các vấn đề cơ bản của hệ thống di động cdma

Website: Email : Tel : 0918.775.368

lời nói đầu
Trong xã hội thông tin ngày nay,mạng viễn thông có nhiệm vụ biến
đổi và truyền đa tin tức có một vai trò hết sức quan trọng. Có thể nói,mạng
viến thông đã làm thay đổi nhiều mặt của đời sống xã hội,thay đổi cách ta
làm việc, học tập, vui chơi buôn bán Vì thế, rất nhiều quốc gia trên thế
giới đã coi viễn thông là một trong các u tiên hàng đầu, đặt kế hoạch cho
sự phát triển cở sở hạ tầng mạng viễn thông.
Mạng viễn thông có hai hình thức truyền tin chính là hữu tuyến (có
dây) và vô tuyến(không dây). Trong những thập niên gần đây, với sự phát
triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là công nghệ vi điện tử và
kỹ thuật xử lý tín hiệu cả hai hình thức truyền thông hữu tuyến cũng nh vô
tuyến đã có những bớc tiến kỳ diệu.
Một trong những thành tựu của hệ thống viễn thông vô tuyến là hệ
thống thông tin di động tổ ong một ứng dụng có nhu cầu lớn nhất và đạt đ-
ợc sự phát triển mạnh nhất trong những năm gần đây. Trong tơng lai không
xa,các hệ thống di động tổ ong kỹ thuật số sẽ trở thành phơng thức thông
tin vạn năng.
Điện thoại di động đợc đa ra đầu tiên ở hoa kỳ vào năm 1946,nhng mãi
đến những năm 80, hệ thống thông tin di động mới thực sự phát triển
nhanh chóng với sự ra đời của hàng loạt tiêu chuẩn tổ ong thế hệ thứ nhất
nh: NMT của Bắc âu, AMPS của Hoa kỳ, TACS của Anh Đầu năm 90
đánh dấu sự phát triển của hệ thống tổ ong thế hệ thứ hai sử dụng kỹ thuật
số TDMA gồm GSM (Châu âu), IS- 95 ( hoa kỳ) , JCD ( nhật bản), cũng
nh sử dụng kỹ thuật CDMA là IS 95 ( hoa kỳ). Đến cuối thể kỷ 20 này
những tiêu chuẩn đầu tiên của hệ thống di động tổ ong thế hệ thứ 3 sử dụng
công nghệ TDMA cải tiến và CDMA băng rộng đang đợc ngiên cứu và dần
đa vào ứng dụng trên thị trờng.
Qua bớc đầu ngiên cứu và chuẩn hoá hệ thống tổ ong thế hệ thứ 3 thì
có thể thấy rằng, công nghệ CDMA sẽ trở thành 1 công nghệ chủ đạo. Vì

vậy việc nghiên cứu, tìm hiểu và tiếp cận các vấn đề có tính lý thuyết và
thực tế của công nghệ CDMA là rất cần thiết.
Nội dung của bản đồ án này bao gồm các phần sau:
ChơngI : Tổng quan về hệ thống thông tin di động.
Chơng này trình bày các đặc trng cơ bản của hệ thống tổ ong cũng nh
lịch sử phát triển qua 3 thế hệ.

1
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Chơng II : Lý thuyết trải phổ và công nghệ CDMA.
Chơng này trình bày các khái niệm cơ bản về nguyên lý trải phổ, chuỗi
giả tạp âm PN sử dụng cho trải phổ cũng nh các hệ thống trải phổ cơ bản.
Sau đó sẽ trình bày về ứng dụng ký thuật trải phổ trong hệ thống thông tin
đa thâm nhập phân chia theo mã CDMA.
ChơngIII: Giao diện vô tuyến của hệ thống CDMA.
Chơng này trình bày về các kênh trong hệ thống CDMA, nguyên lý tạo
khung ,các quá trrình xử lý ( điều biến) tín hiệu của các kênh đờng đi và đ-
ờng về trong hệ thống.
Chơng IV : Các vấn đề cơ bản của hệ thống di động CDMA.
Chơng này trình bày 1 số vấn đề cơ bản của một hệ thống CDMA thực tế
Em xin cảm ơn sự giúp đỡ của thầy Trần Chung Dũng ,đã giúp đỡ em
trong quá trình làm đồ án.
Do thời gian có hạn, bản đồ án này không tránh khỏi những những
thiếu xót. Kính mong đợc sự giúp đỡ của các thầy cô giáo để bản đồ án này
đợc hàon thiện hơn.
mục lục
Ch

ơng I: Tổng quan về hệ thống thông tin di động

1.Cơ sở của hệ thống thông tin vô tuyến 5
2.Hệ thống thông tin di động tổ ong 6
2.1. Các đặc trng cơ bản .6
-Ô ( vùng phủ sóng) 6
-Mô hìn hệ thống .8
-Nguyên lý hoạt động 10
-Phơng pháp đa thâm nhập 11
-Đờng truyền vô tuyến 13
2.2. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động tổ ong 15
Ch

ơng II: Lý thuyết trải phổ và công nghệ CDMA
1.Tổng quan về nguyên lý trải phổ 21
2.Chuỗi giả tạp âm PN 24

2
Website: Email : Tel : 0918.775.368

2.1.Các chỉ tiêu giả ngẫu nhiên 24
2.2. Dãy ghi dịch 24
3.Các hệ thống trải phổ 27
3.1.Hệ thống DS/SS 28
3.2.Hệ thống FH/SS 29
4.Kết hợp kỹ thuật trải phổ với công nghệ CDMA 31
4.1. Các chuỗi mã trực giao 31
4.2.Đa thâm nhập trải phổ SSMA 32
4.3.So sánh kỹ thuật CDMA với FDMA và TDMA 33
Ch

ơng III Các kênh vô tuyến của hệ thống CDMA

1.Kênh vật lý 38
2.Kênh logic và nguyên lý tạo khung 38
2.1. Kênh CDMA hớng về (Hớng lên) 41
-Kênh thâm nhập (access chanel ) 41
-Kênh lu lợng về ( revert traffic chanel ) 43
2.2.Kênh CDMA hớng đi ( hớng xuống) 44
-Kênh hoa tiêu (pilot chanel) 44
-Kênh đồng bộ(synchronous) 45
-Kênh nhắn tin (page chanel) 47
-Kênh lu lợng đi (forward traffic chanel) 48
3.Xử lý kênh lôgic trớc truyền dẫn 50
3.1.Các phần tử cần thiết cho tiến trình xử lý kênh logic 52
-Bộ mã hoá vòng xoắn 52
- -Bộ mã lặp 55
-Bộ gép xen 55
-Trải phổ trực giao sử dụng hàm Walsh 55
-Bộ tạo mã dài 57
-Trải phổ chuỗi trực tiếp 59
-Trộn dữ liệu (scrambling) 60
-Điều chế QPSK và OQPSK 60
3.2. Các thông số điều chế cho từng kênh 65
-Kênh hớng về 65
-Kênh hớng đi 72
Ch

ơng IV Các vấn đề cơ bản của hệ thống di động CDMA
1. Máy thu RaKe 80
2. Chuyển giao 82
2.1. Khái niệm chung về chuyển giao 82

