Các kỹ thuật phổ trong CDMA

Như chúng ta đã biết thì mọi kỹ thuật điều chế và giải điều chế ngoài việc nhằm mục đích truyền được tín hiệu đi xa với những khoảng cách lớn còn phải thoả mãn yêu cầu có khả năng chống nhiễu càng lớn càng tốt và thông tin được bảo mật trong suốt quá trình truyền từ phía phát sáng phía thu. Một trong những kỹ thuật điều chế và giải điều chế số thoả mãn được hầu hết các điều kiện trên và có hiệu quả cao là kỹ thuật trải phổ tín hiệu. Lý thuyết về trải phổ đã được xây dựng và áp dụng trong hệ thống thông tin quân sự của Mỹ trong suốt thời gian xảy ra thế chiến thứ II và cả thời gian sau đó. Kỹ thuật trải phổ được sử dụng như mục đích đã nêu ở trên là bảo mật thông tin và chống lại ảnh hưởng trong môi trường đa đường và nhiễu mạnh. Những năm gần đây thì các hệ thống trải phổ đã được đưa ra thương mại hoá để khai thác trên một số nước trên thế giới như: Mỹ, Hồng Kông, Hàn Quốc v.v đến nay công nghệ này đã trở thành công nghệ thống trị tại Bắc Mỹ. Điển hình là phiên bản CDMA đầu tiên gọi là IS-95A được QUALCOM đưa ra và được Hiệp hội công nghệ viễn thông (TIA) phê chuẩn. Một hệ thống thông tin trải phổ có thể được định nghĩa như sau: Hệ thống thông tin trải phổ là một hệ thống thông tin dùng để truyền các tín hiệu nhờ trải phổ các tín hiệu số liệu thông tin bằng việc sử dụng mã trải phổ có độ rộng phổ lớn hơn gấp nhiều lần so với độ rộng phổ của tín hiệu số liệu thông tin. Quá trình trải phổ tín hiệu người ta điều chế (nhân) tín hiệu thông tin tốc độ R (bit/s) với mã trải phổ có tốc độ Rp (chip/s) trong đó Rp >> R. trong trường hợp này mã trải phổ là độc lập so với tín hiệu số liệu thông tin. Xung phát ở đầu ra sẽ rất hẹp do đó phổ tín hiệu sẽ rất lớn. Tuy nhiên cần chú ý là để phân biệt một bít thông tin dữ liệu với một bít của mã trải phổ thì người ta gọi một bit thông tin của mã trải phổ là một chip. Vì Rp >> R nên trong mã trải phổ một bít dữ liệu được trải bởi nhiều chip mã.

doc14 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 11/06/2013 | Lượt xem: 1690 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Các kỹ thuật phổ trong CDMA, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1. Các kỹ thuật trải phổ 1.1. Nguyên lý CDMA Như chúng ta đã biết thì mọi kỹ thuật điều chế và giải điều chế ngoài việc nhằm mục đích truyền được tín hiệu đi xa với những khoảng cách lớn còn phải thoả mãn yêu cầu có khả năng chống nhiễu càng lớn càng tốt và thông tin được bảo mật trong suốt quá trình truyền từ phía phát sáng phía thu. Một trong những kỹ thuật điều chế và giải điều chế số thoả mãn được hầu hết các điều kiện trên và có hiệu quả cao là kỹ thuật trải phổ tín hiệu. Lý thuyết về trải phổ đã được xây dựng và áp dụng trong hệ thống thông tin quân sự của Mỹ trong suốt thời gian xảy ra thế chiến thứ II và cả thời gian sau đó. Kỹ thuật trải phổ được sử dụng như mục đích đã nêu ở trên là bảo mật thông tin và chống lại ảnh hưởng trong môi trường đa