DSpace at VNU: So sánh và đánh giá chất lượng của hệ thống DS-CDMA và hệ thống MC-CDMA qua kênh phading đa đường và nhiễu

T ạp chí Khoa học Đ H Q G H N , K hoa h ọc T ự n h iên và C ông ng h ệ 23(2007) 135-144

So sánh và đánh giá chât lượng của hệ thông DS-CDMA và
hệ thống MC-CDMA qua kênh pha đinh đa đường và nhiễu
N g u y ễ n N g ọ c T i ê n 1'* , T r ị n h A n h V ũ 2
1 Bộ B ư u ch ín h -V iễ n thô n g , 18 N g u y ễ ĩí D u , H à N ộ i V iệt N a m
2 Đ ạ i học Q u ố c g ia H à N ộ i, 144 X u â n T h ủ y , Cấu G iấy, H à N ộ i V iệt N a m
N h ậ n n g ày 2 th án g 6 năm 2007
T óm tắt. Bài b áo n ày đ á n h giá h iệu n ăn g thiết lập băng rộng của kỹ th u ậ t C D M A chuỗi trự c tiếp
đ ơn só n g m an g (DS-CDM A) và kỷ th u ậ t CDM A đ a sóng m a n g (M C-CDM A) q u a kên h p h a đin h
Rayleigh chọn lọc tầ n số. C ả h ai hộ th ố n g đ ểu có khả năn g h ạn c h ế đ ư ợ c p ha đ in h đ a đ ư ờ n g hơn
các hộ th ố n g b ăn g h ẹ p th ô n g th ư ờ n g . N h ờ kỹ th u ậ t p h â n tập, hai hệ th ố n g n ày đ ã h ạn chô' ản h
h ư ờ n g của k ên h tru y ể n và tác đ ộ n g của nhiều. T rong khi hệ th ố n g DS-CDM A s ừ d ụ n g m áy thu
RAKE đ ể giải q u y êt các th à n h p h ẩ n đ a đ ư ờ n g thì h ệ th ố n g M C-CDM A chi cần sử d ụ n g m ột bộ th u
tư ơ n g q u a n đ ơ n g iả n cho m ỗ i só n g m ang. T uy nhiên, giải p h á p M C-CDM A có h iệu n ăn g tốt hom
giải p h á p DS-CDM A tro n g việc k h ử n h iễu băn g tần cục bộ củ n g n h ư có k hả n ăn g h ỗ trợ m ột s ố lớn
người d ù n g tro n g hệ th ô n g với m ộ t hiộu n ă n g cho trước.

p h ổ xác đ ịn h trư ớ c , d o đ ó đ ộ tă n g ích x ử lý

1. G iớ i th iệ u

của h ệ th ô n g là m g iả m ả n h h ư ờ n g c ủ a n h iễ u

G ầ n đ â y , m ộ t h ệ th ô n g C D M A m ớ i d ự a
trê n s ự kết h ợ p kỹ th u ậ t C D M A v à O F D M đ ã

[6 , 7]. T h ê m v à o đ ó b ộ lọc triệ t n h iễ u có thê’
s ử d ụ n g đ ê ’ triệ t n h iễ u b ă n g h ẹ p . T u y n h iê n ,

đ ư ợ c n g h iê n c ứ u , đ ể x u ấ t là râ't có k h ả n ă n g

đ ô l v ớ i n h iễ u b ă n g tẩ n cụ c b ộ có b ă n g th ô n g

g iả m ả n h h ư ớ n g c ủ a k ê n h p h a đ in h R a y le ig h
đ a đ ư ờ n g c h ọ n lọc tầ n s ố [1-4]. H ơ n n ử a , h ệ

rộ n g th ì n ó ả n h h ư ở n g r ấ t m ạ n h đ ê h c h ấ t
lư ợ n g c ù a h ệ th ố n g D S-C D M A . Bài b á o n ày

th ố n g n ày có h iệ u s u ẩ t p h ố r ấ t c a o v à d ễ th ự c
h iệ n FFT [5]. C ác tín h iẹ u D S -C D M A có b ă n g
th ô n g rộ n g có t h ể là đ ô i tư ợ n g c h ịu ả n h

tậ p tr u n g n g h iê n c ứ u p h â n tích v à đ á n h giá
châ't lư ợ n g h ệ th ố n g trả i p h ổ d ã y trự c tiế p
D S -C D M A v à h ệ th ố n g trả i p h ổ đ a só n g
m a n g M C -C D M A (03 s ó n g m a n g ) v ớ i s ự có

h ư ở n g p h a đ in h đ a đ ư ờ n g c h ọ n lọ c tầ n số.
N g a y cả k h i tôc đ ộ d ữ liệ u th â p v à c a n n h iễ u
x u y ê n ký tự ISI (In te rS y m b o l In te ríe re n c e )

m ặ t củ a n h iễ u b ă n g tầ n cụ c bộ. H ệ th ô n g
M C -C D M A d ự a v à o s ự k ế t h ợ p C D M A v à
O F D M (tứ c là c h u ỗ i d ữ liệu n h â n v ớ i ch u ỗ i

k h ô n g đ á n g k ể th ì p h a đ in h đ a đ ư ờ n g c ủ n g
có th ế làm c h o châ't lư ợ n g c ủ a h ệ th ô n g k é m

trả i p h ổ đ ư ợ c đ iề u ch ê' O F D M trê n N só n g

đ i d o can n h iễ u g iữ a các c h ip IC I (In te rC h ip

m a n g ) là râ't m ạ n h đ ô i v ớ i k ê n h p h a đ in h đ a

In te ríe re n c e ). K h ả n ă n g c h ô n g lại n h iễ u ở h ệ
th ô n g D S -C D M A đ ạ t đ ư ợ c n h ờ s ự tư ơ n g

đ ư ờ n g c h ọ n lọ c tầ n sô' có h iệ u s u ấ t p h ổ cao

q u a n g iữ a tín h iệ u th u đ ư ợ c v ớ i c h u ỗ i trả i

Bài b á o đ ư ợ c tổ c h ứ c n h ư sau : P h ẩ n 2
p h â n tích k ê n h p h a đ in h đ a đ ư ờ n g v à n h iễ u

v à y ê u c ẩ u tổ c đ ộ c h íp th â p h o n .

