Đồ án “Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng (WCDMA). Đi sâu phân tích đặc điểm của quá trình xử lý băng rộng trong hệ thống WCDMA . ” ppt

1

MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
LỜI MỞ ĐẦU 3
CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ 4
CHƢƠNG 1 5
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ 5
1.1. GIỚI THIỆU 5
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 1 5
1.2.1. Nguyên lý FDMA 5
1.2.2. Nhiễu giao thoa kênh lân cận 9
1.3. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI DỘNG THẾ HỆ 2 10
1.3.1. Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA. 10
1.3.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA. 16
1.4. SO SÁNH DUNG LƢỢNG HỆ THỐNG FDMA,TDMA,CDMA 22
1.5. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA . 23
CHƢƠNG 2 27
CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN W-CDMA 27
2.1. CÔNG NGHỆ TRẢI PHỔ W- CDMA 27
2.1.1. Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA) 27
2.1.2. Mã trải phổ và đồng bộ mã trải phổ 29
2.1.3. Cấu hình chức năng của máy phát và máy thu vô tuyến 30
2.1.4. Ứng dụng các ƣu điểm của công nghệ W-CDMA trong các hệ thống di động 30
2.2. CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN CƠ BẢN TRONG W- CDMA 34
2.2.1. Ấn định mã trải phổ hai lớp và điều chế trải phổ 34
2.2.2. Tìm nhận ô 38
2.2.3. Truy nhập ngẫu nhiên 42
2.2.4. Các công nghệ để thoả mãn các yêu cầu về chất lƣợng khác nhau trong truyền dẫn đa tốc độ . 42
2.2.5. Phân tập đa dạng 52
CHƢƠNG 3 60

CẤU TRÚC MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 60
3.1. CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA W-CDMA 60
3.1.1. Hiệu suất sử dụng tần số cao 60
3.1.2. Dễ quản lý tần số 60
3.1.3. Công suất phát của máy di động thấp 60
3.1.4. Sử dụng các tài nguyên vô tuyến một cách độc lập trong đƣờng lên và đƣờng xuống 61
3.1.5. Nhiều tốc độ số liệu 61
3.1.6. Cải thiện các giải pháp chống hiệu ứng pha đinh nhiều tia 61
3.1.7. Giảm tỷ lệ gián đoạn tín hiệu 62
3.2. CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA W-CDMA 62
3.3. CẤU TRÚC CỦA MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 63
3.4. CÁC CÔNG NGHỆ THEN CHỐT TRONG W-CDMA 65
3.4.1. Sử dụng chế độ không đồng bộ giữa các BS và phân chia mã đƣờng xuống 65
3.4.2. Truyền dẫn OVSF 66
3.4.3. Cấu trúc hoa tiêu 66
2

3.4.4. Phƣơng pháp truy nhập gói 66
3.4.5. Các mã Turbo 67
3.4.6. TPC 67
3.4.7. Phân tập truyền dẫn 68
3.5. KỸ THUẬT THU PHÁT SONG CÔNG (HAI CHIỀU ) PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (TDD) VÀ
KỸ THUẬT THU PHÁT SONG CÔNG PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ (FDD) 68
KẾT LUẬN 69
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 71

3

LỜI MỞ ĐẦU
Ra đời vào những năm 40 của thế kỷ XX, thông tin di động đƣợc coi nhƣ là một
thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực thông tin viễn thông với đặc điểm các thiết bị đầu
cuối có thể truy cập dịch vụ ngay khi đang di động trong phạm vi vùng phủ sóng.
Thành công của con ngƣời trong lĩnh vực thông tin di động không chỉ dừng lại trong
việc mở rộng vùng phủ sóng phục vụ thuê bao ở khắp nơi trên toàn thế giới, các nhà
cung dịch vụ, các tổ chức nghiên cứu phát triển công nghệ di động đang nỗ lực hƣớng
tới một hệ thống thông tin di động hoàn hảo, các dịch vụ đa dạng, chất lƣợng dịch vụ
cao. 3G - Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 là cái đích trƣớc mắt mà thế giới đang
hƣớng tới.

Từ thập niên 1990, Liên minh Viễn thông Quốc tế đã bắt tay vào việc phát triển
một nền tảng chung cho các hệ thống viễn thông di động. Kết quả là một sản phẩm
đƣợc gọi là Thông tin di động toàn cầu 2000 (IMT-2000). IMT-2000 không chỉ là một
bộ dịch vụ, nó đáp ứng ƣớc mơ liên lạc từ bất cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào. Để
đƣợc nhƣ vậy, IMT-2000 tạo điều kiện tích hợp các mạng mặt đất và/hoặc vệ tinh. Hơn
thế nữa, IMT-2000 cũng đề cập đến Internet không dây, hội tụ các mạng cố định và di
động, quản lý di động (chuyển vùng), các tính năng đa phƣơng tiện di động, hoạt động
xuyên mạng và liên mạng
Các hệ thống thông tin di động thế hệ 2 đƣợc xây dựng theo tiêu chuẩn GSM,
IS-95, PDC, IS-38 phát triển rất nhanh vào những năm 1990. Trong hơn một tỷ thuê
bao điện thoại di động trên thế giới, khoảng 863,6 triệu thuê bao sử dụng công nghệ
GSM, 120 triệu dùng CDMA và 290 triệu còn lại dùng FDMA hoặc TDMA. Khi
chúng ta tiến tới 3G, các hệ thống GSM và CDMA sẽ tiếp tục phát triển trong khi
TDMA và FDMA sẽ chìm dần vào quên lãng. Con đƣờng GSM sẽ tới là CDMA băng
thông rộng (WCDMA) trong khi CDMA sẽ là cdma2000.
Tại Việt Nam, thị trƣờng di động trong những năm gần đây cũng đang phát triển
với tốc độ tƣơng đối nhanh. Cùng với hai nhà cung cấp dịch vụ di động lớn nhất là
Vinaphone và Mobifone, Công Ty Viễn thông Quân đội (Vietel), S-fone và mới nhất là
Công ty cổ phần Viễn thông Hà Nội và Viễn Thông Điện Lực tham gia vào thị trƣờng
di động chắc hẳn sẽ tạo ra một sự cạnh tranh lớn giữa các nhà cung cấp dịch vụ, đem
lại một sự lựa chọn phong phú cho ngƣời sử dụng. Vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ di
động Việt Nam không chỉ sử dụng các biện pháp cạnh tranh về giá cả mà còn phải nỗ
lực tăng cƣờng số lƣợng dịch vụ và nâng cao chất lƣợng dịch vụ để chiếm lĩnh thị phần
trong nƣớc . Điều đó có nghĩa rằng hƣớng tới 3G không phải là một tƣơng lai xa ở Việt
4

