là lớn nhất khi tín hiệu thu đợc tại BTS từ các máy di động có tỷ số S/N đạt giátrị cao nhất Trạm BTS cung cấp chức năng mở mạch điều khiển công suất quaviệc cung cấp cho máy di động một hằng số công suất Hằng số này liên quan

đến các yếu tố nh tải, tạp âm của BTS, tăng ích của anten và khuếch đại côngsuất Các thông tin này đợc gửi tới máy di động nh một bản tin thông báo, thôngqua mạch đóng trạm gốc BTS điều chỉnh cống suất mạch mở để máy di động giữ

đợc công suất phát tối u nhất Trạm gốc cứ sau khoảng thời gian 1,25 ms lại sosánh tín hiệu thu đợc từ máy di động với giá trị ngỡng biến đổi và BTS điềukhiển máy di động điều chỉnh công suất phát đến khi đạt kết quả tốt Mục đíchcủa việc điều khiển công suất phát của trạm gốc còn đạt mục tiêu giảm công suấtphát của máy di động mỗi khi ở trạng thái rỗi hoặc ở vị trí gần BTS Với kết quảnày công suất sẽ tập trung cung cấp cho các máy ở vùng có nguy cơ thu gián

đoạn hay máy di động đang ở vị trí xa BTS

1.2.3 Công suất phát thấp

Việc giảm tỷ số Eb/No (tơng ứng với tỷ số tín hiệu/nhiễu) chấp nhận đợc không chỉ làm tăng dung lợng hệ thống mà còn làm giảm công suất phát yêu cầu để khắc phục tạp âm và giao thoa Việc giảm này nghĩa là giảm công suất phát yêu cầu đối với máy di động Nó làm giảm giá thành và cho phép hoạt động trong các vùng rộng lớn hơn với công suất thấp khi so với các hệ thống analog hoặc TDMA có công suất tơng tự Hơn nữa, việc giảm công suất phát yêu cầu sẽ làm tăng vùng phục vụ và làm giảm số lợng BS yêu cầu khi so với các hệ thống khác

Một tiến bộ lớn hơn của việc điều khiển công suất trong hệ thống CDMA

là làm giảm công suất phát trung bình Trong đa số trờng hợp thì môi trờngtruyền dẫn là thuận lợi đối với CDMA Trong các hệ thống băng hẹp thì côngsuất phát cao luôn luôn đợc yêu cầu để khắc phục fading tạo ra theo thời gian.Trong hệ thống CDMA thì công suất trung bình có thể giảm bởi vì công suất yêucầu chỉ phát đi khi có điều khiển công suất và công suất phát chỉ tăng khi cófading

1.2.4 Bộ giải mã thoại tốc độ biến thiên

CDMA tận dụng thời gian lặng trong cuộc đàm thoại để nâng cao dung ợng của hệ thống Một bộ mã hoá/ giải mã thoại tốc độ biến thiên đợc sử dụng.Khi thuê bao đang đàm thoại tốc độ dữ liệu là 9600 bit/s Khi thuê bao tạmngừng hoặc đang nghe thì tốc độ dữ liệu giảm xuống còn 1200 bit/s Tốc độ dữliệu 2400 và 4800 cũng đợc sử dụng nhng không thờng xuyên bằng hai tốc độtrên.Tốc độ dữ liệu dựa trên hoạt động điện đàm cứ 20 ms việc quyết định tốc độlại thực hiện lại Các cuộc đàm thoại thông thờng có hệ số xấp xỉ 40%

Máy di động giảm tốc độ dữ liệu của nó bằng cách giảm bộ phát khi bộgiải mã thoại hoạt động ở tốc độ thấp hơn 9600 bit/s.ở tốc độ 1200 bit/s chu kỳthực hiện chỉ là1/8 tốc độ dữ liệu cao nhất Sự lựa chọn thời gian cho chu trình

Hệ thống thông tin di động

này dựa trên cơ sở áp dụng thuật toán giả ngẫu nhiên Điều này làm ngẫu nhiênhoá các thời gian thu phát của mỗi máy di động Khi tính trung bình trên nhiềuthuê bao thì công suất phát trung bình giảm xuống nhờ đó mà mức nhiễu giaothoa đến tất cả các thuê bao khác giảm xuống Và dung lợng hệ thống đợc tănglên gần gấp 2 lần

Tại trạm gốc lại sử dụng một kế hoạch hơi khác Nó lặp lại nhiều lần cùngmột mẫu bit để lấy lại đợc tốc độ 9600 bit/s Công suất phát cho kênh đó đợc

điều chỉnh để phản ánh sự lặp này, đó là sự lặp để cho phép nhiễu giao thoa đợcgiảm tối thiểu

1.2.5 Bảo mật cuộc gọi

Hệ thống CDMA cung cấp chức năng bảo mật cuộc gọi mức độ cao và vềcơ bản là tạo ra xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìm kiếm và sử dụng bất hợppháp kênh RF là khó khăn đối với hệ thống tổ ong số CDMA bởi vì tín hiệuCDMA đã đợc scrambling (trộn) Về cơ bản thì công nghệ CDMA cung cấp khảnăng bảo mật cuộc gọi và các khả năng bảo vệ khác, tiêu chuẩn đề xuất gồm khảnăng xác nhận và bảo mật cuộc gọi đợc định rõ trong EIA/TIA/IS-54-B Có thểmã hoá kênh thoại số một cách dễ dàng nhờ sử dụng DES hoặc các công nghệmã tiêu chuẩn khác.

