đồ án ký thuật điện điện tử TÌm hiểu về công nghệ 3g và ứng dụng tại tỉnh BẮC NINH

Đồ án tốt nghiệp của em chia làm 4 chương với nội dung cụ thể sau: CHƯƠNG I: MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO Trong chương này em trình bày về mạng di động tế báo,hệ thống mạng di độngthế hệ thứ 1,2,

AICH Acquistion Indication Channel Kênh chỉ thị bắt

ATM Asynchoronous Transfer Mode Kiểu truyền di bộ

B

BMC Broadcast/Multicast Control Điều khiển quảng bá / đa

phương

BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo

mãCD-P Collision Detection Preamble Tiền tố phát hiện tranh chấp

CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung đường lênCPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung

D

DS-CDMA Direct Sequence Code Division Đa truy nhập phân chia MultipleAccess theo mã dãy trực tiếp

DSCH Downlink Shared Channel Kênh đường xuống dùng chungDSSPC dynamic step-size power control Điều khiển công suất theo

bước độngDPCCH Delicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý

DPDCH Delicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng

FDD Fequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số

FDMA Frequency Division Đa truy cập phân chia theo

G

GGSN Gateway GPRS Support Node Node dịch vụ GPRS

GPRS General Packet Radio Service: Dịch vụ chuyển mạch gói vô tuyến

GSM Global System of Mobile Hệ thống thông tin di động

H

HDLA History Data Logic Analyzer Bộ phân tích dữ liệu gốc

HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú

I

IMT-2000 International Mobile Tiêu chuẩn viễn thông di

Telecommunication động toàn cầu 2000ISDN Integated Service Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ

ITU International Telecomunication Liên minh viễn thông quốc tế Union

ME Mobile Equipment Thiết bị nhận dạng thuê bao

MSC Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch

P

PCPCH Physical Common Packet Channel Kênh gói chung vật lý

PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ số liệu gói

PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh vật lý chung đường

xuốngPICH Paging Indication Channel Kênh chỉ thị tìm gọi

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộngPRACH Physical Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên

vật lý

PSTN Public Switch Telephone Network Mạng điện thoại chuyển

mạch công cộng

Q

RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAN Random Access Network Mạng truy nhập vô tuyến

RAT Radio Access Technology Kỹ thuật truy nhập vô tuyến

RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến

RNC Radio Network Controler Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC

Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên

vô tuyến

Quản lí tài nguyên vô tuyếntuyến

RRU Radio Resouce Utilization Sử dụng tài nguyên vô tuyến

S

S-CCPCH Secondary Common Control Kênh vật lý điều khiển

SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ

SGSN Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ chuyển mạch gói SIM Subscriber Indentity Module Module nhận dạng thuê bao

SIR Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

SNR Signal Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

T

TCP Transit Control Power Điều khiển công suất phát

TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo

thời gian

TFCI Transport Format Combination Chỉ thị kết hợp khuôn dạng Indicator

truyền tải

TPC Transmit Power Command Lệnh công suất phát

U

UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thông di

Telecommunication System động toàn cầuUSIM UMTS Subscriber Indentity Module nhận dạng thuê bao Module UMTS UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến

mặt đất UMTS

V

VHE Virtual Home Enviroment Môi trường gia đình ảo

VLR Vistor Location Register Thanh ghi định vị tạm trú

W

WCDMA Wideband Code Division Đa truy cập phân chia MultipleAccess theo mã băng rộng

MỤC LỤC

A 1

B 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 1 BÁO CÁO BÁO CÁO 1 C 2

D 2

E 2

G 3

H 3

I 3

L 3

M 3 N 4

O 4

P 4 Q 4

R 5

S 5 T 5

U 6

V 6

W 6

CHƯƠNG I : MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO 1

-Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và chất lượng, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra để đáp ứng kịp thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số 5

-Việc giảm tỷ số Eb/No (tương ứng với tỷ số tín hiệu/nhiễu) chấp nhận được không chỉ làm tăng dung lượng 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 tương tự Hơn nữa, việc giảm công suất phát yêu cầu sẽ làm tăng vùng phục vụ và làm giảm số lượng BTS yêu cầu khi so với các hệ thống khác 18

-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 trường hợp thì môi trường truyền dẫn là thuận lợi đối với CDMA Trong các hệ thống băng hẹp thì công suất phát cao luôn luôn

đơợc 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 yêu cầu chỉ phát đi khi có điều khiểncông suất và công suất phát chỉ tăng khi có fading - 19 -

Việc phân tích dung lượng của các hệ thống thông tin di động phải dựa trên rất nhiều các thông số khác nhau Thông số có giá trị nhất là hiệu suất sử dụng tần số và tốc độ bit chuẩn hoá cực đại - 19 -

Các hệ thống CDMA thường được coi là có dung lượng cao hơn so với các hệ thống FDMA và TDMA vì ở hệ thống này hệ số tái sử dụng tần số bằng 1, nghĩa là các trạm gốc cạnh nhau có thể sử dụng cùng một băng tần Tuy nhiên, nhiễu giao thoa đồng kênh là một trở ngại ở các mạng CDMA, nhiễu này thường được gọi là nhiễu giao thoa đa thâm nhập (MAI-Multiple Access Interfrence) hay nhiễu giao thoa đa người sửdụng (MUI-Multiple User Interfrence) - 19 -