b ă n g tầ n c ụ c b ộ . P h ầ n 3 m ô tả sơ b ộ h ệ th ô n g

Tác giả liên hệ. ĐT: 84-4-9454674
E-mail: nnl964tienSyahoo.com

D S -C D M A v à h ệ th ố n g M C -C D M A . P h ẩ n 4
135


N.N. Tiến, T.A. Vũ / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) 135-144

136

là các k ết q u ả m ô p h ò n g b ằ n g M A TLA B
đ á n h giá chi tiêu châ't lư ợ n g c ủ a h ệ th ố n g trả i
p h ố d ã y trự c tiế p D S -C D M A v à h ệ th ô n g trả i
p h ố đ a só n g m a n g M C -C D M A tro n g đ iề u
k iện k ên h p h a đ in h R a y le ig h đ a đ ư ờ n g ch ọ n
lọc tần sô' v ó i s ự có m ặ t c ù a n h iễ u b ă n g tầ n
cụ c bộ. P h ầ n 5 đ ư a ra các k ế t lu ậ n .

2. K ê n h v à n h iễ u b ă n g tầ n cụ c b ộ
2 .1.

H ìn h 1. M ật đ ộ p h ổ công s u ấ t của nh iễu
b ă n g tầ n cục bộ.

Kênh pha đinh

D ạ n g c an n h iễ u b ă n g tầ n c ụ c b ộ là tạ p âm

N g u y ê n n h â n g ây ra p h a đ in h là d o s ự
tru y ề n só n g đ a đ ư ờ n g , p h ía m á y th u th u
đ ư ợ c n h iề u tín h iệ u p h ả n xạ v à k h ú c xạ có
b iê n đ ộ và p h a k h á c n h a u . K ên h ờ đ â y đ ư ợ c

trắ n g G a o -x ơ có b ă n g tầ n g iớ i n ộ i v ó i m ậ t đ ộ
p h ổ cô n g suâ't tro n g k h o ả n g

k ên h đ ô i v ó i tín h iệ u ờ d ạ n g tầ n sô' th â p
tư ơ n g đ ư ơ n g giá trị p h ứ c có th ể b iể u d iễ n
d ư ớ i dạng:

+ĨỊ1

là

g iả thiê't là k ên h p h a đ in h R ay le ig h b iế n đ ố i
c h ậ m ch ọ n lọc tầ n số. Đ á p ứ n g x u n g củ a

_ -L < 1/1 <

J>6

(3)

2

v à b ằ n g 0 ở n h ữ n g p h ầ n k h á c f} , Wj và n}

là tần SỐ trung tâm, băng thông và biên độ
c ủ a n h iễ u . Đ ế đ á n h g iá châ't lư ợ n g củ a hệ
th ố n g d o tá c đ ộ n g c ủ a n h iễ u b ă n g tầ n cục bộ

K = ÌL 2 « t e - * ' e - ^ lT' \
/=0

(1)

th ì th ô n g s ố cần xác đ ịn h là ISR = cô n g suâ't
n h iễ u b ă n g tầ n c ụ c b ộ / c ô n g su â't tín hiệu.

ở đ â y L là s ố đ ư ơ n g tru y ề n có th ể x ử lý. B iên

độ đ ư ờ n g bao

a /,

{/ = 0 , 1,.. ., L - 1 }

cù a

3. H ệ th ố n g D S -C D M A và M C -C D M A

từ n g đ ư ờ n g là b iê n n g ẫ u n h iê n R a y le ig h đ ộ c

lập;

pha

{l = 0 , 1,...,L -

củ a
1}

từ n g

đường

ĩp ị

là b iế n n g ẫ u n h iê n i.i.d

(in d e p e n d e n t id e n tic a lly d is tr ib u te d ) p h â n bô'

đ ể u tro n g k h o ả n g (0, 27ĩ) v à U)m là tầ n s ố g ó c
củ a só n g m a n g th ứ m. CV/ có h à m m ậ t đ ộ xác
x u ấ t n h ư sau:
/» ,(* ) =

2 .2.

3.1. Hệ thôhg DS-CDMA
G iả s ử có K n g ư ờ i s ử d ụ n g tro n g hệ
th ô n g D S -C D M A , n g ư ờ i s ử d ụ n g th ứ k p h á t
đ i c h u ỗ i dị(t) đ iề u ch ê ' c h u ỗ i trả i p h ổ c*(t)
đ ộ c n h â 't đ ô l v ớ i n g ư ờ i s ừ d ụ n g đó. Bài b áo
tậ p t r u n g n g h iê n c ứ u cả h a i h ệ th ô n g DS-

c r

e x p ( - ^ ) ,i > 0.
ợ ù

(2)

C D M A v à M C -C D M A ở đ ư ờ n g x u ô n g . Sau
khi trải p h ô tại đ ầ u r a b ộ k ết h ợ p tín hiệu x(t) là:
K

Nhiễu băng tần cục bộ
C an n h iễ u từ các h ệ th ô n g t ế b à o sẽ có

d ạ n g c ủ a can n h iễ u b ă n g h ẹ p v à các tín h iệ u

k—\

T ín h iệ u n à y đ ư ợ c đ iề u ch ê' bời só n g
m a n g v à đ ư ợ c p h á t đi:

p h á t sin h từ h ệ th ố n g C D M A 1,25 M H z h iệ n
tại sẽ tạo ra m ộ t can n h iễ u b ă n g tầ n rộ n g h o n
(h ìn h 1 ).

(4)

z ( í) = Y s V k

K

z(t) =

cos Uĩct.

(5)


N .N . Tiến, T.A. Vũ / Tạp chi Khoa học DHQ G H N, Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) Ĩ35-Ĩ44

T ín h iệ u z(t) đ ư ợ c tr u y ề n q u a k ê n h đ ê h

13 7

đ ộ p h ố c ô n g suâ't rị{)/ 2 v à n h iễ u từ n h ữ n g

m á y th u với b ă n g tầ n xác đ ịn h . T a x ét đ ố i v ó i

người

n g ư ò i d ù n g th ứ n h ấ t (k=l), k h i đ ó tín h iệ u

In te río re n c e ) b ằ n g tổ n g các tín h iệ u k h ô n g

th u đ ư ợ c tại b ộ th u h ợ p p h á p th ứ ị tư ơ n g

m o n g m u ô n từ các th u ê b a o còn lại:

ứ n g vói b ộ p h á t k=ĩ là:

ỉ.ụ)

K
2 ,(0 =

Y ^ s . íT ị( ịụ

-

Tk y ỉ ( t

-

Tk ) c c s ( u ự +

dùng

=

khác

MAI

- TM kụ -

Ế

k=2

(M u ltip le

r t ) c o s ( w £í

A ccess

+M.

