Tài liệu Giáo trình lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến pptx

HC VIN CÔNG NGH BU CHÍNH VIN THÔNG





LÝ THUYT TRI PH
VÀ A TRUY NHP VÔ TUYN

(Dùng cho sinh viên h đào to đi hc t xa)
Lu hành ni b










HÀ NI - 2006



HC VIN CÔNG NGH BU CHÍNH VIN THÔNG

LÝ THUYT TRI PH
VÀ A TRUY NHP VÔ TUYN

Biên son : TS. NGUYN PHM ANH DNG
Li nói đu


i
LI NÓI U

Các công ngh đa truy nhp là nn tng ca các h thng thông tin đa truy nhp vô tuyn
nói chung và thông tin di đng nói riêng. Các công ngh này cho phép các h thng đa truy nhp
vô tuyn phân b tài nguyên vô tuyn mt cách hiu sut cho các ngi s dng. Tu thuc vào
vic s dng tài nguyên vô tuyn đ phân b cho các ngi s dng mà các công ngh này đc
phân chia thành: đa truy nhp phân chia theo tn s (FDMA), đa truy nhp phân chia theo thi
gian (TDMA), đa truy nh
p phân chia theo mà (CDMA) và đa truy nhp phân chia theo không
gian (SDMA). Các h thng thông tin di đng mi đu s dng kt hp c bn công ngh đa truy
nhp này đ phân b hiu qu nht tài nguyên cho các ngi s dng. Công ngh đa truy nhp
phân chia theo mã vi nhiu u vit so vi các công ngh khác nên ngày càng tr thành công
ngh đa truy nhp chính.
Công ngh đa truy nhp CDMA đc xây dng trên c s k thut tri ph
. K thut
tri ph đã đc nghiên cu và áp dng trong quân s t nhng nm 1930, tuy nhiên gn đây các
k thut này mi đc nghiên cu và áp dng thành công trong các h thng tin vô tuyn t ong.

Các phn t c bn ca mi h thng tri ph là các chui gi ngu nhiên. Có th coi rng Sol
Golomb là ngi đã dành nhiu nghiên cu toán hc cho vn đ này trong các công trình ca ông
vào nh
ng nm 1950. Ý nim đu tiên v đa truy nhp tri ph phân chia theo mã (SSCDMA:
Spread Spectrum Code Division Multiple Access) đã đc R.Price và P.E.Green trình by trong
bài báo ca mình nm 1958. Vào đu nhng nm 1970 rt nhiu bài báo đã ch ra rng các h
thng thông tin CDMA có th đt đc dung lng cao hn các h thng thông tin đa truy nhp
phân chia theo thi gian (TDMA: Time Division Multiple Access).Các h thng tri ph chui
trc tip đã đc xây dng vào nhng nm 1950. Thí d v các h thng đu tiên là: ARC-50 ca
Magnavox và các h thng thông tin vô tuyn v tinh OM-55, USC-28. Trong các bài báo ca
mình (nm 1966) các tác gi J.W.Schwartz, W.J.M.Aein và J. Kaiser là nhng ngi đu tiên so
sánh các k thut đa truy nhp FDMA, TDMA và CDMA. Các thí d khác v các h thng quân
s s dng công ngh CDMA là v tinh thông tin chin thut TATS và h thng đnh v toàn cu
GPS.  M các vn đ v cn kit dung lng thông tin di đng đã ny sinh t nhng nm 1980.
Tình trng này đã to c hi cho các nhà nghiên cu  M tìm ra mt phng án thông tin di đng
s mí.  tìm kim h thng thng tin di đng s mi ngi ta nghiên cu công ngh đa thâm
nhp phân chia theo mã trên c s tri ph (CDMA). c thành lp vào nm 1985, Qualcom,
sau đó đc gi là "Thông tin Qualcom" (Qualcom Communications) đã phát trin công ngh
CDMA cho thông tin di đng và đã nhn đc nhiu bng phát minh trong lnh vc này. Lúc đu
công ngh này đc đón nhn mt cách dè dt do quan nim truyn thng v vô tuyn là mi
cuc thai đòi hi mt kênh vô tuyn riêng. n nay công ngh này đã tr thành công ngh thng
tr  Bc M và nn tng ca thông tin di đng th h ba. Qualcom đã đa ra phiên bn CDMA
đu tiên đc gi là IS-95A. Hin nay phiên bn mi IS-2000 và W-CDMA đã đc đa ra cho
h thng thông tin di đng th 3.
Trong lnh vc thông tin di đng v tinh càng ngày càng nhiu h thng tip nhn s dng
công ngh CDMA. Các thí d đin hình v vic s dng công ngh này cho thông tin v tinh là:
H thng thông tin di đng v tinh qu đo thp (LEO: Low Earth Orbit) Loral/Qualcom Global
Li nói đu

ii
Star s dng 48 v tinh, H thng thông tin di đng v tinh qu đo trung bình (MEO: Medium
Earth Orbit) TRW s dng 12 v tinh.
Mt trong các hn ch chính ca các h thng CDMA hin này là hiu nng ca chúng
ph thuc vào nhiu ca các ngi s dng cùng tn s, MUI (Multi user Interference). ây là lý
do dn đn gim dung lng và đòi hi phi điu khin công sut nhanh. Các máy thu liên kt đa
ngi s d
ng (MUD: Multi User Detector) s cho phép các h thng CDMA mi dn khc phc
đc các nhc đim này và cho phép CDMA t rõ đc u đim vt tri ca nó.
Gn đây mt s công ngh đa truy nhp mi nh: đa truy nhp phân chia theo tn s trc
giao (OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) và CDMA đa sóng mang (MC
CDMA: Multicarrier CDMA) cng tr thành đ tài nghiên cu ca nhiu trng đi hc và các
phòng thí nghim trên th gii. ây là các phng pháp
đa truy nhp mi đy trin vng. iu
ch OFDM là c s đ xây dng OFDMA đã đc công nhn là tiêu chun cho WLAN 802.11
và HIPERLAN. Trong tng lai hai công ngh đa truy nhp này rt có th s tìm đc các ng
dng mi trong các h thng thông tin đa truy nhp vô tuyn bng rng đa phng tin và di
đng th h sau.
Tài liu bao gm các bài ging v môn hc "Lý thuyt tri ph và đa truy nhp vô tuyn"
đc biên son theo chng trình đi hc công ngh vin thông ca Hc vin Công ngh Bu
chính Vin thông. Mc đích ca tài liu là cung cp cho sinh viên các kin thc cn bn nht v
các phng pháp đa truy nhp vô tuyn và lý thuyt tri ph đ có th tip cn các công ngh
thông tin vô tuyn di đng mi đang và s phát trin rt nhanh.
Tài liu này đc xây d
ng trên c s sinh viên đã hc các môn: Anten và truyn sóng,
Truyn dn vô tuun s. Tài liu là c s đ sinh viên hc các môn hc: Thông tin di đng, Thông
tin v tinh và các H thng thông tin đa truy nhp vô tuyn khác nh WLAN.
Do hn ch ca thi lng nên tài liu này ch bao gm các phn cn bn liên quan đn
các kin thc c s v lý thuyt tri ph và đa truy nhp. Tuy nhiên hc k tài liu này sinh viên
có th hoàn chnh thêm kin thc cu môn hc bng cách đc các tài liu tham kho dn ra  cui

tài liu này.
Tài liu này đc chia làm sáu chng. c kt cu hp lý đ sinh viên có th t hc.
Mi chng đu có phn gii thiu chung, ni dung, tng kt, câu hi vài bài tp. Cui tài liu là
đáp án cho các bài tp.