3
Website: Email : Tel : 0918.775.368

2.2. Các thủ tục chuyển giao mềm ở hệ thống CDMA IS 95 84
3. Điều kiện công suất 93
3.1. Hiệu ứng gần xa 93
3.2. Các phơng pháp điều khiển công suất 94
3.3. Thực hiện điều khiển công suất ở hệ thống IS-95 97
Kết luận chung 100
Phụ lục 102
Chơng I
Tổng quan về hệ thống thông tin di động
1.Cơ sở hệ thống thông tin vô tuyến:
Một hệ thống thông tin vô tuyến kết nối các khách hàng tới các trung
tâm dịch vụ thông tin qua 1 kênh truyền vô tuyến.Một hệ thống truyền
thông vô tuyến điển hình sẽ sử dụng các máy vô tuyến di động hay cố định
truyền thông qua không gian với các tháp anten vô tuyến đặt cố định (gọi
là các trạm gốc BS)và đến lợt nó, BS sẽ đợc liên kết với một trung tâm
chuyển mạch nhằm chuyển tiếp cuộc gọi.
Ngời ta chia hệ thống thông tin vô tuyến thành 4 loại chính theo phạm
vi sử dụng của chúng : hệ thống thông tin di động tổ ong(cellular),hệ thông
thoại văn phòng(WOTS),hệ thống thoại vô tuyến kéo dài (cordless),hệ
thống truyền thông cá nhân PCS.
Các hệ thống thông tin tổ ong cung cấp vùng phủ sóng trong 1 khu vực
rộng, chẳnghạn 1 thành phố, 1 đất nớc Nhờ việc đặt rất nhiều tháp anten.
Đây là một hệ thống có quy mô lớn nhất nhiều ngời sử dụng nhất.
Các hệ thống thoại vô tuyến văn phòng WOTS đợc xem nh hệ thống tổ
ong thu nhỏ, điển hình sử dụng 5ữ20 trạm gốc để có vùng phủ sóng trong
một diện tích nhỏ nh khuông viên cuả một trờng đại học, hay một khu bệnh
viện. Một số hệ thống thoại vô tuyến văn phòng điển hình là: DECT và IS

94.
Các hệ thống thoại kéo dài cho phép một máy cầm tay (handset) truyền
thông với một trạm gốc đơn lẻ đặt trong nhà. Máy cầm tay của hệ thống
này phát tại mức công suất rất thấp và sử dụng băng tần vô tuyến không đ-
ợc cấp phép. Vùng phủ sóng của hệ thống kéo dài điển hình là CT- 2 của
Anh, Tele- go, PACS của Mỹ.
Hệ thống ( hay dịch vụ ) truyền thông cá nhân PCS đợc xem nh là sự
kết hợp của hệ thống tổ ong, thoại cơ quan và kéo dài, với các dịch vụ

4
Website: Email : Tel : 0918.775.368

thông tin tiên tiến. Đây là mạng vô tuyến mới cung cấp các dịch vụ viễn
thông ở Bắc mỹ cho các khách hàng, sử dụng băng tần vô tuyến tại 1,9GHz
Việc truyền thông qua không gian đợc xem nh là sử dụng tài nguyên
thiên nhiên (tần số vô tuyến ), và do đó phải đợc kiểm soát.Uỷ ban thông
tin liên bang FCC của hoa kỳ kiểm soát việc sử dụng phổ tần ở nớc này,
trong khi ở Canada việc kiểm soát phổ tần do bộ viễn thông DOC. ở các n-
ớc khác việc kiểm soát sử dụng phổ tần thờng do các cơ quan của chính
phủ đảm nhiệm.
Phổ tần số có thể đợc chia thành băng cấp phép và băng không cấp
phép. Băng tần cấp phép sẽ yêu cầu ngời dùng hay các nhà cung cấp phải
đăng ký thì mới có quyền sử dụng. Ngợc lại, băng tần không cấp phép sẽ cho ngời
dùng hay nhà cung cấp dịch vụ sử dụng nó mà không phải xin phép.
1.2. Hệ thống thông tin di động tổ ong(cellular):
1.2.1. Khái niệm và các đặc trng cơ bản:
Khái niệm tổ ong cellular đợc ngiệp đoàn Bell đa ra vào năm
1947,và hệ thống thoại tổ ong.
Khái niệm tổ ong cellular đợc nghệp đoàn Bell đa ra vào năm 1947, và hệ
thống thoại tổ ong tự động đầu tiên trên thế giới bắt hoạt động ở Nhật vào

năm 1979.
Một hệ thống tổ ong sẽ sử dụng rất nhiều vùng phủ sóng nhỏ, còn đợc gọi
là ô(cell).Ô chính là đơn vị nhỏ nhất của mạng. Trên sơ đồ địa lý quy
hoạch mạng, ô có dạng một hình lục giác. Trong một ô có một trạm anten
để liên lạc bằng kênh vô tuyến với tất cả các máy di động có trong ô.
Dạng ô đợc minh hoạ nh sau.
a. b. c. d.
Hình 1.1 Mô hình ô
Trong hình vẽ trên, hình a, biểu thị vùng phủ sóng của một anten vô h -
ớng phát đẳng hớng. Đờng biên ứng với quỹ tích của các vị trí có cùng cự
ly đến anten mà tại các điểm đó cờng độ tín hiệu suy giảm đến giá trị yêu
cầu tối thiểu của máy thu ( độ nhạy máy thu). Hình 1.b biểu diễn tình
huống hai anten vô hớng giống nhau đợc thiết lập ở các khoảng cách thích

5
Website: Email : Tel : 0918.775.368

hợp. Khi đó, hai vùng phủ sóng (hai vòng tròn) sẽ giao nhau, dây cung
chung của vùng giao nhau là quỹ tích của các vị trí mà cờng độ tín hiệu
của hai anten bằng nhau. Hình 1.c biểu thị tình huống vùng phủ sóng của 1
anten vô hớng có tất cả các đờng biên giao nhau với vùng phủ sóng của 6
anten đặt cách đều xung quanh 6 dây cung tạo thành hình lục giác đều,biểu
thị vùng phủ sóng của một ô. Khi máy di động MS di chuyển ra ngoài vùng
đó, nó phải thực hiện chuyển giao để tiếp tục truyền thông với trạm vô
tuyến của một ô khác liền kề mà hiện tại nó đang ở trong vùng phủ sóng.
Hình lục giác trở thành kí hiệu ô trên bản đồ quy hoạch mạch di động.
Hai đặc điểm nổi bật của mô hình tổ ong là sử dụng lại tần số và diện
tích mỗi ô tơng đối nhỏ.
Trong dải tần sử dụng cho hệ thống tổ ong, ngời ta chia nhỏ các nhóm kênh
tần số vô tuyến. Mỗi ô sẽ sử dụng một nhóm kênh tần số vô tuyến. Do can

