Tìm hiểu hiệu năng của các phương pháp tách sóng trong hệ MC - CDMA

Sau này với sự phát triển của công nghệ xử lý tín hiệu số, việc xử lý tín hiệu trên các sóng mang trực giao được thiết lập hiệu quả nhờ phép biến đổi Fourrier rời rạc DFT và kỹ thuật ghé

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Ngô Thị Thanh Hải

TÌM HIỂU HIỆU NĂNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP

TÁCH SÓNG TRONG HỆ MC-CDMA

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2007

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Ngô Thị Thanh Hải

TÌM HIỂU HIỆU NĂNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP

Mục lục

Trang

Lời cam đoan 3

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 6

Danh mục các hình vẽ 9

MỞ ĐẦU 11

Chương 1 – KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO OFDM 13

1.1 Giới thiệu 13

1.2 Cơ sở thực hiện mô hình điều chế OFDM 14

1.3 Mô hình điều chế và giải điều chế OFDM sử dụng biến đổi IFFT/FFT ……….16

1.4 Ưu nhược điểm của hệ thống OFDM 19

Chương 2 – CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO MÃ CDMA 22

2.1 Giới thiệu 22

2.2 Phân loại hệ thống CDMA 25

2.2.1 Chuỗi trực tiếp – DS 26

2.2.2 Hệ thống nhảy tần – FH 33

2.2.3 Hệ thống nhảy thời gian – TH 40

2.2.4 Trải phổ lệch tần - Chirp SS 43

2.2.5 Hệ thống ghép – Hybrid 44

2.2.5.1 Hệ thống FH/DS 44

2.2.5.2 Hệ thống TH/FH 47

2.2.5.3 Hệ thống TH/DS 47

Chương 3 – CÁC MÔ HÌNH TRẢI PHỔ ĐA SÓNG MANG MC-SS 49

3.1 Giới thiệu 49

3.2 Các mô hình trải phổ đa sóng mang 50

3.2.1 Nhóm I (Multicarrier CDMA) 50

3.2.2 Nhóm II (MC-DS-CDMA và MT-CDMA) 53

3.2.2.1 MC-DS-CDMA 53

3.2.2.2 MT-CDMA 55

3.3 Ưu điểm và hạn chế của trải phổ đa sóng mang 57

Chương 4 – BÀI TOÁN TÁCH TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG

MC-4.1 Giới thiệu 60

4.2 Các kỹ thuật tách tín hiệu của hệ thống MC-CDMA trong kênh đường xuống 61

4.2.1 Mô hình hệ thống MC-CDMA trong môi trường đơn tế bào 63

4.2.2 Kỹ thuật tách tín hiệu nhờ bộ cân bằng trong hệ MC-CDMA 65

4.2.2.1 Tách tín hiệu đơn người dùng SUD 65

4.2.2.2 Tách tín hiệu đa người dùng MUD 69

4.3 Một số kết quả mô phỏng 74

4.3.1 Chuỗi trải phổ 74

4.3.2 MAI - nhiễu đa truy nhập 74

4.3.3 So sánh giữa các hệ thống MC-CDMA, FDMA và FDMA tối ưu (Optimal FDMA) 75

4.3.4 Đánh giá hiệu năng của các giải pháp tách tín hiệu 76

4.3.5 So sánh hiệu năng của giải pháp đa người dùng và đơn người dùng các cách khác nhau 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 84

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

AWGN Additive White Gaussian

Noise

Nhiễu Gauss trăng cộng tính

CDMA Code Division Multiple

Access

Đa truy nhập phân chia theo

mã Chirp SS Chirp Spread Spectrum Trải phổ lệch tần

DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourrier rời rạc

DS/FH Direct Sequence/Frequency

Hoping

Hệ thống chuỗi trực tiếp lệch tần

DS/TH Direct Sequence/Time

Hoping

Hệ thống chuỗi trực tiếp lệch thời gian

DS/FH/TH Direct Sequence/Frequency

Hoping/Time Hoping

Hệ thống chuỗi trực tiếp lệch tần lệch thời gian

DS-SS Direct Sequence - Spread

Spectrum

Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp

DS-CDMA Direct Sequence-CDMA Hệ thống trải phổ chuỗi trực

tiếp CDMA EGC Equal Gain Combining Tổ hợp độ lợi cân bằng

FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

F-FH Fast- Frequency Hoping Hệ thống FH nhanh

FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần

HPA High Power Amplifier Bộ khuếch đại công suất lớn

IC Interferance Cancellation Triệt nhiễu

ICI Inter-Carrier Interference Nhiễu xuyên âm giữa các

sóng mang IFFT Inverse Fast Fourier

Transform

Biến đổi ngược FFT

ISI Inter-Symbol Interference Nhiễu xuyên ký hiệu

thiểu LPI Low Prabability of

Interception

Xác suất thu trộm thấp

MAI Multiple Access Interference Nhiễu đa người dùng

MC-SS Multi-carrier Spread

Spectrum

Hệ thống trải phổ đa sóng mang

MCM Multi-Carrier Modulation Điều chế đa sóng mang

MC-DS-CDMA

Multi-Carrier Direct Sequence CDMA

Đa truy nhập phân chia theo

mã dãy trực tiếp đa sóng mang

mã đa sóng mang

mã đa âm MUI Multiple User Interference Nhiễu đa người dùng

MUD MultiUser Detection Tách tín hiệu đa người dùng M-QAM M-Quadrature Amplitude Bộ điều chế biên độ vuông

Modulation góc M mức OFDM Orthogonal Frequency

PAR Peak to Average Ratio Tỉ số công suất cực đại trên

công suất trung bình

PIC Parallel Interference

Cancellation

Triệt nhiễu song song

Cancellation

Triệt nhiễu liên tiếp

SISO Single Input Single Output Hệ thống một anten phát một

anten thu SNR Signal Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

TDMA Time Division Multiple

Access

Đa truy nhập phân chia theo thời gian

TDM Time-Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo

thời gian

Danh mục các hình vẽ

Trang

Hình 1.1: Mô hình điều chế OFDM tương tự……… 13

Hình 1.2: Mô hình điều chế OFDM dùng IFFT/FFT……… 16

Hình 1.3: Kỹ thuật chèn tiền tố vòng CP……… 18

Hình 1.4: So sánh sự sử dụng băng tần của hệ thống FDM và OFDM 20

Hình 2.1: Nguyên lý của kỹ thuật đa truy nhập theo trải phổ: a) Trải phổ; b) Giải trải phổ….……… 24

Hình 2.2: Loại trừ nhiễu trong hệ SSMA ……… 25

Hình 2.3: Sơ đồ khối của máy phát DS-CDMA……… 27

Hình 2.4: Bộ phát tín hiệu SS dùng điều chế BPSK……… 27

Hình 2.5: Sơ đồ khối máy thu tín hiện DS-SS……… 28

Hình 2.6: Sơ đồ khối của máy phát DS-SS sử dụng bộ điều chế BPSK… 29 Hình 2.7: PSD của bản tin, tín hiệu PN và tín hiệu DS/SS-BPSK……… 31

Hình 2.8: Sự chiếm giữ thời gian/tần số của các tín hiệu DS và FH…… 34

Hình 2.9: Sơ đồ khối máy thu, phát của hệ thống FH-SS……… 35

Hình 2.10: Sơ đồ khối máy phát của hệ thống Fast FH/SS……… 36

Hình 2.11: Sơ đồ khối máy thu của hệ thống Fast FH-SS……… 38

Hình 2.12: Sơ đồ khối máy phát, thu của hệ thống TH-CDMA………… 40

Hình 2.13: Đồ thị tần số/thời gian của hệ thống TH-CDMA……… 41

Hình 2.14: Điều chế trải phổ lệch tần……… 44

Hình 2.15: Phổ tần số của hệ thống tổ hợp FH/DS……… 45

Hình 2.16: Bộ điều chế tổ hợp FH/DS……… 45

Hình 2.17: Bộ thu tổng hợp FH/DS……… 46

Hình 2.18: Sơ đồ khối của hệ thống TH/DS……… 48

Hình 3.1: Mô hình hệ thống trải phổ đa sóng mang MC-SS……… 49

Hình 3.2: Nguyên lý trải phổ theo MC-CDMA và DS-CDMA………… 50

Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống MC-CDMA……… 51

Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống MC-CDMA với N≠PG ……… 52

Hình 3.5: Nguyên lý điều chế MC-SS nhóm II……… 53

Hình 3.6: Sơ đồ hệ thống MC-CDMA……… 55

Hình 3.7: Sơ đồ hệ thống MC-CDMA……… 57

Hình 4.1: Máy phát và máy thu MC-CDMA cho kênh đường xuống… 63 Hình 4.2: So sánh BER của bộ thu của hệ thống MC-CDMA dùng mã

