Tìm hiểu các kỹ thuật trải phổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA ĐIỆNJĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN TỬ VlẾN THÔNG... LỜ I NÓI ĐẦUTrong th ế kỷ 21, cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

KHOA ĐIỆNJĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN TỬ VlẾN THÔNG

nộ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ H Ộ I CHỦ NGHĨA V IỆ T N A M TRƯONG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CỔNG NGIIÍ: Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phút

KIIOA Đ IỆN -D IỆN TỬ . 0O0 -

*********

N H I Ẹ M V Ụ L U Ậ N Ả N T ố T N G H I Ệ PChú ý : sv phải dóng bàn nhiộrn ỵụ này vào (rang thứ nhái cùa luận iín

ỵ ỉ ứ < Ể ) r í Ă j M ^

3 Ngày giao nhiệm vụ luận án : Oi/iiO/aỉoOlt

4 Ngày hoàn thành lỊhiệm vụ ’.QbỊoá-ỊoiOQ5

00ĐĐT02 : 00ĐĐT010 : Tun hiểu các kỹ thuật trải phô’ trong hệ thống thông DMA

N h ận x é t của giáo v iê n hướng dẫn

Đ iể m đánh g iấ:.

•C "

.xếp lo ạ i: - « 9 ^ ^

TP.HỒ C hí M inh, N gày./Q thấngẨ năm 20Ọ$~

G iáo v iê n hướng dẫn

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

*********************

• G iáo v iê n p h ả n b iệ n : Thầy Huỳnh Phú Minh cường

• H ọ v à tê n sinh v iê n : Trần Thụy Bi

• T ê n đ ề tài : Tnn hiểu các kỹ thuật trải phô’ trong hệ thông thông tin di động CDMA

• N h ận x é t củ a g iáo v iê n p h ả n b iệ n

• Đ iểm đ án h g iá : x ế p lo ai:

TP.HỒ C hí M inh, N g ày th á n g n ăm 2004

G iáo v iê n p h ả n b iệ n

LỜ I NÓI ĐẦU

Trong th ế kỷ 21, cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghệ thông tin, công nghệ vô tuyến trong hệ thống thông tin di động đã thực sự bùng nổ Những chuẩn truyền thông mới, hiện đại, đa dịch vụ ngày càng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi.

Do sự phát triển nhanh của nền kinh tế, mạng hữu tuyến đang dân trở nên thiếu linh động, không đáp ứng hết nhu cầu ngày càng cao của con người Sự ra đời của thông tin di động s ố là can thiết và có nhiều ưu điểm Cuộc cách mạng truyền thông tại Việt Nam thực sự bùng n ổ sau khi hai mạng điện thoại di động lân lượt xuât hiện : MobilePhone (1993) và VinaPhone (1996) cùng dựa trên một nền tảng công'

nghệ chung : đó là công nghệ GSM Tuy nhiên công nghệ này cũng có những hạn chế cho việc vận hành cũng như khách hàng khi nhu cầu tăng ( những dịch vụ mới, việc quy hoạch tần số ) Do đó, CDMA đang thu hút sự chú ý của mọi người Sau gần 10 năm thai nghén, cuối cùng thì công nghệ CDMA cũng đã có mặt tại Việt Nam, Sýone- Stelecom là sự liên doanh giữa Saigon Postel Corporation và các công ty của Hàn Quốc chính thức đưa vào hoạt động tháng 7 năm 2003 sử dụng công nghệ CDMA.

Hệ thống CDMA có khả năng bảo mật rất cao nhờ áp dụng công nghệ điều

c h ế trải p h ổ hiện đại M ục đích của luận văn này là tìm hiểu các kỹ thuật trải p h ổ và

mã trải p h ổ ứng dụng trong hệ thống thông tin di động CDMA đ ể lựa chọn phương pháp trải p h ổ thích hợp cho từng ứng dụng cụ thể.

M ặc dù đã c ố gắng hết sức nhưng do trình độ và vôh kiêh thức còn hạn hẹp nên luận văn này không tránh khỏi thiếu sót Rất mong quý thây cô thong cảm.

Em xin chân thành cảm ơn!

S in h v iê n th ự c h iệ n

Trần Thụy Bi

j m c M O ï i

$ oCời d a u hên em xin chân thành cảm ơn (ịug thay cô d ã tă n tình d a y hảo, truyền d a i cho áình viên chúng em nhữny hiên thức Cịuý háu dê áinh viên chúng em có th ể tư trang, hi cho mình von hiên thức vững chăc hhi hươc vào dời

J t £ m xỉn chân thành cảm ơn cô yido hưởng d a n Ị- ^ tạ m S d ô n g oCiên d a

tân tình chỉ day, hướng dan, ho trơ cho em trong ỏuôt Cịuá trinh Ểcưn iu ậ n văn

S ự nhiêt tình của cô Ểuôn đ ể ia i cut tương tốt trong iòng em i n k t b k nữa

em xin chân thành cảm ơn c ô S d è n g oC'lên.

cduôĩ cùng, em xỉn cảm ơn những người han cùng hhóa học d a h ểt Êòng yiúff dỡ em trong iu ô t những n ă m hoc vừa C ị u a

X i n cảm ơn ta t cả moi người đ ã tao diêu hiện cho em hocm thành m ọt thòi áinh viên tuy v ấ t vả nhưng th a t Ểà (ịuý háu n ỉ ư ị

M Ụ C L Ụ C

J í J3 g J í J3

Phần 1: Tổng quan về hệ thông thông tin di động

Chương 1 : Tổng quan về hệ thống điện thoại di động

1.1 L ịch sử p h á t t r i ể n 1

1.2 H ệ th ô n g di đ ộ n g tổ o n g 3

1.3 C ác k ỹ th u ậ t đ a tru y c ậ p 8

1.3.1 F D M A 10

1.3.2 T D M A 11

1.3.3 C D M A 12

1.3.4 So sán h c ác kỹ th u ậ t đ a tru y c ậ p 14

Chương 2 : Hệ thống di động CDMA 2.1 G iới t h i ệ u 18

2.1.1 C ác đ ặ c tín h c ủ a C D M A 18

2 1 2 ư u đ iể m c ủ a h ệ th ố n g C D M A 24

2 2 C ấu h ìn h m ạ n g C D M A 26

2.2.1 T h u ê b a o d i đ ộ n g M S 27

2 2 2 T rạ m g ố c B S 28

2.2 3 T ổ n g đ à i di đ ộ n g M X 30

2 2 4 B ộ gh i đ ịn h vị th ư ờ n g trú H L R 31

2.3 G ia o d iệ n vô tu y ế n củ a h ệ th ô n g th ô n g tin di đ ộ n g C D M A 32

2.3.1 M ở đ ầ u 32

2 3 2 K ê n h C D M A đườ ng l ê n 33

2.3 3 K ê n h C D M A đườ ng x u ố n g 39

Phần 2 : Các kỹ thuật trải phổ

Chương 3 : Các loại m ã trải p h ổ PN

3.1 N g u ỵ ê n lý trả i p h ổ 4 4 3.1.1 K h á i n i ệ m 4 4

3.1 2 N g u y ê n lý trả i p h ổ 44

3.1.3 ư u _ n hư ợ c c ủ a kỹ th u ậ t trả i p h ổ 45

3 1 4 C ác h ệ th ố n g th ô n g tin trả i p h ổ 45

3.2 M ã trả i p h ổ 48

3.2.1 G iới t h i ệ u 48

3 2 2 C ác lo ạ i m ã trả i p h ổ P N 48

3 2 2 a C h u ỗ i m 48

3 2 2 b C h u ỗ i G o ld 52

3 2 2 c C h u ỗ i K a s a m i 54

3 2 2 d C h u ỗ i W a ls h 55

Chương 4 : Các kỹ thuật trải p h ổ 4.1 Hệ thống trải p h ổ chuỗi trực tiếp 57

4.1.1 C ác h ệ th ố n g D S /S S B P S K 57

4.1.1 a M á y p h á t D S /S S B P S K 57

4 1 l b M á y th u D S /S S B P S K 59

4 1 1 c M ậ t độ p h ổ cô n g s u ấ t P S D 62

4 1 1 d Đ ộ lợi x ử lý P G 64

4 1 2 C ác h ệ th ố n g D S /S S Q P S K 64

4 1 2a M á y p h á t D S /S S Q P S K 64

4 1 2 b M á y th u D S /S S Q P S K 66

4 1 3 H iệ u n ă n g c ủ a các h ệ th ố n g D S _S S 68

4.2 Các hệ thống trải p h ổ nhảy tầ n 75

4.2.1 H ệ th ố n g F H /S S n h a n h 76

4 2 l a M á y p h á t 77

4.2 l b M á y t h u 80

4 2 l c F H n h a n h v ớ i đ iề u c h ế M _ F S K 81

4 2 l d T ố c đ ộ x u n g c lo ck ch o các h ệ th ố n g F H /S S n h a n h

4 2 2 H ệ th ô n g F H /S S c h ậ m

4.3Các hệ thống trải p h ổ nhảy thời gian và lai ghép

4.3.1 C ác h ệ th ố n g trả i p h ổ n h ả y th ờ i g ia n

4 3 2 C ác h ệ th ố n g la i g h é p

4.3.2 a N h ả y tầ n /c h u ỗ i trự c t i ế p

4 3 2 b N h ả y tầ n _ th ờ i g ia n lai g h é p

4 3 2c N h ả y th ờ i g ia n _ c h u ỗ i trự c ti ế p

4 3 2d N h ả y th ờ i g ia n _ tầ n sô" ch u ỗ i trự c t i ế p

4.4So sáậh các hệ thống trải p h ổ

82 83 84 84 85 85 89 89 89 90 C hương 5 : Đ ồ n g bộ m ã ở c á c h ệ th ô n g th ô n g tin tr ả i p h ể 5.1 M ở đầu

