intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH " Tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất MC-CDMA : bước cố định, đa mức "

Chia sẻ: Trần Công Khánh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Thêm vào BST
Báo xấu
177
lượt xem 44
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong xã hội hiện đại ngày nay, trao đổi thông tin trở thành một nhu cầu thiết yếu. Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc, mọi nơi. Nhu cầu này ngày càng lớn nên số lượng khách hàng sử dụng thông tin di động ngày càng tăng, các mạng thông tin di động vì thế được mở rộng ngày càng nhanh. Chính vì vậy, cần phải có các biện pháp tăng dung lượng cho các hệ thống thông tin di động hiện có. Hệ thống CDMA ra đời...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH " Tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất MC-CDMA : bước cố định, đa mức "

  1. ĐỀ TÀI Tìm hiểu các phương pháp điều khiển công suất MC-CDMA : bước cố định, đa mức G iảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Bích Hạnh Sinh viên thực hiện : Trần Công Khánh
  2. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................. 1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ...................................................................................................4 Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỂN ...................................................................... 5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................................................................... 5 BẢNG TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... 6 DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................9 LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 11 CHƢƠNG I: CÔNG NGHỆ CDMA VÀ K Ỹ THUẬT OFDM ............................. 12 1.2.2 Các k ỹ thuật trải phổ cơ bản .............................................................. 15 1.2.4 Hiệu ứng gần xa ................................................................................... 19 1.2.5 Đ iều khiển công suất ........................................................................... 19 1.3 KỸ THUẬT OFDM ....................................................................................... 20 1.3.1 Hệ thống OFDM .................................................................................... 20 1.3.2 Kỹ thuật xữ lý tín hiệu OFDM ............................................................. 22 1.3.3 Đặc tính kênh truyền trong kỹ thuật OFDM ..................................... 22 1.3.4 Đặc điểm của kỹ thuật OFDM ............................................................ 24 CHƢƠNG II: HỆ THỐNG MC-CDMA .................................................................26 2.1 GIỚ I THIỆU CHƢƠNG .............................................................................. 26 2.2 HỆ THỐNG MC-CDMA............................................................................... 26 2.2.1 Khái niệm MC-CDMA........................................................................... 26 2.2.2 Sơ đồ khối ............................................................................................. 27 2.3 MÁY PHÁT MC-CDMA ............................................................................... 27 2.5 KÊNH TRUYỀN ........................................................................................... 31 2.6 CÁC PHƢƠNG PHÁP TRIỆT NHIỄU ...................................................... 32 TRANG 1 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  3. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH 2.6.1 Phƣơng pháp triệt nhiễu nối tiếp ....................................................... 32 2.6.2 Phƣơng pháp triệt nhiễu song song .................................................. 32 2.7 VẤN ĐỀ DỊCH CỦA TẦN SỐ SÓNG MANG TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA............................................................................................................ 32 2.8 ƢU ĐIỂM CỦA KỸ THU ẬT MC-CDMA .................................................... 36 2.9 NHƢỢC ĐIỂM CỦA KỸ THU ẬT MC-CDMA .......................................... 36 2.10 KẾT LUẬN CHƢƠNG............................................................................... 36 CHƢƠNG III : ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA ................................................................................................................................... 37 3.1 GIỚ I THIỆU CHƢƠNG .............................................................................. 37 3.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA............................................................................................................ 37 3.3 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA .............. 38 3.4 HỒI TIẾP DƢƠNG TRONG ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT ĐƢỜNG LÊN ............................................................................................................................... 42 3.5 CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SU ẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA ............................................................................................................................... 43 3.5.1 Điều khiển công suất dựa vào ng ƣời sử dụng: .............................. 43 3.5.2 Điều khiển công suất dựa vào băng tần:......................................... 44 3.6 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA ............................................................................................ 46 3.7 KẾT LUẬN CHƢƠNG ................................................................................. 47 CHƢƠNG IV: MÔ PHỎNG ................................................................................... 48 4.1 GIỚ I THIỆU CHƢƠNG .............................................................................. 48 4.2 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG ..................................................................48 4.3 MÔ PHỎNG ..................................................................................................49 4.3.1 Mô phỏng phƣơ ng pháp điều khiển công suất fixed step ............. 49 TRANG 2 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  4. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH 4.3.2 Mô phỏng phƣơ ng pháp điều khiển công suất đa mức (multilevel) ........................................................................................................................... 50 4.4 SO SÁNH HAI PHƢƠNG PHÁP DỰA VÀO CÔNG SU ẤT PHÁT, SNR, BER ............................................................................................................ 52 4.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG ................................................................................. 54 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 55 TÀI LIỆU THAM KH ẢO......................................................................................... 64 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN .................................................... 