Đồ án Kỹ thuật trải phổ CDMA và ứng dụng trong thông tin

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 3 1.1 Giới thiệu chung . .3 1.2 Phân loại kỹ thuật trải phổ . 6 1.3 Ưu điểm của kỹ thuật trải phổ . . 10 1.3.1 Giảm nhiễu . 10 1.3.2 Giảm mật độ năng lượng 11 1.3.3 Đa truy nhập theo mã . 13 1.4 So sánh ưu nhược điểm của các hệ thống thông tin trải phổ . . 13 1.4.1 Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 13 1.4.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần . 15 1.4.3 Hệ thống trải phổ nhảy thời gian 16 CHƯƠNG 2:CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN TRẢI PHỔ .18 2.1 Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp DS-SS . . .18 2.1.1 Điều chế trải phổ và giải điều chế trải phổ trong hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 18 2.1.1.1 Trải phổ DS BPSK . 18 2.1.1.2 Trải phổ DS QPSK .21 2.1.2 Đồng bộ trong hệ thống trải phổ chuổi trực tiếp 23 2.1.2.1 Khái quát về đồng bộ mã trải phổ trong hệ thống DS-SS .23 2.1.2.2 Bắt mã PN trong các hệ thống DS-SS 25 2.1.2.3 Bám mã PN trong các hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-SS) .35 2.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần (FH-SS) .43 2.2.1 Đồng bộ trong hệ thống trải phổ nhảy tần FH-SS .45 2.2.1.1 Quá trình bắt mã PN trong các hệ thống thông tin trải phổ nhảy tần .46 2.2.1.2 Quá trình bám mã trong hệ thống thông tin trải phổ nhảy tần .51 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG THÔNG TIN QUÂN SỰ 54 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ . 54 3.1.1 Hiện trạng các phương tin thông tin trong quân đội hiện nay và khả năng đáp ứng yêu cầu thông tin trong chiến tranh hiện đại 54 3.1.2 Sự cấp thiết ra đời hệ thống thông tin trải phổ . 55 3.2 Khả năng chống nhiễu của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 56 3.2.1 Khả năng chống nhiễu hình sin của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp .56 3.2.2 Xác xuất lỗi của hệ thống khi bị tác động của nhiễu băng hẹp .57 3.2.3 Mô phỏng hệ thống trải phổ trong việc nén nhiễu hình sin 58 3.2.4 Khả năng giấu tín hiệu của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp .60 3.3 Khả năng chống nhiễu của hệ thống trải phổ nhảy tần .62 3.3.1 Xác suất lỗi của hệ thống trải phổ FH dưới tác động của nhiễu một phần băng .62 3.3.2 Mô phỏng chất lượng của hệ thống trải phổ FH dưới tác động của nhiễu một phần băng . 64 3.3.3 Phân tập trong hệ thống trải phổ FH để giảm tác động của nhiễu một phần băng .66 KẾT LUẬN 70

doc36 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2423 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Kỹ thuật trải phổ CDMA và ứng dụng trong thông tin, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ch­¬ng 2 C¸c HÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ Ngµy nay, thÕ giíi cã rÊt nhiÒu hÖ thèng CDMA, nh­ng chØ cã hai hÖ thèng th­êng sö dông nhÊt. §ã lµ hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp vµ hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn. HÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp vµ hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn còng lµ hÖ thèng th«ng tin sè. Nã còng cã ®Çy ®ñ c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña mét hÖ thèng th«ng tin sè. Nh­ng chØ kh¸c lµ chóng cã thªm bé ®iÒu chÕ tr¶i phæ ®Çu ph¸t vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ ë ®Çu thu. C¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng ®· ®­îc biÕt ®Õn trong c¸c gi¸o tr×nh kh¸c. Trong môc nµy chóng ta tËp trung t×m hiÓu, ph©n tÝch bé ®iÒu chÕ tr¶i phæ vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ cña hÖ thèng tr¶i phæ vµ c¸ch ®ång bé m· PN cña hai hÖ thèng trªn. §ã lµ nh÷ng vÊn ®Ò míi cña c¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ so víi c¸c hÖ thèng th«ng tin sè kh¸c. 2.1 HÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DS-SS 2.1.1 §iÒu chÕ tr¶i phæ vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ trong hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp C¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp (DS-SS) chñ yÕu dïng ®iÒu chÕ PSK v× nã thÝch hîp cho c¸c øng dông trong ®ã sù kÕt hîp gi÷a pha tÝn hiÖu ph¸t vµ tÝn hiÖu thu cã thÓ duy tr× ®­îc trªn mét kho¶ng thêi gian bao trïm vµi kho¶ng symbol (hay bÝt). Sau ®©y ta sÏ nghiªn cøu mét sè kü thuËt ®iÒu chÕ tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp (DS-SS). 2.1.1.1 Tr¶i phæ DS BPSK (direct sequence binary phase shift key) §©y lµ d¹ng ®¬n gi¶n nhÊt cña tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp, nã cã s¬ ®å nh­ h×nh 2.1. TÝn hiÖu ®Çu ra cña bé ®iÒu chÕ Sm(t) cã tÇn sè sãng mang w0, c«ng suÊt P, ®­îc ®iÒu chÕ pha bëi d÷ liÖu m(t) víi ®é dÞch pha q m(t) Sm(t)=cos[w0t+q m(t)] (2.1) H×nh 2.1: S¬ ®å khèi tr¶i phæ DS TÝn hiÖu Sm(t) cã ®é réng b¨ng th«ng truyÒn dÉn tèi thiÓu lµ R/n, víi R lµ tèc ®é bÝt cña luång d÷ liÖu m(t), n lµ sè bÝt th«ng tin trong mét kÝ hiÖu; TÝn hiÖu Sm(t) ®­îc tr¶i phæ bëi m· tr¶i phæ c(t) nh­ h×nh 2.1, cho ra tÝn hiÖu ph¸t lµ: S(t)= Sm(t) c(t)= c(t)cos[w0t+q m(t)] (2.2) M¸y thu sÏ nhËn ®­îc tÝn hiÖu sau mét thêi gian trÔ truyÒn dÉn Td cïng víi can nhiÔu vµ t¹p ©m; T¹i m¸y thu ®Ó gi¶i tr¶i phæ tÝn hiÖu thu ®­îc r(t) ®­îc nh©n víi m· tr¶i phæ c(t-T’d), trong ®ã T’d lµ thêi gian trÔ truyÒn dÉn mµ m¸y thu tù ®¸nh gi¸. TÝn hiÖu sau gi¶i tr¶i phæ sÏ lµ: x(t)= c(t-Td)c(t-T’d)cos[w0t+q m(t-Td)+f] (2.3) Trong ®ã: f lµ pha ngÉu nhiªn g©y bëi t¹p ©m vµ nhiÔu. Khi m¸y thu ®ång bé víi víi m¸y ph¸t, khi ®ã Td=T’d. Víi c(t) lµ chuçi nhÞ ph©n , th× c(t-Td)c(t-T’d)=1; BiÓu thøc trë thµnh: x(t)= cos[w0t+q m(t-Td)+f] (2.4) Do ®ã t¹i ®Çu ra cña bé gi¶i tr¶i phæ, tÝn hiÖu Sm(t) ®­îc phôc håi sai kh¸c mét gãc pha ngÉu nhiªn f vµ sau khi Sm(t) ®­îc gi¶i ®iÒu chÕ PSK kÕt hîp th«ng th­êng sÏ cho d÷ liÖu m(t) ban ®Çu. Trong tr­êng hîp ®iÒu chÕ sãng mang BPSK víi m(t) lµ tÝn hiÖu nhÞ ph©n th× q m(t) sÏ nhËn c¸c gi¸ trÞ 0 vµ p vµ khi ®ã Sm(t) vµ S(t) sÏ trë thµnh: Sm(t) =m(t)cosw0t (2.5) S(t) = c(t)m(t)cosw0t (2.6) Víi c¸ch ®iÒu chÕ sãng mang nh­ thÕ, d÷ liÖu sÏ ®­îc céng modul 2 víi m· tr¶i phæ tr­íc khi ®­a vµo bé ®iÒu chÕ pha sè BPSK. S¬ ®å cña hÖ thèng tr¶i phæ lóc nµy trë thµnh h×nh 2.2. H×nh 2.3 sÏ minh häa d¹ng sãng tÝn hiÖu trong tr­êng hîp ®iÒu chÕ BPSK ®­îc sö dông cho c¶ ®iÒu chÕ d÷ liÖu vµ ®iÒu chÕ tr¶i phæ. H×nh 2.3: D¹ng sãng tr¶i phæ BPSK H×nh2.2: S¬ ®å khèi tr¶i phæ DS – BPSK 2.1.1.2 Tr¶i phæ DS QPSK (direct sequence quadrature phase shift key) §Ó n©ng cao hiÖu qu¶ b¨ng tÇn, ng­êi ta sö dông ®iÒu chÕ nhiÒu møc, ®iÒu chÕ cµng nhiÒu møc th× hiÖu qña b¨ng tÇn cµng cao nh­ng ®iÒu ®ã l¹i lµm gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c symbol, kÕt qu¶ lµ lçi symbol (SER) l¹i t¨ng. Trong khi viÖc lµm t¨ng hiÖu qu¶ b¨ng tÇn chóng ta cã thÓ lµm ®­îc theo c¸ch kh¸c dÔ dµng h¬n vÝ dô nh­ gi¶m tèc ®é m· söa lçi (FEC). §èi víi tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp ng­êi ta th­êng sö dông ®iÒu chÕ pha 4 møc QPSK. S¬ ®å tr¶i phæ DS sö dông ®iÒu chÕ QPSK c©n b»ng ®­îc thÓ hiÖn ë h×nh 2.4 C«ng suÊt m¹ch ra sau m¹ch Hybrid sÏ b»ng nöa c«ng suÊt Sm(t) vµ tÝn hiÖu ph¸t S(t) sÏ lµ: (2.15) (2.16) C¸c tÝch cos(.)cos(.) vµ cos(.)sin(.) cã thÓ viÕt nh­ tæng c¸c hµm cos vµ sin víi c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao vµ thÊp. ViÖc tÝch ph©n sÏ lo¹i bá c¸c thµnh phÇn cao tÇn, nh­ vËy: (2.17) (2.18) Do sai lÖch tÇn sè fe lµ nhá, nªn c¸c sè h¹ng sin vµ cos xÊp xØ h»ng sè trong qu¸ tr×nh tÝch ph©n. Do ®ã chóng ta cã: H×nh 2.4: S¬ ®å khèi tr¶i phæ - gi¶i tr¶i phæ DS sö dông QPSK (2.7) Trong ®ã c1(t), c2(t) lµ c¸c m· tr¶i phæ cã c¸c gi¸ trÞ lµ . Víi thêi gian trÔ truyÒn dÉn lµ Td th× c¸c tÝn hiÖu thu ®­îc r(t) sÏ lµ: (2.8) TÝn hiÖu r(t) sÏ ®­îc sau gi¶i tr¶i phæ nhê bé gi¶i QPSK víi c¸c thµnh phÇn x(t) vµ y(t) nh­ sau: (2.9) Khi trÔ truyÒn dÉn do m¸y thu ®¸nh gi¸ lµ chÝnh x¸c tøc lµ T’d=Td, nãi c¸ch kh¸c lµ m¸y thu ®ång bé víi m¸y ph¸t th×: (2.10) Khi ®ã, tÝn hiÖu ra sÏ lµ: (2.11) Nh­ vËy sau bé gi¶i tr¶i phæ QPSK th× tÝn hiÖu Sm(t) ®­îc phôc håi. Sau khi Sm(t) ®­îc gi¶i ®iÒu chÕ PSK kÕt hîp sÏ cho ra d÷ liÖu m(t). 2.1.2 §ång bé trong hÖ thèng tr¶i phæ chuæi trùc tiÕp 2.1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ ®ång bé m· tr¶i phæ trong hÖ thèng DS-SS Nh­ ®· tr×nh bµy ë phÇn tr­íc, tÝn hiÖu ph¸t cña c¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ lµ tÝn hiÖu b¨ng réng gièng nh­ t¹p nhiÔu. ViÖc tr¶i tÝn hiÖu lµ nhê sö dông c¸c chuçi gi¶ ngÉu nhiªn. Trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DS-SS, chuçi PN ®­îc dïng ®Ó trùc tiÕp tr¶i phæ tÝn hiÖu. Trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn FH-SS, m· tr¶i phæ PN dïng ®Ó quyÕt ®Þnh nh¶y tÇn. VÒ b¶n chÊt c¸c chuçi PN ®­îc t¹o ra mét c¸ch x¸c ®Þnh v× cã nh­ thÕ m¸y thu míi cã thÓ kh«i phôc l¹i th«ng tin tõ tÝn hiÖu tr¶i phæ ®­îc. Nh­ng ®èi víi c¸c m¸y thu kh«ng ®Þnh tr­íc th× c¸c chuçi nµy ®­îc thiÕt kÕ nh­ nh÷ng chuçi ngÉu nhiªn. V× thÕ c¸c d¹ng sãng tÝn hiÖu tr¶i phæ nhê chuçi PN còng cã d¹ng gièng t¹p ngÉu nhiªn. Nh­ vËy cã thÓ thÊy hiÖu qu¶ mét hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ hay nãi c¸ch kh¸c lµ chÊt l­îng mét hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ phô thuéc rÊt nhiÒu vµo kh¶ n¨ng ®ång bé chuçi PN gi÷a m¸y thu vµ m¸y ph¸t. Còng nh­ c¸c hÖ thèng th«ng tin kh¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ còng khèi kh«i phôc ®ång bé. Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy, chóng ta chØ quan t©m ®Õn ®ång bé chuçi PN, dÜ nhiªn hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ còng ph¶i cã phôc håi, ®ång bé sãng mang…§Ó ®ång bé chuçi PN th­êng cã hai b­íc: b­íc thø nhÊt gäi lµ b¾t, lµ b­íc ®iÒu chØnh ®é lÖch pha cña tÝn hiÖu PN tíi vµ tÝn hiÖu PN néi trong mét kho¶ng nµo ®ã cë mét chip hoÆc nhá h¬n. B­íc thø hai gäi lµ b¸m, thùc hiÖn viÖc ®iÒu chØnh tinh ®Ó lµm sai lÖch pha tiÕn tíi kh«ng. S¬ ®å chøc n¨ng cña m¸y thu DS-SS ®­îc tr×nh bµy trong h×nh 2.5. H×nh 2.5: S¬ ®å khèi chøc n¨ng m¸y thu trong hÖ thèng DS-SS Trong h×nh 2.5, tÝn hiÖu tíi m¸y thu bao gåm tÝn hiÖu cã Ých s(t) vµ t¹p nhiÔu tr¾ng céng tÝnh Gauss n(t) víi mËt ®é phæ c«ng suÊt hai biªn N0/2 (W/Hz). r(t)=s(t)+n(t) (2.12) Trong ®ã: P lµ c«ng suÊt trung b×nh cña tÝn hiÖu s(t) t¹i ®Çu m¸y thu; c(t) lµ tÝn hiÖu PN; b(t) = lµ d÷ liÖu; fc lµ tÇn sè sãng mang; lµ pha sãng mang; Th«ng th­êng ®Çu vµo m¸y thu cã bé läc th«ng d¶i b¨ng réng bao trïm toµn bé b¨ng tÇn cña tÝn hiÖu SS, víi tÇn sè trung t©m lµ fc. Bé läc sÏ läc toµn bé nhiÔu vµ t¹p ©m ngoµi d·i. Víi tÝn hiÖu DS - SS, ®é réng cña b¨ng tÇn vµo kho¶ng 2/Tc. Nh­ m« t¶ trªn h×nh 2.5, m¸y thu cÇn thùc hiÖn mét sè chøc n¨ng nh­: b¾t PN, b¸m PN, phôc håi, b¸m sãng mang, gi¶i tr¶i phæ, gi¶i ®iÒu chÕ, tÝn hiÖu. Ph©n hÖ b¾t cã nhiÖm vô t¹o ra chuçi , víi , víi lµ mét h»ng sè nhá. §Ó cã ®­îc n»m trong kho¶ng , ph©n hÖ b¾t ph¶i thùc hiÖn t×m kiÕm xuyªn suèt mét tËp pha cã t­¬ng quan lín víi tÝn hiÖu PN tíi. Mét khi pha cña tÝn hiÖu PN tíi vµ tÝn hiÖu PN néi n»m trong kho¶ng , m¹ch b¸m míi b¾t ®Çu ho¹t ®éng, vµ nhê vµo vßng håi tiÕp m¹ch b¸m lµm cho lÖch pha gi÷a hai tÝn hiÖu PN tiÕn