5.2Bắt mã P N cho hệ thống D S/SS

92 94 Phần 3 : Mô phỏng I G ia o d iệ n ch ín h 97

II G iao d ịệ n m ô p h ỏ n g ch u ỗ i P N 98

III H ư ớng p h á t triể n đ ề tà i 105

P h ụ lụ c 1 106

P h ụ lụ c 2 108

P h ụ lụ c 3 110

PHAN 1

TỔNG QUAN VỀ

HỆ THỐNG THÔNG TIN

DIĐỘNG

^ Đ ể tìm k iế m h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g s ố m ớ i ngư ờ i ta n g h iê n cứu cô n g

n g h ệ đ a tru y c ập p h â n ch ia th e o m ã ( C D M A ) C ô n g n g h ệ n à y sử d ụ n g kỹ th u ậ t trải

p h ổ trước đó đ ã có c á c ứ ng d ụ n g chủ y ế u tro n g q u â n sự Đ ược th à n h lậ p v à o n ă m

1985, Q u alco m , sa u đ ó được g ọ i là th ô n g tin Q u a lco m ( Q u a lco m C o m m u n icatio n )

đ ã p h á t triể n cô n g n g h ệ C D M A ch o th ô n g tin d i đ ộ n g v à đ ã n h ậ n được n h iề u b ằ n g

p h á t m in h tro n g lĩn h vực n ày Đ ế n n a y , cô n g n g h ệ n à y đ ã trở th à n h cô n g n g h ệ th ô n g trị ở B ắ c M ỹ Q u a lco m đ ã đư a ra p h iê n b ả n C D M A đ ầ u tiê n được gọ i là IS _95A

T ổ n g cô n g ty B ưu ch ín h v iễ n th ô n g V iệ t N a m cũ n g đ ã có k ế h o ạ c h th ử n g h iệ m

C D M A

^ Đ ể tă n g th ê m d u n g lượng ch o c á c h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g số, tầ n s ố

củ a c á c h ệ th ố n g n à y đ a n g được c h u y ển từ v ù n g 8 0 0 _ 9 0 0 M H Z v à o vùn g 1.8_1.9G H Z M ộ t s ố nước đ ã đư a v à o sử d ụ n g cả h a i tầ n sô" ( D u a l B and)

^ S o n g so n g với sự p h á t triể n củ a các h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g tổ on g nó i trê n , c á c h ệ th ô n g th ô n g tin di đ ộ n g h ạ n c h ế cho m ạ n g n ộ i h ạ t sử d ụ n g m á y c ầ m tay

k h ô n g d â y sô" (D ig ital C o rd le ss P h o n e ) cũ n g được n g h iê n cứu p h á t triể n n h ư : D E C T (D ig ital E n h a n c e d C o rd le ss T e le c o m m u n ic a tio n : V iễ n th ô n g k h ô n g d â y sô" tă n g cường) củ a C h â u  u v à PH S (P e rso n a l H a n d y p h o n e S y stem : h ệ th ô n g m á y đ iệ n

th o ạ i c ầ m ta y cá rihân ) c ủ a N h ậ t B ả n cũ n g đ ã được đư a v à o thư ơng m ại

^ N g o à i c á c h ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g m ặ t đ ấ t, c á c h ệ th ô n g th ô n g tin di

đ ộ n g v ệ tin h : G lo b a l S ta r & Irid iu m cũ n g được đư a v à o thư ơng m ạ i tro n g n ă m

1998

^ N h ư v ậ yỉ, sự k ế t h ợ p giữ a c á c h ệ th ô n g th ô n g tin di đ ộ n g n ó i trê n s ẽ tạ o

n ê n m ộ t h ệ th ố n g (hông tin d i đ ộ n g cá n h â n P C S (P e rso n a l C o m m u n icatio n S y stem )

ch o p h é p m ỗ i c á c n h â n có th ể th ô n g tin ở m ọ i th ờ i đ iể m v à ở b ấ t kỳ nơi n à o m à họ

c ầ n th ô n g tin

Trang 2

-H iệ n n aỷ , đ ể đ á p ứng n h u c ầu n g à y c àn g tă n g c ủ a c á c k h á c h h à n g v iễ n

th ô n g v ề các dịch vụ v iễ n th ô n g m ới, các h ệ th ố n g th ô n g tin d i đ ộ n g đ a n g tiế n đ e n

n h iề u v ù n g p h ụ c vụ n h ỏ , g ọ i là c ác ô, m ỗ i ô có m ộ t trạ m gố c p h ụ trá c h v à đ iê u

k h iể n bởi tổ n g đ à i sa o ch o người sử d ụ n g v ẫ n có th ể d uy trì cu ộ c g ọ i m ộ t c á c h liê n

tụ c m à k h ô n g b ị g iá n đ o ạ n kh i di c h u y ể n giữ a c á c ô

LVTN: Tim hiểu cắc kỹ thuật trải phổ trong hệ thống thông tin đi động CDMA

ầ n s ố m à c ác m á y d i đ ộ n g sử d ụ n g tro n g h ệ th ố n g đ iệ n th o ạ i di 3pg c ố địn h ở m ộ t k ê n h n à o đó m à k ê n h đ à m th o ạ i được x á c địn h

và m á y di đ ộ n g được đ ồ n g b ộ v ề tầ n s ố m ộ t c ác h tự động V ì v ậyu

Trang 3

-LVTN : Tim hiểu CÁC kỹ thuật trải phổ trong hệ thống thông tin đi động CDMA

: T rạ m th u p h á t gốic : T rạ m đ iề u k h iể n c h u y ển m ạ ch : H ệ th ố n g c h u y ể n m ạ ch gốc : M á y di đ ộ n g

: M ạ n g sô" liê n k ế t đ a d ịch v ụ : M ạ n g c h u y ển m ạ ch g ó i cô n g cộ n g th e o m ạ ch : M ạ n g c h u y ển m ạ ch sô' cô n g cộ n g th e o m ạ ch : M ạ n g c h u y ể n m ạ ch đ iệ n th o ạ i cô n g cộ n g : M ạ n g di đ ộ n g m ặ t đ ấ t cô n g cộng

động tổ ong bao gồm : phân hệ chuyển mạch và phân hệ trạm gốc

-LVTN : Tim hiểu cá c kỹ thuât trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

h iết đ ể th iế t lậ p cu ộ c gọ i th e o y ê u c ầ u ngư ờ i d ù n g M ộ t M S C đ ặ c

a y ) được P L M N g ia o cho chức n ă n g k ế t n ố i giữ a P L M N v à c ác

n g p h â n h ệ c h u y ể n m ạ ch còn có th a n h gh i n h ậ n d ạ n g th iế t b ị E IR cứng c ủ a th iế t bị E IR được n ố i với M S C q u a m ộ t đường b á o h iệ u ,

ể k iể m tra sự hợp lệ củ a th iế t bị

g tâ m c h u y ể n m ạ ch gô"c B S C : có n h iệ m vụ đ iề u k h iê n c á c trạ m

c B T S tro n g p h ạ m v i c ủ a nó n h ư : đ iề u k h iể n c h u y ể n g iao , đ iề u

V

Phân hệ h

x â y d ự ng th e o n g

q u ả n lý v iễ n th ô n g )

trợ và khai thác (O S S _ O p eratio n a n d S u p p o rt S u b sy stem ) được

u y ê n lý T M N (T ele c o m m u n ic atio n M a n a g e m e n t N etw o rk : m ạ n g