1.2.6 Chuyển giao mềm

Khi một thuê bao CDMA đi ngang qua biên giới giữa hai trạm gốc sẽ xảy

ra quá trình chuyển giao mềm

Chuyển giao mềm là sự nối cuộc gọi đợc hoàn thành trớc khi từ bỏ kênh cũ(make before break connection ) Quá trình chuyển giao này có thể thực hiện đợcbởi vì các cell kề nhau cùng sử dụng chung một tần số Trong khi chuyển giaomềm xảy ra thì một BTS mới bắt đầu thông tin với MS trong khi MS vẫn còn tiếptục thông tin với BTS cũ MS thực hiện thông tin đồng thời với 2 BTS Nhng nhờ

có bộ thu RAKE mà tín hiệu thu từ 2 BTS đợc sử lý nh là tín hiệu đa đờng MSkết hợp tín hiệu thu đợc từ 2 BTS để tạo ra tín hiệu thu không bị gián đoạn

Việc hỗ trợ đồng thời này từ hai trạm gốc này còn cung cấp một lợi ích vềphân tập (không gian) làm cải thiện đáng kể chất lợng truyền dẫn ở vùng rìa cell Ưu điểm của chuyển giao mềm so với chuyển giao cứng trong các hệ thốnganalog và GSM là: trong các hệ thống này thì do sử dụng các tần số khác nhau

Khung thoại và số liệu

chiều ng ợc lại Khung thoại và số liệu chiều ng ợc lại

Khung thoại và số liệu chiều ng ợc lại

Khung thoại và số liệu

Hình 1.6: Đ ờng kết nối trong chuyển vùng mềm

tại các cell liền kề cho nên khi MS vợt qua vùng biên một cell và đi vào vùngphủ sóng của một cell khác, thì cần đợc chuyển mạch tới một kênh khác trongtrạm phủ sóng mới Quá trình chuyển giao cứng này làm cho kênh lu lợng bịngắt quãng trong thời gian ngắn Còn trong chuyển giao mềm thì do các kênhcùng tần số nên không phải chuyển kênh khi chuyển giao và mặt khác sự chuyểncuộc gọi sang cell khác đợc thực hiện trớc khi kết nối hoàn toàn với trạm gốctrong cell đó.

1.2.7 Dung lợng mềm.

Mạng CDMA có thể tăng thêm cuộc gọi khi nhu cầu cấp bách mà khôngdẫn đến tắc nghẽn nh mạng di động TDMA,FDMA Với mạng TDMA, FDMAviệc tăng thêm một thuê bao truy nhập vào mạng là không thể chấp nhận đợckhi tất cả các kênh truyền đều bận Còn với mạng CDMA có thể khắc phục tạmthời băng cách nâng mức ngỡng qui định I0/N0 lên cao hơn nh vậy giải pháp nàycho phép tăng thêm một số khách hàng truy nhập vào mạng và chấp nhận sự suygiảm chất lợng hệ thống Trên lý thuyết thì I0/N0 có thể tăng lên tuỳ ý, tuy nhiênkhi vợt quá một mức ngỡng nào đó thì nhiễu sẽ làm cho hệ thống mất ổn định,mất đồng bộ và tiếng thoại không còn rõ ràng nữa

Ngoài ra khi số thuê bao tăng quá mức, mạng CDMA sẽ điều chỉnh côngsuất giảm đi làm cho cell đó nhỏ đi và các thuê bao tại vùng biên sẽ thực hiện

Hệ thống thông tin di động

chuyển giao mềm sang các cell khác liền kề Khả năng cân bằng tải này đợc gọi

là dung lợng mềm (soft capacity)

Nh vậy nhờ việc quy hoạch về dung lợng và vùng phủ sóng mà mạngCDMA không cần kế hoạch sử dụng lại tần số

1.2.8 Tách tín hiệu thoại

Trong thông tin 2 chiều song công tổng quát thì tỷ số chiếm dụng tải của tín hiệu thoại không lớn hơn khoảng 35% Trong trờng hợp không có tín hiệu thoại trong hệ thống TDMA và FDMA thì khó áp dụng yếu tố tích cực thoạivì trễ thời gian định vị lại kênh tiếp theo là quá dài Nhng do tốc độ truyền dẫn

số liệu giảm nếu không có tín hiệu thoại trong hệ thống CDMA Giao thoa ở

ng-ời sử dụng khác giảm một cách đáng kể Dung lợng hệ thống CDMA tăng

khoảng 2 lần và suy giảm truyền dẫn trung bình của máy di động giảm khoảng 1/2 vì dung lợng đợc xác định theo mức giao thoa ở những ngời sử dụng khác

1.2.9 Tái sử dụng tần số và vùng phủ sóng

Tất cả các BS đều tái sử dụng 1 kênh băng rộng trong hệ thống CDMA Giao thoa tổng ở tại trạm phủ sóng đối với tín hiệu của một máy di độngnằm trong trạm gốc đó là tổng giao thoa tạo ra từ các máy di động nằm trong cùng một trạm phủ sóng, và giao thoa tạo ra trong các máy di động của BTS bên cạnh Nói cách khác, tín hiệu của mỗi một máy di động phải đấu tranh với tín hiệu của tất cả các máy di động khác Giao thoa tổng từ tất cả các máy di động bên cạnh bằng một nửa của giao thoa từ tổng các máy di động trong cùng một

BS

Hiệu quả tái sử dụng tần số của các BS không định hớng là

tỷ số nhiễu trên giao thoa của các máy di động trong cùng một trạm gốc,

(khoảng 65%), đó là giao thoa tổng từ các máy di động khác trong cùng một BS với giao thoa từ tất cả các BS

Hình trên trình bày giao thoa từ các BS bên cạnh theo % Giao thoa từ mỗi

BS trong vòng biên thứ nhất tơng ứng với 6% của giao thoa tổng

K3

0,03%

Hình 1.7: Giao thoa từ BS bên cạnh

Do đó, giao thoa từ vòng biên thứ nhất là gấp 6 lần 6%, tức là 36%, và giaothoa tổng do vòng thứ 2 và vòng ngoài là nhỏ hơn 4% Trong trờng hợp anten củaBTS là định hớng (tức là búp sóng anten 120 o) thì giao thoa trung bình giảmxuống 1/3 vì mỗi anten kiểm soát nhỏ hơn 1/3 số lợng máy di động trong BS Do

đó, dung lợng cung cấp bởi toàn bộ hệ thống tăng lên xấp xỉ 3 lần (Thật ra chỉ là2,55 lần do sự chồng chập các anten lân cận)

1.2.10 Giá trị Eb/N thấp, có tính chống lỗi cao

Eb/No là tỷ số của năng lợng trên mỗi bit đối với mật độ phổ công suất tạp âm, đó là giá trị tiêu chuẩn để so sánh hiệu suất của phơng pháp điều chế và mã hoá số

Khái niệm Eb/No tơng tự nh tỷ số sóng mang tạp âm của phơng pháp FManalog Do độ rộng kênh băng tần rộng đợc sử dụng mà hệ thống CDMA cungcấp một hiệu suất và độ d mã sửa sai cao Nói cách khác thì độ rộng kênh bị giớihạn trong hệ thống điều chế số băng tần hẹp, chỉ các mã sửa sai có hiệu suất và

