Download miễn phí Đồ án Hệ thống thông tin di động CDMA
Ở Mỹ khi hệ thống AMPS tương tự sử dụng cách FDMA được triển khai vào giữa những năm 1980, những thị trường di động chính như NewYork, Los Angeles và Chicago đã phát sinh những vấn đề về lưu lượng.
Chính vì vậy Mỹ đã có chiến lược nâng cấp hệ thống này thành hệ thống số: chuyển tới hệ thống TDMA được TIA ( Telecomunications Industry Association – Liên hiệp công nghiệp viễn thông) ký hiệu là IS-54 . Cuối những năm 1980 mọi việc trở nên rõ ràng là IS-54 đã gây thất vọng. Việc khảo sát khách hàng cho thấy chất lượng của AMPS tốt hơn. Rất nhiều hãng của Mỹ lạnh nhạt với TDMA. AT&T là hãng lớn duy nhất sử dụng TDMA. Hãng này đã phát triển ra một phiên bản mới IS-136, còn gọi là AMPS số (D-AMPS). Tình trạng trên đã tạo cơ hội cho các nhà nghiên cứu công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA. Công nghệ này trước đó đã có các ứng dụng chủ yếu trong quân sự. Đến nay công nghệ này đã trơ thành công nghệ thống trị ở Bắc Mỹ.
Trong thông tin di động CDMA thì nhiều người sử dụng chung thời gian và tần số, mã PN( tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho mỗi người sử dụng. Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã PN đã ấn định. Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở đầu phát và khôi phục lại tín hiệu dự định nhờ việc trải phổ ngược các tín hiệu đồng bộ thu được.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
nh từng bit trong một chu kỳ của dãy mã với bit tương ứng cùng vị trí của dãy mã đó nhưng được dịch đi một vị trí bất kỳ thì để đảm bảo tính tương quan, số số hạng phù hợp và số số hạng không phù hợp nhau trênh lệch nhau không quá một.2.3.3. Dãy ghi dịch
Dãy ghi dịch ( dãy m - dãy có độ dài cực đại ) có sơ đồ như hình 6 . Trong sơ đồ này, có N flip flop D, được mắc thành bộ ghi dịch, mạch hồi tiếp gồm các cổng XOR và các khoá gi . Sự lựa chọn giá trị N và các trạng thái nối thông hay hở mạch của gi làm cho thay đổi chiều dài và các đặc tính của dãy PN được tạo ra. Trong số đó, dãy có chiều dài là L = 2N - 1(L là số chip (cắt) và N là số flip flop D).
Hoạt động của bộ ghi dịch được điều khiển bởi dãy các xung nhịp. Khi một xung nhịp tác động, nội dung của mỗi phần tử nhớ của bộ ghi dịch sang phần tử nhớ bên phải.
0
1
N
N-2
N-1
g0
g1
gN-2
gN-1
gN
D0
Q0
Q1
QN-2
QN-1
QN
b(D)
Hình 2.1 9. Bộ ghi dịch hồi tiếp tuyến tính (qua XOR) phát ra dãy m.
Dưới đây là bảng giới thiệu số liệu về mạch hình 2.19.
Số flip flop
N
Chiều dài dãy
L = 2N - 1
Sốdãy S
Hàm D0 Của dãy m
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
7
15
31
63
127
255
511
1023
2047
4095
8191
16383
32767
2
2
6
6
18
16
48
60
176
144
630
756
1800
Q1Q2
Q2Q3
Q2Q4
Q4Q 5
Q5Q6
Q1Q2Q3Q7
Q4Q8
Q6Q9
Q8Q10
Q1Q9Q10Q11 Q0Q10Q11Q12 Q1Q11Q12Q13Q14
Một số dặc trưng của mã trải phổ dãy m:
Tính cân đối: dãy một có 2N-1 - 1 số 0 và 2N-1 số 1 trong chu kỳ L.
