Báo cáokỹ thuật trải phổ Đồ Án Mô phỏng kỹ thuật

Mô phỏng kỹ thuật trải phổ ứng dụng trong
mạng di động CDMA
Giáo Viên Hướng Dẫn :
Hà Nội 10/2013
Vũ Mạnh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện :
HỌC VIỆN KĨ THUẬT QUÂN SỰ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đào Thanh Cần
Nội dung

Giới thiệu chung về kỹ thuật trải phổ

Kỹ thuật trải phổ trực tiếp và ứng dụng trong
mạng CDMA

Mô phỏng trải phổ trực tiếp


Lịch sử:

Kỹ thuật trải phổ được đưa ra đầu tiên vào năm 1941 khi nữ
diễn viên Hedy Lamarr và nghệ sĩ dương cầm George Antheil
miêu tả kỹ thuật sử dụng vô tuyến để điều khiển ngư lôi và nhận
được bằng sáng chế ở Mỹ.

Vào những năm 1950, nó ứng dụng trực tiếp lý thuyết thông tin
của Shanon. Do có nhiều ưu điểm nên đã trở thành kỹ thuật
quan trọng trong hệ thống thông tin.


Kỹ thuật trải phổ được thực hiện bằng cách điều chế lần hai một tín
hiệu đã được điều chế bình thường để tạo ra dạng sóng mang
tương tự nhiễu.

Phân loại:

Trải phổ chuỗi trực tiếp

Trải phổ nhảy tần

Trải phổ dịch thời gian.
Kỹ thuật Trải Phổ

Một hệ thống được gọi là trải phổ nếu thỏa mãn
những tính chất sau:

Tín hiệu được phát chiếm độ rộng băng tần lớn
hơn độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết để phát
thông tin.

Trải phổ được thực hiện bằng một mã độc lập với
số liệu gọi là chuỗi giả ngẫu nhiên PN.

Chú ý: không áp dụng cho các hệ thống sử dụng
điều chế FM vì độ rộng của các hệ thống này phụ
thuộc vào độ rộng băng tần của nguồn.
Tính chất Trải Phổ

Trải phổ là một kỹ thuật mà dạng sóng điều chế
được điều chế hai lần, để tạo thành tín hiệu có độ

rộng băng tần được trải rộng.

Tín hiệu này không gây nhiễu đáng kể cho những
tín hiệu khác, nhờ phương thức điều chế lần thứ
hai với tín hiệu giả ngẫu nhiên bề rộng băng tần
được trải rộng.

Trong kỹ thuật trải phổ nhiều người sử dụng,
những người sử dụng này được phân biệt nhau
nhờ dùng một mã đặc trưng khác nhau đó là mã
giả ngẫu nhiên.
Nguyên lý Trải Phổ
Nguồn dữ liệu gốc
Phát chuỗi giả
ngẫu nhiên PN
Bộ điều chế và
máy phát
Phát chuỗi giả
ngẫu nhiên PN
Dữ liệu gốc
thu được
Máy thu và bộ
giải điều chế
Sơ đồMáy phát
Sơ đồ Máy thu

Khả năng chống nhiễu cao

Truyền đa tia


Tính bảo mật

Đa truy nhập phân chia theo mã (ứng dụng
CDMA).

Gia tăng dung lượng và công suất phổ trong hệ
thống thông tin cá nhân tế bào di động
Ưu điểm kỹ thuật trải phổ

Ngày nay công nghệ trải phổ đã được sử dụng
rộng rãi đặc biệt trong các hệ thống thông tin
quân sự bởi nó có khả năng bảo mật và nhiều ưu
điểm khác mà nó mang lại.

Công nghệ trải phổ được sử dụng trong hệ thống
thông tin di động CDMA, mang lại một loạt ứng
dụng khác như giảm mật độ năng lượng, độ định
vị cao.
Ứng dụng của kỹ thuật Trải Phổ
Mã Trải Phổ

Mã trải phổ là dãy tín hiệu giả ngẫu nhiên (giả
tạp âm trắng) được tạo ra đồng bộ để trải phổ ở
máy phát, và nén phổ ở máy thu đối với phổ
được truyền đi.

Mã trải phổ không những để trải phổ mà còn
là chìa khoá để chọn ra tín hiệu trạm gốc phát
cho nó trong môi trường CDMA


Những mã giả ngẫu nhiên PN giữ vai trò quan
trọng trong hệ thống trải phổ.


Mã PN được tạo ra độc lập ở nhiều vị trí (cả
máy phát lẫn máy thu).

Mã trải phổ không hoàn toàn ngẫu nhiên mà
cần phải xác định được.

PN là tín hiệu chu kỳ xác định ở cả máy phát
và máy thu.

