Đề tài Hệ thống thông tin di động ghép kênh theo mã
Các đặc điểm thiết kế mạng CDMA : đề cập đến tỷ số Eb/No, tỷ số C/N. Gợi ý một số mô hình để tính toán các tham số của mạng và suy hao đường truyền sóng.
- Tính toán cho một hệ tối thiểu : Trong mục này sẽ tiến hành các bước chọn và tính toán sơ bộ của một hệ thống tối thiểu.
+ Chọn cấu hình mạng. (Hình 3.1)
+ Sơ đồ thu phát vô tuyến. (Hình 3.2)
+ Tính toán các tham số của mạng : tỷ số C/N, công suất phát cực đại, số thuê bao cực đại.
- Thiết kế phần thu máy đầu cuối di động MS (trừ BF) :
+ Sơ đồ khối phát ở BTS . (Hình 3.3)
+ Sơ đồ khối thu ở MS. (Hình 3.4)
- Phần cao tần :
+ Anten phát/thu.
+ Bộ khuyếch đại tạp âm thấp LNA và mạch lọc vào.
+ Bộ trộn tần số (MIXER).
16 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2667 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Hệ thống thông tin di động ghép kênh theo mã, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bám theo nội dung đề tài tốt nghiệp :
" Hệ thống thông tin di động ghép kênh theo mã "
Báo cáo tốt nghiệp được trình bày gồm 3 chương :
Chương I : Tổng quan về thông tin kỹ thuật trải phổ
Chương II : Hệ thống thông tin di động tế bào CDMA
Chương III : Thiết kế
Chương I : Kỹ thuật trải phổ, thực chất của công nghệ CDMA. Các vấn đề sau sẽ được đề cập đến :
- Các ưu điểm của kỹ thuật trải phổ :
+ Ưu điểm triệt nhiễu.
+ Ưu điểm giảm mật độ năng lượng phổ.
+ Khả năng phân giải cao theo thời gian.
+ Đa truy nhập CDMA nhờ KT trải phổ băng rộng.
- Mô hình trải phổ triệt nhiễu :
Ví dụ minh hoạ điều chế khoá dịch pha nhị phân BPSK.
(Hình 1.1 và hình 1.2)
- Phân loại KT trải phổ :
+ Trải phổ dãy trực tiếp.
+ Trải phổ nhảy tần.
- Tín hiệu giả ngẫu nhiên PN :
PN được dùng làm mã trải phổ. Các chỉ tiêu của dãy ngẫu nhiên nhị phân :
+ Tính cân đối.
+ Tính chạy.
+ Tính tương quan.
Giới thiệu qua một số dãy PN thường dùng nhất :
+ Dãy có độ dài cực đại (dãy m).
+ Dãy Gold.
+ Dãy Walsh.
Chương II : Hệ thống thông tin di động tế bào, tập trung vào giới thiệu các đặc tính ưu việt của hệ thống CDMA. Nội dung chính của chương này gồm :
- Tiêu chuẩn IS - 95 : Thực chất là một hệ thống các giải pháp kỹ thuật nhằm thích ứng công nghệ CDMA vào hệ thống thông tin di động Cellular. Đó là các qui định về :
+ Kênh hướng đi (Forward Link).
+ Kênh hướng về (Reverse Channel).
+ Các kênh lôgic : Pilot, Sync, Paging, Access, Traffic.
+ Vấn đề chuyển tiếp cuộc gọi (Hand off).
+ Vấn đề điều khiển công suất (Power Control).
- So sánh CDMA với các kỹ thuật đa truy nhập khác (TDMA, FDMA).
- Cấu trúc kênh vô tuyến CDMA thông tin di động tế bào.
(Hình 2.1 và hình 2.2)
- Quá trình xử lý tín hiệu phát CDMA hướng đi.
- Quá trình xử lý tín hiệu phát CDMA hướng về.
- Một số kỹ thuật sử dụng trong quá trình xử lý tín hiệu phát CDMA :
+ Bộ mã hoá cuộn.
+ Lặp ký hiệu và chèn khối.
+ Điều chế trực giao hệ 64 - ary kênh hướng về.
+ Trải phổ dãy trực tiếp bằng mã dài.
+ Điều chế trải phổ QPSK.
Chương I và chương II thực chất là giới thiệu những lý thuyết có liên quan, để từ đó đi vào phần quan trọng nhất của thiết kế tốt nghiệp này là chương III : Thiết kế
Chương III : Thiết kế. Nội dung chủ yếu của chương này là tính toán sơ bộ và thiết kế một hệ thống CDMA đơn giản. Nó bao gồm các phần sau :
- Các đặc điểm thiết kế mạng CDMA : đề cập đến tỷ số Eb/No, tỷ số C/N. Gợi ý một số mô hình để tính toán các tham số của mạng và suy hao đường truyền sóng.
- Tính toán cho một hệ tối thiểu : Trong mục này sẽ tiến hành các bước chọn và tính toán sơ bộ của một hệ thống tối thiểu.
+ Chọn cấu hình mạng. (Hình 3.1)
+ Sơ đồ thu phát vô tuyến. (Hình 3.2)
+ Tính toán các tham số của mạng : tỷ số C/N, công suất phát cực đại, số thuê bao cực đại.
- Thiết kế phần thu máy đầu cuối di động MS (trừ BF) :
+ Sơ đồ khối phát ở BTS . (Hình 3.3)
+ Sơ đồ khối thu ở MS. (Hình 3.4)
- Phần cao tần :
+ Anten phát/thu.
+ Bộ khuyếch đại tạp âm thấp LNA và mạch lọc vào.
+ Bộ trộn tần số (MIXER).
- Thiết kế phần nén phổ ở cao tần : Việc nén phổ đồng nghĩa với việc phải đồng bộ mã trải phổ ở phía thu.
- Quá trình bắt đồng bộ. (Hình 3.5)
- Quá trình bám đồng bộ. (Hình 3.6)
- Sơ đồ đồng bộ hoàn chỉnh. (Hình 3.7)
- Giải điều chế BPSK : Việc giải điều chế bằng sóng mang dao động nội đựoc thực hiện chính xác nhờ mạch vòng Costa làm việc theo nguyên lý vòng khoá pha PLL. (Hình 3.8)
Thông tin s(t) có tốc độ Rs
Mã trải phổ c(t) có tốc độ chíp Rc
Mã trải phổ c(t) có tốc độ chíp Rc
Thông tin được khôi phục
Tín hiệu không mong muốn
Tín hiệu trải phổ Wss » Wc
Hình 1.1 - Mô hình trải phổ triệt nhiễu.
Bộ lọc
(Độ rộng băng Rs)
Tb
a. Dữ liệu d(t)
c. Sd(t) = d(t).cosw0t
d. ST(t) = Sd(t).c(t)
Tc
b. Mã trải phổ c(t)
e. Mã trải phổ tại máy thu
f. c(t).ST(t) = Sd(t)
g. Phổ của tín hiệu trước khi trải phổ Sd(f)
f
f0
f0
h. Phổ của tín hiệu sau trải phổ lần 1 ST(f) và nhiễu J
f
f0
f0
Tín hiệu
Nhiễu
g. Phổ của tín hiệu sau trải phổ lần 2 và nhiễu (bị trải phổ)
[ Sd(f) + J ] . c(t)
f
Tín hiệu
Nhiễu
f0
f0
g. Đặc tuyến của bộ lọc [H(f)]2
f
f0
f0
1
g. Phổ của tín hiệu và nhiễu tại lối ra máy thu
f
f0
f0
Tín hiệu
Nhiễu
Hình 1.2 - Ví dụ minh hoạ cho tác dụng triệt nhiễu của hệ thống trải phổ.
Kênh hướng đi
(1,23 MHz phát từ trạm gốc)
Kênh Pilot
Kênh đồng bộ
Kênh nhắn tin N01
Kênh nhắn tin N07
Kênh lưu lượng N01
Kênh lưu lượng N0N
Kênh lưu lượng N055
.....
.....
.....
W0
W32
W1
W7
W8
W63
Dữ liệu
Kênh phụ điều khiển công suất
Wi : Mã Walsh với i = 0 ¸ 63
Hình 2.1 - Cấu trúc kênh CDMA hướng đi.
Kênh hướng về 1,23 MHz (phát từ máy đầu cuối)
Kênh truy nhập N01
Kênh truy nhập N0N
Kênh lưu lượng N0N
Kênh lưu lượng N0M
.....
.....
0 £ N £ 32
Hình 2.2 - Cấu trúc kênh CDMA hướng về.