độ d thấp là đợc phép sử dụng sao cho giá trị Eb/No cao hơn giá trị mà CDMAyêu cầu Mã sửa sai trớc đợc sử dụng trong hệ thống CDMA cùng với giải điềuchế số hiệu suất cao Có thể tăng dung lợng và giảm công suất yêu cầu với máyphát nhờ giảm Eb/No

Trong thông tin TDMA thì nhiều ngời sử dụng một sóng mang và trục thờigian đợc chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để giành cho nhiều ngời sử dụngsao cho không có sự chồng chéo TDMA đợc chia thành TDMA băng rộng vàTDMA băng hẹp Mỹ và Nhật sử dụng TDMA băng hẹp còn Châu Âu sử dụngTDMA băng rộng nhng cả 2 hệ thống này đều có thể đợc coi nh là sự tổ hợp củaFDMA và TDMA vì ngời sử dụng thực tế dùng các kênh đợc ấn định cả về tần số

và các khe thời gian trong băng tần

1.2.11 Dịch vụ chất lợng cao:

Sự chuyển giao mềm cung cấp cho thuê bao một dịch vụ chuyển giao hoànhảo , đạt đợc chất lợng thoại cao hơn ít bị rớt cuộc gọi hơn Hệ thống thu sử dung

kỹ thuật thu đa đờng làm nâng cao chất lợng tín hiệu thoại

Bộ giải mã tốc độ thay đổi cung cấp sự tái tạo thoại tốc độ cao và thoại số

Do đó có khả năng cung cấp đợc thoại có chất lợng cao Bộ mã hoá tiếng nóităng đợc chất lợng thoại nhờ nén tạp âm nền Bất kỳ một tạp âm nào ở dạng hằng

số, chẳng hạn nh tiếng ồn , đều có thể đợc loại bỏ Tạp âm nền không đổi đợc

bộ mã hoá xem nh tạp âm không mang thông tin và nhanh chóng loại bỏ tạp âm

Hệ thống thông tin di động

này Độ rõ nét của thoại trong môi trờng ồn ào đợc tăng cờng chẳng hạn nh trong

ô tô, hay tại những nơi công cộng ồn ào

Điều khiển công suất nghiêm ngặt Điều khiển công suất CDMA khôngchỉ có khả năng tăng đợc dung lợng của hệ thống mà còn có khả năng tăng chấtlợng thoại bằng việc giảm tới mức tối thiểu và chống lại ảnh hởng của nhiễu

Điều khiển công suất CDMA nhằm giảm tới mức tối thiểu mức cờng độ tín hiệutổng đủ để duy trì chất lợng cuộc gọi

CHƯƠNG II Các kỹ thuật trong CDMA

2.1 Kỹ thuật trải phổ.

Có bốn kỹ thuật trải phổ cơ bản là: Trải phổ dãy trực tiếp (DS: DirectedSequence), trải phổ nhảy tần (FH: Frequency Hopping), hệ thống dịch thời gian(TH:Time Hopping) và hệ thống lai (Hybrid)

 Trải phổ dãy trực tiếp: Trong kỹ thuật này tín hiệu mang thông tin đợcnhân trực tiếp mã trải phổ tốc độ cao

 Trải phổ nhảy tần: Mã trải phổ điều khiển bộ tạo dao động sóng mang làmtần số sóng mang thay đổi sau đó sóng mang này lại đợc điều chế với dữliệu.

 Trải phổ dịch thời gian: Trong kỹ thuật này, dữ liệu có tốc độ dòng bitkhông đổi R đợc phân phối khoảng thời gian truyền dẫn dài hơn thời giancần thiết để truyền đi dòng tin này bằng cách truyền dẫn thông thờng.Dòng bit số đợc gửi đi theo sự điều khiển của mã nhảy thời gian.,vì vậy cóthể nói dòng bít đã bị trải ra theo thời gian và phía thu bất hợp pháp khôngthể biết tập con dữ liệu nào đang đợc sử dụng

 Hệ thống lai: Bên cạnh các hệ thống đã miêu tả ở trên, điều chế hybrid của

hệ thống DS và FH đã đợc sử dụng để cung cấp thêm các u điểm cho đặctính tiện lợi của mỗi hệ thống Thông thờng đa số các trờng hợp sử dụng

hệ thống tổng hợp bao gồm (1) FH/DS, (2) TH/FH và (3) TH/DS Các hệthống tổng hợp của hai hệ thống điều chế trải phổ sẽ cung cấp các đặc tính

mà một hệ thống không thể có đợc Một mạch không cần phức tạp lắm cóthể bao gồm bởi bộ tạo dãy mã và bộ tổ hợp tần số cho trớc.

2.1.1 Trải phổ dãy trực tiếp.

Hệ thống DS (nói chính xác là sự điều chế các dãy mã đã đợc điều chếthành dạng sóng điều chế trực tiếp) là hệ thống đợc biết đến nhiều nhất trong các

hệ thống thông tin trải phổ Chúng có dạng tơng đối đơn giản vì chúng khôngyêu cầu tính ổn định nhanh hoặc tốc độ tổng hợp tần số cao

Trong hệ thống trải phổ này, tín hiệu dữ liệu đợc nhân trực tiếp với mã trảiphổ, sau đó tín hiệu đợc điều chế sóng mang băng rộng

Máy thu thờng sử dụng giải điều chế nhất quán để nén tín hiệu trải phổ, và

sử dụng mã trải phổ nội bộ đợc đồng bộ với dãy mã của tín hiệu thu đợc Điềunày đợc đồng bộ bởi khối bám và đồng bộ mã.Sau khi nén phổ nhận đợc tín hiệudữ liệu đã điều chế, và sau khi qua bộ giải điều chế tín hiệu (thờng là giải điềuchế PSK) ta có đợc dữ liệu ban đầu

2.1.1.1 Các đặc tính của trải phổ trực tiếp:

a Đa truy nhập:

Nếu có nhiều ngời cùng sử dụng một kênh cùng một thời điểm thì có nhiềutín hiệu DS cùng chùm lên nhau về mặt thời gian và tần số Máy thu thực hiệngiải điều chế nhất quán để giải điều chế mã Nhờ đó sẽ tập trung công suất củatín hiệu ngời sử dụng quan tâm vào trong băng tần thông tin, nếu mức tơng quangiữa các dãy mã của các ngời sử dụng khác nhau là nhỏ thì việc giải điều chế chỉ