đường và nhiễu mạnh. Những năm gần đây thì các hệ thống trải phổ đã được đưa ra thương mại hoá để khai thác trên một số nước trên thế giới như: Mỹ, Hồng Kông, Hàn Quốc v.v.. đến nay công nghệ này đã trở thành công nghệ thống trị tại Bắc Mỹ. Điển hình là phiên bản CDMA đầu tiên gọi là IS-95A được QUALCOM đưa ra và được Hiệp hội công nghệ viễn thông (TIA) phê chuẩn. Một hệ thống thông tin trải phổ có thể được định nghĩa như sau: Hệ thống thông tin trải phổ là một hệ thống thông tin dùng để truyền các tín hiệu nhờ trải phổ các tín hiệu số liệu thông tin bằng việc sử dụng mã trải phổ có độ rộng phổ lớn hơn gấp nhiều lần so với độ rộng phổ của tín hiệu số liệu thông tin. Quá trình trải phổ tín hiệu người ta điều chế (nhân) tín hiệu thông tin tốc độ R (bit/s) với mã trải phổ có tốc độ Rp (chip/s) trong đó Rp >> R. trong trường hợp này mã trải phổ là độc lập so với tín hiệu số liệu thông tin. Xung phát ở đầu ra sẽ rất hẹp do đó phổ tín hiệu sẽ rất lớn. Tuy nhiên cần chú ý là để phân biệt một bít thông tin dữ liệu với một bít của mã trải phổ thì người ta gọi một bit thông tin của mã trải phổ là một chip. Vì Rp >> R nên trong mã trải phổ một bít dữ liệu được trải bởi nhiều chip mã. Một hệ thống được định nghĩa là trải phổ nếu nó thoả mãn đầy đủ các yêu cầu sau: 1. Tín hiệu sau trải phổ chiếm một độ rộng băng tần truyền dẫn tín hiệu (hay nói chính xác hơn là phân lượng phổ) lớn gấp nhiều lần so với độ rộng băng tối thiểu cần thiết để truyền đi dữ liệu thông tin mong muốn. 2. Việc trải phổ số liệu thông tin được thực hiện bởi tín hiệu trải phổ thường được gọi là tín hiệu mã trải phổ, tín hiệu này là độc lập với tín hiệu số liệu thông tin . 3. Tại đầu thu, việc nén phổ để khôi phục lại dữ liệu ban đầu được thực hiện bởi sự tương quan giữa tín hiệu trải phổ thu được với bản sao được đồng bộ của tín hiệu trải phổ đã được sử dụng ở phía phát. Phía phát Phía thu Tín hiệu dữ liệu băng hẹp Kênh thông tin băng rộng Tín hiệu dữ liệu Mã trải phổ được đồng bộ Mã trải phổ Hình 2.1: Sơ đồ mô hình hệ thống thông tin trải phổ. Thông thường người ta chia các hoạt động của khối thu và phát ra làm 2 bước. Tại đầu phát, bước thứ nhất là trải phổ tín hiệu, ở bước này tín hiệu dữ liệu băng hẹp qua phép tính trải phổ sẽ làm cho phổ của tín hiệu được trải ra trên một băng tần rất rộng. Bước thứ hai là thực hiện điều chế dữ liệu để truyền đi. Tại đầu thu, bước thứ nhất là thực hiện nén phổ, tín hiệu băng rộng được biến đổi để trở về dạng tín hiệu băng hẹp ban đầu. Bước thứ hai tiếp theo là thực hiện giải điều chế tín hiệu băng hẹp bằng các phương pháp giải điều chế thông thường. Nguyên lý tổng quát của một hệ thống thông tin trải phổ có nền tảng là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access) theo mô hình 2.1. Tại đầu phát: Tín hiệu thông tin số liệu băng hẹp cần truyền đi được tạo ra từ các hệ thống băng hẹp là quá trình điều chế sơ cấp, sau đó tín hiệu này được nhân với mã trải phổ. Tại đầu