thiết kế mạch vòng vô tuyến nội hạt cdma-wll

KILOBOOKS.COM
LỜI NĨI ĐẦU

B
ước vào thế kỷ 21. Kỷ ngun của xã hội thơng tin, các quốc gia trên
thế giới đang tập trung sức lực và tầm năng của mình cho ngành cơng nghiệp
viễn thơng nhằm dành được thế cạnh tranh trong lĩnh vực này và đồng thời cũng
tìm mọi cách để khơng bị tụt hậu trong xã hội được gọi là xã hội thơng tin này.
Với chiến lược phát triển là đi thẳng vào cơng nghệ hiện đại, trong những
năm qua ngành viễn thơng Việt Nam đã cơ bản hồn thành việc số hố mạng
lưới viễn thơng tạo điều kiện dễ dàng cho sự hồ nhập tin học với viễn thơng và
góp phần khơng nhỏ cho sự phát triển kinh tế - xã hội trong cơng cuộc đổi mới
đất nước.
Trong q trình hiện đại hố mạng lưới viễn thơng thì thơng tin di động
đã đáp ứng được nhu cầu của một xã hội phát triển, hàng loạt kỹ thuật cơng nghệ
ra đời như kỹ thuật FDMA, TDMA, CDMA, và giao thức ứng dụng khơng dãy
(WAP). Mỗi kỹ thuật cơng nghệ có ưu nhược điểm riêng nhưng cơng nghệ
CDMA có nhiều ưu điểm vượt trội so với các cơng nghệ khác có thể đáp ứng
được dung lượng lớn, chuyển giao mềm, điều khiển cơng suất nhanh có tính bảo
mật cao. Mặt khác cơng nghệ CDMA - IS95 đã được rất nhiều nước trên thế giới
sử dụng, với cơng nghệ này rất phù hợp với cơ sở vật chất của mạng thơng tin ở
nước ta hiện nay. Với tất cả những ưu việt của CDMA - IS95 đặc biệt là hệ
thống CDMA - IS95 WLL đã được áp dụng và đưa vào sử dụng ở một số tỉnh,
sau đó tiếp tục phát triển nhân rộng ra.
Trong thời gian học tập tại trường em đã được học nhiều mơn học dưới sự
chỉ bảo hướng dẫn của các thầy cơ giáo trường Đại học Bách khoa Hà Nội cũng
như các thầy, cơ giáo của Học viên cơng nghệ Bưu chính viễn thơng cùng với sự
nỗ lực cố gắng của bản thân ln cố gắng học hỏi trong nhà trường và trong
thực tế. Trong em được giao đề tài làm luận văn tốt nghiệp về cơng nghệ
CDMA-IS95, thiết kế mạnh vòng vơ tuyến nội hạt CDMA-WLL.

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
NỘI DUNG CỦA BẢN LUẬN VĂN GỒM 3 CHƯƠNG

Chương 1: Tổng quan công nghệ CDMA-IS95
Chương 2: Hiện trạng định hướng phát triển, ứng dụng công nghệ
CDMA - IS95 trong mạch vòng vô tuyến nội hạt tại Thái Bình
Chương 3: Thiết kế hệ thống CDMA-WLL tại Thái Bình.

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
ĐỀ TÀI
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CÔNG NGHỆ CDMA - IS 95
THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠCH VÒNG VÔ TUYẾN NỘI HẠT CDMA - WLL

CHƯƠNG I
CÔNG NGHỆ CDMA - IS95

1.1. Sự phát triển của công nghệ trong thông tin di động

1.1.1. Tổng quan về hệ thống điện thoại di động tổ ong
1.1.1.1. Tổng quan :
Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong thì tần số mà các máy di động
sử dụng là không cố định ở một kênh nào đó mà kênh đàm thoại được xác định

nhờ kênh báo hiệu và máy di động được đồng bộ về tần số một cách tự động. Vì
vậy các ô kề nhau nên sử dụng tần số khác nhau, còn các ô ở cách xa hơn trong
một khoảng cách nhất định có thể tái sử dụng cùng một tần số đó. Để các máy di
động có thể duy trì cuộc gọi liên tục trong khi di chuyển giữa các ô thì tổng đài
sẽ điều khiển các kênh báo hiệu hoặc kênh lực lượng theo sự di chuyển của máy
di động để chuyển đổi tần số của máy di động thành một tần số thích hợp một
cách tự động dẫn đến hiệu quả sử dụng tần số tăng lên vì các kênh RF giữa các
BS kề nhau có thể định vị 1cách có hiệu quả nhờ việc tái sử dụng tần số do đó
dung lượng thuê bao được phục vụ sẽ tăng lên .






Hình 1.1

1.1.1.2. cấu hình của hệ thống :


THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
H thng in thoi di ng t ong bao gm cỏc mỏy in thoi di ng,
BS, MSC (trung tõm chuyn mch in thoi di ng).
+ Mỏy in thoi bao gm cỏc b thu / phỏt RF , anten v b iu khin
+ BS gm cỏc b thu /phỏt RF kt ni mỏy di ng vi MSC, anten, b
iu khin, u cui s liu v ngun
+ MSC s lý cỏc cuc gi i v n t mi BS, cung cp chc nng iu
khin trung tõm cho tt c cỏc BS mt cỏch hiu qu v truy nhp vo tng
i ca mng in thoi cụng cng, MSC bao gm b phn iu khin b phn

