các đặc trưng cơ bản của thông tin trải phổ

Do vậy, đ ồ án nà y sẽ tập trung vào nghiên cứu các đặ c trưng cơ bản của thông tin trải phổ và khả năng ứng dụng trong hệ thống thông tin di đ ộng tế bào CDMA.. Ví dụ như hệ thống thông

Mục lục

chương i

Các phương pháp trải phổ 5

1.1 Gi ới thiệ u 5

1.2 Hai vấn đ ề cơ bản của thông tin 6

1.2.1 Pluse-Noise-Jamming (gâ y nhiễ u dạng trong tạp â m) 6

1.2.2 Xác suất phát hiệ n thấp 8

1.3 Các hệ thống trải phổ 10

1.3.1 Trải phổ chuỗi trực tiế p BPSK 11

1.3.2 Điề u chế QPSK DS/SS 18

1.3.3 Trải phổ nhảy tầ n chậm không liên kế t 24

1.3.4 Trải phổ nhảy tầ n nhanh không liên kế t 27

1.3.5 Kế t h ợp trải phổ chuỗi trực tiế p/ trải phổ nhảy tần 29

1.4 Cách tạo và đặ c đ iể m của chuỗi giả ngẫu nhiên PN 30

1.4.1 Đị nh nghĩ a và nề n tảng toán học 30

1.4.2 Cấu hì nh bộ tạo chuỗi M 32

1.4.3 Phổ công suất của chuỗi M 34

1.4.4 Độ an toà n của chuỗi m 36

1.5 Đồng bộ trong hệ thống trải phổ 37

1.5.1 Bắt đồng bộ 38

1.5.2 Bỏm mó 40

chương 2 Hệ thống IS-95 (CDMA) 41

2.1 Tæ ng quan hÖ thèng CDMA 41

2.1.1 Nguyªn lý CDMA 42

2.1.2 CÊu h× nh hÖ thèng: 44

2.2 §−êng xuèng 53

2.3 §−êng lªn 57

2.4 Dung l−îng cña hÖ thèng CDMA 57

2.5 §iÒ u chØ nh c«ng suÊt 62

ch−¬ng iii TÝ nh to¸n dung l−îng hÖ thèng CDMA 66

3.1 Tæ ng quan 66

3.2 TÝ nh to¸n dung l−îng CDMA 68

3.2.1 TÝ nh dung l−în g CDMA ® ¬n bµo 68

3.2.2 TÝ nh to¸n dung l−îng cña hÖ thèng CDMA ® a bµo 71

3.1.2.1 Dung l−îng ® −êng xuèng cña hÖ thèng CDMA ® a bµo 71

3.2.2.2 Dung l−îng ®−êng lªn cña hÖ thèng CDMA 79

3.3 So s¸nh dung l−îng v« tuyÕ n gi÷ a fdma, tdma, cdma 82

3.3.1 M«i tr−êng gi íi h¹n theo t¹p © m 82

3.3.2 M«i tr−êng gi íi h¹n bëi nhiÔ u 85

kÕt luËn 89

tµi liÖu tham kh¶o 90

lời nói đầu

Lý thuyế t trải phổ đ ã đ ược xâ y dựng từ nhữ ng năm 1950và đ ược áp dụng trong thông tin quâ n sự từ nhữ ng năm 1960, v ới mục đ í ch hạn chế tác đ ộng của việ c gâ y nhiễ u tí n hiệ u và che dấu tí n hiệ u tránh đ ể thu trộm Điề u này có thể thực hiệ n bằ ng cách trải phổ tí n hiệ u t ới đ ộ rộng băng tầ n cần thiế t làm cho tí n hiệ u bị che lấp bởi tạp â m

Điề u chế trải phổ khi đ ược sử dụng kế t hợp v ới kĩ thuật đ a truy nhập phâ n chia theo mã đ ang đ ược đ ề xuất cho việ c sử dụng hoặ c ứng dụng trong nhiề u lĩ nh vực m ới và đặ c biệ t cho hiệ u quả tốt ở các hệ thống thông tin di đ ộng tế bào Hệ thống nà y cho hiệ u quả sử dụng dải tầ n hơ n hẳ n so v ới các hệ thống FDMA và TDMA Khi áp dụng công nghệ CDMA cho hệ thống thông tin di đ ộng tế bà o sẽ

đ ạt đ ược dung lượng hệ thống cao hơ n nhờ đặ c tí nh mề m dẻo về dung lượng, nó cho phé p cải thiệ n chất lượng truyề n dẫn trong môi trường pha đ inh nhiề u tia

đ ồng thời giảm thiể u xuyên nhiễ u trong môi trường nhiề u người sử dụng và giải quyế t tốt vấn đ ề gầ n xa Ngoà i ra, nó còn cung cấp chức năng bảo mật cuộc gọi mức đ ộ cao và khả năng chuyể n giao mề m dựa trên nguyên tắ c kế t nối “nối trước khi cắ t” đ ảm bảo không xảy ra gián đ oạn thông tin trong quá trì nh chuyể n giao Các mạng CDMA thươ ng mại đ ã đ ược đ ưa và o khai thác tại nhiề u nước trên thế gi ới cũng như trong khu vực ở nước ta hiệ n nay kĩ thuật trải phổ và hệ thống thông tin di đ ộng sử dụng kĩ thuật CDMA m ới chỉ đ ược đ ưa và o thử nghiệ m Do vậy, đ ồ án nà y sẽ tập trung vào nghiên cứu các đặ c trưng cơ bản của thông tin trải phổ và khả năng ứng dụng trong hệ thống thông tin di đ ộng tế bào CDMA Nội dung đ ồ án bao gồm 3 chươ ng:

Chươ ng I : Các phương pháp trải phổ Trì nh bày những khái quát chung nhất

về thông tin trải phổ là các khái niệ m và đặc tí nh của kĩ thuật trải phổ

Chươ ng II : Hệ thống IS – 95 (DS/CDMA) Trì nh bà y cơ sở của hệ thống

thông tin di đ ộng

Chươ ng III : Tí nh toán dung l ượng hệ thống CDMA Xem xé t dung

lượng của hệ thống CDMA đ a tế bào

Em xin châ n thành cảm ơ n thầy giáo TS Đỗ quốc trinh đ ã tận tì nh hướng dẫ n và giúp đ ỡ em hoà n thà nh nội dung của đ ồ án Do trì nh đ ộ và thời gian có hạn nên trong quá trì nh thực hiệ n còn có nhiề u sai sót Kí nh mong đ ược

sự đ óng góp ý kiế n của các thầy giáo và các bạn có quan tâ m đế n

Hà nội 02/2004

đ ược chọn lựa sao cho có thể sử dụng khá hiệ u quả công suất và băng thông còn các bộ giải mã đ iề u chế đ ược thiế t kế sao cho có đ ược xác suất lỗi bí t là nhỏ nhất Để đ ạt đ ược đ iề u này người ta thực hiệ n các phé p so sánh dựa trên băng tầ n

và Eb/N0 yêu cầ u bởi Modem

Mặ c d ù các kênh thông tin thực đ ược mô hì nh hoá một cách chí nh xác giống như nhữ ng kênh AWGN dừng, còn có nhữ ng kênh quan trọng khác không ph ù h ợp

v ới mô hì nh này Ví dụ như hệ thống thông tin quâ n sự có thể bị nhiễ u do xung liên tục gầ n tầ n số trung tâ m của Modem, hay do chí nh tí n hiệ u từ Modem truyề n lại bị

mé o Trong nhữ ng trường h ợp như vậy, nhiễ u không thể nào đ ược mô hì nh hoá giống như tí n hiệ u AWGN dừng Một bộ gâ y nhiễ u khác có thể phát AWGN nhưng

tí n hiệ u nhiễ u có thể là tí n hiệ u xung Một loại nhiễ u khác, không thí ch h ợp v ới mô hì nh AWGN xuất hiệ n khi có nhiề u đ ường truyề n giữ a máy phát hoặ c máy thu Hiệ n tượng này gọi là hiệ n tượng thu đ a đ ường, và là vấn đ ề trong vô tuyế n vi ba nhì n thẳ ng, nhưng còn chứng minh vô tuyế n đ ược dùng đ ể truyề n tí n hiệ u thoại

đ ường dài, di đ ộng trong thành phố và nhữ ng nơ i khác nữ a

Chươ ng này sẽ chỉ rõ cho ta biế t kỹ thuật đ iề u chế và dải đ iề u chế đ ược sử dụng nhằm mục đ í ch giảm nhẹ nhữ ng ảnh hưởng xấu của nhữ ng loại nhiễ u đ ã mô tả ở trên Kỹ thuật đ iề u chế và dải đ iề u chế này đ ược gọi là kỹ thuật trải phổ , do băng tầ n truyề n dẫn đ ược sử dụng là l ớn hơ n rất nhiề u so v ới băng tầ n tối thiể u

d ùng cho việ c thông tin số Để nhận biế t thông tin trải phổ phải có nhữ ng đặ c đ iể m sau:

1.Năng lượng tí n hiệ u phát đ i phải chiế m băng tần l ớn hơ n so v ới tốc đ ộ

bí t thông tin, và nó hoà n toàn đ ộc lập v ới tốc đ ộ bí t thông tin này

2 Quá trì nh giải đ iề u chế phải thực hiệ n bằng cách lấy tươ ng quan tí n hiệ u thu đ ược với bản sao của tí n hiệ u sử dụng tại máy phát đ ể trải tí n hiệ u