65 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PH ẢN BIỆN........................................................ 66 TRANG 3 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  5. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Trong xã hội h iện đạ i ngày nay, trao đổi thông tin trở thành một nhu cầ u thiết yếu. Các hệ thống thông tin di động ra đời tạo cho con người khả năng thông tin mọ i lúc, mọi nơi. Nhu cầ u này ngày càng lớn nên số lượng khách hàng sử dụng thông tin di động ngày càng tăng, các mạng thông tin di động vì thế được mở rộ ng ngày càng nhanh. Chính vì vậy, cần phải có các biện pháp tăng dung lượng cho các hệ thống thông tin di động hiện có. Hệ thống CDMA ra đời và đã chứ ng tỏ được khả năng hỗ trợ được nhiều user hơn so với các hệ thống ra đời trước đó. Hơn nữa, so với hai phương pháp đa truy nhập truyền thống là phân chia theo tầ n số FDMA và phân chia theo thời gian TDMA thì phương pháp truy nhập phân chia theo mã CDMA có nhữ ng đặc điểm nổi trội: chống nhiễu đa đường, có tính bảo mật cao, hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ khác nhau…Và trong tương lai, nhu cầ u về các dịch vụ số liệu sẽ ngày càng tăng, mạng thông tin di động không chỉ đáp ứ ng nhu cầu vừa đi vừa nói ch uyện mà còn phải cung cấp cho người s ử dụng các d ịch vụ đa dạng khác như truyền dữ liệu, hình ảnh và video… Chính vì vậy, vấn đề dung lượng và tốc độ cần phải được quan tâm đồng thời. Trong nhữ ng nă m gần đây, kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM , một kỹ thuật điều chế đa sóng mang, được sử dụng rộng rãi trong các ứ ng d ụng vô tuyến cũng như hữu tuyến. Ưu đ iểm của OFDM là khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao qua kênh truyền chọn lọc tầ n số, tiết kiệm băng thông, hệ thống ít phức tạp hơn. TRANG 4 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  6. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỂN Để đáp ứ ng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, ý tưởng về kỹ thuật MC-CDMA đã ra đời, dựa trên sự kết hợp c ủa CDMA và OFDM. MC-CDMA kế thừa tất cả nhữ ng ưu đ iểm của CDMA và O FDM: tốc độ truyền cao, tính bền vữ ng với Fading chọn lọc tần số, sử dụng băng thông hiệu quả, tính bảo mật cao và giảm độ phức tạp của hệ thống. Chính vì vậy MC-CDMA là một ứ ng cử viên sáng giá cho hệ thống thông tin di động trong tương lai. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Tìm hiể u các phương pháp điều khiển công suất: bước cố định, đa mức. TRANG 5 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  7. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH BẢNG TỪ VIẾT TẮT 4G Fourth Generation ABS Adaptive Band Selection ADC Analog to Digital Converter AWGN Additive White Gaussian Noise BER Bit Error Ratio BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station CCI Co-Channel Interference CDF Cumulative Distribution Function CDMA Code Division Multiple Access DAC Digital to Analog Converter DFT Discrete Fourier Transform FDM Frequency Division Multiplexing FDMA Freq uency Division Multiple Access FEC Forward Error Correction FFT Fast Fourier Transform ICI Inter -Channel Interference ICI Inter Carrier Interface IMT-2000 International Mobile Telecommunication 2000 IS-95 Interim Standard 1995 TRANG 6 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  8. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH ISI Inter Symbol Interference IDFT Inverse Discrete Fourier Transform IFFT Inverse Fast Fourier Transform LAN Local Area Network MAI Multi Access Interference MC-CDMA Multi-Carrier Code Division Multiple Access MC DS-CDMA Multi-Carrier Direct Spread CDMA MT-CDMA Multitone Code -Division Multiple -Access MSC Mobile Switching Center MRC Maximal Ratio Combining OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing PAPR Peak-to-Average Power Ratio PLL Phase Lock Loop PRBS Pseudo Random Binary Sequence PSTN Public Switched Te lephone Network P/S Parallel to Serial QAM Quadrature Amplitude Modulation QoS Quality of Service QPSK Quadrature Binary Phase Shift Keying SNR Signal-to-Noise Ratio S/P Serial to Parallel TRANG 7 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  9. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH TDMA Time Division Multiple Access VDSL Very high bit rate Digital Subscriber Line VCO Voltage -Controlled Oscillator TRANG 8 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  10. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH DANH MỤC HÌNH Bả ng 4.1: Bảng thông số mô phỏng Hình 1.1 :Sơ đồ mạch tạo chuỗi giả ngẫ u nhiên Hình 1.2 :Đồ thị hàm tự tương quan c ủa chuỗi PRBS Hình 1.3 :Sơ đồ khối điề u chế và khối giải điều chế DS – SS Hình 1.4: Phổ của tín hiệ u trước và sau khi trải phổ Hình 1.5: Dạng sóng c ủa tín hiệu trước trải phổ và sau trải phổ Hình 1.6: Phổ của tín hiệ u FH – SS Hình 1.7: Sơ đồ khối tạo và khối thu tín hiệu FH – SS Hình 1.8 :Hiệu ứ ng gần - xa Hình 1.9 :Sơ đồ khối hệ thống OFDM Hình 1.10 :Đáp ứ ng tần số của kênh tr uyền đa đường Hình 1.11 :Các tín hiệu đa đường Hình 1.12 :So sánh việc sử dụng băng tần của FDM và OFDM Hình 2.1 :Sơ đồ khối của hệ thống MC-CDMA Hình 2.2 :Sơ đồ máy phát MC – CDMA ứ ng với user thứ k Hình 2.3 :Phổ công suất của tín hiệu MC-CDMA Hình 2.4 :Sơ đồ máy phát MC – CDMA sửa đổi ứ ng với user thứ k Hình 2.5 :Sơ đồ máy thu MC – CDMA cho user thứ k Hình 2.6 :Sơ đồ triệt nhiễu song song nhiều tầng Hình 3.1 :Mô hình hệ thống với các users tích cực Hình 3.2 :Điều khiển công suất dựa vào người sử dụng Hình 3.3 :Điều khiển công suất dựa vào băng tần Hình 4.1 :Giao diện mô phỏng chương trình Hình 4.2 :Lưu đồ thuật toán điều khiển công suất theo bước cố định(fixed-step) Hình 4.3 :Chương trình mô phỏng điều khiển công suất theo bước cố định Hình 4.4 :Lưu đồ thuật toán điều khiển công suất đa mức (multi-level) Hình 4.5 :Chương trình điều khiển công suất đa mức ( Multilevel) Hình 4.6 : So sánh mức công suất phát c ủa cả 2 phương pháp TRANG 9 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  11. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Hình 4.7 : So sánh SNR thu được của 2 phương pháp Hình 4.8 : Giá trị BER thu được ở 2 phương pháp TRANG 10 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  12. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH LỜI MỞ ĐẦU Trong thời gian làm đề tài này, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức còn hạ n chế, thời gian nghiên cứ u đề tài có hạn và nguồn tài liệu chủ yếu là các bài báo tiếng Anh trên mạng nên đồ án còn nhiều sai sót. Em rất mong nhận được sự phê bình, các ý kiến đó ng góp chân thành c ủa các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cả m ơn sự giúp đỡ tận tình c ủa cô NGUYỄN TH Ị BÍCH HẠNH cùng các thầy cô và bạn bè trong khoa để em hoàn thành đ ề tài này. Đà Nẵng, Ngày 20 tháng 11 năm 2011 Sinh viên thực hiện Trần Công Khánh TRANG 11 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  13. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH CHƢƠNG I: CÔNG NGHỆ CDMA VÀ KỸ THUẬT OFDM 1.1 GIỚ I THIỆU CHƢƠNG Trong bất k ỳ hệ thống thông tin vô tuyến nào, dải băng tần được cho phép sử dụng là luôn bị giới hạn. Vì vậy, việc chia sẻ kênh truyền để nhiề u người có thể sử dụng đồng thời là một nhu cầu cấp thiết. Các k ỹ thuật đa truy nhập ra đời từ đó. Kỹ thuật FDMA ra đời đầu tiên sau đó đến k ỹ thuậ t TDMA và ngày nay, k ỹ thuật CDMA đã ra đời, dựa trên nguyên lý tr ải phổ và được sử dụng rộng rãi cho thông tin vô tuyế n trên toàn thế giới. CDMA đã chứ ng tỏ được khả năng vượt trội so với các k ỹ thuật analog hoặc digital khác. Vì thế, trong chương này sẽ giới thiệu về nguyên lý CDMA, ba k ỹ thuật trải phổ trong CDMA, chuỗi mã trải phổ PN và chuỗi mã tr ải phổ Walsh -Hardamard. Chúng được sử d ụng phổ biế n trong hệ thống DS - CDMA và hệ thống MC -CDMA. Chương này đề tài cũng nguyên c ứu các vấ n đề liên quan tới hệ thống DS-CDMA. 1.2 TỔNG QUAN VỀ CDMA Lý thuyết về công nghệ CDMA được xây dự ng từ nhữ ng năm 1950 và được áp dụng trong thông tin quân sự từ nhữ ng năm 1960. Cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin trong nhữ ng năm 1980, CDMA đã được thương mại hóa từ phương pháp thu GPS và Ommi- TRACS, phương pháp này cũng đã đư ợc đề xuất trong hệ thố ng thông tin di độ ng tổ ong c ủa Qualcomm – Mỹ vào năm 1990. CDMA sử dụng k ỹ thuật trải phổ nên nhiều người sử dụng có th ể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọ i. Nhữ ng người sử dụng nói trên được phân biệt lẫn nhau nhờ dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai. Kênh vô tuyến được dùng lại ở mỗi cell trong toàn mạng, và nhữ ng kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên. Một kênh CDMA rộng 1.23 MHz với hai dải biên phòng vệ 0,27 MHz, tổng c ộng 1,77 MHz. CDMA dùng mã trải phổ có tốc đọ cắt (chip rate) 1,2288 MHz. Dòng dữ liệu gốc được mã hóa và điều chế ở tốc độ cắt. Tốc độ này chính là tốc độ mã đầ u ra (mã trải phổ giả ngẫu nhiên, PN TRANG 12 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  14. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Pseudonoise : giả tạp âm) của máy phát PN. Một cắt là phần dữ liệu mã hóa qua cổng XOR. Để nén ph ổ lại tín hiệu gốc thì máy thu phải dùng mã trả i phổ PN chính xác như khi tín hiệu được xử lý ở máy phát, Nếu mã PN ở máy thu khác hoặc không đồng bộ với mã PN tương ứ ng ở máy phát thì tin tức không thể thu nhận được. Trong CDMA sự trải phổ tín hiệu đã phân bố năng lượng tín hiệu vào một dải tần rất rộng hơn phổ của tín hiệu gốc. Ở phía thu, phổ của tín hiệ u lại được nén về lại phổ c ủa tín hiệu gốc 1.2.1 Mã trải phổ Có sáu chuỗi trải phổ cơ bản sau: Chuỗi giả ngẫu nhiên PN (Pseudo - random Noise), chuỗi Gold, chuỗi Gold trực giao (Orthogonal Gold), chuỗ i Kasami, chuỗi Hadamarh Wa lsh và chuỗi GOLAY bù. Do trong phạm vi đề tài này ch ỉ nghiên cứ u chuỗi giả ngẫu nhiên PN và chuỗi Hadamarh Walsh. 1.2.1.1 Chuỗi tín hiệu nhị phân giả ngẫu nhiên: Hình 1.1 Sơ đồ mạch tạo chuỗi giả ngẫu nhiên Chuỗi tín hiệu nhị phân giả ngẫu nhiên là chuỗi tín hiệ u nhị phân tuầ n hoàn nhưng có chu k ỳ lặp lại rất lớn, do đó nếu không được biết trư ớc quy luật của nó, người quan sát khó nhậ n biết được quy luật. Ta gọi đó là chuỗ i giả ngẫu nhiên (PRBS: Pseudo Random Binary Sequence)[1],[2]. Chuỗ i PRBS được tạo ra từ mạch chuỗi gồm ND -FlipFlop ghép liên tiếp nhau như hình 1.1 TRANG 13 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  15. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Hình 1.2 Đ ồ thị hàm tự tương quan c ủa chuỗi PRBS Tùy theo vị trí đóng mở của các khoá mà ta có các tín hiệu hồi tiếp về khác nhau. Có tối đa 2N – 1 trạng thái c ủa ND -FF, loại bỏ trạng thái 00…0 vì nếu xuất hiện trạng thái này thì tín hiệu hồi tiếp về sẽ bằng không và các trạ ng thái sau đó đều bằ ng không. Vì vậy, chiều dài cực đại c ủa chuỗi là L = 2N – 1. Tính chất của chuỗi PRBS + Số bit 0 và số bit 1 trong một chu k ỳ chuỗi gần bằ ng nha u. + Tương quan chéo giữa mã PRBS và phiên bản bị dịch theo thời gian của nó rất nh ỏ. Trong một chu k ỳ: Giá tr ị tương quan chéo c ủa chuỗi là “ –1/L” Giá tr ị tự tương quan c ủa chuỗi là “1” 1.2.1.2 Chuỗi Hadamarh Walsh Các hàm Walsh được tạo ra từ các ma trận vuông đặc biệt N×N gọi là các ma trận Hadamard. Các ma trận này chứa một hàng toàn số 0 và các hàng còn lại có số số 1 và số số 0 bằng nhau. Hàm Walsh được cấu trúc cho độ dài khối N=2 j trong đó j là một số nguyên dương. Các tổ hợp mã ở các hàng của ma trận là các hàm trực giao được xác định như theo ma trận Hadamard như sau: TRANG 14 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  16. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH 0 0 0 0 HN HN 0 1 0 1 00 H1 [0], H 2 (1.1) , H 2N , H4 0 0 1 1 01 HN HN 0 1 1 0 Trong đó H N là đảo cơ số hai của HN Trong thông tin di động CDMA, mỗi thuê bao sử dụng một phần tử trong tập các hàm trực giao để trải phổ. Khi đó, hiệu suất sử dụng băng tầ n trong hệ thống sẽ lớn hơn so với khi trải phổ bằng các mã được tạo ra bở i các thanh ghi d ịch. 1.2.2 Các kỹ thuật trải phổ cơ bản - Trải phổ dãy trực tiếp (DS/SS) Quá trình đạt được bằng cách nhân nguồn tín hiệu vào với tín hiệ u mã giả ngẫu nhiên một cách trực tiếp tín hiệu trải phổ đưa ra có độ rộng phổ xấp xỉ tốc độ của mã giả ngẫu nhiên - Trải phổ nhảy tần Quá trính trải phổ đạt được bằ ng cách nhảy tần số sóng mang trên một tập lớn các tần số.Sự nhảy tần của tần số sóng mang được quyết định của các mã nhảy tần có dạng giả ngẫu nhiên được điều khiể n bởi các từ mã trải phổ PN. 1.2.2.1 Kỹ thuật trải phổ bằng cách phân tán phổ trực tiếp (DS – SS: Direct Sequence Spread Spectrum) Máy phát Máy thu Bộ điề u Bộ giải d(t) dr(t) chế băng điều chế dữ rộng liệu Bộ tạo mã Bộ tạo Bộ tạo Bộ tạo mã sóng mang sóng mang PN c(t) PN cr(t) Hình 1.3: Sơ đồ khối điều chế và khối giải điều chế DS – SS TRANG 15 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  17. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Tín hiệu truyề n đi được biểu diễ n dưới dạ ng lưỡng cực, sau đó nhân trực tiếp với chuỗi giả ngẫu nhiên. Ở máy thu, tín hiệu thu được nhân với chuỗi trải phổ lần nữa để tạo lại tín hiệu tin tức. Tín hiệu cầ n truyền đi là d(t), có dạng NRZ với d(t) = ±1, tốc độ bit fb. Thực hiện nhân d(t) với chuỗi giả ngẫ u nhiên c(t) có tốc độ bit fc với fc >> fb. Như vậy: c(t) , d(t) = +1 d(t).c(t) = (1.2) – c(t) , d(t) = –1 Vì tốc độ bit fc của chuỗi giả ngẫ u nhiên lớn hơn nhiề u so với tốc độ bit fb của chuỗi tín hiệu truyền đi, nên tín hiệu d(t) sẽ bị chia nhỏ với tần số rất cao. Tần số này được gọi là tốc độ chip. Sau đó, chuỗi tích số d(t).c(t) được điều chế BPSK hoặc QPSK. Giả sử ta dùng điều chế BPSK, tín hiệ u sau điều chế có biểu thức[1][2]: VDS (t ) 2PS d (t ).c(t ).cosw 0 t (1.3) SS Trong đó: PS là công suất phát [W] wo là tần số sóng mang [rad/s] Nếu so sánh (2.3) với biểu thức của BPSK: VBPSK (t ) 2PS d (t ).cosw 0 t (1.4) Hình 1.4: Phổ của tín hiệu trước và sau khi trả i phổ TRANG 16 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  18. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Ta nhận thấy: Với cùng công suất phát P S, chuỗi số d(t).c(t) có tốc độ chip fc chiếm dải phổ tầ n rộng hơn rất nhiều so với tín hiệu VBPSK có tốc độ bit fb, vì vậy, mật độ phổ công suất của tín hiệu trải phổ trải phổ VDS-SS thấp hơn nhiều so với mật độ phổ công suất của tín hiệu không trải phổ VBPSK. Nếu fc đủ lớn, mật độ phổ này sẽ rất thấp và xen lẫn với mức nhiễu nề n khiến cho các máy thu thông thư ờng rất khó khăn trong việc tách và lấy ra tín hiệu tin tức. Tại máy thu, tín hiệ u VDS-SS được nhân với tín hiệu giả ngẫu nhiên cr(t) được tái tạo ở máy thu, giải điều chế BPSK để thu lại tín hiệu tin tức ban đầu. Hình 1.5: Dạng sóng c ủa tín hiệu trước trải phổ và sau trải phổ 1.2.2.2 Kỹ thuật trải phổ bằng phương pháp nhảy tần số (FH – SS: Frequency Hopping Spread Spectrum) Hình 1.6: Phổ c ủa tín hiệu FH – SS TRANG 17 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  19. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH Kỹ thuật FH – SS phát triển dựa trên điều chế BFSK. Trong đó, tần số sóng mang được thay đổ i liên t ục theo một quy luật giả ngẫu nhiên (d ựa trên chuỗi mã ngẫu nhiên sử dụng), nhờ vậ y mà phổ của tín hiệu FH – SS được trải rộ ng trên trục tần số. Thật vậy, ứ ng với một tần số sóng mang, d ải tần số của tín hiệu BFSK là B, vậy với tín hiệ u FH – SS dùng L (L = 2N-1, với N là chiều dài chuỗi mã) trạ ng thái nhảy tần, phổ tần của tín hiệu FH – SS sẽ trả i rộ ng đến BFH = B x L như hình 1.6 Máy phát Máy thu d(t) Điều Trộn, Trộn, biến Giải dr(t ch ế biến đổi đổi tần điều chế ) băng tần lên xuống dữ liệu gố c Đồng Tổng bộ hợp Bộ tạo mã Tổ ng tần số hợp tần PN c(t) Bộ tạo mã số PN cr(t) Hình 1.7: Sơ đồ khối tạo và khối thu tín hiệu FH – SS Tín hiệu FH – SS được tạo bởi mạch tổng hợp tần số điều khiển bởi N+1 bit, trong đó bao gồm N bits c ủa từ mã giả ngẫu nhiên và 1 bit số d(t) của tín hiệu thông tin cầ n truyền. 1.2.3 Điều khiển công suất trong hệ thống CDMA Trong thiết kế hệ thống CDMA người ta mong muốn tăng lên tột độ số lượng các khách hàng gọ i cùng lúc trong giải thông nhất định. Khi công suất phát của mỗi máy di độ ng được điều khiển bằng cách nó có thể tiếp nhậ n trạm gốc với tỷ lệ tín hiệu/nhiễu nhỏ nhất, dung lượng hệ thống được tăng lên rất cao. Nếu công suất máy phát di động được nhận ở trạ m gốc th ấp quá thì không thể hi vọng chất lượng thoạ i tốt vì t ỷ lệ lỗi bít quá cao. Và nế u công suất nhận được ở trạm gốc cao thì có thể thu được chất lượng thoại cao hơn ở máy di động. Tuy nhiên kết quả của sự tăng nhiểu trên các máy di TRANG 18 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
  20. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH độ ng sử dụng các kênh chung dẫn đến chất lượng thoại bị giảm xuống trong khi toàn bộ các thuê bao không bị giảm xuống. 1.2.4 Hiệu ứng gần xa Hình 1.8 Hiệu ứ ng gần - xa Khi user B ở xa trạ m gốc hơn so với user A, công suất từ B đến trạ m gốc sẽ bị suy hao nhiều hơn và do đó, công suất của tín hiệu mong muốn là B sẽ nhỏ hơn công suất nhiễu (công suất của A). Mức công suất mà trạm gốc nhận được từ mỗi user phụ thuộc vào khoảng cách từ user đó đế n trạm gốc. Do mỗi user là một nguồn gây nhiễu cho các users khác và khi công suất của một user càng lớn, nó càng gây nhiễu cho các users khác. Vì vậy, cầ n phải có một phương pháp để đảm bảo cho tất cả các users đều gử i cùng một mức công suất đến máy thu sao cho không có quan hệ bất lợi, không công bằng nào g iữa các users. Kỹ thuật điều khiển công suất được áp dụng cho các hệ thống CDMA để giải quyết vấn đề này. 1.2.5 Điều khiển công suất Hiệu ứ ng Gần – Xa như đề cập ở trên khiến ta phải sử d ụng kỹ thuật đ iều khiển công suất đối với đường lên. Còn đối với đường xuống, tình h uống lại hoàn toàn khác. Các tín h iệu được truyền từ một trạm gốc là trực giao. Do đó, về mặt lý thuyết, các tín hiệu trực giao này sẽ không gây nhiễu cho nhau. Tuy nhiên điều này là không th ể xảy ra do ảnh hưởng của môi trường, các tín hiệu bị phản xạ, nh iễu xạ … làm TRANG 19 SVTH: TR ẦN CÔNG KHÁNH
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh
81 tài liệu
1641 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2