-LVTN: Tìm hiểu các kỹ thuật trải phổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

vụ m à họ cung cập

gồ m v iệc th ay đổi

ch u ẩn b ị tă n g lưu

B ảohóc B ả o dưỡng

cho k h ách h à n g v à kịp thời x ử lý các sự cố K h ai th ác cũng b ao :ấu h ình đ ể g iảm những v ấ n đ ề x u ấ t h iệ n ở thời đ iể m h iệ n thời, ương trong tương la i đ ể tăn g vùng phủ

dưỡng có n h iệ m vụ p h á t h iệ n , đ ịn h vị v à sử a ch ữ a c ác sự cố, h ỏ n g

ng b a o g ồ m c á c h o ạ t đ ộ n g tạ i h iệ n trư ờng n h ằ m th a y th ê th iê t bị

lý th iế t b ị d i đ ộ n g được b ộ đ ă n g k ý n h ậ n d ạ n g th iế t b ị E IR (

ty R e g iste r) thực h iện E IR lưu g iữ tấ t cả c á c d ữ liệ u liê n q u a n

M S E IR được n ố i đ ế n M S C q u a đư ờ ng b á o h iệ u đ ể k iể m tra sự

ít bị M ộ t th iế t b ị k h ô n g được p h é p sẽ b ị cấm

s c x ử lý các cu ộ c gọi đ i v à đ ế n từ m ỗ i B S v à cu n g c ấp chức

u n g tâ m cho h o ạ t độn g c ủ a tấ t cả c á c B S m ộ t c á c h h iệ u q u ả v à đ ể

g đ à i c ủ a m ạ n g đ iệ n th o ạ i cô n g cộng M S C g ô m b ộ p h ậ n đ iê u

;ê't n ố i cuộc gọi, c á c th iế t b ị n g o ạ i v i v à cu n g c ấp chức n ă n g thu

đố i v ớ i c á c cu ộ c gọ i đ ã h o à n th àn h

Trang 7

-LVTN : Tìm hiểu cớc kỹ thuật trải phọ trong hệ thống thông tín di động CDMA

ác M S , M S C v à B S được liê n k ế t với n h a u th ô n g q u a đường liê n

iệ t v à sô" liệu M ỗ i m á y di đ ộ n g sử d ụ n g m ộ t c ặp k ê n h th u / p h á t

lư ợ ng k h ô n g cố địn h ở m ộ t k ê n h R F n à o m à th a y đ ổ i th à n h các

p h ụ th u ộ c v à o sự di c h u y ể n c ủ a m á y di đ ộ n g tro n g su ố t q u á

cu ộ c gọ i có th ể th iế t lậ p q u a b ấ t c ứ k ê n h n à o đ ã được x á c định

nuhau

nó đ iề u k h iể n , sắỊ>

thì cũ n g có th ể ả n h

> B ệ đ iề u k h iể n M S C là tru n g tâ m đ iề u k h iể n c ủ a h ệ th ố n g t ế b ào ,

đ ặ t v à q u ả n lí to à n b ộ h ệ thống B ấ t k ì sự cô" n à o x ả y ra cho M S C hưởng h o ặ c là m n g ư ng h o ạ t đ ộ n g c ủ a h ệ thống

f th u ậ t được d ù n g p h ổ b iế n tro n g tru y ề n tín h iệ u v à th ô n g tin liê n

a tru y c ập được sử d ụ n g đ ể ch o p h é p n h iề u người sử d ụ n g cùng trên p h ổ tầ n hữ u h ạ n củ a h ệ th ố n g v ô tu y ế n V iệ c c h ia sẻ p h ổ

n th iế t đ ể đ ạ t được d u n g lượng lớn ch o h ệ th ố n g Đ ố i với c á c h ệ

c h ấ t lượng cao , đ iề u n à y c ần p h ả i được thực h iệ n tro n g k h i ch ất

i là tru y ề n so n g cô n g tro n g c á c h ệ th ô n g th ô n g tin di đ ộ n g k h ô n g

th ể được thực h iệ n b ằ n g c ác h sử d ụ n g k ỹ th u ậ t so n g cồ n g ở m iề n

iề n thời gian

p h á p so n g cô n g p h â n c h ia th e o m iề n tầ n s ố F D D (Frequency

h g câ"p h a i d ã i tầ n sô" riê n g b iệ t cho m ỗ i người sử dụng T ro n gcu:

GVHD : TS PHẠM HỒNG LIÊN

Trang 8

-SVTH : TRẦN THỤY BI

LVTN : Tìm hiểu cạc kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

F D D , m ỗ i k ê n h so n g cô n g thực ra là b a o g ồ m h a i k ê n h đơn công T ro n g m ỗ i b ộ th u ê

b a o v à trạ m gốc (lều sử d ụ n g b ộ so n g cô n g đ ể cho p h é p v iệ c tru y ề n v à n h ậ n vô

tu y ế n m ộ t c ác h đ ồ n g thời trê n m ộ t c ặ p k ê n h song công V iệ c p h â n ch ia tầ n s ố giữa

k ê n h hướng th u ậ n

c ầ n b iế t k ê n h riê u

th e o th ờ i g ia n TD

v à k ê n h hướng ngứỢc là k h ô n g th a y đ ổ i tro n g cả h ệ th o n g , k h ô n g

g b iệ t n à o đ a n g được sử dụng P hư ơng p h á p so n g cô n g p h â n chia

D (Time Division Duplex) sử d ụ n g thời g ia n th a y v ì tầ n sô" đ ể cung

c ấ p c ác k ê n h hướ ng lê n v à hướng xuống T D D ch o p h é p tru y ề n th ô n g tin trê n m ộ t

k ê n h đơn (ngư ợc lại với v iệ c sử d ụ n g h a i k ê n h c ủ a F D D ) v à là m đơn g iả n ch o th iế t

b ị th u ê b a o v ì k h ô n g c ầ n th iế t sử d ụ n g b ộ so n g công N ế u n h ư v iệ c p h â n ch ia thời

thời g ia n hướng lê n v à hướng x u ố n g là n h ỏ , thì v iệ c tru y ề n và

ra đ ồ n g thời đ ố i với người sử d ụ n g H ìn h 1.3 m in h h ọ a c á c kỹ

với v ấ n đ ề đ a tru y c ập , đ a tru y c ập p h â n ch ia th e o tầ n sô F D M A

on Multiple Access), đ a tru y c ậ p p h â n ch ia th e o th ờ i g ia n T D M A

ưltiple Access) v à đ a tru y cập p h â n ch ia th e o m ã C D M A (Code Access) là b a k ỹ th u ậ t ch ín h thư ờng được sử d ụ n g tro n g các h ệ

đ ộ n g k h ô n g d ây C ác kỹ th u ậ t n à y có th ể được p h â n n h ó m th à n h

h ẹ p v à b ă n g rộ n g , p h ụ th u ộ c v à o k h o ả n g b ă n g th ô n g ấ n địn h cho

Time (a) Frequency Division Duplex (FDD)

Hình 1.3 Cắc ph ư ơ n g p h á p so n g công, (a) FD D (b) T D D

Time (b)Ttme Division Duplex (TDD)

Trang 9

-LVTN: Tìm hiểu các kỹ thuật trải phổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

ác n h a u , tức là m ỗ i đường tín h iệ u c h iế m g iữ m ộ t tầ n sô" D o đó,

đ iể m ch ỉ có m ộ t k ê n h được tru y cập

C h ú n g

đ ịn h m ộ t b ă n g tần

c ầ u củ a người sử

Hình 1.4 : F re q u e n c y D iv isio n M u ltip le A ccess

1 có th ể th â y được từ h ìn h 1.4 rằ n g m ỗ i người sử d ụ n g được chỉ

n h ấ t địn h h a y là m ộ t k ê n h C á c k ê n h n à y được â"n địn h th e o y ê u ụng P hư ơng p h á p F D M A có c á c đ ặ c đ iể m sau :

chống tín h iệ u tro n g h ệ th ô n g F D M A tương đ ố i h ẹ p (k h o ả n g 30

ê n h , v à F D M A th ô n g thường được thự c h iệ n tro n g các h ệ th ố n g

-LVTN : Tìm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

(T im e D iv isio n M u ltip le A c ce ss) là h ệ th ố n g đ a tru y c ậ p p h â n

n H ệ th ố n g n à y cũ n g được thực h iệ n g iố n g F D M A v ề p h ọ tần ,

là ch o p h é p n h iề u k ê n h tín h iệ u tru y c ậ p cù n g m ộ t lú c trê n cù n g

k ỳ , v ì v ậ y m ộ t k ê n h có th ể được x e m n h ư m ộ t k h e thời g ia n riê n g

u n g d ữ liệ u v à m ỗ i k h u n g sẽ b a o g ồ m N k h e thời gian C ác h ệ

y ề n d ữ liệ u th e o phư ơng p h á p đ ệ m v à th e o b ó (buffer-and-burst),

n d ữ liệ u cho m ỗ i người sử d ụ n g là k h ô n g liê n tục Đ iề u n à y có

ệ th ố n g T D M A n h ấ t th iế t p h ả i sử d ụ n g d ữ liệ u s ố v à phư ơ ng thức

hệ

ểm của hệ thống TDMA bao gồm:

ch ia s ẻ m ộ t tầ n s ố sóng m a n g cho m ộ t sô" ngư ờ i sử d ụ n g , m ỗ i

ộ t k h e thời g ia n v à s ố k h e th ờ i g ia n p h ụ th u ộ c v à o m ộ t s ố th ô n g số,

th u ậ t đ iề u c h ế , b ă n g th ô n g đường truyền

Trang 11

-ìs V iệ c tru y ệ n d ữ liệ u cho c á c người sử d ụ n g c ủ a m ộ t h ệ th ố n g T D M A là

k h ô n g liê n tục, m it được thực h iệ n th e o các bó Đ iề u n à y là m ch o v iệ c tiê u tố n n ă n g lượng p in th ấp

