ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU MÃ TURBO TRONG HỆ THỐNG CDMA ppsx

GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 1


LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, em nhận được sự hướng dẫn tận
tình của quý Thầy Cô trong khoa Điện _ Điện Tử, Trường Đại Học DL Kỹ Thuật
Công Nghệ. Những kiến thức mà em đã nhận được mấy năm qua thật đáng quý khi
em bước vào ngưỡng cửa cuộc đời.
Hôm nay đây, em đã kết thúc khóa học và hoàn thành quyển luận văn này, em
không có gì hơn ngoài việc gởi đến thầy cô lời cám ơn chân thành nhất.
Em đặc biệt cảm ơn thầy NGUYỄN HUY HÙNG đã nhiệt tình không ngại khó
khăn giúp đỡ em hoàn thành quyển luận văn này.
Và lời cảm ơn cuối cùng tôi cũng gởi đến tất cả bạn bè đã cùng tôi học tập và
trao đổi nhiều kiến thức bổ ích.

GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 2

Lời nói đầu

Công nghệ viễn thông đang có những bước phát triển tuyệt vời, cùng với
sự phát triển của các ngành công nghệ khác như : điện tử, tin học, quang học…
Công nghệ viễn thông đã và đang mang đến cho con người những ứng dụng trong
tất cả các lónh vực: kinh tế, văn hóa, giáo dục, y học… các quốc gia đều coi viễn
thông _ tin học là một trong những nghành mũi nhọn và đầu tư thích đáng để có
dược những thành tựu, những vò trí xứng đáng trong nghiên cứu và ứng dụng công
nghệ thông tin, làm đòn bẩy để kích thích các ngành kinh tế quốc dân khác.
Việt Nam cũng không nằm ngoài quỹ đạo đó, đặc biệt là đầu tư các hệ
thống thông tin di dộng nhằm mục đích “liên kết mọi người” có nghóa là ta có thể
liên lạc với bất kỳ ai, ở bất cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào. Ở Việt Nam chúng ta
đang sử dụng hệ thống thông tin di động chuẩn GSM (Globle System of Mobile
Communication) dựa trên công nghệ TDMA. Tuy nhiên vừa qua Công Ty cổ phần
Bưu Chính Viễn Thông Sài Gòn (SAIGON Postel) ký hợp đồng với tập đoàn viễn

thông SLD Telecom (Hàn Quốc ) xây dựng mạng điện thoại di động áp dụng công
nghệ CDMA. Điều này mở ra một hướng mới cho sự phát triển ngành viễn thông ở
nước ta. CDMA là công nghệ mới đang được áp dụng tại Mỹ và một số nước ở
Châu Á. Như vậy cuộc cạnh tranh giữa TDMA và CDMA sẽ diễn ra và còn kéo dài
nếu như các tập đoàn viễn thông lớn không đưa ra một chuẩn thống nhất.
Trong đề tài này em chỉ nghiên cứu tổng quan về CDMA và dùng mã Turbo
để mô phỏng hệ thống.
Với trình độ và thời gian có hạn ,chắc chắn cuốn luận văn này có nhiều
thiếu sót, em rất mong sự thông cảm và góp ý của thầy cô và các bạn.













GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 3


MỤC LỤC


PHẦN A:TỔNG QUAN VỀ CDMA VÀ NGUYÊN CỨU MÃ TURBO

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DI ĐỘNG TẾ BÀO

I. Tổng quan
II. Cấu trúc hệ thống

Chức năng
1.Chức năng của thuê bao di động (MS)
2.Trạm gốc (BS)
3.Trung tâm chuyển mạch (MSC)
4.Bộ ghi đònh vò thường trú (HLR)



CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THOẠI DI ĐỘNG

I. Giới thiệu khái quát các công nghệ

1.Công nghệ FDMA
2.Công nghệ TDMA
3.Công nghệ CDMA

II.Nguồn gốc và sự phát triển CDMA
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 4


CHƯƠNG 3:GIỚI THIỆU CHUNG VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA CDMA

I.Giới thiệu chung

II.Các đặc tính

1.Tính đa dạng phân tập
2. Điều khiển công suất CDMA
3.Chuyển giao trong CDMA
3.1 .Chuyển giao mềm (Soft Handoff)
3.2.Chuyển giao mềm hơn(Softer Handoff)
3.3.Bảo mật cuộc gọi
3.4.Công suất phát thấp
3.5.Bộ mã _ Giải mã
3.6.Dung lượng
3.7.Tái sử dụng tần số và vùng phủ sóng
3.8.Dung lượng mềm
3.9.Giá trò E
B
/ N
O
thấp và chống lỗi



CHƯƠNG 4 :ƯU ĐIỂM CÔNG NGHỆ CDMA

I.Chất lượng cao
II.Dung lượng lớn
III.Vùng phủ sóng rộng
IV.Chuyển giao mềm

CHƯƠNG 5 :ỨNG DỤNG CDMA ĐỂ TÍNH DUNG LƯNG

CHƯƠNG 6 : NGUYÊN CỨU MÃ TURBO

I.Sự kết nối mã và sự ra đời của mã Turbo

II.Bộ mã hóa tích chập hệ thống đệ quy RSC

1.Mã tích chập hệ thống đệ quy
2. Các bộ mã hóa tích chập đệ quy và không đệ
3.Kết thúc Trellis

III.Ngõ vào mềm –Ngõ ra mềm
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 5

IV.Quyết đònh cứng và quyết đònh mềm

V.Mã hóa mã Turbo

1.Bộ mã hóa
2.Kỹ thuật xóa (funture)
3.Bộ chèn

CHƯƠNG 7:GIẢI MÃ MÃ TURBO

I.Tổng quan về các thuật toán giải mã

II.Giải thuật MAP

III.Nguyên lý của bộ giải mã Viterbi

1.Độ tin cậy của bộ giải mã SOVA
2.Sơ đồ khối
3.Bộ giải mã thành ohần SOVA


CHƯƠNG 8: ỨNG DỤNG MÃ TURBO

I.Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện
II.Các đề xuất khi ứng dụng Turbo vào truyền thông
III.Các ứng dụng truyền thông không dây
IV.Cải tiến việc thực hiện giải mã
V.HYBRID ARQ
VI.Hướng phát triển đề tài


PHẦN B : DÙNG MATLAB MÔ PHỎNG MÃ TURBO
CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG
GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
PHỤ LỤC




GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 6

PHẦN A

TỔNG QUAN VỀ CDMA VÀ NGHIÊN CỨU
MÃTURBO
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 7


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DI ĐỘNG TẾ BÀO

I. TỔNG QUAN.

Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống di động tế bào được chia thành nhiều
vùng phục phụ nhỏ gọi là các cell, mỗi cell có một trạm gốc phụ trách và được
điều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao có thể vẫn duy trì được cuộc gọi một
cách liên tục khi di chuyển giữa các cell.
Hệ thống điện thoại di động tế bào gồm các trạm gốc (BS). Một vùng phục
vụ của một BS gọi là cell và nhiều cell kết hợp lại tạo thành một vùng phục vụ
của hệ thống. Trong hệ thống thoại di động tế bào thì tần số không cố đònh ở một
kênh nào cả, mà kênh đàm thoại di động được xác đònh nhờ kênh báo hiệu và máy
di động được đồng bộ về tần số một cách tự động.
Vậy các cell kề nhau nên sử dụng tần số khác nhau, còn các cell ở cách xa
hơn trong một khoảng cách nhất đònh có thể tái sử dụng cùng một tần số. Để cho
một máy di động có thể duy trì được cuộc gọi một cách liên tục khi di chuyển giữa

các cell, thì tổng đài phải điều khiển các kênh báo hiệu hay kênh lưu lượng theo
sự di chuyển của máy di động để cho tần số của máy thích hợp một cách tự động.
Hiệu quả sử dụng tần số của hệ thống điện thoại di động tăng lên do các kênh RF
giữa các BS kề nhau có thể được đònh vò một cách có hiệu quả, nhờ tái sử dụng tần
số và do đó dung lượng của thuê bao tăng.

II. CẤU TRÚC HỆ THỐNG.

Cấu hình mạng CDMA gồm 4 phần chính :
-Trạm di động (thuê bao di động) MS.
-Trạm gốc BS
-Tổng đài di động MSC.
-Bộ đăng ký đònh vò thường trú HLRù

Hệ thống điện thoại di động tế bào bao gồm các máy điện thoại di động,
trạm gốc (BS) và trung tâm chuyển mạch điện thoại di động (MSC). Các bộ phận
này được liên kết nhau qua đường kết nối thoại và số liệu.
Máy điện thoại di động gồm: các bộ thu /phát RF, anten và bộ điều khiển.
Mỗi máy di động dùng một cặp kênh thu phát RF.
BS gồm: các bộ thu phát RF để kết nối máy di động với MSC, anten, bộ
điều khiển, đầu cuối số liệu và nguồn.
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 8
MSC gồm: Bộ phận điều khiển, bộ phận kết nối cuộc gọi, các thiết bò ngoại
vi và cung cấp các chức năng thu thập số liệu cước đối với cuộc gọi đã hoàn
thành. MSC có chức năng xử lý các cuộc gọi đi và đến từ mỗi BS, cung cấp chức
năng điều khiển trung tâm cho các hoạt động của BS có hiệu quả và truy nhập của
mạng điện thoại công cộng. Bộ phận điều khiển của MSC là trái tim của hệ thống
tế bào để quản lý, điều khiển và sắp đặt toàn bộ hệ thống.

Hình: Cấu hình mạng CDMA
*Chức năng hệ thống CDMA:
1. Chức năng của thuê bao di động MS:
Thuê bao di động MS có chức năng vô tuyến và chức năng xử ly để truy
nhập mạng qua giao diện vô tuyến. MS cung cấp một giao diện với người sử dụng
qua màn hình, bàn phím, đóa, và giao diện với các thiết bò đầu cuối khác như máy
tính cá nhân , máy fax,… Như vậy MS có 3 chức năng chính :
-Thiết bò đầu cuối: thực hiện các dòch vụ người sử dụng (thoại , fax,
truyền số liệu… )
-Đầu cuối di động: để thực hiện ở truyền dẫn giao diện vô tuyến vào
mạng .
-Thích ứng đầu cuối: MS có vai trò nối thông các thiết bò đầu cuối với
khối kết nối di động. Khi lắp đặt các thiết bò đầu cuối trong môi trường di động,
MS phải có bộ phận thích ứng đầu cuối theo tiêu chuẩn ISDN, còn thiết bò đầu
cuối có giao tiếp thì bằng modem.
BTS
Phân hệ
thu phát
trạm gốc
BSC

Bộ
điều
khiển
BS
Trạm gốc
BSM
Bộ quản lý
trạm gốc.
ASS

Phân hệ chuyển
mạch truy nhập

BSC
Bộ điều
khiển trạm
gốc
MX
Tổng đài di động
CCS
Phân hệ điều
khiển trung
tâm
HLR
Bộ đăng
ký đònh vò
thường trú.
PSTN
Mạng
thoại công
cộng có
chuyển
mạch
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 9
Anten của MS được nối với một bộ song công cho phép một anten
dùng chung cho cả phát và thu, điều hưởng ở kênh vô tuyến nào đó có dải
thông 1.25MHz. sau đó tín hiệu được chuyển xuống trung tần , được lọc và đưa
tới bộ chuyển đổi ADC. Tiếp đó, tín hiệu số được đưa tới vi mạch ASIC
(Application Specific Integrated Circuit ). Tại đây tín hiệu được điều chế, giải