Gold và Walsh, chiều dài mã Gold là 63, chiều dài mã Walsh

là 64……… 74

Hình 4.3: Ảnh hưởng của MAI trong hệ thống MC-CDMA……… 75 Hình 4.4: So sánh BER của hệ thống MC-CDMA, FDMA, optimal FDMA

với K=64, L=64……… 76

Hình 4.5: So sánh BER của hệ thống MC-CDMA theo 3 phương pháp

tổ hợp khác nhau: EGC, MRC, MMSEC: K=32, N=8, L=64… 77

Hình 4.6: So sánh BER của hệ thống MC-CDMA sử dụng phương pháp

tách sóng MMSEC với số kênh khác nhau……… 78

Hình 4.7: Tính BER theo phương pháp Monte-Carlo với K=L=NC=64… 79

Hình 4.8: Tính BER theo phương pháp Monte-Carlo với K=32,L=NC=64 80

Hiện có hơn 50 quốc gia trên thế giới triển khai ứng dụng công nghệ CDMA với trên 100 mạng Việt Nam đang sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM dựa trên công nghệ TDMA Công nghệ này đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu ít tốn kém hơn CDMA Tuy nhiên, công nghệ CDMA có tính bảo mật tín hiệu cao hơn TDMA, nhờ sử dụng tín hiệu trải phổ Các tín hiệu băng rộng khó

bị rò ra vì nó xuất hiện ở mức nhiễu, những người có ý định nghe trộm sẽ chỉ nghe được những tín hiệu vô nghĩa Ngoài ra, với tốc độ truyền nhanh hơn các công nghệ hiện có, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai nhiều tùy chọn dịch vụ như thoại, thoại và dữ liệu, fax, Internet, Theo các chuyên gia CNTT Việt Nam, xét ở góc độ bảo mật thông tin, CDMA có tính năng ưu việt hơn

Không chỉ ứng dụng trong hệ thống thông tin di động, CDMA còn thích hợp sử dụng trong việc cung cấp dịch vụ điện thoại vô tuyến cố định với chất lượng ngang bằng với hệ thống hữu tuyến, nhờ áp dụng kỹ thuật mã hóa mới Đặc biệt các hệ thống này có thể triển khai và mở rộng nhanh và chi phí thực hiện thấp hơn hầu hết các mạng hữu tuyến khác, vì đòi hỏi ít trạm thu phát

Trong phạm vi của Luận văn này, tác giả sẽ trình bày về công nghệ OFDM, công nghệ CDMA, các mô hình trải phổ đa sóng mang MC-SS và tìm hiểu hiệu năng của các phương pháp tách tín hiệu trong hệ MC-CDMA Nội dung chính gồm 4 chương được trình bày như sau:

- Chương 1: Kỹ thuật ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM Tác giả trình bày về cơ sở để thực hiện mô hình hệ thống OFDM, phân tích mô hình điều chế và giải điều chế hệ thống OFDM sử dụng bộ biến đổi FFT/IFFT từ đó

đi sâu vào phân tích một số ưu điểm và hạn chế chính của hệ thống này

- Chương 2: Công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Tác giả trình bày nguyên lý chung của hệ thống CDMA, nêu lên một số đặc trưng chính của hệ thống CDMA Tìm hiểu về nguyên lý thu, phát; các đặc trưng, ưu nhược điểm của một số giao thức CDMA như: hệ thống DS, hệ thống FH, hệ thống TH,

hệ thống lệch tần và một số hệ thống lai

- Chương 3: Các mô hình trải phổ đa sóng mang MC-SS Tác giả trình bày tổng quan về nguyên lý, đặc điểm kỹ thuật của các giải pháp đa sóng mang MC-SS (MC-CDMA, MC-DS-CDMA và MT-CDMA) Từ đó đánh giá sơ bộ

ưu điểm, hạn chế của hệ thống này

- Chương 4: Bài toán tách tín hiệu trong hệ thống MC-CDMA Từ những khảo sát tổng quan về nguyên lý và đặc điểm kỹ thuật của các giải pháp đa sóng mang, tác giả đi sâu vào tìm hiểu, tìm hiểu vấn đề nâng cao chất lượng của các phương pháp tách tín hiệu trong hệ thống MC-CDMA trong môi trường đơn tế bào và môi trường đa tế bào Chương này trình bày các biểu thức giải tích và đánh giá hiệu năng của các kỹ thuật tách sóng đơn người dùng và kỹ thuật tách sóng đa người dùng của hệ thống MC-CDMA Tìm hiểu mối quan hệ giữa các giải pháp tách tín hiệu tuyến tính MMSEC và MMSE MUD Phần cuối chương, tác giả đưa ra một số kết quả mô phỏng

- Phụ lục: gồm một số chương trình mô phỏng bằng phần mềm Matlab, kết quả đã đưa ra ở chương 4

Do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu tham khảo cũng như thời gian nghiên cứu có hạn, nên Luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Rất mong được sự góp ý và chỉ bảo tận tình của các Thầy cô và bạn đọc Thư về địa chỉ: haint0383@yahoo.com

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Viết Kính, giáo viên hướng dẫn đề tài, đã tận tình giúp đỡ định hướng đề tài, tài liệu

tham khảo cho em trong suốt quá trình hoàn thành Luận văn

Xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô khoa Điện tử - Viễn thông cùng các Thầy Cô Phòng đào tạo Sau đại học trường Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội

đã giúp đỡ, đào tạo trong suốt thời gian em học tập tại trường

Hà Nội, ngày 08 tháng 12 năm 2007

Học viên thực hiện

Ngô Thị Thanh Hải

Chương 1 – KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO

TẦN SỐ TRỰC GIAO OFDM 1.1 Giới thiệu [1,3,4]

Trong những năm gần đây, thông tin vô tuyến dựa trên kỹ thuật điều chế

đa sóng mang (MCM) được quan tâm nghiên cứu rộng rãi Giải pháp kỹ thuật này đã được đề xuất trong thông tin tốc độ cao từ những năm 50, hệ thống đầu tiên sử dụng kỹ thuật MCM là hệ thống vô tuyến KINEPLEX và KATHRYN

sử dụng trong quân đội, với 20 sóng mang con, mỗi sóng mang truyền dữ liệu

150 bit/s Sau này với sự phát triển của công nghệ xử lý tín hiệu số, việc xử lý tín hiệu trên các sóng mang trực giao được thiết lập hiệu quả nhờ phép biến đổi Fourrier rời rạc (DFT) và kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) càng được quan tâm hơn trong thông tin vô tuyến Kỹ thuật OFDM là trường hợp riêng của kỹ thuật điều chế đa sóng mang Như vậy, OFDM được nhìn theo cả kỹ thuật điều chế và kỹ thuật ghép kênh

Kỹ thuật điều chế phân chia theo tần số trực giao với những ưu điểm nổi bật như khả năng đáp ứng truyền thông tốc độ cao, ổn định, khả năng chống nhiễu tốt đặc biệt là chống phading đa đường trên những môi trường khác nhau: hữu tuyến cũng như vô tuyến, hiệu quả sử dụng phổ tần cao, … đã trở thành một kỹ thuật quan trọng được nghiên cứu và triển khai trên nhiều hệ thống với các chỉ tiêu kỹ thuật cao, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của

xã hội về loại hình truyền tin đa phương tiện trong thời gian hiện nay

Hệ thống OFDM hoạt động trên nguyên lý phân chia luồng dữ liệu thành nhiều luồng dữ liệu song song có tốc độ bit thấp hơn và sử dụng các luồng con này để điều chế sóng mang con có tần số khác nhau Hệ OFDM phân chia dải tần làm việc thành các băng tần con khác nhau để điều chế, đặc biệt tần số trung tâm của các sóng mang con này trực giao với nhau về mặt toán học, cho phép phổ tần của các băng con chồng lên nhau mà không gây nhiễu, điều này làm tăng hiệu quả sử dụng băng tần

Mặc dù công nghệ này đã được biết đến từ những năm 60 của thế kỷ trước trong các hệ thống vô tuyến quân sự nhưng ít được quan tâm Chỉ khi các công nghệ xử lý tín hiệu phát triển, đặc biệt với việc đề xuất sử dụng các thuật toán FFT/IFFT cho điều chế và giải điều chế sóng mang, cách chèn khoảng bảo vệ để tối thiểu hoá nhiễu giao thoa ISI và nhiễu xuyên kênh ICI

mới đem đến nhiều ứng dụng khác nhau của hệ thống OFDM thì kỹ thuật này mới giành được nhiều sự quan tâm như ngày nay

Các sóng mang con trong hệ thống OFDM trực giao với nhau, nên ở máy thu có thể tách chúng mà không bị nhiễu của các sóng mang khác, nhờ vậy sẽ hạn chế suy hao do kênh truyền dẫn vô tuyến trong đó suy hao quan trọng nhất là hiện tượng phading Nếu kỹ thuật OFDM có nhiều tần số sóng mang con thì phading chỉ ảnh hưởng hữu hạn lên chúng Các sóng mang con băng hẹp nên thông tin được điều chế trong các sóng mang con này có thể truyền qua kênh một cách tin cậy, cho chất lượng kết nối và truyền thông qua các kênh vô tuyến cao hơn

Hệ thống OFDM cho phép triển khai một máy thu không cần bộ cân bằng hoặc sử dụng bộ cân bằng đơn giản mà vẫn đảm bảo tính trực giao của các sóng mang con khi thu qua kênh chọn lọc tần số Mỗi sóng mang con thu được bị suy hao khác nhau nhưng không bị phân tán theo thời gian do đó không yêu cầu bộ cân bằng trễ đường Đây chính là lý do khiến OFDM được

sử dụng trong các hệ thống quảng bá như DAB, DVB và ADSL của ETSI cũng như đề xuất cho các tiêu chuẩn WLAN như Hiper LAN 2, WLAN 802.11