đa ra một phần rất nhỏ của công suất các tín hiệu nhiễu trong băng tần thông tin

Có nghĩa là phổ tín hiệu của ngời sử dụng mà ta đang quan tâm sẽ đợc co hẹp lại,

Hình 2.1: Dạng sóng và cấu hình của hệ thống DS

6

Điều chế băng rộng

Bộ tạo

mã Dao động sóng

mang

Bộ giải điều chế mã

Điều chế cân

mã

Giải điều chế dữ liệu

Dữ

12

5

Bộ tạo sóng mang

trong khi phổ tần của những ngời sử dụng khác vẫn đợc trải rộng trên băng tầntruyền dẫn Nh vậy chỉ có công suất tín hiệu của ngời sử dụng đó trong băng tầnthông tin là lớn

b Nhiễu đa đ ờng

Nếu dãy mã có hàm tự tơng quan là lý tởng thì hàm tơng quan băng 0trong khoảng [ -Tc, Tc ] với Tc là thời gian tồn tại của một chíp Nghĩa là nếunhận đợc hai tín hiệu: một là tín hiệu mong muốn và một là tín hiệu đó nhng trễ

đi một khoảng thời gian lớn hơn 2Tc thì việc giải điều chế sẽ coi tín hiệu đó nhmột tín hiệu nhiễu và chỉ mang một phần rất nhỏ công suất nhiễu vào trong băngtần thông tin

c Nhiễu băng hẹp

Việc nhân nhiễu băng hẹp có trong tín hiệu thu đợc với mã băng rộng sẽlàm trải phổ nhiễu băng hẹp Vì vậy nhiễu băng hẹp có trong băng tần thông tingiảm đi với hệ số bằng tăng ích do sử lý Gp

d Xác suất phát hiện thấp

Do tín hiệu dãy trực tiếp sử dụng toàn bộ phổ tín hiệu tại mọi thời điểmnên mật độ phổ công suất truyền dẫn (W/Hz) rất thấp Vì vậy nếu không có dãymã trải phổ tơng ứng thì rất khó khăn trong việc phát hiện tín hiệu DS

2.1.1.2 Ưu nhợc điểm của DS-CDMA

Ưu điểm:

Mã hoá dữ liệu đơn giản có thể chỉ thực hiện bằng một bộ nhân Bộ tạo sóngmang đơn giản do chỉ có một sóng mang đợc phát đi Có thể thực hiện giải điềuchế nhất quán tín hiệu trải phổ

Nhợc điểm:

Khó đồng bộ giữa tín hiệu mã nội bộ và tín hiệu thu Do nhợc điểm trên kếthợp với đặc điểm các băng tần liên tục lớn không sẵn có nên băng tần trải phổ bịhạn chế là 10-20 MHz

Ngời sử dụng ở gần BS sẽ phát công suất lớn hơn nhiều so với ngời sử dụng

ở xa Mặc khác một thuê bao sử dụng toàn bộ băng tần để truyền dẫn liên tụcnên ngời sử dụng ở gần sẽ gây nhiễu cho ngời sử dụng xa Tuy nhiên hiệu ứngnày sẽ đợc giải quyết bằng việc áp dụng thuật toán điều khiển công suất trong đómức độ công suất trung bình mà BS nhận từ mỗi thuê bao là bằng nhau

Hệ thống thông tin di động

2.1.2 Hệ thống dịch tần (FH).

Nếu trải phổ dãy trực tiếp là điều chế trực tiếp tín hiệu số vào mã trải phổ,thì trải phổ nhẩy tần là điều chế gián tiếp vào mã trải phổ (sóng mang có tần sốthay đổi theo mã trải phổ sẽ đợc điều chế với tín hiệu thông tin cần truyền) Nói chính xác thì điều chế FH là “sự chuyển dịch tần số của nhiều tần số

đợc chọn theo mã” Nó gần giống FSK ngoài việc dải chọn lọc tần số tăng lên.FSK đơn giản sử dụng 2 tần số và phát tín hiệu là f1 khi có ký hiệu và phát f2 khikhông có ký hiệu Mặt khác thì FH có thể sử dụng vài nghìn tần số Trong các hệthống thực tế thì sự chọn lọc ngẫu nhiên trong 220 tần số đợc phân bố có thể đợcchọn nhờ sự tổ hợp mã theo mỗi thông tin chuyển dịch tần số Trong FH, khoảngdịch giữa các tần số và số lợng các tần số có thể chọn đợc đợc xác định phụthuộc vào các yêu cầu vị trí đối với việc lắp đặt cho mục đích đặc biệt

Nh vậy trong hệ thống dịch tần FH, tần số sóng mang thay đổi theo chu

kỳ Cứ sau một khoảng thời gian T tần số sóng mang lại nhẩy tới một giá trịkhác Quy luật nhẩy tần do mã trải phổ quyết định

Việc chiếm dụng tần số trong 2 hệ thống DS và FH là khác nhau Hệ thống

DS chiếm dụng toàn bộ băng tần khi nó truyền dẫn trong khi hệ thống FH chỉ sửdụng một phần nhỏ băng tần tại một khoảng nhỏ của thời gian truyền dẫn

Nh vậy, công suất mà hai hệ thống truyền đi trong một băng tần tính trungbình là nh nhau

Hệ thống FH cơ bản gồm có bộ tạo mã và bộ tổ hợp tần số, bộ phát mã PN

điều khiển bộ tổng hợp tần số phải nhảy tần theo qui luật của nó

Hệ thống FH tạo ra hiệu quả trải phổ bằng sự nhảy tần giả ngẫu nhiên giữacác tần số vô tuyến f1,f2,…,fn với n có thể lên tới con số hàng nghìn Nếu tốc độnhảy tần (Tốc độ chíp ) lớn hơn tốc độ bít dữ liệu thì đợc gọi là nhảy tần nhanhFFH (Fast Frequency Hopping), khi đó sẽ có nhiều tần số đợc truyền đi trongthời gian một bít Còn ngợc lại tốc độ nhảy tần nhỏ hơn tốc độ bit (nhiều bit tin

đợc truyền đi trong một tần số ) thì đợc gọi là nhảy tần chậm SFH (SlowFrequency Hopping )