Nam. Trong số các nhà cung cấp dịch vụ di động ở Việt Nam, ngoài hai nhà cung cấp
dịch vụ di động lớn nhất là Vinaphone và Mobifone, còn có Vietel đang áp dụng công
nghệ GSM và cung cấp dịch vụ di động cho phần lớn thuê bao di động ở Việt Nam. Vì
vậy khi tiến lên 3G, chắc chắn hƣớng áp dụng công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA

để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ 3 phải đƣợc xem xét nghiên cứu.
Xuất phát từ ý tƣởng muốn tìm hiểu công nghệ W-CDMA và mạng W-CDMA em đã
thực hiện đồ án: “Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin đa truy nhập
phân chia theo mã băng rộng (WCDMA). Đi sâu phân tích đặc điểm của quá trình xử
lý băng rộng trong hệ thống WCDMA . ”.
Đồ án này em trình bày gồm 3 chƣơng với các nội dung chính sau :
Chƣơng 1 : Tổng quan về hệ thống thông tin di động số
Chƣơng này đã giới thiệu tổng quan về quá trình phát triển của hệ thống thông
tin di động và sự cần thiết của việc xây dựng hệ thống thông tin di động thứ 3 .
Chƣơng 2 : Các công nghệ truyền dẫn vô tuyến W-CDMA
Chƣơng này trình này về các công nghệ truyền dẫn vô tuyến W-CDMA và ứng
dụng của nó trong các hệ thống di động .
Chƣơng 3 : Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến













5

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ

1.1. GIỚI THIỆU
Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải qua nhiều
thế hệ.Thế hệ không dây thứ 1 là thế hệ thông tin tƣơng tự sử dụng công nghệ đa truy
cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA).Thế hệ thứ 2 sử dụng kỹ thuật số với
công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã
(CDMA).Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lƣợng và
ứng dụng so với các thế hệ trƣớc đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phƣơng
tiện gói là thế hệ đang đƣợc triển khai ở một số quốc gia trên thế giới.
Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới đƣợc thể hiện
sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS : Cellular Mobile Telephone
System) và nhắn tin (PS : Paging System) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu trong
tƣơng lai.
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 1
Phƣơng pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần số .
Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phƣơng pháp đa truy nhập phân chia theo tần số
(FDMA) và chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tƣơng tự và sử dụng kỹ thuật điều chế tƣơng tự
để mang dữ liệu thoại của mỗi ngƣời sử dụng .Với FDMA , khách hàng đƣợc cấp phát
một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ đồ báo hiệu của hệ
thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì nó dò sóng tìm đến
kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận đƣợc dữ liệu báo hiệu
gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lƣu lƣợng ngƣời dùng . Trong trƣờng hợp
nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì một số ngƣời bị chặn lại
không đƣợc truy cập.
1.2.1. Nguyên lý FDMA
Trong phƣơng pháp đa truy nhập này độ rộng băng tần cấp phát cho hệ thống B
Mhz đƣợc chia thành n băng tần con, mỗi băng tần con đƣợc ấn định cho một kênh
riêng có độ rộng băng tần là B/n MHz (hình 1.1). Trong dạng đa truy nhập này các
máy vô tuyến đầu cuối phát liên tục một số sóng mang đồng thời trên các tần số khác
nhau. Cần đảm bảo các khoảng bảo vệ giữa từng kênh bị sóng mang chiếm để phòng
ngừa sự không hoàn thiện của các bộ lọc và các bộ dao động. Máy thu đƣờng xuống

hoặc đƣờng lên chọn sóng mang cần thiết theo tần số phù hợp.
6

Nhƣ vậy FDMA là phƣơng thức đa truy nhập mà trong đó mỗi kênh đƣợc cấp
phát một tần số cố định. Để đảm bảo FDMA tốt tần số phải đƣợc phân chia và quy
hoạch thống nhất trên toàn thế giới.

Hình 1.1. FDMA và nhiễu giao thoa kênh lân cận
Để đảm bảo thông tin song công tín hiệu phát thu của một máy thuê bao phải
hoặc đƣợc phát ở hai tần số khác nhau hay ở một tần số nhƣng khoảng thời gian phát
thu khác nhau. Phƣơng pháp thứ nhất đƣợc gọi là ghép song công theo tần số
(FDMA/FDD, FDD: Frequency Division Duplex) còn phƣơng pháp thứ hai đƣợc gọi là
ghép song công theo thời gian (FDMA/TDD, TDD: Time Division Duplex).
Phƣơng pháp thứ nhất đƣợc mô tả ở hình 1.2. Trong phƣơng pháp này băng tần
dành cho hệ thống đƣợc chia thành hai nửa: một nửa thấp (Lower Half Band) và một
nửa cao (Upper Half Band). Trong mỗi nửa băng tần ngƣời ta bố trí các tần số cho các
kênh (xem hình 1.2a) . Trong hình 1.2a các cặp tần số ở nửa băng thấp và nửa băng cao
có cùng chỉ số đƣợc gọi là cặp tần số thu phát hay song công, một tần số sẽ đƣợc sử
dụng cho máy phát còn một tần số đƣợc sử dụng cho máy thu của cùng một kênh,
khoảng cách giữa hai tần số này đƣợc gọi là khoảng cách thu phát hay song công.
Khoảng cách gần nhất giữa hai tần số trong cùng một nửa băng đƣợc gọi là khoảng
cách giữa hai kênh lân cận (Δx), khoảng cách này phải đƣợc chọn đủ lớn để đối với
một tỷ số tín hiệu trên tạp âm cho trƣớc (SNR: Signal to Noise Ratio) hai kênh cạnh
nhau không thể gây nhiễu cho nhau. Nhƣ vậy mỗi kênh bao gồm một cặp tần số: một
tần số ở băng tần thấp và một tần số ở băng tần cao để đảm bảo thu phát song công.
Thông thƣờng ở đƣờng phát đi từ trạm gốc (hay bộ phát đáp) xuống trạm đầu cuối (thu
ở trạm đầu cuối) đƣợc gọi là đƣờng xuống, còn đƣờng phát đi từ trạm đầu cuối đến
trạm gốc (hay trạm phát đáp) đƣợc gọi là đƣờng lên. Khoảng cách giữa hai tần số