Bộ mã-giải mã thoại hệ thống CDMA được thiết kế với các tốc độ biến đổi 8 kb/s Bộ mã-giải mã thoại phía phát sẽ lấy mẫu tín hiệu thoại để tạo ra các gói tín hiệu được mãhoá dùng để truyền tới bộ mã-giải mã thoại phía thu Bộ mã-giải mã phía thu sẽ giải

mã các gói tín hiệu thoại thu được thành các mẫu tín hiệu thoại 19

-Hai bộ mã-giải mã thoại thông tin với nhau ở 4 nấc tốc độ truyền dẫn là 9600 b/s,

4800 b/s, 2400 b/s, 1200 b/s, các tốc độ này được chọn theo điều kiện hoạt động và theo bản tin hoặc số liệu Bộ mã-giải mã thoại biến đổi sử dụng ngưỡng tương thính đểchọn tốc độ số liệu Ngưỡng được điều khiển theo cường độ của tạp âm nền và tốc độ

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

bị triệt để tạo ra sự truyền dẫn thoại chất lượng cao trong môi trường tạp âm 19

-Ở các hệ thống thông tin di động tổ ong, chuyển giao xảy ra khi trạm di động đang làm các thủ tục thâm nhập mạng hoặc đang có cuộc gọi Mục đích của chuyển giao là

để đảm bảo chất lượng truyền dẫn đường truyền khi một trạm di động rời xa trạm gốc đang phục vụ nó Khi đó, nó phải chuyển lưu lượng sang một trạm gốc mới hay một kênh mới Ở CDMA tồn tại hai loại chuyển giao là chuyển giao mềm (Soft Handoff)

và chuyển giao cứng (Hard Handoff) 20

-+Chuyển giao giữa các ô hay chuyển giao mềm (Soft Handoff) 20

-+Chuyển giao giữa các đoạn ô (Intersector) hay chuyển giao mềm hơn

là được phép sử dụng sao cho giá trị Eb/No cao hơn giá trị mà CDMA yêu cầu Mã sửa sai trước được sử dụng trong hệ thống CDMA cùng với giải điều chế số hiệu suất cao Có thể tăng dung lượng và giảm công suất yêu cầu đối với máy phát nhờ giảm Eb/No - 21 -

C ÁC CELL TRONG MẠNG DI ĐỘNG ĐƯỢC MINH HOẠ THEO KIẾN TRÚC ĐỊA LÝ NHƯ HÌNH VẼ SAU : 21

Vùng PLMN 21 Vùng MSC/VLR - 21 -

-T Ừ BA HÌNH VẼ TRÊN TA CÓ MỘT SỐ KHÁI NIỆM SAU VỀ CÁCH TỔ CHỨC CELL TRONG MẠNG DI ĐỘNG TỔ ONG : - 22 -

DẠNG CELL 22

QUẢN LÝ , ĐƯỢC NHẬN DẠNG BỞI CON SỐ NHẬN DẠNG VÙNG ĐỊNH VỊ LAI 22 +M ỘT SỐ CÁC LA NẰM DƯỚI SỰ KIỂM SOÁT CỦA MỘT MSC/VLR GỌI LÀ VÙNG MSC/VLR - 22 - + V ÙNG PLMN LÀ VÙNG ĐƯỢC PHỤC VỤ BỞI MỘT NHÀ ĐIỀU HÀNH MẠNG - 22 -

VÀ HÌNH LỤC GIÁC T RONG CELL CÓ MỘT ĐÀI VÔ TUYẾN GỐC BTS LIÊN LẠC VÔ TUYẾN VỚI TẤT CẢ CÁC MÁY THUÊ BAO DI ĐỘNG MS M ẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ NGƯỜI TA THIẾT KẾ CÁC CELL THEO DẠNG HÌNH LỤC GIÁC ĐỀU N ẾU BÁN KÍNH CỦA MỖI CELL LÀ R, Ô KIỂU LỤC GIÁC ĐỀU ĐẢM BẢO DIỆN TÍCH ĐƠN

GIẢM T A CÓ BẢNG CÁC LOẠI CELL SAU : 22

-B ẢNG 1.1 S O SÁNH CÁC LOẠI CELL 22

-Đa truy nhập là phân chia tài nguyên thông tin một cách hợp lý để đảm bảo cho nhiều người sử dụng để chia sẽ và sử dụng hệ thống với hiệu suất cao Hệ thống thông tin di động sử dựng các phương pháp đa truy nhập sau (hình 1.8): - 23 -

Hình 2.5 Các phương pháp đa truy nhập 23

-+ Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA: Frequency Division Multiple Access): phục vụ các cuộc gọi theo các tần số khác nhau Đối với hệ thống FDMA, người dùng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong dải tần số - 23 -+ Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access - TDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các khe thời gian khác nhau Đối với hệ thống TDMA mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung và được dành riêngtrong suốt thời gian thoại - 24 -

+ Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access - CDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các chuỗi mã khác nhau Đối với hệ thống CDMA, tất cả người dùng sẽ sử dụng cùng lúc một băng tần Tín hiệu truyền đi sẽ chiếm toàn bộ băng tần của hệ thống Tuy nhiên, các tín hiệu của mỗi người dùng được phân biệt với nhau bởicác chuỗi mã Thông tin di động CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi, mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toànmạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên

PN 24

-Cấu trúc UMTS không định nghĩa chi tiết chức năng bên trong của phần tử mạng mà chỉ định nghĩa giao diện giữa các phần tử logic Cấu trúc giao diện được xây dựng trênnguyên tắc là các lớp và các phần cao độc lập logic với nhau, điều này cho phép thay đổi một phần của cấu trúc giao thức trong khi vẫn giữ nguyên các phần còn lại -

30

GSM LÊN WCDMA 33

-H ÌNH 3.1 Q UÁ TRÌNH NÂNG CẤP TỪ GSM LÊN 3G 33

- Cấu hình 1: (Trạm có 01 RBS, 01 nguồn DC, 01 rack TD, 02 rack

-b Giải pháp bố trí thiết bị 3G và Anten: 37

-c Giải pháp đảm bảo nguồn AC: 44

-a Khảo sát hiện trạng mặt bằng, đưa ra giải pháp tối ưu để có thể lắp đặt

được các thiết bị 3G cho từng trạm BTS cụ thể (Tham khảo các giải pháp

trong mục trên). 45

-b Khảo sát hiện trạng cột anten, đưa ra giải pháp tối ưu để có thể lắp đặt

được anten 3G cho từng trạm BTS cụ thể (Tham khảo các giải pháp trong

mục trên). 45

-c Khảo sát hiện trạng về nguồn điện AC và đưa ra giải pháp nâng cấp đường

nguồn AC tối ưu (Tham khảo các giải pháp trong mục trên) 45

-d Khảo sát hiện trạng về truyền dẫn và đề xuất nhu cầu nâng cấp dung

lượng luồng truyền dẫn 45

- Yêu cầu đối với trạm sử dụng loại TD quang 45

- Yêu cầu đối với trạm sử dụng loại TD Viba. 45

-e Khảo sát hiện trạng về hệ thống điều hòa, quạt làm mát và đề xuất bổ sung

thiết bị nếu thiếu 45

-LỜI NÓI ĐẦU

Nhu cầu trao đổi thông tin là nhu cầu cần thiết yêu cầu trong xã hội hiện đại.Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúcmọi nơi Phát triển từ hệ thống thông tin di động tương tự, các hệ thống thông tin diđộng thế hệ thứ 2 (2G) ra đời với mục tiêu chủ yếu là hỗ trợ dịch vụ thoại và truyền

số liệu tốc độ thấp Hệ thống thông tin di động 2G đánh dấu sự thành công của côngnghệ GSM với hơn 70% thị phần thông tin di động trên toàn cầu hiện nay Trongtuơng lai, nhu cầu các dịch vụ số liệu sẽ ngày càng tăng vỡ có khả năng vuợt quánhu cầu thoại Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 (3G) ra đời nhằm thoả mãn nhucầu của con người về các dịch vụ số liệu tốc độ cao như: điện thoại thấy hình, videostreamming, hội nghị truyền hình, nhắn tin đa phương tiện

Hiện nay hệ thống thông tin di động 3G đang phát triển nhằm thoả mãn nhucầu của con người Đồ án của em tìm hiểu về quy hoạch và tối ưu mạng truyền dẫn3G Đồ án tốt nghiệp của em chia làm 4 chương với nội dung cụ thể sau:

CHƯƠNG I: MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO

Trong chương này em trình bày về mạng di động tế báo,hệ thống mạng di độngthế hệ thứ 1,2,3 cùng với khả năng dịch vụ và công nghệ sử dụng trong mỗi hệthống

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ CDMA

Trong chương này em trình bày về công nghệ CDMA cấu trúc hệ thống vànguyên lý kỹ thuật trong CDMA

CHƯƠNG III: NÂNG CẤP LÊN MẠNG 3G TẠI TỈNH BẮC NINH

Chương này sẽ trình bầy về quá trình nâng cấp từ GSM lên 3G

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, Ths.Hoàng Quang Trung,người đã hướng dẫn em tận tình, cùng với các thầy cô giáo trong bộ môn điện tửviễn thông đã tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành đề tài thực tập đúngtiến độ.

CHƯƠNG I : MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO

1.1 Giới thiệu

Ra đời vào những năm 40 của thế kỷ XX, thông tin di động được coi như làmột thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực thông tin viễn thông với đặc điểm các thiết bịđầu cuối có thể truy cập dịch vụ ngay khi đang di động trong phạm vi vùng phủsóng Thành công của con người trong lĩnh vực thông tin di động không chỉ dừng lạitrong việc mở rộng vùng phủ sóng phục vụ thuê bao ở khắp nơi trên toàn thế giới,các nhà cung dịch vụ, các tổ chức nghiên cứu phát triển công nghệ di động đang nỗlực hướng tới một hệ thống thông tin di động hoàn hảo, các dịch vụ đa dạng, chấtlượng dịch vụ cao

Từ thập niên 1990, Liên minh Viễn thông Quốc tế đã bắt tay vào việc phát triểnmột nền tảng chung cho các hệ thống viễn thông di động Kết quả là một sản phẩmđược gọi là Thông tin di động toàn cầu 2000 (IMT-2000) IMT-2000 không chỉ làmột bộ dịch vụ, nó đáp ứng ước mơ liên lạc từ bất cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào

Để được như vậy, IMT-2000 tạo điều kiện tích hợp các mạng mặt đất và/hoặc vệtinh Hơn thế nữa, IMT-2000 cũng đề cập đến Internet không dây, hội tụ các mạng

cố định và di động, quản lý di động (chuyển vùng), các tính năng đa phương tiện diđộng, hoạt động xuyên mạng và liên mạng