cài xen và được đưa qua bộ giải mã thoại ra loa. Quy trình hoàn toàn ngược lại
với tín hiệu phát đi.
2. Trạm gốc (BS):
BS đóng vai trò giao diện giữa máy di động MS và tổng đài di động MX.
BS cung cấp đường truyền của các gói tin. BS cũng còn là một đầu cuối cố đònh
của giao diện vô tuyến. Giao diện vô tuyến có chức năng điều khiển và đảm
bảo phủ sóng cho cell. Trạm gốc là trung tâm của cell, nó có nhiệm vụ quản lý
và điều khiển tất cả các máy di động MS có mặt trong cell của nó. Cấu trúc một
trạm gốc BS đượcbiểu diễn ở hình 2-4, bao gồm 3 khối : phân hệ thu phát trạm
gốc BTS, bộ điều khiển trạm gốc BSC và bộ quản lý trạm gốc BSM.
BS có 2 máy quét thu tìm , bám theo tín hiệu mạnh nhất của MS theo thời
gian. Thực hiện cấp phát máy thu và MODEM cho cuộc gọi chỉ đònh giám sát
trạng thái và chất lượng cuộc gọi đó , đo lường được suy giảm tín hiệu và sai lỗi
của nó.
v Phân hệ thu phát trạm gốc BTS:
BST được bố trí theo đòa lý từng cell, ở xa BSC, nó là trung tâm thu phát
vô tuyến của mỗi cell, nó có nhiệm vụ liên lạc vô tuyến với tất cả các máy di
động MS có mặt trong cell. BTS bao gồm : một hệ thống anten, thiết bò tần số
vô tuyến và các phương tiện số để liên lạc với BSC. BTS bao gồm RF, CD,
GPS, BCP, và BIN.
Khối tần số vô tuyến RF có các máy phát, máy thu có nhiệm vụ giữ mức
tạp âm thấp khuếch đại, lọc , chuyển đổi tần số xuống (thu) và đổi tần số lên
(phát), kết hợp và phân bố đa tần.
Khối xử lý số CD là khối xử lý số tín hiệu CDMA như CODEC, MODEM,
đònh thời và phối ghép giữa các dải quạt của BTS.
Khối xử lý điều khiển BCP là bộ xử lý điều khiển quét, có nhiệm vụ xử
lý điều khiển quản trò chung trên một cell, liên kết khối số, xử lý cuộc gọi,
quản lý đòa chỉ, vận hành và bảo dưỡng trạm thu phát gốc.
Mạng liên kết của BTS được gọi là BIN, nó cung cấp các đường truyền
điều khiển và đường truyền lưu lượng tới các khối trong BTS và tới BSC.

Đồng hồ hệ thống GPS đảm bảo đònh thời cho toàn hệ thống.
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 10

v Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller):

BSC kết hợp chặt chẽ với tổng đài di động MX, có nhiệm vụ quản lý tất
cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS, có
trách nhiệm cấp phát các kênh ở giao diện vô tuyến, điều khiển công suất và
thực hiện chuyển giao mềm cho các MS trong vùng phục vụ của nó Các lệnh
này chủ yếu là các lệnh ấn đònh, giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao.
Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia nối với MSC. Trong thực tế BSC
là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể. Vai trò chủ yếu của nó là
quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. Một BSC trung bình có
thể quản lý tới vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng của các BTS này. BTS
cũng có thể kết hợp chung với BSC và một trạm gốc. BSC bao gồm CIN, CKD,
TSB, và CCP.
Manng5 liên kết CIN cung cấp các đường truyền dẫn chung giữa các
khối. Bộ chuyển mã và chọn TSB mã hoá thoại , phân bố các bộ chọn, đóng và
mở gói, điều khiển công suất, thực hiện chuyển giao cứng trong cell.
Bộ xử lý điều khiển cuộc gọi CCP cấp phát và quản trò các tài nguyên ,
thực hiện chuyển giao mềm cùng với điều khiển cuộc gọi.
Bộ phân chia đồng hồ CKD đồng bộ đònh thời từ đồng hồ GPS cho các
phần tử trong mạng.

v Bộ quản lý trạm gốc BSM:

Bộ quản lý trạm gốc BSM bao gồm 2 khối chính là BSMP( Bộ xử lý trạm
gốc) và ALM (Bộ cảnh báo).
BSMP: Bộ xử lý điều hành quản trò trạm gốc, hổ trợ giao diện giữa người

khai thác và máy, điều hòa tải theo chương trình, vận hành và bảo dưỡng trạm
gốc.
ALM: Bộ cảnh báo có nhiệm vụ xử lý và cảnh báo các sai hỏng.

v Quá trình phát và thu vô tuyến ở BS:

Các đặc điểm phát và thu CDMA cũng thể hiện đối với BS, vì đó là sự
phát và thu giữa chúng với nhau. Một số đặc điểm riêng của BS:
- BS thường sử dụng nhiều anten thu phân tập , kèm theo bộ xử lý
phân tập .
- Trong tín hiệu mà BS thu được không có tín hiệu pilot nên BS
thực hiện MODEM kiểu tương can.
- Có hai máy thu quét tìm, bám theo tín hiệu mạnh nhất của MS
theo thời gian.
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 11
- Thực hiện cấp phát máy thu và MODEM cho cuộc gọi chỉ đònh,
giám sát trạng thái và chất lượng cuộc gọi đó, đo lường suy giảm
tín hiệu và sai lỗi của nó.

3.Trung tâm chuyển mạch các dòch vụ di động MSC:

Ở hệ thống thông tin di động chức năng chuyển mạch chính được thực
hiện bởi MSC (Mobile ServiceSwitching Center), nhiệm vụ chính của MSC là
điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến các người sử dụng mạng thông tin di
động. Một mặt MSC giao diện với BSC, mặt khác nó giao diện với mạng ngoài.
MSC làm nhiệm vụ giao diện với mạng ngoài được gọi là MSC cổng (GMSC:
Gate MSC). Việc giao diện với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho các người
sử dụng mạng thông tin di động đòi hỏi cổng thích ứng IWF (InterWorking
Function – Các chức năng tương tác). Mạng thông tin di động cũng cần giao

diện với mạng ngoài để sử dụng các khả năng truyền tải số liệu của người sử
dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử của mạng. Chẳng hạn mạng thông tin di
động có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7, mạng này đảm bảo hoạt
động tương tác giữa các phần tử trong một hay nhiều mạng thông tin di động.
MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ phận
điều khiển trạm gốc (BSC). Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thò
và ngoại ô có dân cư vào khoảng một triệu người (với mật độ thuê bao trung
bình).
Để kết nố MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm
truyền dẫn của mạng tông tin di động với các mạng này. Các thích ứng được
gọi là các chức năng tương tác (IWF: Inter Working Function). IWF bao gồm
một thiết bò để thích ứng giao thức và truyền dẫn. Nó cho phép kết nối với các
mạng: PSPDN (Packet Switched Puplic Data Network – mạng số liệu công cộng
chuyển mạch gói) hay CSPDN (Circuit Switched Puplic Data Network – mạng
số liệu công cộng chuyển mạch kênh), nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ
đơn thuần là PStn (Puplic Switched Telephone Network – mạng điện thoại
chuyển mạch công cộng) hay ISDN (Intergrated Services Digital Network –
mạng số liên kết đa dòch vụ). IWF có thể được thực hiện trong cùng chức năng
MSC hay có thể ở thiết bò riêng. Ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF
được để mở.
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 12

4.Bộ ghi đònh vò thường trú, HLR

Ngoài MSC mạng thông tin di động bao gồm cả các cơ sở dữ liệu. Các
thông tin liên quan đến việc cung cấp các dòch vụ viễn thông được lưu giữa ở
HLR (Home Location Register) không phụ thuộc vào vò trí hiện thời của thuê
bao. HLR cũng chứa các thông tin liên quan đến vò trí hiện thời của thuê bao.
Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch và

có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của HLR là
nhận dạng trung tâm nhận thực AUC, nhiệm vụ của trung tâm này quản lý an
toàn số liệu của các thuê bao được phép.















GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 13

CHƯƠNG 2
LỊCH SỬ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THOẠI DI ĐỘNG

Hệ thống thoại di động thương mại đầu tiên sử dụng băng tần 150Mhz tại
Saint loui-Mỹ vào năm 1946, với khoảng cách kênh là 60Khz và số lượng kênh là
3, đây là hệ thống bán song công. Sau một số cải tiến mà hệ thống IMTSMJ gồm
11 kênh ở băng tần 150Mhz và hệ thống ITMSMK gồm 12 kênh ở băng tần
450Mhz được sử dụng năm 1969 đó là hệ thống song công và một BS có thể phục
vụ cho một vùng bán kính rộng tới 80Km.

Vào cuối những năm của thế kỷ 20, hệ thống điện thoại di động đã phát
triển nhanh chóng. Các công nghệ mới cung cấp độ rộng băng theo yêu cầu, hứa
hẹn có sự phân phối âm thanh và chất lượng cao, ít bò nhiễu, tối ưu hoá phổ và
cung cấp truy cập vô tuyến cho các dòch vụ cao. Các công nghệ mới còn đang
chuẩn bò cho một hệ thống đa phương tiện với vùng phủ sóng liên tục, dung lượng
và hiệu năng cao. Ba công nghệ đa truy cập bổ trợ cho nhau là: FDMA, TDMA và
CDMA với mục tiêu thực hiện một thế giới hoàn toàn vô tuyến.

I. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CÁC CÔNG NGHỆ.
1. CÔNG NGHỆ FDMA.

Là hệ thống đa truy cập phân chia theo tần số nghóa là mỗi người sử dụng
một băng hẹp riêng. Các kỹ thuật sử dụng công nghệ FDMA là:
• Kỹ thuật AMPS với băng thông 30Khz
• Kỹ thuật TACS với băng thông 25Khz
• Kỹ thuật NAMPS với băng thông 10Khz.
Với kỹ thuật TACS dùng băng thông cho mỗi người dùng 25Khz. Vậy tổng
cộng 8 người dùng 200Khz.
Nói cách khác đa truy cập phân chia theo tần số là nhiều khách hàng có thể
sử dụng dãy tần đã được gắn cho họ mà không bò trùng nhờ việc phân chia phổ tần
ra nhiều đoạn. Ghép kênh phân chia theo tần số là tín hiệu cần được phát tới
khách hàng từ máy phát sẽ được phát đi bằng cách phân chia băng tần và máy thu
sẽ chọn thông tin thuộc băng tần của nó.
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 14

2. CÔNG NGHỆ TDMA

Là hệ thống đa truy cập phân chia theo thời gian. Nghóa là, người sử dụng
dùng chung băng thông ở các khe thời gian khác nhau.
Ở hướng phát đến người dùng theo mode TDM (Time Division Multiple).
Trong khi hướng người thuê bao hoạt động trong từng khe thời gian ấn đònh của
có.
Trong TDMA thì 8 người dùng trong 1 kênh 200Khz.





















Độ rộng 1 kênh tần số

Tần số

Thời
gian
Hình 1:FDMA
Độ rộng 1 kênh tần số
Tần số

Thời
gian
3

1

1

Hình 2. TDMA
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 15
3. CÔNG NGHỆ CDMA.

Là hệ thống truy cập phân chia theo mã, nghóa là nhiều người sử dụng trong
cùng một băng rộng nhưng được phân biệt với nhau theo mã. Mỗi kênh khi truyền
đi mang một mã riêng và muốn thu được tín hiệu của kênh truyền thì phải biết
được mã của kênh đó.
Trong CDMA thì N người dùng chung một tần số.


II.NGUỒN GỐC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CDMA
1. NGUỒN GỐC:

Lý thuyết về CDMA đã được xây dựng từ những năm 1950 và được áp dụng
trong thông tin quân sự từ những năm 1960. Cùng với sự phát triển của công nghệ
bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những năm 80, CDMA đã được thương mại
hóa từ phương pháp thu GPS và Ommi-TRACS, phương pháp này được đề xuất
trong hệ thống tế bào của Qualcomm -Mỹ năm 1990.

2. SỰ PHÁT TRIỂN CDMA

Do công nghệ CDMA khắc phục được nhược điểm của hai công nghệ trước
đó. Nên mặc dù CDMA mới phát triển gần đây nhưng sự phát triển của nó rất
nhanh chóng. Ở châu Mỹ La Tinh, trong hai năm qua CDMA đã chiếm hơn 7% thò
trường. Đặc biệt tại một số nước như Mỹ, Nhật đã đặt cho công nghệ viễn thông
CDMA là hệ thống viễn thông thế hệ thứ 3. Ta có bảng thông kê về sự phát triển
số thuê bao sử dụng công nghệ CDMA ở một số nước Châu Á.
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 16

CHƯƠNG 3
GIỚI THIỆU CHUNG VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CDMA

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CDMA.

CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ nên nhiều người sử dụng có thể chiếm
cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi. Những người sử dụng nói
trên được phân biệt lẫn nhau nhờ sử dụng mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai.
Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại ở mỗi cell trong toàn mạng, và cũng được
phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên. Một kênh CDMA rộng 1,23Mhz
với hai dải biên phòng vệ 0,27Mhz, tổng cộng 1,77Mhz được phân phối cho nhà
khai thác. CDMA dùng mã trải phổ có tốc độ cắt ( chip rate) là 1,228 Mhz. Dòng dữ