Ngi biên son: TS. Nguyn Phm Anh Dng







Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


1
CHNG 1
TNG QUAN CÁC PHNG PHÁP A TRUY NHP
VÔ TUYNVÀ K THUT TRI PH

1.1. GII THIU CHUNG

1.1.1. Các ch đ đc trình by trong chng

• Tng quan FDMA
• Tng quan TDMA
• Tng quan CDMA

• Tng quan SDMA
• So sánh dung lng các h thng FDMA, TDMA và CDMA

1.1.2. Hng dn

• Hc k các t liu đc trình by trong chng này
• Tham kho thêm [2]
• Tr li các câu hi và bài tp cui chng

1.1.3. Mc đích chng

• Hiu đc tng quan các phng pháp đa truy nhp
• Hiu cách so sánh đc dung lng ca các h thng đa truy nhp khác nhau


1.2. M U

Các phng thc đa truy nhp vô tuyn đc s dng rng rãi trong các mng thông tin di
đng. Trong chng này ta s xét tng quan các phng pháp đa truy nhp đc s dng trong
thông tin vô tuyn. Ngoài ra ta cng xét k thut tri ph nh là k thut c s cho các h thng
thông tin di đng CDMA. Mô hình ca mt h thng đa truy nhp đc cho  hình 1.1.
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


2

Hình 1.1. Các h thng đa truy nhp: a) các đu cui mt đt và b phát đáp, b) các trm di
đng và các trm gc.

Thông thng  mt h thng thông tin đa truy nhp vô tuyn có nhiu trm đu cui và

mt s các trm có nhim v kt ni các trm đu cui này vi mng hoc chuyn tip các tín
hiu t các trm đu cui đn m
t trm khác. Các trm đu cui  trong các h thng thng tin di
đng mt đt là các máy di đng còn các trm đu cui trong các h thng thông tin v tinh là các
trm thông tin v tinh mt đt. Các trm kt ni các trm đu cui vi mng hoc chuyn tip các
tín hiu t các trm đu cui đn các trm khác là các trm gc trong thông tin di đng mt đt
hoc các b phát đáp trên v
tinh trong các h thng thông tin v tinh. Do vai trò ca trm gc
trong thông tin di đng mt đt và b phát đáp v tinh cng nh máy di đng và trm mt đt
ging nhau  các h thng đa truy nhp vô tuyn nên trong phn này ta s xét chúng đi ln cho
nhau. Trong các h thng thông tin đa truy nhp vô tuyn bao gi cng có hai đng truyn: mt
đng t các trm đu cui đn các trm gc hoc các tr
m phát đáp, còn đng khi theo chiu
ngc li. Theo quy c chung đng th nht đc là đng lên còn đng th hai đc gi là
đng xung. Các phng pháp đa truy nhp đc chia thành bn loi chính:
̇ a truy nhp phân chia theo tn s (FDMA: Frequency Division Multiple Access).
̇ a truy nhp phân chia theo thi gian (TDMA: Time Division Multiple Access).
̇ a truy nhp phân chia theo mã (CDMA: Code Division Multiple Access).
̇ a truy nhp phân chia theo không gian (SDMA: Space Division Access).
Các phng pháp đa truy nhp c bn nói trên có th kt hp vi nhau đ to thành m
t
phng pháp đa truy nhp mi.
Các phng pháp đa truy nhp đc xây dng trên c s phân chia tài nguyên vô tuyn
cho các ngun s dng (các kênh truyn dn) khác nhau.
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


3
Nguyên lý ca ba phng pháp đa truy nhp c bn đu tiên đc cho  hình 1.2. Mi
kênh ngi s dng vô tuyn trong h thng vô tuyn t ong mt đt hay mt tram đu cui trong

h thng thông tin v tinh đa trm s dng mt sóng mang có ph nm trong bng tn ca kênh
vào thi đim hot đng ca kênh. Tài nguyên dành cho kênh có th đc trình by  dng mt
hình ch
 nht trong mt phng thi gian và tn s. Hình ch nht này th hin đ rng ca kênh
và thi gian hot đng ca nó (hình 1.2). Khi không có mt quy đnh trc các sóng mang đng
thi chim hình ch nht này và gây nhiu cho nhau.  tránh đc can nhiu này các máy thu
ca trm gc (hay các pháy thu cu các trm phát đáp trên v tinh) và các máy thu ca các trm
đu cui phi có kh nng phân bit các sóng mang thu đc.  đt đc s
 phân bit này các
tài nguyên phi đc phân chia:
̇ Nh là hàm s ca v trí nng lng sóng mang  vùng tn s. Nu ph ca sóng mang chim
các bng tn con khác nhau, máy thu có th phân bit các sóng mang bng cách lc. ây là
nguyên lý đa truy nhp phân chia theo tn s (FDMA: Frequency Division Multiple Access,
hình 1.2a).
̇ Nh là hàm v trí thi gian ca các nng lng sóng mang. Máy thu thu ln lt các sóng
mang cùng tn s theo thi gian và phân tách chúng bng cách m cng ln lt theo thi
gian thm chí c khi các sóng mang này chim cùng mt bng tn s. ây là nguyên lý đa
truy nhp phân chia theo thi gian (TDMA: Time Division Multiple Access; hình 1.2b).
̇ Nh là hàm ph thuc mã ca các nng lng sóng mang. Máy thu thu đng thi các sóng
mang cùng tn s và phân tách chúng bng cách gii mã các sóng mang này theo mã mà
chúng đc phát. Do mi kênh hay ngun phát có mt mã riêng nên máy thu có th phân bit
đc sóng mang thm chí tt c các sóng mang đng thi chim cùng mt tn s. Mã phân
bit kênh hay ngun phát thng đc thc hin bng các mã gi
tp âm (PN: Pseudo Noise
Code). Phng pháp này đc gi là đa truy nhp phân chia theo mã (CDMA: Code Division
Multiple Access; hình 1.2c). Vic s dng các mã này dn đn s m rng đáng k ph tn
ca sóng mang so vi ph mà nó có th có khi ch đc điu ch bi thông tin hu ích. ây
cng là lý do mà CDMA còn đc gi là đa truy nhp tri ph (SSMA: Spread Spectrum
Multiple Access).
̇ Nh là hàm ph thuc vào không gian ca các nng lng sóng mang. Nng lng sóng

mang c
a các kênh hay các ngun phát khác nhau đc phân b hp lý trong không gian đ
chúng không gây nhiu cho nhau. Vì các kênh hay các ngun phát ch s dng không gian
đc quy đnh trc nên máy thu có th thu đc sóng mang ca ngun phát cn thu thm
chí khi tt c các sóng mang khác đng thi phát và phát trong cùng mt bng tn. Phng
pháp này đc gi là phng pháp đa truy nhp theo không gian (SDMA: Space Division
Multiple Access). Có nhiu bin pháp đ thc hin SDMA nh:
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


