loantran1481
New Member
Download miễn phí Thông tin di động số và một hệ thống ứng dụng của hãng Qualcom
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trên thế giới , lĩnh vực công nghệ điện tử , công nghệ thông tin và viễn thông quốc tế đang phát triển rất mạnh mẽ. Công nghệ viễn thông có được những bước đột phá về công nghệ và đạt được những thành tựu nhảy vọt . Với đà phát triển này nó đã trở thành nền kinh tế mũi nhọn , làm điểm tựa cho nền kinh tế mỗi quốc gia , góp phần đưa lĩnh vực này vào kỷ nguyên của công nghệ trong tương lai .
Ở Việt Nam cũng vậy , cũng đang diễn ra một cuộc cách mạng mạnh mẽ về lĩnh vực này . Tuy nhiên do nền kinh tế của nước ta còn eo hẹp nên vẫn còn có những hạn chế . Do vậy ta cần có một chiến lược phát triển hợp lý , phù hợp khả năng của ngân sách tài chính , biết tận dụng và không ngừng cải tiến các thiết bị cơ sở hiện có để không lãng phí mà vẫn có thể theo kịp công nghệ hiện đại .
Chính vì vậy với bản báo cáo này em xin trình bày nghiên cứu cơ bản của mình về thông tin di động số và một hệ thống ứng dụng của hãng Qualcom đó là CDMA IS – 95 .
Em xin chân thành Thank thầy giáo Nguyễn Văn Khang - Bộ môn mạch và xử lý tín hiệu – Khoa Điện tử Viễn Thông - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian hoàn thành báo cáo .
Do thời gian tìm hiểu không nhiều và phạm vi trình bày có hạn nên không thể tránh được những thiếu xót . Vậy em mong các thầy cô giáo và bạn bè đóng góp ý kiến xây dựng .
MỤC LỤC
Lời nói đầu 2
Phần I – Hệ thống thông tin di động và cơ sở lý thuyết công nghệ
CDMA . 3
Chương I – Hệ thống thông tin di động 3
1.1. Giới thiệu chung 3
1.2. Cấu trúc của hệ thống thông tin di động . 5
1.2.1. Mô hình hệ thống thông tin di động 5
1.2.2. Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di động 8
1.2.3. Các phương pháp truy cập trong mạng thông tin di động . 9
1.3. Đặc điểm truyền dẫn ở thông tin di động 9
1.3.1. Mở đầu . 9
1.3.2. Suy hao đường truyền . 10
1.3.3. Pha đinh . 11
1.3.4. Các biện pháp chống pha đinh . 12
Chương II - Cơ sở lý thuyết công nghệ CDMA 14
2.1. Mở đầu 14
2.2. Kỹ thuật trải phổ . 14
2.2.1. Hệ thống trải phổ trực tiếp(DS/SS) . 16
2.2.2. Hệ thống trải phổ nhảy tần (FH/SS) 26
2.2.3 . Hệ thống trải phổ nhảy thời gian (TH/SS) 33
2.2.4 . So sánh các hệ thống SS . 36
2.2.5. Các hệ thống lai Hybrid 37
Phần II - Công nghệ CDMA IS – 95 và nhận xét chung về xu hướng phát triển----------- 43
Chương I – Công nghệ CDMA IS – 95 . 43
3.1 . Mở đầu 43
3.2 . Giao diện vô tuyến và truyền dẫn . 43
3.2.1. Các kênh vật lý 43
3.2.2.Các kênh logic 46
3.3 . Cấu trúc các kênh CDMA IS – 95 51
3.3.1. Cấu trúc của các kênh CDMA đường xuống 51
3.3.2. Cấu trúc của các kênh CDMA đường lên . 57
3.4 . Xử lý cuộc gọi ở CDMA – IS – 95 62
3.4.1. Trạng thái khởi đầu hệ thống . 62
3.4.2. Trạng thái rỗi . 64
3.4.3. Trạng thái truy nhập hệ thống . 65
3.5. Chuyển giao và tính toán dung lượng hệ thống 67
3.5.1. Chuyển giao ở CDMA IS – 95 67
3.5.2. Tính toán dung lượng hệ thống . 68
Chương II – Nhận xét chung về xu hướng phát triển 70
4.1. Thông tin di động 70
4.2. CDMA 72
Kết luận 76
Tài liệu tham khảo . 77
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:
ống DS/SS – BPSK tốc độ đồng hồ ở bộ tạo chuỗi PN bằng tốc độ chip , nghĩa là 1/Tc (Hz) . Ở hệ thống FH nhanh ta cần j bit mới từ bộ tạo chuỗi PN cho mỗi đoạn nhảy . Vì thế bộ tạo chuỗi phải có khả năng tạo ra j bit trong Th giây hay j/Th bit trong một giây , nghĩa là tốc độ đồng hồ phải là j / Th Hz . Độ rộng băng của hệ thống là 2j+1Df = 2j+1Th đối với điều chế trực giao. Cân bằng độ rộng băng tần cho các hệ thống DS và FH ta được:Th
Tc
2 2j+1
Vì thế
Tốc độ đồng hồ ở hệ thống DS 1/Tc 2j
Tốc độ đồng hồ ở hệ thống FH j/Th j
sẽ lớn hơn 1 rất nhiều so với giá trị j thực tế .
b . Hệ thống FH/SS chậm
Khi T/Th < 1 ta được hệ thốn nhảy tần chậm . có thể sử dụng sơ đồ khối máy phát ở hình 8 cho một hệ thống nhảy tần chậm . Hình 10 cho dưới đây mô tả biểu đồ tần số của một hệ thống FH chậm với T/Th = 1/2 nghĩa là một lần nhảy ở hai bit .
Hình 10 . Biểu đồ tần số cho hệ thống FH chậm với điều chế FSK
Ở mỗi lần nhảy số liệu có thể thay đổi giữa ‘0’ và ‘1’ . Vì tần số phát có thể thay đổi cứ T giây một lần nên để điều chế trực giao khoảng cách tần số phải là Df = m/T trong đó m là số nguyên khác 0 . Nếu ta sử dụng Df = 1/T và nếu bộ tổng hợp tần số tạo ra 2j tần số , độ rộng băng sẽ là JDf = J/T (Hz) , trong đó J = 2j+1 . Khi sử dụng bộ nhân tần thừa số b ở máy phát , phân cách tần số ở đầu ra cuối cùng trở thành bDf và PG là bJ/2 .
Tương tự ta có thể thực hiện hệ thống FH / SS sử dụng điều chế M – FSK . Hình 11 cho ta thấy biểu đồ tần số đối với hệ thống này khi M = 4 , trong đó Ts = Tlog2(M) là thời gian ký hiệu .
Hình 11. Biểu đồ tần số cho hệ thống FH chậm với M-FSK , M = 4
Ở sơ đồ này ta coi rằng Th =3Ts , nghĩa là một lần nhảy ở ba ký hiệu . Do phân cách tần số lớn nhất đối với điều chế trực giao là 1/Ts (Hz) , độ rộng băng tần của hệ thống này là 2jM / Ts (Hz) , trong đó j là số bit điều khiển bộ tổng hợp tần số .
2.2.3. Hệ thống trải phổ nhảy thời gian
Một dạng thứ ba của các hệ thống SS là các hệ thống nhảy thời gian (TH/SS – Time Hopping / Spread – Spectrum) . Nhảy thời gian tương tự như điều chế xung , nghĩa là dãy mã đóng /mở bộ phát , thời gian đóng / mở bộ phát được chuyển đổi thành dạng tín hiệu giả ngẫu nhiên theo mã và đạt được 50% yếu tố tác động truyền dẫn trung bình . Trong một hệ thống trải phổ nhảy thời gian , số liệu được phát thành các cụm . Mỗi cụm gồm k bit số liệu và thời gian chính xác để phát mỗi cụm được xác định bởi một chuỗi PN . Giả sử thang thời gian được chia thành các khung Tf giây . Mỗi khung lại được chia tiếp thành J khe thời gian .Vì thế mỗi khe thời gian chiếm độ rộng là Ts = Tf / J giây . Biểu đồ thời gian được cho ở hình 12 dưới đây :
Hình 12 . Biểu đồ thời gian của hệ thống TH /SS
Trong biểu đồ thời gian mỗi khung một nhóm k bit được phát trong Ts giây , nghĩa là một trong J khe thời gian . Khe thời gian sẽ được sử dụng để phát được xác định bởi chuỗi PN . Mỗi bit chỉ chiếm T0 = Ts / k giây khi phát . Giả sử thời gian của một bit số liệu là T. Để kịp truyền dẫn số liệu vào ta cần Tf = kT . Nếu các bit số liệu vào là {bi , i = số nguyên} , ta có thể biểu diễn tín hiệu TH / SS như sau :
bl +ikPT0 (t – iTf – aiTs - lT0)
sTH(t) =
Trong đó PT0 (t) là xung chữ nhật biên độ đơn vị và độ rộng T0 giây , ai Î [0 , 1, …..J-1] là số ngẫu nhiên được xác định bởi j bit của chuỗi PN và J = 2j ( i thể hiện khung i , ai thể hiện số khe thời gian và l là số thứ tự bit trong mỗi cụm .
Ta có thể thấy rằng số liệu được truyền ở các cụm k bit mỗi lần với mỗi bit được truyền trong khoảng T0 = (Tf / J)k giây . Vì thế tốc độ bit khi phát cụm là 1 / T0 . Để truyền băng gốc độ rộng băng tần là 1 /T0 (Hz) . Nếu sử dụng truyền băng thông , độ rộng băng tần là 2/T0. Vì bản tin có độ rộng là 1/T, độ rộng băng tần được mở rộng bởi một thừa số là (1/T0 )(1/T) = (kT)J/Tf = j khi truyền dẫn băng gốc và bởi một thừa số là 2J khi truyền băng thông .
Hình 13 . Hệ thống TH/SS đơn giản
TH/SS có thể làm giảm giao diện giữa các hệ thống trong hệ thống ghép kênh theo thời gian và vì mục đích này mà sự chính xác thời gian được yêu cầu trong hệ thống nhằm tối thiểu hóa độ dư giữa các máy phát . Mã hóa nên được sử dụng một cách cẩn thận vì sự tương đồng các đặc tính nếu sử dụng cùng một phương pháp như các hệ thống thông tin mã hoá khác .
Do hệ thống TH/SS có thể bị ảnh hưởng dể dàng bởi giao thoa nên cần sử dụng hệ thống tổ hợp giữa hệ thống này với hệ thống FH/SS để loại trừ giao thoa có khả năng gây nên suy giảm lớn đối với tần số đơn .
2. 2. 4. So sánh các hệ thống SS
Các hệ thống SS trên mỗi loại đều có ưu và nhược điểm . Việc chọn sử dụng hệ thống nào phải dựa trên ứng dụng đặc thù .
Các hệ thống DS/SS giảm nhiễu giao thoa bằng cách trải rộng nó ở một phổ tần rộng . Trong các hệ thống FH/SS ở mọi thời điểm cho trước , những người sử dụng phát các tần số khác nhau vì thế có thể tránh được nhiễu giao thoa . Các hệ thống TH/SS tránh nhiễu giao thoa bằng cách tránh không để nhiều hơn một người sử dụng phát trong cùng một thời điểm .
Có thể thiết kế các hệ thống DS /SS với giải điều chế nhất quán và không nhất quán . Tuy nhiên do sự chuyển dịch tần số phát nhanh rất khó duy trì đồng bộ pha ở các hệ thống FH /SS , vì thế chúng thường đòi hỏi giải điều chế không nhất quán . Trong thực tế các hệ thống DS/SS nhận được chất lượng tốt hơn (ở tỷ số tín hiệu trên tạp âm để đạt được xác xuất lỗi bit nhất định ) vào khoảng 3dB so với hệ thống FH /SS nhờ giải điều chế nhất quán song giá thành lại cao .
Với cùng tốc độ đồng hồ của bộ tạo mã PN , FH/SS có thể nhảy tần trên băng tần rộng hơn nhiều so với băng tần của tín hiệu DS/SS . Ngoài ra ta có thể tạo ra tín hiệu TH/SS có độ rộng băng tần rộng hơn nhiều độ rộng băng tần DS/SS khi các bộ tạo chuỗi PN của hai hệ thống này có cùng tốc độ đồng hồ . FH/SS cũng loại trừ được các kênh tần số gây nhiễu giao thoa mạnh và thường xuyên . DS/SS nhạy cảm nhất với vấn đề gần - xa , đây là hiện tượng mà nguồn nhiễu giao thoa gần có thể làm xấu thậm chí xoá hẳn thông tin chủ định do công suất trung bình của nguồn nhiễu gần cao . Các hệ thống FH/SS nhạy cảm hơn với thu trộm so với các hệ thống DS/SS , đặc biệt khi tốc độ nhảy tần chậm và đối phương sử dụng định kênh thích hợp .
Thời gian cần thiết để bắt mã PN ngắn nhất ở các hệ thống FH/SS , trong khi đó các hệ thống DS/SS và TH/SS cần thời gian bắt mã lâu hơn . Tuy nhiên thực hiện máy phát và máy thu FH đắt tiền hơn vì sự phức tạp của các bộ tổng hợp tần số .
Các hệ thống FH/SS chịu được pha đinh nhiều tia và các nhiễu . Các máy thu DS/SS đòi hỏi mạch đặc biệt để làm việc thoả mãn trong môi trường nói trên .
2.2.5. Các hệ thống lai Hybrid
Các hệ thống lai ghép được xây dựng dựa trên cơ sở kết hợp các kỹ thuật DS, FH và TH .Các hệ thống này có thể cho ta các ưu điểm của từng kỹ thuật trải phổ . Tu...