ìsl B ởi v ì v iệ c tru y ề n d ữ liệ u k h ô n g liê n tụ c tro n g T D M A , q u á trìn h c h u y ển

g ia o đơn g iả n hơn n h iề u đô l với m ỗ i th u ê b a o (b ằ n g c á c h sử d ụ n g c á c k h e thời g ian

cò n lại)

ìa T D M A sử d ụ n g c á c k h e thời g ia n k h á c n h a u c h o v iệ c tru y ề n v à n h ậ n tín

h iệ u , v ì v ậ y v ấ n đ ề so n g c ô n g là k h ô n g c ần th iết

■23, C â n b ằ n g th ích ứ ng lu ô n là v ấ n đ ề c ầ n th iế t tro n g c á c h ệ th ố n g T D M A , vì tốc đ ộ tru y ề n tin th ô n g thư ờ ng là r ấ t lớn kh i so sá n h với c á c k ê n h F D M A

ÌÃ T ro n g T D M A , k h o ả n g thời g ia n b ả o v ệ n ê n được tố i th iể u hóa

C á c h ệ th ố n g T D M A sử d ụ n g n h iề u b it hơn ch o v iệ c đ ồ n g b ộ k h i so sán h với h ệ th ố n g FD M A

th ô n g rấ t rộ n g M ỗ i ngườ i sử d ụ n g có m ộ t ch u ỗ i m ã g iả n g ẫ u n h iê n riê n g v à g ầ n

n h ư là trực g ia o với c á c ch u ỗ i m ã n g ẫ u n h iê n c ủ a c á c th u ê b a o k h ác M á y thu

Trang 12

-LVTN: Tun hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

thực h iệ n p h é p tín h tương q u a n th e o thời g ia n đ ể p h á t h iệ n c á c từ m ã m o n g

m u ố n n h ấ t định C á c từ m ã k h á c được x e m n h ư là n h iễ u N h ư v ậ y , m á y th u cần

p h ả i b iế t từ m ã được sử dụ n g tạ i m á y p h át

CDMA

H ìn h 1.6 : C o d e D iv isio n M u ltip le A ccess

T ro n g C D M A , cô n g s u ấ t củ a c ác th u ê b a o tạ i m á y th u x á c đ ịn h n ề n n h iễ u sau

k h i g iả i tương q u a n N ế u cô n g s u ấ t củ a m ỗ i th u ê b a o tro n g m ộ t C e ll k h ô n g được

đ iề u k h iể n th ì h iệ u ứ ng “g ầ n - x a ” x u ấ t h iện , v ấ n đ ề “g ầ n - x a ” x u ấ t h iệ n k h i n h iề u

th u ê b a o d i đ ộ n g ch ia sẻ cù n g m ộ t k ê n h tru y ề n T ổ n g q u á t th ì tín h iệ u tru y ề n thu được m ạ n h n h ấ t sẽ “c h iế m g iữ ” b ộ g iả i đ iề u c h ế tạ i m á y thu T ro n g C D M A , c ác

m ức tín h iệ u th u được m ạ n h hơn sẽ n â n g c a o n ề n n h iễ u tạ i c á c b ộ g iả i đ iề u c h ế tạ i

c á c trạ m gốc với c á c tín h iệ u th u được y ế u hơn, q u a đó là m g iả m x á c s u ấ t th u được

c ủ a c á c tín h iệ u y ế u hơn Đ ể trá n h h iệ u ứng “g ầ n - x a ” ta p h ả i thực h iệ n v iệ c đ iề u

k h iể n cô n g s u ấ t kh i sử d ụ n g C D M A V iệ c đ iề u k h iể n cô n g s u ấ t được thực h iệ n tạ i

m ỗ i trạ m g ốc tro n g h ệ th ố n g C e llu la r v à đ ả m b ả o rằ n g m ỗ i th u ê b a o tro n g v ù n g ph ủ

só n g c ủ a trạ m g ố c cu n g c ấ p cù n g m ộ t m ức tín h iệ u tạ i b ộ th u c ủ a trạ m gốíc Đ iề u

n à y s ẽ g iả i q u y ế t được v ấ n đ ề là k h i th u ê b a o ở g ầ n trạ m g ốc sẽ cu n g cấp cô n g su ất

q u á lớn so với c á c th u ê b a o n ằ m ở x a trạ m gốc Đ iề u k h iể n cô n g s u ấ t được thực h iệ n

tạ i trạ m g ốc b ằ n g c ác h lấ y m ẫ u sô" đo cường độ tín h iệ u vô tu y ế n c ủ a m ỗ i th u ê b a o

GVHD : TS PHẠM HONG LIÊN

Trang 13

-SVTH : TRẦN THỤY BI

LVTN : Tìm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

di đ ộ n g v à sa u đó gửi lệ n h th a y đ ổ i cô n g s u ấ t trê n đường v ô tu y ế n th u ận M ặ c dù có

sử d ụ n g đ iề u k h iể n cô n g s u ấ t tro n g m ỗ i C e ll như ng c á c th u ê b a o di đ ộ n g b ê n n g o à i

C e ll v ẫ n g â y ra sự c an n h iễ u m à k h ô n g chịu sự đ iề u k h iể n b ở i trạ m gốic thu

* Đ ặc điểm của CDMA :

■ N h iề u th u ê b a o c ủ a h ệ th ố n g C D M A ch ia sẻ ch u n g tầ n sô" có th ể sử dụn g

T D D h o ặ c FD D

■ K h á c với T D M A h a y F D M A , C D M A có giới h ạ n d u n g lượng “m ề m ”

■ F a d in g n h iề u tia g iả m đ á n g k ể b ở i v ì tín h iệ u được trả i ra trê n m ộ t p h ổ rộng

■ T ố c độ d ữ liệ u k ê n h tru y ề n tro n g c á c h ệ th ô n g C D M A r ấ t cao

ả n h hưởng fa d in g cù n g tầ n sô" k h i sô" th u ê b a o tă n g lê n D o giới h ạ n v ề b ă n g th ồ n g

n ê n F D M A p h ả i sử d ụ n g lạ i tầ n s ố tro n g h ệ th ố n g tin di đ ộ n g t ế b ào K ỹ th u ậ t

F D M A k h ô n g có k h ả n ă n g b ắ t ta y c h u y ển v ù n g do p h ả i p h á t v à th u liê n tục trê n

b ă n g tầ n h ẹ p cô" định C hi ph í ch o trạ m gô"c q u á c a o do m ỗ i th u ê b a o di đ ộ n g M S

c ầ n m ộ t m á y thu và p h á t riê n g do đó là m tă n g chi p h í lắ p đ ặt B ê n c ạn h đó sự giới

h ạ n du n g lượng tro n g m ộ t c e ll là m cho v iệ c m ở rộ n g d u n g lượng r ấ t k h ó k h ă n (do sự giới h ạ n v ề b ă n g tần ) D o đ ó kỹ th u ậ t F D M A chỉ đ á p ứ ng được c á c dịch vụ có tốc

độ th ấp

GVHD : TS PHẠM HONG LIÊN

Trang 14

-SVTH : TRẦN THỤY BI

LVTN: Tìm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

* N g à y n a y kh i th iế t b ị đ ã được sô" h o á thì ph ư ơ n g p h á p T D M A tỏ ra

h iệ u q u ả hơn F D M A K ỹ th u ậ t T D M A là m tă n g h iệ u s u ấ t sử d ụ n g p h ổ k ê n h tru y ền ,

v ì N th u ê b a ọ có th ể sử d ụ n g ch u n g m ộ t b ă n g tầ n n à o đ ó th a y v ì là m ộ t th u ê b a o n h ư

FD M A H ơn n ữ a, T D M A k h ô n g đ ò i h ỏ i g h é p k ế t hợp vì v iệ c p h á t v à th u được thực

h iệ n ở các k h e th ờ i g ia n k h á c n h au D o th u ê b a o chỉ được p h é p p h á t tạ i n hữ ng k h e thời g ia n c ố địn h n ê n có th ể sử d ụ n g n hữ ng k h e thời g ia n cò n lạ i p h ụ c v ụ cho các

c á c dịch vụ đ iề u k h iể n cô n g su ất, b á o h iệ u , k iể m tra tín h iệ u hướng d ẫ n từ c á c trạ m gốc lâ n c ận p h ụ c vụ cho b ắ t tay c h u y ển vùng T u y n h iê n , p h ầ n cứng c ủ a T D M A k h á phứ c tạ p do đ ò i h ỏ i m ã h o á v à đ ồ n g b ộ cao V iệ c p h á t v à th u k h ô n g liê n tục sẽ là m

g iả m b ă n g th ô n g kh i sô" lượng k h e thời g ia n tă n g lên T rễ fa d in g ả n h hưởng r ấ t lớn