liệu gốc được mã hóa và điều chế ở tốc độ cắt. Tốc độ này chính là tốc độ mã đầu
ra (mã trải phổ giã ngẫu nhiên PN) của máy phát PN. Một chip là phần dữ liệu gốc
được mã hóa qua cổng XOR.
Để nén phổ trở lại dữ liệu gốc, máy thu phải dùng mã trải phổ PN chính xác
như khi tín hiệu được xử lý ở máy phát. Nếu mã PN ở máy thu khác không đồng bộ
với mã PN tương ứng ở máy phát, thì tín tức đã truyền không thể được thu nhận và
hiểu được ở máy thu. Hình 4a biểu thò quá trình phát và thu theo nguyên lý CDMA.
Hình 4b biểu thò phổ trong quá trình phát và thu, trong đó tốc độ cắt ảnh hưởng
đến sự trải rộng phổ tín hiệu gốc. Sự trải phổ tin tức đã được phân bố năng lượng
tín hiệu vào một dải tần rộng hơn phổ tín hiệu gốc.
Tạp âm có phổ rộng sẽ bò giảm nhỏ do bộ lọc ở máy thu sau khi nén phổ
nhiễu từ các máy di động khác không được nén phổ cũng tương tự như tạp âm.
Nhiễu từ các nguồn phát sóng không trải phổ nếu có băng tần trùng với băng tần
của máy thu CDMA sẽ bò trải phổ, mật độ phổ công suất của nhiễu này giảm
xuống. Vậy bản chất làm việc theo nguyên tắc trải phổ ở máy phát, nén phổ ở máy
thu làm cho ảnh hưởng của nhiễu - tạp âm bò tối thiểu hoá.Từ những điều trình bày
trên ta thấy rằng phổ tín hiệu càng trải rộng ở máy phát và tương ứng nén hẹp ở
máy thu thì càng lợi về tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N).

* GIỚI THIỆU TIÊU CHUẨN IS-95

IS- 95 là chuẩn tương thích cho máy di động tới trạm gốc trong việc trải phổ
băng rộng hai chế độ (dual mode). IS-95 là hệ thống CDMA chuổi trực tiếp, người
sử dụng có thể phân biệt dựa vào các mã giả ngẫu nhiên. IS- 95 hầu như thực hiện
được các yêu cầu về chất lượng của người sử dụng (VPR) do hiệp hội công nghệ
viễn thông di động (CTIA) công bố gồm:
• Dể dàng chuyển tiếp và tương thích với hệ thống analog hiện có.
• Giá thành vừa phải và có thể dùng ngay với các cell và vô tuyến dual-
mode
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA

SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 17
• Dung lượng tăng đáng kể so với dung lượng hệ thống analog.
• Bảo mật.
• Thời gian tồn tại lâu dài và phát triển thỏa mãn đầy đủ về chất lượng, số
lượng cho công nghệ thứ hai.
• Cải tiến chất lượng (chất lượng thoại, chất lượng dòch vụ trong thời gian
rớt cuộc gọi, mức chất lượng thoại thông thường )
• Khả năng giới thiệu các đặc điểm mới dể dàng.





A B C
1 1 0
1 0 1
0 1 1
0 0 0

Nguồn
dữ liệu
Phát PN

Bộ điều
chế và máy
phát
Máy thu và
bộ giải điều
chế
Phát PN

1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 111 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0
1
1 1 0 1 0 0 1
0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0
1 1 0 1 0 0 1
1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 111 0 1 1 0 1 000 1 1 0 1 0
1
Chip
A Dữ liệu gốc
B Mã trải phổ PN
ở máy phát
C và D
Dữ liệu đã mã hoáõ
hóa

E Mã PN giống hệt

ở máy thu để
nén phổ
F Phục hồi dữ liệu
gốc
Bảng chân lí
cổng XOR
A
C

B

D

E

F
Bản tin
Mã PN
Bản tin gốc
được phục hồi

Mã PN
Hình 4a. Nguyên lý phát và thu CDMA
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 18

Chế độ hoạt động dual- mode đạt được bằng cách cho phép các kênh
CDMA tồn tại trong trong băng tần AMPS. Khi nhà khai thác triển khai hệ thống
CDMA, một số kênh AMPS bò loại bỏ và để thay là phổ RF cần thiết cho CDMA.
Sau đó, các kênh CDMA được triển khai trong phạm vi phổ RF.

II. CÁC ĐẶC TÍNH CDMA.
1. TÍNH ĐA DẠNG CỦA PHÂN TẬP

Phân tập được sử dụng để hạn chế hiện tượng fading đa đường truyền, đặc
biệt trong điều chế CDMA băng rộng vì tín hiệu qua các đường khác nhau được

thu nhận một cách độc lập. CDMA dùng các dạng phân tập cũ cũng như mới để
ngăn chặn hiện tượng fading đa đường truyền. Có 3 loại phân tập: phân tập theo
thời gian, tần số và theo khoảng cách. Phân tập theo thời gian đạt được nhờ sử

f
L
T
C
+









T/L

Trải phổ

⇒


⇒

Nén phổ

⇒


Tín hiệu
được nén
trở lại
phổ gốc,
còn nhiễu
bò trải phổ

Nhiễu
Tin tức
f
c

f
c

f
0

f
0

F
c

Máy phát dùng mã PN để trải phổ
Máy thu dùng bản sao mã PN để
trải phổ
Phổ tin tức

f
T
0
1
+

Khi có nhiễu.
f
L
T
C
+

Phổ tín hiệu
thu được.
f
T
L
c

+

B
j

B
j
+ 2L/T
Tin tức
Nhiễu

T
f


1/T 0
T/L
T
Hình 4b: Phổ trong quá trình phát và thu CDMA
Ghi Chú: T/L: Thời hạn cắt B
j
; dải thông nhiễu từ các nguồn phát sóng không trải phổ.
Các tần số gốc o,f
c
,f
o
tương ứng với nguồn tin, sóng vô tuyến hay sóng trung tần
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 19
dụng việc chèn và sửa sai. Hệ thống CDMA băng rộng ứng dụng phân tập theo tần

số nhờ việc mở rộng khả năng báo hiệu trong băng tần rộng 1,25Mhz và fading
liên hợp với tần số thường có ảnh hưởng đến băng tần báo hiệu (200-300)Khz, nó
xuất hiện như là một vết chặn trong toàn bộ tín hiệu CDMA. Cụ thể, việc chậm trễ
giữa các đường truyền liên tục của bộ thu < 0,8µs chỉ gây ra sự suy giảm công suất
tín hiệu CDMA. Phân tập theo khoảng cách hay theo đường truyền có thể đạt được
theo 3 cách:
• Thiết lập nhiều đường báo hiệu (chuyển giao mềm) để kết nối máy di
động đồng thời với hai hoặc nhiều BS.
• Sử dụng môi trường đa đường truyền qua chức năng trải phổ giống như
bộ quét thu nhận, tổ hợp các tín hiệu phát với các tín hiệu khác trễ thời
gian.
• Đặt nhiều anten tại BS.