4
t
t
t
1
2
N
Tn s
Thi gian
Trm gc
FDMA
t
t
t
1
2
N
1
2
N

Trm gc
TDMA
Thi gian
Tn s
1
2
N
FDMA
TDMA
B
N
2
1
B
1
2
N
Trm gc
1
N
Mã
f
t
Mã
f
t
N
Mã
1
2

Tn s
CDMA
Thi gian
CDMA
f
f
f
f
1
2
f
N
f
a)
b)
c)

Hình 1.2. Nguyên lý đa truy nhp: a) a truy nhp phân chia theo tn s (FDMA); b) a
truy nhp phân chia theo thi gian (TDMA); c) a truy nhp phân cha theo mã (CDMA)

1. S dng lp tn s cho các ngun phát ti các khong cách đ ln trong không gian đ
chúng không gây nhiu cho nhau. Phng pháp này thng đc gi là phng pháp tái s
dng tn s và khong cách cn thit đ các ngun phát cùng tn s không gây nhiu cho
nhau đc gi là khong cách tái s dng t
n s. Cn lu ý rng thut ng tái s dng tn s
cng đc s dng cho trng hp hai ngun phát hay hai kênh truyn dn s dng chung
tn s nhng đc phát đi  hai phân cc khác nhau.
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn

5
2. S dng các anten thông minh (Smart Anten). Các anten này cho phép tp trung nng
lng sóng mang ca ngun phát vào hng có li nht cho máy thu ch đnh và tránh gây
nhiu cho các máy thu khác.
Các phng pháp đa truy nhp nói trên có th kt hp vi nhau. Hình 1.3 cho thy các cách
kt hp ca ba phng pháp đa truy nhp đu tiên.
K thut c s
FDMA
TDMA
Chu k khung
B (bng thông
h thng)
Tn s
Thi gian
Mt phng
chim kênh
thi gian-
tn s
Phân chia theo tn
s/mã (FD/CDMA)
Phân chia theo tn
s/thì gian/mã
(FD/TD/CDMA)
Phân chia theo tn
s/thi gian
(FD/TDMA)
Phân chia theo thi
gian/mã (TD/CDMA)
CDMA
Hình 1.3. Kt hp ba dng đa truy nhp c s thành các dng đa truy nhp lai ghép

1.3. A TRUY NHP PHÂN CHIA THEO TN S, FDMA

1.3.1. Nguyên lý FDMA

Trong phng pháp đa truy nhp này đ rng bng tn cp phát cho h thng B Mhz
đc chia thành n bng tn con, mi bng tn con đc n đnh cho mt kênh riêng có đ rng
bng tn là B/n MHz (hình 1.4). Trong dng đa truy nhp này các máy vô tuyn đu cui phát liên
tc mt s sóng mang đng thi trên các tn s khác nhau. Cn đm bo các khong bo v gia
tng kênh b sóng mang chim đ phòng ng
a s không hoàn thin ca các b lc và các b dao
đng. Máy thu đng xung hoc dng lên chn sóng mang cn thit theo tn s phù hp.
Nh vy FDMA là phng thc đa truy nhp mà trong đó mi kênh đc cp phát mt
tn s c đnh.  đm bo FDMA tt tn s phi đc phân chia và quy hoch thng nht trên
toàn th gii.

Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


6


Hình 1.4. FDMA và nhiu giao thoa kênh lân cn

 đm bo thông tin song công tín hiu phát thu ca mt máy thuê bao phi hoc đc
phát  hai tn s khác nhau hay  mt tn s nhng khong thi gian phát thu khác nhau. Phng
pháp th nht đc gi là ghép song công theo tn s (FDMA/FDD, FDD: Frequency Division
Duplex) còn phng pháp th hai đc gi là ghép song công theo thi gian (FDMA/TDD, TDD:
Time Division Duplex).

Phng pháp th nht đc mô t  hình 1.5. Trong phng pháp này bng tn dành cho
h thng đc chia thành hai na: mt na th
p (Lower Half Band) và mt na cao (Upper Half
Band). Trong mi na bng tn ngi ta b trí các tn s cho các kênh (xem hình 1.5a) . Trong
hình 1.5a các cp tn s  na bng thp và na bng cao có cùng ch s đc gi là cp tn s
thu phát hay song công, mt tn s s đc s dng cho máy phát còn mt tn s đc s dng
cho máy thu ca cùng mt kênh, khong cách gia hai tn s này đc gi là khong cách thu
phát hay song công. Khong cách gn nht gia hai tn s trong cùng mt na bng đc gi là
khong cách gia hai kênh lân cn (Δx), khong cách này phi đc chn đ ln đ đi vi mt t
s tín hiu trên tp âm cho trc (SNR: Signal to Noise Ratio) hai kênh cnh nhau không th gây
nhiu cho nhau. Nh vy mi kênh bao gm mt cp tn s: mt tn s  bng tn thp và mt tn
s  bng tn cao đ đm bo thu phát song công. Thông thng  đng phát đi t trm gc (hay
b phát đáp) xung trm đu cui (thu  trm đu cui) đc gi là đng xung, còn đng phát
đi t trm đu cui đn trm gc (hay trm phát đáp) đc gi là đng lên. Khong cách gia
hai tn s đng xu
ng và đng lên là ∆Y nh thy trên hình v. Trong thông tin di dng tn s
đng xung bao gi cng cao hn tn s đng lên đ suy hao  đng lên thp hn đng
xung do công sut phát t máy cm tay không th ln. Trong trong thông tin v tinh thì tu
thuc vào h thng, tn s đng xung có th thp hoc cao hn tn s đng lên, chng hn 
các h th
ng s dng các trm thông tin v tinh mt đt ln ngi ta thng s đng tn s đng
lên cao hn đng xung, ngc li  các h thng thông tin v tinh (nh di đng chng hn) do
trm mt đt nh nên tn s đng lên đc s dng thp hn tn s đng xung.

Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


7
f1 f2 f3 fn-1 fn
f0

f’1 f’2 f’3 f’n-1 f’n
x
y
B
Na bng thp
Na bng cao
Trm gc
f’1
f1
f’2
f2
f’3
f3
a)
b)
Ký hiu
x: Khong cách tn s gia hai kênh lân cn
y: Khong cách tn s thu phát
B: Bng thông cp phát cho h thng
f0: Tn s trung tâm
f’
i: Tn s đng xung
f
i: Tn s đng lên
MS1
MS2
MS3
Hình 1.5. Phân b tn s và phng pháp FDMA/FDD

Trong phng pháp th hai (FDMA/TDD) c máy thu và máy phát có th s dng chung

mt tn s (nhng phân chia theo thi gian) khi này bng tn ch là mt và mi kênh có th chn
mt tn s bt k trong bng tn (phng pháp ghép song công theo thi gian: TDD). Phng
pháp này đc mô t  hình 1.6. Hình 1.6 cho thy kênh vô tuyn giã trm gc và máy đu cui
ch s dng mt tn s
 f
i
cho c phát và thu. Tuy nhiên phát thu luân phiên, chng hn trc tiên
trm gc phát xung máy thu đu cui  khe thi gian đc ký hiu là Tx, sau đó nó ngng phát
và thu tín hiu phát đi t trm đu cui  khe thi gian đc ký hiu là Rx, sau đó nó li phát 
khe Tx ....

Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


8

Hình 1.6. Phân b tn s và phng pháp FDMA/TDD

1.3.2. Nhiu giao thoa kênh lân cn

T hình 1.4 ta thy đ rng ca kênh b chim dng bi mt s sóng mang  các tn s
khác nhau. Các sóng mang này đc phát đi t mt trm gc đn tt c các máy vô tuyn đu
cui nm trong vùng ph ca anten trm này. Máy thu ca các máy vô tuyn đu cui phi lc ra
các sóng mang tng ng vi chúng, vic l
c s đc thc hin d dàng hn khi ph ca các sóng
mang đc phân cách vi nhau bi mt bng tn bo v rng. Tuy nhiên vic s dng bng tn
bo v rng s dn đn vic s dng không hêu qu đ rng bng tn ca kênh. Vì th phi thc
hin s dung hòa gia k thut và tit kim ph
 tn. Dù có chn mt gii pháp dung hòa nào đi
na thì mt phn công sut ca sóng mang lân cn vi mt sóng mang cho trc s b thu bi máy

thu đc điu hng đn tn s ca sóng mang cho trc nói trên. iu này dn đn nhiu do s
giao thoa đc gi là nhiu kênh lân cn (ACI: Adjacent Channel Interference).
Dung lng truyn dn ca tng kênh (tc đ bit R
b
) xác đnh đ rng bng tn điu ch
(B
m
) cn thit nhng phi có thêm mt khong bo v đ tránh nhiu giao thoa gia các kênh lân
cn nên B
m
< B/n. Do vy dung lng thc t ln hn dung lng cc đi nhn đc bi mt k
thut điu ch cho trc.Vì vy hiu sut s dng tn s thc s s là n/B kênh lu lng trên
MHz.
Trong các h thng đin thoi không dây FDMA đin hình ca châu Âu hiu sut s dng
tn s thc ca các h th
ng đin thoi không dây là 20 kênh/Mhz còn đi vi đin thoi không
dây s là 10 kênh/MHz.
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


9
V mt kt cu, FDMA có nhc đim là mi sóng mang tn s vô tuyn ch truyn đc
mt Erlang vì th nu các trm gc cn cung cp N Erlang dung lng thì phi cn N b thu phát
cho mi trm. Ngoài ra cng phi cn kt hp tn s vô tuyn cho các kênh này.
 tng hiu sut s dng tn s có th s dng FDMA kt hp vi ghép song công theo
thi gian (FDMA/TDD).  phng pháp này mt máy thu phát ch s dng mt tn s và thi
gian phát thu luân phiên (hình 1.6).
Phng pháp FDMA ít nhy cm vi s phân tán thi gian do truyn lan sóng, không cn
đng b và không xy ra tr do không cn x lý tín hiu nhiu, vì vy gim tr hi âm.

1.4. A TRUY NHP PHÂN CHIA THEO THI GIAN (TDMA)

1.4.1. Nguyên lý TDMA

Hình 1.7 cho thy hot đng ca mt h thng theo nguyên lý đa truy nhp phân chia theo
thi gian. Các máy đu cui vô tuyn phát không liên tc trong thi gian T
B
. S truyn dn này
đc gi là cm. S phát đi mt cm đc đa vào mt cu trúc thi gian dài hn đc gi là chu
k khung, tt c các máy đu cui vô tuyn phi phát theo cu trúc này. Mi sóng mang th hin
mt cm s chim toàn b đ rng ca kênh vô tuyn đc mang bi tn s sóng mang f
i
.

Hình 1.7. Nguyên lý TDMA

Phng pháp va nêu  trên s dng cp tn s song công cho TDMA đc gi là đa truy
nhp phân chia theo thi gian vi ghép song công theo tn s TDMA/ FDD (FDD: Frequency
Division Duplexing). Trong phng pháp này đng lên (t máy đu cui đn trm gc) bao gm
các tín hiu đa truy nhp theo thi gian (TDMA) đc phát đi t các máy đu cui đn trm gc,
còn  đng xung (t trm gc đn máy đu cui) là tín hi
u ghép kênh theo thi gian (TDM:
Time Division Multiplexing) đc phát đi t trm gc cho các máy đu cui, (xem hình 1.8a).
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


10
 có th phân b tn s thông minh hn, phng pháp TDMA/TDD (TDD: Time
Division Multiplexing) đc s dng. Trong phng pháp này c hai đng lên và đng xung
đu s dng chung mt tn s, tuy nhiên đ phân chia đng phát và đng thu các khe thi gian

phát và thu đc phát đi  các khang thi gian khác nhau (xem hình 1.8b)
Hình 1.8. Các phng pháp đa truy nhp: a) TDMA/FDD; b) TDMA/TDD

1.4.2 To cm

Quá trình to cm đc mô t  hình 1.9. Máy phát ca trm gc nhn thông tin  dng
lung c s hai liên tc có tc đ bit R
b
t giao tip ngi s dng. Thông tin này phi đc lu
gi  các b nh đm và đc ghép thêm thông tin điu khin b sung đ to thành mt cm bao
gm thông tin ca ngi s dng và thông tin điu khin b sung.

Chng 1. Tng quan cỏc phng phỏp a truy nhp vụ tuyn


11
Ghép
kênh
(TDMA)
và điều
chế
Luồng số của các
ngời sử dung
b
R
Cấu trúc cụm
(tốc độ R)
t
Các bộ
đệm

Bộ điều
chế
Định thời
TDMA
Tốc độ Rb
Tốc độ Rb
Tốc độ Rb
1 2 3
1
2
3
B
T
B
T
B
T
TSn TS2TS3 TS1
Tốc độ truyền dẫn ký hiệu R
F
T
Luồng số cần phát đến ngời sử dụng
Z
1
2
3
Ký hiệu
Ri= Tốc độ bit của ngời sử dụng (bps)
R= Tốc độ ký hiệu điều chế cho sóng mang
TS= Độ rộng khe thời gian Tb= Độ rộng cụm, = Độ dài khung

= Khoảng trống bảo vệ, = Thông tin bổ sung
F
T
R
Bộ ghép
khung
TDMA

Hỡnh 1.9. Quỏ trỡnh to cm mt h thng vụ tuyn TDMA

Sau ú cm c t vo khe thi gian T
B
tng ng b ghộp khung TDMA. Gia cỏc cm cú
th cú cỏc khong trng trỏnh vic chng ln cỏc cm lờn `nhau khi ng b khụng c tt.
u ra ca b ghộp khung TDMA ta c lung ghộp cú tc iu ch R a n b
iu ch. Tc iu ch R iu ch cho súng mang c xỏc nh nh sau:

R = R
b
(T
F
/T
B
) [bps] (1.1)

trong ú T
B
thi gian ca cm, cũn T
F
l thi gian ca mt khung.