1.2 Cơ sở thực hiện mô hình điều chế OFDM

Trong trường hợp tổng quát, tín hiệu sóng mang con trên những nhánh thành phần trong sơ đồ điều chế tương tự được biểu diễn dưới dạng sóng mang phức:

( ) ( )ej( c t c( ))t

S t  A t   (1.1)

Trong đó A c (t) và c( )t là biên độ và pha của sóng mang con trên nhánh

n,  c  0  c  là tần số của các sóng mang con tại các nhánh khác nhau (chúng trực giao với nhau)

) (

0 t



) (t

h

n(t)

) (

0 t



) (

0 t



r 0

rn )

Khi đó tín hiệu OFDM thu được từ phép điều chế là tổng các sóng mang con trên các nhánh thành phần:

1

( ( )) 0

Nếu ta xét trong khoảng thời gian kéo dài của một ký hiệu OFDM thì

A n (t) và n (t) sẽ không thay đổi: A n (t)=A n và n (t)=n

Thực hiện lấy mẫu tín hiệu trên với tần số 1/T 0 ta có

j j n kT n

n

N

A e e N

0

0

2 1

0

1

1

1

nk fT

n n

S kT A e e

N

A e e N

A e e N

So sánh biểu thức (1.4) với phép biến đổi ngược DFT của N điểm rời rạc

S c (kT) ở tại N đầu ra của bộ IFFT là :

N

nk j N

n

NT

n S N kT S



2 1

0 0

1.3 Mô hình điều chế và giải điều chế OFDM sử dụng biến đổi IFFT/FFT

Hình 1.2: Mô hình điều chế OFDM dùng IFFT/FFT

a Bộ chuyển đổi nối tiếp – song song

Tại nơi phát, luồng dữ liệu phát nối tiếp với tốc độ bit cao sẽ được chuyển thành các nhánh dữ liệu con truyền song song Tốc độ bit phát đi trên mỗi nhánh con nhỏ hơn nhiều so với tốc độ luồng dữ liệu ban đầu và phụ thuộc vào số nhánh con được sử dụng

b Bộ điều chế M-QAM (hoặc QPSK)

Các nhánh con tốc độ bit thấp được điều chế M-QAM (hoặc QPSK)

Đây là hệ điều chế thực hiện điều chế đơn sóng mang khi đó các nhóm n bit

(2 n =M) trên mỗi nhánh con sẽ được tổ hợp lại với nhau để thực hiện phép điều

chế cả về pha và biên độ của một sóng mang dùng trên các nhánh Kết quả thu được là các tín hiệu M-QAM (hoặc QPSK) Như vậy, mỗi ký hiệu M-QAM

(hoặc QPSK) sẽ mang trên nó n bit dữ liệu ban đầu và có thể được biểu diễn

bằng các vectơ phức I-Q

c Bộ biến đổi IFFT

Các sóng mang được điều chế trên các nhánh con sau đó được lấy mẫu

và đưa đến các đầu vào của bộ biến đổi IFFT N đầu vào Thông thường số

sóng mang con thực sự được sử dụng nhỏ hơn kích thước của bộ IFFT vì trong

số N đầu vào của nó thì có một số đầu vào (gọi là các đầu vào ảo) được sử

Chuyển

đổi S/P

Điều chế M-QAM IFFT

Chèn

CP

Chuyển đổi P/S D/A

Kênh truyền RFOSCI

RFOSCI

Chuyển

đổi P/S

Giải điều chế M-QAM

FFT Loại

CP

Chuyển đổi S/P A/D

dụng cho mục đích khác như: tạo khoảng trống giữa các ký hiệu OFDM hoặc chèn tiền tố lặp, …

Sau khi thực hiện biến đổi IFFT ta thu được các mẫu tín hiệu S fi (nT) Đó

là các mẫu tín hiệu trực giao ứng với các sóng mang con trực giao có tần số

) (

N

n

j n fi

N

nk e S N nT

với n 0 ,N 1 (1.7) Các bộ biến đổi IFFT/FFT đều dựa trên các thuật toán biến đổi Fourier nhanh, do đó số lượng các phép nhân phức được giảm xuống nhiều (chỉ còn

N/2log 2 N phép nhân phức so với N phép nhân phức của bộ DFT thông

thường) Chính điều này làm nâng cao tính đơn giản và hiệu quả của việc sử dụng các bộ IFFT/FFT trong kỹ thuật điều chế OFDM

d Bộ biến đổi song song - nối tiếp

Trên N lối ra của các mẫu tín hiệu thu được sau khi thực hiện biến đổi

IFFT sẽ được đưa qua bộ chuyển đổi song song - nối tiếp để truyền đi trên đường truyền Tín hiệu mà ta thu được sau bộ chuyển đổi này là một chuỗi gồm nhiều ký hiệu OFDM nối tiếp nhau

Nếu chu kỳ lấy mẫu của các tín hiệu ban đầu là T và N là kích cỡ của bộ

biến đổi IFFT/FFT thì sau bộ chuyển đổi này ta thu được các ký hiệu OFDM

với khoảng thời gian kéo dài của mỗi ký hiệu là T=N.T 0

Mỗi ký hiệu trên tạo thành một tập gồm N mẫu tín hiệu S fi thu được sau biến đổi IFFT Các mẫu này sẽ quy định tính chất đặc trưng của mỗi ký hiệu OFDM Trong quá trình truyền đi, tập ký hiệu này thường được đánh dấu để phân biệt bằng phương pháp chèn CP hoặc chèn các ký hiệu đặc biệt vào giữa các ký hiệu OFDM Điều này nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc giải điều chế và đồng bộ ở nơi thu Chính vì những đặc điểm này mà ký hiệu OFDM

được tạo bởi N mẫu trên còn được gọi là các cửa sổ “trượt” OFDM

e Chèn tiền tố vòng CP

Những ảnh hưởng của ISI lên hệ thống OFDM có thể được cải thiện khi

ta thêm vào các khoảng bảo vệ trước mỗi ký hiệu OFDM Khoảng bảo vệ được chọn sao cho nó có khoảng thời gian kéo dài lớn hơn độ trễ trải cực đại gây ra bởi kênh truyền, đặc biệt là kênh phading đa đường

Tuy nhiên, khi chèn khoảng trống, mặc dù tránh được hiện tượng ISI nhưng lại không thể tránh được nhiễu xuyên âm giữa các sóng mang ICI xảy

ra Bởi vì khi đó nếu tín hiệu OFDM bị tác động bởi kênh phading thì khoảng trống này sẽ gây ra hiện tượng mất tính tuần hoàn trong một số sóng mang con thành phần Vì vậy tính trực giao giữa các sóng mang con trong một ký hiệu OFDM không còn nữa, đó là nguyên nhân làm tăng nhiễu ISI sau khi ký hiệu được giải điều chế ở nơi thu

Như vậy để có khả năng triệt nhiễu ISI và khả năng chống lại nhiễu ICI thì khoảng bảo vệ phải được chọn là một ký hiệu đặc biệt, và kỹ thuật sử dụng

ký hiệu đặc biệt này gọi là kỹ thuật chèn tiền tố lặp CP Ký hiệu đặc biệt đó chính là phiên bản sao chép của đoạn dữ liệu cuối trong mỗi ký hiệu OFDM và bản sao này sau đó được ghép vào đầu mỗi ký hiệu OFDM

Khi đó, nhờ tín hiệu tuần hoàn của các sóng mang con trong thời gian một chu kỳ tín hiệu mà sự trực giao giữa các sóng mang con vẫn được duy trì

và do vậy có thể tránh được hiện tượng ICI ngay cả khi có sự chuyển đổi về pha giữa các ký hiệu OFDM

Việc sử dụng khoảng bảo vệ với các tiền tố lặp CP đặc biệt ngoài khả năng chống ICI và ISI tốt còn có tác dụng lớn trong việc thực hiện đồng bộ tại nơi thu Tuy nhiên việc chèn thêm tiền tố lặp CP vào cuối ký hiệu OFDM truyền đi có thể làm giảm hiệu suất Song với những lợi ích to lớn mà kỹ thuật này mang lại đã làm cho việc sử dụng kỹ thuật này trở nên phổ biến mà hệ thống OFDM nào cũng phải sử dụng

f Bộ chuyển đổi D/A, dao động cao tần RF, bộ khuyếch đại công suất HPA

Sau khi các ký hiệu OFDM được chèn khoảng bảo vệ, các ký hiệu này phải qua bộ chuyển đổi D/A để thực hiện phép chuyển đổi từ số sang tương tự

và được điều chế bởi một tín hiệu có tần số cao trong dải tần vô tuyến RF, sau

đó có thể đưa tín hiệu lên kênh truyền để tới máy thu

Bộ khuyếch đại HPA có tác dụng khuyếch đại công suất tín hiệu trước khí tín hiệu được phát đi HPA cần có những thuật toán làm giảm mức công suất đỉnh trên công suất trung bình dẫn đến giảm PAR

1.4 Ưu nhược điểm của hệ thống OFDM

cao ban đầu thành các luồng con song song có tốc độ nhỏ hơn n lần so với tốc

độ luồng dữ liệu ban đầu Tín hiệu sau khi điều chế truyền trên kênh truyền là các ký hiệu OFDM có khoảng thời gian kéo dài lớn, phổ hẹp Do vậy tác động của kênh phading lên tín hiệu OFDM truyền đi có thể được coi là “phẳng” và hiện tượng ISI giảm đi rất nhiều