. . .
Đoạn bảo vệ
B/n MHZ
Nhiễu kênh lân cận
1
2
3
4
n
B MHZ
7

đƣờng xuống và đƣờng lên là ΔY nhƣ thấy trên hình vẽ. Trong thông tin di dộng tần số
đƣờng xuống bao giờ cũng cao hơn tần số đƣờng lên để suy hao ở đƣờng lên thấp hơn
đƣờng xuống do công suất phát từ máy cầm tay không thể lớn. Trong trong thông tin
vệ tinh thì tuỳ thuộc vào hệ thống, tần số đƣờng xuống có thể thấp hoặc cao hơn tần số
đƣờng lên, chẳng hạn ở các hệ thống sử dụng các trạm thông tin vệ tinh mặt đất lớn
ngƣời ta thƣờng sử đụng tần số đƣờng lên cao hơn đƣờng xuống, ngƣợc lại ở các hệ
thống thông tin vệ tinh (nhƣ di động chẳng hạn) do trạm mặt đất nhỏ nên tần số đƣờng
lên đƣợc sử dụng thấp hơn tần số đƣờng xuống.

Ký hiệu ∆x: Khoảng cách tần số giữa hai kênh lân cận
∆y: Khoảng cách tần số thu phát
B: Băng thông cấp phát cho hệ thống
f
0
: Tần số trung tâm
f’

i
: Tần số đường xuống
f
i
: Tần số đường lên
Hình 1.2. Phân bố tần số và phương pháp FDMA/FDD
f
1
f
2
f
3

f
n-1
f
n
f
n-1
f
n

f
0

f
1
f
2
f

3

Nửa băng thấp
Nửa băng cao
B
Trạm gốc
MS1
MS2
MS3

f’
1

f’
2

f’
3

8

Trong phƣơng pháp thứ hai (FDMA/TDD) cả máy thu và máy phát có thể sử
dụng chung một tần số (nhƣng phân chia theo thời gian) khi này băng tần chỉ là một và
mỗi kênh có thể chọn một tần số bất kỳ trong băng tần (phƣơng pháp ghép song công
theo thời gian: TDD). Phƣơng pháp này đƣợc mô tả ở hình 1.3. Hình 1.3 cho thấy kênh
vô tuyến giƣã trạm gốc và máy đầu cuối chỉ sử dụng một tần số fi cho cả phát và thu.
Tuy nhiên phát thu luân phiên, chẳng hạn trƣớc tiên trạm gốc phát xuống máy thu đầu
cuối ở khe thời gian đƣợc ký hiệu là Tx, sau đó nó ngừng phát và thu tín hiệu phát đi từ
trạm đầu cuối ở khe thời gian đƣợc ký hiệu là Rx, sau đó nó lại phát ở khe Tx

Ký hiệu
∆x: Khoảng cách tần số giữa hai kênh lân cận
B: Băng thông cấp phát cho hệ thống
f
i
: Tần số chung cho cả đường xuống và đường lên
Hình 1.3. Phân bố tần số và phương pháp FDMA/TDD
f
1
f
2
f
3

f
n-1
f
n

B
Trạm gốc
. . .
. . .
MS1
MS2
MS3

RX
RX
TX

TX
f
1

f
2

RX
RX
TX
TX
RX
RX
TX
TX
f
3

a)
b)
9

1.2.2. Nhiễu giao thoa kênh lân cận
Từ hình 1.1 ta thấy độ rộng của kênh bị chiếm dụng bởi một số sóng mang ở
các tần số khác nhau. Các sóng mang này đƣợc phát đi từ một trạm gốc đến tất cả các
máy vô tuyến đầu cuối nằm trong vùng phủ của anten trạm này. Máy thu của các máy
vô tuyến đầu cuối phải lọc ra các sóng mang tƣơng ứng với chúng, việc lọc sẽ đƣợc
thực hiện dễ dàng hơn khi phổ của các song mang đƣợc phân cách với nhau bởi một
băng tần bảo vệ rộng. Tuy nhiên việc sử dụng băng tần bảo vệ rộng sẽ dẫn đến việc sử
dụng không hịêu quả độ rộng băng tần của kênh. Vì thế phải thực hiện sự dung hòa

giữa kỹ thuật và tiết kiệm phổ tần. Dù có chọn một giải pháp dung hòa nào đi nữa thì
một phần công suất của sóng mang lân cận với một sóng mang cho trƣớc sẽ bị thu bởi
máy thu đƣợc điều hƣởng đến tần số của sóng mang cho trƣớc nói trên. Điều này dẫn
đến nhiễu do sự giao thoa đƣợc gọi là nhiễu kênh lân cận (ACI: Adjacent Channel
Interference).
Dung lƣợng truyền dẫn của từng kênh (tốc độ bit Rb) xác định độ rộng băng tần
điều chế (Bm) cần thiết nhƣng phải có thêm một khoảng bảo vệ để tránh nhiễu giao
thoa giữa các kênh lân cận nên Bm < B/n. Do vậy dung lƣợng thực tế lớn hơn dung
lƣợng cực đại nhận đƣợc bởi một kỹ thuật điều chế cho trƣớc.Vì vậy hiệu suất sử dụng
tần số thực sự sẽ là n/B kênh lƣu lƣợng trên MHz.
Trong các hệ thống điện thoại không dây FDMA điển hình của châu Âu hiệu
suất sử dụng tần số thực của các hệ thống điện thoại không dây là 20 kênh/Mhz còn
đối với điện thoại không dây số là 10 kênh/MHz.
Về mặt kết cấu, FDMA có nhƣợc điểm là mỗi sóng mang tần số vô tuyến chỉ
truyền đƣợc một Erlang vì thế nếu các trạm gốc cần cung cấp N Erlang dung lƣợng thì
phải cần N bộ thu phát cho mỗi trạm. Ngoài ra cũng phải cần kết hợp tần số vô tuyến
cho các kênh này.
Để tăng hiệu suất sử dụng tần số có thể sử dụng FDMA kết hợp với ghép song
công theo thời gian (FDMA/TDD). Ở phƣơng pháp này một máy thu phát chỉ sử dụng
một tần số và thời gian phát thu luân phiên (hình 1.3).
Phƣơng pháp FDMA ít nhậy cảm với sự phân tán thời gian do truyền lan sóng,
không cần đồng bộ và không xẩy ra trễ do không cần xử lý tín hiệu nhiều, vì vậy giảm
trễ hồi âm.
10

Hệ thống thông tin di động thế hệ 1sử dụng phƣơng pháp đa truy cập đơn giản.
Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của ngƣời dùng về cả
dung lƣợng và tốc độ. Vì các khuyết điểm trên mà nguời ta đƣa ra hệ thống thông tin di
động thế hệ 2 ƣu điểm hơn thế hệ 1về cả dung lƣợng và các dịch vụ đƣợc cung cấp.
1.3. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI DỘNG THẾ HỆ 2

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lƣợng và chất lƣợng,
hệ thống thông tin di động thế hệ 2 đƣợc đƣa ra để đáp ứng kịp thời số lƣợng lớn các
thuê bao di động dựa trên công nghệ số .
Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng điều chế số .Và chúng sử
dụng 2 phƣơng pháp đa truy cập :
 Đa truy nhập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access -
TDMA).
 Đa truy nhập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access- CDMA).
1.3.1. Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA.
Với phƣơng pháp truy cập TDMA thì nhiều ngƣời sử dụng một sóng mang và
trục thời gian đƣợc chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều ngƣời sử
dụng sao cho không có sự chồng chéo. Phổ quy định cho liên lạc di động đƣợc
chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho N kênh
liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung. Các thuê
bao khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao đƣợc cấp phát cho
một khe thời gian trong cấu trúc khung .
a. Nguyên lý TDMA
Hình 1.4 cho thấy hoạt động của một hệ thống theo nguyên lý đa truy nhập phân
chia theo thời gian. Các máy đầu cuối vô tuyến phát không liên tục trong thời gian TB.
Sự truyền dẫn này đƣợc gọi là cụm. Sự phát đi một cụm đƣợc đƣa vào một cấu trúc
thời gian dài hơn đƣợc gọi là chu kỳ khung, tất cả các máy đầu cuối vô tuyến phải phát
theo cấu trúc này. Mỗi sóng mang thể hiện một cụm sẽ chiếm toàn bộ độ rộng của
kênh vô tuyến đƣợc mang bởi tần số sóng mang f
i
.
11


Ký hiệu
TS

i
: khe thời gian giành cho người sử dụng i
TB : thời gian của một cụm
T
F
: thời gian của một khung
Hình 1.4 Nguyên lý TDMA
Phƣơng pháp vừa nêu ở trên sử dụng cặp tần số song công cho TDMA đƣợc gọi
là đa truy nhập phân chia theo thời gian với ghép song công theo tần số TDMA/ FDD
(FDD: Frequency Division Duplexing). Trong phƣơng pháp này đƣờng lên (từ máy
đầu cuối đến trạm gốc) bao gồm các tín hiệu đa truy nhập theo thời gian (TDMA) đƣợc
phát đi từ các máy đầu cuối đến trạm gốc, còn ở đƣờng xuống (từ trạm gốc đến máy
đầu cuối) là tín hiệu ghép kênh theo thời gian (TDM: Time Division Multiplexing)
đƣợc phát đi từ trạm gốc cho các máy đầu cuối, (xem hình 1.5a).
Để có thể phân bổ tần số thông minh hơn, phƣơng pháp TDMA/TDD (TDD:
Time Division Multiplexing) đƣợc sử dụng. Trong phƣơng pháp này cả hai đƣờng lên
và đƣờng xuống đều sử dụng chung một tần số, tuy nhiên để phân chia đƣờng phát và
đƣờng thu các khe thời gian phát và thu đƣợc phát đi ở các khỏang thời gian khác nhau
(xem hình 1.5b)

MS1
MS2
MS3

MSn

TB
TB
TB
TB

Trạm gốc
f
i

f
i

f
i

f
i

12


Hình 1.5. Các phương pháp đa truy nhập: a) TDMA/FDD; b) TDMA/TDD
b. Tạo cụm
Quá trình tạo cụm đƣợc mô tả ở hình 1.6. Máy phát của trạm gốc nhận thông tin
ở dạng luồng cơ số hai liên tục có tốc độ bit Rb từ giao tiếp ngƣời sử dụng. Thông tin
này phải đƣợc lƣu giữ ở các bộ nhớ đệm và đƣợc ghép thêm thông tin điều khiển bổ
MS1
MS2
MS3

MSn

MS1
MS2
MS3

MSn

TB
TB
TB
TB
Trạm gốc
f
1

f
1

f
1

f
1

TB
TB
TB
TB
TDMA/FDD
f’
1

Trạm gốc
TB

TB
TB
TB
TDMA/TDD
TX
RX
T
X
: trạm gốc phát
Rx : trạm gốc thu
a)
f
i

b)
13

sung để tạo thành một cụm bao gồm thông tin của ngƣời sử dụng và thông tin điều
khiển bổ sung .

Hình 1.6. Quá trình tạo cụm ở một hệ thống vô tuyến TDMA
Ghép
kênh
(TDMA)
và điều
chế
Luồng của các
ngƣời sử dụng

R
R
b






Z
1
3
2
Luồng số cần phát đến ngƣời sử dụng 1
Luồng số cần phát đến ngƣời sử dụng 2
Luồng số cần phát đến ngƣời sử dụng 3










Cấu trúc cụm
(tốc độ R)
t
Các bộ

đệm
Bộ ghép
khung
TDMA
Bộ điều
chế
Định thời
TDMA








Tốc độ
Rb
Tốc độ
Rb
Tốc độ
Rb
Ký hiệu
R
i
= tốc độ bit của ngƣời sử dụng (bps)
R= tốc độ ký hiệu điều chế cho sóng mang
TS=độ rộng khe thời gian , Tb= độ rộng cụm , T
F=
độ

rộng khung
= Khoảng trống bảo vệ , = thông tin bổ sung

14

Sau đó cụm đƣợc đặt vào khe thời gian TB tƣơng ứng ở bộ ghép khung TDMA.
Giữa các cụm có thể có các khoảng trống để tránh việc chồng lấn các cụm lên `nhau
khi đổng bộ không đƣợc tốt.
Đầu ra của bộ ghép khung TDMA ta đƣợc luồng ghép có tốc độ điều chế R đƣa
đến bộ điều chế. Tốc độ điều chế R điều chế cho sóng mang đƣợc xác định nhƣ sau:
R = R
b
(T
F
/TB) [bps] (1.1)
trong đó TB thời gian của cụm, còn T
F
là thời gian của một khung.
Giá trị R lớn khi thời gian của cụm nhỏ và vì thế thời gian chiếm (TB/T
F
) cho
một kênh để truyền dẫn thấp. Chẳng hạn nếu R
b
= 10kbit/s và (T
F
/TB) = 10, điều chế
xẩy ra ở tốc độ 100kbit/s. Lƣu ý rằng R là tổng dung lƣợng của mạng đo bằng bps. Từ
khảo sát ở trên có thể thấy rằng vì sao dạng truy nhập này luôn luôn liên quan đến
truyền dẫn số: nó dễ dàng lƣu giữ các bit trong thời gian một khung và và nhanh chóng

giải phóng bộ nhớ này trong khoảng thời gian một cụm. Không dễ dàng thực hiện dạng
xử lý này cho các thông tin tƣơng tự.
Mỗi cụm ngoài thông tin lƣu lƣợng còn chứa thông tin bổ sung nhƣ:
1) Đầu đề chứa:
- Thông tin đề khôi phục sóng mang (CR: Carrier Recovery) và để đồng
bộ đồng hồ bit của máy thu (BTR: Bit Timing Recovery).
- Từ duy nhất (UW : Unique Word) cho phép máy thu xác định khởi đầu
của một cụm. UW cũng cho phép giải quyết đƣợc sự không rõ ràng về
pha (khi cần thiết) trong trƣờng hợp giải điều chế nhất quán. Khi biết
đƣợc khởi đầu của cụm, tốc độ bit và xẩy ra sự không rõ ràng pha máy
thu có thể xác định đƣợc các bit đi sau từ duy nhất.
- Nhận dạng kênh (CI: Channel Identifier).
- Các thông tin nói trên có thể đƣợc đặt riêng rẽ và tập trung ở đầu cụm
hay có thể kết hợp với nhau hay phân bố ở nhiều chỗ trong một số khung
(trƣờng hợp các từ đồng bộ khung phân bố).
2) Báo hiệu và điều khiển
3) Kiểm tra đƣờng truyền
15

Trong một số hệ thống các thông tin bổ sung trên có thể đƣợc đặt ở các kênh
dành riêng.
c. Thu cụm
Quá trình xử lý ở máy thu của máy vô tuyến đầu cuối 3 đƣợc cho ở hình 1.7.
Phần xử lý khung TDMA sẽ điều khiển việc mở cổng cho cụm cần thu trong
khe thời gian
TS
3
dành cho máy đầu cuối này. Máy thu xác định khởi đầu của mỗi cụm (hoặc
mối khung) bằng cách phát hiện từ duy nhất, sau đó nó lấy ra lƣu lƣợng dành cho mình
từ khung TDMA. (Lƣu ý rằng ở một số hệ thống nhờ đồng bộ chung trong mạng nên

máy thu có thể xác định ngay đƣợc khe thời gian dành cho nó mà không cần từ duy
nhất). Lƣu lƣợng này đƣợc thu nhận không lien tục với tốc độ bit là R. Để khôi phục
lại tốc độ bit ban đầu Rb ở dạng một luồng số liên tục, thong tin đƣợc lƣu giữ ở bộ đệm
trong khoảng thời gian của khung đang xét và đƣợc đọc ra từ bộ nhớ đệm này ở tốc độ
Rb trong khoảng thời gian của khung sau.
Điều quan trọng để xác định đƣợc nội dung của cụm nói trên là trạm thu phải có
khả năng phát hiện đƣợc từ duy nhất ở khởi đầu của mỗi cụm (hoặc mỗi khung). Bộ
phát hiện từ duy nhất xác định mối tƣơng quan giữa các chuỗi bit ở đầu ra của bộ phát
hiện bit của máy thu, chuỗi này có cùng độ dài nhƣ từ duy nhất và là mẫu của từ duy
nhất đƣợc lƣu giữ ở bộ nhớ của bộ tƣơng quan. Chỉ có các chuỗi thu tạo ra các đỉnh
tƣơng quan lớn hơn một ngƣỡng thì đƣợc giữ lại nhƣ là các từ duy nhất
16


Hình 1.7. Quá trình thu cụm trong TDMA
d. Đồng bộ
Ở TDMA vấn đề đồng bộ rất quan trọng. Đồng bộ cho phép xác định đúng vị trí
của cụm cần lấy ra ở máy thu hay cần phát đi ở máy phát tƣơng ứng. Nếu các máy đầu
cuối là máy di động thì đồng bộ còn phải xét đến cả vị trí của máy này so với trạm gốc.
Về vấn đề đồng bộ chúng ta sẽ xét ở các hệ thống đa truy nhập vô tuyến cụ thể.
So với FDMA, TDMA cho phép tiết kiệm tần số và thiết bị thu phát hơn. Tuy
nhiên ở nhiều hệ thống nếu chỉ sử dụng một cặp tần số thì không đủ đảm bảo dung
lƣợng của mạng. Vì thế TDMA thƣờng đƣợc sử dụng kết hợp với FDMA cho các
mạng đòi hỏi dung lƣợng cao.
Nhƣợc điểm cuả TDMA là đòi hỏi đồng bộ tốt và thiết bị phức tạp hơn FDMA
khi cần dung lƣợng truyền dẫn cao, ngoài ra do đòi hỏi xử lý số phức tạp nên xẩy ra
hiện tƣợng hồi âm.
1.3.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.
Với phƣơng pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều
ngƣời sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà

không sợ gây nhiễu lẫn nhau.Những ngƣời sử dụng nói trên đƣợc phân biệt với nhau
nhờ dùng một mã đặc trƣng không trùng với bất kỳ ai.Kênh vô tuyến CDMA đƣợc









3
Z
Giải điều
chế
Cửa mở
tại TS
3

Bộ đệm
Định thời
TDMA


Máy đầu cuối 3
Tốc độ R
b

t
17

dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng đƣợc phân biệt nhau nhờ
mã trải phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN).
a. Đặc điểm của CDMA:
-Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
-Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
-Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cƣờng độ trƣờng rất
nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA
-Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền dẫn
vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn vấn đề, chuyển giao trở
thành mềm, điều khiển dung lƣợng cell rất linh hoạt.
CDMA là phƣơng thức đa truy nhập mà ở đó mỗi kênh đƣợc cung cấp một cặp
tần số và một mã duy nhất. Đây là phƣơng thức đa truy nhập mới, phƣơng thức này
dựa trên nguyên lý trải phổ. Tồn tại ba phƣơng pháp trải phổ:
- Trải phổ theo chuỗi trực tiếp (DS: Direct Sequency).
- Trải phổ theo nhẩy tần (FH: Frequency Hopping).
- Trải phổ theo nhẩy thời gian. (TH: Time Hopping).
b. Các hệ thống thông tin trải phổ
Trong các hệ thống thông tin thông thƣờng độ rộng băng tần là vấn đề quan tâm
chính và các hệ thống này đƣợc thiết kế để sử dụng càng ít độ rộng băng tần càng tốt.
Trong các hệ thống điều chế biên độ song biên, độ rộng băng tần cần thiết để phát một
nguồn tín hiệu tƣơng tự gấp hai lần độ rộng băng tần của nguồn này. Trong các hệ
thống điều tần độ rộng băng tần này có thể bằng vài lần độ rộng băng tần nguồn phụ
thuộc vào chỉ số điều chế. Đối với một tín hiệu số, độ rộng băng tần cần thiết có cùng
giá trị với tốc độ bit của nguồn. Độ rộng băng tần chính xác cần thiết trong trƣờng hợp
này phụ thuộc và kiểu điều chế (BPSK , QPSK v.v ).
Trong các hệ thống thông tin trải phổ (viết tắt là SS: Spread Spectrum) độ rộng
băng tần của tín hiệu đƣợc mở rộng, thông thƣờng hàng trăm lần trƣớc khi đƣợc phát.
Khi chỉ có một ngƣời sử dụng trong băng tần SS, sử dụng băng tần nhƣ vậy không có
hiệu quả. Tuy nhiên ở môi trƣờng nhiều ngƣời sử dụng, các ngƣời sử dụng này có thể

dùng chung một băng tần SS (trải phổ) và hệ thống trở nên sử dụng băng tần có hiệu
suất mà vẫn duy trì đƣợc các ƣu điểm cuả trải phổ. Một hệ thống thông tin số đƣợc coi
là SS nếu:
18

- Tín hiệu đƣợc phát chiếm độ rộng băng tần lớn hơn độ rộng băng tần tối thiểu
cần thiết để phát thông tin.
- Trải phổ đƣợc thực hiện bằng một mã độc lập với số liệu.
Hình 1.8 cho thấy sơ đồ khối chức năng cuả một hệ thống thông tin SS điển
hình cho hai cấu hình: vệ tinh và mặt đất. Nguồn tin có thể số hay tƣơng tự. Nếu nguồn
là tƣơng tự thì trƣớc hết nó phải đƣợc số hoá bằng một sơ đồ biến đổi tƣơng tự vào số
nhƣ: điều xung mã hay điều chế delta. Bộ nén tín hiệu loại bỏ hay giảm độ dƣ thông tin
ở nguồn số. Sau đó đầu ra đƣợc mã hoá bởi bộ lập mã hiệu chỉnh lỗi (mã hoá kênh) để
đƣa vào các bit dƣ cho việc phát hiện hay sửa lỗi có thể xẩy ra khi truyền dẫn tín hiệu
qua kênh vô tuyến.
Phổ của tín hiệu cần phát đƣợc trải rộng đến độ rộng băng tần cần thiết sau đó
bộ điều chế sẽ chuyển phổ này đến dải tần đƣợc cấp cho truyền dẫn. Sau đó tín hiệu đã
điều chế đƣợc khuyếch đại, đƣợc phát qua kênh truyền dẫn, kênh này có thể là dƣới đất
hoặc vệ tinh. Kênh này có thể gây ra các giảm chất lƣợng nhƣ: nhiễu, tạp âm và suy
hao công suất tín hiệu. Lƣu ý rằng đối với SS thì các bộ nén/giãn và mã hoá/ giải mã
hiệu chỉnh lỗi (mã hoá/ giải mã kênh) là tuỳ chọn. Ngoài ra cũng cần lƣu ý rằng vị trí
cuả các chức năng trải phổ và điều chế có thể đổi lẫn. Hai chức năng này thƣờng đƣợc
kết hợp và thực hiện ở một khối.
Tại phiá thu máy thu khôi phục lại tín hiệu ban đầu bằng cách thực hiện các quá
trình ngƣợc với phía phát: giải điều chế tín hiệu thu, giải trải phổ, giải mã và giãn tín
hiệu để nhận đƣợc một tín hiệu số. Nếu nguồn là tƣơng tự thì tín hiệu số này đƣợc biến
đổi vào tƣơng tự bằng một bộ biến đổi số/ tƣơng tự.
19

Hình 1.8. Sơ đồ khối của một hệ thống thông tin số điển hình với trải phổ
(cấu hình hệ thống mặt đất và vê tinh)
Có ba kiểu hệ thống SS cơ bản: chuỗi trực tiếp (DSSS: Direct-Sequence Spreading
Spectrum), nhẩy tần (FHSS: Frequency-Hopping Spreading Spectrum) và nhẩy thời
gian (THSS: Time-Hopping Spreading Spectrum) (hình 1.9, 1.10 và 1.11). Cũng có thể
nhận đƣợc các hệ thống lai ghép từ các hệ thống nói trên. Hệ thống DSSS đạt đƣợc trải
phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip
(R
c
=1/T
c
, T
c
là thời gian một chip) cao hơn nhiều tốc độ bit (R
b
=1/T
b
, T
b
là thời gian
một bit) của luồng số cần phát. Hệ thống FHSS đạt đƣợc trải phổ bằng cách nhẩy tần
số mang trên một tập (lớn) các tần số. Mẫu nhẩy tần có dạng giả ngẫu nhiên. Tần số
trong khoảng thời gian của một chip T
c
giữ nguyên không đổi. Tốc độ nhẩy tần có thể
nhanh hoặc chậm. Trong hệ thống nhẩy tần nhanh, nhẩy tần đƣợc thực hiện ở tốc độ

Nén số
liệu
Mã hóa

kênh
Điều chế
(BPSK,
QPSK)
Khuếch
đại công
suất

Kênh
truyền dẫn
suy hao vô
tuyến
Kênh vệ tinh
Nhiễu
Tạp âm
Phát đáp
vệ tinh
Kênh
truyền dẫn
suy hao vô
tuyến
Nhiễu
Tạp âm

Biến đổi
AD
Nguồn chuỗi
giả tạp âm
trải phổ
Song

mang
Kênh
truyền dẫn
suy hao vô
tuyến
Nhiễu
Tạp âm
Kênh mặt đất
Máy phát
Máy thu
Các chức năng tùy chọn

Nén số
liệu
Giải mã
kênh

Giải điều
chế
Khuếch
đại công
suất
Biến đổi
AD
Chuỗi giả tạp
âm giải trải
phổ
Song
mang
Đồng bộ

chuỗi Giả
tạp âm
Đầu vào
số
Đầu vào
tƣơng tự
Đầu ra
số
Đầu ra
tƣơng tự
Khuếch đại giao
diện đƣờng
tƣơng tự
Khuếch đại giao
diện đƣờng số
Khuếch đại giao
diện đƣờng số
Khuếch đại giao
diện đƣờng
tƣơng tự
20

cao hơn tốc độ bit của bản tin, còn ở hệ thống nhẩy tần chậm thì ngƣợc lại.

Trong đó:
- T
b
= thời gian một bit của luồng số cần phát
- T
n

= Chu kỳ của mã giả ngẫu nhiên dùng cho trải phổ
- T
c
= Thời gian một chip của mã trải phổ
Hình 1.9 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)

Hình 1.10 trải phổ nhảy tần (FHSS)

T
b
=T
n

T
b
=T
n

t
f
n

f
n-1

f
n-2

f
3

f

2

f
1

T
c

2T
c

21


T=T
f
/M, trong đó M là số khe thời gian trong một khung
Hình 1.11. Trải phổ nhẩy thời gian (THSS)
Trong hệ thống THSS một khối các bit số liệu đƣợc nén và đƣợc phát ngắt
quãng trong một hay nhiều khe thời gian trong một khung chứa một số lƣợng lớn các
khe thời gian. Một mẫu nhẩy thời gian sẽ xác định các khe thời gian nào đƣợc sử dụng
để truyền dẫn trong mỗi khung.
Lúc đầu các kỹ thuật SS đƣợc sử dụng trong các hệ thống thông tin của quân sự.
Ý tƣởng lúc đầu là làm cho tín hiệu đƣợc phát giống nhƣ tạp âm đối với các máy thu
không mong muốn bằng cách gây khó khăn cho các máy thu này trong việc tách và lấy
ra đƣợc bản tin. Để biến đổi bản tin vào tín hiệu tựa tạp âm, ta sử dụng một mã đƣơc
"coi là" ngẫu nhiên để mã hoá cho bản tin. Ta muốn mã này giống ngẫu nhiên nhất.
Tuy nhiên máy thu chủ định phải biết đƣợc mã này, vì nó cần tạo ra chính mã này một
cách chính xác và đồng bộ với mã đƣợc phát để lấy ra bản tin (giải mã). Vì thế mã "giả
định" ngẫu nhiên phải là xác định. Nên ta phải sử dụng mã giả ngẫu nhiên (hay mã giả

tạp âm). Mã giả ngẫu nhiên phải đƣợc thiết kế để có độ rộng băng lớn hơn nhiều so với
độ rộng băng cuả bản tin. Bản tin trên đƣợc biến đổi bởi mã sao cho tín hiệu nhận đƣợc
có độ rộng phổ gần bằng độ rộng phổ của tín hiệu giả ngẫu nhiên. Có thể coi sự biến
đổi này nhƣ một quá trình "mã hoá". Quá trình này đƣợc gọi là quá trình trải phổ. Ta
nói rằng ở máy phát bản tin đƣợc trải phổ bởi mã giả ngẫu nhiên. Máy thu phải giải
trải phổ của tín hiệu thu đƣợc để trả lại độ rộng phổ bằng độ rộng phổ của bản tin.


Một khung
T
f

2T
f

khe thời gian phát
(k bit)
3T
f

22

Hiện này phần lớn các quan tâm về các hệ thống SS là các ứng dụng đa truy
nhập mà ở đó nhiều ngƣời sử dụng cùng chia sẻ một độ rộng băng tần truyền dẫn.
Trong hệ thống DSSS tất cả các ngƣời sử dụng cùng dùng chung một băng tần và phát
tín hiệu của họ đồng thời. Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để lấy ra
tín hiệu mong muốn bằng cách giải trải phổ. Các tín hiệu khác xuất hiện ở dạng các
nhiễu phổ rộng công suất thấp tựa tạp âm. Ở các hệ thống FHSS và THSS mỗi ngƣời
sử dụng đƣợc ấn định một mã giả ngẫu nhiên sao cho không có cặp máy phát nào sử
dụng cùng tần số hay cùng khe thời gian, nhƣ vậy các máy phát sẽ tránh đƣợc xung

đột. Nhƣ vậy FH và TH là các kiểu hệ thống tránh xung đột, trong khi đó DS là kiểu hệ
thống lấy trung bình.
Các mã trải phổ có thể là các mã giả tạp âm (PN code) hoặc các mã đƣợc tạo ra từ các
hàm trực giao.
1.4. SO SÁNH DUNG LƢỢNG HỆ THỐNG FDMA,TDMA,CDMA
Trong FDMA và TDMA, tổng băng tần Bt đƣợc chia thành M kênh truyền dẫn,
mỗi kênh có độ rộng băng tần tƣơng đƣơng là Bc. Vì thế dung lƣợng vô tuyến cho
FDMA và TDMA đƣợc xác định nhƣ sau:
K
max
= (1.1)
trong đó K
max
là số ngƣời sử dụng cực đại trong một ô,
M=B
t
/B
c
tổng số kênh tần số hay số kênh tƣơng đƣơng,
B
t
là tổng băng tần đƣợc cấp phát,
B
c
là kênh vô tuyến tƣơng đƣơng cho một ngƣời sử dụng ,
Đối với hê thống TTDĐ FDMA thì B
c
= băng thông kênh vô tuyến còn đối với TDMA
thì B
c

= băng thông kênh vô tuyến/ số khe thời gian (chẳng hạn đối với TDMA AMPS
B
c
=30kHz còn đối với TDMA GSM B
c
= 100kHz/8TS=25kHz), N là kích thƣớc cụm ô
bằng ( N=7 đối với FDMA AMPS, N=3 đối với TDMAGSM, C là công suất
trung bình sóng mang và I là công suất nhiễu.
K
max
= (1.2)
f = (1.3)
trong đó G
p
là độ lợi xử lý,
λ hệ số điều khiển công suất hoàn hảo
E
br
/N'
0
là tỷ số tín hiệu trên tạp âm cộng nhiễu,
23

υ là thừa số tích cực tiếng,
η là độ lợi phân đoạn ô,
f là thừa số tái sử dụng tần số,
β là hệ số nhiễu đến từ các ô khác,
B
t
là tổng băng thông đƣợc cấp phát

B
c
băng thông của một kênh CDMA
β =
Ta sẽ so sánh dung lƣợng của ba hệ thống FDMA, TDMA và CDMA trong tổng băng
tần cấp phát B
t
= 12,5MHz.
Ta sử dụng (1.1) để tính số ngƣời sử dụng đồng thời cực đại trên một ô cho FDMA và
TDMA. Với N=7, K
maxFDMA
=59 ngƣời/ô. Với N=4, K
maxTDMA
= 125 ngƣời/ô. Đối với
IS-95 CDMA, với Bc=1,25 (cho CDMA IS=95), E
br
/N'
0
=6dB (E/N'
0
=100,6= 3,98);
Gp=128; υ=0,5, η=2,25 và β=0,6
Sử dụng phƣơng trình (1.2) ta đƣợc K
maxCDMA
=920ngƣời/ô.
Nhƣ vậy dung lƣợng hệ thống CDMA gấp: 920:59=15,6 lần FDMA và
gấp:920:125=7,36 lần TDMA. Chính nhờ cho dung lƣợng cao hơn các hệ thống
FDMA và TDMA nên CDMA đã đƣợc chọn cho các hệ thống thông tin di động thế hệ
ba.
1.5. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA .

W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân mã
băng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ các dịch
vụ đa phƣơng tiện tốc độ cao nhƣ video, truy cập Internet, hội thảo hình WCDMA
nằm trong dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz.
W-CDMA giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách
dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA. Trong các công
nghệ thông tin di động thế hệ ba thì W-CDMA nhận đƣợc sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào
tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là
dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình.
W-CDMA có các tính năng cơ sở sau :
- Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz.
- Lớp vật lý mềm dẻo để tích hợp đƣợc tất cả thông tin trên một sóng mang.
- Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1.
- Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến.
24

Nhƣợc điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cấp phép trong băng TDD
phát liên tục cũng nhƣ không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu ở các môi
trƣờng làm việc khác nhau.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch vụ với
tốc độ bit lên đến 2MBit/s. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn nhƣ truyền dẫn đối xứng và
không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các
hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dể dàng các dịch vụ mới nhƣ :
điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa
phƣơng tiện khác.


Hình 1.12 Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba
Các nhà khai thác có thể cung cấp rất nhiều dịch vụ đối với khách hàng, từ các
dịch vụ điện thoại khác nhau với nhiều dịch vụ bổ sung cũng nhƣ các dịch vụ không

KBit/s
Đối xứng
Không đối xứng
Đa phương
Điểm đến điểm
Đa điểm
Đa phương tiện di động
Quảng bá
Truyền hình hội
nghị
(Chất lượng cao)
Truyền hình hội
nghị
(Chất lượng
thấp)

Đàm thoại hội
nghị

Điện thoại


Truy
nhập
Interne
t

WWW

Thư

điện tử

FTP

Y tế từ xa
Thư tiếng
Truy nhập cơ sở dữ
liệu
Mua
hàng
theo
Catalog
Video
Video
theo
yêu
cầu
Báo
điện
tử
Karaoke
ISDN
Xuất bản
điện tử
Thư điện tử
FAX
Các dịch
vụ phân
phối thông
tin

Tin tức

Dự báo
thời tiết

Thông tin
lưu lượng
Truyền
hình di
động
Truyền
thanh
di động

Tiếng

Số liệu

H.ảnh
1.2
2.4
9.6
16
32
64
384

2M
25

liên quan đến cuộc gọi nhƣ thƣ điện tử, FPT…
Công trình nghiên cứu của các nƣớc châu Âu cho W-CDMA bắt đầu từ đề án
CODIT (Code Division Multiplex Testbed : Phòng thí nghiệm đa truy cập theo mã) và
FRAMES (Future Radio Multiplex Access Scheme : Kỹ thuật đa truy cập vô tuyến
trong tƣơng lai) từ đầu thập niên 90. Các dự án này đã tiến hành thử nghiệm các hệ
thống W-CDMA để đánh giá chất lƣợng đƣờng truyền.
Theo các chuyên gia trong ngành viễn thông, đƣờng tới 3G của GSM là
WCDMA. Nhƣng trên con đƣờng đó, các nhà khai thác dịch vụ điện thoại di động
phải trải qua giai đoạn 2,5G. Thế hệ 2,5G bao gồm những gì? Đó là: dữ liệu chuyển
mạch gói tốc độ cao (HSCSD), dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS và Enhanced Data
Rates for Global Evolution (EDGE).
Công nghệ thông tin di động số thế hệ ba W-CDMA. Công nghệ này liên quan
đến những cải tiến đang đƣợc thực hiện trong lĩnh vực truyền thông không dây cho
điện thoại và dữ liệu thông qua bất kỳ chuẩn nào trong những chuẩn hiện nay. Đầu tiên
là tăng tốc độ bit truyền từ 9.5Kbps lên 2Mbps. Khi số lƣợng thiết bị cầm tay đƣợc
thiết kế để truy cập Internet gia tăng, yêu cầu đặt ra là phải có đƣợc công nghệ truyền
thông không dây nhanh hơn và chất lƣợng hơn. Công nghệ này sẽ nâng cao chất lƣợng
thoại, và dịch vụ dữ liệu sẽ hỗ trợ việc gửi nội dung video và multimedia đến các thiết
bị cầm tay và điện thoại di động.
Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ
2.5G sang thế hệ 3 (3 - Generation). Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch
vụ thông tin di động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ 90 ngƣời ta đã tiến hành
nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang tiến hành
công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000. Ở châu Âu
ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là UMTS (Universal
Mobile Telecommunnication System). Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần 2GHz.
Nó sẽ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ

cao, video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của ngƣời sử dụng có thể lên đến 2Mbps.
Ngƣời ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế hệ thứ tƣ có tốc độ
lên đến 32Mbps.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba đƣợc xây dựng trên cơ sở IMT – 2000 với
các tiêu chí sau :
- Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz với đƣờng lên có dải tần 1885-
2025MHz và đƣờng xuống có dải tần 2110-2200MHz.