Các hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được xây dựng theo tiêu chuẩn GSM,IS-95, PDC, IS-38 phát triển rất nhanh vào những năm 1990 Trong hơn một tỷ thuêbao điện thoại di động trên thế giới, khoảng 863,6 triệu thuê bao sử dụng công nghệGSM, 120 triệu dùng CDMA và 290 triệu còn lại dùng FDMA hoặc TDMA Khichúng ta tiến tới 3G, các hệ thống GSM và CDMA sẽ tiếp tục phát triển trong khiTDMA và FDMA sẽ chìm dần vào quên lãng Con đường GSM sẽ tới là CDMAbăng thông rộng (WCDMA) trong khi CDMA sẽ là cdma2000

Tại Việt Nam, thị trường di động trong những năm gần đây đang phát triển vớitốc độ tương đối nhanh Cùng với ba nhà cung cấp dịch vụ di động lớn nhất là

Vinaphone,Mobifone và (Vietel),cùng với S-fone,Công ty cổ phần Viễn thông HàNội và Viễn Thông Điện Lực tham gia vào thị trường di động đã tạo ra một sự cạnhtranh lớn giữa các nhà cung cấp dịch vụ, đem lại một sự lựa chọn phong phú chongười sử dụng Vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ di động Việt Nam không chỉ sửdụng các biện pháp cạnh tranh về giá cả mà còn phải nỗ lực tăng cường số lượngdịch vụ và nâng cao chất lượng dịch vụ để chiếm lĩnh thị phần trong nước

1.2 Mô hình truyền thông di động tế bào

Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới được thểhiện sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS : Cellular MobileTelephone System) và nhắn tin (PS : Paging System) tiến tới một hệ thống chungtoàn cầu trong tương lai

Hình 1.1 Hệ thống mạng dtdđ tổ ong

Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong được chia thànhnhiều vùng phục vụ nhỏ, gọi là các ô (cell), mỗi ô có một trạm gốc quản lý và đượcđiều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao có thể vẫn duy trì được cuộc gọi một cáchliên tục khi di chuyển giữa các ô

Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong thì tần số mà các máy di động sửdụng là không cố định ở một kênh nào đó mà các kênh được xác định nhờ kênh báohiệu và máy di động được đồng bộ về tần số một cách tự động Vì vậy các ô kề nhau

PSTN Mạng

điện thoại

công cộng

Trung tâm chuyển mạch điện thoại di động 1

Trung tâm chuyển mạch điện thoại di động 1

nên sử dụng tần số khác nhau còn các ô ở cách xa hơn là một khoảng cách nhất định

có thể tái sử dụng cùng một tần số đó Để cho phép các máy di động có thể duy trìcuộc gọi liên tục trong khi di chuyển giữa các ô thì tổng đài sẽ điều khiển các kênhbáo hiệu hoặc kênh lưu lượng theo sự di chuyển của máy di động để chuyển đổi tần

số của máy di động đó thành một tần số thích hợp một cách tự động

1.3 Lộ trình phát triển

Thông tin di động ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, khi đó nó chỉ là hệ thốngthông tin di động điều vận Đến nay thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ Thế

hệ 1 là thế hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ truy cập phân chia theo

tần số (FDMA-Frequency Division Multiple Access) Tiếp theo là thế hệ 2 và hiện

nay thế hệ 3 đang được triển khai ở rất nhiều quốc gia trên thế giới

Hình 1.2 Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới

Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới được thểhiện trong hình 1.2, nó cho thấy sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong

(CMTS-Cellular Mobile Telephone System) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu

trong tương lai Các hệ thống chỉ ra trong hình 1.2 là các hệ thống di động điển hình

1.4 Hệ thống di động thế hệ 1

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất sử dụng công nghệ đa truy nhậptheo tần số (FDMA) là hệ thống tế bào tương tự dung lượng thấp và chỉ có dịch vụthoại, tồn tại là các hệ thống NMT (Bắc Âu), TACS (Anh), AMPS (Mỹ)

1.4.1 Khả năng dịch vụ

FDMA là phương thức phân bổ đầu tiên và ra đời sớm nhất Một thuê baomuốn tạo một cuộc gọi sẽ phải nhập số điện thoại cần gọi và nhấn phím gửi Nếucòn dung lượng thoại cho tế bào, một cặp kênh sẽ được phân bổ cho trạm di động đểphục vụ đàm thoại - mỗi kênh cho một chiều thoại Xét trên một sơ đồ phân bổ tếbào điển hình, số chiều thoại tối đa của một tế bào bất kỳ là khoảng 60 Rõ ràng làkhông thể phục vụ hàng triệu người dùng với một dung lượng hạn chế như thế

1.4.2 Công nghệ sử dụng

Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần

số Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần

số (FDMA) và chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều chếtương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng Với FDMA , khách hàngđược cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số Sơ

đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì

nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó Nhờ kênh này, MS nhậnđược dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng ngườidùng Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể,thì một số người bị chặn lại không được truy cập

Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụngđược dãi tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiềuđoạn Phổ tần số quy định cho liên lạc di dộng được chia thành 2N dải tần số kế tiếp,

và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ Mỗi dải tần số được gán cho một

kênh liên lạc N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phâncách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống

Đặc điểm :

-Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến -Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể

-BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS

Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến(Advanced Mobile phone System - AMPS)

Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về cả dung lượng và tốc độ Vì các khuyết điểm trên mà nguời ta đưa ra

hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 ưu điểm hơn thế hệ 1 về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp

1.5 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và chấtlượng, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra để đáp ứng kịp thời sốlượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số

1.5.1 Khả năng dịch vụ

Tất cả các hệ thống 2G đều có khả năng cung cấp chất lượng và dung lượngcao hơn Chuyển vùng trở thành một phần của dịch vụ và vùng phủ sóng cũng ngàymột rộng hơn, nhưng vẫn phải đối mặt với các vấn đề hạn chế về dung lượng trênnhiều thị trường

1.5.2 Công nghệ sử dụng

Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng điều chế số Và chúng

sử dụng 2 phương pháp đa truy cập :

Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access -TDMA)

Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access -CDMA)

Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA.