(8 )

4 ) + 7 í(í), (6 )

T i sô' tín /tạ p SNR c ú a n g ư ờ i d ù n g th ứ

k=\

tro n g đó: ujr là tẩn sô' só n g m a n g , Tk là đ ộ

n h ấ t ớ đ ầ u ra b ộ lọc p h ô i h ợ p là:

th ứ k % ộ k là p h a c ủ a n g ư ờ i d ù n g th ứ k v à
p h â n b ô 'đ ể u tro n g [0,27r], n(t) là th à n h p h ẩ n
n h iễ u .

2

T

+

+

K - 11'
:ỉjV 1

1

1 'to
12PTị

S .X R

1
*
H
À

Tỉ

trài trề, Pk là c ô n g s u ấ t p h á t cú a n g ư ờ i d ù n g

|2Eế

3.V 1

c.v

ờ đ â y Eb=PTb, (P là cô n g s u ấ t tru n g b ìn h cùa
tín h iệ u p h á t), ta có xác x u ấ t lỗi là:

V ói 0 j(í)

là tín h iệ u m o n g m u ố n c ủ a
P' = Q {J ĩsm ) =

n g ư ờ i d ù n g th ứ nh ất:
ỉ / l( 0 =

J Ĩ Ĩ \ c l { t - T ì ) < l ì { t - T ì )cOs(uỉct + ộỵ)

(7 )

l=-x

n(t) g ồ m th à n h p h ầ n n h iễ u AVVGN có m ậ t

( ĩto -2{K - 1) - 1/2 \

Ị Eh
w
)

q\

( 10 )

C ấ u trú c m á y p h á t D S -C D M A :
M áy p h á t b ă n g tầ n g ô c D S-C D M A th ự c t ế
ch i ra trê n h ìn h 2 :

H ình 2. M áy p h á t b ă n g tẩn gốc của DS-CDM A.

L ư u ý rằ n g m ạ n g trụ c tổ n g th ể v ẫ n d ự a

+ M ã C R C đ ư ợ c tạ o ra n h ò đ a th ứ c sinh:

trê n tiêu c h u ẩ n IS-95 n h ư n g tố c đ ộ c h ip b â y

G (x )= 2^2 + ^ 1 4 -2 ?°+ a ? + a ? + : r 4 + : r + l ( 1 1 )

g iờ là 3,6864 M c h ip /s g â p 3 lần s o v ó i tô c đ ộ

+ Bộ m ã h o á n h â n ch ập : đ ư ợ c s ử d ụ n g

c h ip cù a IS-95, 1,2288 M c h ip /s.
C ác khôi tro n g s a đ ổ c h ứ c n ă n g c ủ a m á y
p h á t k h ô n g p h â n tích k ỹ tro n g b à i b á o n à y
m à chi cô đ ọ n g m ộ t sô' đ iể m đ á n g c h ú ý n h ư

sau :

c h o k ê n h lư u lư ợ n g đ ư ờ n g x u ô n g củ a m áy
p h á t D S -C D M A . Bộ m ã h o á n h â n c h ậ p (3,1,9)
đ ư ợ c chi ra trê n h ìn h v ẽ 3


138

N.N. Tiêh, T.A Vũ / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) 135-144

P T là x u n g v u ô n g có đ ộ d à i T s; v à d ạ n g s ó n g

m ã trả i p h ổ là
+OC

c(t) = 52 CnPr^t - nTc)

(13)

n = —o o

pT là x u n g có th ờ i k h o ả n g

với c„ = ± 1 ,

c h íp là Tc . K hi đ ó th à n h p h ầ n tầ n s ố thâ'p
tư ơ n g đ ư ơ n g c ủ a rin h iệ u trả i p h ổ đ a s ó n g
m a n g là:

[ p N-11

> 2 ir ỹ í

S ( t ) = J ^ ỵ , S nCm+nNC
Y /v m -0

H ình 3. Bộ m ã hoá n h ân ch ậ p ti lệ 1/3, K = 9.

nTs < t

v ớ i:
+ T rải p h ổ k iể u VValsh: m ụ c đ íc h c ủ a
d ù n g trải p h ổ w a ls h đ ế tạ o ra m ộ t k ê n h h o à n
to à n trự c g ia o g iữ a n h ữ n g n g ư ờ i s ử d ụ n g .

T-

( 14)

< (n 4-1)7^.

N là SỐ sóng mang, chúng ta già thiết

T9 = NTC. C h ú ý rằ n g tín h iệ u trải p h ổ đ a
só n g m a n g có th ế đ ư ợ c x e m n h ư là tín h iệ u

3.2. Hệ thống MC-CDMA

trả i p h ố tr ự c tiế p v ớ i d ạ n g s ó n g trải p h ổ n h ư

N g u y ê n tắc c ủ a M C -C D M A c ũ n g n h ư kỹ
th u ậ t đ iề u c h ế đ a só n g m a n g là s ừ d ụ n g việc
tách các k ê n h th ô n g tin b ă n g rộ n g ra th à n h
các k ên h th ô n g tin b ă n g h ẹ p , th ự c h iệ n
tru y ề n so n g so n g th ô n g tin trê n n h iề u só n g
m a n g tư ơ n g ứ n g các k ê n h b ă n g h ẹ p này.
M ô h ìn h h ệ th ố n g trả i p h ổ đ a só n g m a n g
M C-SS k ế t h ợ p g iữ a C D M A v à O F D M đ ư ợ c

sa u :
1

+2?