Giỏ tr R ln khi thi gian ca cm nh v vỡ th thi gian chim (T
B
/T
F
) cho mt kờnh
truyn dn thp. Chng hn nu R
b
= 10kbit/s v (T
F
/T
B
) = 10, iu ch xy ra tc
100kbit/s. Lu ý rng R l tng dung lng ca mng o bng bps. T kho sỏt trờn cú th thy
rng vỡ sao dng truy nhp ny luụn luụn liờn quan n truyn dn s: nú d dng lu gi cỏc bit
trong thi gian mt khung v v nhanh chúng gii phúng b nh ny trong khong thi gian mt
cm. Khụng d dng thc hin dng x lý ny cho cỏc thụng tin tng t.
Mi c
m ngoi thụng tin lu lng cũn cha thụng tin b sung nh:
1) u cha:
a. Thụng tin khụi phc súng mang (CR: Carrier Recovery) v ng b ng h
bit ca mỏy thu (BTR: Bit Timing Recovery).
Chng 1. Tng quan cỏc phng phỏp a truy nhp vụ tuyn


12
b. T duy nht (UW : Unique Word) cho phộp mỏy thu xỏc nh khi u ca mt
cm. UW cng cho phộp gii quyt c s khụng rừ rng v pha (khi cn thit)
trong trng hp gii iu ch nht quỏn. Khi bit c khi u ca cm, tc
bit v xy ra s khụng rừ rng pha mỏy thu cú th xỏc nh c cỏc bit i sau t
duy nht.

c. Nhn dng kờnh (CI: Channel Identifier).
d. Cỏc thụng tin núi trờn cú th c t riờng r
v tp trung u cm hay cú th
kt hp vi nhau hay phõn b nhiu ch trong mt s khung (trng hp cỏc t
ng b khung phõn b).
2) Bỏo hiu v iu khin
3) Kim tra ng truyn
Trong mt s h thng cỏc thụng tin b sung trờn cú th c t cỏc kờnh dnh riờng.

1.4.3. Thu cm

Quỏ trỡnh x lý mỏy thu ca mỏy vụ tuyn u cui 3 c cho hỡnh 1.10.
Phn x lý khung TDMA s iu khin vic m cng cho cm cn thu trong khe thi gian
TS3 dnh cho mỏy u cui ny. Mỏy thu xỏc nh khi u ca mi cm (hoc mi khung) bng
cỏch phỏt hin t duy nht, sau ú nú ly ra lu lng dnh cho mỡnh t khung TDMA. (Lu ý
rng mt s h thng nh
ng b chung trong mng nờn mỏy thu cú th xỏc nh ngay c
khe thi gian dnh cho nú m khụng cn t duy nht). Lu lng ny c thu nhn khụng liờn
tc vi tc bit l R. khụi phc li tc bit ban u R
b
dng mt lung s liờn tc, thụng
tin c lu gi b m trong khong thi gian ca khung ang xột v c c ra t b nh
m ny tc R
b
trong khong thi gian ca khung sau.
iu quan trng xỏc nh c ni dung ca cm núi trờn l trm thu phi cú kh nng
phỏt hin c t duy nht khi u ca mi cm (hoc mi khung). B phỏt hin t duy nht
xỏc nh mi tng quan gia cỏc chui bit u ra ca b phỏt hin bit ca mỏy thu, chui ny
cú cựng di nh t duy nht v l m
u ca t duy nht c lu gi b nh ca b tng

quan. Ch cú cỏc chui thu to ra cỏc nh tng quan ln hn mt ngng thỡ c gi li nh l
cỏc t duy nht.

Z
3 2 1
3
Tốc độ Rb
Giải điều
chế
Cửa mở
tại TS3
Định thời
TDMA
Bộ đệm
Máy đầu cuối 3
t
Hỡnh 1.10. Quỏ trỡnh thu cm trong TDMA

1.4.4. ng b
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


13

 TDMA vn đ đng b rt quan trng. ng b cho phép xác đnh đúng v trí ca cm
cn ly ra  máy thu hay cn phát đi  máy phát tng ng. Nu các máy đu cui là máy di đng
thì đng b còn phi xét đn c v trí ca máy này so vi trm gc. V vn đ đng b chúng ta s
xét  các h thng đa truy nhp vô tuyn c th.
So vi FDMA, TDMA cho phép tit kim tn s và thit b thu phát hn. Tuy nhiên 
nhiu h thng nu ch s dng mt cp tn s thì không đ đm bo dung lng ca mng. Vì

th TDMA thng đc s dng kt hp vi FDMA cho các mng đòi hi dung lng cao.
Nhc đim cu TDMA là đòi hi đng b t
t và thit b phc tp hn FDMA khi cn
dung lng truyn dn cao, ngoài ra do đòi hi x lý s phc tp nên xy ra hin tng hi âm.

1.5. A TRUY NHP PHÂN CHIA THEO MÃ, CDMA

CDMA là phng thc đa truy nhp mà  đó mi kênh đc cung cp mt cp tn s và
mt mã duy nht. ây là phng thc đa truy nhp mi, phng thc này da trên nguyên lý tri
ph
. Tn ti ba phng pháp tri ph:
̇ Tri ph theo chui trc tip (DS: Direct Sequency).
̇ Tri ph theo nhy tn (FH: Frequency Hopping).
̇ Tri ph theo nhy thi gian. (TH: Time Hopping).

1.5.1. Các h thng thông tin tri ph

Trong các h thng thông tin thông thng đ rng bng tn là vn đ quan tâm chính và
các h thng này đc thit k đ s dng càng ít đ rng bng tn càng tt. Trong các h thng
điu ch biên đ song biên, đ rng bng tn cn thit đ phát mt ngun tín hiu tng t gp hai
ln đ rng bng tn ca ngun này. Trong các h thng điu tn đ rng bng tn này có th
bng vài ln đ rng bng tn ngun ph thuc vào ch s điu ch. i vi mt tín hiu s, đ
rng bng tn cn thit có cùng giá tr vi tc đ bit ca ngun.  rng bng tn chính xác cn
thit trong trng hp này ph
thuc và kiu điu ch (BPSK, QPSK v.v...).
Trong các h thng thông tin tri ph (vit tt là SS: Spread Spectrum) đ rng bng tn
ca tín hiu đc m rng, thông thng hàng trm ln trc khi đc phát. Khi ch có mt ngi
s dng trong bng tn SS, s dng bng tn nh vy không có hiu qu. Tuy nhiên  môi trng
nhiu ngi s dng, các ngi s d
ng này có th dùng chung mt bng tn SS (tri ph) và h

thng tr nên s dng bng tn có hiu sut mà vn duy trì đc các u đim cu tri ph.
Mt h thng thông tin s đc coi là SS nu:
* Tín hiu đc phát chim đ rng bng tn ln hn đ rng bng tn ti thiu cn thit đ
phát thông tin.
* Tr
i ph đc thc hin bng mt mã đc lp vi s liu.
Hình 1.10 cho thy s đ khi chc nng cu mt h thng thông tin SS đin hình cho hai
cu hình: v tinh và mt đt. Ngun tin có th s hay tng t. Nu ngun là tng t thì trc
ht nó phi đc s hoá bng mt s đ bin đi tng t vào s nh: điu xung mã hay điu ch
delta. B nén tín hiu loi b hay gim đ d thông tin  ngun s. Sau đó đu ra đc mã hoá
bi b lp mã hiu chnh li (mã hoá kênh) đ đa vào các bit d cho vic phát hin hay sa li
có th xy ra khi truyn dn tín hiu qua kênh vô tuyn.
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