thu: Tín hiệu băng tần rộng được thu tại máy thu được nén phổ nhờ việc nhân với bản sao được đồng bộ của tín hiệu trải phổ đã được sử dụng ở phía phát. Nhờ vào các đặc điểm như đã nói ở trên, kỹ thuật trải phổ tín hiệu đã có nhiều ứng dụng trong thực tế. Các loại ứng dụng của kỹ thuật trải phổ tín hiệu là: Thiết kế các hệ thống thông tin có tính chống nhiễu cao, nhiễu bị nén với hệ số bằng hệ số trải phổ tín hiệu. Các ứng dụng trong định vị và đo tốc độ chính xác tỷ lệ với độ rộng tín hiệu trải phổ. Hệ thống thông tin có tính ẩn cao đối với các bộ thu tín hiệu trái phép, tỷ lệ với hệ số trải phổ. Hệ thống thông tin đa truy nhập với số người sử dụng lớn cùng chung một băng tần phổ tín hiệu, trong cùng một vùng sử dụng, số người truy nhập song song tỷ lệ với tham số trải phổ. Phổ của tín hiệu trước khi trải phổ f f0 f0 Phổ của tín hiệu sau trải phổ và nhiễu Tín hiệu Nhiễu f0 f0 f Phổ của tín hiệu sau nén phổ và nhiễu (bị trải phổ) Tín hiệu Nhiễu f0 1 f0 f Đặc tuyến của bộ lọc f0 f0 f Phổ của tín hiệu và nhiễu tại đầu ra máy thu f0 f0 Tín hiệu Nhiễu f Hình 2.2 - Phổ trong quá trình phát và thu CDMA 1.2. Các kỹ thuật trải phổ tín hiệu Có hai loại kỹ thuật trải phổ chính là trải phổ dãy trực tiếp và trải phổ nhảy tần. Cùng với hai phương pháp trải phổ trên là kỹ thuật trải phổ nhảy thời gian và các kỹ thuật trải phổ được kết hợp với hai kỹ thuật trên, đó là kỹ thuật DS/FH, FH/TH, DS/FH/TH v.v.. Tuy nhiên ở đây chúng ta chỉ xét đến hai kỹ thuật cơ bản là kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp và kỹ thuật trải phổ nhảy tần. 1.2.1 Kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp DS-SS (Direct Sequence Spread Spectrum) Kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp sử dụng mã trực tiếp băng rộng để điều chế tín hiệu sóng mang đã được điều chế bởi dữ liệu gốc. Dãy mã được sử dụng có tốc độ cao hơn nhiều (tốc độ chip) so với tốc độ bit thông tin, mỗi bit thông tin của tín hiệu số được truyền đi như một chuỗi ngẫu nhiên của chip. Các hệ thống trực tiếp dãy trực tiếp còn gọi là hệ thống giả tạp âm. Trong thời gian gần đây các hệ thống DS-SS đã được ứng dụng trong các hệ thống thông tin thương mại. Trong các hệ thống DS-SS có thể sử dụng điều biên (AM), điều tần (FM), điều pha (PM) để điều chế tín hiệu DS-SS băng gốc trên sóng mang cao tần RF. Phương thức thông thường được sử dụng là dùng khoá dịch pha PSK (Phase Shift Keying). Ta đi xét phương pháp trải phổ dãy trực tiếp dùng khoá dịch pha hai mức BPSK (Binary Phase Shift Keying). 