Tính dịch và cộng: Nếu cộng module 2 một dãy m tạo ra do chính nó đã dịch đi, thì được một dãy m dịch đi so với 2 dãy được cộng.
Tính tự tương quan chu kỳ: nếu ta thay logic 0 của dãym bằng +1 và thay logic 1 của dãy m bằng -1, thì hàm tự tương quan chu kỳ là:
Tính chạy: Một bước chạy là dãy các bit liên tiếp có cùng mức logic, độ dài của các bước chạy là số bit trong các bước chạy đó. Trong 1 chu kỳ của dãy m có 1/21 số bước chạy có độ dài bằng 1, 1/22 số bước chạy có độ dài bằng 2 và 1/23 số bước chạy có độ dài bằng 3 ....
Ví dụ:
Với mạch nguyên lý hình 17, ta thiết kế một dãy ghi dịch với 4 phần tử nhớ như sau:
0
1
3
2
Dãy mã ra
Hình 2.20: Dãy ghi dịch 4 phần tử nhớ
Hoạt động của bộ ghi dịch được điều khiển bởi các dãy xung nhịp. Khi một xung nhịp tác động, nội dung của mỗi phần tử nhớ của bộ ghi dịch được dịch một bit. Giả sử trạng thái ban đầu của bộ ghi dịch là 1000. Khi đó trạng thái kế tiếp của thanh ghi sẽ là:
1000 0100 0010 1001 1100 0110 1011 0101 1010 1101 1110 1111 0111 0011 0001 1000 .....
Trạng thái cuối 1000 trùng với trạng thái ban đầu, tức là thanh ghi lặp lại sau 15 xung nhịp. Khi đó đầu ra bộ ghi dịch là: 000100110101111.
Ta có thể chứng minh đây là một dãy mã giả tạp âm bằng cách kiểm tra 3 tính chất ngẫu nhiên của Bernoulli như sau:
Tính cân đối:
Số chữ số 0: N0 = 7.
Số chữ số 1: N1 = 8.
N1 - N0 = 1 , tức là thoả mãn tính cân đối.
Tính chạy:
Số bước chạy có độ dài là 1: R1 = 4.
Số bước chạy có độ dài là 2: R2 = 2.
Số bước chạy có độ dài là 3: R3 = 1.
Số bước chạy có độ dài là 4: R4 = 1. Tức là thoả mãn tính chạy.
Ta có bảng sau:
Bước chạy
Tỷ số Ri/R
R1
4
1/2
R2
2
1/4 = 1/22
R3
1
1/8 = 1/23
R4
1
1/8 = 1/24-1
Tổng số (R)
8
Tính tương quan: Giả sử cho dãy mã dịch trái một vị trí, khi đó:
Dịch
Dãy m
Cùng (A)
Khác (D)
A - D
0
1
2
3
4
......
000100110101111
001001101011110
010011010111100
100110101111000
001101011110001
15
7
7
7
7
0
8
8
8
8
15
-1
-1
-1
-1
Như vậy số số hạng phù hợp và số số hạng không phù hợp trênh lệch nhau là 1, tức là thỏa mãn tính tương quan.--> dãy mã 000100110101111 được tạo ra từ bộ ghi dịch trên chính là dãy mã giả tạp âm.
2.3.4 Dãy Gold
Dãy Gold là mã trải phổ dùng cho CDMA, hàm tương quan chéo giữa hai dãy Gold bất kỳ khá nhỏ, hàm tương quan chéo lấy 1 trong 3 giá trị sau:
N lẻ
N chẵn
với
1
*[r(N)-2]
-
0
Hình 2. 21. Hàm tự tương quan của một dãy Gold.
Dãy Gold là kết quả cộng module 2 đối với hai dãy m được định thời bằng cùng tốc độ chip fc . Trong việc thiết kế mạch tạo dãy Gold cho CDMA, điều quan trọng nhất là chọn đúng cặp dãy một (cặp phù hợp có ba giá trị hàm tương quan như trên hình 8 ).