14
Ph ca tín hiu cn phát đc tri rng đn đ rng bng tn cn thit sau đó b điu ch
s chuyn ph này đn di tn đc cp cho truyn dn. Sau đó tín hiu đã điu ch đc khuych
đi, đc phát qua kênh truyn dn, kênh này có th là di đt hoc v tinh. Kênh này có th
gây ra các gim cht l
ng nh: nhiu, tp âm và suy hao công sut tín hiu. Lu ý rng đi vi
SS thì các b nén/giãn và mã hoá/ gii mã hiu chnh li (mã hoá/ gii mã kênh) là tu chn.
Ngoài ra cng cn lu ý rng v trí cu các chc nng tri ph và điu ch có th đi ln. Hai chc
nng này thng đc kt hp và thc hin  mt khi.
Ti phiá thu máy thu khôi phc li tín hi
u ban đu bng cách thc hin các quá trình
ngc vi phía phát: gii điu ch tín hiu thu, gii tri ph, gii mã và giãn tín hiu đ nhn đc
mt tín hiu s. Nu ngun là tng t thì tín hiu s này đc bin đi vào tng t bng mt b
bin đi s/ tng t.
Lu ý rng  mt h thng thông thng (không ph

i SS), các chc nng tri ph và gii
tri ph không có  s đ khi hình 1.11. Thc ra đây chính là s khác nhau gia mt h thng
thông thng và h thng SS.
KGD
đng s
Nén s
liu
MHK
C (BPSK,
QPSK)
KCS
KGD
đng TT
Bin đi
A/D
Ngun chui
PN tri ph
SM
Kênh mt đt
KTD
Suy hao
vô tuyn
Nhiu
Tp âm
KTD
Suy hao
vô tuyn
Nhiu
Tp âm
Kênh v tinh

Phát
đáp v
tinh
KTD
Suy hao
vô tuyn
Nhiu
Tp âm
KGD
đng s
Nén s
liu
GMK
Gii C
KCS
SM
KGD
đng TT
Bin đi
A/D
Chui PN
gii tri ph
B chui
PN
Máy phát
Máy thu
Các chc nng tùy chn
u vào
s
u vào

tng t
u ra s
u ra
tng t
Ký hiu
* KGD: Khuych đi giao dinTT: Tng t
*A/D: Tng t/s D/A: S/tng t
* MHK: Mã hóa kênh GMK: Gii mã kênh
* C: iu ch SM: Sóng mang
* KCS: Khuych đi công sut KTD: Kênh truyn dn
* PN: Gi tp âm B: ng b
Hình 1.11. S đ khi ca mt h thng thông tin s đin hình
vi tri ph (cu hình h thng mt đt và vê tinh)

Có ba kiu h thng SS c bn: chui trc tip (DSSS: Direct-Sequence Spreading
Spectrum), nhy tn (FHSS: Frequency-Hopping Spreading Spectrum) và nhy thi gian (THSS:
Time-Hopping Spreading Spectrum) (hình 1.12, 1.13 và 1.14). Cng có th nhn đc các h
thng lai ghép t các h thng nói trên. H thng DSSS đt đc tri ph bng cách nhân tín hi
u
ngun vi mt tín hiu gi ngu nhiên có tc đ chip (R
c
=1/T
c
, T
c
là thi gian mt chip) cao hn
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


15

nhiu tc đ bit (R
b
=1/T
b
, T
b
là thi gian mt bit) ca lung s cn phát. H thng FHSS đt đc
tri ph bng cách nhy tn s mang trên mt tp (ln) các tn s. Mu nhy tn có dng gi ngu
nhiên. Tn s trong khong thi gian ca mt chip T
c
gi

nguyên không đi. Tc đ nhy tn có
th nhanh hoc chm. Trong h thng nhy tn nhanh, nhy tn đc thc hin  tc đ cao hn
tc đ bit ca bn tin, còn  h thng nhy tn chm thì ngc li.
TT =T
bn
T =T
bn
c
t

Ký hiu:

• T
b
= thi gian mt bit ca lung s cn phát
• T
n
= Chu k ca mã gi ngu nhiên dùng cho tri ph

• T
c
= Thi gian mt chip ca mã tri ph
Hình 1.12. Tri ph chui trc tip (DSSS)
f
n
f
n-1
f
n-2
f
3
f
2
f
1
T
c
2T
c
TÇn sè
t

Hình 1.13. Tri ph nhy tn (FHSS)

Mét khung
Khe thêi gian ph¸t
(k bit)
T
2T

f
3T
f
T
f
t
T=T /M, trong ®ã M lµ sè khe thêi gian trong mét khung
f

Hình 1.14. Tri ph nhy thi gian (THSS)
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


16

Trong h thng THSS mt khi các bit s liu đc nén và đc phát ngt quãng trong
mt hay nhiu khe thi gian trong mt khung cha mt s lng ln các khe thi gian. Mt mu
nhy thi gian s xác đnh các khe thi gian nào đc s dng đ truyn dn trong mi khung.
Lúc đu các k thut SS đc s dng trong các h thng thông tin ca quân s. Ý tng
lúc đu là làm cho tín hiu đc phát gi
ng nh tp âm đi vi các máy thu không mong mun
bng cách gây khó khn cho các máy thu này trong vic tách và ly ra đc bn tin.  bin đi
bn tin vào tín hiu ta tp âm, ta s dng mt mã đc "coi là" ngu nhiên đ mã hoá cho bn
tin. Ta mun mã này ging ngu nhiên nht. Tuy nhiên máy thu ch đnh phi bit đc mã này,
vì nó cn to ra chính mã này mt cách chính xác và đng b vi mã đc phát đ ly ra bn tin
(gii mã). Vì th mã "gi đ
nh" ngu nhiên phi là xác đnh. Nên ta phi s dng mã gi ngu
nhiên (hay mã gi tp âm). Mã gi ngu nhiên phi đc thit k đ có đ rng bng ln hn
nhiu so vi đ rng bng cu bn tin. Bn tin trên đc bin đi bi mã sao cho tín hiu nhn
đc có đ rng ph gn bng đ rng ph ca tín hiu gi ngu nhiên. Có th

 coi s bin đi này
nh mt quá trình "mã hoá". Quá trình này đc gi là quá trình tri ph. Ta nói rng  máy phát
bn tin đc tri ph bi mã gi ngu nhiên. Máy thu phi gii tri ph ca tín hiu thu đc đ
tr li đ rng ph bng đ rng ph ca bn tin.
Hin này phn ln các quan tâm v các h thng SS là các ng dng đa truy nhp mà 