Hình 5: Quá trình phân tập trong CDMA.




Dải rộng của phân tập theo đường truyền có thể được cung cấp nhờ đặc tính
duy nhất của hệ thống CDMA dãy trực tiếp và mức độ phân tập cao tạo nên, nhưng
sử dụng tốt trong môi trường EMI lớn. Bộ điều khiển đa đường tách dạng sóng PN
nhờ sử dụng bộ tương quan song song.

GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA

SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 20
Máy di động sử dụng 3 bộ tương quan, BS sử dụng 4 bộ tương quan. Máy thu
có bộ tương quan song song gọi là máy thu quét nó xác đònh tín hiệu thu theo mỗi
đường và tổ hợp, giải điều chế tất cả các tín hiệu thu được. Fading có thể xuất
hiện trong mỗi tín hiệu thu nhưng không có sự tương quan giữa các đường thu. Vì
vậy tổng các tín hiệu thu được có độ tin cậy cao vì khả năng có fading đồng thời
trong các tín hiệu thu được là rất thấp.


2. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT CDMA.

Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất hai chiều (từ BS
đến máy di động và ngược lại) để cung cấp cho hệ thống có dung lượng lưu lượng
lớn, chất lượng dòch vụ cuộc gọi cao. Mục đích của điều khiển công suất phát của
máy di động là làm sao cho tín hiệu phát của tất cả các máy di động trong một
vùng phục vụ có thể được thu với độ nhạy trung bình tại bộ thu của BS. Khi công
suất phát của tất cả các máy di động trong một vùng phục vụ được điều khiển, vậy
tổng công suất thu được tại bộ thu của BS trở thành công suất trung bình của nhiều
máy di động.
Bộ thu CDMA của BS chuyển tín hiệu thu được từ máy di động thành thông
tin số băng hẹp. Như vậy tín hiệu của máy di động khác còn lại chỉ là tín hiệu tạp
âm của băng rộng.
Trong hình 6 mạch mở đường điều khiển công suất từ máy di động tới BS là
chức năng hoạt động cơ bản của máy di động. Máy di động điều chỉnh công suất
phát theo sự biến đổi công suất thu từ BS, đo mức công suất thu được từ BS và
điều khiển công suất phát tỷ lệ nghòch với công suất đo được. BS cung cấp chức
năng cho mạch mở đường để điều khiển công suất bằng cách cung cấp cho máy di
động một hằng số đònh cơ û(calibration constant). Hằng số đònh cở này liên quan
đến yếu tố tải và tạp âm của BS, độ tăng ích anten và bộ khuyếch đại công suất.
BS thực hiện chức năng kích cho mạch đóng điều khiển công suất và so

sánh tín hiệu thu được từ máy di động liên quan với giá trò ngưỡng biến đổi, điều
khiển công suất tăng hay giảm sau mỗi thời gian 1,25ms đến khi đạt kết quả. Ngoài
ra BS còn cung cấp việc điều khiển công suất tới máy di động. Mục đích của việc
điều khiển này là giảm công suất phát của máy di động khi rỗi, làm fading đa
đường thấp và giảm giao thoa đối với các BS khác.



GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 21
Bộ chọn




3 .CHUYỂN GIAO TRONG CDMA

Khi một cuộc gọi hoạt động gồm BS, MS và MSC điều khiển các sự giao
tiếp giữa MS và BS để duy trì đường nối vô tuyến. Vì thế việc xử lý một BS di
chuyển đến một kênh lưu lượng mới được gọi là chuyển giao. Đối với hệ thống
CDMA các đặc tính thông tin trải phổ cho phép nhận sự truyền dẩn di động trong
hai hoặc nhiều BS đồng thời. No còn có thể xử lý chuyển giao từ một BS này đến
một BS khác trong cùng một trạm gốc mà không có sự biến dạng tín hiệu hay dữ
liệu truyền.

3.1 CHUYỂN GIAO MỀM (SOFT HANDOFF):

Là sự kết nối cuộc gọi được hoàn thành trước khi bỏ kênh cũ (make-before-
break connection), xảy ra khi cả BS ban đầu và BS mới cùng tham gia vào việc
chuyển giao cuộc gọi. Mạng MSC kết hợp với tín hiệu nhận được từ cả hai BS để

xử lý sao cho không có ngắt tín hiệu đến thuê bao.
Việc chuyển giao cuộc gọi theo trình tự: BS ban đầu → cả hai BS→ BS mới.
Chính nhờ lược đồ này làm tối thiểu hoá sự gián đoạn cuộc gọi và làm người sử














Data


Xử lý của BS Xử lý của máy di động



Hình 6. Sơ đồ đóng mở mạch điều khiển công suất trong CDMA.



Mạch điều

khiển mở
Xác đònh

tốc độ
lỗi E
b
\ N
0
SET
Bộ tách chèn
và giải mã
Xử lý số
liệu XMIT
Variable
XMIT HPA
Giải điều
chế số
Mạch điều
khiển đóng
Xác đònh
tốc độ lỗi
Giải đều
chế số
Bộ tách chèn và
giải mã
Số liệu phát
AGC AMP
Số liệu
⊕

Điều khiển công suất XMIT
Forward
power control
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 22
dụng không nhận ra trạng thái chuyển giao mềm. Sau khi cuộc gọi được thiết lập
thì máy di động tiếp tục tìm tín hiệu của BS bên cạnh với cell đang sử dụng.
Nếu cường độ tín hiệu đạt đến một mức nhất đònh nào đó tức khi đó máy di
động đã chuyển sang vùng phục vụ của BS mới và trạng thái chuyển giao có thể
bắt đầu, máy di động chuyển một bản tin điều khiển tới MSC để báo về cường độ
tín hiệu và số liệu của BS mới. Sau đó MSC thiết lập một đường nối giữa máy di
động với BS mới và bắt đầu chuyển giao mềm trong khi vẩn giữ đường kết nối ban
đầu. BS ban đầu không còn quản lý cuộc gọi nữa khi chỉ khi trạm gốc di động đã
được thiết lập trong một cell mới.
3.2. CHUYỂN GIAO MỀM HƠN (SOFTER HANDOFF):

Xảy ra khi MS đang chuyển giao giữa hai sector trong cùng một BS. Điển
hình là một BS được thiết kế bởi một anten phát và thu trong sector 60
0

hoặc 120
0
,
hay hơn nữa là 360
0
. Khi một MS giao tiếp với 3 BS trong suốt một cuộc gọi
chuyển giao mềm và chỉ có một

chuyển giao mềm được kết hợp với một cuộc gọi
ở bất kỳ thời gian đặc biệt nào.