Gọi ∆f = fi – fi-1 là chênh lệch tần số giữa hai tần số kề nhau còn N là số tần

số nhảy tần có thể chọn thì tăng ích xử lý hệ thống trải phổ nhảy tần FH là:

f.NBd

đồng đều trong các kênh tần số truyền dẫn Các máy phát trong thực tế cần phải

đợc thiết kế sao cho công suất phân bố đồng đều trong tất cả các kênh

Nguyên lý trải phổ nhảy tần nh sau:

Một đoạn k chíp của mã giả ngẫu nhiên điều khiển bộ tổng hợp tần số, để tần

số sống mang nhảy lên một trong 2k tần số khác nhau Nếu xét trong một tần sốnhảy thì độ rộng băng tần tín hiệu bằng độ rộng băng tần tín hiệu MFSK và rấtnhỏ so với độ rộng của tín hiệu trải phổ nhảy tần

Với bộ giải điều chế không liên kết, để đảm bảo tính trực giao thì khoảngcách về tần số giữa các tone MFSK phải bằng bội số nguyên lần của tốc độ chip(Rp) Điều này đảm bảo cho một mẫu phát đi không ảnh hởng xuyên âm tới các

bộ tách khác Dải băng tần tín hiệu nhảy tần đợc chia đều thành Nt phần bằngnhau:

Nt = Wss/Rp

Sau đó Nt phần này lại đợc chia thành Nb nhóm riêng biệt:

Nb = Nt/M

Điều chế FH

Điều chế MFSK

K bit dữ liệu

K bit PN

Nguồn nhiễu

Giải điều chế FH

K bit PN

2

M

Giảimã hoá

M bộ tách năng l ợng

Hình 2.2: Hệ thống FH

Hệ thống thông tin di động

Mỗi nhóm này sẽ có độ rộng băng tần là Wd = Wss/Nb Theo cách xắp xếpnày, đoạn mã nhị phân k bit của chuỗi PN sẽ xác định Nb = 2K tần số sóng mangkhác nhau Trong khi đó, mỗi tone nhảy tần là cố định và nằm trong khoảng Mtần số xác định tơng đối

2.1.2.1 Nhảy tần nhanh

Hình vẽ (2.3) mô tả phổ của tín hiệu MFSK và phổ tín hiệu nhảy tần nhanh

theo thời gian Chuỗi mã giả ngẫu nhiên thực hiện trải phổ là một chuỗi mã đợctạo ra từ bộ tạo mã giả nhiễu dùng bộ 4 thanh ghi dịch Mã trải phổ có tốc độ bitgấp 4 lần độ dữ liệu (Rp = Rh = 4Rs) tức là k = 4

2 bit giả ngẫu nhiên cho phép ta xác định đợc một trong 4 dải băng tần mà mộttone tín hiệu MFSK cần nhảy tới Trong trờng hợp này độ rộng băng tần của tínhiệu nhảy tần sẽ lớn gấp 4 lần độ rộng băng tần tín hiệu MFSK nguyên thủy(Wss=4Wd)

2.1.2.2 Nhảy tần chậm.

Hình vẽ 2.4 mô tả phổ tín hiệu trải phổ nhảy tần chậm theo thời gian

Trong phép nhảy tần này ta cũng dùng chuỗi giả ngẫu nhiên nh đã dùng trong

ví dụ nhảy tần nhanh trên Khác với trờng hợp nhảy tần nhanh, trong hệ thốngnhảy tần chậm thì tốc độ chuỗi tín hiệu trải phổ thấp hơn so với tốc độ dòng dữliệu và khi đó tốc độ chip bằng tốc độ dòng dữ liệu Trong ví dụ này Rp = Rb =6Rh Tín hiệu MFSK đợc điều chế bởi dữ liệu theo 4 mức tức là cứ 2 bit dữ liệuxác định 1 tone phát đi trong khoảng thời gian 2 lần chu kỳ dòng bit dữ liệu Vớibớc điều chế nhảy tần là: Cứ 3 bit giả ngẫu nhiên xác định một trong 8 băng tần

mà tín hiệu MFSK sẽ nhảy tới (k = 3) Nh vậy băng tần của tín hiệu trải phổnhảy tần sẽ lớn gấp 8 lần băng tần tín hiệu MFSK ban đầu

2.1.2.3 Hệ thống giải điều chế nhảy tần

Quá trình thực hiện giải điều chế tín hiệu trải phổ nhảy tần đợc thực hiệnngợc lại so với quá trình trải phổ và cũng đợc thực hiện qua 2 bớc Bớc thứ nhất

là thực hiện nén phổ tín hiệu nhảy tần để thu lại đợc tín hiệu điều chế tần số

WSS101

đồng bộ hoàn toàn với bên phát.

Giải điều chế tín hiệu MFSK

Tín hiệu sau khi nén phổ là tín hiệu dịch tần M mức (MFSK) chứa dữ liệu

Để thực hiện giải điều chế tín hiệu này ngời ta hay sử dụng M bộ lọc thông dải

và M bộ tách sóng đờng bao Đầu ra của bộ lọc thứ i và bộ tách thứ i sẽ khác 0khi tín hiệu dữ liệu đợc điều chế ở mức i Còn lại M-1 đầu ra còn lại sẽ có giá trịbằng 0 Tuy nhiên trong thực tế, do ảnh hởng của nhiễu đầu ra thứ i không có giátrị cực đại tối đa và M-1 đầu ra còn lại cũng không bằng 0 nên cần sử dụng bộ sosánh để chọn giá trị lớn nhất trong M đầu ra này Dữ liệu M mức đầu ra đợc đatới bộ giải điều chế để tái tạo lại tín hiệu dữ liệu nhị phân ban đầu

2.1.2.4 Đặc tính tín hiệu dịch tần

Hệ thống có các đặc tính sau : đa truy nhập, chống nhiễu đa đờng , chốngnhiễu băng hẹp và khả năng phát hiện thấp đợc trình bày cụ thể nh sau:

a Đa truy nhập

Trong hệ thống dịch tần nhanh F-FH, một bit đợc truyền đi trên các băng

tần số khác nhau Mỗi ngời sử dụng sẽ truyền thông tin trong hầu hết các băngtần nhng tại mỗi thời điểm lại sử dụng một băng tần khác nhau Do đó công suất

Lọc 1 Lọc 2

của tín hiệu mong muốn lớn hơn nhiều công suất nhiễu, giúp cho tín hiệu thu

đ-ợc chính xác Trong hệ thống dịch tần chậm S-FH, nhiều bit đđ-ợc truyền đi tạimột tần số Nếu xác suất truyền thông tin của những ngời sử dụng khác tại cùngmột băng tần đủ thấp thì tín hiệu mong muốn sẽ đợc thu một cách chính xáctrong hầu hết thời gian Nếu nh có những ngời sử dụng khác truyền dẫn trongcùng một băng tần, các mã sửa lỗi đợc sử dụng để phát hiện dữ liệu đợc truyềntrong thời gian đó

b Nhiễu đa đ ờng.