- Tính phân tập tần số cao, đề kháng nhiễu băng hẹp

Trong trường hợp một hệ đơn sóng mang truyền thông tin với tốc độ cao, và khoảng thời gian kéo dài của các ký hiệu (chu kỳ ký hiệu) bị thu hẹp lại thì băng tần của các tín hiệu sẽ mở rộng quanh một tần số sóng mang trung tâm và tập trung một số lượng lớn thông tin trên một đoạn dải tần Điều này sẽ thực sự nguy hiểm nếu như dải tần này bị tác động của khe phading trong đáp ứng tần số của kênh phading chọn lọc tần số vì kết quả là tỷ lệ lỗi bit BER tăng cao Muốn giảm được ảnh hưởng này, ta phải sử dụng phương pháp phân tập theo thời gian, theo không gian hoặc theo tần số

Trong kỹ thuật điều chế đa sóng mang, do sử dụng nhiều sóng mang nên

tự bản thân kỹ thuật này đã tạo ra khả năng phân tập rất tốt theo tần số làm cho OFDM có tính kháng nhiễu băng hẹp

- Hiệu suất sử dụng phổ cao

OFDM sử dụng nhiều sóng mang trực giao Nghĩa là các sóng mang con

có một phần chồng lên nhau trong miền tần số mà vẫn đảm bảo được khả năng

chống ICI tại đầu thu Vì vậy, hệ thống OFDM có hiệu quả sử dụng phổ tần cao

Nếu sử dụng N sóng mang con thì hệ thống chiếm dải tần tổng cộng là:

Khi N lớn thì BW total  N F Trong khi dải thông để có thể truyền được

dữ liệu giống như vậy trong hệ FDMA cần làBW total 2 .N F

Tần số

Kỹ thuật điều chế đa sóng mang ghép kênh phân chia theo tần số thông thường

Kỹ thuật điều chế đa sóng mang ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

Tiết kiệm băng tần Tần số

Hình 1.4: So sánh sự sử dụng băng tần của hệ thống FDM và OFDM

- Tính đơn giản, hiệu quả khi thực thi hệ thống

Sở dĩ do ta sử dụng bộ biến đổi IFFT/FFT trong điều chế và giải điều chế OFDM nên việc thực thi hệ thống OFDM trở nên đơn giản và hiệu quả hơn nhiều so với trước đây Cùng với công nghệ vi mạch tích hợp, tốc độ xử lý cao đang có những bước phát triển lớn như hiện nay thì hệ thống OFDM sẽ hứa hẹn một khả năng đáp ứng với chất lượng tốt và ổn định trong tương lai không xa

b Nhược điểm

- Tỉ số công suất cực đại trên công suất trung bình (PAR) cao

Do tín hiệu OFDM là tổng của nhiều thành phần tín hiệu nên biên độ của nó có đỉnh cao, dẫn đến tỉ số PAR cao PAR cao dẫn đến điểm làm việc của bộ khuyếch đại công suất bị đẩy lùi về vùng phi tuyến làm ảnh hưởng đến tín hiệu phát đi Chính vì vậy, trong thực tế luồng ký hiệu OFDM phải được làm giảm PAR trước khi đi qua bộ khuyếch đại công suất nhờ các thuật toán làm giảm PAR

- Hệ thống rất nhạy với độ dịch tần do vậy đòi hỏi quá trình đồng bộ rất chặt chẽ

Vấn đề đồng bộ là khâu rất quan trọng không chỉ trong hệ điều chế đa

số nói chung Song với đặc thù của hệ OFDM đã làm cho hệ thống nhạy cảm với nhiều yếu tố tác động như: nhiễu tạp âm, lỗi định thời ký hiệu, lỗi dịch tần

số sóng mang, lỗi định thời tần số lấy mẫu, … Chính vì vậy, việc thực hiện đồng bộ trong hệ OFDM gặp nhiều khó khăn hơn so với các hệ thống thông thường

Tóm lại

Chương 1 đã trình bày về:

- Cơ sở để thực hiện mô hình hệ thống OFDM

- Tìm hiểu, phân tích mô hình điều chế và giải điều chế OFDM sử dụng

bộ biến đổi FFT/IFFT

- Phân tích một số ưu điểm và nhược điểm chính của hệ thống OFDM

Chương 2 – CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP

PHÂN CHIA THEO MÃ CDMA 2.1 Giới thiệu [6]

Kỹ thuật trải phổ CDMA, về lý thuyết bắt nguồn từ những ý tưởng của

Shannon và Pierce Kỹ thuật này đã được sử dụng từ thế chiến thứ hai với mục

đích đảm bảo chất lượng cho các cuộc thông tin mà không bị địch phát hiện Các

nhà nghiên cứu trong lĩnh vực quân sự tiếp tục phát triển kỹ thuật này nhằm tăng

cường khả năng chống nhiễu của tín hiệu, còn các nhà thiết kế vệ tinh sử dụng kỹ

thuật trải phổ để ngăn cản sự quá tải của các bộ phát đáp analog Kỹ thuật trải

phổ có nguyên lý thực chất rất đơn giản: tín hiệu trước hết được điều chế, mã hóa

sao cho gần giống với tín hiệu nhiễu, sau đó được truyền đi và được khôi phục lại

tại máy thu đầu cuối Việc biến đổi (mã hóa) tín hiệu nhằm bảo vệ tín hiệu khi nó

được truyền đi trên đường truyền dẫn Vì vậy, chất lượng của tín hiệu sau khi

được khôi phục phụ thuộc vào kỹ thuật điều chế và mã hóa

Mục đích của việc điều chế và mã hóa tín hiệu là biến đổi tín hiệu thành

nhiễu Càng giống nhiễu bao nhiêu càng khó thâm nhập bấy nhiêu, vì nhiễu là

hoàn toàn ngẫu nhiên Hơn nữa, tín hiệu càng được trải phổ tần bao nhiêu thì

càng được bảo vệ bấy nhiêu, ngay cả khi một phần phổ của tín hiệu không được

khôi phục, tín hiệu vẫn không bị mất

Giao thức CDMA cấu thành nên một lớp các giao thức mà trong đó khả

năng đa truy cập đạt được sử dụng phương pháp mã hóa Trong giao thức CDMA

mỗi người dùng được cung cấp một chuỗi mã duy nhất để họ mã hóa các tín hiệu

thông tin của mình Ở nơi thu, đã biết các chuỗi mã của người dùng, sẽ giải mã

các tín hiệu thu được sau khi thu và sẽ lấy lại được dữ liệu gốc Do dải thông của

tín hiệu mã hóa được chọn lớn hơn nhiều so với dải thông của tín hiệu thông tin,

quá trình mã hóa mở rộng phổ của tín hiệu và do đó phương pháp này cũng được

gọi là phương pháp điều chế trải phổ (SS: Spread Spectrum) Tín hiệu đã mã hóa

cũng gọi là tín hiệu SS, và kỹ thuật CDMA cũng bao hàm nghĩa là giao thức đa

truy nhập theo trải phổ (SSMA)

Việc xác định nguồn của hệ thống thông tin trải phổ cũng khá khó khăn do

thông tin trải phổ hiện nay là thành quả của nhiều thành tựu như: máy rada phân

giải cao, tìm đường, dẫn đường, tách sóng tương quan, máy lọc hòa hợp, chống

Kỹ thuật điều chế trải phổ có nguồn gốc từ yêu cầu sử dụng rada trong quân đội và trong các hệ thống liên lạc, bởi vì kỹ thuật này chống lại tín hiệu nhiễu phá và xác suất thu trộm tín hiệu thấp Chỉ vài năm gần đây, với sự phát triển của tin tức, công nghệ mới rẻ, nhu cầu trong quân đội giảm nên các nhà sản xuất và chế tạo các thiết bị trải phổ đã quan tâm hơn tới việc đưa các kỹ thuật của

họ vào các ứng dụng dân sự

Kỹ thuật gọi là điều chế trải phổ, phải tuân theo hai tiêu chuẩn như sau:

1 Dải thông của tín hiệu phát đi lớn hơn rất nhiều so với dải thông của dữ liệu thông tin

2 Dải thông của tần số vô tuyến thu được là một hàm khác so với dữ liệu thông tin được phát đi

Điều chế trải phổ biến đổi một tín hiệu thông tin thành tín hiệu phát có dải thông lớn Sự biến đổi này được thực hiện nhờ việc mã hóa các tín hiệu thông tin, trong đó tín hiệu mã hóa độc lập với chuỗi dữ liệu, và tín hiệu mã hóa có độ rộng phổ lớn hơn rất nhiều độ rộng phổ của tín hiệu ban đầu Việc mã hóa này sẽ trải rộng công suất tín hiệu gốc trên vùng dải thông rộng hơn rất nhiều, kết quả cho mật độ công suất thấp Tỷ số của dải thông phát đi so với dải thông của thông tin được gọi là độ lợi xử lý G p của hệ thống trải phổ

i

t p

B

B

Trong đó:

B t - dải thông phát đi

B i - dải thông của tín hiệu thông tin

Bộ thu sẽ tương quan tín hiệu thu được với một bản sao phát đồng bộ của tín hiệu mã hóa được sử dụng tại nơi phát để thu lại tín hiệu thông tin ban đầu Điều này chỉ ra rằng, bộ thu phải biết tín hiệu mã hóa đã sử dụng trong việc điều chế dữ liệu

Vì thực hiện quá trình mã hóa và kết quả là mở rộng dải thông, nên tín hiệu trải phổ có một số đặc trưng khác với các đặc trưng của tín hiệu băng hẹp Điều chúng ta quan tâm nhất đối với các hệ thống thông tin sẽ được thảo luận trong phần sau Để hiểu rõ ràng hơn, mỗi đặc trưng sẽ được giải thích ngắn gọn có minh họa như sau:

1 Khả năng đa truy cập:

Nếu nhiều người dùng cùng truyền một tín hiệu trải phổ tại cùng một thời điểm, ở nơi thu vẫn có thể phân biệt được những người dùng này với nhau vì mỗi

người dùng được cấp một chuỗi mã duy nhất đủ để có thể tương quan chéo ở mức thấp với các người dùng khác Việc tương quan giữa tín hiệu thu được với tín hiệu mã hóa từ một người dùng quan tâm sẽ chỉ giải trải phổ (nén phổ) tín hiệu của người dùng đó, trong khi các tín hiệu trải phổ khác vẫn trải rộng trên toàn dải thông rộng Do đó, trong khoảng băng thông của tín hiệu thông tin, công suất người dùng mong muốn sẽ lớn hơn nhiều so với công suất nhiễu được cung cấp khi không có quá nhiều can nhiễu, và ta sẽ tách ra được tín hiệu mong muốn Công suất đa truy nhập được minh họa trên hình 2.1 Trong hình 2.1(a), hai người dùng cùng phát đi một tín hiệu trải phổ từ các tín hiệu băng hẹp của họ Trong hình 2.1(b), cả hai người dùng này cùng truyền đi các tín hiệu trải phổ của

họ tại cùng một thời điểm Tại nơi thu, chỉ có một tín hiệu của người dùng thứ nhất được giải trải phổ và thu lại được tín hiệu đã phát

1

2

1 và 2

Công suất Công suất Công suất

Hình 2.1: Nguyên lý của kỹ thuật đa truy nhập theo trải phổ:

a) Trải phổ; b) Giải trải phổ

2 Sự bảo vệ chống lại nhiễu đa đường:

Trong một kênh vô tuyến, giữa nơi phát và nơi thu không chỉ có duy nhất một đường truyền Do vậy sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ (và khúc xạ), một tín hiệu có thể thu được từ một số các đường truyền khác nhau Các tín hiệu tại các đường truyền khác nhau là những bản sao của tín hiệu đã phát đi nhưng sai khác

về biên độ và pha Tổng của tất cả các tín hiệu ở nơi thu được có tính chất xây dựng một vài tần số và phá hủy ở những tần số khác Vì vậy, ta sẽ thu được tín hiệu bị tán sắc trong miền thời gian Điều chế trải phổ có thể chống lại nhiễu đa

dụng loại điều chế nào Trong phần 2.2, chúng ta sẽ nghiên cứu các giao thức CDMA dựa vào nguyên lý của các loại điều chế khác nhau, và xem xét các loại giao thức này loại bỏ nhiễu đa đường như thế nào

3 Sự riêng tư (privacy):

Tín hiệu phát đi chỉ được giải trải phổ, và dữ liệu sẽ được khôi phục lại nếu

ở nơi thu biết được cách mã hóa

4 Sự loại bỏ nhiễu:

Tín hiệu mã hóa tương quan chéo với một tín hiệu băng hẹp sẽ trải rộng công suất của tín hiệu băng hẹp, do đó sẽ làm giảm công suất can nhiễu trong phạm vi băng thông của tín hiệu Điều này được minh họa trên hình 2.2 Tín hiệu trải phổ (s) thu được một nhiễu băng hẹp (i) Tại nơi thu, tín hiệu băng thông được giải trải phổ trong khi tín hiệu nhiễu trải rộng ra, làm nó giống tạp âm nền

so với tín hiệu giải trải phổ

i

i

Hình 2.2: Loại trừ nhiễu của hệ thống SSMA

5 Khả năng chống nhiễu phá đặc biệt là nhiễu băng hẹp:

Điều này tương tự như đã nói ở trên, là việc loại bỏ nhiễu phá Đặc trưng này làm cho tín hiệu trải phổ được ứng dụng nhiều hơn trong quân sự

6 Xác suất thu trộm thấp hoặc phát hiện hoạt động khó:

Do mật độ công suất thấp nên tín hiệu trải phổ rất khó tách

Có nhiều công nghệ điều chế để phát tín hiệu trải phổ Chúng ta chỉ bàn luận ngắn gọn về một số công nghệ quan trọng nhất

2.2 Phân loại hệ thống CDMA [5,6]

Hệ thống CDMA có thể phân loại dựa theo hai cách khác nhau: dựa vào khái niệm của các giao thức hoặc dựa vào nguyên lý loại điều chế được sử dụng

Cách phân loại thứ nhất cho chúng ta hai nhóm giao thức có tên là các hệ thống lấy trung bình (averaging) và các hệ thống phòng tránh (avoidance) Hệ thống lấy trung bình giảm nhiễu bằng cách lấy trung bình nhiễu trong một

khoảng thời gian dài Hệ thống phòng tránh giảm nhiễu bằng cách tránh nhiễu trong phần lớn thời gian

Phân loại các giao thức CDMA theo nguyên lý điều chế cho ta 5 nhóm giao thức như sau:

1 Chuỗi trực tiếp (DS-Direct Sequence) (hoặc chuỗi giả nhiễu)

2 Hệ thống nhảy tần số (FH-Frequency Hoping)

3 Hệ thống nhảy thời gian (TH-Time Hoping)

4 Trải phổ lệch tần (Chirp Spread Spectrum)

5 Hệ thống lai (Hybrid)

Trước tiên, chuỗi trực tiếp DS là giao thức trải phổ lấy trung bình, và các giao thức lai cũng có thể là giao thức lấy trung bình nhưng phụ thuộc vào điều kiện nếu chuỗi trực tiếp được sử dụng là một bộ phận của hệ thống lai Tất cả các giao thức khác là giao thức phòng tránh

2.2.1 Chuỗi trực tiếp – DS

Hiện nay, người ta sử dụng hai phương pháp chính để mã hóa tín hiệu, đó là: phương pháp nhảy tần FH và phương pháp dãy trực tiếp DS Phương pháp trải phổ trực tiếp DS-SS trong hệ thống CDMA được sử dụng khi cần tốc độ truyền cao Phương pháp này trộn mã của tín hiệu gốc với mã giả ngẫu nhiên của tín hiệu trải phổ có tốc độ rất cao Tín hiệu thu được có chứa tín hiệu gốc song hoàn toàn bị che mờ bởi tín hiệu mã giả ngẫu nhiên này Đồng thời, tín hiệu mã có mức độ trải phổ cao hơn (do tần số tỷ lệ nghịch với thời gian) nên tín hiệu thu được là tín hiệu trải phổ của tín hiệu gốc Các bit của mã tín hiệu trải phổ (được gọi là chip) sinh ra bởi một máy phát tín hiệu giả ngẫu nhiên với tốc độ cao Tín hiệu tổng hợp nhận được ở máy thu qua quá trình giải trải phổ (nén phổ), tức là ta trộn tín hiệu mã đồng bộ với tín hiệu mã trải phổ gốc tại máy phát, sẽ khôi phục lại tín hiệu ban đầu Ở phương pháp này, nếu máy thu không biết được mã của máy phát thì không thể khôi phục lại được tín hiệu gốc ban đầu Điều đó cho phép tất cả các tín hiệu có thể được truyền đồng thời đến tất cả các máy thu Trong hệ thống DS-CDMA, nhiều người dùng cùng sử dụng chung một băng tần

và phát tín hiệu của họ đồng thời Các tín hiệu khác xuất hiện ở dạng nhiễu phổ rộng, công suất thấp tựa tạp âm Tín hiệu trải phổ phản ứng tốt với kênh phading

đa đường Trong kênh đa đường, tín hiệu gốc bị phản xạ bởi các chướng ngại vật như các công trình, nhà cửa, đồi núi, Do đó, máy thu nhận được nhiều bản sao

của tín hiệu gốc với các độ trễ khác nhau Nếu mức độ trễ của các bản sao lớn hơn một chip, thì máy thu có thể phân tách chúng bằng máy thu RAKE

Trong hệ thống DS-CDMA, tín hiệu thông tin đã điều chế (các tín hiệu dữ liệu) sẽ được điều chế trực tiếp từ tín hiệu mã hóa số Các tín hiệu dữ liệu có thể

là tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số Trong hầu hết các trường hợp, chúng là các tín hiệu số, điều chế dữ liệu thường bị bỏ sót, tín hiệu dữ liệu này được nhân trực tiếp nhờ tín hiệu mã hóa và tín hiệu thu được sẽ điều chế sóng mang băng thông