1.2.1.1 Trải phổ dãy trực tiếp kiểu BPSK Đây là loại điều chế đơn giản nhất của trải phổ dãy trực tiếp. Trong kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp BPSK người ta sử dụng điều chế dịch pha nhị phân như phương pháp điều chế trải phổ, điều đó có nghĩa là lần điều chế thứ nhất điều chế dữ liệu theo phương pháp điều chế số thông thường, lần điều chế thứ hai người ta sử dụng mã trải phổ để điều chế tín hiệu sóng mang đã được điều chế bởi tín hiệu (điều chế lần thứ nhất) theo kiểu BPSK. Trước tiên ta đi xét tín hiệu sóng mang s(t): s(t) = A.cosw0t (2-1) Trong đó: + A: biên độ đỉnh của sóng mang. + w0: tần số góc của sóng mang. Nếu gọi Ams là giá trị biên độ hiệu dụng của sóng mang. Ta A = 2 .Ams = 2.Ams2 Nếu gọi P là công suất sóng mang, do P = Ams2 nên ta có A = 2P Và ta có biểu thức sóng mang là: s(t) = 2.P . cos w0t (2-2) Biểu thức sóng mang đã được điều chế bởi dữ liệu được đưa qua điều chế dịch pha nhị phân PSK: Sd(t) = 2.P .cos[w0t + qd(t)] với 0£ t £ Ts (2-3) Trong đó: + qd(t): pha của sóng mang. + Ts: độ rộng một chip (hay một ký hiệu) của dữ liệu điều chế d(t). Tín hiệu Sd(t) này chiếm độ rộng băng tần từ 1/2 đến 2 lần tốc độ dữ liệu trước đó và phụ thuộc vào đặc điểm của việc điều chế. Trải phổ dãy trực tiếp sử dụng kỹ thuật BPSK bằng mã trải phổ C(t) có dạng xung tín hiệu NRZ và chỉ có các giá trị mức bằng + 1 và có tốc độ dòng gấp N lần tốc độ dòng dữ liệu d(t). Việc điều chế trải phổ được thực hiện bằng phép nhân đơn giản giữa sóng mang đã được điều chế Sd(t) với hàm mã C(t). Tín hiệu phát đi có dạng: St(t) = 2.P . cos[w0t + qC(t) + qd(t)] với 0 £ t £ T (2-4) + qC(t): phụ thuộc vào mã giả ngẫu nhiên C(t). + qd(t): phụ thuộc vào dòng dữ liệu d(t). Trên cơ sở của phương trình (2-3) ta xây dựng được sơ đồ bộ điều chế như sau: Bộ điều chế pha Bộ điều chế mã BPSK Dữ liệu nhị phân d(t) Sd(t) St(t) Sóng mang 2.P . cos(w0t) Mã trải phổ C(t) Hình 2.3: Sơ đồ điều chế trải phổ trực tiếp Do tính chất của dãy mã giả ngẫu nhiên trải phổ C(t) có dạng xung NRZ có các giá trị là +1 nên từ phương trình (2-3) ta có: St(t) = 2.P . C(t).cos[w0t + qd(t)] (2-5) Như vậy trải phổ sử dụng kỹ thuật điều chế BPSK được thực hiện một cách đơn giản bằng cách nhân tín hiệu sóng mang đã được điều chế bởi dữ liệu với mã trải phổ C(t), bộ điều chế mã BPSK ở hình trên được thay thế bằng bộ nhân. Ta xây dựng được bộ điều chế như sau: Dữ liệu nhị phân Bộ điều chế pha d(t) Sd(t) St(t) Sóng mang 2.P . cos(w0t) Mã trải phổ C(t) Hình 2.4: Sơ đồ điều chế trải phổ trực tiếp đơn giản. Khi này thì tín hiệu phát đi có thể được viết lại là: St(t) = C(t).Sd(t) (2-6) Mặt khác do tính chất của tín hiệu C(t) là các tín hiệu xung NRZ nên C(t)=+1 do đó C2(t)=1. Vì vậy: St(t).C (t) = C2(t).Sd(t) = Sd(t) (2-7) Tại đầu thu thì bộ thu sẽ thu được tín hiệu sau một khoảng thời gian trễ Td là: 2.P .C(t-Td).cos[w 0.t + qd(t-Td) + j] + Nhiễu Ta xây dựng được sơ đồ bộ giải điều chế như sau: Lọc thông dải Bộ giải điều chế pha Dữ liệu mong muốn C(t - Td) Hình 2.5: Sơ đồ giải điều chế trải phổ dạng đơn giản. Do việc diều chế tín hiệu ở phía phát được thực hiện qua 2 lần diều chế. Do đó tại đầu thu quá trình giải diều chế cũng phải thực hiện theo 2 quá trình ngược lại với phía phát: Quá trình 1: Thực hiện nhân tín hiệu diều chế thu được với mã trải phổ có sẵn ở đầu thu (quá trình này thực chất là quá trình nén phổ tín hiệu). Sau quá