THUYẾT TRÌNH KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

THUYẾT TRÌNH KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

CƠ SỞ VIỄN THÔNG

KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

THUYẾT TRÌNH KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

GVHD: NGUYỄN THỊ BẢO THƯ

Nhóm 2

SEMINA: CƠ SỞ VIỄN THÔNG

TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP DS/SS

KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN FH/SS

ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

TRONG THƯƠNG MẠI

Tổng Quan

 Kĩ thuật trải phổ là 1 công nghệ được sử dụng nhiều trong thực tế vì nó

có đặc tính chống nhiều và bảo mật rất cao Ngày nay nó là thành phần tất yếu trong các hệ thống thông tin vô tuyến lớn

 CDMA sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp( DSSS) ,

 GPS là hệ thống trải phổ lớn nhất thế giới , các Wlan như WIFI hay Bluetooth

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

Phân Loại

 Trải phổ dãy trực tiếp (DS/SS)

Quá trình đạt được bằng cách nhân nguồn tín hiệu vào với tín hiệu mã giả ngẫu nhiên một cách trực tiếp tín hiệu trải phổ đưa ra có độ rộng phổ xấp xỉ tốc độ của mã giả ngẫu nhiên

 Trải phổ nhảy tần

Quá trính trải phổ đạt được bằng cách nhảy tần số sóng mang trên một tập lớn các tần số.Sự nhảy tần của tần số sóng mang được quyết định của các mã nhảy tần có dạng giả ngẫu nhiên được điều khiển bởi các từ mã trải phổ PN

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

Nguyên lý trải phổ

Nguyên lý chung

 Nguyên lý trải phổ là cung cấp tất cả các tiềm năng tần số và thời gian đồng thời cho mọi thuê bao, khống chế mức công suất phát từ mỗi thuê bao đủ để duy trì một tỷ số tín hiệu/tạp âm theo mức chất lượng yêu cầu Mỗi thuê bao sử dụng một tín hiệu băng rộng như tạp âm chiếm toàn bộ dải tần phân bố Theo cách đó mỗi thuê bao tham gia vào tạp âm nền

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

Kĩ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp

Hệ thống DS/SS được trải phổ bằng cách cộng module 2 dữ liệu gốc với mã giả ngẫu nhiên Tín hiệu sau khi trộn sẽ điều chế một sóng mang theo BPSK,

QPSK…

 Máy thu dùng mã giả ngẫu nhiên được tạo ra giống như bên phát cộng module

2 với tín hiệu thu được, thực hiện giải trải phổ để lấy tín hiệu mong muốn Đây là

hệ thống được biết đến nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ Là hệ thống tương đối đơn giản vì nó không yêu cầu tốc độ tổng hợp tần số cao dụng

mã trải phổ băng rộng để điều chế tín hiệu sóng mang chứa thông tin.Trong phương pháp này mã trải phố trực tiếp tham gia vào quá trình điều chế , còn trong các dạng trải phổ khác mã trải phổ chỉ dùng để điều khiển tần số hay thời gian truyền dẫn sóng mang

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

c Tc

t T

www.themegallery.com 11

br

c b

E

T E

 Được phát minh bởi nữ diễn viên Hollywood Hedy Lamarr

 Là kĩ thuật điều chế trong đó tần số sóng mang nhảy trên các dải tần khác nhau

 Được thiết kế đầu tiên với mục đích quân sự chia 83,5 Mhz phổ thành 79 kênh , mỗi kênh 1Mhz công tác tại tần số 900Mhz, tốc độ nhảy tần khoảng 2,5 hops/s (US)

 Wlan sử dụng băng tần 2.4 Ghz đến 2,4835 Ghz cũng chia thành 79 kênh mỗi kênh 1Mhz

Nguyên lý chung trải phổ nhảy tần

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

Kỹ thuật trải phổ nhảy tần FH/SS là sự chuyển dịch sóng mang có tần số được

 chọn theo mã trong một tập hợp các tần số Độ rộng toàn bộ băng tần được chia nhỏ thành các khe tần số không lấn lên nhau Chuỗi mã PN sẽ xác định khe tần số nào được dùng để truyền tin trong một khoảng thời gian nhất định

 Khác với trải phổ chuỗi trực tiếp, ở trải phổ nhảy tần mã trải phổ không trực tiếp điều chế tín hiệu mà được dùng để điều khiển bộ tổ hợp tần số tạo ra các tần số khác nhau

 Tốc độ nhảy tần có thể nhanh hơn hay chậm hơn tốc độ số liệu Tương ứng có hai trường hợp là: nhảy tần nhanh và nhảy tần chậm

Kỹ thuật trải phổ nhảy tần

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

Phân loại dựa trên tương quan giữa tốc độ nhảy tần RH và tốc độ điều chế RS

 NÕu RH lµ béi cña RS thì ta có nhảy tần nhanh

 NÕu RS lµ béi cña RH thì ta có nhảy tần chậm

Phân loại theo kiểu điều chế và giải điều chế ta có 2 loại :

 Hệ thống nhảy tần kết hợp (Coherent FH/SS)

 Hệ thống nhảy không tần kết hợp (Non Coherent FH/SS)

Mô hình hệ thống trải phổ nhảy tần

 Ở phía phát dữ liệu d(t) được đưa tới bộ điều chế MFSK

để điều chế sóng mang sau đó được đưa tới điều chế nhảy tần với mã nhảy tần giả ngẫu nhiên

 Ở phía thu quá trình diễn ra ngược lại,tín hiệu đi qua bộ giải điều chế nhảy tần đễ khôi phục lại sóng mang, sau đó sóng mang này đi qua bộ giải điều chế MFSK thông thường để khôi phục lại dữ liệu

Ở cả máy thu và máy phát đều có bộ tạo mã PN gồm k chíp mã tương ứng với 1 từ tần số

Hoạt động của trải phổ nhảy tần

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

 Tại máy thu, sóng mang được nhân với một sóng mang chưa điều chế được tạo ra giống hệt bên phát Sóng mang này được tạo ra nhờ bộ tạo mã PN giống như bên phát điều khiển bộ tổ hợp tần số để tạo ra tần một tần số thích hợp Như vậy, Sự chuyển dịch tần số giả ngẫu nhiên ở bên phát sẽ được loại bỏ tại nơi thu

 Trong đó ∆f là khoảng cách giữa các tần số lân cận, thường được chọn bằng 1/Th

 Biểu đồ tần số cho hệ thống FH với tốc độ nhảy tần bằng 3 lần tốc độ số liệu như biểu đồ trên

Các ưu nhược điểm trải phổ nhảy tần

 Giảm fading đa đường do tín hiệu được các sóng mang có tần số khác nhau

 Sử dụng 1 phần dải thông nhỏ ở mỗi thời điểm

Nhược điểm :

 Phụ thuộc nhiều vào các yếu tố môi trường

 Dễ bị phát hiện hơn DSSS

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong hệ thống thương mại

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

1. Thông tin vệ tinh

.Những tiến bộ của công nghệ vi điện tử cho phép thực hiện 1 số sử lí tín hiệu

(giải điều chế, lọc và điều chế lại) ngay trên vệ tinh trước khi phát các tín hiệu đường xuống Việc sử lí tín hiệu ngay trên vệ tinh có ưu điểm trong mã/giải mã và khử nhiễu Ngoài ra người ta dùng việc trong hệ thống thông tin

.Ưu điểm trải phổ trong thông tin vệ tinh để chuyển tiếp chính của các hệ thống

thông tin vệ tinh sử dụng kỹ thuật trải phổ là nó có vùng phủ rộng, rất phù hợp cho thông tin với các địa điểm ở xa So với các hệ thống mặt đất, các đường truyền vệ tinh ít bị pha đinh kênh hơn

