bai tap lon,tim hieu,ve he thong,ds - cdma

BÀI TẬP LỚN

TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG DS - CDMA

II/ HỆ THỐNG DS-CDMA

2.1 Giới thiệu sơ lược về hệ thống

Hệ thống trải phổ DSSS là một trong những công nghệ của hệ thống trải phổ CDMA dựa trên trải phổ trực tiếp bằng mã PN. Là hệ thống được biết nhiều nhất trong hệ thống thông tin trải phổ. Chúng là loại tương đối đơn giản vì không yêu cầu tính ổn định nhanh và tốc độ tổng hợp tần số cao. Ở hệ thống DS/SS nhiều người sử dụng cùng dùng chung một băng tần và phát tín hiệu của họ đồng thời.

Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để lấy ra tín hiệu mong muốn bằng cách giải trải phổ. Các tín hiệu khác xuất hiện ở dạng các nhiễu phổ rộng công suất thấp tựa tạp âm. Hệ thống trải phổ DS/SS được ứng dụng nhiều trong các công nghệ CDMA IS-95, CDMA one, W-CDMA và các loại CDMA 3G khác

2.2 Sơ đồ khối

Số liệu người sử dụng chưa điều chế du(t) Có thể là một dòng bít nhị phân nối tiếp (trong trường hợp một người sử dụng). Dòng số liệu này được điều chế bởi mã p(t) Có tốc độ cao hơn. Quá trình điều chế sẻ tăng độ rộng băng tần của tín hiệu băng gốc. Tín hiệu trải phổ băng gốc dm(t) Cuối cùng được điều chế với sóng mang vô tuyến Wc trước khi truyền trên kênh truyền dẫn vô tuyến.

Trong quá trình truyền trên kênh truyền, tín hiệu bị gián đoạn bởi nhiễu đa đường, nhiễu ngẫu nhiên và các tín hiệu can nhiễu khác của kênh truyền, ký hiệu là n(t). Tín hiệu thu rrf(t) Sau đó được giải điều chế để thu được tín hiệu trải phổ băng gốc rm(t). Khâu xử lý cuối cùng là khôi phục lại tín hiệu trải phổ ban đầu rd(t).

Tín hiệu băng gốc rm(t) Thu được có thể chia làm ba loại theo các bộ giải điều chế tín hiệu trải phổ chúng. Loại tín hiệu thứ nhất là tín hiệu của người sử dụng cần thu. Loại thứ hai là tín hiệu của người sử dụng khác (trong trường hợp nhiều người sử dụng), nhưng tín hiệu này bị bộ giải điều chế loại bỏ, đây là những tín hiệu trực giao với tín hiệu của người sử dụng cần thu. Loại tín hiệu cuối cùng là tất cả các tín hiệu khác như: Tạp âm, can nhiễu … Những tín hiệu này làm gián đoạn tín hiệu cần thu.

2.3 Trải phổ

Trải phổ là quá trình điều chế với mục đích phân bố năng lượng tín hiệu trên băng tần rộng (rộng hơn nhiều so với tín hiệu chưa điều chế). Trong hệ thống trải phổ trực tiếp, chuỗi giải ngẩu nhiên – PN được sử dụng để điều chế trực tiếp tín hiệu nhằm đạt được tín hiệu có băng tần rộng như trên hình 2.2.

Đặc tính ngẩu nhiên của chuỗi PN tạo cho tín hiệu trải phổ có dạng gần giống tạp âm trắng. Với băng tần rộng, tín hiệu trải phổ có ưu điểm như sau:

· Khả năng chống can nhiễu bên ngoài và tổn hao đa đường

· Khả năng chống nhiễu băng tần hẹp

· Khả năng tái sử dụng phổ tần

Các nhiễu băng hẹp, các nhiễu xung và các can nhiễu khác chỉ có thể làm gián đoạn một phần của tín hiệu trải phổ. Do đó, những can nhiễu này chỉ làm giảm không đáng kể tỷ số hiệu trên nhiễu – SNR. Tín hiệu trong hệ thống trải phổ trực tiếp có dạng như nhiễu nền đối với những người sử dụng khác trong cùng băng tần. Do vậy nhiều người sử dụng có thể cùng chia sẻ một phổ tần và họ phân biệt với nhau bởi một mã xác định.

2.4 Các chuỗi mã giả ngẫu nhiên

Các chuỗi PN được sử dụng trong quá trình tạo tín hiệu ngẫu nhiên, mã hoá số liệu và trải phổ. Viêc tạo chuỗi PN được sử dụng một thanh ghi M bit với các đường hồi tiếp như trên hình 2.3 (trường hợp M=5)

Chiều dài chuỗi số liệu đầu ra có thể đạt cực đại (LMAX)

N=LMAX = 2M-1

Các chuỗi PN có chiều dài cực đại được gọi là các chuỗi mã tuyến tính cực đại. Những chuỗi này được sử dụng trong hệ thống trải phổ. Chuỗi PN có những đặc trưng sau:

· Cân bằng mã: Số lượng bit 1 và số lượng bit 0 chỉ khác nhau 1 đơn vị.