Ô(t) =

}

2

j2*—t

ÉVn+n.vc

T'

P r.(í - nT, )

(1 5 )

ri = - o o \ n i = » 0

T ứ c là d ạ n g s ó n g trả i p h ổ v ớ i c h u k ỳ TH
M ậ t đ ộ p h ổ c ô n g s u ấ t PSD c ủ a tín h iệu
trả i p h ổ đ a s ó n g m a n g là:

PT
S(ỉ) =
N

N-\

£

c,n s in C( /T , — m)

(16)

m=0

ch o trê n h ìn h 4:
C ấ u tr ú c m á y p h á t M C -C D M A
M áy p h á t M C -C D M A đ ư ợ c p h â n tích và
so s á n h v ớ i m á y p h á t D S -C D M A là m á y m á y
p h á t đ iề u c h ế N =3 só n g m a n g , m ỗi só n g
m a n g r ộ n g 1,25 M H z , b ă n g th ô n g tổ n g cộ n g
b a o g ồ m cả d á i b ả o v ệ là 5 M H z . C ác chi tiê't
c ủ a m á y p h á t đ ô ì với p h ư ơ n g p h á p 3 só n g
m a n g đ ư ợ c trìn h b à y tro n g h ìn h 5. C ác b it chi

th ị châ't lư ợ n g k h u n g đ ư ợ c c ộ n g lại th e o
H inh 4. Mô h ìn h hệ th ố n g trải p h ổ đ a só n g m ang

p h ư ơ n g tr ìn h (11) n h ư cù a D S -C D M A , bộ m ã

MC-SS (M ultiC arrier - S pread Spectrum ).

h o á n h â n c h ậ p , lặ p lại k ý tự v à b ộ g h é p xen

T h à n h p h ầ n tầ n sô' th ấ p c ủ a tín h iệ u đ iề u

đ ố ì v ớ i b ộ p h â n k ê n h : tr o n g h ìn h 5 sa u b ộ

c h ế tr ư ó c khi trải p h ổ là:

sdíl(t) = SPS,iPTi(t -

c ũ n g tư ơ n g tự n h u h ệ th ô n g D S-C D M A . C ò n

nTt )

(1 2 )

g h é p x e n , tô c đ ộ th ô n g tin m ã h o á là 28,8
k b it/s. T ạ i đ iể m n à y sẽ th ự c h iệ n p h â n k ên h


N .N . Tiến, T A . Vũ ỉ Tạp chí Khoa học Đ tìQ G H N , Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) 135-144

n h ằ m c u n g câ'p các lu ồ n g th ô n g tin c h o m ỗ i

C D M A , c ụ th ể là — -— h o ặ c 1,2288 M ch ip /s
3 i CAtc

m ộ t tro n g b a só n g m a n g . S au đ ó , tố c đ ộ g iả m
v ể 9600 b it/s c h o m ổ i só n g m a n g . L ư u ý rằ n g
tôc đ ộ c h ip là th â p h ơ n so v ó i h ệ th ô n g D S-

139

đốì vói m ôi só n g m ang.
chịps =

bit

Tc

= } _ w _ u1228800
_tu_uuu _ 128
9600
R

(17)

'1 < v «lộ «Jáy d ò : 9 « K í b p .

H ìn h 5. M áy p h át b ăn g tần gốc M C-CDM A.

T iếp th e o , đ ế h ìn h th à n h các n h á n h đ ổ n g
p h a v à lệch n h a u 90°, lu ồ n g b ít đ ư ợ c p h â n

đ ư ợ c chi r a tr ê n h ìn h 2, h ìn h 5 tro n g c h ư ơ n g
trìn h cò n s ừ d ụ n g m ộ t sô' th a m s ô 'sa u :

k ê n h m ộ t lần n ữ a , n h ư n g lầ n n à y h a i b it

- Đ ô i v ó i m o d u l p h á t:

đ ư ợ c c h u y ê n tiếp c ù n g m ộ t lúc, c u ô ĩ cù n g ,

+ SỐ lư ợ n g n g ư ờ i d ù n g đ ổ n g th ò i tro n g h ệ

tô'c đ ộ m ỗ i n h á n h là 4800 b it/s.

th ố n g ( N_users = [1, 3, 10]), th a m s ố n à y là cơ
sở x ét n h iễ u đ a tr u y n h ậ p M A I. Đ ây là th a m
sô' q u a n tr ọ n g tro n g các h ệ th ô n g C D M A vì

4. C ác k ế t q u ả m ô p h ỏ n g

4.1.

Phương pháp mô phỏng: c h ư ơ n g trìn h

m ô p h ò n g đ ư ợ c x ây d ự n g trê n n g u y ê n lý, sơ
đ ổ khôi n h ư ờ m ụ c m b a o g ồ m các: m o d u l
p h át, m o d u l th u v à k ê n h . N g o à i các th a m sô'

m ộ t tr o n g đ ặ c tr ư n g c ủ a h ệ th ô n g n à y là d u n g
lư ợ n g bị h ạ n c h ê 'b ờ i M A I.

+ T rễ c ủ a các n g ư ờ i d ù n g (delay_users): đê’
m ô p h ò n g tr u n g th ự c h ệ th ô n g , tấ t cả n g ư ờ i
d ù n g tr o n g h ệ th ố n g h o ạ t đ ộ n g ờ chê' đ ộ


N.N. Tiẽrt, T A . Vũ / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ (2007) 135-Ĩ44

140

k h ô n g đ ổ n g bộ. G iả th iế t n g ư ờ i d ù n g cần

đ ư ờ n g c ủ a tru y ề n d ẫ n th e o trài p h ổ tr ự c tiế p

p h á t tín h iệ u đ ê h k h ô n g trễ v à trễ p h á t ch o

DS, h ơ n n ữ a n ó có k h ả n ă n g c h u y ê n đ ổ i tư ơ n g

các n g ư ờ i d ù n g k h á c là 10 Tc (đ ô ì v ớ i n g ư ờ i

đ ư ơ n g m ộ t cách h ợ p lý s a n g h ệ th ô n g đ a s ó n g

d ù n g th ứ n h ấ t là Tc ), Tc là th ờ i k h o á n g

m a n g M C . K hi đ ó , 3 s ó n g m a n g củ a M C sẽ

ch ip . Ví d ụ , tín h iệ u từ tr ạ m g ô c p h á t ch o

c h ịu các p h a đ in h R ay le ig h đ ộ c lậ p v à chi có

Tc , c h o n g ư ờ i d ù n g

m ộ t đ ư ờ n g d u y n h â t, g iố n g n h ư k ê n h đ ư ợ c

n g ư ờ i d ù n g th ứ 3 trễ 20
th ứ 7 trễ 60

m ô tả tr o n g [9]. S au k h i đ ã xác đ ịn h đ ư ợ c m ô

Tc .