đ ế n h ệ th ố n g T D M A do n ó g â y ra n h iễ u g ia o th o a giữ a c á c ký tự (ISI) M ộ t ưti đ iể m nữa c ủ a T D M A chi p h í trạ m g ốc tương đô l th ấ p hơn F D M A do sử d ụ n g ít sóng m an g

h ơ n v à g iá th à n h th iế t b ị sô" cũ n g rẻ hơn Đ ể có th ể p h ụ c vụ c ác d ịch vụ đ ò i h ỏ i tốc

độ c a o n h ư tru y ề n h ìn h ản h , v id e o , h ộ i ng h ị trực tiế p th ì c ầ n p h ả i có m ộ t h ệ th ô n g cho p h é p n h iề u th u ê b a o hơn v à sử d ụ n g b ă n g tầ n rộ n g hơn; v à đ ể có th ể đ á p ứng

c á c n h u c ầ u trê n thì c ầ n p h ả i có m ộ t kỹ th u ậ t m ớ i h iệ u q u ả hơn, v à d o đó k ỹ th u ậ t

C D M A ra đời

* T ro n g h ệ th ố n g C D M A c ác th u ê b a o có th ể sử d ụ n g ch u n g m ộ t b ă n g

tầ n rộ n g m à k h ô n g c ầ n p h â n ch ia thời g ia n n ê n có th ể th u v à p h á t liê n tục D o b ă n g

th ô n g rộ n g n ê n d ễ b ị ả n h hưởng bởi fa d in g v à m á y th u R a k e tậ n d ụ n g n h iễ u g ia o

th o a do trễ n à y p h á t sinh đ ể thực h iệ n th u p h â n tậ p đ a tia g iú p ch o tín h iệ u th u ch ín h

x á c hơn N h iễ u b ă n g h ẹ p ả n h hưởng k h ô n g đ á n g k ể đ ế n h ệ th ô n g C D M A vì b ị suy

g iả m đ á n g k ể ở b ộ n é n p h ổ c ủ a m á y thu H ệ thoing C D M A có k h ả n ă n g c h u y ển

v ù n g m ề m , đ iề u k h iể n cô n g s u ấ t n h an h , v à tín h b ả o m ậ t c a o hơn c á c h ệ th ô n g khác

K ỹ th u ậ t C D M A có th ể p h ụ c vụ cho c á c d ịch vụ với tố c độ k h á c n h a u v à tru y ề n

th ô n g đ a phươ ng tiện T u y n h iê n đ â y là k ỹ th u ậ t tương đ ố i m ới, đ ò i h ỏ i chi p h í cao

v à p h ầ n cứng phứ c tạ p do tố c độ x ử lý n h a n h v à b ă n g th ô n g rộng

Trang 15

-LVTN : Tim hiểu cấc kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

Bảng 1.1: Các thông s ố cơ bản đa truy cập

-CHƯƠNG 2

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA

2.1 G iớ i t h iệ u :

H ệ th ố n g th ô n g tin di đ ộ n g C D M A d ự a trê n kỹ th u ậ t trả i p h ổ tín h iệ u K ỹ

th u ậ t n à y cho p h é p ch ú n g ta c h u y ể n đ ổ i m ộ t tín h iệ u có b ă n g th ô n g h ẹ p san g m ộ t tín h iệ u có b ă n g th ô n g rộ n g hơn n h iề u lầ n h a y b iế n đo i m ậ t độ p h o tín h iệ u từ chô

tậ p tru n g tro n g m ộ t k h o ả n g tầ n h ẹ p n à o đ ó san g p h â n b ô rộ n g k h a p tre n m ọ t d a i ta n

rộ n g hơn

2.1.1 Các đặc tính của CDMA:

a Tính đa dạng phân tập :

* P h â n tậ p là m ộ t h ìn h thức tố t đ ể là m g iả m fad in g F a d in g đ a đường x ảy

ra k h i h a i h a y n h iề u đường tín h iệ u k ê t h ợ p triệ t tiê u lâ n n h au T ru y ê n d â n b ă n g

rộ n g ít bị ả n h hưở ng b ở i fa d in g so với tru y ề n d ẫ n b ă n g h ẹ p n h ờ v à o tín h đ a d ạn g tro n g p h â n tậ p C ó b a phư ơ ng p h á p p h â n tậ p ch ín h là :

• P h â n tậ p th e o thời gian: đ ạ t được n h ờ v à o v iệ c c h è n m ã , tá c h lỗ i v à

m ã PN B ộ đ iề u k h iể n đ a đường tá ch ch u ỗ i P N n h ờ sử d ụ n g b ộ tương q u a n song song M á y di đ ộ n g d ù n g 3 b ộ tương q u a n , trạ m gô"c d ù n g 4 b ộ tương q u an M á y di

đ ộ n g có b ộ tương q u a n song song gọ i là b ộ th u - q u é t, c á c đ ầ u th u n à y có k h ả n ăn g

n h ậ n tín h iệ u từ c á c lu ồ n g k h á c n h a u , ch ú n g x é t tín h iệ u th u th e o m ọ i đường, sa u đó

tổ hợp v à g iả i đ iề u c h ế tấ t cả tín h iệ u thu được F a d in g có th ể x u ấ t h iệ n tro n g m ọ i tín h iệ u th u n h ư n g k h ô n g có sự tương q u an giữ a c ác đường thu V ì v ậ y , tổ n g tín h iệ u

th u được có đ ộ tin c ậy cao N h iề u b ộ tá ch tương q u a n có th ể á p d ụ n g m ộ t c ác h đồ n g

th ờ i ch o h ệ th ố n g th ô n g tin có h a i trạ m gố c B S đ ể thực h iệ n c h u y ể n v ù n g m ề m cho

N g u ồ n cu n g câ"p cho m ỗ i th u ê b a o là n ă n g lượng th a y v ì thời g ia n h o ặ c tầ n sô", cho

n ê n v iệ c đ iề u k h iể n tạ p â m v à p h â n p h ô i k ê n h trở n ê n đơn g iả n hơn N hư ng đồ n g thời, v â n đ ề đ iề u k h iể n c ô n g s u ấ t trở n ê n r ấ t q u a n trọng

c Đ iều khiển công s u ấ t :

❖ H ệ thốing C D M A cu n g c ấ p chức n ă n g đ iề u k h iể n cô n g s u ấ t h a i c h iều (từ B S đ ế n m á y d i đ ộ n g v à ngược lạ i) đ ể cu n g c ấ p m ộ t h ệ th ố n g có dun g lượng lưu lượng lớn,ị c h ấ t lượng dịch vụ cuộc g ọ i cao v à c á c lợi ích k h ác M ụ c đích c ủ a đ iề u

k h iể n cô n g s u ấ t p h á t c ủ a m á y di đ ộ n g là đ iề u k h iể n sa o cho tín h iệ u p h á t củ a tấ t cả

c á c m á y di đ ộ n g tro n g m ộ t v ù n g p h ụ c vụ có th ể được th u với đ ộ n h ạ y tru n g b ìn h tạ i

Trang 18

-LVTN : Tìm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tín di động CDMA

b ộ th u củ a B S K h i cô n g s u ấ t p h á t c ủ a tấ t cả c á c m á y di đ ộ n g tro n g v ù n g p h ụ c vụ được đ iề u k h iể n n h ư v ậ y th ì tổ n g cô n g s u ấ t th u được tạ i b ộ th u c ủ a B S trở th à n h

cô n g s u ấ t th u tru n g b ìn h c ủ a n h iề u m á y di động

❖ B ộ th u củ a B S c h u y ể n tín h iệ u th u được từ m á y di đ ộ n g tương ứng

th à n h th ô n g tin s ố b ă n g h ẹ p T ro n g trư ờng h ợ p n à y th ì tín h iệ u c ủ a c á c m á y di độ n g

k h á c cò n lạ i ch ỉ n h ư là tín h iệ u tạ p â m củ a b ă n g rộ n g T h ủ tụ c th u h ẹ p b ă n g th ô n g được g ọ i là độ lợi x ử lý n h ằ m n â n g c ao tỷ số tín h iệ u trê n g ia o th o a (dB ) từ g iá trị

â m lê n đ ế n m ộ t m ức đủ lớn đ ể cho p h é p h o ạ t đ ộ n g được với lỗi b it c h ấ p n h ậ n được