kt ni cuc gi, cỏc thit b ngoi vi, cung cp chc nng thu thp s liu cc
i vi cuc gi ó hon thnh.
Cỏc mỏy di ng BS v MSC c liờn kt vi nhau thụng qua ng kt
ni thoi v s liu. Mi mỏy di ng s dng 1cp kờnh thu/phỏt RF vỡ cỏc
kờnh lu lng khụng c nh 1kờnh RF no m thay i thnh cỏc tn s RF
khỏc nhau ph thuc vo s di chuyn ca mỏy di ng trong sut qỳa trỡnh
cuc gi nờn cuc gi cú th thit lp qua bt c kờnh no ó c xỏc nh
trong vựng ú. Tng i t ong kt ni cỏc ng m thoa thit lp cuc
gi gia cỏc mỏy di ng vi nhau hoc vi cỏc thuờ bao c nhv trao i cỏc
thụng tin bỏo hiu a dng qua ng s liu gia MSC v BS.
1.1.1.3. S phỏt trin ca h thng t ong :
H thng in thoi di ng thng mi u tiờn c a vo ỏp dng s
dng bng tn 150MHz ti Saint - Louis - M vo nm 1946 vi khong cỏch
kờnh l 60KHz v s lng kờnh b hn ch ch n 3. õy l h thng bỏn song
cụng cho nờn ngi m thoi bờn kia khụng th núi c trong khi ngi bờn
ny ang núi, vic kt ni l nhn cng nh in thoi viờn. Sau ú nh s ci
tin m h thng IMTS - MJ bao gm 11 kờnh bng tn 150KHz v h thng
ITMSMK bao gm 12 kờnh bng tn 450 MHz ó c s dng vo nm
1969 õy l h thng song cụng v 1BS cú th phc v cho mt vựng bỏn kớnh
rng ti 80 Km.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
1.1.1.3.1. TDMA :
Trong thông tin TDMA nhiều người sử dụng 1 sóng mang và trục thời
gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhớ để dành cho nhiều người sử
dụng sao cho không có sự chồng chéo.
TDMA được chia thành TDMA băng rộng và TDMA băng hẹp, Mỹ và
Nhật sử dụng TDMA băng hẹp, châu Âu sử dụng TDMA băng rộng, nhưng cả
hai hệ thống này được coi như là sự tổ hợp của FDMA và TDMA vì thực tế

người sử dụng dùng các kênh được ổn định cả về tần số và khe thời gian trong
băng tần.
Người sử dụng 1 Người sử dụng 2 Người sử dụng 3
Khe thời
gian 1
Khe thời
gian 2
Khe thời
gian 3
Khe thời
gian 4
Khe thời
gian 5
Khe thời
gian 6
30KHz
1.1.1.3.2. GSM (Group Special Mobile) :
GSM là hệ thống thông tin số của châu Âu tương thích với hệ thống báo
hiệu số 7. Chúng sử dụng hệ thống TDMA với cấu trúc khe thời gian tạo nên sự
linh hoạt trong truyền thoại, số liệu và thông tin điều khiển.
Hệ thống GSM sử dụng băng tần (890 - 960) MHz để truyền tín hiệu từ
máy di động đến BS và băng tần (935 - 960) MHz để truyền tín hiệu từ BS đến
máy di động.
Cấu trúc khung của hệ thống GSM :
0 1 2
2047


1 siêu khung = 51 đa khung (6,12s)

0 1 2
50

or
1 siêu khung = 26 đa khung (6,12s)

0 1
25

26 khung đa khung (120ms)
51 khung đa khung (235,4ms)

0 1 2 25 0 1 2 50


0 1 2 3 4 5 6 7
1 khung TDMA = 8 khe thời gian (4,615ms)
1.1.1.3.3. CDMA :

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Lý thuyt v CDMA ó c xõy dng t nhng nm 1980 v c ỏp
dng trong thụng tin quõn s t nm 1960 cựng vi s phỏt trin ca cụng ngh
bỏn dón v lý thuyt thụng tin vo nm 1980 CDMA ó c thng mi hoỏ t
phng phỏp thu GRS v ommi - Tracs, phng phỏp ny c xut trong h
thng t ong ca Qual Comm - M vo nm 1990.
Trong thụng tin CDMA nhiu ngi s dng chung thi gian v tn s,
mó PN (tp õm gi ngu nhiờn) vi s tng quan chộo thp c n nh cho
mi ngi s dng; Ngi s dng truyn tớn hiu nh tri ph tớn hiu truyn
cú s dng ca PN ó c n nh, u thu to ra mt dóy gi ngu nhiờn nh

u phỏt v khụi phc li tớn hiu d nh nh s tri ph ngc cỏc tớn hiu
ng b thu c.
1.2. H thng thụng tin di ng CDMA - IS95

1.2.1. Giao din vụ tuyn v truyn dn :
1.2.1.1. Cỏc kờnh vt lý :
Cỏc kờnh vt lý tng ng vi tn s v mó kờnh. Trong h thng CDMA
- IS95 cú th lm vic vi 1cp tn s vi 1tn s cho ng xung (T BTS n
di ng) v mt tn s cho ng lờn (T trm di ng n trm BTS) vi
rng bng tn cho mi kờnh l 1,23 MHz (ph ca mi kờnh mc 3dB

1,23
MHz di dnh cho thụng tin di ng). Tn s ng xung bao gi cng ln
hn tn s ng lờn 45MHz. tng dung lng ca mng CDMA - IS95 cú
th s dng kt hp FDMA khi ú h thng CDMA cú th cú nhiu kờnh tn s.
1.2.1.2. Cỏc kờnh lụ gớc :
Cỏc kờnh lụ gớc l cỏc kờnh vt lý mang mt thụng tin c th no ú cú
th l thụng tin v lu lng hay thụng tin v bỏo hiu thụng tin iu khin cỏc
kờnh mỏy c phõn chia theo ng xung (T BTS n MS - cũn gi l kờnh
i) v kờnh theo ng lờn (T MS n BTS - cũn gi l kờnh v).