Hình 2.3 biểu diễn sơ đồ khối của một máy phát DS-CDMA

Bộ điều chế

dữ liệu

Bộ điều chế băng rộng

Hình 2.3: Sơ đồ khối của máy phát DS-CDMA

tín hiệu dữ liệu nhị phân điều chế một sóng mang RF Sau đó sóng mang đã điều chế này được điều chế nhờ tín hiệu mã hóa Tín hiệu mã hóa này bao gồm một số

mã bit được gọi là “chip” có thể là +1 hoặc -1 Để thu được trải phổ tín hiệu mong muốn thì tốc độ chip của tín hiệu mã hóa phải cao hơn nhiều so với tốc độ chip của tín hiệu thông tin Với trường hợp điều chế mã có thể dùng nhiều kĩ thuật điều chế khác nhau nhưng phải có dạng PSK ví dụ như BPSK hoặc MSK

Tín hiệu dữ liệu

Tín hiệu mã hóa

Tín hiệu dữ liệu x Tín hiệu mã hóa

Tín hiệu điều chế BPSK

Tín hiệu DS-SS (tín hiệu trải phổ chuỗi trực tiếp thu được từ nơi phát) được biểu diễn trong hình 2.4 Trong hình này, nơi phát truyền đi 10 mã chip trên một tín hiệu thông tin (tốc độ chip mã hóa gấp 10 lần tốc độ chip thông tin), do

đó độ lợi sử lí bằng 10 Trong thực tế, độ lợi xử lí sẽ lớn hơn rất nhiều

Sau khi tín hiệu được truyền đi, tại nơi thu (như trên hình 2.5) sẽ sử dụng giải điều chế kết hợp để giải trải phổ tín hiệu trải phổ bằng cách sử dụng một chuỗi mã hóa được phát đi tại chỗ Để có thể thực hiện giải trải phổ, nơi nhận không những phải biết chuỗi mã hóa đã sử dụng, mà còn phải đồng bộ các mã của tín hiệu thu được này với các mã đã truyền đi Sự đồng bộ này phải được thực hiện tại thời điểm bắt đầu thu tín hiệu và duy trì cho đến khi thu được toàn

bộ tín hiệu Khối đồng bộ mã / bám sẽ thực hiện nhiệm vụ này Sau khi giải trải phổ cho ta một tín hiệu dữ liệu đã điều chế sau quá trình giải điều chế sẽ thu lại được tín hiệu gốc

Bộ giải điều chế mã

Bộ tạo mã

Bộ đồng bộ

mã / bám

Bộ giải điều chế dữ liệu

Bộ tạo sóng mang

Hình 2.5: Sơ đồ khối máy thu tín hiện DS-SS

Về mặt định lượng, ta xét hệ thống DS/SS sử dụng kỹ thuật điều chế BPSK như sau:

Trong sơ đồ khối máy phát tín hiệu DS/SS, nếu ta bỏ qua bộ điều chế dữ liệu và sử dụng bộ điều chế BPSK cho trường hợp điều chế mã, ta sẽ có sơ đồ khối như trong hình 2.6

Ta có thể biểu diễn các bản tin nhận các giá trị 1 như sau:

Tín hiệu b(t) được trải phổ bằng tín hiệu PN c(t) bằng cách nhân 2 tín hiệu này với nhau Tín hiệu nhận được b(t).c(t) sẽ được điều chế BPSK cho ta tín hiệu

DS/SS BPSK có dạng:

       cos 2 c 

s t  Ab t c t  f t (2.3) Trong đó:

A - Biên độ

f c - Tần số sóng mang

 - Pha sóng mang

Điều chế BPSK

Bộ tạo sóng mang

Hình 2.6: Sơ đồ khối của máy phát DS-SS sử dụng bộ điều chế BPSK

Tại nơi thu, mục đích là lấy lại bản tin b(t) từ tín hiệu thu được (gồm cả tín

hiệu gốc và nhiễu) Do tồn tại trễ truyền lan  nên tín hiệu thu được có dạng:

s t     n t  Ab t   .c t  sin 2  f t c    n t  (2.4)

Trong đó, n(t) là nhiễu kênh truyền và nhiễu đầu vào của máy thu Để mô

tả lại quá trình khôi phục lại bản tin ta giả thiết không có tạp âm Trước hết, tín hiệu được giải trải phổ để đưa từ băng tần rộng về băng tần hẹp, sau đó sẽ được giải điều chế để thu được tín hiệu băng gốc

Để giải trải phổ, tín hiệu thu được nhân với tín hiệu PN c t   được tạo

Với c t  1, '  2 f c Tín hiệu nhận được là một tín hiệu băng hẹp

có độ rộng băng tần là 2/T Để giải diều chế ta giả thiết máy thu đã biết pha '

(và tần số f c) cũng như điểm khởi đầu của mỗi bit Bộ giải điều chế DS-BPSK gồm có: một bộ tương quan, sau đó là thiết bị đánh giá ngưỡng Để tách bit dữ

liệu thứ i, bộ tương quan phải tính toán:

t T

c t

Trong đó: t i là thời điểm bắt đầu của bit thứ i, t i iT , b t   1

trong thời gian một bit, thành phần tích phân thứ nhất sẽ cho ta T hoặc –T Thành

phần thứ hai là thành phần nhân đôi tần số nên lấy tích phân sẽ bằng 0 Do đó,

kết quả thu được là AT/2 hoặc –AT/2 Cho tín hiệu này qua bộ lọc ngưỡng ta

được lối ra là các bit nhị phân 1 (mức logic 1) hoặc -1 (mức logic 0) Hơn nữa, thành phần tín hiệu là AT/ 2, lối ra của bộ tích phân cũng có nhiễu, nên có thể gây ra lỗi

Sau đây, ta xét mật độ phổ công suất PDS (Power Specical Density) của các tín hiệu ở các điểm khác nhau tại máy phát và máy thu

Giả sử mô hình bản tin và tín hiệu PN là các tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên (mỗi bit hay chip nhận các giá trị +1 hoặc -1 với xác suất như nhau) Bản tin (có biên độ 1 ) có tốc độ bit là 1/T bps, có độ rộng băng tần là 1/T Hz và có hàm

Hình 2.7: PSD của bản tin, tín hiệu PN và tín hiệu DS/SS-BPSK

Tại bộ thu, tín hiệu w(t) có hàm PSD là:

Như hình 2.7c, ta thấy rằng, w f có PDS băng hẹp, hình dạng của phổ

giống như phổ của tín hiệu b(t) dịch trái, dịch phải f c Độ rộng băng tần của w(t)

là 2/T, gấp hai lần b(t) Điều này giống như dự tính vì w(t) giống hệt phiên bản được điều chế của b(t)

Từ PSD của các tín hiệu khác nhau, ta thấy rằng PSD của b(t) được trải phổ bởi c(t) và sau đó được giải trải phổ bằng c t   ở máy thu

Các đặc trưng của hệ thống trải phổ trực tiếp

Phần trước ta đã xét một số đặc trưng là ưu điểm của tín hiệu trải phổ Một trong những chức năng quan trọng nhất nhìn từ quan điểm của CDMA là khả năng đa truy cập, loại bỏ nhiễu đa đường, loại bỏ nhiễu băng hẹp, và xác suất thu trộm Sau đây, ta xét đến bốn chức năng này trong hệ thống DS-CDMA:

 Đa truy nhập: Nếu đồng thời nhiều người dùng cùng sử dụng chung một

kênh truyền tại cùng một thời điểm thì nhiều tín hiệu DS sẽ bị chồng lên nhau về thời gian và tần số Tại nơi thu, sẽ thực hiện giải điều chế kết hợp để rút ra mã điều chế Thao tác này tập trung công suất trong băng thông thông tin của người dùng mong muốn Nếu sự tương quan chéo giữa mã hóa tín hiệu người dùng mong muốn và mã của người dùng gây can nhiễu nhỏ thì bộ tách sóng kết hợp sẽ chỉ lấy một phần nhỏ công suất của tín hiệu nhiễu trong băng thông thông tin

 Nhiễu đa đường: Nếu chuỗi mã có hàm tự tương quan lý tưởng thì hàm tự

tương quan này bằng 0 ngoài khoảng [-T c ;+T c ] (T c là khoảng thời gian kéo dài một chip) Điều này có nghĩa là: nếu thu được tín hiệu mong muốn và tín hiệu

sao chép trễ nhau một khoảng thời gian lớn hơn 2T c thì giải điều chế kết hợp sẽ coi tín hiệu trễ này như một tín hiệu gây nhiễu, và lấy một phần nhỏ công suất của tín hiệu đó trong băng thông thông tin

 Nhiễu băng hẹp: Bộ tách sóng kết hợp tại nơi thu bao gồm việc nhân các

tín hiệu thu được bằng một chuỗi mã được phát đi một cách cục bộ Tuy nhiên, như ta thấy ở nơi phát, việc nhân một tín hiệu băng hẹp với một chuỗi mã băng rộng sẽ trải rộng phổ của tín hiệu băng hẹp cho đến khi công suất của nó trong băng thông thông tin giảm xuống một thừa số bằng độ lợi xử lý

 LPI: Do tín hiệu DS sử dụng toàn bộ phổ tín hiệu trong toàn dải thời gian

nên sẽ có công suất phát trên Hz rất thấp Điều này gây nhiều khó khăn cho việc tách tín hiệu DS

Ưu nhược điểm của hệ thống trải phổ trực tiếp

Ngoài một số các đặc tính đã đề cập ở trên, giao thức DS-CDMA còn có một số các đặc tính riêng mà ta có thể chia ra thành các ưu, nhược điểm như sau:

- Có thể giải điều chế kết hợp cho tín hiệu trải phổ

- Không cần đồng bộ giữa các thuê bao

 Nhược điểm

- Rất khó tạo ra và duy trì sự đồng bộ giữa các tín hiệu mã hóa được phát đi

- Để thu chính xác, chuỗi mã phát tại chỗ và chuỗi mã thu được phải được đồng bộ trong một phần chu kỳ chip Trên thực tế, cùng với việc không dùng được các dải tần số rộng kề nhau, đặc tính này giới hạn dải thông của trải phổ từ 10-20 MHz

- Công suất thu được của những người dùng ở gần trạm cơ sở lớn hơn công suất thu được của những người dùng ở xa trạm cơ sở hơn Do một người dùng liên tục gửi tín hiệu trên toàn bộ dải thông, nên một người dùng gần trạm cơ sở hơn sẽ liên tục gây ra một lượng nhiễu khá lớn cho những người dùng ở xa trạm

cơ sở đó, làm cho những người dùng này không thể thu được tín hiệu Có thể loại hiệu ứng gần-xa này bằng cách sử dụng một thuật toán điều khiển công suất sao cho các tín hiệu của tất cả người dùng có thể thu được ở một trạm cơ sở có cùng công suất trung bình Tuy nhiên, kỹ thuật điều khiển (được gọi là điều khiển công suất) này rất khó thực hiện

2.2.2 Hệ thống nhảy tần – FH

Nói chính xác thì điều chế FH là “sự dịch chuyển tần số của nhiều tần số được chọn theo mã” Nó gần giống như điều chế FSK ngoài việc dải chọn lọc tần

số tăng lên FSK đơn giản chỉ sử dụng 2 tần số và phát tín hiệu là f 1 khi có ký

hiệu và f 2 khi không có ký hiệu Trong khi đó, hệ thống FH có thể sử dụng vài

nghìn tần số Trong các hệ thống thực tế thì sự chọn lọc ngẫu nhiên trong 2 20

tần

số được phân bổ có thể được chọn nhờ sự tổ hợp mã theo mỗi thông tin chuyển dịch tần số Trong điều chế FH, khoảng dịch giữa các tần số phụ thuộc vào các yêu cầu vị trí đối với việc lắp đặt cho các mục đích đặc biệt

Trong hệ thống FH-CDMA, tần số sóng mang của tín hiệu thông tin được

điều chế không liên tục mà biến đổi tuần hoàn Trong suốt khoảng thời gian T,

tần số sóng mang giữ nguyên như cũ nhưng sau mỗi khoảng thời gian sóng mang lại nhảy đến một tần số khác (hoặc cũng có thể là tần số cũ) Kiểu nhảy do tín hiệu mã hóa quy định Tập hợp các tần số có thể dùng được mà tần số sóng mang này có thể đạt được, được gọi là một “tập hợp nhảy” (hop set) Tần số chiếm của

hệ thống FH-SS khác đáng kể so với tần số chiếm của hệ thống DS-SS Hệ thống

DS chiếm toàn bộ dải tần số khi nó phát tín hiệu, trong khi đó hệ thống FH chỉ sử dụng một phần nhỏ dải thông khi nó phát tín hiệu, nhưng vị trí xác định của từng phần dải thông này theo thời gian sẽ khác nhau

Giả sử rằng, một hệ thống FH truyền tín hiệu trong dải tần số thấp (như trên hình 2.8) Một hệ thống DS truyền tín hiệu trong cùng khoảng thời gian thì công suất tín hiệu của nó trải rộng trên toàn bộ dải tần số và kết quả là công suất phát ở dải tần số này thấp hơn nhiều công suất phát trong hệ thống FH Tuy nhiên, hệ thống DS truyền tín hiệu trên dải tần số trong tất cả các khoảng thời gian, trong khi đó hệ thống FH chỉ sử dụng dải băng tần này trong một phần thời gian Trung bình, cả hai hệ thống đều truyền tín hiệu với cùng công suất trong một dải tần số Sự khác biệt giữa hệ thống DS-SS và FH-SS được minh họa trên hình 2.8 Hình 2.9 là sơ đồ khối của máy phát FH-SS và máy thu FH-SS

Hình 2.8: Sự chiếm giữ thời gian/tần số của các tín hiệu DS và FH

Tín hiệu dữ liệu được điều chế băng gốc trong một sóng mang Có thể sử dụng nhiều kỹ thuật điều chế trong quá trình điều chế Thông thường, tín hiệu tương tự sử dụng kỹ thuật điều chế FM, tín hiệu số sử dụng kỹ thuật điều chế FSK Có thể sử dụng bộ tổng hợp tần số nhanh được điều khiển bởi tín hiệu mã hóa, tần số sóng mang được chuyển đổi lên (convert up) thành tần số phát đi

Quá trình ngược lại xảy ra ở nơi thu Với một chuỗi phát đi tại chỗ, tín hiệu thu được sẽ chuyển đổi xuống (convert down) thành sóng mang điều chế băng gốc Và sẽ thu được tín hiệu sau khi giải điều chế (băng gốc) Mạch đồng bộ hóa/bám bảo đảm bước nhảy của sóng mang được phát đi tại chỗ sẽ được đồng

bộ hóa với bước nhảy của sóng mang nhận được ở nơi thu, do vậy tín hiệu sẽ được giải trải phổ thích hợp

Với giao thức FH-CDMA, tạo ra một sự khác biệt, và sự khác biệt này phụ thuộc vào tốc độ nhảy của sóng mang Nếu số bước nhảy nhiều hơn tốc độ ký hiệu, tức là đề cập đến giao thức Fast FH (F-FH) CDMA Trong trường hợp này,

đến khi ký hiệu này được truyền tại các tần số khác Nếu số bước nhảy ít hơn tốc

độ ký hiệu, tức là đề cập đến giao thức Slow FH (S-FH) CDMA Trong trường hợp này, các ký hiệu đồng thời được truyền đi tại cùng một tần số

Bộ điều chế băng cơ sở

Bộ tạo mã

Chuyển đổi lên

Bộ tổng hợp tần số

Dữ liệu

b(t)

c(t)

s(t) y(t)

Bộ tổng hợp tần số

Hình 2.9: Sơ đồ khối máy thu, phát của hệ thống FH-SS

Dải thông chiếm của một tín hiệu trong một bước nhảy tần số không chỉ phụ thuộc vào dải thông của tín hiệu thông tin mà còn phụ thuộc vào dạng của tín hiệu nhảy và nhảy tại tần số nào Nếu tần số của bước nhảy nhỏ hơn rất nhiều so với dải thông của tín hiệu thông tin (đây là trường hợp S-FH), thì dải thông của tín hiệu thông tin là thừa số chính để quyết định dải thông chiếm Tuy nhiên, nếu tần số của bước nhảy lớn hơn rất nhiều dải thông của tín hiệu thông tin thì dạng xung của tín hiệu nhảy sẽ quyết định dải thông chiếm tại tần số của bước nhảy Nếu dạng xung thay đổi đột ngột (do tần số thay đổi đột ngột), dải tần số sẽ rất rộng, sẽ giới hạn số các tần số của bước nhảy Nếu ta chắc chắn tạo ra được các tần số thay đổi trơn tru, thì dải tần số tại mỗi điểm tần số thực hiện bước nhảy

bằng 1/T h lần tần số dải thông (T h là chu kỳ bước nhảy tần) Ta có thể tạo ra các tần số thay đổi trơn tru bằng cách giảm công suất phát trước khi thực hiện một bước nhảy tần số và tăng công suất phát về như cũ khi tần số của bước nhảy đã thay đổi xong

Về mặt định lượng, ta xét một hệ thống Fast FH/SS sử dụng kỹ thuật điều chế FSK như sau:

Bộ tạo

mã PN

Bộ nhân tần số

Bộ tổng hợp tần số

Hình 2.10: Sơ đồ khối máy phát của hệ thống Fast FH/SS

Tại máy phát, tín hiệu FSK cơ số hai x(t) được tạo ra từ luồng dữ liệu Trong khoảng thời gian mỗi bit x(t) có một trong hai tần số f’ và  f ' f  tương ứng với các bit dữ liệu 0, 1

Tín hiệu này được trộn với tín hiệu y(t) từ bộ tổng hợp tần số Cứ mỗi T h

giây, tần số của y(t) lại thay đổi theo các giá trị của J bit nhận được từ bộ tạo chuỗi PN Do có 2J tổ hợp của J bit nên ta có thể có tới 2J tần số được tạo ra bởi

bộ tổng hợp tần số Bộ trộn tạo ra tần số của tổng và hiệu, một trong hai tần số này được lọc nhờ bộ lọc BPF Tín hiệu ra của bộ tổng hợp tần số trong đoạn nhảy

thứ l như sau:

y t  A  f    i f b f t lT   t l T (2.11) Trong đó:

Giả sử rằng tần số tổng cộng tại đầu ra của bộ trộn được đưa qua bộ lọc

BPF Tín hiệu lối ra của bộ lọc BPF trong bước nhảy thứ l là:

s t  A  f    i f b f t lT   t l T (2.12) Với b l 0,1 là giá trị của dữ liệu trong khoảng thời gian lT h   t l 1T h và

một chuỗi PN đồng bộ với chuỗi thu Ở đoạn nhảy thứ l, lối ra của bộ tổng hợp

tần số có dạng:

g t   f  i f t lT   t l T (2.13) Không tính đến nhiễu, thì lối vào bộ lọc băng rộng BPF là:

Sơ đồ khối của một máy thu Fast FH/SS được trình bày trên hình 2.11

Bộ tạo

mã PN

BPF băng hẹp

Bộ tổng hợp tần số

BPF băng rộng f ', 'f  f Giải điều chế FSK không kết hợp

s(t)+n(t)

g(t) s(t)

J bit

b(t) w(t)

Hình 2.11: Sơ đồ khối máy thu của hệ thống Fast FH-SS

Các đặc trưng của hệ thống FH-CDMA

Như với giao thức DS-CDMA, ta xét các đặc tính của giao thức CDMA ở khía cạnh khả năng đa truy nhập, loại bỏ nhiễu đa đường, loại bỏ nhiễu băng hẹp, và xác suất thu trộm

FH- Đa truy nhập: Trong giao thức F-FH, mỗi bit được truyền trong các dải tần

số khác nhau Nếu người dùng ta quan tâm là duy nhất, phát đi trên hầu hết các dải tần số, thì công suất thu được của tín hiệu mong muốn sẽ lớn hơn rất nhiều công suất của nhiễu, và tín hiệu sẽ thu được chính xác Trong giao thức S-FH, các bit đồng thời được truyền đi tại một tần số Nếu xác suất của những người dùng khác phát tín hiệu tại cùng dải tần số này thấp hơn, thì người dùng ta quan tâm sẽ được ghi nhận chính xác trên hầu hết khoảng thời gian Nếu khoảng thời gian này có nhiễu do người dùng khác gây can nhiễu, hệ thống sẽ sử dụng các mã sửa lỗi để thu lại tín hiệu dữ liệu đã truyền đi trong khoảng thời gian đó

 Nhiễu đa đường: Trong giao thức F-FH CDMA, tần số sóng mang thay đổi

một vài lần trong suốt quá trình truyền đi một ký hiệu Do đó, một tần số tín hiệu

cụ thể sẽ được điều chế và truyền đi trên một vài tần số sóng mang Hiệu ứng đa đường xảy ra khác nhau tại các tần số sóng mang khác nhau Kết quả là, các tần

số tín hiệu được khuếch đại tại một tần số sóng mang và bị suy giảm tại một tần

số sóng mang khác và ngược lại Tại nơi thu, sẽ lấy trung bình các đáp ứng tại các tần số nhảy khác nhau, do đó sẽ giảm được nhiễu đa đường Điều này không

có hiệu quả tốt như việc loại bỏ nhiễu đa đường trong hệ thống DS-CDMA nhưng nó vẫn cải thiện chất lượng truyền tín hiệu

 Nhiễu băng hẹp: Giả sử rằng một tín hiệu băng hẹp gây can nhiễu tại một

trong các tần số nhảy Nếu có G p tần số nhảy (với G p là độ lợi xử lý), thì người dùng mong muốn (trên trung bình) sử dụng tần số nhảy bậc tại nơi có nhiễu cục

bộ là 1/G p phần trăm của toàn dải thời gian Do vậy, nhiễu này sẽ suy giảm theo

hệ số G p

 LPI: Khó khăn trong việc thu trộm một tín hiệu FH không ở chỗ công suất

phát thấp của tín hiệu này Trong khi phát, nó dùng công suất tính trên 1 Hz giống như tín hiệu liên tục Tuy nhiên, tín hiệu được phát tại tần số không biết trước và thời gian phát tại một tần số cụ thể là khá nhỏ Do đó, mặc dù tín hiệu này thu trộm dễ hơn tín hiệu DS thì nó vẫn là một nhiệm vụ thực hiện khá khó khăn

Ưu nhược điểm của hệ thống FH-CDMA

Ngoài một số các đặc tính đã đề cập ở trên, giao thức FH-CDMA còn có một số các đặc tính riêng mà ta có thể chia ra thành các ưu, nhược điểm như sau:

- Việc đồng bộ hóa với tín hiệu FH-CDMA dễ thực hiện hơn nhiều so với tín hiệu DS-CDMA Với hệ thống FH-CDMA, việc đồng bộ phải thực hiện trong một phần của thời gian nhảy Do thực hiện trải phổ không phải bằng cách dùng một tần số nhảy lớn, mà dùng một tập hợp lớn các bước nhảy, nên thời gian thực hiện bước nhảy sẽ lớn hơn rất nhiều so với chu kỳ chip của hệ thống DS-CDMA

Do đó, hệ thống FH-CDMA cho phép xảy ra một lỗi đồng bộ lớn hơn

- Tín hiệu FH có thể chiếm các dải tần số khác nhau không liền kề nhau, bởi

vì ta có thể tạo ra tần số tổng hợp có thể bỏ qua một vài phần nào đó của phổ Cùng với việc đồng bộ hóa dễ dàng, điều này cho phép dải thông của hệ thống rộng hơn rất nhiều dải thông hệ SS

- Do FH-CDMA là hệ thống phòng tránh, nên xác suất nhiều người dùng đồng thời truyền tín hiệu trong cùng một dải tần số tại cùng một thời điểm là rất thấp Trạm gốc vẫn có thể thu được tín hiệu của người dùng ở xa nó ngay cả khi những người dùng gần trạm gốc đang phát tín hiệu, là do những người dùng này

có thể đang phát tín hiệu tại các tần số khác Do đó, hiệu năng gần-xa của hệ CDMA tốt hơn của hệ DS

FH Bởi vì có thể sử dụng một hệ thống FH mà dải thông có thể rộng hơn, nên

có thể giảm nhiễu băng hẹp nhiều hơn so với hệ thống DS

 Nhược điểm:

- Cần có bộ tổng hợp tần số phức tạp

- Sự thay đổi đột ngột của tín hiệu khi các dải tần số thay đổi sẽ dẫn tới việc chiếm dải tần số tăng Để tránh hiện tượng đó tín hiệu phải đóng và mở khi tần số thay đổi

- Rất khó thực hiện giải điều chế kết hợp do việc duy trì mối quan hệ về pha trong suốt thời gian thực hiện bước nhảy

2.2.3 Hệ thống nhảy thời gian – TH

Hệ thống nhảy thời gian tương tự như điều chế xung Nghĩa là, dãy mã đóng/mở bộ phát, thời gian đóng/mở bộ phát được chuyển đổi thành dạng tín hiệu giả ngẫu nhiên theo mã và đạt được 50% hiệu suất truyền dẫn tính trung bình Sự khác nhau so với hệ thống FH-CDMA là trong khi tần số truyền dẫn biến đổi theo thời gian chip đối với hệ FH thì sự dịch chuyển tần số chỉ xảy ra trong trạng thái dịch chuyển dãy mã đối với hệ TH Hình 2.12 là sơ đồ khối của một hệ thống TH/SS Ta thấy rằng bộ điều chế rất đơn giản và bất kỳ một dạng sóng cho phép điều chế xung theo mã đều có thể sử dụng bộ điều chế TH

Bộ tạo mã

Bộ tạo sóng mang

Bộ giải điều chế dữ liệu

Hệ thống TH có thể làm giảm giao diện giữa các hệ thống trong hệ thống ghép kênh theo thời gian và vì mục đích này, hệ thống yêu cầu thời gian chính xác nhằm tối thiểu hóa thời gian nghỉ giữa các máy phát

Do hệ thống TH dễ bị ảnh hưởng bởi giao thoa nên cần sử dụng hệ thống tổng hợp giữa các hệ thống này với hệ thống FH để loại trừ giao thoa có khả năng gây nên suy giảm lớn đối với tần số đơn

Trong giao thức TH-CDMA, tín hiệu dữ liệu được phát đi thành các cụm bùng nổ nhanh tại một vài khoảng thời gian xác định bởi mã gán cho mỗi người

dùng, mỗi cụm gồm k bit dữ liệu Trục thời gian được phân chia thành các khung dài T f giây, mỗi khung được chia thành J khe thời gian Trong suốt một khung, người dùng có thể phát k bit dữ liệu trên 1 khe trong J khe thời gian Khe thời gian được dùng trong J khe thời gian để phát tín hiệu phụ thuộc vào tín hiệu mã hóa phân chia cho từng người dùng Mỗi bit chỉ chiếm T 0 =T s /k giây trong suốt

quá trình truyền Khoảng thời gian một bit là T, T f =kT Vì mỗi người dùng phát

đi tất cả dữ liệu của họ trong 1 khe thời gian thay cho việc phát tín hiệu trong J

khe thời gian, nên tần số mỗi người dùng cần để phát tín hiệu sẽ tăng lên một hệ

số J Hình 2.13 biểu diễn đồ thị thời gian – tần số của hệ thống TH-CDMA So

sánh hình 2.13 và hình 2.8 ta thấy rằng, giao thức TH-CDMA sử dụng toàn bộ phổ băng rộng với các khoảng thời gian ngắn thay cho việc sử dụng các phần của phổ trong tất cả các khoảng thời gian

Tần số

Thời gian Khe thời gian

Khung

Hình 2.13: Đồ thị tần số / thời gian của hệ thống TH-CDMA