❖ H o ạ t đ ộ n g c ủ a m á y di đ ộ n g sẽ bị g iả m c h ấ t lượng n ế u tín h iệ u củ a c ác

m á y di đ ộ n g m à B S th u được là q u á y ế u N ế u c á c tín h iệ u củ a c á c m á y di đ ộ n g đủ

m ạ n h th ì h o ạ t đ ộ n g c ủ a c á c m á y n à y sẽ được c ả i th iệ n n h ư n g n h iễ u đố i với các m á y

d i đ ộ n g k h á c cù n g sử d ụ n g m ộ t k ê n h sẽ tă n g lê n là m cho c h ấ t lượng cu ộ c gọ i của

c á c th u ê b a o k h á c sẽ b ị g iả m n ế u n h ư du n g lượng tối đ a k h ô n g g iảm

❖ B S cu n g c ấp v iệ c đ iề u k h iể n cô n g s u ấ t từ B S tới m á y di đ ộ n g n h ờ v iệ c

q u i đ ịn h cô n g s u ấ t n à y tương ứng với cô n g s u ấ t đo được tạ i m á y d i động M ụ c đích

củ a v iệ c đ iề u k h iể n n à y là g iả m cô n g s u ấ t p h á t c ủ a m á y di đ ộ n g h o ặ c ở v ị trí tương

đố i g ầ n B S, là m ch o fa d in g đ a đường th ấ p v à g iả m h iệ u ứ ng “b ó n g r â m ” h a y là m

g iả m g ia o th o a đ ố i với c á c BS k h ác D o đó, cô n g s u ấ t được cu n g c ấp th ê m đ ô ì với các v ù n g th u tín h iệ u b ị g iá n đ o ạ n h o ặ c đố i với m á y di đ ộ n g ở x a có tỉ lệ lỗi cao

Trang 19

-Ỳ S a u k h i cu ộ c gọ i được th iế t lậ p th ì m á y d i đ ộ n g tiế p tụ c tìm tín h iệ u

củ a B S b ế n c ạ n h đ ể so sá n h cường độ tín h iệ u c ủ a ô b ê n c ạ n h v ớ i cường độ tín h iệ u

củ a ô đaitg sử dụng N ế u cường độ tín h iệ u đ ạ t đ ế n m ộ t m ức n h ấ t đ ịnh n à o đó có

n g h ĩa là m á y di đ ộ n g đ ã di c h u y ể n san g m ộ t v ù n g p h ụ c v ụ củ a m ộ t B S m ới v a trạ n g

th á i c h u y ể n v ù n g m ề m có th ể b ắ t đ ầu M á y d i đ ộ n g c h u y ê n m ộ t b a n tm đ ie u k h ie n tới tru n g tâ m c h u y ể n m ạ ch d i độ n g đ ể th ô n g b á o v ề cường đ ộ tín h iệ u v à sô liệ u cu a trạ m gố c m ới S a u đó, tru n g tâ m c h u y ển m ạ ch di đ ộ n g th iế t lậ p m ộ t đường n ố i m ới giữ a m áy| d i đ ộ n g v à trạ m gố c m ới v à b ắ t đ â u q u á trìn h c h u y ê n v u n g m e m tro n g kh i

v ẫ n g iữ đường k ế t n ô ì b a n đầu

✓ T ro n g trư ờng hợp m á y d i độn g đ a n g tro n g m ộ t v ù n g c h u y ể n đ ổ i giữa

h a i trạ m g ố c thì cuộc gọ i được thực h iệ n b ở i cả h a i trạ m g ốc s a o ch o c h u y ể n vùn g

m ề m có th ể thực h iệ n m à k h ô n g có h iệ n tượng “p in g - p o n g ” giữ a chúng T rạ m gốc

b a n đ ầ u c ắ t đường k ế t n ố i cu ộ c g ọ i k h i v iệ c k ế t n ố i cu ộ c gọ i v ớ i trạ m g ốc m ới đã thực h iệ n th à n h công

e Công suất phát thấp :

^ V iệ c g iả m tì s ố E b / No (tương ứng với tì s ố tín h iệ u trê n n h iễ u ) ch ấp

n h ậ n được k h ô n g ch ỉ là m tă n g d u n g lượng h ệ th ố n g m à c ò n là m g iả m cô n g s u ấ t p h á t

y ê u c ầ u đ ể k h ắ c p h ụ c tạ p â m v à can n h iễ u S ự g iả m n à y n g h ĩa là g iả m cô n g su ất

p h á t yêu| c ầ u đ ố ì với m á y d i động N ó là m g iả m g iá th à n h v à cho p h e p h o ạ t đọ n g tro n g các v ù n g rộ n g lớn h ơ n với cô n g s u ấ t p h á t th â p k h i so với c á c h ẹ th o n g a n alo g

h a y T D M A có cô n g s u ấ t tương tự H ơn n ữ a, v iệ c g iả m cô n g s u ấ t p h á t y ê u c ầ u sẽ

là m tă n g v ù n g p h ụ c vụ v à là m g iả m s ố lượng trạ m gố c y ê u c ầ u k h i so với c á c h ệ

th ố n g k h ố c

^ V iệ c đ iề u k h iể n cô n g su ất tro n g h ệ th ố n g C D M A là m g iả m cô n g su ất

p h á t tru n g b ìn h T ro n g đ a s ố trư ờng hợp th ì m ô i trư ờng tru y ề n d ẫ n là th u ậ n lợi đối với C D M A T ro n g c á c h ệ th ố n g b ă n g h ẹ p th ì cô n g s u ấ t p h á t c a o lu ô n lu ô n được y ê u

Trang 20

-LVTN : lịm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin đi động CDMA

c ầ u đ ể k h ắ c p h ụ c F a d in g tạ o ra th e o thời gian T ro n g h ệ th ố n g C D M A th ì cô n g su ất tru n g b ìn h có th ể g iả m bởi v ì y ê u c ầ u cô n g s u ấ t lớn ch ỉ p h á t đi k h i có đ iề u k h iể n

cô n g suấtỉ v à c ô n g s u ấ t p h á t chỉ tă n g kh i có fad in g

f Dung lượng m ềm :

♦ V ới k h á i n iệ m tá i sử d ụ n g tầ n sô" củ a h ệ th ố n g tổ o n g th ì cho p h é p có

m ộ t m ức độ g ia o th o a n h ấ t địn h đ ể m ở rộ n g d u n g lượng h ệ th ố n g m ộ t c ác h có đ iề u

k h iể n D ọ C D M A có đ ặ c tín h g ạ t g ia o th o a m ộ t c á c h cơ b ả n n ê n n ó có th ể thực h iệ n

v iệ c đ iề u k h iể n g ia o th o a h iệ u q u ả hơn h ệ th ố n g F D M A v à T D M A T hự c t ế thì

C D M A xiuất p h á t từ h ệ th ố n g ch ố n g n h iễ u được sử d ụ n g tro n g q u â n đội D o h ệ

th ố n g đ iềư c h ế b ă n g h ẹ p y ê u c ầ u tỉ sô" só n g m a n g trê n n h iễ u v à o k h o ả n g 18 dB n ê n còn có r ấ t n h iề u h ạ n c h ế x é t từ q u a n đ iể m h iệ u q u ả tá i sử d ụ n g tầ n sô" T ro n g h ệ

v ù n g phụỉc vụ D o m ộ t sô" lượng lớn người sử d ụ n g được x e m x é t th ì sô" liệ u th ô n g k ê

c ủ a tấ t cả c á c người sử d ụ n g lớn hơn m ộ t là r ấ t q u a n trọ n g D o đó, sô" lượng th ấ p được c h ấp n h ậ n v à g ia o th o a tổ n g cộ n g trê n m ộ t k ê n h được tín h b ằ n g v iệ c n h â n

cô n g s u ấ t th u tru n g b ìn h củ a tấ t c ả c ác người sử d ụ n g với sô" lượng người sử dụng

N ế u tỉ sôi cô n g s u ấ t tín h iệ u th u được đ ố i với cường độ cô n g s u ấ t tạ p â m tru n g b ình

m à lớn hơn ngưỡ ng th ì k ê n h đó có th ể cu n g c ấ p m ộ t c h ấ t lượng tín h iệ u tốt N ói

c á c h k h á ẹ thì g ia o th o a tro n g C D M A v à T D M A tu â n th e o q u i lu ậ t sô" lượng n h ỏ v à tỉ

lệ c ủ a thời g ia n k h ô n g đ ạ t c h ấ t lượng tín h iệ u d ự đ ịn h được x á c đ ịn h tro n g trườnghợp xấu

GVHD : TS PHẠM HONG LIÊN

TRƯỞliG OHDL-KĨCN

SV T H : TRẦN THỤY BI-Trang 21 -

ị ♦ C ác th a m sô" ch ín h x á c địn h d u n g lượng c ủ a h ệ th ố n g tổ on g sô" C D M A

b a o gồm : độ lợi x ử lý, tỉ sô" E b / N 0 (b ao g ồ m cả giới h ạ n fa d in g y ê u cầu ), chu k ì

cô n g s u ấ t th o ạ i, h iệ u q u ả tá i sử d ụ n g tầ n s ố v à sô" lượng b ú p só n g c ủ a a n te n B S H ơn

n ữ a, c à n g n h iề u k ê n h th o ạ i được cu n g câ"p tro n g h ệ th ô n g C D M A có cù n g m ộ t tỉ lệ

cu ộ c g ọ i bị c h ặ n v à h iệ u q u ả tru n g kê" cũ n g tă n g lê n thì c à n g n h iề u d ịch vụ th u ê b a o