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Hình 4 : Cấu trúc kênh lô gíc CDMA hướng lên và hướng xuống :

Hình 5 : Cấu trúc kênh lưu lượng :














Các kênh điều khiển
Đường xuống Đường lên
Hoa tiêu

Đồng bộ Tìm gọi Thâm nhập
Các kênh lưu lượng
Kênh tiếng
hoặc số liệu

Báo hiệu liên
kết
1 1/2 1/4 1/8
Chỉ số báo
hi
ệ
u

Ghép BH lưu
l
ư
ợ
ng

Đ/khiển công
su
ấ
t
đư
ờ
ng


THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
+ Sắp xếp các kênh vật lý cho đường xuống ở CDMA - IS95 :
Tất cả các tín hiệu được phát ra từ trạm gốc qua 1ăng ten hình quạt được
đưa ra như trong hình, 63 kênh hướng đi được phân loại tiếp thành 7 kênh nhắn
tin (giá trị chịu được lớn nhất) và 55 kênh lưu lượng
Kênh CDMA hướng đi

(Kênh vô tuyến 1,23MHz phát từ trạm
g
ố
c
)

Kênh
dẫn
đườn
g

Kênh
đồng
bộ

Kênh
nhắn
tin 1

Kênh
lưu
lượng
1

Kênh
lưu
lượng
N

Kênh

nhắn
tin 7

Kênh
lưu
lượng
24

Kênh
lưu
lượng
25

Số
liệu
lưu
lượng

Kênh

phụ điều
khiển
công
suất máy
di động
Ο
W
32
W
1

W
7
W
8
W
32
W
63
W

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
- Kênh dẫn đường và kênh đồng bộ phục vụ sự khởi tạo của MS ở trạng
thái chờ MS (Mobile System) cần đến các kênh nhắn tin phục vụ vào việc truy
cập vào mạng để thiết lập cuộc gọi. Trạm gốc dùng sự lệch thời gian (Tin off
set) Của kênh dẫn đường làm căn cứ cho MS nhận dạng kênh hướng xuống (Có
512 lệch thời gian khác nhau) lệch thời gian được dùng trong quá trình chuyển
giao khi MS bật nguồn thì kênh đồng bộ cung cấp cho MS các tin tức định thời
và tin tức về cấu hình hệ thống, kênh đồng bộ dùng mã trải phổ PN (120 b/s)
hiện phục vụ 1cuộc gọi, kênh lưu lượng có các tốc độ truyền dẫn : 9600, 4800
hay 1200 bít/s, khung lưu lượng đường xuống dài 20MS, kênh lưu lượng được
điều khiển bằng các bản tin sau :
+ Điều khiển thiết lập cuộc gọi
+ Điều khiển chuyển giao (Handover)
+ Điều khiển công suất
+ Nhận tín hiệu và bảo mật
- Kênh nhắn tin :
Sau khi nhận được thông tin từ kênh đồng bộ trạm di động (MS) điều
chỉnh định thời của nó và bắt đầu theo dõi kênh nhắn tin (9600 hoặc 4800 bít/s)
kênh nhắn tin có 4 tin tức căn bản :

+ Bản tin tham số hệ thống, các tham số đăng ký và chi tiết kênh dẫn
đường
+ Bản tin tham số truy cập
+ Bản tin liệt kê về các lưu lượng kế cận
+ Bản kê kênh CDMA
Một kênh tìm gọi có tốc độ 9600 bits có thể đảm bảo 180 cuộc gọi /S mỗi
trạm di động chỉ được quyền theo dõi 1kênh tìm gọi, kênh tìm gọi này có thể
quyết định 1cách ngẫu nhiên trong số tất cả các kênh tìm gọi có thể. Kênh tìm
gọi có 1 chế độ đặc biệt gọi là chế độ khe ở chế độ này các bản tin cho 1trạm di
động chỉ được phát đi ở các khoảng thời gian định trước. Vì vậy cho phép 1trạm
di động có thể giảm công suất ở các khe thời gian không dành cho nó nhờ vậy
tiết kiệm đáng kể năng lượng ở nguồn ắc quy cho các máy cầm tay.

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Sp xp cỏc kờnh vt lý cho ng lờn CDMA - IS95

Kờnh hng v ca h thng CDMA s dng trỡnh t nh phõn di 32,768
cỏc tớn hiu ca mỏy di ng khỏc c phõn bit nh trỡnh t 2
42
- 1 v khong
thi gian a ra cho mi khỏch hng. Thụng tin s c truyn i cú di
bt buc l 9 v t l mó hoỏ ca nú l mó xn 1/3 (c mó hoỏ thnh 3 ký
hiu nh phõn cho 1bớt thụng tin), thụng tin mó hoỏ c chốn vo khong trng
20MS v thụng tin c chốn c nhúm thnh cỏc nhúm 6 ký hiu (cỏc t mó)
s dng mó ny 1trong 64 hm Walsh.
Trong kờnh hng v ca CDMA cỏc kờnh s dng tn s c phõn b
lm trung tõm c iu ch bự pha 1/4 bi 1cp mó PN v c iu ch bự
pha 1/2 bi mó PN di.
Kờnh truy nhp m bo thụng tin t trm di ng n trm gc khi trm

di ng khụng s dng kờnh lu lng. Kờnh ny luụn lm vic tc 4800
b/s cỏc bn tin truy nhp luụn cung cp cỏc thụng tin v : khi xng cuc gi,
tr li cuc gi, cỏc lnh v ng ký. Cỏc kờnh truy nhp to ra cỏc cp vi tt
c cỏc kờnh nht tin v tng kờnh truy nhp c nhn dng thụng qua s dng
mó di PN khỏc. Trm gc thc hin tr li cỏc tớn hiu kờnh truy nhp nht
nh thụng qua cỏc bn tin kờnh nhn tin, mỏy di ng tr li bn tin thụng qua
cỏc kờnh truy nhp tng ng vi chỳng. Tc truyn dn ca cỏc kờnh truy
nhp cú th thay i theo cỏc kiu truyn dn v cỏc nhúm maý cỏc kờnh ny
cú th s dng i vi cỏc trng hp khn cp hoc i vi bo trỡ v sa cha.
Kờnh CDMA hng v
(Kờnh vụ tuyn 1,23 MHz nhn c trm gc)

Kờnh truy
nhp 1
Kờnh truy
nhp n
Kờnh lu
lng 1
Kờnh lu
lng m
.