Trong hệ thống dịch tần nhanh (F-FH-CDMA), trong khoảng thời gian

một bit, tần số truyền dẫn thay đổi nhiều lần Nh vậy một tần số sóng mang đợc

điều chế và truyền đi trên nhiều tần số truyền dẫn Vì hiệu ứng đa đờng với cáctần số truyền dẫn khác nhau là khác nhau nên một tần số sóng mang có thể đợckhuyếch đại tại tần số này nhng lại bị suy giảm tại một tần số truyền dẫn khác.Tại máy thu, đáp ứng tại các tần số truyền dẫn khác nhau sẽ đợc trung bình hoá.Nhờ đó, làm giảm đợc nhiễu đa đờng, mặc dù không hiệu quả nh hệ thống DS-CDMA nhng nó vẫn cung cấp sự cải thiện đáng kể

c Nhiễu băng hẹp

Giả sử tín hiệu băng hẹp đợc gây nhiễu lên một trong các tần số truyềndẫn Nếu có GP tần số truyền dẫn (GP đợc gọi là độ tăng ích do xử lý) thì trungbình, một ngời sử dụng sẽ sử dụng tần số truyền dẫn bị gây nhiễu chỉ trong 1/GP

(%) thời gian Vì vậy, nhiễu băng hẹp đợc giảm nhỏ bởi hệ số GP

d Xác suất phát hiện

Xác suất thấp cho việc phát hiện tín hiệu FH không phải vì công suất truyềndẫn thấp Ngợc lại, mật độ công suất truyền dẫn của FH-CDMA rất lớn Nhngtần số truyền dẫn tín hiệu là không biết, hơn nữa thời gian truyền dẫn tại một tần

số lại khá nhỏ Do đó, mặc dù tín hiệu FH dễ phát hiện hơn so với tín hiệu DS,nhng việc phát hiện tín hiệu FH cũng rất khó khăn

Vậy ta có thể tóm tắt các u nhợc điểm của hệ thống dịch tần FH nh sau:

Ưu điểm:

FH-CDMA việc đồng bộ đợc thực hiện trong từng khoảng thời gian bớc nhẩy tần Vìviệc trải phổ dành đợc không phải do sử dụng tần số nhẩy tần rất cao mà do sửdụng một tổ hợp rất lớn các tần số nên thời gian bớc nhẩy tần số lớn hơn nhiều

Do hệ thống cho phép sử dụng một băng tần lớn hơn nên nó có khả năngloại trừ nhiễu băng hẹp tốt hơn so với hệ thống DS.

Nhợc điểm:

Hệ thống yêu cầu bộ tổng hợp tần số phức tạp

Việc giải điều chế nhất quán khó thực hiện

2.2 Sử dụng dãy mã giả tạp âm ngẫu nhiên.

Trong các hệ thống CDMA thì bộ tạo mã giả tạp âm là một thành phầnquan trọng nhất có vai trò quyết định đến việc nhận dạng những ngời sử dụngkhác nhau trong một hệ thống Dãy mã giả tạp âm PN (Pseudorandom Noise) đ-

ợc sử dụng nhằm các mục đích sau:

+ Trải phổ băng rộng tín hiệu sóng mang đã đợc diều chế bởi dữ liệu vớimột độ rộng băng tần truyền dẫn lớn gấp nhiều lần

+ Dùng phân biệt giữa những ngời sử dụng khác nhau trong cùng mộtbăng tần truyền dẫn trong một hệ thống Tuy nhiên đối với ngời phát và ngời thuthì dãy PN không phải là một dãy ngẫu nhiên, mà nó chỉ đợc xem là ngẫu nhiên

đối với những ngời còn lại đang cùng sử dụng trong hệ thống

Dãy PN đợc sử dụng có các tính chất sau:

của dãy thì số con số 1 và 0 khác nhau nhiều nhất là 1, hay nói cách khác số con

số nhị phân 1 và 0 chênh nhau nhiều nhất là 1 đơn vị

mức logic 1 hoặc 0, độ dài của một bớc chạy là số bit trong bớc chạy đó

Trờng hợp bit 1 hay 0 đợc xen giữa các bit 0 hay 1 cũng đợc coi là một bớc chạy

dãy khác đợc suy ra từ dãy này bằng cách dịch đi lần lợt từng vị trí bit, bit già

nhất đợc dịch về phía bit trẻ tiếp theo, và bit trẻ nhất đợc dịch về phía bit giànhất.

Dãy PN đợc tạo ra bằng sự liên kết đầu ra của các thanh ghi dịch hồi tiếp.Một thanh ghi dịch hồi tiếp bao gồm bộ nhớ hai trạng thái liên tiếp hoặc trạngthái lu giữ và logic phản hồi Dãy nhị phân đợc dịch thông qua thanh ghi dịchtrong các đáp ứng xung đồng hồ

Sau đây ta sẽ xét một bộ ghi dịch hồi tiếp tuyến tính bao gồm có 4 phần tử

có 4 trạng thái khác nhau

Bộ ghi dịch bao gồm có 4 phần tử nhớ và dịch là X1, X2, X3, X4, bộ cộngmodule - 2 và một đờng hồi tiếp đợc dẫn từ bộ cộng trở về đầu thanh ghi dịch.Hoạt động của thanh ghi dịch đợc điều khiển bởi một bộ xung nhịp đồng hồ Dớitác động của các xung nhịp thì trạng thái của mỗi phần tử nhớ đợc dịch sangphần tử bên phải sát đó X1 đợc dịch sang X2, X2 đợc dịch sang X3, X3 đợc dịchsang X4, đồng thời mỗi khi có xung nhịp đồng hồ thì trạng thái của hai phần tửX3 và X4 đợc cộng module-2 và theo đờng hồi tiếp quay trở về X1

Tuy nhiên với một bộ ghi dịch kiểu này ta cần chú ý những đặc điểm sau:

• Dãy 0000 không thể sử dụng đợc là trạng thái của thanh ghi dịch bởivì nó không thể nhảy sang một trạng thái khác đợc

Xung đồng hồ

Hình 2.6 thanh ghi dịch phản hồi tuyến tính 4 trạng thái

2.3 Điều khiển công suất CDMA.