Mã PN có tính thống kê của một tạp âm trắng
AWGN, nó có thể biểu hiện ngẫu nhiên.

Mỗi quá trình thu phát CDMA đều được trải
phổ.
Mã Trải Phổ
Cách loại mã Trải Phổ PN
Mã trải phổ PN có rất nhiều loại nhưng
thường dùng nhất là:

Chuỗi m(chuỗi cực dài)

Chuỗi Gold

Chuỗi Walsh.

Hệ thống DS (nói chính xác là sự điều chế các

dãy mã đã được điều chế thành dạng sóng điều
chế trực tiếp) là hệ thống được biết đến nhiều
nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ.

Chúng có dạng đơn giản vì chúng không yêu
cầu tính ổn định nhanh hoặc tốc độ tổng hợp
tần số cao .
Hệ thống trải phổ trực tiếp (DS/SS)

Mô phỏng hệ thống thu phát trải phổ trực tiếp nhằm đánh giá
tỷ lệ lỗi bít (BER) phụ thuộc tỷ số tín/tạp và phụ thuộc số
lượng người sử dụng.

Hệ thống mô phỏng bao gồm các thành phần sau:

Máy phát trải phổ trực tiếp

Máy thu trải phổ trực tiếp

Mô hình của kênh truyền sử dụng kênh truyền đa đường có
tác động của nhiễu trắng phân bố Gaussian.

Số lượng người dùng đồng thời trong hệ thống (số lượng
người phát tín hiệu đồng thời) có thể thay đổi

Tỷ số tín/tạp tại máy thu thay đổi trong một khoảng cho
trước

Sử dụng điều chế BPSK
Mô phỏng hệ thống trải phổ trực tiếp

Sơ đồ mô phỏng
PN
Dữ liệu
vào
Sóng mang f
c
Điều chế
BPSK
PN
m
k
S
d
(t)
S
ss
(t)
P(t)
Sơ đồ máy phát DS-SS
Sơ đồ máy thu DS-SS
m
k
S
ss
(t)
PN
Sóng mang f
c
Dữ liệu
Giải điều chế

BPSK
Bộ lọc dải
thông
p(t)

Số lượng người dùng đồng thời: 100

Độ dài chuỗi tín hiệu gốc tính theo bit: 256

Tỷ số tín/tạp: -2 ÷ +6 với bước tăng 0,5
Kết quả mô phỏng (1)

Số lượng người dùng đồng thời: 150

Độ dài chuỗi tín hiệu gốc tính theo bit: 256

Tỷ số tín/tạp: -2 ÷ +6 với bước tăng 0,5
Kết quả mô phỏng (2)

Số lượng người dùng đồng thời: 200

Độ dài chuỗi tín hiệu gốc tính theo bit: 256

Tỷ số tín/tạp: -2 ÷ +6 với bước tăng 0,5
Kết quả mô phỏng (3)

Số lượng người dùng đồng thời: 250

Độ dài chuỗi tín hiệu gốc tính theo bit: 256


Tỷ số tín/tạp: -2 ÷ +6 với bước tăng 0,5
Kết quả mô phỏng (4)

Khi tăng tỷ số tín/tạp, thì tỷ lệ lỗi bít giảm dần.

Khi tỷ số tín/tạp đạt một giá trị nhất định, thì tỷ lệ lỗi bít giảm
rất thấp, thậm chí giảm về 0 (trong ví dụ 1, khi tỷ số tín/tạp >
3,5 thì tỷ lệ lỗi bít giảm về 0).

Số lượng người sử dụng đồng thời trong mạng ảnh hưởng đến
tỷ lệ lỗi bit với cùng một tỷ số tín/tạp. Ví dụ, khi tỷ số tín/tạp
bằng 1, thì tỷ lệ lỗi bít của các ví dụ trên như sau:
Nhận xét
TT Số lượng người dùng Tỷ lệ lỗi bit
1 100 0,0045
2 150 0,0051
3 200 0,0059
4 250 0,0115

Khi số lượng người dùng tăng lên, thì giá trị lớn
nhất của tỷ số tín/tạp mà ở đó tỷ lệ lỗi bít giảm về
0 cũng tăng lên. Điều đó, chứng tỏ sự ảnh hưởng
của số lượng người sử dụng đồng thời trong
mạng.

Tỷ lệ lỗi bit tương đối thấp kể cả khi tỷ số tín/tạp
nhỏ (thậm chí khi tỷ số tín/tạp bằng 0) chứng tỏ
khả năng chống nhiễu tốt của kỹ thuật trải phổ
trực tiếp.
Nhận xét

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy và các bạn
đã ủng hộ và giúp đỡ em hoàn thành bài tập
này .
Về Đầu Về Đầu