+ M ộ t v â h đ ề rấ t c ần c h ú ý k h i th ự c h iệ n

h ìn h đ a đ ư ờ n g c ủ a k ê n h , v â n đ ề cò n lại là x ây

m ô p h ò n g là xác đ ịn h g iá trị c ô n g s u ấ t k ý tự

d ự n g k ê n h R a y le ig h c h o m ô p h ỏ n g v ớ i các

tr u n g b ìn h Eb d ự a trê n m ộ t s ố n g u y ê n tắc «

th a m sô':

sau : m ã h ó a, lặ p lại, g h é p x en v à p h â n k ê n h

•

T ẩ n sô' h o ạ t đ ộ n g -.fc = 1800 MHz.

k h ô n g là m th a y đ ổ i n ă n g lư ợ n g k ý tự tr u n g

•

V ận tổc di c h u y ến của M obile: VMS=60

b ìn h Ec =

PG

vớ i PG là h ệ s ố tă n g ích trả i

k m /h

•

T ầ n sô' lâ y m ẫ u k ê n h f s. T h a m sô' n à y

p h ố . D o đó, n ê u d ữ liệ u s a u k h i trải phô’ có

liê n q u a n đê'n trả i tẩ n s ố D o p p le r f D

m ứ c n h ị p h â n {±1 } đ ư ợ c tă n g tô'c lấ y m ẫ u

c ủ a k ên h . B ằn g th ự c n g h iệ m n g ư ờ i ta

(với đ iề u k iện b ả o to à n n ă n g lư ợ n g ) th ì khi

x ác đ ịn h đ ư ợ c [ 1 0 ]:

q u a b ộ lọc C o sin n â n g sẽ có tín h iệ u đ ầ u ra
f

v ớ i n ă n g lư ợ n g tr u n g b ìn h b ằ n g 1 v à k h i đ ó

Eb=PG

- ìm

- ° 'm

<I 8 >

T h ự c v ậ y , tr o n g c h ư ơ n g trìn h , k h ái n iệ m

- Đ ôì vớ i k ê n h v ô tu y ê n :

tô'c độ biến đổi (k h ô n g p h ả i là tố c đ ộ lấy m ẫ u vì

Đ ây là m ộ t tro n g n h ữ n g v â n đ ề p h ứ c tạ p

tố c đ ộ lâ y m ẫ u p h ả i tư ơ n g ứ n g với sô' m ẫ u

v à k h ó k h ă n khi th ự c h iệ n m ô p h ỏ n g ch o h ệ

đ ầ u ra lâ y trê n 1 k h u n g . N ó i cách khác, sô'

th ố n g d i đ ộ n g . T h ậ t ra, IT U có đ ư a ra m ô

lư ợ n g m ẫ u lây trê n 1 k h u n g tín h iệ u p h ả i là

h ìn h k ê n h đ a đ ư ờ n g c h o đ á n h g iá ch i tiêu h ệ

294959 c ủ a D S v à 98351 c ủ a M C ) củ a k ê n h

th ô n g 3G tro n g k h u y ế n n g h ị ITU M .1457 [8 ]

R a y le ig h b ằ n g v ậ n tổ c tru y ề n d ữ liệu 9600

n h ư n g m ô h ìn h đ ư a ra sẽ là m cấu trú c m á y

b p s. K hi đ ó :

th u trở n ê n râ't p h ứ c tạ p v à th ờ i g ia n sử

ỈD _
VMS _ 60.103.1800.106 _
f,
A.9600
3600.3.10*9600

d ụ n g đ ể ch ạ y c h ư ơ n g trìn h sẽ b ị k é o d ài.

0

q j

nm

H ơ n n ử a , m ô h ìn h ITU đ ư a ra v ớ i 6 đ ư ờ n g

G iá trị n à y n h ỏ h ơ n n h iề u so với g iá trị

k ê n h có thê’ s ử d ụ n g trự c tiế p tro n g m ô

th ự c n g h iệ m , c h ú n g tò k ê n h đ ư ợ c lự a c h ọ n đ ủ

phỏng DS n h u n g đ ế m ô p h ỏ n g M C phải

n h a n h đ ể p h ả n á n h đ ầ y đ ủ các tín h châ't củ a

đ ư ợ c b iê n đ ố i ch o h ợ p lý sa o c h o ả n h h ư ớ n g

k ê n h p h a đ in h n h a n h .

củ a k ê n h lên h a i h ệ th ố n g đ ư ợ c coi n h ư

T ó m lại, m ô h ìn h k ê n h đ ư ợ c lự a ch ọ n th o ả

tư ơ n g đ ư ơ n g . Đ ây là v ầ h đ ề k h ô n g đ ơ n g iả n

m ãn :

v à c h ư a thê’ th ự c h iệ n đ ư ợ c tr o n g k h u ô n k h ổ

•

của bài báo này. M ô h ìn h k ê n h đ ư ợ c sử
d ụ n g tro n g c h ư ơ n g trìn h m ô p h ỏ n g đ ơ n
g iả n h ơ n v ớ i 3 đ ư ờ n g tr u y ề n v ớ i các m ứ c trễ
[0 2 5] v à p h ổ c ô n g s u ấ t trễ tư ơ n g ứ n g [0.5

ĐÔI v ớ i h ệ
đ ư ờ n g (g ổ m

th ô n g DS: là k ê n h đ a
3 đ u ờ n g ), m ỗ i đ u ờ n g

m ộ t m ứ c c ô n g s u â t xác đ ịn h v à có đ ặc
tr ư n g th ố n g k ê c ủ a k ê n h R ayleigh.
•

Đ ôl với hệ

th ố n g M C: là 3 k ên h

0.3 0.2]. V ới m ộ t m ứ c đ ộ n h â't đ ịn h , m ô h ìn h

R a y le ig h đ ộ c lậ p đ ô ì v ớ i 3 só n g m a n g

n à y v ẫ n đ ả m b ả o m ô p h ỏ n g đ ư ợ c tín h đ a

khác nhau.