đó nhiu ngi s dng cùng chia s mt đ rng bng tn truyn dn. Trong h thng DSSS tt
c các ngi s dng cùng dùng chung mt bng tn và phát tín hiu ca h đng thi. Máy thu
s dng tín hiu gi ngu nhiên chính xác đ ly ra tín hiu mong mun bng cách gii tri ph.
Các tín hiu khác xut hin  dng các nhiu ph r
ng công sut thp ta tp âm.  các h thng
FHSS và THSS mi ngi s dng đc n đnh mt mã gi ngu nhiên sao cho không có cp
máy phát nào s dng cùng tn s hay cùng khe thi gian, nh vy các máy phát s tránh đc
xung đt. Nh vy FH và TH là các kiu h thng tránh xung đt, trong khi đó DS là kiu h
thng ly trung bình.
Các mã tri ph có th là các mã gi tp âm (PN code) hoc các mã đc to ra t
các
hàm trc giao.
 hiu tng quan vai trò ca tri ph trong h thng thông tin vô tuyn phàn di đây ta
s xét tng quan tri ph chui trc tip (DSSS). C th v các phng pháp tri ph DSSS,
FHSS và THSS s đc kho sát  các chng tip theo.

1.5.2. Mô hình đn gin ca mt h thng tri ph chui trc tip, DSSS

Mô hình đn gin ca mt h thng tri ph gm K ngi s dng chung mt bng tn
vi cùng mt tn s sóng mang f
c
và điu ch BPSK đc cho  hình 1.15.

Chng 1. Tng quan cỏc phng phỏp a truy nhp vụ tuyn

17
11
10

+
)tf2cos(
T
E2
c
b
b

Bộ tạo
mã PN
d(t)
{0,1}
b
T
1
b
R =
{+1,-1}
b
T
1
b
R =
{+1,-1}

c
T
1
c
R =
Bộ chuyển
đổi mức
Trải phổ
Điều chế
Bộ tạo
mã PN
)tf2cos(
T
2
c
b


b
0
T
dt(.)
Mạch quyết
định
{0.1}
)t(c
1
)t(c
1
{+1,-1}

c
T
1
c
R =
b
T
1
b
R =
Tx1
Rx1
)t(b
1
)t(b
1
Tx2
TxK
Rx2
RxK
)t(c),t(b
22
)t(c),t(b
KK
)t(b),t(c
KK
)t(b),t(c
22
Giải điều
chế

Giải trải
phổ

Hỡnh 1.15. Mụ hỡnh n gin ca mt h thng DSSS gm K ngi s dng chung mt bng
tn vi cựng mt súng mang f
c
v iu ch BPSK.

Mụ hỡnh c xột hỡnh 1.15 gm K mỏy phỏt thu c ký hiu l Txk v Rxk tng ng
vi k=1....K, vỡ cu trỳc ca chỳng ging nhau nn ta ch v chi tit cho mt khi (Tx1 v Rx1),
cỏc khi cũn li c v dng hp en vi cỏc thụng s riờng cho cỏc khi ny nh: b
k
(t) th
hin chui bit phỏt, c
k
(t) th hin mó tri ph v )t(b
k

th hin chui bit thu.
Tớn hiu u vo ca mỏy phỏt k l lung s thụng tin ca ngi s dng b
k
(t) cú tc
bit R
b
=1/T
b
. õy l mt tớn hiu c s hai ngu nhiờn n cc vi hai mc giỏ tr {0,1} ng xỏc
sut c biu din nh sau:

()

kkTbb
i
b(t) b(i)p t iT

=
=

(1.2)
trong ú p
Tb
(t) l hm xung vuụng n v c xỏc nh nh sau:


{
b
b
T
10tT
p(t)
0

=
nếu
nếu khác
(1.3)
v b
k
(i) ={0,1} vi s xut hin ca 0 v 1 ng xỏc sut.
Sau b chuyn i mc ta c lung bit ngu nhiờn lng cc d(t) vi hai mc {+1,-1}
ng xỏc sut c biu din nh sau:

()
kkTbb
i
d(t) d(i)p t iT

=
=

(1.4)
trong ú p(t) c xỏc nh theo (1.3) v d
k
(i)={+1.-1} vi s xut hin ca +1 v -1 ng xỏc
sut.
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


18
Sau đó lung bit lng cc đc đa lên tri ph bng cách nhân vi mã tri ph đc gi
là mã gi tp âm vi tc đ đc gi là tc đ chip R
c
=1/T
c
. Các mã này có chu k là T
b
và thông
thng T
b
=NT
c

vi N khá ln.  các máy thu có th phân bit đc các mã tri ph, các mã này
phi là các mã trc giao chu k T
b
tho mãn điu kin sau:


{
b
T
kj
b
0
1
1kj
c (t)c (t)dt
T
=
=
≠
∫
nÕu
0nÕuk
j
(1.5)
và tích ca hai mã trc giao s bng 1 nu là tích ca chính nó và là mt mã trc giao mi trong
tp mã trc giao nêu là tích ca hai mã khác nhau:


{
kj

1
c(t)c(t)
=
=
≠
i
nÕu k
j
c(t) nÕuk j
(1.6)


Mã tri ph là chui chip nhn các giá tr {+1,-1} gn nh đng xác sut nu N ln và
đc biu din nh sau:


N
kkTcc
i1
c(t) c(i)p (t iT)
=
=−
∑
(1.7)
trong đó c
i
={+1,-1} là chui các xung nhn hai giá tr +1 hoc -1 và mi xung đc gi là chip,
T
c
là đ rng ca mt chip, p

Tc
(t) là hàm xung vuông đc xác đnh nh sau:


{
Tc
p(t)
≤≤
=
c
1nÕu0tT
0nÕukh¸c
(1.8)
Sau tri ph tín hiu s có tc đ chip R
c
đc đa lên điu ch BPSK bng cách nhân vi
sóng mang:
b
c
b
2E
cos(2 f t)
T
π
đ đc tín hiu phát vào không gian nh sau:


b
kk c
b

2E
s(t) d (t)c (t)cos(2 f t)
T
=π
, 0≤t≤T
b
(1.9)
trong đó E
b
là nng lng bit, T
b
là đ rng bit và f
c
là tn s sóng mang.
Bây gi ta xét quá trình xy ra  máy thu.  đn gin ta coi rng máy thu đc đng b
sóng mang và mã tri ph vi máy phát, ngha là tn s , pha sóng mang và mã tri ph ca máy
thu ging nh máy phát. Ngoài ra nu b qua tp âm nhit ca đng truyn và ch xét nhiu ca
K-1 ngi s dng trong h thng, gi s công sut tín hiu thu ti máy thu k ca K ngi s
dng b
ng nhau và đ đn gin ta cng b qua tr truyn sóng, tín hiu thu s nh sau:


K
br
jj c
j1
b
2E
r(t) d (t)c (t)cos(2 f t)
T

=
=π
∑
(1.10)
trong đó E
br
=E
b
/L
p
là nng lng bit thu, L
p
là suy hao đng truyn.
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


19
Tín hiu thu đc đa lên phn đu ca quá trình gii điu ch đ nhân vi
c
b
2
cos(2 f t)
T
π
, sau đó đc đa lên gii tri ph, kt qu cho ta:


KK
br
jjk jjk c

j1 j1
b
E
u(t) d (t)c (t)c (t) d (t)c (t)c (t)cos(4 f t)
T
==
=+π
⎛⎞
⎟
⎜
⎟
⎜
⎟
⎜
⎟
⎜
⎝⎠
∑∑
(1.11)

Sau b tích phân thành phn th hai trong (1.10)là thành phn cao tn s b loi b, ta đc:


b
b
T
K
T
br
jjk

0
j1
b
0
E
v(t) u(t)dt d (t) c (t)c (t)dt
T
=
==
∑
∫∫
(1.12)
Lu ý đn tính trc giao ca các mã tri ph theo (1.5) và d
j
={+1,-1} ta đc kt qu ca tích
phân (1.12) nh sau:


kbr br
v(t) d (t) E E==± (1.13)

Mch quyt đnh s cho ra mc 0 nu V(t) dng và 1 nu âm. Kt qa ta đc chui bit thu
ˆ
b(t)

là c tính ca chui phát. Trng hp lý tng ta đc chui này bng chui bit phát b
k
(t).

1.5.3. Ph ca tín hiu

 hiu rõ ý ngha ca tri ph  các h thng thông tin vô tuyn tri ph, ta xét dng ph
ca các tín hiu trên mô hình  hình 1.15. Tng t nh trên ta cng s ch xét ph  h thng
phát thu Txk và Rxk làm thí d.
Ph ca ca lung s đn cc b
k
(t) đc xác đnh theo công thc sau:

22
2
im im
bbb
bb
(f) T Sinc (fT ) (f)
44
Φ= +δ

2
bb
11
TSinc (fT) (f)
44
=+δ (1.14)
Nu ch xét cho ph dng và không ta đc:


2
bbb
11
(f) T Sinc (fT ) (f)

24
Φ= +δ (1.15)
trong đó: Sincx=
sin x
x
π
π
, δ(f) là hàm delta đc xác đnh nh sau:

(f) 0δ= khi f≠0 và
(f)df
∞
−∞
δ
∫
=1 (1.16)

Ph ca lung s lng cc đc xác đnh nh sau:


22
dib b
(f) d T Sinc (fT )Φ=
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


20
=
2
b b

TSinc (fT) (1.17)

Nu ch xét cho ph dng ta đc:

Φ
d
(f) =
2
b b
2T Sinc (fT ) (1.18)

Ph ca lung s sau tri ph đc xác đnh nh sau:


()
2
2
dc i i c c
(f) d c T Sinc (fT )Φ=
=
2
cc
TSinc (fT) (1.19)
Nu ch xét cho ph dng ta đc:

Φ
dc
(f) =
2
cc

2T Sinc (fT ) (1.20)

Ph ca tín hiu sau điu ch đc xác đnh nh sau:


[] []
22
cc
scccc
PT P T
(f) Sinc (f f )T Sinc (f f )T
22
Φ= − + +
(1.21)

Nu ch xét ph dng ta đc:


[]
2
scc
c
P
(f) Sinc (f f )T
R
Φ= −
(1.22)

trong đó P =E
b

/T
b
là công sut trung bình ca sóng mang.
Ph ca tín hiu thu  đu vào máy thu k gm đc xác đnh nh sau:


[]
K
jr
2
rcc
j1
c
P
(f) Sin (f f )T
R
=
Φ= −
∑
(1.23)
trong đó P
jr
= P
j
/L
p
là sut thu t máy thu j và L
p
là suy hao truyn sóng.

T điu kin ca mã tri ph trong (1.6), sau gii tri ph  máy thu k ch có tín hiu đn
t máy phát k là đc tri ph còn các tín hiu đn t các máy phát khác li b tri ph bng mt
mã tri ph khác và mt đ ph công sut đc xác đnh nh sau:


[] []
K
jr
22
kr
ucb cc
J1
bc
jk
P
P
(f) Sinc (f f )T Sinc (f f )T
RR
=
≠
Φ= − + −
∑
(1.24)
trong đó thành phn th nht là ph ca tín hiu thu t máy phát k còn thành phn th hai là tng
ph ca các tín hiu th t các máy phát còn li.
Hình 1.16 cho thy mt đ ph công sut (PSD) ca lung bit lng cc Φ
d
(f), ph ca tín
hiu sau tri ph Φ
c

(f) (cho trng hp T
b
=5T
c
). Hình 1.17 cho thy mt đ ph công sut (PSD)
Chng 1. Tng quan các phng pháp đa truy nhp vô tuyn


21
ca tín hiu thu gm hai thành phn: ph nhn đc t Txk (ký hiu là Φ
k
(f)) và ph ca t tt
các máy phát khác tr máy k cho trng hp T
b
=NT
c
(ký hiu là S
∑-k
(f)) vi N>>1.

b
T
1
b
T
2
b
T
3
b

T
4
b
T
5
b
T
6
b
T
7
b
T
8
b
T
9
b
T
10
c
T
1
c
T
2
b
T2
Tc2
)f(

d
Φ
)f(
dc
Φ
PSD, W/Hz
f, Hz
c
T5
b
T =
0
Hình 1.16. Mt đ ph công sut ca lung bit lng cc Φ
d
(f) và lung s sau tri ph
Φ
dc
(f) khi T
b
=5T
c
.

b
T
1
b
T
2
b

T
3
b
T
1
−
b
T
2
−
b
T
3
−
c
T
1
−
c
T
1
c
ff −
b
R
kr
P
)f(
k
Φ

)f(
k
∑
−
Φ
}
)f(
k
Φ
)f(
k
∑
−
Φ
c
R
jr
P
c
NT
b
T =

Hình 1.17. Mt đ ph công sut thu t máy phát k: Φ
k
(f) và t tt c các máy phát tr máy
k: Φ
∑-k
(f).

 loi b các nhiu do các máy phát khác ph tín hiu sau tri ph  máy thu k đc đa
qua b lc bng thông (không có trên mô hình  hình 1.15), kt qu cho ta ph  hình 1.18. T
hình 1.18 ta thy nh có tri ph, công sut nhiu đn t các máy phát khác b loi b đang k và
mt cách gn đúng có th coi nhiu còn li ca chúng nh tp âm Gauss trng cng.