tíi kh«ng. M¹ch phôc håi sãng mang t¸ch tÝn hiÖu sãng mang tõ tÝn hiÖu tíi. TÝn hiÖu sãng mang vµ tÝn hiÖu PN tõ m¹ch b¸m cÇn cho qu¸ tr×nh gi¶i tr¶i phæ vµ gi¶i ®iÒu chÕ ®Ó thu ®­îc , mét ®¹i l­îng dù ®o¸n cña b(t). C¸c tÝn hiÖu sãng mang vµ PN kh«i phôc ®­îc cßn cÇn cho c¸c chøc n¨ng kh¸c, ngoµi ra d÷ liÖu cßn hç trî cho qu¸ tr×nh kh«i phôc sãng mang vµ tÝn hiÖu PN. Trong nhiÒu tr­êng hîp viÖc thu b¾t PN thùc hiÖn tr­íc hay ®ång thêi víi kh«i phôc sãng mang vµ b¸m. V× thÕ gi¶i ®iÒu chÕ sãng mang kh«ng kÕt hîp ®­îc cÇn ph¶i dïng víi m¹ch b¾t. Mét khi pha cña tÝn hiÖu PN ®· ®­îc b¾t th× m¹ch b¸m ®­îc khëi ®éng. 2.1.2.2 B¾t m· PN trong c¸c hÖ thèng DS-SS Nh­ ®· ®Ò cËp trong phÇn trªn, qu¸ tr×nh b¾t nh»m ®­a pha cña tÝn hiÖu PN néi n»m trong kho¶ng nµo ®ã. Kho¶ng nµy chÝnh lµ d¶i l«i kÐo cña m¹ch b¸m. Khi qóa tr×nh b¾t thµnh c«ng th× m¹ch b¸m ®­îc khëi ®éng vµ thùc hiÖn ®ång chØnh pha liªn tôc trong d¶i ®ã. Thu b¾t cã lÏ lµ mét nhiÖm vô khã kh¨n vµ tèn thêi gian nhÊt cña m¸y thu. Khi b¾t tiÕn hµnh tr­íc phôc håi sãng mang th× gi¶i ®iÒu chÕ sãng mang kh«ng kÕt hîp ®­îc sö dông trong thêi gian tiÕn hµnh thu b¾t, thu b¾t víi gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp cã thÓ thùc hiÖn trong mét sè tr­êng hîp mÊt ®ång bé PN nh­ng sãng mang vÉn cã s½n sµng. Râ rµng mét hÖ thèng b¾t víi gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp tèt h¬n mét hÖ thèng b¾t víi gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp. §Ó dÔ dµng cho viÖc b¾t c¸c s¬ ®å hiÖn nay ®Òu kh«ng ph¸t d÷ liÖu trong thêi gian b¾t. Gi¶ sö kho¶ng b¾t mong muèn lµ , ë ®©y Tc lµ thêi gian méi chip vµ ∆ lµ mét gia trÞ kh«ng x¸c ®Þnh nµo ®ã. Gi¸ trÞ cña chóng th­êng chän b»ng 1, 1/2, 1/4. ý t­ëng c¬ b¶n cña viÖc b¾t lµ t×m tõ ®Çu ®Õn cuèi c¸c pha cã thÓ cña tÝn hiÖu PN néi ®Ó cã mét pha nµo ®ã giãng ngang víi pha cña tÝn hiÖu PN tíi trong kho¶ng ±∆Tc. ViÖc giãng cã thÓ ®­îc kiÓm tra th«ng qua viÖc quan s¸t ®Çu ra t­¬ng quan cña chóng. Khi ®­îc giãng th× møc t­¬ng quan cao; cßn ng­îc l¹i th× thÊp. ViÖc b¾t cã thÓ ®­îc ph©n lo¹i theo c¸ch t×m kiÕm. T×m kiÕm song song kiÓm tra c¸c pha cña tÝn hiÖu PN noäi mét c¸ch ®ång thêi vµ chän pha tèt nhÊt vµ tiÕp theo lµ khëi ®éng m¹ch b¸m. NÕu chu kú cña tÝn hiÖu PN lµ NTc, th× cã N/2Δ pha cÇn ®­îc kiÓm tra. Mçi pha nh­ thÕ cÇn cã mét bé t­¬ng quan. Do vËy víi N lín, s¬ ®å song song ®ßi hái phÇn cøng qu¸ lín, ®iÒu nµy lµ kh«ng thùc tÕ. S¬ ®å t×m kiÕm nèi tiÕp liªn tiÕp kiÓm tra mét pha cña tÝn hiÖu PN néi t¹i mét thêi ®iÓm vµ quan s¸t xem cã pha ®­îc giãng hay kh«ng. NÕu cã th× m¹ch b¸m ®­îc khëi ®éng. Ng­îc l¹i th× pha cña tÝn hiÖu ®­îc cËp nhËt mét l­îng 2ΔTc vµ qu¸ tr×nh trªn ®­îc lÆp l¹i. Tuy nhiªn thêi gian b¾t trong s¬ ®å b¾t nèi tiÕp l©u h¬n so víi thêi gian b¾t s¬ ®å b¾t song song. Cã thÓ thùc hiÖn tho¶ hiÖp b»ng c¸c s¬ ®å lai, tøc lµ nhãm mét sè pha kiÓm tra ®ång thêi. NÕu kh«ng cã pha nµo trong nhãm giãng víi pha tíi th× nhãm tiÕp theo ®­îc kiÓm tra cho tíi khi t×m ®­îc pha giãng víi pha tíi. C¶ hai s¬ ®å song song vµ nèi tiÕp sÏ ®­îc ®Ò cËp trong phÇn tiÕp theo. C¸c s¬ ®å còng ®­îc ph©n lo¹i theo qu¸ tr×nh duyÖt kiÓm tra: mét kho¶ng cè ®Þnh (hay mét kho¶ng ®¬n), ®a kho¶ng, vµ theo c¸c s¬ ®å nèi tiÕp. Trong s¬ ®å mét kho¶ng cè ®Þnh, viÖc quyÕt ®Þnh giãng hay ch­a giãng c¨n cø trªn ®Çu ra cña bé t­¬ng quan qua tÝch ph©n mét ®é dµi cè ®Þnh (gäi lµ thêi gian cña kho¶ng). Trong s¬ ®å hai kho¶ng, t­¬ng quan ®Çu tiªn ®­îc thùc hiªn trªn mét ®é dµi cè ®Þnh (®­îc gäi lµ kho¶ng ®Çu tiªn). NÕu kÕt qu¶ nhá, viÖc giãng sÏ bÞ lo¹i víi pha ®ang kiÓm tra, vµ pha cña PN sÏ ®­îc cËp nhËt mét l­îng. Ng­îc l¹i viÖc t­¬ng quan thùc hiÖn trªn ®o¹n thêi gian phô thªm (®­îc gäi lµ kho¶ng thø hai) vµ viÖc giãng hay kh«ng ®­îc chÊp nhËn t¹i thêi ®iÓm kÕt thóc kho¶ng thø hai. ý t­ëng cña s¬ ®å hai kho¶ng lµ kho¶ng ®Çu ®­îc sö dông ®Ó lo¹i bá pha kh«ng giãng ®­îc nhanh, kho¶ng thø hai dïng ®Ó x¸c minh viÖc giãng cho chÝnh x¸c. Do ®ã viÖc kh«ng giãng ®­îc quyÕt ®Þnh mét c¸ch nhanh chãng. Do hÇu hÕt c¸c pha ®Ò kh«ng giãng, nªn thêi gian t×m b¾t ®­îc ®Èy nhanh th«ng qua viÖc quyÕt ®Þnh nhanh chãng kh«ng giãng. S¬ ®å nhiÒu kho¶ng lµ më réng cña s¬ ®å hai kho¶ng khi dïng mét vµi tÝch ph©n trªn kho¶ng cè ®Þnh. Mét s¬ ®å nèi tiÕp liªn tôc kiÓm tra viÖc giãng hay kh«ng giãng. Tai mét thêi ®iÓm nµo, nÕu viÖc giãng hay kh«ng giãng xuÊt hiÖn ë ®Çu ra bé tÝch ph©n th× qu¸ tr×nh kiÓm tra kÕt thóc vµ ®­a ra quyÕt ®Þnh t­¬ng øng. Ng­îc l¹i nã vÉn tiÕp tôc thùc hiÖn. C¸c s¬ ®å duyÖt theo kho¶ng cè ®Þnh cã c¸ch ph©n tÝch dÔ nhÊt vµ chóng cã thÓ ®­îc dïng trong c¶ hai chiÕn l­îc t×m kiÕm song song vµ nèi tiÕp. C¸c s¬ ®å nhiÒu kho¶ng khã ph©n tÝch h¬n, nh­ng chóng hiÖu qu¶ h¬n s¬ ®å kho¶ng ®¬n, theo khÝa c¹nh thêi gian trung b×nh ra quyÕt ®Þnh ng¾n h¬n. C¸c s¬ ®å nµy phï hîp víi chiÕn l­îc t×m kiÕm nèi tiÕp, nh­ng hiÖu qu¶ cña chóng bÞ gi¶m ®i trong chiÕn l­îc t×m kiÕm song song. 2.1.2.2.1 C¸c s¬ ®å song song víi kho¶ng cè ®Þnh S¬ ®å coherent (kÕt hîp ) Tiªu biÓu cho s¬ ®å song song theo kho¶ng cè ®Þnh lµ s¬ ®å song song theo kho¶ng cè ®Þnh (hay kho¶ng ®¬n) víi gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp nh­ m« t¶ ë h×nh 2.6. TÝn hiÖu ®Çu vµo lµ : (2.13) H×nh 2.6: S¬ ®å b¾t song song víi kho¶ng cè ®Þnh dïng gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp So s¸nh c«ng thøc (2.12) vµ (2.13), cÇn thÊy r»ng b(t) ®­îc ®Æt b»ng 1 do ë ®©y kh«ng cã d÷ liÖu ph¸t trong khi b¾t. Thêi gian tÝch ph©n lµ T’ cè ®Þnh. Víi gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp, ta coi r»ng fc vµ θ ®· biÕt. ViÖc nh©n víi