đến máy di động và ngợc lại) để cung cấp một hệ thống có dung lợng lu lợnglớn, chất lợng dịch vụ cuộc gọi cao và các lợi ích khác Mục đích của điều khiểncông suất phát của máy di động là điều khiển công suất phát của máy di độngsao cho tín hiệu phát của tất cả các máy di động trong một vùng phục vụ ở mứcthấp nhất cần thiết, vừa đủ để đảm bảo yêu cầu tối thiểu mà không gây ra nhiễuquá mức lên các tín hiệu khác Nh vậy sẽ đảm bảo tỷ lệ tín hiệu/nhiễu giao thoacực tiểu cần thiết tại các trạm gốc

Ta xét riêng cho từng tuyến đờng lên và đờng xuống nh sau:

+ Đối với tuyến lên điều khiển công suất có hai chức năng:

• Cân bằng công suất mà BS nhận từ mỗi MS, nhờ đó khắc phục hiệu ứnggần xa, hiệu ứng che khuất tăng dung lợng hệ thống

• Tối thiểu hoá mức công suất phát đi bởi mỗi MS sao cho vẫn đảm bảochất lợng dịch vụ tin cậy Nhờ đó giảm nhiễu đồng kênh, tăng dung l-ợng tránh nguy hại cho sức khoẻ, kéo dài tuổi thọ nguồn công suất MS + Đối với tuyến xuống điều khiển công suất :

• Đảm bảo phủ sóng với chất lợng tốt cho những vùng tồi nhất trong vùngphục vụ

• Tạo khả năng dàn trải lu lợng giữa các ô có lu lợng tải không bằng nhautrong vùng phục vụ bằng việc điều khiển nhiễu xuyên ô đối với các ô cótải nặng

• Tối thiểu hoá mức công suất cần thiết mà vẫn đảm bảo chất lợng dịch

vụ tốt Nhờ đó giảm nhiễu ô lân cận làm tăng dung lợng hệ thống vàtránh tác hại tới sức khoẻ

2.3.1 Điều kiển công suất tuyến lên

Điều khiển công suất tuyến lên có thể thực hiện bằng một trong hai cách:

điều khiển công suất vòng kín và điều khiển công suất vòng hở

a Điều khiển công suất vòng hở:

Đầu tiên khi MS mới xâm nhập hệ thống thì việc điều khiển công suấtvòng kín cha khởi tạo Mà MS điều khiển công suất theo cơ chế vòng hở MS đocờng độ tín hiệu trên kênh dẫn đờng thu đợc từ BS, sau đó ớc tính công suất

Hệ thống thông tin di động

trung bình cần phát đi trên kênh truy nhập Mức công suất này tỷ lệ nghịch với ờng độ tín hiệu dẫn đờng thu đợc Cụ thể mức công suất này nh sau:

P[dBm] = NOM_PWR + INIT_PWR -(Pmean + 73)

Trong đó Pmean là công suất trung bình thu đợc tại đầu vào máy thu MS NOM_PWR là hệ số sửa đổi chuẩn hoá công suất BS

INIT_PWR là hệ số sửa đổi cho công suất BS

Giá trị cụ thể của các thông số trên của mỗi BS đợc phát đi trên các bản tinthông số truy nhập trong kênh nhắn tin

Nếu việc truy nhập hệ thống không thành công, MS sẽ vừa tăng công suất phát lên từng bớc gián đoạn (giá trị mỗi bớc ký hiệu là: PWR_STEP), vừa thực hiện tổng tích luỹ những thay đổi đã thực hiện, ký hiệu là SUM1 Quá trình cứ tiếp diễn nh vậy cho đến khi truy nhập thành công MS bắt đầu truyền trên kênh

lu lợng tuyến lên với công suất ớc tính là:

P[dBm] = NOM_PWR + INIT_PWR + (Tổng tích luỹ những thay

đổi để truy nhập) -(Pmean + 73) =

= NOM_PWR + INIT_PWR + SUM1 - (Pmean + 73)

Một khi thông tin từ MS tới đợc BS thì BS sẽ căn cứ vào tỷ lệ lỗi đợc thôngbáo bởi MS và gửi đi thông báo điều khiển công suất vòng kín tới MS Thông tinnày đợc thực hiện bởi bit điều khiển công suất Nếu bit điều khiển công suấtbằng 0 có nghĩa là yêu cầu MS tăng công suất lên 1dB Nếu bit điều khiển côngsuất là 1 tức là MS cần giảm công suất của nó 1dB

BS sẽ truyền bit điều khiển công suất cho mỗi MS riêng biệt với tốc độ1,25 ms một lần (800bit/s) Điều này cũng có nghĩa là việc đo cờng độ tín hiệuthu đợc từ MS của BS mất gần 1,25 ms

Khi nhận đợc các bit điều khiển công suất thì công suất đầu ra của MS là:

Trong đó SUM2 (dB) là tổng tích luỹ tất cả những hiệu chỉnh công suấtvòng kín Việc ớc tính công suất của MS chỉ mất 500 às

Phạm vi biến đổi giá trị điển hình của các thông số điều khiển công suất

nh sau:

Giá trị bình thờng Phạm viNOM_PWR

INIT_PWR

PWR_STEP

00

-8 7-16 15

MS ở trạng thái "đóng công suất ", khi đó công suất đầu ra giảm ít nhất 20 dB

Nhờ đó giảm nhiễu với ngời sử dụng khác, nếu việc giảm công suất 20dBlàm công suất đầu ra nhỏ hơn mức nền tạp âm thì MS sẽ khoá công suất đầu ratới mức nền tạp âm

Nhận lệnh

Chuẩn

độ lỗi khung mà MS đã đo trong kênh lu lợng tuyến xuống và báo về BS theochu kỳ Hoặc MS chỉ thông báo khi tốc độ lỗi vợt quá một mức ngỡng qui địnhnào đó Các thông tin này đợc truyền đến BS trong kênh lu lợng tuyến lên.