Với phương pháp truy cập TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng mang vàtrục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều người

sử dụng sao cho không có sự chồng chéo Phổ quy định cho liên lạc di động

được chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho

N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ mộtkhung Các thuê bao khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê baođược cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung

Đặc điểm :

-Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số

-Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong

đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy

di động và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đếntrạm gốc Việc phân chia tần như vậy cho phép các máy thu và máy phát có thểhoạt động cùng một lúc mà không sợ can nhiễu nhau

-Giảm số máy thu phát ở BTS

-Giảm nhiễu giao thoa

Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu(Global System for Mobile Communications - GSM)

Máy điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật FDMA

Hệ thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả năng xử lý khôngquá 106 lệnh trong 01 giây, còn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lýhơn 50x106 lệnh trên giây

Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.

Với phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nênnhiều người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hànhcác cuộc gọi mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau Những người sử dụng nói trênđược phân biệt với nhau nhờ dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ

ai Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những

kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (PseudoNoise - PN)

Đặc điểm của CDMA:

Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ2.5G sang thế hệ 3 (3 - Generation) Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch

vụ thông tin di động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ 90 người ta đã tiếnhành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba ITU-R đang tiếnhành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000 Ởchâu Âu ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là UMTS(Universal Mobile Telecommunnication System) Hệ thống mới này sẽ làm việc ởdải tần 2GHz Nó sẽ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ thoại và

số liệu tốc độ cao, video và truyền thanh Tốc độ cực đại của người sử dụng có thể

lên đến 2Mbps Người ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế

- Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng các môi trường khai thác khác nhau

1.6.1 Khả năng dịch vụ

Để đáp ứng được các dịch vụ mới về truyền thông đa phương tiện trên phạm vitoàn cầu đồng thời đảm bảo tính kinh tế, hệ thống GSM sẽ được nâng cấp từng bướclên thế hệ ba Thông tin di động thế hệ ba có khả năng cung cấp dịch vụ truyềnthông multimedia băng rộng trên phạm vi toàn cầu với tốc độ cao đồng thời chophép người dùng sử dụng nhiều loại dịch vụ đa dạng Việc nâng cấp GSM lên 3Gđược thực hiện theo các tiêu chí sau :

- Là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện trên phạm vitoàn cầu Cho phép hợp nhất nhiều chủng loại hệ thống tương thích trên toàn cầu

- Có khả năng cung cấp độ rộng băng thông theo yêu cầu nhằm hỗ trợ một dảirộng các dịch vụ từ bản tin nhắn tốc độ thấp thông qua thoại đến tốc độ dữ liệu caokhi truyền video hoặc truyền file Đảm bảo các kết nối chuyển mạch cho thoại, cácdịch vụ video và khả năng chuyển mạch gói cho dịch vụ số liệu Ngoài ra nó còn hỗtrợ đường truyền vô tuyến không đối xứng để tăng hiệu suất sử dụng mạng (chẳnghạn như tốc độ bit cao ở đường xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên)

- Khả năng thích nghi tối đa với các loại mạng khác nhau để đảm bảo các dịch

vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện thoại vệ tinh Các tính năng này sẽ chophép mở rộng đáng kể vùng phủ sóng của các hệ thống di động

- Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để bảo đảm sự pháttriển liên tục của thông tin di động Tương thích với các dịch vụ trong nội bộ IMT-

2000 và với các mạng viễn thông cố định như PSTN/ISDN Có cấu trúc mở chophép đưa vào dễ dàng các tiến bộ công nghệ, các ứng dụng khác nhau cũng như khảnăng cùng tồn tại và làm việc với các hệ thống cũ

- Có thể hỗ trợ các dịch vụ như : Môi trường thông tin nhà ảo (VHE – VitualHome Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạchtoàn cầu; Đảm bảo chuyển mạng quốc tế; Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồngthời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói

- Dể dàng hỗ trợ các dich vụ mới xuất hiện

WCDMA là một tiêu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 được pháttriển chủ yếu ở Châu Âu với mục đích cho phép các mạng cung cấp khả năngchuyển vùng toàn cầu và để hỗ trợ nhiều dịch vụ thoại, dịch vụ đa phương tiện Cácmạng WCDMA được xây dựng dựa trên cơ sở mạng GSM, tận dụng cơ sở hạ tầngsẵn có của các nhà khai thác mạng GSM Quá trình phát triển từ GSM lên CDMAqua các giai đoạn trung gian, có thể được tóm tắt trong sơ đồ sau đây:

1999 2000 2002

Công nghệ cdma 2000

cdma2000 1xRTT

Giai đoạn đầu của cdma2000 được gọi là 1xRTT hay chỉ là 1xEV-DO, đượcthiết kế nhằm cải thiện dung lượng thoại cua IS-95B và để hỗ trợ khả năng truyền sốliệu ở tốc độ đỉnh lên tới 307,2Kbps Tuy nhiên, các thiết bị đầu cuối thương mạicủa 1x mới chỉ cho phép tốc độ số liệu đỉnh lên tới 153,6kbps Những cải thiện sovới IS-95 đạt được nhờ đưa vào một số công nghệ tiên tiến như điều chế QPSK và

mã hoá Turbo cho các dịch vụ số liệu cùng với khả năng điều khiển công suất nhanh