· Tự tương quan: Với giá trị tín hiệu ±1, hàm tự tương quan của chuỗi PN nhận giá trị bằng -1 với tất cả các tín hiệu có độ sai pha lớn hơn 1bit. Với tín hiệu không có sai pha, hàm tự tương quan đạt giá trị bằng N (chiều dài chuỗi PN), (xem hình 2.4).

· Cộng modul 2: Cộng modul 2 của một chuỗi PN với phiên bản dịch bit của chuỗi đó sẽ thu được kết quả là một bản dịch bit khác của chính chuỗi đó.

Hàm tự tương quan liên tục của một chuỗi PN được định nghĩa như sau:

Trong đó: P(t): Là chuỗi PN, một hàm biến thời gian với các giá trị ± 1;

N: Số lượng bít của chuỗi PN

Tc: Chu kỳ một bít của PN

N. Tc: Độ dài chuỗi PN.

Việc đồng bộ trong máy thu DSSS được thực hiện bằng cách tìm giá trị cực đại của hàm tương quan CCA (τ) Tại đó tín hiệu được đồng bộ hoàn hảo (t =0).

2.5 Điều chế trong hệ thống DS/SS trường hợp một người sử dụng

Trong phần này, chúng ta sẽ phân tích trường hợp đơn giản nhất của việc điều chế DS/SS: Phát sinh và thu tín hiệu của một người sử dụng duy nhất. Trong trường hợp này, một mã giải ngẫu nhiên PN điều chế trực tiếp dòng số liệu nhị phân du(t). Băng tần của tín hiệu điều chế được mở rộng là do tốc độ bít cao của mã PN.

Hệ số tải phổ (Fs) Được định nghĩa là tỷ số của tôùc độ bít mã PN trên tốc độ bít của dòng số liệu, hay tỷ số giữa chu kỳ (Tb) Của dòng số liệu trên chu kỳ (Tc) Của mã PN

Fs=Tb/Tc

Việc điều chế có thể thực hiện theo hai cách tuỳ thuộc vào dạng số liệu đầu vào: Nếu tín hiệu vào là tín hiệu lưởng cực (± A) Thì việc điều chế sẻ được thực hiện bằng phép nhân tín hiệu, nếu tín hiệu đầu vào là tín hiệu nhị phân (0,1) Thì điều chế thực hiện bằng phép cộng modul 2. Thông thường, độ dài chuỗi mã ngẩu nhiên PN (N. Tc) Lớn hơn hoặc bằng chu kỳ bít của dòng số liệu – Tb.

2.6 Giải điều chế trong hệ thống DS/SS trường hợp một người sử dụng

Việc khôi phục lại dòng số liệu ban đầu yêu cầu có đồng bộ giửa mã PN bên trong máy thu với mã PN chứa trong tín hiệu băng gốc thu được – rm(t). Sau đó thực hiện giải điều chế (hay nén phổ) Tín hiệu thu được và cuối cùng là phát hiện các bít số liệu. Quá trình đồng bộ mã sẻ được phân tích chi tiết ở phần sau, trong phần này ta giả thiết là mã PN được đồng bộ hoàn hảo.

Việc giải điều chế của tín hiệu trải phổ trực tiếp chuyển đổi tín hiệu điều chế băng rộng thành tín hiệu băng hẹp. Giải điều chế thực hiện chức năng xác định hay chức năng lọc. Chức năng xác định được thực hiện dựa trên giá trị tương quan (tương quan chéo) Của tín hiệu rm(t) Với mã giả ngẩu nhiên PN.

-------------------------------------------

MỤC LỤC

I/ Lời nói đầu

II/ Hệ thống DS/ CDMA

2.1. Giới thiệu sơ lược về hệ thống

2.2. Sơ đồ khối

2.3. Trải phổ

2.4. Các chuỗi mã giả ngẫu nhiên

2.5. Điều chế trong hệ thống DS/ SS trường hợp một người sử dụng

2.6. Giải điều chế trong hệ thống DS/ SS trường hợp một người sử dụng

2.7. Đa truy nhập phân chia theo mã

2.8. Giải điều chế các tín hiệu CDMA

2.9. Đặc tính của tín hiệu DS

2.10. Độ rộng băng RF của hệ thống DS

2.11. Tăng ích sử lý

2.12. Đồng bộ

2.13. Pha bắt mã

2.14. Pha bám mã

III/ Kết luận

--------------------------------------------

Keyword: download,bai tap lon,tim hieu,ve he thong,ds - cdma

linkdownload: BÀI TẬP LỚN

TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG DS - CDMA