vµ bé tÝch ph©n trong mçi nh¸nh ®¸p øng nh­ mét bé gi¶i ®iÒu chÕ sãng mang kÕt hîp. TÝch t­¬ng quan víi tÝn hiÖu PN néi c(t+2(i-1)ΔTc) trong nh¸nh thø i. Tæng sè c¸c nh¸nh lµ L=N/(2ΔTc) cho L pha ®­îc kiÓm tra. C¸c ®Çu ra tõ L bé tÝch ph©n ®­îc so s¸nh víi nhau. NÕu ®Çu ra cña nh¸nh thø j lín nhÊt, th× ta coi gÇn ®óng τ1 lµ vµ m¹ch b¸m ®­îc khëi ®éng. Do cã nhiÔu nªn viÖc ®¸nh gi¸ pha sai dÉn ®Õn viÖc b¾t cã thÓ bÞ sai. Trong tr­êng hîp nµy, m¹ch b¸m kh«ng thÓ gi¶m sai pha vÒ kh«ng. NÕu sau mét thêi gian m¹ch b¸m kh«ng thÓ tinh chØnh cho sai pha vÒ kh«ng th× m¹ch b¾t l¹i ®­îc kÝch ho¹t ®Ó b¾t l¹i pha cña tÝn hiÖu PN. S¬ ®å kh«ng kÕt hîp (Noncoherent) Trong thùc tÕ pha sãng mang th­êng kh«ng sö dông trong khi b¾t PN. Ngoµi ra mÆc dï tÇn sè sãng mang ®­îc cè ®Þnh vµ ®· biÕt ë c¶ m¸y thu vµ m¸y ph¸t, nh­ng vÉn cã mét vµi sai sè nhá ë m¸y ph¸t hoÆc m¸y thu. H¬n n÷a tÇn sè sãng mang cã thÓ bÞ ¶nh h­ëng do hiÖu øng dÞch Doppler. Do vËy viÖc gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp trong khi b¾t th­êng kh«ng thÓ ®­îc vµ ph¶i sö dông gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp. S¬ ®å duyÖt theo kho¶ng cè ®Þnh song song cã gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp ®­îc biÓu diÔn trong h×nh 2.7. Nh­ chØ ra trªn h×nh vÏ tÝn hiÖu tíi ë mçi nh¸nh trong L nh¸nh ®­îc nh©n víi tÝn hiÖu PN víi c¸c pha kh¸c nhau, sau ®ã ®­îc ®­a ®Õn bé gi¶i ®iÒu chÕ sãng mang kh«ng kÕt hîp. TÇn sè sãng mang ®­îc sö dông ë bé gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp ®­îc gi¶ ®Þnh lµ cã mét sai sè nhá fe Hz. Kh«ng mÊt tÝnh tæng qu¸t ta gi¶ sö pha cña nã b»ng 0. Víi tÝn hiÖu tíi lµ: (2.14) §Ó t×m hiÓu hÖ thèng lµm viÖc nh­ thÕ nµo ta gi¶ sö hÖ thèng kh«ng cã nhiÔu. TÝn hiÖu ypvµ yq trong kªng thø i cã thÓ biÓu diÔn nh­ sau: (2.15) (2.16) C¸c tÝch cos(.)cos(.) vµ cos(.)sin(.) cã thÓ viÕt nh­ tæng c¸c hµm cos vµ sin víi c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao vµ thÊp. ViÖc tÝch ph©n sÏ lo¹i bá c¸c thµnh phÇn cao tÇn, nh­ vËy: (2.17) (2.18) Do sai lÖch tÇn sè fe lµ nhá, nªn c¸c sè h¹ng sin vµ cos xÊp xØ h»ng sè trong qu¸ tr×nh tÝch ph©n. Do ®ã chóng ta cã: H×nh 2.6: S¬ ®å b¾t song song theo kho¶ng cè ®Þnh gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp (2.19) (2.20) Tæng b×nh ph­¬ng cña vµ lµ hµm thèng kª ui. Do vËy: (2.21) Trong ®ã: - chÝnh lµ hµm tù t­¬ng quan chuÈn hãa cña tÝn hiÖu PN, víi . (2.22) NÕu gÇn víi τ1 nhÊt th× ui ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt vµ nã hÇu nh­ gièng víi gi¸ trÞ mµ m¹ch b¾t ®· chän. Tuy nhiªn do cã nhiÔu, cã thÓ pha sai l¹i ®­îc chän vµ m¹ch b¸m sÏ ®­îc khëi ®éng theo pha sai. §©y lµ thêi gian bÊt lîi, thêi gian tæn thÊt do viÖc b¾t kh«ng thµnh c«ng. 2.1.2.2.2 S¬ ®å nèi tiÕp víi kho¶ng cè ®Þnh Trong s¬ ®å b¾t nèi tiÕp c¸c pha ch­a ch¾c ch¾n sÏ ®­îc kiÓm tra mçi pha mét thêi ®iÓm, theo kiÓu nèi tiÕp cho ®Õn khi t×m thÊy ®­îc pha giãng víi tÝn hiÖu PN tíi. S¬ ®å nèi tiÕp ®­îc tr×nh bµy trong h×nh 2.7. Coi m¸y ph¸t PN t¹i chç t¹o ra tÝn hiÖu PN cã pha lµ .TÝn hiÖu nµy t­¬ng quan víi tÝn hiÖu tíi. Gi¸ trÞ thèng kª ®o thö u cã thÓ nhËn ®­îc theo nh­ ui trong h×nh 2.6 H×nh 2.7: S¬ ®å b¾t nèi tiÕp theo kho¶ng cè ®Þnh víi gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp. Gi¸ trÞ u ®­îc so s¸nh víi víi ng­ìng K ®Ó quyÕt ®Þnh chÊp nhËn hay tõ chèi giãng hµng. NÕu , th× giãng hµng th× ®óng, m¹ch b¸m ®­îc kÝch ho¹t. Ng­îc l¹i, pha ®­îc xÐt kh«ng giãng hµng, th× pha m¸y ph¸t PN ®­îc t¨ng lªn mét l­îng 2ΔTc vµ qu¸ tr×nh ®­îc lÆp l¹i. Do cã nhiÔu, c¶nh b¸o nhÇm cã thÓ xuÊt hiÖn, khi nµy dÉn ®Õn thêi gian bÊt lîi do c¶nh b¸o nhÇm. 2.1.2.2.3 C¸c s¬ ®å nhiÒu kho¶ng vµ s¬ ®å d·y nèi tiÕp §Çu tiªn chóng ta m« t¶ mét s¬ ®å hai kho¶ng víi gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kªt hîp. S¬ ®å t­¬ng tù nh­ h×nh 2.7, ngo¹i trõ mét vµi phÇn ®iÒu khiÓn cho thêi gian tÝch ph©n. §Ó kiÓm tra viÖc giãng víi mçi pha, kho¶ng tÝch ph©n trong c¸c nh¸nh t­¬ng quan ®Çu tiªn ®­îc ®Æt T’1 gi©y. §Æt tham sè thèng kª kiÓm tra (tæng b×nh ph­¬ng cña c¸c tÝch ph©n ®Çu ra) biÓu diÔn b»ng u1. Gi¸ trÞ u1 ®­îc so s¸nh víi ng­ìng K1. NÕu th× viÖc giãng bÞ bá qua vµ pha cña m¸y ph¸t PN ®­îc cËp nhËt mét l­îng 2ΔTc. NÕu th× viÖc giãng ®­îc chÊp nhËn vµ chÕ ®é thÈm tra ®­îc khëi ®éng. Trong chÕ ®é nµy, cã hai c¸ch ph©n tÝch tham sè thèng kª, biÓu diÔn b»ng . HoÆc lµ c¸c bé tÝch ph©n ®­îc ®Æt l¹i vÒ 0 vµ khëi ®éng l¹i tÝch ph©n trong T’2 gi©y (tõ T’1 ®Õn T’1+ T’2 ) hoÆc lµ chóng tiÕp tôc tÝch ph©n thªm kho¶ng më réng , tøc lµ nhËn ®­îc tÝch ph©n trong kho¶ng . Trong tr­êng hîp ®Çu tham sè thèng kª ®éc lËp khi nhiÔu lµ nhiÔu tr¾ng Gauss. Trong tr­êng hîp sau vµ phô thuéc vµo nhau, lµm cho c¸c ph©n tÝch ®Æt tÝnh khã h¬n nhiÒu nh­ng ®Æt tÝnh tèt h¬n tr­êng hîp ®Çu tiªn. Tham sè thèng kª kiÓm tra ®­îc so s¸nh víi ng­ìng thø hai gäi lµ . ViÖc giãng ®­îc x¸c nhËn nÕu , ng­îc l¹i viÖc giãng kh«ng ®­îc x¸c nhËn. Mét sè ®­êng vÝ dô tiªu biÓu ®­îc m« t¶ trong h×nh 2.8. H×nh 2.8: C¸c ®­êng thèng kª kiÓm tra vÝ dô hÖ thèng b¾t nèi tiÕp hai kho¶ng Nãi chung so s¸nh mét hÖ thèng kho¶ng ®¬n (kho¶ng cè ®Þnh) víi s¬ ®å hai kho¶ng quan hÖ c¸c kho¶ng tÝch ph©n lµ . Trong s¬ ®å hai kho¶ng, viÖc tõ chèi giãng ®ùoc quyÕt ®Þnh trong gi©y, ®ã lµ kho¶ng thêi gian ng¾n h¬n kho¶ng thêi gian ®­îc sö dông trong tr­êng hîp kho¶ng ®¬n (gi©y). Tuy nhiªn viÖc chÊp nhËn giãng sÏ mÊt l©u h¬n trong s¬ ®å hai kho¶ng (gi©y) so víi s¬ ®å kho¶ng ®¬n (T’ gi©y). Do hÇu hÕt c¸c pha t­¬ng øng víi viÖc kh«ng giãng, nªn thêi gian b¾t trung b×nh cña hÖ thèng hai kho¶ng sÏ ng¾n h¬n so víi s¬ ®å