1 £ M £ 64
BTS
MS
MCS
PSTN
R
Hình 3.1 - Cấu hình mạng di động CDMA.
Tin tức băng gốc
BF
Điều chế - trải phổ
MIXER
HPA
FIĐƠ
9600 Kb/s
1,25 MHz
fIF = 70 MHz
fHF » 1GHz
1,25 MHz
fo = fHF + fIF 1,25 MHz
Anten phát
Tin tức băng gốc
BF
Giải điều chế, trải phổ
9600 Kb/s
fIF = 70 MHz
fOS » 1GHz
MIXER
LNA
FIĐƠ
1,25 MHz
fo = fHF + fIF 1,25 MHz
Anten thu
Hình 3.2 - Sơ đồ thu phát vô tuyến.
Tin tức
BF
PN
9600 bit/s
1,2288 Mc/s
BPSK
fIF = 70 MHz
Mixer
fHF = 850 MHz
Lọc
HPA
1,25 MHz
70 MHz
1,25 MHz
920 MHz
Hình 3.3 - Sơ đồ khối phát ở BTS.
Hình 3.4 - Sơ đồ khối thu tại MS.
Tin tức
BF
PN có đồng bộ
9600 bit/s
1,2288 Mc/s
Giải BPSK
fIF = 70 MHz
Mixer
fOS » 850 MHz
Lọc vào
LNA
1,25 MHz
70 MHz
1,25 MHz
920 MHz
PLL
La
Ca
2Lb
2Lb
Cb/2
Cb/2
Uvào
Ura
Tần số giới hạn :
Trong đó :
Mạch lọc thông dải thụ động hình P dùng LC.
Khối cung cấp nguồn
FET
FET
FET
RF vào
RF ra
Sơ đồ khối bộ KĐ LNA dùng 3 tầng FET.
BPF
BPF
fOS
AGC
IF = 70MHz
K
Từ bộ giải điều chế
IF out
RF out
920MHz
850MHz
Sơ đồ khối bộ đổi tần xuống (D/C).
Tích phân trong thời gian nTc
Bộ so sánh với ngưỡng
Tín hiệu vào nén phổ 1,2288Mb/s
Mức ngưỡng
Tổ hợp điều khiển dò
Tạo PN tại chỗ
ĐK trễ hay không trễ thời gian Tc/2
1,2288Mc/s
Hình 3.5 - Sơ đồ khối dò đồng bộ theo kiểu dò nối tiếp.
BPF
VCO
BPF
Tách sóng bình phương
Tách sóng bình phương
Lọc vòng
Bộ tạo mã PN7
Bộ tương quan nén phổ
Bộ tương quan sớm
Bộ tương quan trễ
c(t-Tc/2+t)
Y(t)
đến giải BPSK
Tín hiệu vào
-
+
Hình 3.6 - Vòng khoá trễ bám đồng bộ mã PN.
c(t+Tc/2+t)
Y1(t)
Y2(t)
Tạo Clock
Chia công suất
LPF
VCO
LPF
900
Lọc vòng
d(t)cos(wIFt + qi)
cos(wIFt + q0)
sin(wIFt + q0)
Y’1 = d(t).cos(qi - q0)
Y’2 = d(t).sin(q0 - qi)
Y1
Y2
Y
d(t)
Hình 3.8 - Giải điều chế BPSK bằng mạch vòng Costar.
Điều khiển dò
So sánh
D
C
Q
Tạo Clock và chia 2
VCO
Tạo chuỗi PN
Tách sóngbình phương
Tách sóngbình phương
BPF
BPF
Lọc vòng
Trễ Tc/2
Sớm Tc/2
- +
d(t).c(t+t).cos(wIFt + qi)
Vào
d(t). cos(wIFt + qi)
Ra
Hình 3.7 - Sơ đồ nén phổ có đồng bộ.
900
Chia công suất
Tín hiệu vào
cos(w0.t + q0)
sin(w0.t + q0)
d(t).cos(w0.t + qi)
Y1(t)
d(t).cos(w0.t + qi)
Y’2(t)
Y’1(t)
Y
UĐK
d(t)
Y2(t)
UCC
Hình 3.9 - Sơ đồ nguyên lý giải điều chế BPSK có PLL.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Đề tài tốt nghiệp - Hệ thống thông tin di động ghép kênh theo mã.doc