N.N. Tiến, T.A. Vũ / Tạp chí Khoa học ĐHQ GHN, Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) 135-144

Cuô'i cù n g , đ ô ì v ó i m o d u l th u : tro n g DS-

141

4.2. Kêí quả mô phòng

C D M A đ ư ợ c th ự c h iệ n trê n n g u y ê n lý th u
đ a đ ư ờ n g RAKE. T rê n th ự c tê' m á y th u n à y
p h ả i có các b ộ tư ơ n g q u a n đ ế x ử lý các tín
h iệu d ẫ n đ ư ờ n g p ilo t n h ằ m tìm đ ộ trễ và
c ô n g s u ấ t th ích h ợ p ch o các n h á n h th u . H ơ n
n ử a , tro n g m á y th u p h á i có các b ộ ư ớ c lư ợ n g
k ê n h đê’ th ự c h iệ n k ết h ợ p ti sô' cự c đ ạ i M R C

Kê't q u à m ô p h ỏ n g chi tiêu châ't lư ợ n g củ a
h ệ th ố n g trả i p h ố tr ự c tiếp D S -C D M A v à h ệ
th ố n g tr ả i p h ổ đ a s ó n g m a n g M C -C D M A đ ô ì
với đ ư ờ n g
1.

N h ư đ ã đ ề cập tro n g p h ầ n v ể k ê n h n ó i ờ
trê n , m ỗi k ê n h n h á n h củ a M C ch ịu p h a đ in h
R ay leig h p h a n g đ ộ c lập. D o đ ó , th u tro n g
M C trê n m ỗi k ê n h đ ư ợ c th ự c h iệ n đ ơ n g iản

M a tla b th u

được

C h ấ t lư ợ n g c ủ a h ệ th ô n g M C -C D M A và

D S -C D M A

(M ax im al R atio C o m b in in g ).

xuống bằng

n h ữ n g đ á n h g iá sau :
tro n g

các đ iề u

k iện p h a

đ in g

R a y le ig h đ a đ ư ờ n g với 1, 3 v à 10 n g ư ờ i s ử
d ụ n g là g ầ n tư ơ n g đ ư ơ n g , n h ấ t là k h i n h iễ u
v à tạ p â m tro n g h ệ th ố n g là n h ò . C ụ th ể là:
+ K hi ít n g ư ờ i s ử d ụ n g , n h iễ u đ a tru y
n h ậ p M A I th ấ p , chi tiê u c h ấ t lư ợ n g củ a h ai h ệ

b ằ n g b ộ lọc p h ô i h ợ p .
C h ư ơ n g tr ìn h m ô p h ỏ n g đ ư ợ c s ử d ụ n g
đ ế tín h chi tiê u châ't lư ợ n g c ủ a cả hai h ệ

th ô n g g ầ n n h ư tư ơ n g đ ư ơ n g n h a u , c h ê n h lệch
k h ô n g đ á n g kê’ ( đ ư ờ n g 1 u ser trê n h ìn h 6 ).

th ô n g tro n g các tr ư ờ n g h ợ p sa u :
•

C ó n h iễ u b ă n g tầ n c ụ c bộ, đ ộ rộ n g
băng

1,25

M H z,

tư ơ n g

ứng

ảnh

h ư ở n g đ ế n 1 tro n g 3 s ó n g m a n g củ a
M C -C D M A v à 1 cu a D S-C D M A
•

C ác n h iễ u cụ c b ộ đ ư ợ c x ét đ ê n là:
3dB, 6 dB, 9dB v à k h ô n g có n h iễ u .

•

SỐ lư ợ n g n g ư ờ i s ử d ụ n g đ ổ n g th ờ i là
1, 3 và 10.

T ấ t cả các th a m sô' trê n đ ư ợ c coi là th a m
sô' đ ầ u v à o tro n g q u á trìn h c h ạ y m ô p h ỏ n g .
M ỗi b ộ th a m sô' đ ư ợ c ch ạ y 3 lần . Đê’ tiế t
k iệ m th ò i g ia n m à v ẫ n đ á m b à o đ ộ c h ín h
xác m ô p h ò n g , n g o à i v iệc s ử d ụ n g các cấu
trú c đ ơ n g iả n đ ã tr ìn h b ày ở trên , khi ch ạy
m ô p h ỏ n g ch o m ỗ i b ộ th a m số, sô' lư ợ n g b it
th ô n g tin m ô p h ỏ n g k h ô n g c ố đ ịn h , trá n h

H ìn h 6. Xác x u ất lỗi bít BER cúa MC và DS tro n g các
trư ờ n g h ợ p 1, 3 và 10 ng ư ờ i sừ d ụ n g với 7SR=3dB,
đ ộ rộng 1,25 M Hz.

+ K hi sô' n g ư ờ i s ử d ụ n g tă n g lên (đ ư ờ n g 3

trư ờ n g h ợ p lặ p lại q u á n h iề u m ộ t g iá trị xác

users v à

xuâ't đ ã ố n đ ịn h c ũ n g n h ư s ố lư ợ n g b it

th ô n g M C có tô't h ơ n c h ú t ít so v ớ i DS. Đ iều

k h ô n g đ ủ th e o lý th u y ế t m ô p h ỏ n g , c h ín h vì

n à y h o à n to à n p h ù h ợ p v ì v iệc b ổ s u n g th ê m

v ậ y tro n g c h ư ơ n g trìn h có s ử d ụ n g "vòng lặp

các th u ê b a o trê n m ộ t trạ m g ố c sẽ là m g ia tă n g

thích nghi" (d ư ớ i d ạ n g ivhile ...). Kê't q u ả th u
đ ư ợ c sa u m ỗ i lầ n c h ạ y đ ư ợ c g h i v à o file. K hi

tạ p â m n ề n tổ n g th ê’ củ a h ệ th ô n g . N h ư vậy,

tổ n g h ợ p k ết q u ả , k h ô n g th ê ’ đ ơ n g iả n lây

th ì h ệ th ố n g p h ả i trả g iá v ề ch i tiê u châ't lư ợ n g

tru n g b ìn h các ti sô' lỗi m à p h ả i lây th e o

c h o m ứ c g ia tă n g tạ p â m n à y . T u y n h iê n , s ự

trọng SỐ là sô' lượng các bit mỗi lần chạy.

c h ê n h lệ ch v ề châ't lư ợ n g n à y cò n n h ỏ h ơ n

10

users) ch i tiê u c h ấ t lư ợ n g c ủ a h ệ

d o m o n g m u ố n tôĩ đ a h o á s ố lư ợ n g th u ê b a o


142

N.N. Tiêh, T.A. Vù Ị Tạp chí Khoa học Đ H Q G tìN , Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) Ĩ35-Ĩ44

n h iê u so vớ i s ự c h ê n h lệch k h i x u ấ t h iệ n
m ứ c n h iễ u b ă n g tầ n cụ c b ộ lớ n .
2.