Có một số kỹ thuật đ iề u chế sử dụng băng tầ n truyề n dẫn l ớn hơ n nhiề u lần

so v ới băng tầ n tối thiể u nhưng không phải là đ iề u chế trải phổ Mã hoá tốc đ ộ thấp cũng là m tăng băng tầ n truyề n dẫn nhưng không đ áp ứng v ới nhữ ng đ iề u kiệ n đ ã nêu ở trên Điề u chế tần số băng rộng cũng là m tăng băng thông truyề n dẫn nhưng không phải là trải phổ Kỹ thuật trải phổ có thể rất hữ u í ch khi giải quyế t nhiề u vấn đ ề về thông tin Nhữ ng l ợi í ch đ ạt đ ược qua việ c sử dụng kỹ thuật trải phổ đ ược gọi là tăng í ch xử lý của hệ thống trải phổ Điề u đ ó có nghĩ a

là đ ộ tăng í ch xử lý là hiệ u giữ a chất lượng hệ thống d ùng kỹ thuật trải phổ và chất lượng hệ thống không d ùng kỹ thuật trải phổ , còn tất cả nhữ ng thứ khác là như nhau Nó đ ược tí nh gầ n đ úng bằ ng tỉ số giữ a băng thông trải phổ và tốc đ ộ thông tin

Chươ ng này nhằm cung cấp thêm nhữ ng thông tin giúp cho việ c nghiên cứu các

hệ thống trải phổ và đ ể gi ới thiệ u các hệ thống trải phổ đ ược sử dụng rộng rãi nhất

1.2 Hai vấn đề cơ bản của thông tin

1.2.1 Pluse-Noise-Jamming (gâ y nhiễ u dạng trong tạp â m).

Chúng ta xem xé t hệ thống thông tin khoá dị ch pha liên kế t BPSK đ ược sử dụng khi có Pluse-Noise-Jamming Bộ Pluse-Noise-Jamming phát các xung tạp

â m trắ ng Gaussian có băng tần bị gi ới hạn và có năng lượng trung bì nh tổ ng cộng J t ới bộ thu Nó có thể chọn sao cho băng thông và tầ n số trung tâ m của tạp

â m giống như băng thông và tần số trung tâ m của máy thu Ngoài ra nó có thể lựa chọn hệ số chu kỳ xung nhằm tạo ra sự suy giảm l ớn nhấ t t ới đ ường thông tin trong khi vẫn duy trì công suất phát trung bì nh không đ ổ i Jở xác suất lỗi bí t của

hệ thống khoá dị ch pha liên kế t BPSK là Pb

(1.1) 0

2

N

E Q

b =

V íi N0: MËt ® é phæ n¨ng l−îng t¹p © m mét phÝ a thÓ hiÖ n t¹p © m nhiÖ t t¹i m¸y thu Khi ph¸t, bé Jammer t¹p © m t¨ng mËt ® é phæ n¨ng l−îng tõ N0 t íi

N0+NJ/P trong ® ã NJ = J/W lµ mËt ® é phæ n¨ng l−îng c«ng suÊt trung b× nh mét phÝ a vµ W lµ b¨ng th«ng truyÒ n dÉn bé Jammer Bé Jammer ph¸t sö dông hÖ sè sao cho x¸c suÊt lçi bÝ t trung b× nh b» ng :

2 2

) 1 (

N N

E pQ

N

E Q p

P b Jammer sÏ chän p ® Ó cùc ® ¹i Khi mét hÖ thèng ® −îc thiÕ t kÕ ho¹t ® éng trong m«i tr−êng Jamming nµy th× c«ng suÊt l ín nhÊt cã thÓ ® −îc sö dông vµ t¹p

© m nhiÖ t cã thÓ ® −îc bá qua Trong tr−êng h îp nµ y

P b

J

b P N E J

E

P b

N E E

P

/ 2

1 2

1 Π

b

2 ) 1

Gi¸ trÞ l ín nhÊt cña hµ m nµy cã thÓ ® ¹t ® −îc khi thùc hiÖ n ® ¹o hµm bËc nhÊt vµ cho nã b» ng 0 khi ® ã P=NI/2Eb vµ

TÊt nhiªn hÖ sè chu kú ph¶i nhá h¬ n hoÆ c b» ng 1 V× thÕ biÓ u thøc 1.5 chØ

d ïng khi Eb/NÍ < 0,5 th× ® −îc tÝ nh theo c«ng thøc 1.3 v íi P = 1 Chóng ta thÊy r» ng sù phô thuéc hµm mò cña s¸c xuÊt lçi bÝ t phô thuéc vµo tØ sè S/N trong biÓ u thøc 1.1 ® · ® −îc thay thÕ b»ng mèi quan hÖ tuyÕ n tÝ nh ng−îc trong 1.5

Ta cã thÓ thÊy r» ng t¹p © m xung bé Jammer g© y ra suy gi¶m ≈ 31,5dB t¹i vÞ trÝ s¸c xuÊt lçi bÝ t b»ng 10-5 Sù suy gi¶m l ín trong hÖ thèng do t¹p © m xung bé Jammer cã thÓ ® −îc lo¹i bá triÖ t ® Ó khi sö dông kÕ t hîp kü thuËt tr¶i phæ vµ viÖ c söa m· t¹i m¸y thu ® èi v íi c¸ch ho¸n vÞ thÝ ch h îp ViÖ c tr¶i phæ sÏ lµ m thay ® æ i to¹ ® é tõ Eb/NÍ t íi Eb K/ng−ìng v íi K lµ const vµ b»ng W/R, R:lµ tèc ® é d÷ liÖ u cña tr¶i phæ

M· hãa söa sai sÏ ® −îc sö dông ® Ó tr¶ l¹i tõ mèi quan hÖ tuyÕ n tÝ nh ng−îc gi÷ a x¸c suÊt lçi vµ tØ sè S/N vÒ mèi quan hÖ hµm mò nh− mong muèn Cuèi

c ïng ® Ó t¹o ra sù suy gi¶m l ín nhÊt bé Jammer cÇn biÕ t ® −îc gi¸ trÞ Eb/NÍ t¹i m¸y thu Cã nghÜ a lµ cÇ n biÕ t ® é suy gi¶m cña c¶ ® −êng thu-ph¸t vµ Jammer thu Trong m«i tr−êng chiÕ n thuËt viÖ c thùc hiÖ n ® −îc ® iÒu nµ y lµ rÊt khã kh¨n, v× thÕ c¸c kÕ t qu¶ th−êng lµ tr−êng hîp xÊ u nhÊt Ngoµ i ra bé Jammer thùc bÞ gi íi h¹n

ë n¨ng l−îng ® Ø nh ® Çu ra vµ sÏ kh«ng thÓ sö dông hÖ sè c«ng suÊt nhá tuú ý

MÆ c d ï cã nh÷ ng h¹n chÕ nh− vËy nh−ng bé nhiÔ u xung vÉn lµ c¸c mèi ® e do¹

® èi v íi c¸c hÖ thèng th«ng tin qu© n sù

1.2.2 X¸c suÊt ph¸t hiÖ n thÊp

Cã nh÷ ng tr−êng h îp ng−êi ta mong muèn r» ng ® −êng th«ng tin ® −îc ho¹t

® éng mµ kh«ng biÕ t c¸c bªn tham gia HÖ thèng th«ng tin LPD ® −îc thiÕ t kÕ sao cho chØ cã m¸y thu mong muèn ph¸t hiÖ n ® −îc §iÒ u nµy, tÊt nhiªn ngô ý r» ng

v íi n¨ng l−îng tÝ n hiÖ u nhá nhÊt theo yªu cÇ u mµ vÉn cã thÓ ® ¹t ® −îc chÊt l−îng

cô thÓ cña mét hÖ thèng ® −îc sö dông Môc ® Ý ch cña hÖ thèng th«ng tin LPD lµ

sö dông thùc hiÖ n mµ cho x¸c suÊt ph¸t hiÖ n lµ nhá nhÊt trong mét vµi kho¶ng thêi gian C¸c kü thuËt tr¶i phæ cã thÓ gióp ® ì ® ¸ng kÓ ng−êi thiÕ t kÕ hÖ thèng ® Ó

® ¹t ® −îc môc ® Ý ch nµ y

Gi¶ sö bé ph¸t hiÖ n ® ang sö dông lµ bé ® o bøc x¹ Bé ® o bøc x¹ ph¸t hiÖ n n¨ng l−îng nhËn ® −îc trong b¨ng tÇ n W tõ viÖ c läc b¨ng tÇ n, lÊy b× nh ph−¬ ng ® Çu

ra vµ läc tÝ ch ph© n trong thêi gian T, so s¸nh gi¸ trÞ t¹i thêi ® iÓ m T v íi ng−ìng nh−

® −îc miªu t¶ trong h× nh (9.2) NÕ u nh− t¹i thêi ® iÓ m T gi¸ trÞ ® Çu ra bé läc l ín h¬ n

ng−ìng th× cã tÝ n hiÖ u, ng−îc l¹i th× kh«ng cã tÝ n hiÖ u ChÊt l−îng bé ® o bøc x¹ nhiÖ t ® −îc x¸c ® Þ nh khi hµm mËt ® é x¸c suÊt t¹i ® Çu ra bé tÝ ch ph© n ë thêi ® iÓ m T

® −îc x¸c ® Þ nh Hµm mËt ® é x¸c suÊt nµy ® −îc sö dông ® Ó tÝ nh to¸n x¸c suÊt ph¸t hiÖ n Pd ph¸t hiÖ n tÝ n hiÖ u vµ x¸c suÊt thÊt b¹i khi chØ cã t¹p © m ® ¬ n Pt©

( )dt

∫

τ

τ 0 .1

H× nh 1.2: Bé ph¸t hiÖ n tÝ n hiÖ u Hai c¸ch lÊy xÊp xØ nµ y th−êng ® −îc d ïng cho c¸c sè liÖ u ë ® Çu ra bé tÝ ch

ph© n cña thiÕ t bÞ ® o bøc x¹ Mét lo¹i sö dông c¸c sè liÖ u thèng kª x (Khi) b× nh

ph−¬ ng kh«ng trung t© m ® èi v íi tr−êng hîp tÝ n hiÖ u + t¹p © m t¹i lèi vµ o vµ trung t© m khi chØ cã mét m× nh t¹p © m Cã thÓ xÊp xØ lÇn n÷ a b»ng thèng kª khi (x) b× nh ph−¬ ng trung t© m trong tr−êng h îp tÝ n hiÖ u + t¹p © m nÕ u cã c¸c ® iÒu chØ nh thÝ ch h îp ë bËc tù do cña x b× nh ph−¬ ng vµ nhiÔ u ë ng−ìng ® èi v íi bé ph¸t hiÖ n Lo¹i thø 2 ® −îc sö dông khi tÝ ch b¨ng th«ng TW cña tÝ n hiÖ u lµ l ín C¸c ph−¬ ng tr× nh thu ® −îc trong tr−êng h îp nµ y lµ:

S TW K Q

P d

2 0

K0 lµ hÖ sè ng−ìng th−êng cè ® Þnh cho x¸c suÊt c¶nh b¸o nhÇ m cè ® Þ nh

Tû sè S/N t¹i ® Çu ra bé läc th«ng d¶i nhá h¬ n ES/N0 mét gi¸ trÞ lµ TW phô thuéc vµ o phÝ a quan t© m lµ bé chÆ n hay bé th«ng tin ta cã thÓ lùa chän mét trong

hai chiÕ n l−îc (Ph−¬ng ph¸p) sau

1) Nế u là bộ chặ n, có thể xâ y dựng đ ược bộ thu có tạp â m thấp nhất, tí ch

phâ n thời gian dà i nhất có thể (toà n bộ khoảng thời gian thông tin) v ới bộ lọc thông dải lối vào đ ạt đ ược bằ ng dải thông của tí n hiệ u (ở trung tâ m) đ iề u này

có thể thực hiệ n đ ược trong khi chấp nhận xác suất cảnh báo nhầ m l ớn nhất 2) Nế u là bộ thông tin, thực hiệ n trải đ ược chấp nhận trên toà n dải và hoạt

đ ộng v ới năng lượng nhỏ nhất có thể trong khoảng T nhỏ nhất có thể

1.3 Các hệ thống trải phổ

Một tí n hiệ u trải phổ băng thông rộng đ ược tạo ra bằng cách đ iề u chế sóng mang một dữ liệ u đ ã đ ược đ iề u chế sóng mang v ới một tí n hiệ u có phổ tần đ ược trải rộng Điề u chế trải phổ có thể là đ iề u chế pha hoặ c thay đ ổ i nhanh tầ n số sóng mang, hoặ c là sự kế t h ợp của 2 phươ ng pháp trên c ùng nhữ ng công nghệ khác nữ a Khi việ c trải phổ đ ược thực hiệ n theo phươ ng pháp đ iề u pha thì tí n hiệ u thu

đ ược là tí n hiệ u trải phổ dãy trực tiế p (DS/SS) Còn khi việ c trải phổ bằng cách thay

đổ i nhanh tầ n số sóng mang thì ta thu đ ược tí n hiệ u nhảy tầ n Tất cả các kỹ thuật trên đ ược bàn luận theo các phần mục tiế p theo Tí n hiệ u trải phổ đ ược chọn có đặ c

tí nh sao cho việ c thực hiệ n giải đ iề u chế tí n hiệ u truyề n đ i bằng bộ thu đ ị nh trước là

dễ dàng còn bởi bộ thu không đ ịnh trước là khó nhất có thể Tí nh chất này để giúp cho bộ thu đ ị nh trước phâ n biệ t tốt đ ược giữ a thông tin và nhiễ u Nế u băng thông của tí n hiệ u trải phổ đ ược rộng hơ n băng thông của dữ liệ u thì băng thông của truyề n thông trải phổ bị chi phối bởi tí n hiệ u trải và hầu như không phụ thuộc vào dữ liệ u

1.3.1 Trải phổ chuỗi trực tiế p BPSK

Hì nh thức đ ơn giản của DSSS là sử dụng phươ ng thức BPSK như đ iề u chế trải phổ Dễ nhận thấy rằ ng khi đ iề u chế BPSK lí tưởng khi pha của tí n hiệ u thay

đổ i tức thời 1800 và có thể biể u diễ n đ ược dưới dạng toán học là tí ch phâ n của sóng mang v ới một hà m C(t), mà nó nhận đ ược giá trị ± 1 Xem xé t đ ường bao không đ ổ i đ iề u chế sóng mang dữ liệ u có công suất P, tầ n số góc ω0 và phươ ng trì nh đ iề u chế pha dữ liệ u θd(t) liên hệ bởi biể u thức

P t

S d( ) = 2 cos[ω0t + θd(t)] (1.8)

Tí n hiệ u này có băng thông có bản gấp khoảng 1.5 đến 2 lầ n băng thông dữ liệ u, tuỳ thuộc vào loại dữ liệ u đ ược đ iề u chế Kỹ thuật trải BPSK đ ược thực hiệ n bằng cách nhâ n Sd(t) v ới hàm C(t) thể hiệ n dạng sóng trải Quá trì nh này đ ược miêu tả

2P c(t)cos[ω 0 t + θ d (t)] c(t)

Hì nh 1.3: Sơ đồ khối DS/BPSK (phớa phát)

[ ( ) ( )]

cos 2 )

S t = ω + θd (1.9)

Tí n hiệ n phát đ i là:

Nó đ ược truyề n qua một đ ường truyề n không gâ y mé o có đ ộ trễ truyề n dẫn

Td Thực hiệ n thu đ ược c ùng v ới thà nh phần nhiễ u pha và tạp â m Gauss Dải đ iề u chế đ ược thực hiệ n khi đ iề u chế lại v ới mã trải đ ược giữ chậm thí ch hợp Việ c

đ iề u chế lại (lấy tương quan) tí n hiệ u thu v ới dạng sóng của mã trải đ ã đ ược giữ

chậm gọi là quá trì nh giải trải và nó là một chức năng then chốt trong tất cả các

hệ thống trải phổ Thành phầ n tí n hiệ u ở đ ầu ra bộ trộn dải trải là

Theo dõi quá trì nh đ iề u chế trên thì nó không phải là phươ ng thức BPSK bởi

vị không có hạn chế nào của θd(t) Tuy nhiên người ta d ùng cùng một loại đ iề u chế pha số cho cả dữ liệ u và mã hoá Khi BPSK đ ược sử dụng cho cả hai bộ đ iề u

chÕ th× mét bé ® iÒ u chÕ pha cã thÓ ® −îc lo¹i trõ Qu¸ tr× nh 2 lÇ n ® iÒ u chÕ sÏ ® −îc thay thÕ b»ng mét lÇ n ® iÒ u chÕ ® ¬ n nhê viÖ c céng modul 2 gi÷ a d÷ liÖ u vµ m· tr¶i

2P c(t - T d)cos[ω 0 t + θ d(t-T d)+φ]

Bé läc th«ng d¶i

Bé gi¶i ® iÒu chÕ pha d÷ liÖ u

D÷ liÖ u ® · x¸c lËp

H× nh 1.4:c(t - T d) Sơ đồ khối DS/BPSK (phía thu)

H× nh 1.5: Qu¸ tr× nh tr¶i phæ vµ gi¶i tr¶i phæ trùc tiÕ p

d÷ liÖ

hÕ d÷ liÖ u vµ ® iÒ u chÕ tr¶i ® Òu sö dông BPSK V× vËy

u ® −îc biÓ u diÔ n b»ng tÝ ch cña sãng mang vµ d÷ liÖ u d(t) trong ® ã nhËn gi¸ trÞ ± 1 S d (t) = 2P d(t) cos ω 0t (1.11)

t t

c t d P t

[ ] [ ]

PT f

2 )

Sd(t) cho nên phải có sự đ ồng bộ giữ a thu và phát Cuối c ùng hì nh 1.5g miêu tả

tí n hiệ u tại đ ầu ra bộ trộn giả trải khi mã giải trải không bị lệ ch pha Vì vậy c(t)st(t)=Sd(t) và sóng mang đ iều chế đ ược khôi phục

Việ c xem xé t phổ công suất của tí n hiệ u trong hì

Sd(t) & St(t) đ ược miêu tả ở hì nh 1.5c và 1.5d Hì nh 1.5e biể u diễ n sự sai pha tại đ ầu và o bộ thu né n trong trường h ợp giả đ ịnh trễ đ ường truyề n = 0 Và hì nh 1.6f cho biế t đ ầu ra của bộ trộn Quan sát nó ta thấy không tươ ng đ ươ ng v ới

Sd(t) cho nên phải có sự đ ồng bộ giữ a thu và phát Cuối c ùng hì nh 1.5g miêu tả

tí n hiệ u tại đ ầu ra bộ trộn giả trải khi mã giải trải không bị lệ ch pha Vì vậy c(t)st(t)=Sd(t) và sóng mang đ iều chế đ ược khôi phục

Việ c xem xé t phổ công suất của tí n hiệ u trong hì

Khoảng thời gian Tc nà y thường đ ược gọi là chí p mã trải Hì nh 9.8 miêu tả mật

đ ộ phổ của St(t) trong trường hợp khi Tc= T/3 theo dõi tác đ ộng của đ iều chế trải

đ ã làm băng thông của tí n hiệ u phát tăng lên 3 lầ n và làm giảm 3 lầ n mức mật đ ộ phổ Trong hệ thống thực tế hệ số trải đặ c trưng còn có thể l ớn hơ n nhiề u3 lầ n

BPSK và do đ ó nó có mật đ ộ phổ xác đ ị nh đ ược bởi công thức 1.13 v ới T thay bằ ng Tc (T c khoảng thời gian xác đị nh của một Symbol mã trải phổ )

Khoảng thời gian Tc nà y thường đ ược gọi là chí p mã trải Hì nh 9.8 miêu tả mật

đ ộ phổ của St(t) trong trường hợp khi Tc= T/3 theo dõi tác đ ộng của đ iều chế trải

đ ã làm băng thông của tí n hiệ u phát tăng lên 3 lầ n và làm giảm 3 lầ n mức mật đ ộ phổ Trong hệ thống thực tế hệ số trải đặ c trưng còn có thể l ớn hơ n nhiề u3 lầ n

Phươ ng trì nh 1.13 chỉ đ ược áp dụng khi cả đ iề u chế dữ liệ u và đ iề u chế trải BPSK chúng c ùng đ ồng pha với nhau Trong trường h ợp nà y vì đ iề u chế dữ liệ u

là hoàn toàn ngẫu nhiên, nên tí n hiệ u St(t) là tí n hiệ u đ iề u chế 2 pha ngẫu nhiên

và (1.13) áp dụng đ ược

1.5

1.0 5

đ ường bao bất kỳ Sóng mang đ iề u chế dữ liệ u đ ược biể u diễ n bằ ng biể u thức 9.8

và thực hiệ n phát đ ược biể u diễ n bằng biể u thức 9.9 Phổ công suất của tí n hiệ u phát đ ược tí nh toán bằ ng đ ị nh lí wiener-Khintchine, theo đ ó phổ công suất và

hà m tươ ng quan của tí n hiệ u là cặ p biế n đ ổ i Furiê

Sóng mang đ iề u chế là một quá trì nh ngẫu nhiên ergodic mà trải là bất

đị nh và tuần hoàn, nên tí ch của chúng St(t) là quá trì nh ngẫu nhiêu logic Tí n hiệ u Sd(t) không phụ thuộc và o c(t) vì vậy hà m tươ ng quan Rt(T) của tí ch c(t)

réng nhiÔ u trong khi ® ã tÝ n hiÖ u mong muèn ® −îc nÐ n l¹i NÕ u nh− n¨ng l−îng nhiÔ u ® −îc tr¶i réng trong mét b¨ng th«ng l ín rÊ t nhiÒ u so v íi b¨ng th«ng cña

tÝ n hiÖ u d÷ liÒ u th× phÇn l ín n¨ng l−îng nµy sÏ bÞ lo¹i bá bëi bé läc phèi hîp Gi¶ ® Þ nh r»ng BPSK ® −îc sö dông trong c¶ qu¸ tr× nh ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u , ® iÒ u chÕ tr¶i vµ gi¶ sö nhiÔ u t¹p © m 1 © m ® ¬ n cã c«ng suÊt Í Bé jammer sÏ g© y nhiÔ u hiÖ u qu¶ nhÊt khi ® ¹t xung nhiÔ u t¹i vÞ trÝ chÝ nh gi÷ a b¨ng th«ng cña Modem

NÕ u kh«ng sö dông tr¶i phæ th× tØ lÖ cña nhiÔ u tÝ n hiÖ u trong b¨ng th«ng sÏ lµ I/P phæ n¨ng l−îng cña tÝ n hiÖ u thu ® −îc gÇ n ® óng lµ

2

1 )

( sin )

( sin

f

2

Vµ tÝ n hiÖ u thu ® −îc lµ :

) cos(

2 ) cos(

) ( ) ( 2 ) (t = P d t−T c t−Td 0t+ Φ + J 0t+ Φ′

Gi¶ sö r» ng tõ m· gi¶i tr¶i cña bé thu ® ång pha v íi bé ph¸t, cho nªn t¹i ® Çu

ra cña bé trén gi¶i tr¶i lµ

) cos(

) ( 2 ) cos(

) ( 2 )

) 0 ( 2 sin )

0 ( 2 sin 2

1

)

(

f f c c

T f f c c JT

T f f c T

f f c c PT

f

r

S

+ +

− +

+ +

® −îc thÓ hiÖ n ë h× nh 1.8d

1/T 1

H(f) 2

f0 TÇn sè -f0

S(f)

NhiÔ u

TÝ n hiÖ u

f0 TÇn sè -f0

f

S(f)

V ïng g© y nhiÔ u

TÝ n hiÖ u

TÇn sè (1/2)PT c

H× nh 1.8: Phæ c«ng suÊt cña tÝ n hiÖ u gi¶i tr¶i

Bé läc lÝ t−ëng nµ y cã d¶i th«ng t¹p © m t−¬ ng ® −¬ ng v íi mét bé läc trung

tÇ n IF thùc tÕ , cã b¨ng th«ng t¹p © m b»ng tèc ® é d÷ liÖ u HÇu hÕ t c«ng suÊt d÷

d

liÖ u ® Ò u ® i qua bé läc IF PhÇ n l ín c«ng suÊt cña nhiÔ u ® · ® −îc tr¶i bÞ h¹n chÕ bëi bé läc nµ y §é l ín cña c«ng suÊt nhiÔ u khi ® i qua bé läc IF

) ( ) (

(1.25)

Trong ® ã SJ(t) lµ phæ c«ng suÊt cña bé g© y nhiÔ u sau bé trén gi¶i tr¶i NÕ u th«ng d¶i lÝ t−ëng cña béi IF gièng h× nh 1.8c th×

df T f f c JT

df f S df

f S

J

c

T f

T f c

c

T f

T f

T f

T f c J

T f

T f

J

) (

sin 2

1

) (

sin 2

1 )

( )

(

0

2 / 1

2 / 1 2

0

2 / 1

2 / 1

2 / 1

2 / 1 2 2

0

− +

+

= +

Do tØ lÖ b¨ng th«ng d÷ liÖ u trªn tæ ng b¨ng th«ng cña tr¶i phæ lµ l ín cã nghÜ a

lµ Tc<<T Lóc nµ y hµm sinc d−íi dÊ u tÝ ch ph© n ≈ const vµ

T J

J0 ≈ T c (1.27) V× vËy, c«ng suÊt nhiÔ u ë ® Çu ra cña bé gi¶i ® iÒ u chÕ sÏ gi¶m ® i mét l−îng Tc/T

L îi Ý ch xö lÝ cña hÖ thèng tr¶i phæ chÝ nh b» ng nghÞ ch ® ¶o cña hÖ sè gi¶m n¨ng l−îng nhiÔ u hµ y Gp=T/Tc

do ë ®© y lµ ® iÒ u chÕ cÇ u ph−¬ ng rÊt khã ph¸t hiÖ n trong c¸c øng dông x¸c suÊt ph¸t hiÖ n thÊp vµ ® iÒu chÕ cÇ u ph−¬ ng kh«ng nh¹y c¶m v íi mét vµi lo¹i nhiÔ u

Ta cã thÓ ¸p dông ® iÒ u chÕ cÇu ph−¬ ng cho c¶ qu¸ tr× nh ® iÒu chÕ tr¶i NÕ u bé

® iÒ u chÕ pha kh«ng bÞ rµng buéc g× , ta cã thÓ thªm qu¸ tr× nh ® iÒ u chÕ tr¶i QPSK

sö dông hÖ thèng gièng h× nh-1.9 Quan s¸t thÊy r» ng, c«ng suÊt t¹i ® Çu ra cña bé Hybrid cÇ u ph−¬ ng sÏ b»ng 1/2 c«ng suÊt vµo §Ç u ra cña bé ® iÒ u chÕ QPSK lµ:

) ( ) (

ˆ a t + b t

=

V íi c1(t) vµ c2(t) lµ d¹ng sãng tr¶i vu«ng pha vµ c ïng pha (in-phase) Khi

viÕ t theo biÓ u thøc nµy th× c1(t) vµ c2(t) chØ nhËn gi¸ trÞ ± 1 Nh÷ ng d¹ng sãng tr¶i

nµ y gi¶ ® Þch ® −îc ® ång bé chÝ p Nh−ng ng−îc l¹i chóng hoµn toµ n ® éc lËp v íi nhau

Phæ c«ng suÊt cña tÝ n hiÖ u tr¶i QPSK trong biÓ u thøc (9.29) cã thÓ ® −îc

tÝ nh to¸n khi c¶ 2 sè h¹ng cña ph−¬ ng tr× nh lµ gièng nhau, ngo¹i trõ biªn ® é vµ

dÞ ch pha V× thÕ , khi c¶ 2 tÝ n hiÖ u nµy trùc giao th× c«ng suÊt phæ n¨ng l−îng cña

tÝ n hiÖ u tæ ng sÏ b» ng tæ ng ® ¹i sè cña 2 phæ c«ng suÊt ® ã §iÒ u nµ y ® óng khi tÝ nh to¸n sù t−¬ ng quan cñaS(t), ® ã lµ

) ( ) ( )

( ) (

) ( ) ( )

( ) (

τ τ

τ τ

+ +

+ +

+

=

+ +

+ +

+ +

+

=

t a t b E t

b t a E R

R

t a t b E t

b t a E

t b t b E t

a t a E

b

[ ( ) ( )]

) ( τ =E s t s t+ τ

R s

(1.30)

NÕ u nh− hµm a(t) vµ b(t) lµ trùc giao th× 2 sè h¹ng sau cña (1.30) b» ng 0 C¸c ® iÒ u kiÖ n nµy tho¶ m·n trong tr−êng h îp hiÖ n t¹i do c1(t) vµ c2(t) lµ c¸c m·

® éc lËp nhau Do phæ c«ng suÊt mong muèn lµ biÕ n ® æ i Furiª cña Rs(τ) th× khi

® ã phæ c«ng suÊt cña tÝ n hiÖ u tr¶i phæ QPSK lµ tæ ng phæ c«ng suÊt cña c¸c BPSK thµ nh phÇn