Máy di động di động thực hiện các bước tương tự như trong chuyển giao
mềm. Trong chuyển giao mềm hơn trạm gốc tự nó nhận yêu cầu chuyển giao để
thêm tín hiệu phát trong một sector mới. Kết quả là một đường dẫn song song được
cung cấp như trong chuyển giao mềm. Máy thu của BS tổng hợp các tín hiệu nhận
được qua 2 anten sector và tín hiệu phối hợp của giải điều chế. Bước này được
thông báo tới MSC hoặc BS cho chuyển giao mềm hơn và không cần tới phần cứng
bổ sung.

3.3. BẢO MẬT CUỘC GỌI.

Hệ thống CDMA có chức năng bảo mật cuộc gọi cao, về cơ bản nó tạo ra
xuyên âm. Nên việc sử dụng máy thu tìm kiếm và sử dụng bất hợp pháp kênh RF
là rất khó. Bởi vì tín hiệu CDMA đã được trộn (scrambling) hay nói cách khác là
tin tức đã được mã hoá trải trên một khoảng rộng của phổ tần. Việc mã hoá kênh
thoại số dể dàng nhờ sử dụng DES hoặc các công nghệ mã hoá tiêu chuẩn khác.

3.4. CÔNG SUẤT PHÁT THẤP.

Khi giảm tỷ số E
b
/N
o
(tỷ số tín hiệu/nhiễu) không những làm tăng dung
lượng hệ thống mà còn làm giảm công suất phát yêu cầu để khắc phục tạp âm và
giao thoa, nghóa là giảm công suất phát yêu cầu đối với máy di động, từ đó giảm
được giá thành và cho phép hoạt động trong vùng lớn hơn với công suất thấp.
Ngoài ra khi giảm công suất phát yêu cầu sẽ làm tăng vùng phục vụ và
giảm được số lượng BS yêu cầu so với các hệ thống khác.
Một ưu điểm lớn trong điều khiển công suất CDMA là giảm được công suất
phát trung bình, vì công suất yêu cầu chỉ phát đi khi có điều khiển công suất và

công suất phát chỉ tăng khi có fading. Ngoài ra còn có thuận lợi về môi trường
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 23
truyền dẫn. Trong các hệ thống băng hẹp thì công suất phát cao luôn được yêu cầu
để khắc phục fading theo thời gian.

3.5.BỘ MÃ- GIẢI MÃ THOẠI VÀ TỐC ĐỘ SỐ LIỆU BIẾN ĐỔI.

CDMA dùng bộ mã hoá tốc độ biến đổi thay cho bộ mã hóa tốc độ cố đònh
như được dùng trong D-AMPS và GSM. Tốc độ được thay đổi theo thuật toán
động, nó được quyết đònh qua việc sử dụng các mã thích hợp. Các ngưỡng này thay
đổi tùy theo mức nhiễu nền mà nó sẽ kích các tốc độ mã hoá cao hơn. Kết quả là
triệt nhiễu nền và truyền thoại tốt ngay cả trong môi trường nhiễu. Bộ mã hóa sử
dụng cơ cấu dò tìm thoại. Tiêu biểu, đàm thoại bán song công hai chiều, song
công, chu kỳ làm việc của cuộc thoại là khoảng 50%, nghóa là người đàm thoại chỉ
50% thời gian. CDMA thuận lợi bởi việc giảm tốc độ truyền dẫn khi không có
kênh đàm thoại. Trong CDMA, sử dụng việc dò tìm thoại sẽ làm giảm nhiễu giữa
các cell, còn trong D-AMPS và GSM sử dụng dò tìm thoại sẽ làm giảm công suất
phát của máy di động ở mức trung bình.
Bộ mã- giải mã thoại của hệ thống CDMA được thiết kế với tốc độ biến đổi
8Kb/s hoạt động với dòng dữ liệu 9,6Kpbs chuẩn. Dòch vụ thoại hai chiều của tốc
độ số liệu biến đổi cung cấp thông tin thoại sử dụng thuật toán mã - giải mã thoại
tốc độ số liệu biến đổi động giữa BS và máy di động. Ở phía phát của bộ mã - giải
mã lấy mẩu tín hiệu thoại để tạo ra các gói tín hiệu thoại được mã hóa để truyền
tới bộ mã - giải mã thoại phía thu. Ở phía thu sẽ giải mã các gói tín hiệu thoại thu
được thành các mẩu tín hiệu thoại.
Bộ mã - giải mã thoại biến đổi sử dụng ngưỡng tương thích để chọn tốc độ
số liệu. Ngưỡng được điều khiển theo chế độ của tạp âm nền và tốc độ số liệu sẽ
chuyển đổi thành tốc độ cao khi có tín hiệu thoại vào. Do đó, tạp âm nền bò triệt đi
để tạo ra sự truyền dẫn thoại chất lượng cao trong môi trường tạp âm.

3.6. DUNG LƯNG

Việc tái sử dụng tần số trong hệ thống tế bào tạo ra một mức độ giao thoa
nhất đònh để mở rộng dung lượng hệ thống một cách có điều khiển. Do CDMA có
đặc tính gạt giao thoa một các cơ bản nên nó có thể thực hiện điều khiển giao thoa
có hiệu quả hơn trong hệ thống FDMA và TDMA. Trong hệ thống CDMA một
băng tần rộng được xử dụng chung bởi tất cả các BS.
Hiệu quả tái sử dụng tần số trong CDMA được xác đònh bởi tỷ số tín hiệu/
nhiễu tạo ra không chỉ từ tất cả các người sử dụng trong vùng phục vụ. Giao thoa
trong CDMA và TDMA tuân theo luật số lượng nhỏ và tỷ lệ thời gian không đạt
chất lượng tín hiệu dự đònh được xác đònh trong trường hợp xấu.
Các tham số chính xác đònh dung lượng của hệ thống CDMA gồm độ lợi xử
lý, tỉ số E
b
/N
c
, chu kỳ công suất thoại, hiệu quả tái sử dụng tần số và số lượng búp
sóng của anten BS. Khi có nhiều kênh thoại được cung cấp trong hệ thống CDMA
GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 24
trong cùng một tỷ lệ cuộc gọi bò chặn và hiệu quả trung kế cũng tăng lên thì càng
nhiều dòch vụ thuê bao được cung cấp trên một kênh.