T ro n g h ìn h 7 v à 8 , c a n n h iễ u b ă n g tầ n

c ụ c b ộ có b ă n g th ô n g tư ơ n g đ ư ơ n g v ó i b ă n g
th ô n g c ủ a m ộ t s ó n g m a n g 1,25 M H z tá c
đ ộ n g v ào cả h a i h ệ th ô n g . K hi th a y đ ổ i m ứ c

n h iễ u b ă n g tầ n cụ c b ộ h a y n ó i cách k h á c là
khi ISR tă n g lên rõ rà n g ch i tiê u châ't lư ợ n g
củ a M C -C D M A c ao h ơ n D S -C D M A , t h ể h iệ n
q u a xác s u â t lỗi b it Pb
+ K hi n h iễ u b ă n g tầ n c ụ c b ộ c à n g lớ n /
xác xuâ't lỗi b ít Pb c ú a D S -C D M A c à n g có x u
h ư ớ n g g iữ ò m ứ c cao. H ệ th ô n g k h ô n g có
ẼbNo

k h ả n ă n g tái câu trú c tín h iệ u g ố c v à c u ô l
c ù n g là k h ô n g cò n đ ư ợ c s ử d ụ n g n ữ a k ể cả
kh i tă n g SNR (h ìn h 9).
+ Đ ôì với h ệ th ô n g M C , xác suâ't lỗi b it Pb

H ìn h 7. BER của MC và DS tro n g các trư ờ n g h ợ p 1 và
10 ngư ờ i s ử d ụ n g vói ISR * 6 dB, đ ộ rộ n g 1,25 M Hz.

V ề Cơ b ả n , th a m sô' n h iễ u b ă n g tầ n cục

3.

v ẫ n g iả m k h i tă n g SN R tr o n g đ iề u k iệ n

b ộ đ ó n g v a i trò g iô n g n h ư tạ p â m n ó là m tă n g

n h iễ u b ă n g tẩ n cụ c b ộ lớ n b ờ i vì: th ứ n h ấ t là

m ứ c n h iễ u c h u n g c ủ a h ệ th ô n g tứ c là ả n h

d o b ă n g th ô n g c ủ a M C đ ư ợ c ch ia th à n h N

h ư ở n g đ ê h m ứ c S N R tổ n g cộ n g .

(N=3) b ă n g co n tứ c là có N n h á n h p h â n tậ p
th e o tần sô' đ ộ c lậ p th ì sô' lư ợ n g đ ư ờ n g

—o
— •—

tru y ể n có th ể x ử lý ít đ i d ẫ n đ ế n p h a đ in h

k---------------r. -------------- ii

y—

" --------------- --—

ch ọ n lọc tẩ n s ố ít h ơ n tro n g p h ạ m v i m ỗ i
b ă n g con (g ần n h ư là p h a đ in h p h ẳ n g ); th ứ

1 ucer
10 usars

— ề - -------------<

ISR = 9 tíOL Sanớ W tth = 125M H 2

hai là đ o M C -C D M A cò n có các b ă n g co n
k h á c k h ô n g b ị ả n h h ư ờ n g n h iễ u b ă n g tầ n

1

1
-----------------^

•s.

cục b ộ - đ ó là n h ữ n g b ă n g tẩ n co n sạch .

N

B ăng tầ n sạch c ủ a h ệ th ô n g M C -C D M A

•'■Ọ k
■s

v ẫ n có th ể k h ô i p h ụ c c h ín h x ác tín h iệ u g ô c
(h ìn h 1 0 ).

—

IIC

1

------------ i------------------

0

1

>>»
1

----- DS

2

3

ị

í
ậ

:
ẳ

4

&

B

ẼbNo
H ìn h 8. BER củ a MC và DS tro n g các trư ờ n g h ợ p 1 và
10 n g ư ờ i s ử d ụ n g với ISR * 9 dB, đ ộ rộng 1,25 MHz.


N.N. Tiên, T.A. Vù / Tạp chí Khoa học Đ HQ GHN, Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) 135-144

H ình 9. BER của DS trong các trư ờ n g h ợ p 10 người
sử d ụ n g với ISR khác n h a u có đ ộ rộ n g 1,25 M Hz.

143

H ìn h 10. BER của MC tro n g các trư ờ n g h ợ p 10 người
s ử d ụ n g v ớ i ISR khác n h a u có đ ộ rộng 1,25 M Hz.

Rõ rà n g ả n h h ư ớ n g c ủ a n h iễ u b ă n g tần
cụ c bộ p h ụ th u ộ c v à o cả h a i th a m sô': đ ộ lớn
v à b ă n g th ô n g h a y c h ín h là c ô n g s u ấ t n h iễ u .
Đ ể ý là b ă n g th ô n g c ủ a n h iễ u b ă n g tầ n cụ c
bộ rộ n g h ơ n th i c h ấ t lư ợ n g c ủ a h ệ th ô n g
g iả m r ấ t n h a n h k h i ISR lớ n . C hâ't lư ợ n g c ủ a
h ệ th ô n g đ a s ó n g m a n g M C s ẽ n h ư ch ẩt
lư ợ n g c ú a h ệ th ô n g D S n ê u n h ư n h iễ u b a o
p h ủ to à n b ộ b ă n g tấ n h ệ th ô n g . Đ iề u n à y có
th ế th â y n g a y đ ư ợ c là v ì h ệ th ô n g đ a só n g
m a n g M C c à n g m ấ t n h iề u h a n b ă n g tầ n sạch
khi W; tiế n d ầ n đ ế n b ă n g th ô n g c ủ a h ệ
th ố n g .
4.