 Ở đây một vài trạm mặt đất cả lớn cả nhỏ liên lạc với vệ tinh bằng cách phát và

thu các tín hiệu đến và đi từ vệ tinh Tần số sóng mang đường lên khác với tần

số sóng mang đường xuống Đối với các hệ thống FDMA, các người dùng (trạm mặt đất) sử dụng các tần số sóng mang khác nhau (tránh nhau về tần số).Trong các hệ thống TDMA, các người dùng khác nhau phát tại các khe thời gian khác nhau, như vậy chúng tránh nhau về thời gian

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong hệ thống thương mại

 Tham số quan trọng trong việc tính toán hiệu suất của hệ thống thông tin số là tỉ

số giữa năng lượng bít tín hiệu và mật phổ công suất tạp âm (SNR), có liên quan chặt chẽ với tỉ số sóng mang trên tạp âm (CNR)

 Sử dụng đặc tính băng thông của kỹ thuật trải phổ để có thể thành lập tỉ số tín/tạp

theo mong muốn của người sử dụng

 Việc phân tích công suất tín hiệu và công suất tạp từ máy phát đến máy thu được

gọi là phân tích quĩ đường truyền

 Mỗi vệ tinh trong hệ thống GPS phát 2 tín hiệu DS/SS: tín hiệu Link 1 (L1) và tín

hiệu Link 2 (L2) Tín hiệu L1 mang mã đo cự li chính xác (mã P) và mã đo cự li thô/nhận biết (mã C/A) Tín hiệu L2 mang mã đo cự li chính xác cho các ứng dụng quân sự L2 sử dụng tần số mang 1227.6 MHz Tần số mang của L1 là 1575.42 MHz L1 là tín hiệu QPSK, với mã C/A ngắn trong kênh cùng pha (kênh I)

và mã P rất dài trong kênh vuông pha (kênh Q) Để phân biệt các vệ tinh, mỗi vệ tinh sử dụng mã C/A và mã P khác với các vệ tinh khác

Ứng dụng kĩ thuật trải phổ trong hệ thống thương mại

CƠ

SỞ

VIỄN

THÔNG

4 VÔ TUYẾN DI ĐỘNG ĐA TRUY NHẬP NHẢY TẦN

 Hệ thống CDMA sử dụng DS/SS đã được nghiên cứu chi tiết Ta cũng có thể sử

dụng các kĩ thuật trải phổ khác cho các hệ thống CDMA

 Mô tả 1 hệ thống sử dụng kĩ thuật FH kết hợp với MFSK

 Hệ thống được xây dựng trên cơ sở kỹ thuật trải phổ trực tiếp

. Các dãy PN đã được sử dụng trong radar xung để tăng độ phân biệt của hệ

thống Trong phần này ta miêu tả điều này được thực hiện như thế nào

.Xét hệ thống radar xung Một dạng sóng xung qt chế sóng mang Nhằm mục

đích thảo luận, giả sử qt là xung vuông có độ q t Tín hiệu trở về từ mục tiêu là

độ trễ truyền sóng, mang thông tin về cự li của mục tiêu, d f là dịch tần

.Cơ chế này sử dụng kỹ thuật trải phổ nhảy tần theo bước sóng

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của giảng viên Nguyễn Thị Bảo

Thư và sự giúp đỡ của các bạn sinh viên lớp DHDT5LTTB đã giúp nhóm chúng em

hoàn thành bài thuyết trình này Nhóm chúng em rất mong nhận được sự đóng góp phản hồi từ phía cô giáo và các bạn để bài thuyết trình hoàn thiện hơn

Chúc cô giáo dồi dào sức khoẻ để tiếp tục nâng đỡ chúng em trên con đường học tập! Chúc các bạn trong lớp thành công với bài thuyết trình của nhóm mình!

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

CHÚC MỌI NGƯỜI CUỐI TUẦN VUI VẺ!

Thank You !