Cỏc PN mó di


nh


a ch

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
ngun
tin

nhn tin

1.3. Cỏc k thut s lý v truyn dn vụ tuyn s h thng CDMA - IS95 :
1.3.1. S khi chung ca thit th thu phỏt vụ tuyn HTTT di ng:
Ký hiu : Tựy chn
Bt buc
Cỏc khi trờn bao gm : Lp khuõn, mó hoỏ ngun, mt mó, mó hoỏ kờnh,
ghộp kờnh, iu ch v a truy nhp cho thy quỏ trỡnh bin i tớn hiu t
ngun n mỏy phỏt, cỏc khi di cho thy quỏ trỡnh biộn i t mỏy thu n
ni nhn mỏy phỏt gm cỏc tng bin i nõng tn, khuych i cụng sut v
ng ten, mỏy thu gn ng ten, b khuych i tp õm nh, b bin i h tn v
khuych i trung tn. Trong cỏc bc s lý tớn hiu lp khuõn, iu ch v gii
iu ch l cỏc bc bt buc.
+ Lp khuõn thc hin bin i ngun tin v cỏc ký hiu s ngun tin
tng thớch vi quỏ trỡnh s lý h thng.
+ iu ch : Thc hin bin i cỏc ký hiu vo v cỏc dng súng thớch
hp vi kờnh truyn dn vụ tuyn.
+ Mó hoỏ ngun : Bin i tng t vo s, loi b cỏc thụng tin tha
khụng cn thit.
+ Mt mó hoỏ : Ngn khụng cho k l hiu c thụng tin v a vo cỏc
thụng tin gi.
Lp

khuõn
Mó hoỏ
ngun
Mt
mó
Mó hoỏ
kờnh
Ghộp
kờnh
iu
ch
Tri
ph
a thõm
nhp
TX

Lp
khuõn
Gii
mó
ngu

n

Gii
mt mó
Gii
mó
kờnh

Gii
ghộp
kờnh

Gii
iu
ch


Gii
tri
ph


a thõm
nhp
TX

ng b

Dng súng
s


Lung bớt

K ấ N H

Cỏc bớt kờnh

T cỏc ngun khỏc

u vo s

u ra s

Cỏc bớt kờnh

u cỏc ni nhn
khỏc


THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
+ Mã hố kênh : giảm xác xuất lỗi
+ Trải phổ : Tạo ra tín hiệu ít bị ảnh hưởng của nhiễu, tăng độ bảo mật
của tín hiệu.
+ Ghép kênh và đa truy nhập : Cho phép kết hợp với các đặc tính khác
nhau hoặc các nguồn khác nhau để chia sẻ tài ngun vơ tuyến.
1.3.2. Mã hố tiếng ở các hệ thống thơng tin di động CDMA :
* Codec tốc độ khả biến tăng cường, EVRC (Enhonced Variable Rate
Codec) EVRC cho phép giảm số bít cần thiết cho các hệ số dự đốn tuyến tính
và tổng hợp độ cao cho phép, nhờ vậy EVRC cho chất lượng tiếng cao hơn
EVRC cho phép giảm tốc độ bít trên khung cần để thể hiện độ cao và cho phép
bổ xung các bít cho kích thích ngẫu nhiên và bảo vệ kênh. EVRC phân loại tiếng
thành các khung 20MS : tồn tốc (8,55 Kbpf), tốc độ 1/2 (4Kbps) và tốc độ 1/8
(0,8 Kbps)
* Sơ đồ khối chức năng của EVRC :

Tiền sử
lý tín
hi
ệ
u

Đánh
giá
thơng
Mã hố
t
ố
c
đ
ộ


Mã hố
tốc độ 1
ho
ặ
c 1/2

Tạo
khn
gói

Xác
định tốc
đ
ộ

Gói được tạo khn

Tiếng được mã hố

Lệnh tốc độ ngoi

quyết định tốc độ


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
1.3.3. Th tc phỏt thu tớn hiu :
Tớn hiu s liu thoi (9,6 Kb/s) phớa phỏt c mó hoỏ lp, chốn v c
nhõn vi súng mang fo v mó PN tc 1,2288 Mb/s (9,6 Kb/s x 128).
Tớn hiu ó c iu ch i qua 1b lc bng thụng cú rng bng 1,25
Mhz, sau ú phỏt x qua ng ten.
u thu súng mang v mó PN ca tớn hiu thu c t ng ten a n
b tng quan qua b lc bng thụng rng bng 1,25 Mhz v s liu thoi
mong mun c tỏch ra tỏi to li s liu thoi nh s dng b tỏch chốn v
gii mó.
Hỡnh : S phỏt thu CDMA