Thiế t lập dữ liệ u nhị phâ n

x(t – T d)

b)

Bộ giải đ iề u chế phase

Lọc thông dải y(t)

Bộ đ iề u chế pha

Hì nh 1.9: Hệ thống đ iề u chế trải QPSK

Máy thu tí n hiệ u phát có biể u thức nh− (1.29) đ −ợc biể u diễ n nh− hì nh 1.9b trong hì nh nà y bộ lọc thông dải có tầ n số trọng tâ m là ωIF và có một băng thông vừa đ ủ rộng đ ể cho qua sóng mang dữ liệ u đ iề u chế v ới sự mé o không đ áng kể

Sử dụng các đ ồng nhất thức l−ợng giác thì ta thấy các thành phầ n của x(t) và y(t)

đề u nằm trong dải trung tầ n và cho bởi biể u thức

cos ) ˆ ( ) (

2 )

2 )

vµ tÝ n hiÖ u mong muèn th× ® −îc gi¶i tr¶i TÝ n hiÖ u mong muèn sÏ ® i qua phÇ n th«ng d¶i cña bé läc cßn nh÷ ng thµ nh phÇn kh«ng mong muèn nh− (1.31) (1.32) th× kh«ng thÓ ® i qua nªn

vµ tÝ n hiÖ u mong muèn th× ® −îc gi¶i tr¶i TÝ n hiÖ u mong muèn sÏ ® i qua phÇ n th«ng d¶i cña bé läc cßn nh÷ ng thµ nh phÇn kh«ng mong muèn nh− (1.31) (1.32) th× kh«ng thÓ ® i qua nªn

® −îc kh«i phôc C¸c d¹ng kh¸c cña m¸y thu nµ y cã thÓ ® −îc thùc hiÖ n

KÕ t qu¶ nhËn ® −îc lµ b¸m pha sãng mang m¸y thu ® −îc gi¶ thiÕ t Quan s¸t (1.34) thÊy sãng mang ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u ® −îc phôc håi hoµ n toµn tøc lµ : Khi thªm

vµ o ® iÒ u chÕ tr¶i QPSK ë m¸y ph¸t ® · ® −îc lÊ y ra b» ng qu¸ tr× nh gi¶i tr¶i m¸y thu TÝ n hiÖ u z(t) lµ lèi vµ o cho bé d¶i ® iÒ u chÕ pha th«ng th−êng khi d÷ liÖ u

® −îc kh«i phôc C¸c d¹ng kh¸c cña m¸y thu nµ y cã thÓ ® −îc thùc hiÖ n

Khi ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u lµ BPSK th× m¸y thu vµ m¸y ph¸t cã thÓ ® −îc thùc hiÖ n gièng nh− h× nh 1.10 Lóc nµ y gi¶ ® Þ nh liªn kÕ t pha lµ ® óng TÝ n hiÖ u ph¸t trong tr−êng h îp nµ y lµ

Khi ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u lµ BPSK th× m¸y thu vµ m¸y ph¸t cã thÓ ® −îc thùc hiÖ n gièng nh− h× nh 1.10 Lóc nµ y gi¶ ® Þ nh liªn kÕ t pha lµ ® óng TÝ n hiÖ u ph¸t trong tr−êng h îp nµ y lµ

(1.35)

) ( )

( t P d t c1 t 0t c2 t 0t

Lo¹i ® iÒ u chÕ nµy ® −îc gäi lµ ® iÒ u chÕ QPSK c© n b» ng, nghÜ a lµ ® iÒ u chÕ

d÷ liÖ u c ïng pha (in-phase) vµ kªnh ghÐ p cÇ u ph−¬ ng ® −îc c© n b» ng

M¸y thu cña tÝ n hiÖ u (1.35) ® −îc miªu t¶ trªn h× nh 1.10b HÖ thèng nµy

® −îc gi¶ ® Þ nh lµ liªn kÕ t nªn pha cña bé t¹o dao ® éng c ïng pha in-phase vµ cÇ u ph−¬ ng b»ng v íi pha sãng mang cña m¸y thu V íi gi¶ thiÕ t nµ y th× c¸c thµnh phÇ n tÇ n sè hiÖ n t¹i ® Çu ra lµ

t T

t c T t c T t d

P t

2 )

t c T t c T t d

P t

2 )

P d(t T d)c (t T d)c (t Tˆd)sinωIF t

Khi b¶n sao mµ tr¶i cña m¸y thu ® −îc t¹o ra ® ång pha v íi m¸y ph¸t th×

® Çu ra cña c¸c bé läc th«ng d¶i lµ:

t T

t d P t

z ( ) = ( − d) cos ωIF (1.37)

TÝ n hiÖ u nµy chÝ nh lµ sãng mang ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u ® −îc kh«i phôc l¹i vµ

® −îc gi¶i ® iÒ u chÕ b»ng bé gi¶i ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u BPSK

x(t – T d)

Bé gi¶i ® iÒu chÕ d÷ liÖ u BPSK

Läc th«ng d¶i y(t)

kênh ghé p cầ u phươ ng và đ ược gọi là “dual chanel QPSK” Dạng sóng của máy phát này là

t t

c t d P t

t c t d P t

s ( ) = 1( ) 1( ) cos ω +0 2( ) 2( ) sin ω0 (1.38)

V ới P là công suất tổ ng Dạng sóng nà y của máy thu đ ược miêu tả ở hì nh 1.11b

và nó hoạt đ ộng tươ ng tự Modem QPSK câ n bằng đ ược mô tả ở trên Một thay

đổ i nhỏ nhưng rấ t quan trọng đ ối v ới tí n hiệ u 1.38 sinh ra một tí n hiệ u trải phổ

đ ược sử dụng cho hệ thống TDRSS (Data Relay Satellite System) Sự thay đ ổ i

nà y cho phé p c ùng pha và kênh ghé p cầ u phươ ng có công suất không bằng nhau cho nên tí n hiệ u phát lúc này có dạng

t t

c t d P t

1.3.3 Trải phổ nhảy tần chậm không liên kế t

Trong trải phổ nhảy tần từng tần số sóng mang đ ược lựa chọn từ tập 2k tần

số mà có khoảng cách xấp xỉ với đ ộ rộng phổ đ iề u chế dữ liệ u Trong trường h ợp

nà y mã trải phổ không trực tiế p đ iề u chế sóng mang mà đ ã đ ược đ iề u chế dữ liệ u Thay và o đ ó nó đ ược sử dụng đ ể đ iều khiể n dãy các tầ n số sóng mang Bởi vì tí n hiệ u phát đ i xuất hiệ n như là sóng mang đ ã đ ược đ iề u chế dữ liệ u mà đ ang chuyể n từ tầ n số này sang tầ n số khác Loại trải phổ này đ ược gọi là trải phổ

nhảy tầ n FHSS (Frequency-Hp Spread Spectrum) Tại đ ầu thu việ c nhảy tầ n

đ ược loại bỏ khi trộn v ới tí n hiệ u dao đ ộng nội có thay đ ổ i một cách đ ồng bộ v ới

tí n hiệ u thu đ ược Sơ đ ồ khối của bộ phát và bộ thu đ ược miêu tả trong hì nh sau

b)

§ång hå m·

hãa FH

D÷ liÖ u ® · x¸c lËp

Läc th«ng d¶i

1 2 … k

Bé ph¸t m· hãa

Bé tæ ng

h îp tÇ n sè

Gi¶i ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u

§ång hå m·

hãa FH

1 2 … k

Bé ph¸t m· hãa

Bé tæ ng

h îp tÇ n sè

Läc th«ng cao

H× nh 1.11: HÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn FH/SS

Do cã khã kh¨n x© y dùng c¸c bé tæ h îp tÇ n sè liªn kÕ t thùc sù nªn hÇ u hÕ t c¸c hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇ n ® Ò u sö dông ® iÒ u chÕ kh«ng liªn kÕ t hoÆ c ® iÒ u chÕ liªn kÕ t vi sai T¹i bé thu kh«ng kh«i phôc mét c¸ch chÝ nh x¸c pha cña c¸c sãng mang ® · ® iÒ u chÕ d÷ liÖ u do viÖ c nµy bé gi¶i ® iÒu chÕ kh«ng yªu cÇ u

§iÒ u chÕ d÷ liÖ u th«ng th−êng cho hÖ thèng FH lµ kho¸ dÞ ch tÇn sè M-ary Gi¶ sö r» ng ® Çu ra bé ® iÒ u chÕ lµ 1 trong 2L xung sau tõng kho¶ng LT gi© y v íi T

lµ kho¶ng thêi gian tån t¹i cña 1 bÝ t th«ng tin Th«ng th−êng nh÷ ng xung nµy c¸ch nhau 1 kho¶ng võa ® ñ ® Ó c¸c tÝ n hiÖ u ® −îc ph¸t ® i trùc giao §iÒ u nµ y ngô

ý r» ng gi·n c¸ch tÇ n sè ® iÒ u chÕ Ý t nhÊt b»ng 1/LT vµ ® é réng phæ tÝ n hiÖ u ® Çu ra xÊp xØ b¨ng 2L/LT Trong mçi kho¶ng Tc gi© y d÷ liÖ u ra ® −îc dÞ ch sang tÇ n sè

m íi nhê bé ® iÒ u chÕ nh¶y tÇ n Gi¶ sö sè l−îng tÇ n sè sãng mang lµ béi sè cña 2

vÝ dô (2K) khi Tc ≥ LT hÖ thèng FH ® −îc gäi lµ hÖ thèng nh¶y tÇ n chËm §Ç u ra

bé ® iÒ u chÕ tr¶i phæ ® −îc miªu t¶ trong h× nh 1.12 Trong h× nh nµy phæ ph¸t ® i tøc thêi lµ hµ m thêi gian v íi L = 2 vµ K = 3 Trong tõng kho¶ng thêi gian 2T =