3.7. TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ VÀ VÙNG PHỦ SÓNG.

Tất cả các BS đều tái sử dung kênh băng rộng trong hệ thống CDMA. Giao
thoa tổng ở tín hiệu máy di động thu được từ BS, giao thoa tạo ra trong các máy di
động của cùng một BS và giao thoa tạo ra trong các máy di động của BS bên cạnh.
Giao thoa tổng từ tất cả các máy di động bên cạnh bằng 1/2 của giao thoa tổng từ

các máy di động khác trong cùng BS. Hiệu quả tái sử dụng tần số của các BS
không đònh hướng khoảng 65%, đó chính là giao thoa tổng từ các máy di động
khác trong cùng một BS với giao thoa từ tất cả các BS. Trong trường hợp anten của
BS là không đònh hướng thì giao thoa trung bình giảm xuống 1/3 vì mỗi anten kiểm
soát nhỏ hơn 1/3 số lượng máy di động trong BS. Do đó dung lượng cung cấp bởi
toàn bộ hệ thống tăng xấp xỉ 3 lần.

3.8. DUNG LƯNG MỀM.

Hệ thống CDMA có mối liên quan linh hoạt giữa số người sử dụng và loại
dòch vụ. Trong hệ thống Analog và TDMA thì số cuộc gọi được ấn đònh đối với
đường truyền luân phiên hoặc sự tắt cuộc gọi xảy ra trong trường hợp tác nghẽn
kênh trong trạng thái chuyển giao. Nhưng trong hệ thống CDMA cuộc gọi được
thỏa mãn nhờ việc tăng tỷ lệ lổi bit cho tới khi cuộc gọi khác hoàn thành. Hệ
thống CDMA còn sử dụng lớp dòch vụ để cung cấp dòch vụ chất lượng cao phụ
thuộc vào giá thành dòch vụ và ấn đònh công suất (dung lượng) nhiều cho các
người sử dụng dòch vụ lớp cao. Có thể cung cấp thứ tự ưu tiên cao hơn đối với dòch
vụ chuyển giao của người sử dụng lớp dòch vụ cao so với người sử dụng thông
thường.

3.9. GIÁ TRỊ E
B
/N
0
THẤP VÀ CHỐNG LỖI.

E
b
/N
0

là tỷ số của năng lượng trên mỗi bit đối với mật độ phổ công suất tạp
âm, đó là giá trò tiêu chuẩn để so sánh hiệu suất của phương pháp điều chế và mã
hóa số.
Khái niệm E
b
/N
0
tương tự như tỷ số sóng mang/tạp âm của phương pháp FM
analog. Độ rộng kênh bò giới hạn trong hệ thống điều chế số băng tần hẹp, chỉ các
mã sửa sai có hiệu suất và dộ dư thấp là được phép sử dụng sao cho giá trò E
b
/N
0

cao hơn giá trò mà CDMA yêu cầu. Mã sửa sai được sử dụng trong hệ thống CDMA
cùng với giải điều chế hiệu suất cao, có thể tăng dung lượng và giảm công suất
yêu cầu đối với máy phát nhờ giảm E
b
/N
0
.



GVHD: Th.S Nguyễn Huy Hùng Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA
SVTH:Nguyễn Thanh Hùng Trang 25


CHƯƠNG 4
ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ CDMA

I. CHẤT LƯNG CAO.

Công nghệ CDMA cung cấp dòch vụ thoại/dữ liệu có chất lượng trội hơn
hẳn các công nghệ khác nhờ các đặc điểm:
• Công nghệ CDMA vận dụng kỹ thuật trải phổ tín hiệu trên băng thông
1,25Mhz cho phép hạn chế ở mức độ cao can nhiễu của các tín hiệu
khác, cho khả năng xâm nhập vào các tòa nhà cũng như chất lượng bảo
mật cao hơn so với các công nghệ đã có khác.
• Với kỹ thuật chuyển giao mềm cùng một lúc thuê bao có thể liên lạc với
nhiều trạm gốc cho cùng một cuộc gọi, từ đó hệ thống cũng như thuê
bao di động sẽ lựa chọn được tín hiệu tốt nhất, do đó chất lượng cuộc gọi
các vùng biên của trạm gốc được đảm bảo. Nhờ có chuyển giao mềm
hạn chế được sự rớt mạch thoại khi chuyển giao cuộc gọi. Quá trình
chuyển giao sẽ xảy ra mà thuê bao không nhận biết được.
• Các bộ thu đa đường góp phần đáng kể trong việc tăng cường cường độ
và triệt tiêu pha đinh. Đối với các công nghệ khác, vấn đề đa đường
truyền có tác hại rất lớn đến chất lượng thoại dữ liệu của hệ thống.
Nhưng công nghệ CDMA thì lại sử dụng đa đường truyền để hệ thống
hoạt động tốt hơn nhằm mục đích nâng cao chất lượng thoại/dữ liệu.
II. DUNG LƯNG LỚN.

Hiệu quả phổ AMPS trong hệ thống di động được quyết đònh bởi hiệu quả
phổ điều chế. Băng thông của kênh AMPS là 30Khz. Nó sử dụng điều chế FM,
điều chế một cuộc gọi trên phổ 30 Khz. Vì tính đơn giản, tốc độ thông tin của cuộc
gọi được xem như nhau trong hệ thống AMPS, GSM và CDMA. Kênh CDMA với
độ rộng băng tần 1.25 Mhz, sẽ có khoảng chừng 42 kênh AMPS (1.25 Mhz/30
Khz). Vì nhiễu nên cùng tần số AMPS không được sử dụng ở lại mỗi cell. Sử dụng
lại tần số ở AMPS là 7/21; tử số được dùng nếu như tất cả cell là omni cell và hai
kênh trong sector 120

0
. Điều này dẫn đến việc tăng dung lượng hai cuộc gọi trên
một sector.
Trong hệ thống GSM độ rộng kênh là 200Khz và hổ trợ 8 cuộc gọi. Băng
tần 1,25Mhz có 6.25 kênh. Việc sử dụng lại tần số trong GSM có độ lợi dung lượng
từ 3 đến 9. Qua các tiến trình như với AMPS, số người sử dụng /sector đối với
GSM là 5,6; khoảng 2,8 lần dung lượng của AMPS.