ở đường xuống và phân tập phát

cdma2000 1xEV-DO

1xEV-DO, được hình thành từ công nghệ HDR (High Data Rate) củaQualcomm, được chấp nhận với tên này như là một tiêu chuẩn thông tin di động 3Gvào tháng 8 năm 2001 và báo hiệu cho sự phát triển của giải pháp đơn sóng mangđối với truyền số liệu gói riêng biệt

Nguyên lý cơ bản của hệ thống này là chia các dịch vụ thoại và dịch vụ số liệutốc độ cao vào các sóng mang khác nhau 1xEV-DO có thể được xem như một mạng

số liệu “xếp chồng”, yêu cầu một sóng mang riêng Để tiến hành các cuộc gọi vừa

có thoại, vừa có số liệu trên cấu trúc “xếp chồng” này cần có các thiết bị hoạt động ở

2 chế độ 1x và 1xEV-DO

cdma2000 1xEV-DV

Trong công nghệ 1xEV-DO có sự dư thừa về tài nguyên do sự phân biệt cốđịnh tài nguyên dành cho thoại và tài nguyên dành cho số liệu Do đó, CDG, nhómphát triển CDMA, khởi đầu pha thứ ba của cdma2000 đưa các dịch vụ thoại và sốliệu quay về chỉ dùng một sóng mang 1,25MHz và tiếp tục duy trì sự tương thíchngược với 1xRTT Tốc độ số liệu cực đại của người sử dụng lên tới 3,1Mbps tươngứng với kích thước gói dữ liệu 3940 bit trong khoảng thời gian 1,25ms

Mặc dù kỹ thuật truyền dẫn cơ bản được định hình, vẫn có nhiều đề xuất côngnghệ cho các thành phần chưa được quyết định kể cả tiêu chuẩn cho đường xuốngcủa 1xEV-DV

cdma2000 3x(MC- CDMA )

cdma2000 3x, hay 3xRTT, đề cập đến sự lựa chọn đa sóng mang ban đầutrong cấu hình vô tuyến cdma2000 và được gọi là MC-CDMA (Multi carrier) thuộcIMT-MC trong IMT-2000 Công nghệ này liên quan đến việc sử dụng 3 sóng mang1x để tăng tốc độ số liệu và được thiết kế cho dải tần 5MHz (gồm 3 kênh 1,25Mhz)

Sự lựa chọn đa sóng mang này chỉ áp dụng được trong truyền dẫn đường xuống.Đường lên trải phổ trực tiếp, giống như WCDMA với tốc độ chip hơi thấp hơn mộtchút 3,6864Mcps (3 lần 1,2288Mcps)

1.7 Hệ thống di động tương lai

Ngày nay sự phát triển của mạng viễn thông với dịch vụ ngày càng đa dạng đãlàm cho các công nghệ truy nhập tiên tiến ngày càng được phát minh và đưa vàophục vụ Hiện nay chúng ta biết đến truy nhập Internet với các dịch vụ quay sốModem thoại, ADSL hay các đường thuê bao riêng hoặc sử dụng các hệ thống vôtuyến như điện thoại di động hay mạng WiFi Mỗi phương phấp truy nhập mạng đều

có đặc điểm riêng:

- Với Modem quay số điện thoại thì thốc độ thấp

- ADSL có tốc độ lên tới 8Mb/s nhưng cần có đường dây kết nối

- Các đường thuê bao riêng thì giá thành đắt mà lại khó triển khai với các khuvực có địa hình phức tạp

- Hệ thống thông tin di động hiện nay cung cấp tốc độ truyền 9,6Kb/s là rấtthấp so với nhu cầu của người sử dụng

- GSM (2G),GPRS (2,5G) cho phép truy nhập ở tốc độ 172,2Kb/s hay EDGE

ở 300 đến 400Kb/s cũng chưa đủ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ Internet

- Hệ thống di động 3G thì tốc độ truy nhập Internet cũng không vượt quá2Mb/s

- Mạng WiFi (hay LAN không dây) chỉ có thể áp dụng cho các máy tính traođổi thông tin khoảng cách ngắn

=> Với thực tế các công nghệ như vậy, WIMAX (Worldwide Interoprabilityfor Microwave Access) đã ra đời nhằm cung cấp một phương tiện truy nhập Internetkhông dây tổng hợp có thể thay thế cho ADSL và WiFi Hệ thống WIMAX có thểcung cấp đường truyền với tốc độ lên tới 70Mb/s và có bán kính phủ sóng của mộttrạm là 50Km Mô hình phủ sóng của WIMAX tương tự như mạng tế bào Hoạtđộng của WIMAX rất mềm dẻo và tương tự như của WiFi khi truy nhập mạng tức làkhi một máy tính có nhu cầu truy nhập mạng thì nó sẽ tự động kết nối đến trạmanten WIMAX gần nhất Điều quan trọng nhất WIMAX xây dựng dựa trên tiêuchuẩn IEEE 802.16.

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ CDMA

2.1 Giới thiệu chương

Chương này sẽ trình bày về một hệ thống thông tin di động và mạng di độngCDMA Đặc biệt là tìm hiểu cấu trúc hệ thống, nguyên lý và các đặc tính củaCDMA: điều khiển công suất, dung lượng, chuyển giao, vùng phủ

2.2 Tổng quan công nghệ CDMA

Lý thuyết về CDMA đã được xây dựng từ những năm 1950 và được áp dụngtrong thông tin quân sự từ những năm 1960 Cùng với sự phát triển của công nghệbán dẫn và lý thuyết thông tin trong những năm 1980, CDMA đã được thương mạihóa từ phương pháp thu GPS và Ommi-TRACS, phương pháp này cũng đã được đềxuất trong hệ thống tổ ong của Qualcomm- Mỹ vào năm 1990

CDMA (Code Division Multiple Access) đây là công nghệ dựa trên kỹ thuật

đa phân chia truy cập theo mã

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

PN (tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho mỗingười sử dụng Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sửdụng mã PN đã ấn định Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở đầu phát vàkhôi phục lại tín hiệu dự định nhờ việc trải phổ ngược các tín hiệu đồng bộ thuđược

Đặc điểm là dải tần số tín hiệu rộng hàng Mhz Kỹ thuật trải phổ cho phép tínhiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất nhỏ và chống pha đinh hiệu quả hơnFDMA và TDMA Việc thuê bao trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bịtruyền vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn là vấn đề, chuyểngiao trở thành mềm, điều khiển dung lượng trong cell rất linh hoạt Công nghệ này

có thể nói là công nghệ tiên tiến hơn rất nhiều so với các công nghệ đã nêu trên,được Sfone, EVN-Telecom, Hà nội Telecom - là những nhà khai thác mạng thôngtin di động ra sau - chọn lựa sử dụng Tuy nhiên tần số sử dụng có khác nhau: Sfone

sử dụng tần số 800Hz, EVN-Telecom sử dụng tần số 450Hz, điều này cũng rất quantrọng vì ở dải tần số thấp, tín hiệu dễ bị nhiễu, do đó phải đầu tư thêm các thiết bịchống nhiễu mới đảm bảo chất lượng tín hiệu.

2.3 Cấu trúc hệ thống thông tin di động CDMA

CDMA là hệ thống di động số sử dụng công nghệ đa truy cập theo mã có cấutrúc hệ thông gồm bốn phần chính sau:

Máy di động MS (Mobile Station)

Hệ thống trạm gốc BSS (Basic Station System)

Hệ thống chuyển mạch SS (Switching System)

Trung tâm vận hành, bảo dưỡng OMC (Operation and Maintenance Center)

2.3.1 Máy di động MS

Một máy điện thoại di động gồm hai thành phần chính: Thiết bị di động hayđầu cuối là thiết bị tích hợp các khối mạch chức năng như: mã hóa, điều chế,khuyếch đại…dùng để thu tín hiệu vô tuyến và tái tạo lại dạng tín hiệu ban đầu;Module nhận thực thuê bao SIM là một Card thông minh dùng để nhận dạng đầucuối, mỗi SIM Card có một mã số nhận dạng cá nhân dùng để nhận thực thuê bao

2.3.2 Hệ thống trạm gốc BSS

BSS kết nối máy di động với MSC(Mobile Services Switching Center) Chịu

trách nhiệm về việc phát và thu sóng vô tuyến BSS chia làm hai phần:

+ Trạm thu phát gốc, BTS(Basic Transceiver Station): gồm bộ thu phát và các

anten sử dụng trong mỗi cell Một BTS thường được đặt ở vị trí trung tâm của mộtcell BTS đảm nhiệm chính về các chức năng vô tuyến trong hệ thống

+ Bộ điều khiển trạm gốc, BSC(Basic Station Controller): điều khiển một

nhóm BTS và quản lý tài nguyên vô tuyến BSC chịu trách nhiệm điều khiển việcnhảy tần, các chức năng tổng đài và điều khiển các mức công suất tần số vô tuyếncủa BTS

2.3.3 Hệ thống chuyển mạch SS

Hệ thống chuyển mạch SS chịu trách nhiệm quản lý thông tin giữa người sửdụng di động đến các người sử dụng khác như người sử dụng di động , người sử

dụng ISDN(Integrated Service Digital Network), người sử dụng điện thoại cố

định…nó còn bao gồm các cơ sở dữ liệu cần thiết để lưu trữ thông tin về thuê bao.Một số các đơn vị chức năng trong SS gồm:

+ Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động, MSC(Mobile services Switching

Center): đây là thành phần trung tâm của khối SS, thực hiện các chức năng chuyển

mạch của mạng và cung cấp kết nối đến các mạng khác

+ Thanh ghi định vị thường trú, HLR(Home Location Register): HLR được

xem là một rất cơ sở dữ liệu quan trọng lưu trữ các thông tin về thuê bao thuộc vùng

phủ sóng của MSC Nó còn lưu trữ vị trí hiện tại của các thuê bao cũng như các dịch

vụ thuê bao mà đang được sử dụng

+ Thanh ghi định vị tạm trú, VLR(Visitor Location Register): lưu trữ các thông

tin cần thiết để cung cấp dịch vụ thuê bao cho các máy di động từ xa đến Khi mộtthuê bao nhập vào vùng phủ sóng của một MSC mới, VLR sẽ kết hợp với MSC yêucầu các thông tin về thuê bao này từ HLR tương ứng, lúc này VLR sẽ có đủ thôngtin để đảm bảo cung cấp dịch vụ thuê bao mà không cần hỏi lại HLR mỗi lần thiếtlập cuộc gọi.VLR luôn đi kèm với một MSC do đó vùng phục vụ dưới sự điều khiểncủa MSC cũng là vùng dưới sự điều khiển của VLR đó

+ Trung tâm nhận thực, AuC(Authentication Center): Thanh ghi AuC được

dùng cho mục đích bảo mật Nó cung cấp các tham số cần thiết cho chức năng nhậnthực và mã hoá Các tham số này giúp xác minh sự nhận dạng thuê bao

+ Thanh ghi nhận dạng thiết bị, EIR(Equipment Identity Register): EIR cũng

được dùng cho mục đích bảo mật Nó là một thanh ghi lưu thữ các thông tin về cácthiết bị di động

+ Cổng MSC, GMSC(Gate MSC): điểm kết nối giữa hai mạng Cổng MSC là

nơi giao tiếp giữa mạng di động và mạng cố định Nó chịu trách nhiệm định tuyếncuộc gọi từ mạng cố định đến mạng di động và ngược lại

2.3.4 Trung tâm vận hành bảo dưỡng OMC

OMC được kết nối đến các thành phần khác nhau của MSC và đến BSC đểđiều khiển và giám sát hệ thống MSC Nó còn chịu trách nhiệm điều khiển lưulượng của BSS

2.4 Nguyên lý kỹ thuật mạng CDMA

CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùngkênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi Những người sử dụng nói trên đượcphân biệt lẫn nhau nhờ một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai Kênh vô tuyếnđược dùng lại ở mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng được phân biệtnhau nhờ mã trải phổ ngẫu nhiên Một kênh CDMA rộng 1,23 MHz với hai dải biên

phòng vệ 0,27 MHz, tổng cộng 1,77 MHz CDMA dùng mã trải phổ có tốc độ cắt(chip rate) 1,2288 MHz Dòng dữ liệu gốc được mã hoá và điều chế ở tốc độ cắt.

Tốc độ này chínhlà tốc độ mã đầu ra (mã trải phổ ngẫu nhiên, PN-PseudoNoise: giả

tạp âm) của máy phát PN

Để nén phổ trở lại dữliệu gốc thì máy thu phải dùng mã trãi phổ PN chính xácnhư khi tín hiệu được xử lý ở máy phát Nếu mã PN ở máy thu khác hoặc khôngđồng bộ với mã PN tương ứng ở máy phát thì tin tức không thể thu nhận được.Trong CDMA sự trải phổ tín hiệu đã phân bố năng lương tín hiệu vào một dảitần rất rộng hơn phổ gốc của tín hiệu gốc Ở phía thu, phổ của tín hiệu lại được néntrở lại về phổ của tín hiệu gốc (xem hình 1.4)

2.5 Các đặc tính của CDMA

2.5.1 Tính đa dạng của phân tập

Trong hệ thống điều chế băng hẹp như điều chế FM analog sử dụng trong hệthống điện thoại tổ ong thế hệ đầu tiên thì tính đa đường tạo nên nhiều fadingnghiêm trọng Tính nghiêm trọng của vấn đề fading đa đường được giảm đi trongđiều chế CDMA băng rộng vì các tín hiệu qua các đường khác nhau được thu nhận

Máy thu dùng bản sao mã PN để nén phổ

Hình 2.2 Phổ trong quá trình phát và thu CDMA

một cách độc lập Fading đa đường không thể loại trừ hoàn toàn được vì với cáchiện tượng fading đa đường xảy ra liên tục do đó bộ giải điều chế không thể xử lýtín hiệu thu một cách độc lập được.

2.5.2 Điều khiển công suất CDMA

Ở các hệ thống thông tin di động tổ ong CDMA, các máy di động đều phátchung ở một tần số ở cùng một thời gian nên chúng gây nhiễu đồng kênh với nhau.Chất lượng truyền dẫn của đường truyền vô tuyến đối với từng người sử dụng trongmôi trường đa người sử dụng phụ thuộc vào tỷ số Eb/No, trong đó Eb là năng lượngbit còn No là mật độ tạp âm trắng GAUS cộng bao gồm tự tạp âmvà tạp âm quy đổi

từ máy phát của người sử dụng khác Để đảm bảo tỷ số Eb/No không đổi và lớn hơnngưỡng yêu cầu cần điều khiển công suất của các máy phát của người sử dụng theokhoảng cách của nó với trạm gốc Nếu ở các hệ thống FDMA và TDMA việc điềukhiển công suất không ảnh hưởng đến dung lượng thì ở hệ thống CDMA việc điềukhiển công suất là bắt buộc và điều khiển công suất phải nhanh nếu không dunglương hệ thống sẽ giảm

Dung lượng của hệ thống CDMA đạt giá trị cực đại nếu công suất phát củamáy di động được điều khiển sao cho ở trạm gốc công suất thu được là như nhau đốitất cả các người sử dụng Điều khiển công suất được sử dụng cho đường lên đểtránh hiện tượng gần xa và giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu lên dung lượng hệthống Ngoài việc giảm hiện tượng gần xa, điều khiển công suất còn được sử dụng

để làm giảm hiện tượng che tối và duy trì công suất phát trên một người sử dụng,cần thiết đảm bảo tỷ số lỗi bit ở mức cho trước ở mức tối thiểu Như vậy điều khiểncông suất còn giúp phần nào làm tăng tuổi thọ pin của máy cầm tay

2.5.3 Công suất phát thấp

Việc giảm tỷ số Eb/No (tương ứng với tỷ số tín hiệu/nhiễu) chấp nhận đượckhông chỉ làm tăng dung lượng hệ thống mà còn làm giảm công suất phát yêu cầu đểkhắc phục tạp âm và giao thoa Việc giảm này nghĩa là giảm công suất phát yêu cầuđối với máy di động Nó làm giảm giá thành và cho phép hoạt động trong các vùng