K h á o s á t k h ả n ă n g x u ô n g c â p ch i tiêu

H ìn h 11. BER của M C tro n g các trư ờ n g h ợ p 3 ngưòi
sử d ụ n g vớ i ISR k h ác n h a u có đ ộ rộng 400 kHz.

m à các h ệ th ô n g t ế b à o b ă n g h ẹ p h iệ n n a y

p h ải c h ịu , m ộ t th à n h p h ầ n c an n h iễ u b ă n g
tần cụ c b ộ 400 K H z đ ư ợ c b ổ x u n g v à o k ên h .
H ìn h 11 v à h ìn h 12 m in h h o ạ v iệ c n à y . R õ
rà n g là v ớ i b ả n c h ấ t b ẩ m s in h c ủ a c ô n g n g h ệ
C D M A ch o n ê n h ệ th ô n g D S -C D M A b ă n g
rộ n g v à h ệ th ô n g M C -C D M A là râ't h ữ u h iệ u
tro n g v iệc là m g iả m b ó t b ấ t k ỳ c a n n h iễ u
b ă n g h ẹ p n ào .

H ìn h 12. BER của DS tro n g các trư ờ n g h ợ p 3 n g ư ờ i sử
d ụ n g với ISR k h ác n h a u có đ ộ rộ n g 400 kH z.


N.N . Tiến, T.A. Vũ / Tạp chỉ Khoa học ĐHQ GHN, Khoa học T ự Nhiên và Công nghệ (2007) 135-144

144

5. K ế t lu ậ n
Bài b á o đ ã đ ư a ra n h ữ n g n h ậ n x é t th ự c
n g h iệ m b ằ n g m ô p h ỏ n g n h ằ m đ á n h g iá chi
tiê u c h ấ t lư ợ n g ư u v iệ t c ủ a h ệ th ô n g M C C D M A . H ệ th ô n g n à y r â t h iệ u q u ả đ ô ì v ớ i
triệ t n h iễ u b ă n g h ẹ p v à h ạ n ch ê ' ả n h h ư ờ n g
c ủ a p h a đ in h đ a đ ư ờ n g . H ơ n n ữ a , h ệ th ô n g
đ a s ó n g m a n g M C -C D M A c h ứ n g tỏ là m ạ n h
h ơ n tro n g v iệ c tr iệ t c a n n h iễ u b ă n g tầ n c ụ c
b ộ c ũ n g n h ư có k h ả n ă n g tr o n g v iệ c h ỗ trợ
đ ư ợ c sô' lư ợ n g th u ê b a o lớ n h ơ n v ớ i c ù n g
m ộ t m ứ c ch ất lư ợ n g n h ư ở h ệ th ô n g DS-CDM A.

T à i liệ u th a m k h ả o

[1] N. Yee, J.p. L innartz, G. F ettw eis/ M ulti-carrier
C D M A in d o o r vvireless ra d io n etw o rk s, in
Proc. IEEE PIM RC'93, Sept. 1993, pp. 109 113.
[2]

s.

K ondo, L.B. M ỉlstein, P erío rm an c e of
M u lticarrier DS C D M A S ystem s, IEEE Trans
Commun. 44 (1996) 238.

[3] E.A. S ourour, M. M akagaw a/ P erío rm an c o of
o rth o g o n a l m u ltica rrier C D M A in a m u ltip a th
fadir\g channel, IEEE Trans. Cơmmun. 44 (1996) 356.
[4] s. H a ra , R. P rasad, D esign a n d p e río rm a n c e of
m u ltic a rrie r C D M A system in ừ eq u e n cy selectiv e R ayleigh fading channels, IEEE Trans.
Veh. Technol. 48 (1999) 15Ỉ4.
[5] J.p L in n artz, M ulticarrier m o d u latio n : F u th e r
d iscu ssio n ,
Wireless
Communication:
The
Interactive M ultimedia CD-ROM ., (1966): 1-3 CDROM . 1 (1997).
[6] R. E. Z iem er/ R.L. P eterson, Digital communication
and spread spectrum systems, M acm illan, Nevv
Y ork, 1985.
[7] A.J. V iterbi, C D M A Principles o f spread spectrum
communicatỉon, A d d isio n YVesley L ongm an,
M assach u setts, 1995.
[8] ITƯ-R Rec.M1457, Detaìled Speci/ĩcations o f the

Radiơ
ỉnierỷaces
of
International
Mobile
Telecommunications - 200Ơ Sept. 2000.
[9] YVeiping Xu, L. B. M ilstein, O n th e p erío rm an ce
of

m u ltic a rrie r

RAKE

system s,

IEEE

Trans.

Commun. 49 (2001)1912.
[10] T .s.
R ap p ap o rt,
Wireỉess
Communications:
Principỉes and Practice, P rentice H all, 1996.

Períormance comparison and evaluation of DS-CDMA and
MC-CDMA systems over a m ultipath íadmg channel m ứìe
presence of partial band mteríerence
N g u y e n N g o e T i e n 1, T r ừ ứ i A n h V u 2

1Ministry ofPosts and Telematics, 18 Nguyert Du, Hattoi, Vietnam
2 Vietnam National University, Hanoi, 144 Xuan Thuy, Cau Giay, Hanoi, Vietnam

This p a p e r p re se n ts p e río rm a n c e e v a lu a tio n of th e w id e -b a n d im p lem en tatio n of a single carrier
d irect sequence C D M A (D S-C D M A ) m e th o d a n d th e th re e to n e m u ltic arrier CDM A (M C-CDM A)
m eth o d o v er íre q u e n c y selectiv e R ayleigh ía d in g channels. B oth sy stem s a re in h eren tly m o re resistant
to m u ltip a th ía d in g th a n o rd in a ry n a rro w b a n d system s. T h e u s e of d iv e rsity tech n iq u es aid the
sy stem s to co m b at for ch an n e l p ro p a g a tio n a n d interíeren ce. T h e sin g le carrier m odel u tilizes a RAKE
receiver to reso lv e m u ltip a th c o m p o n e n t vvhereas th e m u ltic a rrie r m o d el uses a sim p liíied receiver
containing o n e c o rre la to r for each carrier. Hovvever, th e m u ltic a rrie r a p p ro a c h p ro v ed to be m ore
robust in su p p re ssin g p a rtia l-b a n d in teríere n ce as w ell as s u p p o rtin g a larg er n u m b e r of u sers for the
d esired p erío rm a n c e level.