trình này thì tín hiệu thu được sẽ có dạng sau: SR(t) = 2P .C(t - T’d).C(t - Td) . cos [w0(t - Td) + qd(t - Td) + j] (2-8) Trong đó: Td: Thời gian trễ do truyền dẫn. T’d: Thời gian trễ truyền dẫn do phía thu dự đoán. Nếu T’d = Td thì điều đó có nghĩa là mã trải phổ phía thu được đồng bộ chính xác với mã trải phổ của phía phát. Khi đó ta có: C(t - Td).C(t – T’d) = 1. Nếu bỏ qua thành phần pha ngẫu nhiên j thì tín hiệu thu được sau bộ nén phổ là: S*R(t) = 2P . cos[w0(t-Td) + qd(t-Td)] (2-9) Ta thấy S*R(t) chính là Sd(t) bị trễ đi một khoảng thời gian là Td. Quá trình 2: Tín hiệu S*R(t) được đưa đến bộ giải diều chế pha để tách trở lại tín hiệu ban đầu. Trong trường hợp ta đang xét thì lần điều chế thứ nhất đối với dữ liệu thông tin là quá trình điều chế pha số thông thường, còn điều chế trải phổ lần thứ 2 là diều chế BPSK. Sau đây ta xét quá trình điều chế mà cả hai quá trình điều chế đều sử dụng phương pháp điều chế BPSK (Phương pháp này còn được gọi là phương pháp điều chế BPSK cải tiến). Điều chế dữ liệu lần 1 có dạng: Sd(t) = 2P . cos[w0t + d(t).p/2] với 0£ t £ Tb (2-10) Trong đó: Tb là độ rộng một tín hiệu hay một bit. Do điều chế BPSK nên độ dịch pha là p. Dữ liệu d(t) mang giá trị +1 . Trong ký hiệu BPSK một ký hiệu điều chế được thay bởi một bit. Do vậy: TS = Tb với TS là độ dài một ký hiệu điều chế. Do đó phương trình (2-10) có thể được viết lại như sau: Sd(t) = 2P . cosw0t với 0 £ t £ Tb (2-11) Lúc này tín hiệu này được đưa qua điều chế lần thứ 2 dạng BPSK, và nó sẽ có dạng sau: S(t) = 2P .C(t).d(t).cosw0t với 0 £ t £ Tb (2-12) Do vậy quá trình điều chế 2 lần được thay thế bằng quá trình điều chế duy nhất thông qua việc nhân mã trải phổ C(t) với dãy dữ liệu d(t). 1.2.1.2 Trải phổ dãy trực tiếp kiểu QPSK Ngoài phương pháp điều chế tín hiệu dịch pha nhị phân (BPSK) còn có nhiều phương pháp điều chế dịch pha khác. Với phương pháp dịch pha nhị phân, góc pha của sóng mang bị dịch cố định là 0 hay 1800 tuỳ thuộc vào giá trị của dữ liệu. Do vậy nếu cả 2 quá trình điều chế (dữ liệu và trải phổ) đều áp dụng phương pháp này thì người ta có thể thay bằng một bước điều chế dịch pha nhị phân cho tích của dữ liệu và mã trải phổ. Còn đối với phương pháp điều chế pha 4 mức (QPSK) thì góc pha của sóng mang bị dịch đi nằm tại một trong 4 giá trị là 0, +900 và 1800. Điều chế pha 4 mức QPSK thực hiện tổ hợp 2 bit của tín hiệu thành một ký hiệu điều chế và quyết định một trạng thái pha sóng mang. Do vậy cùng với một độ rộng băng tần truyền dẫn, sử dụng phương pháp điều chế QPSK sẽ có tốc độ bit tăng gấp đôi so với phương pháp điều chế BPSK. Quy luật về trạng thái pha của phương pháp điều chế QPSK như sau: Tổ hợp bit dữ liệu Trạng thái pha 00 0 01 900 11 1800 10 2700 Trong trường hợp tổng quát khi bước điều chế dữ liệu ban đầu là phép điều chế dịch pha, tín hiệu đầu vào bộ điều chế trải phổ dãy trực tiếp kiểu QPSK là: S (t) = 2P . cos[w0t + qd(t)] với 0 £ t £ Tb (2-13) Phép điều chế trải