nhiễu các ô kề cận nhau phải sử dụng các nhóm kênh tần số khác nhau.
Tuy vậy để nâng cao hiệu suất sử dụng băng tần, các ô có thể sử dụng
chung tần số nếu cự ly giữa chúng đủ lớn, can nhiễu do dùng chung tần số
là không đáng kể. Đặc điểm quan trọng của việc sử dụng lại tần số là can
nhiễu giữa các ô dùng chung tần số sẽ phụ thuộc vào tỉ số D/R(D: cự ly
giữa các ô có cùng tần số ,R: Bàn kính ô).
Trong thực tế do sự tăng trởng không ngừng tại một ô nào đó dẫn đến
chất lợng phục vụ giảm sút qúa mức ngời ta phải thực hiện việc chia tách
các ô này thành các ô nhỏ hơn. Với chúng ngời ta dùng công suất phát nhỏ
hơn và mẫu sử dụng lại tần số đợc sử dụng ở tỉ lệ xích nhỏ hơn.
Ngoài hai đặc điểm nổi bật nói trên ,hệ thống thông tin di động tổ ong
còn có một số các đặc trng quan trọng khác
Song công tần số
Để đảm bảo phát và thu đồng thời mà không ảnh hởng lẫn nhau, trạm
gốc sẽ phát đi trên một nhóm kênh tần vô tuyến, gọi là kênh hớng đi (hay
kênh xuống), và thu trên một nhóm kênh tần số khác gọi là kênh h ớng về
(hay kênh hớng lên). Các kênh tần số đi và về ổ mỗi ô sẽ đợc tách biệt với
nhau bởi một khảng tần số nào đó.
Mô hình hệ thống
Hình vẽ sau sẽ giới thiệu mô hình hệ thống thông tin di động tổ ong.

6
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Hình vẽ 1.2- Mô hình hệ thống di động tổ ong
AUC: trung tâm nhận thực. SS: Hệ thống chuyển mạch
HLR: Bộ ghi dịch định vị thờng trú VLR : Bộ ghi định vị tạm trú
BSS: Phân hệ trạm gốc EIR: thanh ghi nhận dạng thiết bị.
BSC: Đài điều khiển trạm gốc BTs : Đài thu vô tuyến
MS: Máy di động OSS: Trạm điều hành và bảodỡng

MSC: trung tâm chuyển mạch(còn gọi là tổng đài di động).
Trong mỗi phân hệ trạm gốcBSS,Một bộ điều khiển trạm gốc BSC sẽ
điều khiển một nhóm các BTS về các chức năng nh chuyển giao,điều khiển
công suất.
Trong mỗi mỗi một phân hệ chuyển mạch S, một trung tâm chuyển
mạch còn gọi là tổng đài mạng di động MSC, phục vụ nhiều BSC, hình
thành cấp quản lý lãnh thổ gọi là vùng phục vụ MSC, gồm nhiều vùng định

7
PSTN
các
mạng
khác
SS
BSS
BSC
BTS
MS MS
OSS
AUC
HLR
MSC
EIRVLR
Đ ờng thoại
Đ ờng báo hiệu
Website: Email : Tel : 0918.775.368

vị. Hình vẽ 1.3 dới đây sẽ nêu 1 ví dụ phân cấp cấu trúc địa lý của một
mạng tổ ong.
Hình vẽ 1.3 Ví dụ về phân cấp cấu trúc địa lý của mạng di động tổ ong

GSM
Do đặc tính di dộng của MS, mạng phải theo dõi liên tục MS để xác
định rằng MS hiện đang ở ô nào. Việc phân cấp cấu trúc địa lý có thêm
vùng định vị sẽ có u điểm là giữ cho số lợng bản tin thông báo tìm gọi
không quá lớn, đồng thời số lợng thông báo cập nhật vị trí của MS cũng
không quá lớn. Bởi vì, khi MS di chuyển từ ô này sang ô khác cùng một
vùng định vị thì nó sẽ không phải thông báo gì cho mạng chỉ khi MS
chuyển sang 1 vùng định vị khác thì mới phải thông báo cho mạng về vùng
định vị này.
Yêu cầu quản lý nhiều mặt đối với MS của mạng di động tổ ong dẫn
đến các cơ sở dữ liệu lu trữ phải lớn. Bộ đăng ký định vị thờng trú HLR
chứa thông tin về thuê bao nh các dịch vụ mà thuê bao lựa chọn, các tham
số nhận thực vị trí hiện thời của MS đợc cập nhật qua bộ đăng ký định vị
tạm trú VLR cũng đợc chuyển đến HLR.
Trung tâm nhận thực AUC có chức năng cung cấp cho HLR các tham
số nhận thực và các khoá mật mã.
Khi MS di động vào một vùng phục vụ mới, thì VLR sẽ yêu cầu HLR
cung cấp các số liệu về vị trí khách mới này,đồng thời VLR cũng thông
báo cho HLR biết MS đang ở MSC nào. VLR phải có tất cả các thông tin
cần thiết để thiết lập cuộc gọi theo yêu cầu ngời dùng. Một MSC đặc biệt
gọi là MSC cổng GMSC, sẽ có chức năng kết nối giữa mạng di động và
các mạng khác.

8
Vùng phục vụ GSM
Vùng phục vụ PLMN
Vùng phục vụ MSC
Vùng định vị và tìm gọi
Ô(cell) Chỉ có
1 BTS

Website: Email : Tel : 0918.775.368

Máy di động MS gồm hai phần: modul nhận dạng thuê bao SIM, và
thiết bị thu báo hiệu ME.
Trong phân hệ chuyển mạch SS còn có thanh ghi nhận dạng thiết bị
EIR, chứa số liệu phần cứng của thiết bị.EIR đợc nối với MSC có thể kiểm
tra tính hợp lệ của thiết bị.
Cơ chế hoạt động
Trong mạng cố định, thiết bị đầu cuối nối với mạng. Do đó, tổng đài
mạng cố định có thể liên tục giám sát đợc trạng thái nhấc đặt của tổ hợp
máy điện thoại, để phát hiện cuộc gọi đến từ thuê bao. Đồng thời thiết bị
đầu cuối luông sẵn sàng tiếp nhận chuông khi có cuộc gọi đến. Nhng trong
mạng di động, vì số kênh vô tuyến quá ít so với số thuê bao MS nên kênh
vô tuyến phải đợc cấp phát theo kiểu động. Việc gọi đợc và thiết lập cuộc
gọi đến MS cũng khăn hơn trong mạng cố định.
Khi cha có cuộc gọi, MS phải lắng nghe thông báo tìm gọi nó nhờ một
kênh đặc biệt gọi là kênh quảng bá hay kênh nhắn tin. Một cuộc gọi đến
MS, và từ MS đi sẽ yêu cầu hệ thống cho phép MS thâm nhập vào hệ thống
để nhận đợc 1 kênh vô tuyến. Thủ tục thâm nhập đợc thực hiện trên một
kênh quảng bá là các kênh dùng chung vì nó phục vụ cho nhều MS. Kênh
mà MS đợc cấp phát để thực hiện cuộc gọi là kênh dành riêng.
MS sẽ có hai trạng thái chính.
+ Trạng thái chờ:
MS lắng nghe kênh quảng bá.
+ Trạng thái truyền tin:
MS đợc cấp phát kênh truyền tin song công để truyền tin song công
Thủ tục thâm nhập của MS cho phép nó chuyển từ trạng thái chờ sang
trạng thái truyền tin.
Quá trình chuyển giao:
Thông thờng ,một cuọc gọi có thể không thực hiện xong trong phạm vi

một ô Vì thế mạng tổ ong phải có khả năng điều khiển và chuyển mạch để
chuyển tiếp cuộc gọi từ ô này sang ô khác mà không ảnh hởng đến chất l-
ợng cuộc gọi. Quá trình này đợc gọi là quá trình chuyển giao.
Các phơng pháp đa thâm nhập :
Trong một ô, mỗi trạm gốc sẽ liện lạc với nhiều MS. Qua giao diện vô
tuyến, máy di động MS có thể thiết lập hay nhận một cuộc gọi tới/từ bất kỳ
một thuê bao nào khác. Việc phân chia kênh lu lợng cho MS đợc gọi là kỹ
thuật đa thâm nhập. Có 3 phơng pháp đa thâm nhập sử dụng chủ yếu là:
FDMA, TDMA, CDMA.

9
Website: Email : Tel : 0918.775.368

+ Đa thâm nhập phân chia theo tần số FDMA:
ở phơng pháp này, độ rộng băng tần cấp phát cho hệ thống là B MHz đ ợc
chia thành n băng tần con. Mỗi băng tần con đợc ấn định cho một kênh
riêng có độ rộng băng là B/n MHz. ở dạng thâm nhập này, các máy thuê
bao sẽ phát đồng thời sóng mang ở các tần số của nó.Giữa các kênh phải có
khoảng bảo vệ để chống sự can nhiễu.
Các hệ thống FDMA đợc sử dụng từ rất sớm ,đã qua thực tế khai thác
nhiều năm,có tính ổn định cao và giá thành hạ. Tuy nhiên hạn chế chính
của hệ thống là không linh hoạt khi cần thay đổi lu lợng, dung lợng hệ
thống không cao, vấn đề tần số và công suất sẽ rất phức tạp khi số lợng
thuê bao tăng lớn.
Hình vẽ 1.4 Khái niệm phân bố tần số a/ và phân định kênh b/ trong
FDMA
+ Đa thâm nhập theo thời gian TDMA
Biểu đồ thời gian của hệ thống TDMA đợc chia thành các khung, mỗi
khung có n khe thời gian. Mỗi khe thời gian dành cho truyền dẫn tín hiệu
của một thuê bao sóng mang của thuê bao có thể chiếm toàn bộ băng tần

dành cho kênh vô tuyến.

10
MS 3
MS 2
MS1
Kênh 3
Kênh 2
Kênh 1
Khoảng bảo vệ
B/n MHz
B MHz
f
t
MS
1
MS
2
MS
3
MS
n
Khoảng bảo
vệ
TS
1
T
f
T
B

t
.f
TS: 1 khe thời gian.
T
B
: thời gian truyền
tín hiệu của thuê
bao
T
f
: thời gian của
một khung
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Hình vẽ 1.5-Nguyên lý TDMA
Với kiểu thâm nhập này, hệ thống sẽ dễ dàng và linh hoạt đáp ứng nhu
cầu gia tăng lu lợng bằng cách phân thêm khe thời gian hoặc mở rộng khe
thời gian đối với thuê bao có lu lợng lớn. Tuy nhiên vấn đề điều khiển và
đồng bộ trong hệ thống yêu cầu nghiêm ngặt, cấu trúc hệ thống khá phức
tạp, giá thành tơng đối cao.
+Đa thâm nhập phân chia theo mã CDMA
Tín hiệu của các thuê bao khác nhaucó thể sử dụng chung 1 băng tần
và dợc phát đi ở cùng 1 khe thời gian.Các kênh này đợc phân biệt với nhau
bằng 1 mã khác nhau.Kỹ thuật trải phổ sử dụng trong hệ thống CDMA sẽ
giúp các kênh vo tuyến không gây nhiễu lẫn nhau trong điều kiện dùng
chung tần số và thời gian.
Hình vẽ 1.6 Nguyên lý CDMA
Các đặc tính đờng truyền vô tuyến
Đặc tính đờng truyền trong hệ thống thông tin di động là rất quan
trọng. Nó ảnh hởng nhiều đến chất lợng cuộc gọi. Suy hao đờng truyền

trung bình có thể rất lớn do chiều cao anten của MS rất là thấp, đồng thời
do điều kiện kênh truyền thay đổi nhanh vì sự di động của MS.
Đặc tính truyền dẫn có thể đợc chia thành 3 thành phần chủ yếu:
- Suy hao đờng truyền do khoảng cách.
- Hiệu ứng che khuất.

11
MS4
MS3
MS2
MS1
f
t
Băng tần
của hệ thống
Website: Email : Tel : 0918.775.368

- Pha đinh nhiều tia.
Trong môi trờng truyền sóng không gian tự do lý tởng thì suy hao đờng
truyền sẽ tỉ lệ thuận với bình phơng cự ly. Khi kông có vật trở ngại giữa và
xung MS với BS thì suy đờng truyền giống nh trong không gian tự do. Tuy
vậy thực tế có rất nhiều chớng ngại vật ổ giữa MS và BS, nên suy hao đờng
truyền đợc xác định bởi rất nhiều yếu tố Vd: địa hình tự nhiện, các công
trình nhân tạo CCIR đã chấp nhận mô hình truyền sóng Hata, sử dụng
công thức Hata để tính suy hao đờng truyền. Công thức này sẽ khác nhau
cho các mô hình đô thị, mô hình ngoại ô, và mô hình nông thôn.
Hiệu ứng che khuất do các vật cản gây ra (toà nhà, cây cối ). Trong hệ
thống di động, hiệu ứng này làm cờng độ tín hiệu thăng giáng ngẫu nhiên.
Do mật độ xác suất của cờng độ trờng phân bố theo một đờng cong chuẩn
logarit theo thời gian, nên ta còn gọi hiệu ứng này là pha đinh chuẩn

logarit.
Tín hiệu truyền từ phía phát đến phía thu ngoài dờng trực tiếp còn theo
rất nhiều đờng khác do hiện tợng phản xạ. Pha và biên độ của các tia này
đều biến đổi rất ngẫu nhiên. Hiệu ứng nhiều tia sẽ dẫn đến pha đinh nhiều
tia hay còn gọi là pha đinh Rayleigh, làm cho tín hiệu biến thiên rất nhanh
và sâu.
Một kỹ thuật đợc sử dụng phỏ biến để làm giảm ảnh hởng của đặc tính
truyền dẫn mà chủ yếu làm ảnh hởng của pha đinh là kỹ thuật phân tập .
Tồn tại nhiều biểu đồ phân tập khác nhau nhng sử dụng nhiều nhất là các
biểu đồ: Phân tập không gian, phân tập phân cực, phân tập tần số,phân tập
thời gian.
+Phân tập không gian:
Là phơng pháp truyền cùng một tín hiệu bằng hai anten đặt cách nhau
một khoảng nào đó dể tránh can nhiễu.ở phía thu cũng sử dụng hai anten
nh phía phát. Hai anten này sẽ thu đợc cùng một tín hiệu vô tuyến nhng
chịu các điều kiện pha đinh khác nhau. Khi kết hợp hai tín hiệu từ hai
nhánh anten này sẽ giảm đợc sự biến thiên nhanh và sâu của pha đinh
nhiều tia.
+ Phân tập phân cực:
Trong biểu đồ phân tập này một ítn hiệu sẽ đợc phát bởi hai anten phân
cực và cũng đợc thu bởi hai anten phân cực.
+Phân tập tần số:
Với phơng pháp phân tập này, cùng một tín hiệu sẽ đợc truyền trên
nhiều tần số khác nhau. Các tần số này phải đợc cách nhau một khoảng nào

12
Website: Email : Tel : 0918.775.368

đó để tránh can nhiễu giữa chúng. Ưu điểm của phơng pháp là ta có thể
thực hiện đợc nhiều nhành phân tập, nhng nhợc điểm là yêu cầu phổ tần

rộng hơn các phơng pháp khác.
+ Phân tập theo thời gian:
Khi truyền cùng một tín hiệu tại các khe thơi gian khác nhau cách nhau
một khoảng thích hợp cũng có thể thu đợc các nhánh phân tập.
1.2.2.Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động tổ ong:
Hệ thống thông tin di động tổ ong đã phát triển qua 2 thế hệ và đang
dần tiến lên thế hệ thứ 3. Hình vẽ dới đây sẽ trình bày quá trình phát triển
của hệ thống.
Hình vẽ 1.7 - Quá trình phát triển của hệ thống thông tin tổ ong.
Hệ thống tổ ong thế hệ thứ nhất

13
Hệ thống tổ
ong t ơng tự
Hệ thống tổ
ong số

Hệ thống tổ

ong thế hệ
thứ 3
NTT
Nhật Bản
TCAS
Châu Âu
NMT
Bắc Âu
AMPS
Bắc Mỹ
Công nghệ

TDMA
JCD
Công nghệ
CDMA
GSM
DAMPS
IS- 95
UMTS
IMT
2000
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Hệ thống này sử dụng kỹ thuật xử lý tín hiệu tơng tự và công nghệ đa
thâm nhập phân chia theo tần số FDMA. Hệ thống tổ ong tự động tơng tự
đầu tiên trên thế giới đợc đa vào hoạt động bởi NTT của Nhật Bản vào năm
1979. Năm 1981, hệ thống thoại tổ ong của Bắc Âu NMT bắt đầu đợc khai
thác ở nhiều nớc khu vực Bắc Âu. Hệ thống tổ ong tơng tự đầu tiên của
Hoa Kỳ với tên gọi là hệ thống thoại tiên tiến AMPS chính thức hoạt động
vào năm 1983. Năm 1985, hệ thống truyền thông di động TACS bắt đầu
khai thác ở nớc Anh Sau đó cùng với sự phát triển nhanh của số lợng thuê
bao, ra đời thêm nhiều hệ thống thoại tơng tự, hệ thống sau là sự nâng cấp
của hệ thống trớc, ở Nhật Bản sau khi hệ thống MSC- L1 ra đời, do hạn chế
của nó mà hệ thống MSC- l2 đợc phát triển. Ngoài ra tại Nhật Bản còn có
một số hệ thống cạnh tranh khác là: JTACS và NTACS. Hai hệ thống này
đều là phiên bản nâng cấp của hệ thống số, ngời tiêu dùng không chấp
nhận nó, hãng Motorola đã giới thiệu hệ thống AMPS băng hẹp (NAMPS)
vào năm 1991. Với một số thay đổi trong về băng tần, thì hệ thống NAPMS
có thể phục vụ nhiều thuê bao hơn hệ thống AMPS ban đầu mà không cần
thêm các ô mới. Chuẩn NAMPS đầu tiên đợc gọi là IS- 98.
Hệ thống CNET là hệ thống tổ ong tơng tự đợc sử dụng ở Đức, Bồ Đào

NHa và Nam Mỹ, vận hành đầu tiên vào năm 1985. Mục đích chủ yếu của
hệ thống CNET là hệ thống trung gian để chờ đến khi hệ thống số ở Châu
Âu có thể đợc giới thiệu.
Hệ thống MATS-E đợc sử dụng ở Pháp. MATS- E kết hợp đợc nhiều
đặc trng của các tổ ong tơng tự khác.
Về phân định tần số cho hệ thống tổ ong tơng tự, ở Mỹ sử dụng băng
tần 800MHz(AMPS: đờng về 824- 849MHz,đòng đi 869- 894MHz)ở Nhật
sử dụng băng tần 800MHz,ở Đức hệ thống CNET hoạt động ở băng tần
450MHz, còn hệ thống NMT của Bắc Âu đợc chia ra hoạt động ở hai băng
tần 450MHz vầ 900MHz.
Ưu điểm của hệ thống tổ ong thế hệ thứ nhất là chất lợng cuộc thoại rất
tốt, điều này do sử dụng công nghệ FDMA, mỗi tín hiệu chiếm chọn 1 dải
tần. Tuy nhiên, vì thế cũng dẫn đến nhợc điểm lớn của hệ thống là, do phổ
tần có hạn, dung lợng thuê bao thấp, việc tăng dung lợng thuê bao thực
hiện rất khó khăn.
Do vậy, với sự gia tăng không ngừng về số lợng thuê bao đòi hỏi phải
có các hệ thống đảm bảo dung lợng cao hơn, thay đổi dung lợng linh hoạt
hơn. Và cùng với sự phát triển của hệ thống tổ ong tơng tự, nhiều hiệp hội

14
Website: Email : Tel : 0918.775.368

đã nghiên cứu để đa ra các khuyến nghị cho hệ thống tổ ong thế hệ tiếp
theo.
Hệ thống tổ ong thế hệ thứ hai:
Tại Mỹ, nhờ những hoạt động tích cực của hiệp hội công nghiệp kỹ
thuật TIA mà vào năm 1991,chuẩn tạm thời IS- 54 (Interim standard)
,Phiên bản o, sử đụng công nghệ TDMA đã đa vào thử nghiệm. Tuy vậy hệ
thống TDMA IS - 54 phiên bản 0 không đáp ứng đợc nhu cầu của ngời sử
dụng, chất lợng của nó tỏ ra thua kém so với hệ thống tơng tự. Rất gần

nhau, các hãng lại tung ra các chuẩn mới( gồm cả chuẩn số và tơng tự) để
đáp ứng nhu cầu của thị trờng. Các chuẩn số bao gồm IS- 54 phiên bản A,
rồi IS - 54 phiên bản B còn gọi là IS 138 hay DAMPS tiếp tục phát triển kỹ
thuật TDMA, và IS -95 sử dụng công nghệ CDMA. Do hệ thống số đa ra
khi mà hệ thống tơng tự đã phát triển mạnh, nên IS- 54 phiên bản 0 vầ cả
IS -95 đều hỗ trợ hai chế độ hoạt động tơng tự số. Chỉ có hệ thống IS- 136
là hoạt động hoàn toàn ở chế độ số.
Khác với Hoa kỳ,chỉ a chuộng hệ thống tổ ong AMPS, ở Châu âu đã
phát triển khá nhiều hệ thống tổ ong tơng tự không tơng thích nhau, nh
TACS, NMT, CNETVào năm 1982, hiệp hội bu chính viễn thông Châu âu
- CEPT, đã tổ chức hội thoả bắt đầu quá trình chuẩn hoá cho 1 hệ thống tổ
ong duy nhất ở thế hệ phát triển tiếp theo. Khung của tiêu chuẩn đợc đa ra
trong hội thảo này đợc hoàn thiện dần, và về sau gọi là hệ thống thông tin
di động toàn cầu GSM. Chuẩn này tơng thích với mạng số ISDN vầ sử dụng
báo hiệu số 7. Năm 1990, pha 1 của tiêu chuẩn GSM hoạt động ở bănng tần
1,8 GHz sau đó một vài hệ thống GSM 900 MHz cũng đợc đa vào khai
thác. Phần 2 của hệ thống cũng đã đợc hoàn thiện,đa vào các dịch vụ mới,
cải thiện khả năng truyền dẫn số liệu.
Tại Nhật bản, hệ thống tổ ong thế hệ thứ 2 đợc chuẩn hoá vào
năm1991 bởi trung tâm nghiên cứu và phát triển hệ thống vô tuyến
RCR( hiện nay gọi là ARIB). Hệ thống này còn gọi là hệ thống tổ ong số
cá nhân PCD( trớc đây gọi là hệ thống JCD ). Hệ thống PCD sử dụng kỹ
thuật thâm nhập TDMA hoạt động ở băng tần 900 vầ 1400MHz.
Hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ thứ 3 G3:
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 tuy có các u điểm nổi bật và
đang phát triển để đáp ứng nhu cầu của thị trờng,nhng rõ ràng vẫn cha phải
là hệ thống của tơng lai, không đáp ứng đợc đòi hỏi ngày càng cao của ng-

15
Website: Email : Tel : 0918.775.368

ời tiêu dùng. Vì thế các hiệp hội vầ các tổ chức viến thông trên thế giới đã
và đang ngiên cứu để thoả mãn các đặc tính sau :
- Có khả năng hỗ trợ 1 phạm vi rộng các dịch vụ thoại và phi thoại,
băng hẹp và băng rộng, đa vào các dịch vụ tiên tiến.
-Tốc độ của kênh phải đạt 64 Kb/s bằng với tốc độ cơ sở của mạng số
đa dịch vụ ISDN.
-Khả năng tơng thích cao với các mạng khác, có tiêu chuẩn thống nhất
để có thể đợc xem nh là một phần của mạng ISDN trong tơng lai.
Hiện nay, có hai tiêu chuẩn hệ thống di động thế hệ th3, là hệ thống di
động đa năng UMTS của Viện tiêu chuẩn Châu âu và hệ thống di động
quốc tế IMT-2000 của hiệp hội viễn thông Hoa kỳ ITU.
Với hệ thống UMTS, do sự phát triển trớc đây và những thành công
mang tính toàn cầu của hệ thống GSM mà hệ thống này đợc xây dựng trên
cơ sở hạ tầng và các kỹ thuật của GSM hiện thời. Tuy nhiên, UMTS cũng
có giao diện vô tuyến mới là giao diện vô tuyến mặt đất UTRA và sử dụng
băng tần 2GHz. Vào năm 1998, ETSI đã da ra quyết định về giao diện vô
tuyến của UMTS.2 giao diện đợc dự kiến là:
+Trong băng tần kép, hệ thống sẽ sử dụng song công tần số FDD và kỹ
thuật đa thâm nhập W- CDMA.
+Trong băng tần đơn, sử dụng song công phân chia theo thòi gian TĐ,
hệ thống chấp nhận kỹ thuật đa thâm nhập TRAO đặI- CDMA, là một dạng
kết hợp giữa TDMA và CDMA.
Thảo luận về ITM- 2000 đợc ITU tháp tổng hợp thực hiện năm 1999.
Chuẩn này sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập W- CDMA. Xét trên khía cạnh
dịch vụ, chuẩn này cung cấp 2 cơ chế:
+ Cơ chế cho phép tạo lập các dịch vụ bổ xung gồm việc tạo và thực thi
các thủ tục giao diện ngời - máy MNI cho máy di động.
+ Cơ chế cho phép định nghĩa các chức năng tơng tác mạng, thích hợp
với việc tạo các dịch vụ xa và hay các ứng dụng ngời dùng cuối, gồm việc

tải xuống thực thi các chức năng này tại các máy di động và các phần tử
mạng tơng ứng.


16
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Chơng 2
Lý thuyết trải phổ và công nghệ CDMA.
2.1.Tổng quan về nguyên lý trải phổ:
Tần số vô tuyến đợc coi là một tài nguyên thiên nhiên quan trọng của
quốc gia. Việc bảo vệ và sử dụng hiệu quả tài nguyên này ngày càng trở
nên quan trọng. Bởi vì, phổ tần số nhất định. Tuy vậy ngày càng có nhiều
công nghệ và dịch vụ thông tin tranh nhau chiếm đoạt từng phần phổ tần vô
tuyến có quý giá này. Đặc biệt, nhu cầu về phổ tần vô tuyến càng tăng
nhanh khi ra đời các hệ thống thoại tổ ong, và các dịch vụ mới.
Do đó việc quản lý sử dụng phổ tần là rất quan trọng và không kém
phần phức tạp vì tính đa dạng của các dịch vụ và công nghệ liên quan. Trớc
đây, vấn đề này đợc giả quyết bằng cách cấp phát các băng tần khác nhau
cho các dịch vụ khác nhau nh: thông tin quảng bá ( phát thanh,
truyềnhình), di động, vô tuyến nghiệp d Mới đây đã xuất hiện một
phơng pháp khác để giải quyết vấn đề này. Phơng pháp này dựa trên khả
năng cho phép các loại dịch vụ khác nhau(sử dụng các phơng pháp điều
chế khác nhau)sử dụng chung băng tần mà không gây nhiễu đáng kể. Ph-
ơng pháp này đợc gọi là điều chế trải phổ SS( Spread spectrum), và đặc biệt

17
Website: Email : Tel : 0918.775.368

phát huy tác dụng khi kết hợp với kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo mã

CDMA.
ở các hệ thống thông tin trải phổ, độ rộng tín hiệu đợc mở rộng, thông
thờng hàng trăm lần trớc khi đợc phát. Khi chỉ có một ngời sử dụng băng
tần SS, sẽ không đạt hiệu quả. Nhng hiệu quả sử dụng băng tần thực sự
tăng lên trong môi trờng đa ngời dùng. Một hệ thống thông tin thực hiện kỹ
thuật trải phổ sẽ có các đặc trng sau:
-Băng tần truyền dẫn sẽ lớn hơn rất nhiều băng tần tối thiểu để phát
thông tin.
-Trải phổ số liệu đợc thực hiện nhờ một mã độc lập với dữ liệu và có
tốc độ lớn hơn rất nhiều so với tốc độ dữ liệu.
-Tại phía thu, việc nén phổ đợc hiện nhờ việc tơng quan giữa tín hiệu
trải phổ thu đợc và bản sao đã đợc đồng bộ của mã giả tạp âm đã sử dụng
để trải phổ phía phát.
Tín hiệu trải phổ có nhiều thuộc tính khác biệt so với tín hiệu băng
hẹp. Cụ thể là:
Khả năng đa thâm nhập:
Khi mhiều ngời truyền tín hiệu đã trải phổ tại cùng một thời điểm,
máy thu có khả năng phân biệt tín hiệu đối với ngời sử dụng, do mỗi ngời
có một dãy mã duy nhất và các mã này đảm bảo mức tơng quan chéo đủ
nhỏ. Máy thu khôi phục lại thông tin ban đầu bằng cách tơng quan tin hiệu
thu đợc với mã trải phổ ứng với mỗi ngời sử dụng nào đó. Điều này sẽ làm
cho chỉ có phổ tín hiệu của ngời sử dụng đó bị thu hẹp lại trong khi tín
hiệu cuả những ngời sử dụng khác vẫn bị trải rộng trên băng tần truyền
dẫn. Trong băng tần thông tin chỉ có công suất tín hiệu của ngời sử dụng
đang quan tâm là lớn. Nguyên tắc này đợc mô tả nh sau:

18
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Hình vẽ 2.1 Nguyên lý đa thâm nhập.

Hình 1.8a Là tín hiệu đợc trải phổ của các tín hiệu băng tần hẹp và tín
hiệu trải phổ của hai ngời sử dụng truyền đi cùng một băng tần và tại cùng
một thời điểm.
Hình 1.8b Tại máy thu, chỉ có tín hiệu của ngời 1 đợc nén lại và dữ
liệu ban đầu đợc khôi phục.
Khả năng chống nhiễu đa đờng:
Tín hiệu tới máy thu qua nhiều đờng khác nhau ngoài đờng trục trực
tiếp do các nguyên nhân phản xạ. Các tín hiệu đa đờng này có biên độ và
pha khác nhau sẽ làm tăng tín hiệu tổng tại một vài tần số và giảm tín hiệu
tổng ở các tần số khác. Trong miền thời gian, hiện tợng này làm tín hiệu bị
giãn rộng.
Với tín hiệu trải phổ, do tính chất tự tơng quan của mã trải phổ nhỏ,
sẽ làm giảm đáng kể nhiễu đa đờng.
Khả năng bảo mật :
Tín hiệu đợc truyền đi chỉ có thể đợc nén phổ và dữ liệu ban đầu đợc
khôi phục khi máy thu biết mã trải phổ đã sử dụng. Mã trải phổ này thực sự
mang tín chất ngẫu nhiên không thể đoán trớc đợc đối với các máy thu trái
phép.
Khả năng loại trừ nhiẽu:
Việc tơng quan giữa mã trải phổ và tín hiệu băng hẹp sẽ làm trải rộng
công suất của tín hiệu băng hẹp. Nhờ vậy, có thể giảm công suất nhiễu
trong băng tần thông tin.
a. b.
Hình vẽ 2.2 a. Tín hiệu S bị ảnh hởng. b.Sau khi giải trải phổ
Tại phía thu, tín hiệu trải phổ đợc nén trong khi nhiễu băng hẹp bị trải
phổ làm nó xuất hiện nh một tạp âm nền so với tín hiệu mong muốn.
Có 2 kỹ thuật trải phổ cơ bản mà ta xét ở đây là trải phổ dãy trực tiếp
DS/SS ( Directed sequence) và trải phổ nhảy tần FH/SS (Frequency
hopping). Trong đó, trải phổ chuỗi trực tiếp có nghĩa tín hiệu mang thông

19
i
s
s
i
Website: Email : Tel : 0918.775.368

tin đợc nhân trực tiếp với mã trải phổ tốc độ cao, còn trải phổ nhảy tần là:
sóng mang có tần số thay đổi theo quy luật của mã trải phổ.
2.2. Chuỗi giả tạp âm PN:
2.2.1.Các chỉ tiêu giả ngẫu nhiên;
Các tín hiệu trải phổ băng rộng tựa tạp âm đợc tạo ra bằng cách sử
dụng các chuỗi mã giả tạp âm PN.Lu ý rằng các chuỗi này phải đợc tạo ra
bằng cách xác định, và có thể nhận biết đợc một cách chính xác ở cả bên
phát và bên thu. Tuy vậy, chúng lại phải thể hiện giống hệt ngẫu nhiên với
các máy thu không mong muốn. Có 3 chỉ tiêu cơ bản có thể áp dụng cho
các dãy nhị phân tuần hoàn, nh là một chỉ tiêu của sự xuất hiện ngẫu nhiên.
Đó là:
Tính cân đối :
Trong mối chu kỳ của dãy, số con số 1 nhị phân và con số 0 khác
nhau nhiều nhất là 1
Tính chạy :
Một bớc chạy đợc xác định nh là dãy liện tục các bit cùng loại. Sự
xuất hiện của một loại bit khác loại xem nh bắt đầu một bớc chạy mới. Độ
dài của bớc chạy là số bit trong bớc chạy. Trong tất cả các bớc chạy của
một chu kỳ của chuỗi, để thoả mãn tính chạy, cần có 1/2 bớc chạy có độ
dài1, 1/4 bớc chạy có độ dài2, 1/8 bớc chạy có độ dài 3 tổng quát, có
1/2
r
bớc chạy có độ dài r, với r< n 1 , và 1/2

n-1
bớc chạy có độ dài n, với
n là số phần tử nhớ.
Tính tơng quan:
Nếu so sánh từng bit trong 1 chu kỳ của dãy mã với từng bit t ơng ứng
cùng vị trí dãy mã đó, nhng đợc dịch đi 1 vị trí bất kỳ thì để đảm bảo tính
tơng quan, số các số hạng phù hợp và số các số hạng không phù hợp chênh
lệch nhau không quá 1
2.2.2Dãy ghi dịch:
Một phơng pháp phổ biến nhất để tạo ra dẫy mã giả ngẫu nhiên PN
chính là sử dụng bộ ghi dịch hồi tiếp LFSR. Dãy PN, mà bộ LFSR tạo ra có
chu kỳ ( 2r 1) với r : số phần tử nhớ, đợc gọi là dãy có độ dài cực đại
MLSR, hay dãy m.
Đồng hồ, f = 1/Tc

20
F F1 F
F2
F-Fn-1 F- Fn
Website: Email : Tel : 0918.775.368

a./LFSR có đa thức tạo mã: Px = x1 + x2 + x3 + xn
b./ LFSR có đa thức tạo mã Px = 1 + x
2
+ x
3

21
D1 D2 D3
D

3
D
2
0
0
1
0
1
1
1
D
1
1
0
0
1
0
1
1
1D
2
1
1
0
0
1
0
1
1D
3

1
1
1
0
0
1
0
1
Trạng thái thanh
ghi dịch
hết chu kỳ
Chuỗi
ra (1 chu
kỳ)
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Hình vẽ 2.3 Sơ đồ khối bộ ghi dịch LFSR
Hình vẽ 2.3,a là sơ đồ tổng quát của một bộ ghi dịch LFSR, có n Flip-
Plop mắc nối tiếp thành bộ ghi dịch, mạch hồi tiếp các cổng XOR và các
khoá Ki. Sự lựa chọn giá trị N sẽ làm thay dổi độ dài của dãy PN, còn trạng
thái nối thông hoặc hở mạch của khoá Ki sẽ làm thay đổi đặc tính của dãy
PN( hay đa thức tạo mã).
Hoạt động của bộ ghi dịch đợc điều khiẻn bởi các xung nhịp đồng hồ.
Khi một xung nhịp tác động, nội dung của mỗi phần tử nhớ sẽ dịch sang
phần tử nhớ bên phải. Đồng thời, nội dung của các phần tử nhớ thứ i có
khoá Ki nối thông sẽ đợc cộng modul-2 và hồi tiếp.
Trong ví dụ hình b. thì nội dung của phần tử nhớ thứ 2 và thứ 3 đợc
cộng modul-2 và hồi tiếp về phần tử nhớ thứ1. Giả thiết trạng thái ban đầu
của các FF là: 111. Các trạng thai kế tiếp sẽ là : 011 001 100 010 101 110
111 . Trạng thái cuối 111 trùng với trạng thía ban đầu, nên thanh ghi dịch

hồi tiếp sẽ lặp lại sau 7 xung nhịp. Dãy bit ra trên phần tử D3 là 1110010.
Ngời ta đã chứng minh đợc rằng, dãy bit đối với sơ đồ tổng quát hình a. là
một dãy giả ngẫu nhiên.
Ta kiểm chứng trên ví dụ hình b. bằng cách xét 3 tính chất ngẫu nhiên
cho dãy bit ra ở D3 = 1110010.
1.Tính cân đối:
Số chữ số 0, No=3; số chữ số 1, N1 = 4
Nên N1 No = 1 thoả mãn tính chất cân đối
2.Tính chạy:
Số bớc chạy có độ dài 1,R1 = 2; độ dài 2, R2 = 1; độ dài3, R3 = 1.
Tổng số bớc chạy trong một chu kỳ, R = 4.
Ta có : R1/R = 1/2; R2/R = 1/2 =1/2/2; R3/R=1/4=1/2
3-1
thoả mãn
tính chạy.
3.Tính tơng quan:
Cho dãy gốc dịch đi i vị trí(i=0ữ6) rồi so sánh với dãy gốc ta đợc:
Bảng tính tơng quan:
Dịch Dãy m Bằng(A) Khác(D) A D
0 1110010 7 0 7
1 0111001 3 4 -1
2 1011100 3 4 -1
3 0101110 3 4 -1
4 0010111 3 4 -1
5 1001011 3 4 -1
6 1100101 3 4 -1

22
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Gọi AS: số số hạng phù hợp( bằng nahu)của dãy bị dịch so với dãy
gốc.
D: số số hạng không phù hợp( khác nhau) của dãy bị dịch so với dãy
gốc.
(i) = A- D (i = 1 ữ 6)
(i) = +7 đối với mọi giá trị dịch là bội của 7 và (i) = -1 đối với tất cả các
giá trị khác. Nh vậy, thoả mãn tính tong quan.2.3 Các hệ thống trải phổ:
Có hai hệ thống trải phổ cơ bản là trải phổ chuỗi trực tiếp DS/SS và
trải phổ nhẩy tần FH/SS.
2.3.1Hệ thống DS/SS:


23
Bộ
tạo
mã
Điều chế
băng rộng
Tạo sóng
mang
Giải
điềuchế
giải
trảiphổ
Tạo sóng
mang
Bộ tạo
mã
Đồng bộ mã
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Máy phát DS/SS Máy thu DS/SS
Hình vẽ 2.4 Sơ đồ khối và dạng tín hiệu trong trải phổ DS/SS
Trong phơng pháp này, tín hiệu dữ liệu đợc nhân trực tiếp với mã trải
phổ ( phép XOR phủ định), sau đó tín hiệu thu sẽ đem điều chế sóng mang
băng rộng. Bộ điêu chế băng rộng thờng là điều chế PSK.
Phía thu sẽ sử dụng giải điều chế để nén tín hiệu trải phổ, sử dụng dãy
mã nội bộ, đợc đồng bộ với dãy mã của tín hiệu thu đợc.
Qúa trình này cụ thể nh sau:
- Bản tin của tín hiệu số cần phát có dạng mã lỡng cực với Mi(t) = 1,
đợc nhân trực tiếp với chuỗi mã Ci(t) đợc tạo ra từ bộ tạo mã giả ngẫu
nhiên
ci(t0 = { ci1,ci2 }
Chuỗi mã giả ngẫu nhiên này nằm trong tập các chuỗi mã giả ngẫu
nhiên trực giao với nhau: Cn(t) = { c1(t),c2(t), ci(t) }
Tốc độ của bản tin đợc gọi là tốc độ bit, Rb, nhỏ hơn rất nhiều lần so
với tốc độ chuỗi mã Rc ( tốc độ chip). Chuỗi mã giả ngẫu nhiên này có độ
dài L ( chip) và tốc độ chip Rc. Mỗi bit của bản tin sẽ có độ lâu: Tb =
Tc.L . Do chuỗi mã Ci(t) có tốc độ chip lớn hơn rất nhiều lần so với tốc độ
bit Rb của tần số cần phát. Vì thế, phổ của tín hiệu giả ngẫu nhiên sẽ rộng

24
T
B
0
1 1
Tín hiệu dữ liệu,M(t)
Mã trải
phổ,Ci(t)
Tín hiệu

trải phổ,
M(t).Ci(t)
Website: Email : Tel : 0918.775.368

hơn rất nhiều so với phổ của tín hiệu cần sau khi nhân hai tín hiệu, ta sẽ đ-
ợc một tín hiệu có phổ rất rộng và biên độ mật độ phổ rất thấp. Đây gọi là
qúa trình trải phổ bằng chuỗi trực tiếp DS/SS.
Sau đó, tín hiệu này đợc đa lên kênh vô tuyến
ở phía thu quá trình diễn ra ngợc lại.
2.3.2Đa thâm nhập theo chuỗi nhẩy tần FH/S:
Hệ thống FH/SS thực chất là nhẩy tần hay chuyển đổi tần số sóng
mang từ giá trị này sang giá trị tần số khác. Tần số sóng mang sẽ không
đổi trong khoảng thời gian của một đoạn nhẩy tần và sẽ chuyển sang một
tần số mới khi sang đoạn nhẩy tần mới. Giá trị mà tần số sóng mang sẽ
chuyển sang nằm trong một tập hợp các tần số, và việc tần số sóng mang
nào đợc chọn sẽ xác định nhờ chuỗi giả tạp âm PN. Khác với hệ thống
DS/SS thì chuỗi DS/SS thì chuỗi FH/SS chỉ có nhiệm vụ xác định mãu nhẩy
tần. Mặt khác, hệ thống DS/SS sẽ chiếm toàn bộ băng tần của hệ thống khi
nó truyền dẫn, trong khi hệ thống FH chỉ sử dụng 1 phần nhỏ băng tần tại
một khoảng nhỏ thời gian truyền dẫn.
a. Sự khác biệt giữa DS/SS và FH/SS

25
Điều chế
băng gốc
Bộ trải
phổ
Tổng hợp
tần số
Bô tạo

mã
Giải trải
phổ
Giải điều
chế
Tổng hợp
Bộ tạo
mã
Bám dồng bộ