Ts gi© y, cã 2 bÝ t d÷ liÖ u ® −îc thu vµ 1 trong 4 tÇ n sè ® −îc bé d÷ liÖ u t¹o ra TÇ n

sè nµ y ® −îc chuyÓ n thµnh 1 trong sè 23 = 8 gi¶i nh¶y tÇ n cña bé ® iÒ u chÕ FH ë

vÝ dô nµy gi¶i nh¶y tÇn ® −îc chän lùa cø sau 1 nhãm 2 ký tù hoÆ c 4 bÝ t ® −îc ph¸t

® i

T¹i bé thu tÝ n hiÖ u thu ® −îc ® æ i tÇ n xuèng nhê bé dao ® éng néi t¹o ra c¸c

tÇ n sè 0,5Wd, 6Wd, 2Wd, 7Wd ë ® Çu ra bé ® æ i tÇn xuèng lµ chuçi xung trong b¨ng tÇ n thÊp FH t−¬ ng øng víi d÷ liÖ u Nã ® −îc miªu t¶ trong h× nh 1.16 Thùc

tÕ tÇ n sè bé dao ® éng néi th−êng lÖ ch so v íi tÇ n sè ph¸t 1 kho¶ng FIF sao cho

® Èu ra ® · ® −îc khö nh¶y b» ng IF TÝ n hiÖ u nµy cã thÓ ® −îc gi¶i ® iÒ u chÕ khi sö dông ph−¬ ng ph¸p MFSK kh«ng liªn kÕ t (vÝ dô: nh− mét nhãm bé läc th«ng d¶i

v íi ph¸t hiÖ n n¨ng l−îng ë ® Çu ra.)

T¨ng Ý ch cña hÖ thèng FH cã thÓ tÝ nh ® −îc khi xem xÐ t t íi bé g© y nhiÔ u t¹p khi kh«ng cã nh¶y tÇn, Jammer chän lùa b¨ng th«ng Wd ë gi÷ a tÇ n sè sãng mang thÝ ch h îp Khi ® ã bé thu ph¶i ho¹t ® éng víi tØ sè trªn t¹p © m Eb/NJ = EbWd/J, v íi

J lµ c«ng suÊt nhiÔ u trung b× nh Khi thªm nh¶y tÇ n Jammer b¾ t buéc ph¶i tr¶i t¹p

bé thu nh− lóc tr−íc Do ® ã bé Jammer cÇn mét n¨ng l−îng gÊp 2K lÇ n lóc tr−íc

vµ hÖ sè t¨ng Ý ch sÏ lµ 2K = Ws/Wd

1.3.4 Trải phổ nhảy tần nhanh không liên kế t

Ngược lại v ới hệ thống trải phổ nhảy tầ nchậm có băng tầ n thay đ ổ i chậm hơ n các Symbol ở đ ầu ra bộ đ iều chế , băng tầ n trong nhảy tầ n nhanh có thể thay

đổ i nhanh hơ n nhiề u tầ n so v ới tí n hiệ u ra L ợi í ch cơ bản khi sử dụng hệ thống trải phổ nhảy tầ n nhanh là việ c đ ạt đ ược tăng í ch phâ n tập tầ n số v ới từng Symbol đ ược phát đ i Điề u này thực sự hấp dẫn trong môi trường có nhiề u từng phầ n

Hì nh 1.14 mô tả tí n hiệ u phát đ i trong hệ thống nhảy tầ n nhanh Tí n hiệ u ra

bộ đ ầu đ iề u chế MFSK là 1 trong 2K xung giống như trước tuy vậu xung này

đ ược chia nhỏ thành K chí p Sau mỗi 1 chí p đ ầu ra bộ đ iề u chế MFSK lại chuyể n

sang tầ n số khác Do thời gian tồn tại của 1 chí p là Tc ngắ n hơ n so v ới 1 symbol

ở đ ầu ra bộ đ iề u chế Ts, khoảng cách xung nhỏ nhất cho các tí n hiệ u trực giao bâ y giờ là 1/Tc = K/LT Bộ thu hoạt đ ộng giống như trên Đầ u ra của quá trì nh hạ

tầ n đ ược mô tả trong hì nh 1.14b

Bộ giải đ iề u chế có thể hoạt đ ộng ở 1 vài chế đ ộ khác nhau trong hệ thống nhảy tầ n nhanh Một chế đ ộ là thực hiệ n quyế t đ ị nh trên từng chip khi nó đ ã đ ược thu và đ ể ước lượng tí n hiệ u ra bộ đ iề u chế dựa trên tất cả quyế t đ ị nh của K chí p Quy tắ c chế đ ộ khác có thể tí nh toán khả năng của từng kí tự đ ầu ra của bộ đ iề u chế như là hàm của toàn bộ tí n hiệ u thu đ ược qua K chí p chọn lựa cái l ớn nhất Máy thu này tí nh toán khả năng từng kí tự từng Symbol đ ã phát đ i là tối ưu theo nghĩ a có xác suất lỗi nhỏ nhất với Eb/N0 đ ã cho Từng chế đ ộ này hoạt đ ộng khác nhau và có đ ộ phức tạp khác nhau Người thiế t kế hệ thống trải phổ cầ n phải chọn lựa chế đ ộ hoạt đ ộng để giải quyế t từng vấn đ ể tốt nhất ở phầ n sau sẽ nói rõ hơ n Tại sao nhảy tầ n nhanh là kỹ thuật hữ u í ch trong cả môi trường phading hay môi trường có nhiễ u và việ c sử dụng nó v ới mã phát hiệ n là thuận tiệ n

a)

w d

w t

w d

1.3.5 Kế t h ợp trải phổ chuỗi trực tiế p/ trải phổ nhảy tần

Phươ ng pháp trải phổ thứ 3 là sử dụng cả trải phổ trực tiế p và trải phổ nhảy

tầ n trong hệ thống lai ghé p Một lí do để sử dụng kỹ thuật nà y là một và i ưu

đ iể m của 2 hệ thống trên sẽ đ ược kế t h ợp lại trong một hệ thống đ ơ n Kỹ thuật

nà y đ ược sử dụng trong hệ thống trải phổ quâ n sự có nhiề u phươ ng thức kế t h ợp trải phổ DS và FH Phươ ng pháp đ ược thảo luận ở đ â y đ ược chọn lựa do tí nh đ ơ n giản của nó

Lọc thông dải

Đồng hồ mã

hóa FH

Lọc thông dải

1 2 3 k

Bộ phát mã hóa

Lọc thông cao

Bộ tổ h ợp

tầ n s2P cos(ω 0 t) c(t)

d’(t) Mã hóa

vi sai

Dữ liệ u NRZ

d(t)

Hì nh 1.15: Hệ thống trải phổ lai DS-FH

Hì nh 1.15 mô tả trải phổ lai DS-FH sử dụng quá trì nh đ iề u chế PSK vi sai

Do sử dụng nhả tầ n không liên kế t nên đ iề u chế phải là đ iề u chế không liên kế t

hặ c đ iề u chế vi sai Như đ ã trì nh bày từ trước đ iề u chế DPSK yêu cầ u ưu tiên mã

hoá vi sai cho qúa trì nh đ iề u chế sóng mang V ới việ c mã hoá nà y tí n hiệ u ra (mà

đ ã đ ược lấy mẫu) của bộ giải đ iề u chế là chuỗi dữ liệ u ban đ ầu Trong hì nh

1.18a sóng mang đ ã đ iề u chế DPSK đ ầu tiên đ ã đ ược trải phổ chuỗi trực tiế p nhờ quá trì nh nhâ n với đ ối tầ n lên khi sử dụng chuỗi xung FH

Tại máy thu phải tiế n hà nh một số quá trì nh ngược lại như trong hì nh 1.15b

ta phải biế t đ ược 2 mã, trừ khi chúng liên quan đ ế n nhau

1.4 Cách tạo và đặ c đ iể m của chuỗi giả ngẫu nhiên PN

Trong hệ thống trải phổ , phải có mã trải phổ tại cả đ ầu phát và đ ầu thu, chúng ta xem xé t 2 cấu hì nh cho việ c tạo ra nhữ ng chuỗi nà y Sau đ ó chúng ta sẽ xem xé t một và i đặ c tí nh của chuỗi m Cuối c ùng ta xem xé t quá trì nh tạo chuỗi, các mã Gold, Kasami, Quatenary cũng như đ ặ c tí nh của chúng

a t

v ới a(n) = (-1)bn và PTC (là một xung đ ơ n vị bắ t đ ầu từ 0 và kế t thúc tại Tc) Vì c(t) là xác đ ị nh, hàm tự tươ ng quan của nó đ ược đ ịnh nghĩ a bởi

(1.41)

(.)(

1)(

0

dt t

c t c T R

(.)(

1)(

0

dt t

c t c T R

T

Gi¶ sö r» ng c¶ c’(t) vµ c(t) ® Ò u cã chu k× T th× hµm t−¬ ng quan chÐ o còng

cã thu k× T0

BiÕ n τ trong (1.41) vµ (1.42) cã thÓ lÊy bÊt k× gi¸ trÞ nµo v× thÕ kh«ng b¾ t buéc lµ béi nguyªn cña Tc §−a (1.41) vµ (1.42) ta cã:

)43.1()

()

.(

1)(

0

dt nT t

P mT t P a a T

T T n m

Rcc’(τ) ≠ 0 chØ khi P(t - mTc) vµ P(t + τ - nTc) tr ïm nhau TrÔ τ cã thÓ biÓ u diÔ n b» ng τ = kTc + τε khi 0 < τε < Tc Sö dông thay thÕ nµy, c¸c xung chØ tr ïm nhau v íi n = k + m vµ n = k + m + 1 ⇒ (1.43) thµ nh (1.44) v íi r = t - mTc