phổ QPSK thực hiện dịch pha của sóng mang đã được điều chế bởi dữ liệu dưới tác dụng của mã trải phổ giả ngẫu nhiên theo quy luật điều chế theo bảng như trên. Việc điều chế này được thực hiện như hình vẽ sau: Bộ điều chế pha Bộ tạo lai cầu phương I(t) S(t) Q(t) Hình 2.6: Trải phổ dãy trực tiếp điều chế pha 4 mức Trong đó bộ lai cầu phương thực hiện tạo ra 2 tín hiệu có lệch pha nhau là 1800 (trực giao với nhau) từ tín hiệu điều chế pha ban đầu. Hai tín hiệu này có công thức như sau: Tín hiệu thứ nhất: I (t) = 2P . cos[w0t + qd(t)] (2-14) Tín hiệu thứ hai: Q (t) = 2P . sin[w0t + qd(t)] (2-15) Đồng thời tín hiệu giả ngẫu nhiên C(t) cũng được tách thành hai tín hiệu C1(t) và tín hiệu C2(t) với tốc độ bit bằng một nửa tốc độ bít của dòng nhị phân ban đầu. Dòng bit của tín hiệu C1(t) chứa các giá trị bít nằm ở các vị trí chẵn trong dòng bit của tín hiệu C(t) và ngược lại thì dòng bit của tín hiệu C2(t) chứa các gia trị bit nằm ở các vị trí lẻ trong dòng bít của tín hiệu C(t). Như vậy hai tín hiệu I(t) và Q(t) bây giờ bị trải phổ dịch pha nhị phân bởi hai mã trải phổ có tốc độ bằng nửa tốc độ mã ban đầu. Kết quả tín hiệu trải phổ đầu ra thu được bằng cách cộng hai tín hiệu trải phổ này với nhau và có dạng sau: x(t) = C1(t).I(t)+C2(t).Q(t) = S.C1(t).cos[w0t+qd(t)] + S.C2(t).cos[w0t+qd(t)] (2-16) Như vậy với bước điều chế trải phổ sử dụng phép điều chế pha 4 mức, tín hiệu sóng mang bị điều pha bởi dữ liệu lại một lần nữa bị điều chế pha QPSK. Bước điều chế sóng mang bởi dữ liệu có thể là điều chế pha nhị phân hay điều chế pha 4 mức giống như bước điều chế trải phổ. Khi đó dầu thu khôi phục lại dữ liệu theo chiều ngược lại và phải tuân theo đúng phép giải điều chế BPSK hay QPSK. Với phương thức điều chế pha 4 mức thì ta có thể gửi nhiều dữ liệu hơn vào sóng mang và do đó tiết kiệm được đường truyền dẫn so với phương thức điều chế pha nhị phân. 1.2.2 Ký thuật trải phổ nhảy tần FH-SS (Frequency Hopping Spread Spectrum) Ký thuật trải phổ nhảy tần là ký thuật trong đó có sử dụng một bộ phát mã PN để điều khiển bộ tổng hợp tần số. Hệ thống FH được coi như là việc điều chế gián tiếp vào mã trải phổ. Hệ thống FH sẽ tạo ra hiệu quả của việc trải phổ bằng cách nhảy tần giả ngẫu nhiên giữa các tần số vô tuyến f1, f2, f3 …. fn với n có thể rất lớn. Trong hệ thống FH nếu tốc độ nhảy tần lớn hơn tốc độ của bit thông tin thì được gọi là hệ thống nhảy tần nhanh FFH (Fast Frequency Hopping). Nếu tốc độ nhảy tần nhỏ hơn tốc độ của bit thông tin thì được gọi là hệ thống nhảy tần chậm SFH (Slow Frequency Hopping). Các hệ thống sử dụng ký thuật trải phổ nhảy tần đã được dùng từ rất lâu trong các hệ thống thông tin quân sự. Chúng ta thấy rằng, đối với một hệ thống trải phổ dãy trực tiếp sử dụng mã trải phổ để trải phổ trực tiếp sóng mang đã được điều chế bởi dữ liệu. Phổ tần công suất của tín hiệu có dạng (Sĩnx/x)2, và được phân bố đều trên toàn bộ băng tần trải phổ. Tuy nhiên các hệ thống trải phổ dãy