Thông báo chất l ợng thông tin

Giám sát chất l ợng

Giám sát chất l ợng tín hiệu

Phạm vi biến đổi công suất của BS là ±4dB,(nhỏ hơn nhiều phạm vi biến đổicông suất tuyến lên), và phụ thuộc vào tốc độ lỗi khung.

2.4 Nguyên lý bộ thu tín hiệu đa luồng (máy thu RAKE).

Sóng vô tuyến có thể đến máy thu từ nhiều đờng khác nhau các tín hiệunày thờng lệch pha nhau do có sự khác nhau về khoảng cách lan truyền giữa cácluồng Hiện tợng này thờng sảy ra khi sóng mang đợc phản xạ nhiều lần từ cácvật cản trên đờng truyền Những tín hiệu phản xạ này kết hợp với các sóng mangtrực tiếp tạo ra sự thay đổi về cờng độ tín hiệu thu đợc, có thể làm giảm nghiêmtrọng đến tín hiệu thu, nhất là khi bộ thu đi qua những điểm cực tiểu có thể gây

ra sự rơi cuộc gọi đối với các máy di động TDMA, analog

Tuy nhiên trong máy thu CDMA hiện tợng đa đờng Nhà nớcày lại có lợi

Bộ thu RAKE của máy thu CDMA lại có thể sử dụng tín hiệu từ các luồng khácnhau để cải thiện chất lợng của tín hiệu Bộ thu RAKE có một số đầu thu có khảnăng nhận tín hiệu từ các luồng khác nhau, xắp xếp lại các tín hiệu về mặt thờigian và cộng các tín hiệu này lại với nhau Các tín hiệu thu đợc từ các luồng khácnhau sẽ đợc giữ lại dịch thời gian và cuối cùng đợc cộng lại với nhâu để tạo nênmột tín hiệu tốt hơn bất kỳ một thành phẩn tín hiệu riêng biệt nào Sự cộng cáctín hiệu lại với nhau sẽ làm tăng cờng độ của tín hiệu và tăng chất lợng thông tin

Trễ Tb

Tb+∆N

Giữ tới Tb+∆N

Giữ tới Tb+∆N

Trễ Tb giây

Trễ Tb giây

Trễ Tb giây

Giữ tới Tb+∆N

Tb+ ∆N

Mạch quyết

đinh

Hình 2.10: Bộ thu tín hiệu đa luồng( Máy thu RAKE)

Chơng 3 kiến trúc phân tầng của hệ thống thông tin di

động tế bào cdma 3.1 Cấu trúc chung - So sánh với mô hình mạng OSI

Cũng nh các hệ thống thông tin khác, hệ thống CDMA cũng có thể phântích theo mô hình OSI Nhng có khác là hệ thống CDMA chỉ bao gồm 3 lớp: Lớpvật lý, lớp tuyến (lớp liên kết dữ liệu), và lớp mạng (lớp xử lý điều khiển) Việcphân lớp này cho phép CDMA thực hiện điều chỉnh tính trực giao chức năng liênkết và truy nhập rõ ràng Hệ thống đợc lắp đặt dễ dàng Các kiểu lỗi phần mềm

và có thể yêu cầu phía đối phơng phát lại nếu phát hiện thấy lỗi trong dữ liệu Cóthể thực hiện truyền lại khung nếu đối phơng yêu cầu

MạngTuyến

TuyếnMạng

Thoại, dữ

liệu Thoại, dữ liệu

Hình 3.1: Phân lớp giao thức CDMA.

Hệ thống thông tin di động

Nhận thông tin từ các host biến đổi chúng thành các gói, chọn đờng,chuyển tiếp thông tin, điều khiển tuyến cho các gói, đảm trách xử lý cuộc gọi,kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/hợp nếu cần

3.2 Lớp vật lý

3.2.1 Thiết lập kênh.

Không giống nh trong hệ thống TDMA, mỗi tần số đợc chia thành 8 khethời gian nh vậy là có 8 kênh đợc thiết lập Trong hệ thống CDMA, thông quamã hàm Walsh (ma trận Hadmard) có thể chia thành 64 kênh trong một dảithông tần

Hàm Walsh là những ma trận vuông đặc biệt đợc gọi là ma trận Hadmard

Ma trận này gồm có : cột đầu tiên toàn số 0, các cột sau đó có số 0 và số 1 làbằng nhau Hàm Walsh có thể đợc mô tả bằng các khối có độ dài N = 2i , trong

đó i là các số tự nhiên

Tiêu chuẩn IS95 CDMA sử dụng hàm Walsh để tạo thành một tập hợp gồm

64 hàm trực giao (còn gọi là mã hàm Walsh, đợc đánh số từ 0 đến 63) Có 6 kýhiệu mã C0, C1, C2, C3, C4, C5 làm thành 26 = 64 từ, mỗi từ đợc gán vào một kýhiệu Walsh Các ký hiệu Walsh này làm thành 64 hàm trực giao

Ma trận 64ì64 (64 mã Walsh, mỗi mã 64 chip) đợc tạo ra bằng cách sửdụng thuật toán đệ quy nh sau:

1 0 1 0

1 1 0 0

26 H64 =

Trong đó H N là ma trận đảo của HN

Một ký hiệu Walsh (một mã nhận dạng Walsh) là một hàng của ma trận H64

nói trên

Thời hạn một ký hiệu Walsh là: s 208,33às

=

Tại kênh hớng đi, mã hàm Walsh đợc sử dụng để tách rời tín hiệu đa truynhập giữa những ngời sử dụng trong cùng một ô Tại kênh hớng về, tất cả các mãhàm Walsh đợc đồng bộ trong cùng một ô và tơng quan lẫn nhau theo bốn bớcsau:

 Dữ liệu đầu vào ( ví dụ tín hiệu thoại số) đợc ghép với một mã hàmWalsh trực giao

 Dữ liệu đợc trải phổ bằng mã PN dẫn đờng và đợc phát trên một sóngmang

 Tại đầu thu, sau khi tách sóng mang, tín hiệu đợc nhân với mã PN đồngbộ

 Sau đó tín hiệu gốc đợc thu về bằng cách đồng bộ với mã hàm Walsh Quá trình trên đợc mô tả bằng hình vẽ sau:

3.2.1.1 Các kênh CDMA tuyến xuống.

Kênh hớng xuống bao gồm 64 kênh: 1 kênh dẫn đờng (pilot), 1 kênh đồng

bộ, một số kênh lu lợng (max=55) và một số kênh nhắn tin (max=7) đợc chỉ ra