Sơ đồ mạch tạo mã Gold đơn giản, và tạo ra được số lượng lớn dãy Gold cung cấp cho các MS trong mạng CDMA. Như hình vẽ sau:
1
5
2
3
4
6
7
8
9
1
5
2
3
4
6
7
8
9
h(x) = x9+x4+1
h(x) = x9+x7+x6+x4+x3+x+1
Hình 2. 22 Mạch tạo dãy Gold (trường hợp 511 chip)
2.3.5 Hàm tự tương quan giả tạp âm:
Từ phần trước ta đã đề cập đến hàm tự tương quan giả tạp âm, ở phần này ta nghiên cứu một cách chi tiết hơn.
Hàm tự tương quan Rx() của tín hiệu ngẫu nhiên tuần hoàn x() với chu kỳ T0 = PTc , trong đó P là chu kỳ lặp của dãy mã, Tc là thời gian tồn tại của một chip, tính theo công thức:
Rx() =
Trong đó To = PTc = (2n - 1) , Tc , x(t) là tín hiệu xung hình chữ nhật, biên độ đơn vị [-1, +1].
Do đó:
R() =
Trong đó dấu * chỉ phép tích chập.
với
với
q() =
Đồ thị hàm tự tương quan Rx() như hình vẽ sau:
-Tc
Tc
0
T0 = PTc
Rx(Tc) = -1/P
1
Rx()
Hình 2.23 Hàm tự tương quan
Từ đồ thị, trong một chu kỳ T0 , có nhận xét là hàm tự tương quan giữa tín hiệu trải phổ và tín hiệu đó dịch đi một khoảng ít nhất là Tc đã cho Rx() = -1/P0 nếu như P khá lớn. Nghĩa là hai tín hiệu gần như không tương quan nhau. Khi = 0, tức là x(t) và bản sao của nó trùng nhau thì Rx()max = 1.
Cũng có thể kiểm chứng điều này bằng cách sử dụng công thức hàm tự tương quan cho tín hiệu rời rạc x(k) (lúc này coi tín hiệu như là dãy rời rạc).
Khi đó hàm tự tương quan
R() =
x(k) là dãy xung rời rạc biên độ đơn vị [-1, +1].
Tại = Tc , ta có:
R(Tc) =
= [Số hạng phù hợp - Số hạng không phù hợp]
Hay R(Tc) = -
Tại = 0 , ta có:
R(0) = = = 1.
Như vậy các kết quả tính toán cũng phù hợp với đồ thị trên.
CHƯƠNG III HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA
3.1 Mở đầu
Ở Mỹ khi hệ thống AMPS tương tự sử dụng cách FDMA được triển khai vào giữa những năm 1980, những thị trường di động chính như NewYork, Los Angeles và Chicago đã phát sinh những vấn đề về lưu lượng.
Chính vì vậy Mỹ đã có chiến lược nâng cấp hệ thống này thành hệ thống số: chuyển tới hệ thống TDMA được TIA ( Telecomunications Industry Association – Liên hiệp công nghiệp viễn thông) ký hiệu là IS-54 . Cuối những năm 1980 mọi việc trở nên rõ ràng là IS-54 đã gây thất vọng. Việc khảo sát khách hàng cho thấy chất lượng của AMPS tốt hơn. Rất nhiều hãng của Mỹ lạnh nhạt với TDMA. AT&T là hãng lớn duy nhất sử dụng TDMA. Hãng này đã phát triển ra một phiên bản mới IS-136, còn gọi là AMPS số (D-AMPS). Tình trạng trên đã tạo cơ hội cho các nhà nghiên cứu công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA. Công nghệ này trước đó đã có các ứng dụng chủ yếu trong quân sự. Đến nay công nghệ này đã trơ thành công nghệ thống trị ở Bắc Mỹ.
Trong thông tin di động CDMA thì nhiều người sử dụng chung thời gian và tần số, mã PN( tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho mỗi người sử dụng. Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã PN đã ấn định. Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở đầu phát v...