trực tiếp thường gặp phải một số nhược điểm sau: + Việc đồng bộ mã trải phổ giữa đầu phát và đầu thu là rất khó khăn. + Độ rộng băng của tín hiệu trải phổ bị hạn chế trong khoảng vài trăm MHz do sự khó khăn trong quá trình đồng bộ. Trái lại hệ thống trải phổ nhảy tần có thể khắc phục được những nhược điểm trên, hệ thống trải phổ nhảy tần được sử dụng trong thông tin quân sự của Mỹ từ những năm 50. So với hệ thống trải phổ dẫy trực tiếp thì nó có những ưu điểm sau: + Mã trải phổ không trực tiếp tham gia vào trong quá trình trải phổ tín hiệu sóng mang đã được diều chế mà nó chỉ được sử dụng để điều khiển bộ tổng hợp tần số dể tạo ra các giá trị tần số nhảy tần cho sóng mang. + Tại các thời điểm có sự nhảy tần số thì bộ tạo mã trải phổ sẽ đưa ra một đoạn có chứa K bit của mã để điều khiển bộ tổng hợp tần số làm cho bộ tổng hợp tần số này sẽ nhảy sang hoạt động ở một tần số tương ứng với mã K bit của mã đưa vào. ứng với K bit thì mã sẽ cho ta 2K giá trị tần số khác nhau, đoạn K bit này được gọi là một từ tần số và có 2K giâ trị tần số khác nhau. + Có các giá trị tần số này được xuất hiện một cách ngẫu nhiên tại đầu ra của mỗi bộ tạo mã trải phổ. Do đó 2K giá trị tần số này được tạo ra dưới sự điều khiển của 2K giá trị từ tần số cũng mang tính ngẫu nhiên. + Phổ của tín hiệu nhảy tần có bề rộng giống như sóng mang đã được diều chế bởi dữ liệu, nó chỉ khác là băng tần của phổ tần này nhận những giá trị trung tâm khác nhau phụ thuộc vào giá trị tần số được bộ tổng hợp tần số tạo ra trong mỗi lần nhảy tần. Tuy nhiên nếu xét trên toàn bộ cả quá trình diều chế sóng mang đã được diều chế bởi dữ liệu thì phổ tần của tín hiệu nhảy tần sẽ lần lượt chiếm toàn bộ miền giá trị của băng tần trải phổ. Đối với các hệ thống trải phổ nhảy tần thì độ rộng phổ của băng tần trải phổ có thể đạt được giá trị rất lớn cỡ vài GHz. Bộ điều chế MFSK Kênh truyền dẫn Bộ tạo mã trải phổ Mã trải phổ được đồng bộ Bộ giải điều chế MFSK Bộ điều chế nhảy tần Bộ giải điều chế nhảy tần Phía phát Phía thu Hình 2.7: Sơ đồ mô hình hệ thống trải phổ nhảy tần Nguyên lý hoạt động của hệ thống như sau: Tại đầu phát: Dữ liệu d(t) được diều chế với sóng mang nhờ bộ diều chế khoá dịch tần MFSK, và đầu ra là sóng mang đã được diều chế bởi dữ liệu. Bộ nhịp mã sẽ điều khiển bộ tạo mã trải phổ các giá trị tần số khác nhau và độc lập ứng với các chip mã. Các từ tần số này lại điều khiển bộ diều chế nhảy tần làm cho sóng mang đã được diều chế ở đầu vào nhảy sang hoạt động ở một tần số mới tương ứng với giá trị của từ tần số điều khiển. Tại đầu thu: Tín hiệu thu được sẽ được đưa vào bộ giải diều chế nhảy tần dưới sự điều khiểu của bộ tạo mã trải phổ tại phía thu để tái tạo lại được tín hiệu sóng mang đã được diều chế, sau đó tín hiệu sóng mang được tái tạo lại được đưa vào bộ giải điều chế MFSK để tái tạo lại dữ liệu ban đầu.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docCác kỹ thuật phổ trong CDMA.doc
Luận văn liên quan