Iđược cu n g câ"p trê n m ộ t k ê n h

g B ảo m ật cuộc gọi :

H ệ th ô n g C D M A cu n g câ"p chức n ă n g b ả o m ậ t cu ộ c g ọ i m ức độ c ao v à v ề cơ

b ả n là tạ o ra x u y ê n âm , v iệ c sử d ụ n g m á y th u tìm k iế m v à sử d ụ n g b ấ t hợp p h á p

k ê n h R F là k h ó k h ă n đ ố i với h ệ th ô n g tổ on g sô" C D M A b ở i v ì tín h iệ u C D M A đ ã được trộ n (scram b lin g ), về cơ b ả n thì cô n g n g h ệ C D M A cu n g c ấ p k h ả n ă n g b ả o m ậ t

cu ộ c g ọ i Ỷà c á c k h ả n ă n g b ả o v ệ k h ác

h Giá trị Eb / No thấp và bảo vệ lỗi :

> E b / No là tỉ sô" củ a n ă n g lượng trê n m ộ t b it đố ỉ với m ậ t độ p h ổ cô n g

s u ấ t tạ p â m , đ â y là g iá trị tiê u c h u ẩ n đ ể so sá n h h iệ u s u ấ t c ủ a phư ơ ng p h á p đ iề u c h ế

v à m ã h ó a sô"

LVTN : Tìm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

> K h á i n iệ m E b / No tương tự n h ư tỉ sô" só n g m a n g trê n tạ p â m của

ph ư ơ n g p h á p F M an alo g D o độ rộ n g k ê n h b ă n g tầ n rộ n g được sử d ụ n g m à h ệ th ô n g

C D M A cũ n g c ấp m ộ t h iệ u s u ấ t v à độ d ư m ã sửa sai cao N ó i c á c h k h á c thì đ ộ rộ n g

k ê n h bị giới h ạ n tro n g h ệ th ố n g đ iề u chê" sô" b ă n g tầ n h ẹ p , ch ỉ c á c m ã sửa sai có h iệ u

s u ấ t v à đ ộ d ư th ấ p là được p h é p sử d ụ n g sa o c h o g iá trị E b / N 0 c a o hơn g iá trị m à

C D M A y ệ u cầu M ã sửa sa i trước được sử d ụ n g tro n g h ệ th ố n g C D M A cù n g với g iải

đ iề u chê" Ịsô" h iệ u s u ấ t cao C ó th ể tă n g dun g lượng v à g iả m cô n g s u ấ t y ê u c ầ u với

m á y p h á t n h ờ g iả m Eb / N 0

Trang 22

-1 Tách tín hiệu t h o ạ i:

T ro n g th ô n g tin h a i c h iề u so n g cô n g tổ n g q u á t th ì tỉ s ố ch iế m d ụ n g tả i c ủ a tín

h iệ u th o ạ i k h ô n g lớn hơn k h o ả n g 35% T ro n g trư ờng h ợ p k h ô n g có tín h iệ u th o ạ i tro n g h ệ th ố n g T D M A v à F D M A th ì k hó á p d ụ n g y ế u tô' tích cực th o ạ i vì trễ thời

g ia n địn h vị lạ i k ê n h tiế p th e o là q u á dài N hư ng d o tố c đ ộ tru y ề n d ẫ n sô' liệ u g iả m

n ế u k h ô n g có tín h iệ u th o ạ i tro n g h ệ th ố n g C D M A n ê n g ia o th o a ở người sử dụn g

k h á c g iả m m ộ t c á c h đ á n g k ể D u n g lượng h ệ th ố n g C D M A tă n g k h o ả n g 2 lầ n v à suy g iả m tru y ề n d ẫ n tru n g b ìn h c ủ a m á y di đ ộ n g g iả m k h o ả n g Vi v ì d u n g lượng được

x á c đ ịn h th e o m ức g ia o th o a ở n h ữ ng người sử dụ n g k h ác

2 Ì 2 ư u điểm của hệ thống C D M A :

❖ Ị K h ả n ă n g c h ô n g tín h iệ u g â y n h iễ u v à b ả o m ật K hi q u a n s á t trê n to à n bộ

b ă n g th ô h g , tín h iệ u C D M A x u ấ t h iệ n n h ư n h iễu T ín h iệ u g â y c a n n h iễ u là m ộ t

p h ầ n c ủ a h ệ th ô n g đ ô i với người sử d ụ n g v à tấ t cả n h ữ n g ngư ờ i sử d ụ n g tro n g cù n g

h ệ th ô n g ịhoặc th ậ m ch í n g o à i h ệ th ô n g đ ề u được x e m n h ư n h iễu M ậ t độ p h ổ cô n g

s u ấ t c ủ a tín h iệ u trả i p h ổ r ấ t th ấ p n ê n k h ó b ị p h á t h iệ n v à th u trộm Đ ồ n g thời m u ô n

lọ c tá c h tín h iệ u c ần p h ả i có sự h iể u b iế t v ề c á c lo ạ i m ã sử d ụ n g đ ể trả i p h ổ tín h iệ u

th ô n g tin ch o từ n g người dùng C ác lo ạ i m ã n à y g ọ i là m ã g iả n g ẫ u n h iê n ( P N co d e ) N h ờ v à o tín h c h ấ t c ủ a tín h iệ u trả i p h ổ ch ú n g ta có th ể lọc tá c h được tín h iệ u

m o n g m u ố n trê n n ề n n h iễ u n h ư v ậy

❖ j K h ả n ă n g ch ố n g v ấ n đ ề fa d in g n h iề u đường c ủ a h ệ th ố n g C D M A T h a y v ì

p h ả i d ù n g c á c b ộ n h iễ u c ân b ằ n g đ ể k h ắ c p h ụ c n h iễ u g ia o th o a ký tự (IS I) d o h iệ n tượng fa d in g n h iề u đường g â y ra tro n g h ệ th ô n g T D M A h a y h ệ th ô n g F D M A th ì tro n g h ệ th ô n g C D M A , các p h iê n b ả n trễ c ủ a tín h iệ u được d ù n g tro n g q u á trình

p h ụ c h ồ i củ a tín h iệu

❖ IC D M A k h ô n g đ ặ t n ặ n g v iệ c h o ạ c h đ ịn h tầ n sô' Đ ố i với F D M A , v iệ c cấp

p h á t đ ủ cặc tầ n sô' ch o c á c trạ m gô'c đ ể k h ô n g b ị can n h iễ u giữ a ch ú n g là tố n k ém

LVTN : lịm hiểu các kỹ thuật trải p h ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

Trang 23

-LVTN : Tìm hiểu các kỹ thuật trải phổ tròng hệ thống thông tin di động CDMA

Ị

Ngược lại, tât cả các Cell trong hệ thống CDMA có thể hoạt động ở cùng một tần

\

SỐ

Những đặc điểm nổi bật của hệ thống CDMA làm cho các nhà cung cấp dịch

vụ quan tâm thúc đẩy nó phát triển nhanh:

n h iề u th u ệ b a o c à n g tôt Đ ô i với h ệ th ô n g C D M A , n ế u sô" người sử d ụ n g (th u ê b a o )

đ ồ n g thời tă n g lê n thì c h ấ t lượng g iả m xuốíng th e o n h ư ng n ó lạ i k h ô n g đ ặ t ra m ộ t sự

n g h iê m n g ặ t n h ư tro n g h ệ th ố n g F D M A h a y T D M A C D M A cu n g c ấ p m ộ t giới h ạ n

d u n g lượng m ề m , th a y cho giới h ạ n cứng tro n g F D M A h a y T D M A Đ iề u n à y là

c h ắc c h ắ n b ở i v ì đ ô i với F D M A h a y T D M A có m ộ t tín h c h ấ t q u a n trọ n g là du n g lượng được th iế t kê" (v ề b ă n g tầ n được câ"p p h á t đ ồ n g th ờ i_ F D M A , h a y sô" k h e thời

g ian _ T D M A ) K h i c á c b ă n g tầ n sô" h a y các k h e thời g ia n đ ã b ị sử d ụ n g h ế t th ì người

sử d ụ n g k h á c k h ô n g th ể sử d ụ n g m ạ n g được nữa

Ị

Trang 24

-LVTN : Tìm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

Hệ thống trải p h ổ CDMA được chia làm 3 loại :

tiế p T ín h iệ u n à y được tạ o th à n h k h i lâ y tín h iệ u th ô n g tin n h â n trự c tiế p với ch u ỗ i

m ã g iả n g ẫ u n h iê n có tố c đ ộ chip r ấ t lớn

tần T ín h iệ u th ô n g tin được tru y ề n cù n g với tầ n s ố só n g m a n g th a y đổ i n h a n h ph ụ

th u ộ c v à o m ã trả i phổ

g ian T ín h iệ u m a n g tin k h ô n g được tru y ề n m ộ t c á c h liê n tụ c m à tru y ề n th e o từng

k h o ả n g n g ắ n v à thời g ia n c á c k h o ả n g n à y được q u y ế t đ ịn h b ở i m ã trả i pho