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
1.3.4. Các đặc tính của CDMA :
1.3.4.1. Tính đa dạng của phẩn tập :
Trong hệ thống điều chế băng hẹp như điều chế FM analog sử dụng trong
hệ thống điện thoại tổ ong thì tính đa đường tạo nên nhiều pha đinh nghiêm
trọng, tính nghiêm trọng này được giảm đi trong điều chế CDMA băng rộng vì
các tín hiệu qua các đường khác nhau được thu nhận một cách độc lập.
Phân tập là 1 hình thức tốt để làm giảm pha đinh : Có 3loại phân tập :
+ Phân tập theo thời gian
+ Phân tập theo tần số - tín hiệu băng rộng 1,25 Mhz
+ Phân tập theo khoảng cách (theo đường truyền) 2cặp ăng ten thu của
BS, bộ thu đa đường và kết nối với nhiều BS (chuyển vùng mềm) phân tập theo
thời gian đạt được nhờ việc sử dụng việc chèn và mã sửa sai.
Hệ thống CDMA băng rộng ứng dụng phân tập theo tần số nhờ việc mở
rộng khả năng báo hiệu trong một băng tần rộng và pha đinh liên hợp với tần số
thường có ảnh hưởng đến băng tần báo hiệu (200÷300)KHz
1.3.4.2. Điều khiển công suất CDMA :
Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất 2chiều (Từ
BTS đến máy di động và ngược lại). Mục đích điều khiển công suất phát của
máy di động để cho tín hiệu phát của tất cả các máy di động trong một vùng
phục vụ có thể thu được với độ nhậy trung bình tại bộ thu của BS. Bộ thu
CDMA của BS chuyển tín hiệu thu từ máy di động tương ứng thành thông tin số
băng hẹp còn tín hiệu của các máy di động khác chỉ còn là tín hiệu tạp âm của
băng rộng.
Máy di động điều khiển công suất phát theo sự biến đổi công suất thu
được từ BS và điều khiển công suất phát tỷ lệ nghịch với mức công suất đo

được.
Hình :
Điều khiển công suất CDMA

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
BS thc hin chc nng kớch hot i vi mch úng iu khin cụng sut
t mỏy di ng n BS, BS so sỏnh tớn hiu thu c vi giỏ tr ngng v iu
khin cụng sut tng hay gim sau mi khong thi gian 1,25 MS. Mc ớch ca
iu khin cụng sut l lm gim cụng sut phỏt ca mỏy di ng khi ri hoc
gn BS, lm cho pha inh a ng thp, gim hiu ng búng rõm, gim giao
thoa i vi cỏc BS khỏc.
1.3.4.3. B mó - Gii mó thoi v tc s liu bin i :
B mó - gii mó ca h thng CDMA thit k vi cỏc tc bin i 8
Kb/s.
B mó - gii mó thoi phớa phỏt ly mu tớn hiu thoi to ra cỏc gúi tớn
hiu thoi c mó hoỏ dựng truyn ti b mó - gii mó.
1.3.4.2.1. iu khin cụng sut mch vũng h trờn kờnh hng v ca
CDMA :
Trong h thng CDMA tt c cỏc trm gc phỏt tớn hiu dn ng
cựng tn s v tt c cỏc mỏy di ng bt u ng b bng s dng cỏc tớn hiu
dn ng ny, v gc tn s v thi gian gii iu ch cỏc tớn hiu thoi s
c truyn i t mi trm gc, mỏy di ng o tng cng tớn hiu dn
ng t trm gc v cng tớn hiu nhn c t tt c cỏc trm gc. Nu
cng tớn hiu thu c cao cụng sut ca mỏy di ng gim xung, trng
hp tng t bin mụi trng kờnh xy ra thỡ thit b iu khin cụng sut mch
vũng theo kiu tng t vi vựng ng 85 db ỏp ng ngay trong 1ms. Cỏc kờnh
ng b t mi trm gc gm thụng tin v cụng sut phỏt ca cỏc kờnh dn
ng v mỏy di ng xỏc nh cụng sut phỏt s dng thụng tin ú khi s dng

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
cỏc chc nng ny cú th to ra s chờnh lch gia cụng sut phỏt v h s tng
ớch ca ng ten (ERP u ra) ca trm gc da trờn c s kớch thớch t bo.
1.3.4.2.2 iu khin cụng sut mch vũng kớn trờn kờnh hng v ca
CDMA :
Do s tỏch bit tn s 45 MHz gia kờnh hng i v hng v vt quỏ
di thụng liờn kt ca cỏc kờnh nờn mỏy di ng c gi thit l cỏc giỏ tr ca
tn hao hai a ng dn ging nhau, do khụng cú kh nng o suy hao ng
dn hng v mc dự cú 1chờnh lch gia suy hao a ng trờn kờnh hng i
o mỏy di ng v suy hao a ng ca kờnh hng v. Phng phỏp o
ny cung cp giỏ tr trung bỡnh chớnh xỏc cho cụng sut phỏt nhng 1 phng
phỏp ph c cn ti tớnh toỏn giao thoa Rayleigh ch ra cỏc tớnh cht khỏc
nhau trờn 2 kờnh.
bự giao thoa Rayleigh c lp nhau trờn cỏc kờnh hng i v hng
v, cụng sut phỏt ca mỏy di ng c iu khin bi cỏc tớn hiu t trm gc.
Cỏc b gii iu ch mi trm gc o t l tớn hiu trờn tp õm ca mỏy di
ng so sỏnh vi t l tớn hiu trờn tp õm ó ch nh v phỏt cỏc lnh iu
khin ti mỏy di ng qua kờnh hng i. Lnh iu khin c phỏt ra t trm
gc tng hay gim cụng sut phỏt ca mỏy di ng so vi giỏ tr thit lp ban
u (thng l 0,1 dB) c phỏt 1,25 ms mt ln lnh iu khin u ra cú th
theo dừi giao thoa Rayleigh trờn kờnh hng v.
Cỏc b iu khin h thng MSC cung cp cỏc b iu khin cho mi
trm gc vi t l tớn hiu trờn tp õm da vo t l li ca cỏc mỏy di ng
c phỏt ti b iu khin kờnh c s dng cho xỏc nh tng hay gim cụng
sut phỏt ca mi mỏy di ng.
1.3.4.2.3. iu khin cụng sut trờn kờnh hng i ca CDMA :
Cỏc tớn hiu cụng sut phỏt c iu khin bi thụng tin iu khin phỏt
i t trm gc. Khi xy ra s suy gim ỏng k trờn kờnh hng i trong mt