kho¶ng ®¬n. HÖ thèng nhiÒu kho¶ng cã thÓ ®­îc x©y dùng trªn cïng ý t­ëng nh­ tr­êng hîp hai kho¶ng víi nhiÒu chÕ ®é kiÓm tra. ViÖc tõ chèi giãng cã thÓ trong bÊt k× kho¶ng nµo nh­ng viÖc chÊp nhËn giãng chØ x¶y trong kho¶ng cuèi cïng. MÆc dï thêi gian trung b×nh ®Ó b¾t cã thÓ gi¶m khi sè l­îng c¸c kho¶ng t¨ng lªn, song viÖc t¨ng c¸c kho¶ng lªn qu¸ nhiÒu th× thêi gian b¾t l¹i t¨ng lªn do qu¸ tr×nh xö lý. Th«ng th­êng c¸c hÖ thèng hai hoÆc ba kho¶ng lµ lµm viÖc tèt nhÊt so víi c¸c hÖ thèng nhiÒu kho¶ng h¬n. §Æt tÝnh cña c¸c s¬ ®å nhiÒu kho¶ng cã thÓ ®­îc c¶i thiÖn b»ng c¸ch thªm ng­ìng phôc vô viÖc chÊp nhËn giãng hay kh«ng giãng ®Ó cã hai ng­ìng cho mçi kho¶ng thay cho chØ cã mét ng­ìng cho viÖc tõ chèi giãng. Do chÊp nhËn hay tõ chèi giãng cã thÓ thùc hiÖn trong bÊt k× kho¶ng nµo. Tuy nhiªn, viÖc thiÕt kÕ vµ ph©n tÝch hÖ thèng nh­ thÕ rÊt khã kh¨n. H¬n n÷a viÖc c¶i thiÖn cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch sö dông hÖ thèng b¾t tuÇn tù, hÖ nµy cã hai tËp ng­ìng vµ trong qu¸ tr×nh ra quyÕt ®Þnh., mét tËp dïng ®Ó chÊp nhËn giãng pha cßn tËp kia dïng ®Ó tõ chèi giãng pha. Mét bæ sung nh­ vËy ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh 2.9. TÝn hiÖu lµ tæng c¸c b×nh ph­¬ng tõ c¸c ®Çu ra trong c¸c nh¸nh pha vµo cÇu ph­¬ng. C¸c tÝch ph©n trong nh¸nh lµ liªn tôc, b¾t ®Çu tõ 0 ®Õn t. TÝn hiÖu ®­îc lÊy mÉu mét lÇn trªn chip, t¹o ra , nã ®­îc so s¸nh víi vµ . NÕu , th× viÖc giãng pha ®­îc chÊp nhËn vµ qu¸ tr×nh b¸m ®­îc kÝch ho¹t. H×nh 2.9: HÖ thèng b¾t nèi tiÕp chuçi kh«ng kÕt hîp víi gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp NÕu , th× viÖc giãng pha bÞ tõ chèi, m¸y ph¸t PN ®­îc cËp nhËt pha tiÕp theo vµ bé tÝch ph©n ®­îc ®Æt l¹i. NÕu , th× hÖ thèng kh«ng quyÕt ®Þnh lµ pha cã ®­îc giãng hay kh«ng vµ ®­îc theo dâi thªm. Trong tr­êng hîp nµy chóng ta chê lÊy mÉu tiÕp vµ tiÕp tôc kiÓm tra. C¸c ng­ìng vµ ®­êng lÊy mÉu ®­îc thÓ hiÖn trong h×nh 2.10. H×nh 2.10: MÉu thèng kª cña hÖ thèng b¾t chuçi trong h×nh 2.9 2.1.2.3 B¸m m· PN trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp (DS-SS) Trong môc tr­íc chóng ta ®· ®Ò cËp mét sè m¹ch b¾t m· PN trong hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp, trong phÇn nµy chóng ta sÏ ®Ò cËp ®Õn c¸c m¹ch b¸m m· PN. Mét m¹ch b¸m nãi chung bao gåm cã mét vßng ph¶n håi ®Ó gi¸m s¸t sai lÖch vµ ®iÒu chØnh sai lÖch ®ã vÒ 0. Chóng ta sÏ xem xÐt hai kiÓu m¹ch vßng ®­îc dïng ®Ó b¸m tÝn hiÖu PN trong c¸c hÖ thèng DS-SS: vßng b¸m dïng bé khãa trÔ (vßng b¸m sím chËm toµn bé thêi gian) vµ vßng b¸m dïng bé rung tau (cßn gäi lµ vßng b¸m sím muén theo phiªn). 2.1.2.3.1 Vßng khãa trÔ Gi¶ sö r»ng viÖc b¸m ®· ®­îc khëi ®éng sau khi m¹ch b¾t ®· ®­a sai pha gi÷a tÝn hiÖu PN néi vµ tÝn hiÖu tíi trong kho¶ng ±ΔTc. H×nh 2.11 biÓu diÔn mét vßng khãa trÔ quyÕt ®Þnh trùc tiÕp víi gi¶i ®iÒu chÕ sãng mang kÕt hîp. Chóng ta gi¶ sö tÝn hiÖu tíi lµ , cã nghÜa lµ pha cña c(t) b»ng 0. Khi ®ã m¹ch b¾t ®· s½n sµng cung cÊp tÝn hiÖu PN néi c(t+τ) víi sai pha trong kho¶ng thêi gian ΔTc, . Ngoµi ra, nã còng t¹o ra tÝn hiÖu sím pha vµ trÔ pha so víi tÝn hiÖu PN gèc lµ: vµ víi ®é lÖch cè ®Þnh τd. Chóng ®­îc sö ®Ó gi¶i tr¶i tÝn hiÖu DS-SS tíi. Do tÝnh ®èi xøng hai tÝn hiÖu gi¶i tr¶i b»ng nhau khi τ = 0 vµ kh¸c nhau khi τ # 0. sù sai kh¸c cña chóng chÝnh lµ sai sè tÝn hiÖu, nã ®­îc dïng ®Ó ph¶n håi l¹i hiÖu chØnh pha cña bé tao PN. C¸c tÝn hiÖu sím pha vµ trÔ pha ®­îc nh©n víi tÝn hiÖu tíi vµ sãng mang tõ m¹ch kh«i phôc sãng mang. Tõ h×nh 2.11, bá qua c¸c thµnh phÇn t¹p nhiÔu ta cã: = (2.23) = (2.24) H×nh 2.11: S¬ ®å cña mét vßng khãa trÔ Chó ý b(t) cã d¶i th«ng hÑp h¬n so víi tÝn hiÖu PN c(t). C¸c bé läc th«ng thÊp cã ®é réng d¶i th«ng ®ñ ®Ó cho qua thµnh phÇn b(t) nh­ng ®ñ hÑp ®Ó läc (c¸c bé läc th«ng thÊp) c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao. Do vËy, sau khi läc th«ng thÊp vµ trén víi (thµnh phÇn ®¸nh gi¸ ®Çu ra), c¸c tÝn hiÖu nhËn ®­îc lµ: = (2.25) = (2.26) Trong ®ã lµ hµm tù t­¬ng quan cña tÝn hiÖu PN, cho bëi c«ng thøc (2.22), víi chu kú NTc, chó ý r»ng c¸c tÝch ph©n trªn ®­îc thùc hiÖn trªn mét chu kú d¹ng sãng PN, v× r»ng møc trung b×nh cña mét tÝn hiÖu tuÇn hoµn lµ gièng nhau nh­ møc trung b×nh trªn mét chu kú. Gi¶ sö , do vËy . Sù kh¸c nhau gi÷a vµ lµ: = (2.27) Chó ý r»ng lµ mét ­íc ®o¸n cña . Nã cã c¸c sai sè kh«ng th­êng xuyªn, do ®ã chóng kh«ng gièng nhau. Trong tr­êng hîp nµy, m¹ch läc vßng cã mét d¶i th«ng nhá, b»ng trung b×nh ®Çu ra cña tÝch xÊp xØ b»ng 1. Do vËy, sai sè trong c¸c m¸y thu lµm viÖc hoµn h¶o lµ nhá, ­íc ®o¸n b»ng trong hÇu hÕt thêi gian vµ møc trung b×nh cña xÊp xØ b»ng 1. Do vËy, c«ng thøc (2.27) vÉn cã hiÖu qu¶, trõ tr­êng hîp gi¶m nhá biªn ®é tÝn hiÖu. Hµm d(τ) trong (2.27) ®­îc gäi lµ ®Æt tÝnh ph©n biÖt trÔ. Chóng ta gi¶ sö r»ng hµm tù t­¬ng quan tuÇn hoµn lµ tuÇn hoµn víi chu kú NTc, cã d¹ng h×nh tam gi¸c nh­ trong c«ng thøc (2.22) vµ trªn h×nh 2.12(a). Hµm còng tuÇn hoµn víi chu kú , víi chu kú ®Çu tiªn ®­îc vÏ trªn h×nh 2.12(b) víi Tc /2 H×nh 2.12: §Æc tr­ng ph©n biÖt trÔ Gi¸ trÞ a trong h×nh 2.12 chÝnh lµ h»ng sè . §é dèc cña ®o¹n tuyÕn tÝnh gi÷a trong h×nh 2.12(b) lµ . TÝn hiÖu y(t) trong h×nh 2.11 dïng ®Ó ®iÒu khiÓn xung ®ång hå ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn ¸p (VCC). §èi víi môc ®Ých nghiªn cøu ho¹t ®éng cña vßng khãa trÔ ta coi nhiÔu b»ng 0, y(t)=z(t). NÕu y(t) = 0, tøc lµ tr­êng hîp d(τ) vµ nhiÔu b»ng 0, th× VCC vµ bé t¹o PN kh«ng cÇn ®iÒu chØnh. Tuy nhiªn, khi y(t) # 0, th× pha τ cña m¸y ph¸t PN ®­îc ®iÒu chØnh t­¬ng øng (b»ng c¸ch lµn trÔ hay sím pha tuy thuéc vµo y(t) d­¬ng hay ©m). Cô thÓ lµ pha cña τ cña m¸y ph¸t PN ph¶i t¨ng khi y(t) d­¬ng vµ gi¶m khi pha cña τ ©m. ViÖc ®iÒu chØnh nh­ vËy t­¬ng øng víi sù thay ®æi trªn h×nh 3.11(b) theo h­íng c©n b»ng t¹i τ = 0, theo chiÒu mòi tªn trªn h×nh vÏ. NÕu pha cña sãng mang kh«ng ®­îc sö dông trong m¹ch b¸m th× khi ®ã ng­êi ta dïng mét bé gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp thay cho bé gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp. 2.1.2.3.2 Vßng khãa trÔ víi gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp NÕu pha cña sãng mang kh«ng ®­îc sö dông trong m¹ch b¸m, mét bé gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp ®­îc sö dông ®Ó lo¹i bá sãng mang. Mét bé t¸ch sãng ®­êng bao theo luËt b×nh ph­¬ng ®­îc sö dông cho môc ®Ých nµy. Qu¸ tr×nh b×nh ph­¬ng còng sÏ kh«ng sö dông thµnh phÇn . Mét vßng khãa trÔ nh­ vËy ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.13. Bé t¸ch sãng ®­êng bao theo luËt b×nh ph­¬ng bao gåm mét bé b×nh ph­¬ng vµ sau ®ã mét bé läc th«ng thÊp (LPF). H×nh 2.13: S¬ ®å khèi vßng khãa trÔ víi gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp Theo nh­ trªn tÝn hiÖu vµ nhiÔu n(t) lµ nhiÔu tr¾ng Gauss víi PSD hai biªn lµ N0/2. §Ó hiÓu c¬ chÕ lµm viÖc cña vßng b¸m nh­ thÕ nµo chóng ta chó ý vµo c¸c tÝn hiÖu t¹i c¸c ®iÓm thay ®æi, kh«ng lo¹i thµnh phÇn t¹p nhiÔu. TÝn hiÖu ®Çu vµo phÝa cao cña bé läc th«ng d¶i trong h×nh 2.13 lµ: + t¹p nhiÔu (2.28) Do c¸c bé läc th«ng d¶i cã tÇn sè trung t©m cña d¶i t¹i ±fc, ®é réng 2B Hz, trong ®ã B » 1/T(Hz), víi T lµ thêi gian mét bÝt cña b(t). §é réng d¶i th«ng nµy ®ñ ®Ó cho qua b(t) nh­ng ®ñ hÑp ®Ó lo¹i tÝn hiÖu PN ra ngoµi. Nh­ vËy chóng ta cã: + t¹p nhiÔu (2.29) TÝn hiÖu ®­îc ®­a qua bé t¸ch sãng ®­êng bao theo luËt b×nh ph­¬ng, nã ®­îc b×nh ph­¬ng lªn vµ qua bé läc th«ng thÊp, ta nhËn ®­îc: u1(t) = P R2c(τ + τd) + t¹p nhiÔu (2.30) trong ®ã nhiÔu hiÖn giê lµ nhiÔu th«ng thÊp. T­¬ng tù chóng ta cã: u1(t) = P R2c(τ - τd) + t¹p nhiÔu (2.31) Do vËy ®Çu vµo bé läc vßng lµ: z(t) =P[R2c (τ + τd) - P R2c(τ + τd)] + t¹p nhiÔu (2.32) §Æc tr­ng ph©n biÖt trÔ trong thµnh phÇn tÝn hiÖu cña z(t): d(τ) = z(t)|nhiÔu=0 = P[R2c(τ + τd) - P R2c(τ + τd)] (2.33) Víi R2c(τ) ®· cho trong c«ng thøc (2.22), c¸c gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng R2c(τ +τd) vµ R2c(τ - τd) lµ tuÇn hoµn víi chu kú NTc, víi chu kú ®Çu tiªn cho nh­ sau: (2.34) (2.35) Mét vÊn ®Ò ®Æt ra ®èi víi vßng khãa trÔ lµ hai nh¸nh trong vßng ph¶i cã ®Æt tÝnh phï hîp nhau. MÆt kh¸c, tham sè ph©n biÖt trÔ cã thÓ sÏ kh«ng ®i qua ®iÓm τ = 0. Do vËy vßng b¸m sÏ khãa tíi mét ®iÓm kh¸c 0. Nh­ vËy vßng b¸m cã mét tr¹ng th¸i æn ®Þnh víi sai pha. Nh­îc ®iÓm nµy ®­îc kh¾c phôc trong vßng rung tau (Tau – dither - loop). 2.1.2.3.3 Vßng rung tau Vßng rung tau cã nguyªn t¾c ho¹t ®éng gièng nh­ vßng khãa trÔ, nh­ng nã chØ sö dông mét nh¸nh t­¬ng quan thay cho hai nh¸nh t­¬ng quan trong vßng khãa trÔ. HiÖu øng t­¬ng quan gi÷a c¸c tÝn hiÖu PN sím vµ trÔ ®¹t ®­îc b»ng c¸ch dÞch ng­îc vÒ phÝa sau vµ phÝa tr­íc gi÷a c¸c tÝn hiÖu sím vµ trÔ ®ã. ¦u ®iÓm cña vßng rung tau lµ lo¹i trõ ®­îc ®ßi hái ph¶i phï hîp vÒ tham sè gi÷a hai nh¸nh cña hai bé t­¬ng quan. S¬ ®å khèi cña vßng rung tau ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh 2.13. ViÖc rung ®­îc ®iÒu khiÓn bëi hai tÝn hiÖu q1(t) vµ q2(t), lµ c¸c tÝn hiÖu t­¬ng øng sím vµ trÔ pha so víi tÝn hiÖu PN víi tèc ®é fD=1/TD, trong ®ã TD>>Tc. Hai tÝn hiÖu xung t­¬ng øng víi c¸c thµnh phÇn d­¬ng vµ ©m cña sãng vu«ng q(t), nh­ thÊy trong h×nh 2.13. Xung vu«ng q(t) còng ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu vµo bé läc vßng, ®ång thêi víi qu¸ tr×nh rung pha. Do vËy, ho¹t ®éng m« pháng hai nh¸nh t­¬ng quan chØ cÇn mét bé t­¬ng quan. TÝn hiÖu w(t) bao gåm w1(t) vµ w2(t) lu©n phiªn nhau, trong ®ã: w1(t) = s(t)c(t+τ+τd) + t¹p nhiÔu (2.36) w2(t) = s(t)c(t+τ+τd) + t¹p nhiÔu (2.37) ViÖc sö dông q1(t) vµ q2(t) nh­ trong h×nh 2.13, chóng ta cã thÓ viÕt: w(t) = q1(t)w1(t) + q2(t)w2(t) + t¹p nhiÔu (2.38) TÝn hiÖu u(t) lu©n phiªn gi÷a u1(t) vµ u2(t). TÝn hiÖu ui(t), víi i=1,2. C¸c gi¸ trÞ cña ui(t) lµ u1(t) = PR2c(τ + τd) + t¹p nhiÔu vµ u2(t) = PR2c(τ - τd) + t¹p nhiÔu, cã thÓ nhËn ®ù¬c tõ mét c¸ch gièng nh­ ui(t) trong h×nh 2.11. Sau ®ã u(t) ®­îc q(t) ®iÒu chÕ, chóng ta cã: + t¹p nhiÔu (2.39) Trong ®ã R2c(τ + τd) vµ R2c(τ - τd) cho bëi c«ng thøc (2.34) vµ (2.35). NÕu bé läc vßng cã d¶i th«ng hÑp, so s¸nh ®ù¬c víi fd, th× tÝn hiÖu q1(t) vµ q2(t) kÕt qu¶ lµ c¸c gi¸ trÞ lÊy trung b×nh, tõ ®ã ta cã tham sè ph©n biÖt trÔ lµ: d(τ) = P{ Ave.[q1(t)]R2c (τ + τd) - Ave.[q2(t)]R2c (τ - τd)} =(P/2)[R2c(τ + τd)] - R2c(τ - τd)] (2.40) sÏ b»ng mét nöa so víi vßng khãa trÔ (theo c«ng thøc 2.33). Do vËy c«ng suÊt vßng rung tau nhá h¬n 3dB so víi vßng khãa trÔ. §iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch b»ng trùc gi¸c lµ do nh¸nh t­¬ng quan ®¬n cña vßng rung tau ®­îc chia phiªn thêi gian cho tÝn hiÖu sím vµ trÔ so víi tÝn hiÖu PN. V× thÕ c«ng suÊt gi¶m ®i mét nöa. H×nh 2.14(a): S¬ ®å vßng rung tau H×nh 2.14(b): S¬ ®å vßng rung tau 2.2 HÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn(FH-SS) S¬ ®å khèi cña hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn ®­îc tr×nh bµy ë h×nh 2.15 d­íi ®©y. Trong hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn, phæ cña sãng mang ®· ®­îc ®iÒu chÕ sm(t) sÏ ®­îc tr¶i réng ra b»ng c¸ch thay ®æi tÇn sè sãng mang. M· tr¶i phæ c(t) kh«ng ®iÒu chÕ trùc tiÕp sm(t) mµ dïng ®Ó ®iÒu khiÓn bé tæ hîp tÇn sè. T¹i mçi thêi ®iÓm x¸c ®Þnh, bé t¹o m· PN cung cÊp mét tõ m· gåm k bÝt ®iÒu khiÓn bé tæ hîp tÇn sè, tõ m· nµy x¸c ®Þnh tÇn sè cña tÝn hiÖu dao ®éng ph¸t ht(t) cña bé tæng hîp tÇn sè ®Ó cung cÊp cho bé ®iÒu chÕ tr¶i phæ. Do c¸c tõ m· k bÝt ®­îc t¹o ra gi¶ ngÉu nhiªn trong mét tËp hîp 2k tõ m· nªn ht(t) sÏ nhËn mét tÇn sè trong tËp 2k tÇn sè. TÝn hiÖu ph¸t st(t) lµ tÝn hiÖu t¹i ®Çu ra cña bé trén gi÷a ht(t) vµ sm(t). Trong tr­êng hîp d÷ liÖu m(t) ®­îc ®iÒu chÕ BSFK th× tÝn hiÖu sm(t) chän mét trong hai tÇn sè f1 hoÆc f 2 t­¬ng øng møc logic 1 hoÆc 0 ®­îc ph¸t. Trong ®iÒu chÕ MFSK, d÷ liÖu m(t) víi ®é réng Tb vµ tèc ®é ký hiÖu Rs = R/n = 1/nTb víi n = log2M lµ sè bÝt th«ng tin trong mét ký hiÖu, th× tÇn sè cña tÝn hiÖu sm(t) nhËn mét trong tËp M = 2k tÇn sè f0, f1, ... fM-1. Trong kho¶ng thêi gian Th, tÝn hiÖu ht(t) cã nhËn mét tÇn sè trong tËp K = 2k tÇn sè F0, F1, ..., FK-1 vµ ®­îc trén víi tÇn sè sãng mang ®· ®iÒu chÕ sm(t) t¹i bé ®iÒu chÕ nh¶y tÇn. TÝn hiÖu sm(t) sÏ ®­îc nh¶y ®Õn mét tÇn sè x¸c ®Þnh víi tèc ®é nh¶y lµ Rh = 1/Th. TÝn hiÖu ph¸t st(t) cã tÇn sè trong tËp 2n.2k = MK tÇn sè F0,0, F0,1, F0,2,...F0,M-1, F1,0, F1,1, ... ,FK-1,M-1 hay phæ cña sãng mang ®· ®­îc tr¶i réng ra 2k lÇn. Víi ®é réng cña sãng mang ®· ®iÒu chÕ lµ Wm th× ®é réng cña tÝn hiÖu ®· tr¶i phæ lµ : W = 2k.Wm T¹i m¸y thu, thùc hiÖn qu¸ tr×nh ng­îc l¹i. T¹i ®©y còng cã mét bé t¹o chuçi PN nh­ m¸y ph¸t ®­îc sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn bé tæng hîp tÇn sè. Sau khi qua bé trén sù dÞch chuyÓn tÇn sè gi¶ ngÉu nhiªn cña tÝn hiÖu ph¸t thu ®­îc sr(t) sÏ ®­îc lo¹i bá t¹i bé gi¶i ®iÒu chÕ nhê viÖc trén tÝn hiÖu lèi ra cña bé tæng hîp tÇn sè hr(t) víi tÝn hiÖu thu ®­îc. TÝn hiÖu sau bé trén sm(t)®­îc gi¶i ®iÒu chÕ b»ng bé gi¶i ®iÒu chÕ FSK kh«ng kÕt hîp. TÝn hiÖu xung nhÞp ®­a ®Õn bé t¹o chuçi PN th­êng ®­îc t¸ch tõ tÝn hiÖu thu ®­îc. MÆc dï ®iÒu chÕ/gi¶i ®iÒu chÕ kÕt hîp BPSK nãi chung cho chÊt l­îng tèt h¬n ®iÒu chÕ BFSK hoÆc MFSK, song khã mµ duy tr× ®­îc sù kÕt hîp vÒ pha trong qu¸ tr×nh tæng hîp c¸c tÇn sè ®­îc sö dông trong c¸c mÈu nh¶y tÇn vµ c¶ trong qu¸ tr×nh truyÒn lan tÝn hiÖu truyÒn qua kªnh, do tÝn hiÖu nh¶y tõ tÇn sè nµy sang tÇn sè kh¸c trªn mét gi¶i tÇn réng. HÖ qu¶ lµ ®iÒu chÕ/gi¶i ®iÒu chÕ FSK kh«ng kÕt hîp th­êng ®­îc dïng trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn. Tèc ®é nh¶y tÇn, ®­îc kÝ hiÖu lµ Rh, cã thÓ ®­îc chän lùa b»ng, thÊp h¬n hay cao h¬n tèc ®é symbol. NÕu Rh b»ng hoÆc thÊp h¬n tèc ®é symbol, hÖ thèng ®­îc gäi lµ hÖ thèng nh¶y tÇn chËm. NÕu Rh cao h¬n tèc ®é symbol, th× hÖ thèng ®­îc gäi lµ hÖ thèng nh¶y tÇn nhanh. Trong qu©n ®éi ng­êi ta th­êng dïng nh¶y tÇn nhanh nh»m môc ®Ých g©y khã kh¨n cho viÖc g©y nhiÔu cè ý. Tuy nhiªn c«ng nghÖ phøc t¹p vµ dÜ nhiªn lµ ®¾c, v× thÕ trong th­¬ng m¹i ng­êi ta th­êng dïng nh¶y tÇn chËm. H×nh 2.15: S¬ ®å khèi mét hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn 2.2.1 §ång bé trong hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn FH-SS Qu¸ tr×nh ®ång bé trong hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn còng t­¬ng tù nh­ ®ång bé trong hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ trùc tiÕp. Tuy nhiªn, v× gi¶i ®iÒu chÕ ë c¸c hÖ th«ng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn lµ gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp nªn s¬ ®å chøc n¨ng cña m¸y thu trong hÖ thèng FH-SS kh«ng cã phÇn phôc håi sãng mang vµ d÷ liÖu dù ®o¸n còng kh«ng tham gia hç trî ®ång bé m· PN nh­ biÔu diÔn trong h×nh 2.16 d­íi ®©y. Nh­ vËy trong hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn chØ cã ®ång bé m· PN. Qu¸ tr×nh ®ång bé m· PN trong m¸y thu FH-SS còng gièng nh­ trong hÖ thèng DS-SS gåm hai b­íc: b­íc thø nhÊt lµ b¾t m· PN lµ b­íc ®iÒu chØnh ®é lÖch pha cña tÝn hiÖu PN tíi vµ tÝn hiÖu PN néi trong mét kho¶ng nµo ®ã cì mét chip hoÆc nhá h¬n. B­íc thø hai gäi lµ b¸m, thùc hiÖn viÖc ®iÒu tinh chØnh ®Ó lµm sai lÖch pha tiÕn tíi kh«ng. H×nh 2.16: S¬ ®å khèi chøc n¨ng trong m¸y thu hÖ thèng DS-SS 2.2.1.1 Qu¸ tr×nh b¾t m· PN trong c¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn C¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn th«ng th­êng cã hai lo¹i s¬ ®å b¾t m· PN: s¬ ®å ®Çu tiªn sö dông bé t­¬ng quan tÝch cùc, s¬ ®å thø hai sö dông bé t­¬ng quan thô ®éng. 2.2.1.1.1 S¬ ®å sö dông bé t­¬ng quan tÝch cùc S¬ ®å b¾t m· PN sö dông bé t­¬ng quan tÝch cùc ®­îc m« t¶ trong h×nh 2.17(a). §©y lµ s¬ ®å gi÷ chËm cè ®Þnh víi quÐt dß lÇn l­ît. Gi¶ sö chóng ta sö dông bé gi¶i ®iÒu chÕ FSK, tÝn hiÖu thu ®­îc lµ: Víi (2.41) ë ®©y Th lµ kho¶ng thêi gian mét b­íc nh¶y. Δf lµ tÇn sè ph©n c¸ch gi÷a hai tÇn sè liÒn kÒ cña c¸c tÇn sè nh¶y, θ lµ pha (ch­a biÕt khi tíi m¸y thu) cña sãng mang, il lµ sè nguyªn ch½n, bl = 0 hoÆc 1, phô thuéc vµo gi¸ trÞ cña bÝt th«ng tin trong b­íc nh¶y thø l. Gi¸ trÞ f0 + (il + bl)Δf lµ tÇn sè ®­îc truyÒn trong kho¶ng thêi gian b­íc nh¶y thø l, . Nh¾c l¹i il lµ mét sè nguyªn ch½n ®­îc x¸c ®Þnh bëi m¸y ph¸t PN. Ta biÕt kh«ng cã d÷ liÖu nµo ®­îc ph¸t trong thêi gian b¾t, do vËy bl = 0. lóc ®ã: Víi (2.42) Gi¶ sö r»ng thêi gian m¸y ph¸t PN ®­îc cËp nhËt lµ Th gi©y sau mçi lÇn quyÕt ®Þnh kh«ng giãng pha. TÝn hiÖu ®­îc t¹o do bé tæng hîp tÇn sè néi lµ: w(t) = cos (2pkl Δft), víi lTh + g < t < (l + 1)Th + g (2.43) ë ®©y kl lµ mét sè ngyªn ch½n, ®­îc x¸c ®Þnh bëi m¸y ph¸t PN, . Chó ý r»ng b¾t ®Çu mçi b­íc nh¶y w(t) cã chËm h¬n sau r(t) g gi©y, cã thÓ quan s¸t trong biÓu ®å tÇn sè h×nh 2.17(b). Ta biÕt bé tÝn hiÖu PN néi ë m¸y thu vµ bé täa tÝn hiÖu PN ë m¸y ph¸t cÇn ph¶i ®ång nhÊt tøc lµ d·y {...., k0, k1, k2, ...