N g o à i b a h ệ th ố n g C D M A th u ầ n tú y trê n , ch ú n g ta cò n c á c h ệ th ố n g C D M A

k ế t hợ p , n h ư là F H /D S , T F H , T H /D S , T F H /D S S ự k ế t h ợ p có th ể thực h iệ n giữa

C D M A Và T D M A , đ a tầ n só n g m a n g h a y đ a tầ n s ố tro n g đó M C -C D M A và M T -

C D M A dự a trê n kỹ th u ậ t g h é p tầ n sô" trực g ia o O FD M

D o giới h ạ n v ề trìn h độ v à thời g ia n v à v ì y ê u c ầ u củ a đ ề tà i n ê n ngư ờ i thực

h iệ n chỉ tậ p tru n g v ề c á c k ỹ th u ậ t trả i p h ổ d ù n g tro n g h ệ th ố n g C D M A th u â n túy

I

LVTN : Tỉm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

A n ten M S n ố i tới b ộ a n te n so n g cô n g ch o p h é p m ộ t a n te n d ù n g ch u n g cho cả

p h á t v à tl u, đ iề u hư ở ng ở k ê n h vô tu y ế n n à o đó có d ả i th ô n g 1,23 M hz S a u đó, tín

h iệ u được c h u y ể n x u ố n g tru n g tần , được lọ c v à đưa đ ế n b ộ c h u y ể n đổ i A D C T iế p

th e o , tín lịiệ u s ố được đưa đ ế n c á c vi m ạ ch đ ặ c ch ủ n g A S IC C hứ c n ă n g chủ y ế u của

A S IC là M o d e m củ a M S g ồ m 3 p h ầ n chính: c á c b ộ g iả i đ iề u c h ế , b ộ đ iề u c h ế th u ê

b a o v à b ộ g iả i m ã V iterb i

Trang 26

-Hình 2.2 Cấu hình trạm gốc BS.

B S đ ó n g v a i trò là g ia o d iệ n củ a th u ê b a o di đ ộ n g M S v à tổ n g đ à i d i độn g

M X B S cu n g c ấ p đư ờ ng tru y ề n cho các gó i tin B S cũ n g là đ ầ u cu ố i cô' đ ịn h củ a

g ia o diện! vô tu y ế n G ia o d iệ n vô tu y ế n n à y có n h iệ m vu đ iề u k h iể n v à p h ủ sóng cho ô

B T S được bô' trí tù y th u ộ c v à o v ị trí đ ịa lý từ ng ô B T S g ồ m m ộ t h ệ

e n , th iế t b ị tầ n sô' vô tu y ế n ( c ác m á y p h á ơ th u ) v à c á c phư ơ ng tiệ n sô' đ ể

ới b ộ đ iề u k h iể n trạ m gô'c B S C kh i B T S ở x a B SC T rạ m th u p h á t gô'c B T S

o B C P là b ộ x ử lý đ iề u k h iể n B TS B C P g ồ m có m ộ t b ộ đ iề u

ý q u é t ( S can C o n tro l P ro c e sso r ) đ ể liê n k ế t k h ô i sô', x ử lý cu ộ c gọi, q u ản

v ậ n h à n h v à b ả o dưỡng B TS

O C D là k h ố i x ử lý sô' d ù n g đ ể x ử lý tín h iệ u C D M A

Trang 27

-LVTN : Tỉm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

o R F là k h ố i tầ n sô" vô tu y ế n có n h iệ m vụ g iữ m ức tạ p â m th ấp ,

k h u ê c h đ ại, lọc, c h u y ể n đ ổ i tầ n số lê n v à x u ố n g , k ế t hợp v à p h â n p h ố i đ a tầ n số

o B IN là m ạ n g liê n k ế t c ủ a B T S có n h iệ m v ụ cu n g cấp c á c đường

đ iề u k h iể h v à đường tru y ề n lưu lượng tới c á c k h ố i tro n g B T S v à B SC

o G P S là đ ồ n g hồ h ệ th ố n g b ả o đ ả m đ ịnh thời ch o to à n b ộ h ệ thống

^ B ộ đ iề u k h i ể n t r ạ m g ố c B S C :

B S C k ế t h ợ p c h ặ t c h ẽ với tổ n g đ à i di đ ộ n g M X n ê n còn gọi là M SC

B S C có n h iệ m v ụ c ấ p p h á t k ê n h ở g ia o d iệ n vô tu y ế n , đ iề u k h iể n cô n g s u ấ t v à thực

h iệ n c h u y ể n g ia o m ề m cho M S kh i M S d i c h u y ển tro n g v ù n g p h ụ c vụ c ủ a B SC

■ C C P là b ộ x ử lý đ iề u k h iể n cu ộ c g ọ i có n h iệ m vụ c ấ p p h á t và

q u ả n lý c á c tà i n g u y ê n , thực h iệ n c h u y ể n g ia o m ề m c ù n g với đ iề u k h iể n cuộc gọi

LVTN : Tim hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

C á c đ ặ c đ iể m p h á t v à th u C D M A cũ n g th ể h iệ n đ ố i với B S v ì đó là sự

p h á t v à tliu g iữ a c h ú n g với n h au B â y giờ ta x é t m ộ t s ố đ ặ c đ iể m riê n g củ a BS:

B S thư ờng sử d ụ n g n h iề u a n te n th u p h â n tậ p , k è m th e o c á c bộ

x ử lý th u phân tập

T ro n g tín h iệ u m à BS th u được, k h ô n g có p ilo t, n ê n B S thực

h iệ n M O Ệ)EM k iể u tương c a n (c o h e ren t)

LVTN : Tỉm hiểu các kỹ thuật trải ph ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

MXI cu n g c ấ p c á c d ịch vụ c ă n b ả n v à d ịch vụ p h ụ cho M S M X có b ộ đ ă n g ký địn h vị tạ m trú V L R đ ể lưu trữ tạ m thời c á c th ô n g tin v ề th u ê b ao M X được thực thi

th à n h m ộ t h ệ th ố n g đ iề u k h iể n p h â n bô" đ ẳ n g cấp M X cũ n g đ iề u k h iể n sự tra o đổi

th ô n g tin giữ a c á c b ộ x ử lý M X được m o d u le h ó a th e o chức n ă n g v à có c ấ u h ìn h d ự

H L R lưu trữ th ô n g tin vĩn h cửu v à th ô n g tin tạ m thời, n h ư đ ịn h v ị M S,

th u ê b ao , c á c dịch vụ, sô" liệ u tín h cước A E S cu n g câ"p đường tru y ề n d ẫ n

x ử lý ứ ng dụng

Trang 30

-LVTN: Tìm hiêu các kỹ thuật trải p h ổ trong hệ thống thông tin di động CDMA

h ệ th ô n g C D M A ch u ỗ i trực tiế p đ a n g r ấ t p h ổ b iế n tro n g c á c d ịch vụ

g tin cá n h â n v à đ iệ n th o ạ i tổ on g sô" T ro n g p h ầ n n à y s ẽ đ ề cập đ ế n m ộ t iao d iệ n vô tu y ế n cho h ệ th ố n g C D M A s ố chủ y ế u d ự a trê n h ệ th ố n g tổ

g Q u a lco m đ ề x u ất

n g h ệ th ô n g tổ on g F D M A tương tự k ê n h đường x u ố n g (từ trạ m gố c đ ế n

ng ) v à k ê n h đư ờ ng lê n (từ trạ m di đ ộ n g đ ế n trạ m gốc), m ỗ i k ê n h được c ấ p 0M H z M ỗ i đường tru y ề n d ẫ n vô tu y ế n c h iế m độ rộ n g b ă n g tầ n 30K H z

vô tu y ế n b ằ n g 10/0,03 « 333 K hi sử d ụ n g th ừ a sô" tá i sử d ụ n g tầ n sô"

h ĩa là c á c ô lâ n c ậ n sử d ụ n g m ộ t tro n g 7 tậ p tầ n sô" k h á c n h a u ), sô" k ê n h

ó th ể d à n h cho m ộ t ô là 333/7 « 4 8 , đ â y là sô" cuộc g ọ i đ ồ n g thời cực đ ại

on g F D M A tương tự v à các tầ n sô" p h á t c ủ a n ó có tru n g tâ m ở c á c k ê n h

a h ệ th ô n g tổ on g F D M A tương tự T u y n h iê n p h ổ tầ n được câ"p 10 M H ztố

GVHD : TSI PHẠM HONG LIÊN

-Trang

31-SVTH : TRẦN THỤY BI