vựng nht nh v nu cụng sut phỏt khụng tng lờn thỡ cht lng thoi ca
cỏc cuc gi qua kờnh ny gim xung di tiờu chun cht lng. iu
khin cụng sut trờn kờnh hng i trm gc gim theo chu k cụng sut phỏt ra
ti mỏy di ng, gim cụng sut ra nh vy duy trỡ cho n khi cỏc mỏy di ng
yờu cu cụng sut ra b xung nh dũ thy tng t l li khung v trm gc tng
cụng sut phỏt ra vi s gia 0,5 db. S tng gim cụng sut ra c thc hin
mt ln cho mi khung mi ting núi tc l c trung bỡnh 12 n 20 ms chm
hn tc tng hay gim cụng sut ra trờn kờnh hng v, vựng ng tng hay
gim cụng sut ra cú th iu khin ti 6 db xung quanh cụng sut ra trung
bỡnh.
cỏc bit thụng tin
truy nhp

Cng 8
bit mó
hoỏ
cui
B mó
hoỏ cun
r=1/3 k=9

Lp ký
hiu

Chốn
kh

i

iu ch

trc giao
64 -ary
4.4

kb/s 4.8 kb/s 14.4 kb/s 28.8 kb/s 28.8 kb/s
Ký
hiu
mó

Ký
hiu
mó

Ký
hiu
mó

Ký hiu iu ch
(Xung Walsh)
4.8 kb/s (307.2 kc/s
B to
mó di

Chui s li kờnh
1
(1.2288 Mc/s)

D
B lc
b

ng
B lc
b

ng
Q

S(t)




I(t)
Cos(2T,fct)
Sin(2T,fct)
Q
(t)

Chui s liu kờnh Q
(1.2288 Mc/s)
Xung PN

(1.2288 Mc/s)
1/2 xung PN

Tr = 406.9 ns
Mt n mó di
cỏc bit thụng
tin tkờnh lu

llng v
(172, 80, 40
hoc 16
bit/khung)

Cng ch
th cht
lng
khung cho
tc
9600
v 4800
bit/s
Cụng 8 bit
mó hoỏ
cui

B mó
hoỏ
cun
r=1/3
k=9

Lp
ký
hi

u

Chố

n
kh

i

8.6 kb/s

4.0 kb/s
2.0 kb/s
0.8 kb/s
9.2 kb/s

4.4 kb/s
2.0 kb/s
0.8 kb/s
9.6 kb/s

4.8 kb/s
2.4 kb/s
1.2 kb/s

28.8 kb/s

14.4 kb/s
7.2 kb/s
3.6 kb/s
28.8 kb/s

A

Ký
hiu
mó

Ký
hiu
mó

4.8 kb/s (307
.2 kc/s)

B to
mó di

Chui s li kờnh
1
(1.2288 Mc/s)

D

B lc
b

ng
B lc
b

ng
Q

S(t)




Cos(2T,fct)
Sin(2T,fct)
Q(t)
Chui s liu kờnh Q
(1.2288 Mc/s)
Xung PN

(1.2288 Mc/s)
1/2 xung PN

Tr = 406.9 ns
Mt n mó di
B

C

Ký
hiu
mó

D

iu
ch trc
giao

To
chựm
s
lliu
ng

u
E

F

G

E

Ký hiu
iu ch
(xung Walsh)

Tc s liu khung

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
(Hình vẽ : Cấu trúc kênh CDMA hướng về)

Giải mã thoại phía thu, phía thu sẽ giải mã các gói tín hiệu thoại thu được
thành các mẫu tín hiệu thoại, hai bộ mã giải thoại thông tin với nhau ở 4 nấc tốc
độ truyền dẫn là 9600 b/s, 4800 b/s, 2400 b/s, 1200 b/s.
1.3.4.4. Bảo mật cuộc gọi :

Hệ thống CDMA cung cấp chức năng bảo mật cuộc gọi cao và về cơ bản
tạo ra xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìn kiếm và sử dụng bất hợp pháp kênh
RF là khó khăn đối với hệ thống tổ ong số CDMA vì tín hiệu đã được trộn
(Seranbling)
1.3.4.5. Chuyển vùng mềm :
Trong hệ thống Analog và hệ thống TDMA số chấp nhận hình thức
chuyển mạch "cắt trước khi nối" thì chuyển vùng mềm trong hệ thống CDMA
chấp nhận hình thức "Nối trước khi cắt". Sau khi cuộc gọi được thiết lập máy di
động tiếp tục tìm tín hiệu của BS bên cạnh với cường độ tín hiệu của ô đang sử
dụng nếu cường độ tín hiệu đạt đến mức nhất định nào đó khi đó máy di động đã
chuyển sang vùng phục vụ của một BS mới và trạng thái chuyển vùng mềm
được thực hiện, máy di động chuyển 1bản tín điều khiển đến MSC để thông báo
cường độ tín hiệu và số liệu của BS mới trong khi vẫn dữ đường kết nối ban
đầu. Trong trường hợp máy di động đang trong một vùng chuyển đổi giữa hai
BS thì cuộc gọi được thực hiện bởi cả hai BS sao cho chuyển vùng mềm có thể
thực hiện được mà không có hiện tượng ping poong giữa chúng, BS ban đầu cắt
đường kết nối cuộc gọi khi việc đầu nối cuộc gọi với BS mới đã thực hiện thành
công.
1.3.4.6. Dung lượng, dung lượng mềm :
Hiệu quả của tái sử dụng tần số trong CDMA được xác định bởi tỷ số tín
hiệu/nhiễu tạo ra không chỉ từ 1BS mà từ tất cả các người sử dụng trong vùng
phục vụ. Nếu tỷ số công suất tín hiệu thu được đối với cường động công suất tạp
âm trung bình mà lớn hơn ngưỡng thì kênh đó có thể cung cấp một chất lượng
tín hiệu tốt. Các tham số xác định dung lượng của hệ thống CDMA gồm : độ lợi
sử lý, tỷ số Eb/No (Bao gồm cả giới hạn pha đinh yêu cầu), chu kỳ công suất
thoại, hiệu quả tái sử dụng tần số và số lượng búp sóng của ăng ten BS.