} gièng d·y { ...., i0, i1, i2, .... }, ngo¹i trõ cã thÓ dÞch tøc lµ kl = il + v, ë ®©y v lµ sè nguyªn. NÕu kl = il, hai m¸y t¹o tÝn hiÖu PN ®­îc giãng kh«ng xa h¬n Th/2, tøc lµ chóng ®· ®­îc b¾t pha. NÕu g = 0 vµ v = 0 hai m¸y trong tr¹ng th¸i ®ång bé lý t­ëng. TÝch cña r(t) vµ w(t) ®­îc läc qua bé läc th«ng d¶i vµ sau ®ã chóng ®i qua bé gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp. BPF cã tÇn sè trung t©m lµ f0 víi ®é r«ng b¨ng hÑp. KÕt qu¶ cña bé gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp lµ ®­îc tÝch ph©n trªn kho¶ng hTh gi©y. NÕu ®Çu ra bé tÝch ph©n u lín h¬n mét ng­ìng K, viÖc b¾t ®· ®­îc x¸c nhËn; ng­îc l¹i, m¸y ph¸t PN ®­îc cËp nhËt pha Th (mét b­íc nh¶y) vµ qu¸ tr×nh ®­îc lÆp l¹i. Xem thªm biÓu ®å h×nh 2.17(b), tÝch cña w(t)r(t) cã chøa tÇn sè f0 + (il - kl)Δf ®èi víi phÇn chia cña mçi b­íc nh¶y (tõ lTh tíi lTh + g nÕu –Th/2<0, hoÆc tõ g + lTh tíi (l + 1)Th nÕu 0< g <Th/2), khi nµy nã chøa tÇn sè f0 + (il - kl)Δf hoÆc f0 + (il – kl+1)Δf ®èi víi phÇn chia cßn l¹i cña b­íc nh¶y. TÝn hiÖu w(t).r(t) còng chøa c¸c tæng cña c¸c tÇn sè f0 + (il + kl)Δf vµ f0 + (il+kl ± 1)Δf, phÇn nµy bÞ läc ®i sau khi qua bé läc th«ng d¶i BPF. H×nh 2.17: HÖ thèng FH –SS b¾t nèi tiÕp dïng bé t­¬ng quan tÝch cùc NÕu kl = il, ®©y lµ tr­êng hîp giãng pha, khi ®ã tÇn sè f0 + (il - kl)Δf b»ng f0, tÇn sè nµy sÏ qua bé läc d¶i BPF vµ ®­a ®Õn ®Çu ra cña bé tÝch ph©n, trong khi ®ã tÇn sè f0 + (il + kl±1)Δf ®· ®­îc läc bá sau khi qua BPF. Chóng ta cã thÓ biÓu diÔn tÝn hiÖu ë ®Çu ra ë bé tÝch ph©n víi kl = il lµ: u = S + N (2.44) Trong ®ã N lµ nhiÔu, S lµ tÝn hiÖu cho bëi: (2.45) Gi¸ trÞ S lín ®èi víi h ®ñ lín. MÆc kh¸c, nÕu kl = kl + v, trong khi ®ã , khi t­¬ng øng víi viÖc kh«ng giãng pha, th× c¸c tÇn sè trong tÊt c¶ c¸c b­íc ®Òu cã d¹ng f0 + mΔf, trong ®ã m # 0, sÏ ®­îc läc qua BPF, vµ thµnh phÇn tÝn hiÖu ®Çu ra cña bé tÝch ph©n sÏ b»ng 0. ViÖc sö dông c¸c gi¸ trÞ ®ã vµ tham sè thèng kª nhiÔu, chóng ta cã thÓ tÝnh to¸n ng­ìng K vµ kho¶ng tÝch ph©n hTh ®Ó x¸c suÊt c¶nh b¸o nhÇm b¶o ®¶m mét vµi gi¸ trÞ mong muèn. 2.2.1.1.2 S¬ ®å sö dông bé t­¬ng quan thô ®éng S¬ ®å sö dông bé t­¬ng quan thô ®éng ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh 2.18. ë ®©y, h tÇn sè cè ®Þnh (klΔf, l = 0,...., h-1) ®­îc t¹o m¸y thu ®Ó sö dông cho h nh¸nh t­¬ng quan. C¸c tÇn sè ®ã ph¶i cïng tÇn sè vµ cïng thø tù víi h tÇn sè ®­îc t¹o ra t¹i bé tæng hîp tÇn sè cña m¸y ph¸t, tøc lµ kl = il + v, l= 0, 1, ...., h-1, ®èi víi mét vµi sè nguyªn v. Trong nh¸nh thø l, r(t) ®­îc trén víi cos(2pklΔf), sao ®ã qua bé läc BPF b¨ng hÑp cã tÇn sè trung t©m lµ f0, tiÕp lµ bé gi¶i ®iÒu chÕ kh«ng kÕt hîp (xem trªn h×nh 2.18), mét bé tÝch ph©n trªn mét b­íc (Th gi©y), vµ mét bé trÔ (h - l)Th gi©y. C¸c gi¸ trÞ tõ h nh¸nh ®­îc céng vµ kiÓm tra viÖc giãng pha mét lÇn trªn mét b­íc (tøc lµ mçi Th gi©y). C¸c bé trÔ ®­îc ®Æt trªn c¸c nh¸nh, do ®ã kÕt qu¶ ®èi víi h b­íc liªn tiÕp, mµ mçi b­íc tõ mçi mét trong sè h nh¸nh sÏ xuÊt hiÖn t¹i cïng thêi ®iÓm t¹i bé céng. Khi h tÇn sè ®­îc sö dông t¹i m¸y thu trïng víi c¸c tÇn sè ph¸t trong h b­íc liªn tiÕp, th× gi¸ trÞ ®Çu ra bé céng lµ cao. NÕu kh«ng th× gi¸ trÞ sÏ thÊp. Do ®ã, viÖc viÖc giãng pha ng­îc víi viÖc kh«ng giãng pha cã thÓ ®­îc quyÕt ®Þnh dùa trªn gi¸ trÞ u. Chó ý r»ng hÖ thèng trong h×nh 2.17 thùc hiÖn mçi lÇn quyÕt ®Þnh trong mét b­íc, trong khi ®ã hÖ thèng trong h×nh 2.18 chØ quyÕt ®Þnh mét lÇn trong h b­íc. Do vËy, hÖ thèng trong h×nh 2.18 cã mét thêi gian b¾t ng¾n h¬n. Tuy nhiªn, viÖc ph©n tÝch cña nã l¹i khã h¬n ®Çu ra cña bé céng cã thÓ kh«ng ®éc lËp thèng kª tõ b­íc nµy sang b­íc kh¸c. H×nh 2.18: HÖ thèng b¾t tuÇn tù dïng bé t­¬ng quan thô ®éng 2.2.1.2 Qu¸ tr×nh b¸m m· trong hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn C¸c s¬ ®å m¹ch b¸m trong hÖ thèng trong th«ng tin tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp ®Òu cã thÓ sö dông ®Ó b¸m tÝn hiÖu trong hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn. Trªn h×nh 2.19 tr×nh bµy s¬ ®å b¸m m· PN trong hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ nh¶y tÇn sö dông nguyªn t¾c vßng khãa trÔ. Gi¶ sö tÝn hiÖu lµ d¹ng ®iÒu chÕ FSK. ë ®©y cã hai nh¸nh t­¬ng quan. Mét nh¸nh lµ nÐn b»ng tÝn hiÖu PN ®· sím pha vµ mét nh¸nh kh¸c sö dông tÝn hiÖu PN ®· trÔ pha. C¸c tÇn sè cña c¸c tÝn hiÖu nµy thay ®æi ®­îc vÏ nh­ trong h×nh 2.19, trong ®ã Th lµ kho¶ng thêi mét b­íc nh¶y. §Ó kh¶o s¸t c¸c ho¹t ®éng cña hÖ thèng nh­ thÕ nµo, chóng ta sÏ bá qua thµnh phÇn nhiÔu khi xem xÐt. Gi¶ sö r»ng t¹i b­íc nh¶y thø l cña tÝn hiÖu vµo s(t) cã tÇn sè lµ f0 + ilΔf + blΔf trong ®ã Δf lµ tÇn sè ph©n c¸ch cña c¸c tÇn sè nh¶y, bl phô thuéc vµo th«ng tin b(t), víi bl = 1 vµ b»ng 0 nÕu b(t) = 0 trong chip thø l, vµ il lµ mét sè nguyªn ®­îc x¸c ®Þnh b»ng j bÝt tõ m¸y ph¸t PN. Gi¶ thiÕt sai pha cña tÝn hiÖu PN néi b»ng τ, trong ®ã |τ| 0 trong kho¶ng t Î (τd – τ, Th). TÝn hiÖu z’(t) = u1(t) – u2(t) ®· ®­îc thÓ hiªn trong h×nh vÏ 2.19. H×nh 2.19: S¬ ®å b¸m m· PN trong hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn Víi mçi b­íc nh¶y, z’(t) b»ng –a víi τd + τ vµ b»ng a víi τd – τ gi©y, trong ®ã a > 0 lµ h»ng sè. Bé läc LPF lÊy trung b×nh tÝn hiÖu z’(t) vµ cho ra z(t). NÕu τ = 0, th× z(t) ®Çu ra LPF b»ng 0 vµ m¸y ph¸t PN kh«ng cÇn ®iÒu chØnh. Khi τ kh¸c 0 vµ m¸y ph¸t PN sÏ ®­îc ®iÒu chØnh cho tíi khi τ = 0. H×nh 2.19 (b): BiÓu ®å cña m¹ch b¸m PN trong hÖ thèng FH-SS

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChuong 2a4.doc
  • docbia.doc
  • docbiathu2.doc
  • docChuong 3a4.doc
  • docchuong1-tong quan cdmachamchama4.doc
  • docPhu luc.doc
  • docTham khao.doc
  • doctrang lota4.DOC