) ( )

′

0

) (

) ( 1

1 N m

T o

T T c k

T m a a

τ

ε λ λ

+

0

) (

) (

1 1

1 N m

T T

c T

T c k

T m a a

τ

ε λ τ λ

n

n n

n k

( τ R kτε

R c′ = c′

) 1 ( )

BiÓ u thøc nµ y lµ thuËn l îi do theo lÝ thuyÕ t sö dông ® Ó ph© n tÝ ch chuçi m· thu ® −îc d−íi d¹ng c¸c trÔ ® ¬ n vÞ : §ã lµ θbb’(k) ® −îc tÝ nh to¸n chø kh«ng ph¶i lµ

Rcc’(τ) hµm t−¬ ng quan chÐ o tuÇ n hoµn rêi r¹c cã trÔ ® −îc tÝ nh nhê biÓ u diÔ n c¸c chuçi b(D) vµ b’(D) gièng nh− c¸c vÐ c t¬ b vµ b’ cã chiÒ u dµi N TrÔ k ® ¬ n vÞ cña chuçi gèc ® −îc coi lµ dÞ ch chu k× k ® ¬ n vÞ cña vÐ c t¬ DÞ ch vßng (Cyclic) thø

k cña b sÏ kÝ hiÖ u lµ b(k) Sö dông kÝ hiÖ u nµy: Hµm θbb’(k) = (NA- ND)/N ë ®© y

NA lµ sè vÞ trÝ b(0) gièng nhau v íi b’(k) v× ND lµ sè vÞ trÝ b(0) kh¸c v íi b’(k) T−¬ ng øng, NA lµ sè bÝ t 0 vµ ND lµ sè bÝ t 1 trong bé céng Module 2 cña b(0)

vµ b(k) Hµm tù t−¬ ng quan tuÇn hoµ n rêi r¹c hoµ n toµ n ® −îc kÝ hiÖ u lµ θb(k) vµ

® −îc m« t¶ trong (1.45) v íi an’ = an Khi hµ m tù t−¬ ng quan ® −îc sö dông thay cho hµ m tù t−¬ ng quan chÐ o ⇒ thu ® −îc hµ m tù t−¬ ng quan

) 47 9 (

)1()

(1

)

c

b c

T

k T

ViÖ c tÝ nh to¸n Rc(τ) lµ quan träng trong viÖ c ph© n tÝ ch hÖ thèng tr¶i phæ

1.4.2 CÊu h× nh bé t¹o chuçi m

Nh− h× nh vÏ 1.20 lµ cÊu h× nh thanh ghi dÞ ch cã ph¶n håi tæ ng qu¸t C¸c

® −êng ph¶n håi ® −îc x¸c ® Þ nh bëi ® a thøc

)48.1(

1)

2

g D

n

+++

+

=

) 48 1 ( )

(

) ( )

D g

D a D

V íi D lµ trÔ ® ¬n vÞ v íi m· sè b»ng béi trÔ , c¸c gis lµ tËp {0,1} vµ a(D) lµ tr¹ng th¸i ban ® Çu cña thanh ghi dÞ ch Cã thÓ thÊy r»ng nÕ u g(D) lµ ® a thøc nguyªn tè, chuçi do thanh ghi dÞ ch t¹o ra sÏ cã chiÒ u dµi tèi ® a, ® −îc tÝ nh nh− sau:

Tõng tr¹ng th¸i n¹p cña thanh ghi dÞ ch ® −îc gäi lµ tr¹ng th¸i cña thanh ghi

dÞ ch Do cã r tÇ ng vµ mçi tÇ ng nhËn gi¸ trÞ 0 hoÆ c 1 Sè tr¹ng th¸i lµ 2k MÆ c d ï vËy, sÏ cã 1 tr¹ng th¸i tÊt c¶ b»ng 0 NÕ u thanh ghi dÞ ch cã tr¹ng th¸i nµy th× nã

sÏ lu«n ë tr¹ng th¸i 0 V× thÕ , sè c¸c tr¹ng th¸i cùc ® iÓ m cña thanh ghi lµ 2r – 1

§© y còng lµ ® é dµi tèi ® a cña chuçi tr−íc lÆ p l¹i Ta cã thÓ thÊy cÊu h× nh thanh ghi trong h× nh 1.16 kh«ng cã tr¹ng th¸i 0 (Tr¹ng th¸i 0 sÏ bÞ lo¹i bá) Chu k× tèi

® a lµ 2r – 1 Gi¸ trÞ nµy cã thÓ lµ Ý t h¬ n nÕ u kh«ng cã ® −êng ph¶n håi thÝ ch h îp

b(D)

g t

H× nh 1.17: CÊ u h× nh thanh ghi dÞ ch

H× nh 1.17 m« t¶ 1 cÊu h× nh kh¸c Nã còng t¹o ra 1 chuçi m gièng nh− h× nh 1.16 CÊu h× nh nµy lùa chän tuú thuéc vµo tõng øng dông cô thÓ , tuú thuéc vµo tèc ® é phÇn cøng vµ trÔ ra theo yªu cÇ u V íi h× nh 1.17 cÇ u h× nh nµy t¹o ra trÔ kh¸c v íi cÊu h× nh 1.16 MÆ c dï vË y cÊu h× nh 1.16 cã thÓ ho¹t ® éng v íi tèc ® é

l ín h¬ n do nã cã thÓ truyÒ n Ý t h¬ n trong ph¶n håi vÒ

9.4.3 Phæ c«ng suÊt cña chuçi m

Phæ c«ng suÊt cña sãng tr¶i c(t) th−êng ® −îc sö dông trong c¸c ph© n tÝ ch ho¹t ® éng cña hÖ thèng tr¶i phæ Phæ c«ng suÊt cã thÓ tÝ nh ® −îc dÔ dµng theo ® Þ nh

lÝ W- K (Wiener-Khintchine) Phæ c«ng suÊt cña c(t) lµ biÕ n ® æ i furiª cña hµ m tù t−¬ ng quan Rc(τ) cho bëi (1.50), v íi θb(k) cho bëi (1.49)

)49.1(1

0.1)(

lN k k

b

θ

11

1111

)(

T T N N T

T R

c

c c

® −îc (1.51) v íi: P0 = 1/ N 2 , Pm= [(N + 1)/N2]sin c2( m/N ) , m ≠ 0, f0 = 1/NTc

) 51 9 ( )

( )

−

−

= αα

[(1+N)/N2]sinc2(fTc )

H× nh 1.19: Phæ c«ng suÊt hµ m tù t−¬ ng quan

Giả sử rằ ng chuỗi m c(t) đ ược sử dụng đ ể đ iề u chế 2 pha sóng mang hì nh sin có công suất P và tầ n số f0 Sóng mang đ ược đ iều chế có dạng (1.52a)

) 52 9 cos

) ( )

(t 2P c t 2 πf0t ( a

s =

Phổ công suất của sóng mang đ iề u chế nà y là bộ tí ch chập giữ a phổ công suất sóng mang và phổ công suất của mã trải Do đ ó

) 52 9 ( )

( ) ( ) (

2 ) ( )

1.4.4 Độ an toàn của chuỗi m

Hệ thống trải phổ đ ược sử dụng nhằ m bảo vệ cho quá trì nh truyề n dẫn tí n hiệ u khỏi nhiễ u hoặ c nhằ m ngăn ngừa thu nhữ ng tí n hiệ u không mong muốn Hai nhiệ m vụ này chỉ đ ược thực hiệ n khi bộ tạo nhiễ u cũng như bộ thu không mong muốn không có thông tin về dạng sóng trải phổ c(t) Thật không may khi

bộ tạo nhiễ u nhận đ ược bản sao không tạp â m của tí n hiệ u phát đ i, thì các đ ường phản hồi mã trải phổ và pha ban đ ầu có thể xác đ ịnh đ ược một cách dễ dàng Vì

lí do này, các chuỗi chiề u dài tối đ a là sự lựa chọn không tốt để làm mã trải khi yêu cầ u việ c chọn mức đ ộ an toà n cao

Giả sử rằ ng, đ ối phươ ng không mong muốn đ ã xâ m nhập vào phiên bản sạch của mã trải phổ đ ã truyề n đ i Vì thế đ ối phươ ng này biế t đ ược chuỗi b0 b1

b2 b3 và có thể quyế t đ ị nh đ ược các đ ường phản hồi thanh ghi dị ch đ ược sử dụng đ ể tạo chuỗi này Đối phươ ng biế t rằng, chuỗi m đ ang đ ược truyề n đ i và dễ

dà ng phát hiệ n ra chu kì của chuỗi khi đ o phổ công suất thu đ ược một cách chí nh xác Mỗi kí tự của chuỗi m phải thoả mãn quan hệ đ ệ qui có dạng:

m m

1

Được mô tả ở thanh ghi phản hồi ở hì nh 1.20, vì thế đ ối phươ ng có thể viế t ra một chuỗi các phươ ng trì nh sau đâ y

1(

2 2

1 1 2

1 2

1 1 1

2 2 1 1

m m i i

i i

m m i i

i i

m i i

i

g b g

b g b b

g b g

b g b b

g

+

ư +

+

+

ư

ư +

ư

ư

ư

+++

=

+++

=

KK

đ ược giải

g(D) = 1 + D2 + D3

Đầ u ra mã hóa a’ 0

Cầ n chú ý rằ ng, số lượng các kí hiệ u phải thu đ ược thu đ ược là 2m v ới m là bậc của g(D) và 2m phải ngắ n hơ n so v ới chu kì N = 2m – 1 của chuỗi m

Giả sử rằ ng 2m kí tự nhận đ ược không bị lỗi chỉ có thể đ ược tạo ra trong một trường h ợp rấ t đặ c biệ t đ ể sao cho đ ộ an toàn (an ninh) của chuỗi m là tốt hơ n so v ới nhữ ng giải pháp đ ã thảo luận ở trên

m¸y thu ® Ó x¸c ® Þ nh ® −îc tÝ nh hiÖ u mét c¸ch tin cËy M¸y thu th−êng ® −îc giao nhiÖ m vô thu vµ duy tr× ® ång bé m·: Cã 2 vÊn ® Ò ® èi v íi viÖ c ® ång bé Thø nhÊt

® ã lµ viÖ c quyÕ t ® Þ nh pha ban ® Çu cña m· xuÊ t ph¸t tõ bÊt cø th«ng tin tiªn nghiÖ m nµo cã ® −îc Ng−êi ta gäi ®© y lµ qu¸ tr× nh nhËn biÕ t m· Thø 2 ® ã lµ viÖ c duy tr× ® ång bé m· sau qu¸ tr× nh thu nhËn biÕ t ban ® Çu §© y lµ qu¸ tr× nh “b¸m m·”

Kü thuËt ® −îc sö dông réng r·i cho qu¸ tr× nh ® ång bé ban ® Çu lµ t× m kiÕ m tÊt c¶ c¸c pha vµ tÇ n sè cã thÓ cho t íi khi ® ¹t ® −îc ® ång bé Mçi pha/tÇ n sè chuÈn ® −îc ® ¸nh gi¸ b» ng c¸ch gi¶i tr¶i tr¶i tÝ n hiÖ u thu ® −îc NÕ u pha vµ tÇ n sè m· tÝ nh lµ chÝ nh x¸c, viÖ c gi¶i tr¶i tÝ n hiÖ u sÏ diÔ n ra vµ sÏ ® −îc x¸c ® Þ nh NÕ u pha vµ tÇ n sè m· kh«ng chÝ nh x¸c, tÝ n hiÖ u thu ® −îc sÏ h«ng ® −îc gi¶i tr¶i vf d¹ng sãng chuÈn sÏ chuyÓ n sµng ph¸t tÇ n sè m íi cho qu¸ tr× nh ® ¸nh gi¸ KÜ thuËt

nµ y ® −îc gäi lµ “t× m kiÕ m nèi tiÕ p” (Serial Search) S¬ ® å khèi ® ¬ n gi¶n cñ hÖ thèng nh− vËy ® −îc m« t¶ trong h× nh 1.26 NÕ u d¹ng sãng tr¶i chuÈn gÇn ® −îc

® ång chØ nh, kho¶ng ± 1/2 chÝ p, v íi m· t íi th× tÝ n hiÖ u thu ® −îc sÏ ® −îc gi¶i tr¶i hoµ n toµ n ® Ó sao cho ® ñ n¨ng l−îng tÝ n hiÖ u tÝ n hiÖ u sÏ qua ® −îc bé läc th«ng d¶i, lµ m cho thiÕ t bÞ quyÕ t ® Þ nh ngõng t× m kiÕ m

Mét ph−¬ ng thøc ® ång bé ban ® Çu cã ® é hiÖ u qu¶ cao h¬ n lµ ph−¬ ng thøc ph¸t hiÖ n thu ® −îc khi ® −a chóng qua bé läc phèi hîp vµ ph¸t hiÖ n thêi ® iÓ m mµ t¹i ® ã biªn ® é ® Çu ra lµ tèi ® a Bé läc phèi h îp ® −îc thiÕ t kÕ chØ ® −a ra xung khi thu ® −îc chuçi kÝ tù m· Khi ph¸t hiÖ n xung nµ y bé t¹o m· ® Çu thu b¾ t ® Çu ho¹t

® éng, sö dông ® iÒ u kiÖ n b¶n ® Çu t−¬ ng øng v íi chuçi m· thu ® −îc, khi ® ã qu¸ tr× nh ® ång bé hoµ n thiÖ n

1.5.1 Bắt đòng bộ

Quá trình bắt đồng bộ là giai đoạn phát hiện được mã trải phổ thu được với đặc tính về thời gian và tần số của nó để tiến hành chuẩn bị đồng bộ cho mã giải trải phổ (nén phổ) được tạo ra ở nội tại máy thu Nhìn chung có hai loại bắt đồng bộ: bắt đồng bộ có liên kết (nhất quán) và không liên kết, nhưng thường việc

nén phổ phía thu được thực hiện trước giải điều chế sóng mang nên pha của sóng mang này không được biết trước vì vậy đa số giai đoạn bắt đồng bộ là tiến hành theo kiểu không liên kết

Phương pháp dò đồng bộ chung nhất là: trước hết tín hiệu mã thu được và

mã tạo ra ở nội tại máy thu được so sánh tương quan với nhau để xác định mức

độ giống nhau giữa chúng Nếu chúng có vẻ đồng bộ thì kết quả đo lường mức giống nhau trên được so sánh với một mức ngưỡng để quyết định chúng đồng bộ với nhau hay không; nếu kết quả đo không thấp hơn ngưỡng thì đánh giá là có đồng bộ Đồng bộ ở đây là dạng đồng bộ thô, tức chưa hoàn toàn chính xác Khi

đó tiếp theo là giai đoạn hai (bám mã) được thực hiện Nếu không đạt được độ giống nhau cần thiết, quá trình dò tìm sẽ phải thay đổi pha hoặc tần số nội tại từng phần trong vùng ước đoán pha tần số của hệ thống thu Sau đó quá trình so sánh tương tự mới, lại được lặp lại (đến khi đạt được đồng bộ sơ bộ) Về tính tương quan của các dãy mã PN đã được xét kỹ trong chương 1 Dựa vào đó các

bộ tương quan sẽ cho tín hiệu đầu ra là tốt nhất khi so sánh hai tín hiệu vào Cấu trúc của một bộ tương quan thường theo sơ đồ sau (Hình 3.1)

Nói khác đi chỉ khi hai tín hiệu vào giống nhau thì đầu ra Z(T) là lớn nhất, tức cũng là Z(T)max cho biết rằng tín hiệu vào 2 là đã giống tín hiệu vào 1 Nếu

dùng bộ tương quan này để dò bắt mã ta sẽ căn cứ với Zr ở đầu ra của nó để quyết định đã bắt được mã chưa

Trong hệ thống đ iệ n thoại di đ ộng tổ ong thì tần số mà các máy di đ ộng sử dụng là không cố đ ị nh ở một kênh nào đ ó mà kênh đ àm thoại đ −ợc xác đ ịnh nhờ kênh báo hiệ u và máy di đ ộng đ −ợc đ ồng bộ về tầ n số một cách tự đ ộng Vì vậy, các ô kề nhau nên sử dụng tầ n số khác nhau còn các ô ở cách xa hơ n là một khoảng cách nhất đị nh có thể tái sử dụng c ùng một tầ n số đ ó Để cho phé p các máy di đ ộng

có thể duy trì cuộc gọi liên tục trong khi di chuyể n giữ a các ô thì tổ ng đ ài sẽ đ iề u khiể n các kênh báo hiệ u hoặ c kênh lưu lượng theo sự di chuyể n của máy di đ ộng đ ể chuyể n đ ổ i tầ n số của máy di đ ộng đ ó thành một tầ n số thí ch h ợp một cách tự đ ộng Hiệ u quả sử dụng tần số của hệ thống tổ ng đ ài đ iệ n thoại di đ ộng tăng lên vì các kênh RF giữa các BS kề nhau có thể đ ược đ ịnh vị một cách có hiệ u quả nhờ việ c tái sử dụng tần số và do đ ó dung lượng thuê bao đ ược phục vụ sẽ tăng lên

2.1.2Cấu hì nh hệ thống:

Hệ thống đ iệ n thoại di đ ộng tổ ong bao gồm các máy đ iệ n thoại di đ ộng trên ô tô (hay xách tay), BS và MSC (trung tâ m chuyể n mạch đ iệ n thoại di đ ộng)

Máy đ iệ n thoại di đ ộng bao gồm các bộ thu/phát RF đ ể kế t nối máy di đ ộng

v ới MSC, anten, bộ đ iề u khiể n, đ ầu cuối số liệ u và nguồn

MSC xử lý các cuộc gọi đ i và đ ến từ mỗi BS và cung cấp chức năng đ iề u khiể n trung tâ m cho hoạt đ ộng của tất cả các BS một cách hiệ u quả và đ ể truy nhập vào

tổ ng đ ài của mạng đ iệ n thoại công cộng Chúng bao gồm bộ phận đ iề u khiể n, bộ phận kế t nối cuộc gọi, các thiế t bị ngoại vi và cung cấp chức năng thu nhập số liệ u cước đ ối với các cuộc gọi đ ã hoàn thành

Các máy di đ ộng, BS và MSC đ ược kiên kế t v ới nhau thông qua các đ ường

kế t nối thoại và số liệ u Mỗi máy di đ ộng sử dụng một cặ p kênh thu/phát RF Vì các kênh lưu lượng không cố đ ịnh ở một kênh RF nào mà thay đổ i thành các tầ n

số RF khác nhau phụ thuộc vào sự di chuyể n của máy di đ ộng trong suốt quá trì nh cuộc gọi nên cuộc gọi có thể đ ược thiế t lập qua bất cứ một kênh nào đ ã

đ ược xác đị nh trong v ùng đ ó Cũng từ nhữ ng quan đ iể m trên về Hệ thống đ iệ n thoại di đ ộng mà thấy rằ ng tất cả các kênh đ ã đ ược xác đ ị nh đ ề u có thể bận do

đ ã đ ược kế t nối một cách đ ồng thời v ới các máy di đ ộng