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
1.4. Trải phổ :

1.4.1. Hệ thống trải phổ trực tiếp DS : Direct Sequency
Hệ thống DS là sự điều chế các dãy mã đã được điều chế thành dạng sóng
điều chế trực tiếp, hệ thống này có dạng tương đối đơn giản vì chúng không yêu
cầu tính ổn định nhanh hoặc tốc độ tổng hợp tần số cao.
1.4.1 1. Nguyên lý :
Nguyên lý của phương pháp DS - CDMA cho ở hình vẽ :


THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Bn tin ca tớn hiu s cn phỏt Mi(t) dng mó NRZ lng cc vi Mi(t)
= 1 c a lờn vi chui mó Ci(t) c to ra t mt b to chui c hai gi
ngu nhiờn PRBS (Psen do Random Binary Sequency Generator) tc ca bn
tin gi l tc bớt Rb, Rb nh hn nhiu so vi tc ca chui mó c gi
l tc chớp Rc. Mi lung s ca mi kờnh s c b to mó to ra mt
chui PRBS tng ng Ci(t), cú di L, mi bớt cú lõu bng lõu ca
chui mó Tb = Tx x L, Ci(t) cú tc cao hn nhiu so vi Rb = 1/Tc ca tớn
hiu s cn phỏt do ú ph ca tớn hiu gi ngu nhiờn rng hn nhiu ph ca
tớn hiu s cn phỏt. Do ph rng v cụng sut phỏt khụng thay i nờn tớn hiu
PRBS cú biờn mt ph rt thp.
1.4.1.2. c tớnh ca tớn hiu DS :
iu ch DS l iu ch 2pha. Dóy mó c a vo b iu ch cn
bng cú u ra lm súng mang. RF iu ch 2pha, súng mang cú lch pha
1800 gia pha 1 v pha O theo dóy mó.
Tớn hiu thu c khuych i v nhõn vi mó ng b liờn quan ti u
phỏt v u thu, khi ú nu cỏc mó ti u phỏt v u thu c ng b thỡ
súng mang c tỏch pha ln hn 1800 v súng mang c khụi phc cỏc súng
mang bng tn hp ny i qua b lc bng thụng c thit k ch cho cỏc súng
mang iu ch bng gc i qua.
rng bng RF ca h thng DS nh hng n hot ng ca h thng

mt cỏch trc tip nu bng l 2KHz thỡ li s lý gii hn l 20 KHz.
1.4.3. iu ch QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) :
Sau khi c tri ph bi hai chui PN hoa tiờu vuụng gúc hai lung I v
Q cú khỏc pha 90
0
c a lờn hai b lc bng thụng v c iu ch khoỏ
chuyn pha 4 trng thỏi. Tớn hiu sau iu ch QPSK c xỏc nh theo cụng
thc sau :
S(t) = A.cos(2fct + t)
Trong ú : - fc : tn s súng mang
- A : biờn súng mang ó c iu ch xỏc nh theo cụng thc
sau : A=
-
t
: pha ca súng mang ó c iu ch

Quan h gia cỏc trng thỏi pha ca tớn hiu QPSK v cỏc ký hiu I, Q
I Q

t

O
1
O
0

/4
3/4

=
)(
)(
tan
tI
tQ
gar
t

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
1
1
1
0
5

/4
7/4
S b iu ch QPSK :
1.5. Bỏo hiu : h thng CDMS - IS95 :
1.5.1. M u :
Tt c cỏc giao din vụ tuyn gm c CDMA v CDMA bng rng u
tha hng cỏc c tớnh t giao thc tng t, ngoi ra chỳng cú cỏc dch v
da trờn tiờu chun c s IS41 cho thụng tin gia cỏc h thng, ng dng qun
lý di ng MMAP (Mobiliti Management Application Part) cho bỏo hiu t trm

gc n trung tõm chuyn mch di ng.
1.5.5. Cỏc dch v c s :
Trc khi MB cú th khi xng hay tip nhn cuc gi nú phi ng ký
vi h thng di ng. Tr trng hp gi khn, mi MS c cho mt s nhn
dng tm thi TMSI (Temporaty Mobile Station Identity), MIN (Mobile
Identication Number) s lý cuc gi sau ny.
- Quỏ trỡnh ng ký :
MS thụng bỏo cho nh cung cp dch v v s cú mt ca nú h thng
v mong mun nhn c dch v t h thng ny.
* ng ký theo khong cỏch : c thc hin khi khong cỏch gia BS
hin thi v BS m MS ng ký ln cui cựng vt quỏ ngng.
* ng ký t trc : c thc hin khi h thng t thụng s kờnh
tỡm gi ch th rng tt c hoc mt s MS phi ng ký.
* ng ký khi thay i thụng s : c thc hin khi cỏc thụng s hot
ng MS b thay i.
1

1
+
B chuyn
song song
Lc kờnh
90
0


Lung
bớt nh
phõn
u

vo
S bớt
chn
S bớt
l
QPSK
TCXO

1
+
1


THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
* ng ký tt ngun : c thc hin khi trm di ng tt ngun
* ng ký bt ngun : c thc hin khi MS bt ngun thụng bỏo
cho mng MS sn sng gi hoc thu cuc gi.
* ng ký theo nh thi : Thc hin khi b nh thi MS ó chy ht
thi gian th tc ny cho phộp xoỏ d liu ca MS.
* ng ký theo vựng : c thc hin khi MS vo vựng mi ca h thng
vựng phc v cú th c chia thnh cỏc vựng nh hn gi l vựng nh v MS
nhn dng vựng nh v hin thi trờn c s cỏc thụng s c phỏt trờn kờnh
tỡm gi ng i.
* ng ký kờnh lu lng xy ra khi MS n nh kờnh lu lng BS cú
th thụng bỏo cho MS rng nú ó c ng ký.
1.5.2.1. Lu gi ng ký khi nú ang nghe kờnh tỡm gi :
1- MS quyt nh rng nú phi ng ký vi h thng
2- MS nghe kờnh tỡm gi c mt khu RAND
3- MS gi bn tin n BS vi nhn dng trm di ng Quc t (IMSI),

RAND tr li nhn thc (AUTHR) v cỏc thụng s khỏc cn thit theo yờu cu
ng ký.
4- BS cụng nhn RAND
5- BS phỏt bn tin ISDN REGISTER n MSC
6- MSC nhn bn tin REGISTER v gi mt bn tin n VLR qun lý
7- Nu MS cha ng ký vi VLR phỏt bn tin REG NOT (thụng bỏo
ng ký n HLR ca ngi s dng, ni cha ISMI v cỏc d liu cn thit
khỏc)
8- HLR nhn bn tin REG NOT v cp nht c s d liu ca mỡnh (Lu
d v trớ ca VLR phỏt bn tin REG NOT)
9- HLR phỏt bn tin RECAN (Hu ng ký) n VLR c trc õy MS
ng ký VLR ny hu ng ký trc õy ca MS.
10- VLR c gi tr li bn tin khng nh giỏ tr m qỳa kh cuc gi
CHCNT (Call History Count).
11- Khi ny HLR gi tr li bn tin tr li REG NOT n VLR mi v
chuyn thụng tin m VLR cn (Chng hn lý lch ngi s dng, nhn dng v
mng liờn tng i, khoỏ bớ mt dựng chung nhn thc v giỏ tr hin thi ca
CHCNT). Nu ng ký tht bi (Do ISMI sai, dch v khụng c phộp, khụng
tr tin cc ) thỡ bn tin m REG NOT s cha ch th tht bi.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
12- Khi nhận được bản tin trả lời REG NOT từ HLR, VLR ấn định một số
nhận dạng trạm di động tạm thời TMSI sau đó gửi bản tin trả lời thông báo đăng
ký đến MSC.
13- MSC nhận được bản tin này lấy ra số liệu và gửi bản tin ISDN
REGISTER đến BS.
14- BS nhận bản tin REGISTER (Đăng ký) và chuyển nó đến MS để
khẳng định đăng ký.

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM

MS BS MSC VRL mới HLR VLR cũ

Quyết
định
đă
ng ký

1.


2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10

.

11
.

12
.

13
.

14
.

Chập nhật
Dữ liệu
REGISTER

ISDN REGISTER

IS41 REC NOT

IS41 RECAN

Khẳng định

Khẳng định

REGISTER

Trả lời RENOT

Trả lời RENOT

ISDN REGISTER

Xác nhận
RAND

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
1.5.2.2. Khi xng cuc gi :
Khi xng cuc gi l dch v trong ú ngi s dng MS gi mt mỏy
in thoi khỏc trong mng in thoi trờn ton th gới, õy l hot ng cng
tỏc gia MSC, VLR v BS.
Cỏc bc la cuc gi :
1- MS s lý Origination Request (Yờu cu khi xng) t ngi s dng
v phỏt nú n BS.
2- BS phỏt PC SAP Qualification Request (Yờu cu phõn loi) PC SAP
n BS.
3- VLR gi tr Qualification Request Response (Tr li yờu cu phõn
loi) n BS.
4- BS s lý bn tin ISDN setup (thit lp ISDN) v gi nú n MSC.
5- MSC gi bn tin a ch khi u (IAM) bỏo hiu s 7 (ISUP phn
ngi s dng ISDN) n tng i kt cui (c nh hay di ng)
6- ng thi MS gi tr bn tin ISDN call proceding (ang tin hnh gi
ISDN) n BS.
7- BS n nh kờnh lu lng cho MS.
8- MS iu chnh n kờnh lu lng v khng nh n nh kờnh lu
lng.

9- Tng i kt cui kim tra trng thỏi mỏy thoi b gi v gi tr bn tin
bỏo hiu s 7 hon thnh a ch (ACM) n MSC.
10- MSC gi tr bn tin bỏo chuụng ISDN n BS.
11- MSC thc hin chuụng ti ngi s dng.
12- Ngi s dng kt cui tr li
13- Tng i kt cui gi bn tin bỏo hiu s 7 tr li (ANM) n MSC.
14- MSC phỏt bn tin kt ni ISDN (ISDN CONN) n BS.
15- MSC ngng chuụng v thc hin kt ni mng.
16- BS gi tra bn tin cụng nhn kt ni ISDN (ISDN CONN ACK).
17- Hai phớa thit lp truyn tin.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Các bước chi tiết của lưu đồ cuộc gọi như sau :
MS BS MSC VRL mới HLR
Chuyển mạch


Trả lờiYêu cầu phân
lo
ạ
i
PCSAP


Y êu cầu phân loại
PCSAP

ISDN SETUP

Khởi xướng
Cuộc gọi từ MS
1.


2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.
ISDN Call Proc

Báo chuông ISDN


Đổ chuông

SS7 IAM

ấn kênh
lưu lượng

Khẳng định
ấn định

SS7 ACM

Người sử
dụng trả lời

SS7 ANM

ISDN CONN

ISDN CONN ACK

Ngừng báo chuông
thực hiện kết nối
Hai phía hội thoại

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN