lecture5

Chia sẻ: BA AB | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

EE360 – Lecture 5 Outline • Announcements: – Revised lecture 4 slides (minus typos) posted – Paper summary deadlines: 4/27, 5/23 – Project deadlines: Abstract 5/11, quá trình report 6/6 • • • • • MAC kênh truyền Phân chia

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: lecture5

EE360 – Lecture 5 Outline • Announcements: – Revised lecture 4 slides (minus typos) posted – Paper summary deadlines: 4/27, 5/23 – Project deadlines: Abstract 5/11, quá trình report 6/6 • MAC kênh truyền • Phân chia thời gian và GSM • Trải phổ chuỗi trực tiếp • Nhảy tần • sự cân bằng • Dung lượng người dùng
Đa truy nhập kênh truyền • nhiều người dùng phát đến 1 người nhận • Tín hiệu có độ lợi đường khác nhau(vấn đề xa gần) • kênh truyền được phân chia sử dụng TD, FD, hay CD
Khung phân chia thời gian Khung (Tf) Phần mở đầu Khỏang bảo vệ thông tin ... Khe 1 Khe 2 Khe 3 Khe N Điều khiển, Khỏang Bits Bits Ttin Header (Huấn luyện) CRC Đồng bộ Tín hiệu Bả o vệ • trong TDD một nửa khe dùng cho lưu lượng luồng lên và một nửa cho lưu lượng luồng xuống • cấu trúc chung: không phải tất cả Khung được sử dụng trong hệ thống, và thứ tự có thể thay đổi
Chi tiết khung • Phần mở đầu chứa địa chỉ và thông tin đồng bộ được sử dụng bởi trạm và di động • Khỏang bảo vệ cho phép sự đồng bộ của người nhận giữa Khung khác nhau • người dùng được gán một vị trí trong mỗi Khung (độ trễ của Tf giữa các cụm) • Siêu khung (Khung của Khung) có thể có khung Điều khiển thêm
Cấu trúc Khe • Header: KBảo vệ (ramp) thời gian (khoảng bảo vệ) để đồng bộ người nhận giữa các khe. • Đồng bộ: được sử dụng để thiết lập bit Đồng bộ (cũng để Huấn luyện bộ cân bằng) • Điều khiển: được sử dụng cho thông tin bắt tay, Điều khiển, và giám sát • Bits Thông tin: Các bits thông tin mã hóa hay chưa mã hóa, bao gồm symbols/ chuỗi pilot để đo lường kênh truyền và Huấn luyện bộ cân bằng.
Yêu cầu • Yêu cầu bộ cân bằng: bộ cân bằn thích nghi phải bù ISI biến thiên thời gian. – Minimum N=τ/Ts symbols để Huấn luyện. – Cho τ=20µsec và Rb=280 Kbps, N=6 minimum (GSM: N=26) – Nếu Tf~Tc, cần để tái huấn luyện mỗi Khung (GSM: Tf=4.615 ms, Tc=1/fD=12.5ms cho fD=80 Hz, huấn luyện lại mỗi Khung). • Yêu cầu Khỏang bảo vệ: phải bù độ trễ lan truyền LOS (R/c chkhác - bán kính cell) và độ trễ trải phổ τ để đa luồng(chỉ luồng đảo nghịch). – không có độ trễ lan truyền: Tg>R/c=3.3 µsec chkhác=1Km. – Không cần Khỏang bảo vệ cho độ trễ lan truyền LOS nếu trạm gốc Đồng bộ với tín hiệu nhận (thay vì phát). – với độ trễ τ: Tg>R/c+τ, nhưng đặc trưng có một Khỏang bảo vệ nhỏ hơn.
Khe GSM Đuôi Dữ liệu Cờ Hluyện bộ cBằngcờ dữ liệu KBảo vệ đuôi 8.25µs 3b 57b 1b 26b 1b 57b 3b • Đa khung có 26 Khung (mỗi Khung 4.615ms), với 24 cho dữ liệu và 2 cho Điều khiển. mỗi cuộc gọi trong quá trình được gán một kênh truyền Điều khiển. • Khe thời gian 577µs • 26b Huấn luyện bộ cân bằng được thiết kế để xử lý độ trễ lên đến 20 µsec. (thiết kế bộ cân bằng không phải 1 phần của spec.) • Khỏang bảo vệ ít hơn maximum τ. • bits cờ phân biệt thọai với dữ liệu • tốc độ truyền nhận xấp xỉ. 270 Kb/s
Trải phổ MAC • Đặc trưng cơ bản – Tín hiệu trải phổ bởi một Mã – Đồng bộ. giữa từng cặp người dùng – bù cho vấn đề xa gần (trong kênh truyền MAC) – nén và mã hóa kênh truyền • Cơ chế – Nhân chuỗi trực tiếp – Nhảy tần Note: trải phổ điều chế 2nd (sau khi bits mã hóa thành dạng sóng số, e.g. BPSK). Mã hó Trải phổ trực tiếp inherently số.
Chuỗi trực tiếp Điều chế d(t) s(t) Giải điều chế Tuyến tính X kênh truyền X Tuyến tính (PSK,QAM) Đồng bộ Sci(t) Sci(t) Bộ điều chế SS Bộ giải điều chế SS • Thời gian Chip Tc bằng N lần1 symbol Ts. • Băng thông của s(t) bằng N+1 lần của d(t). • kênh truyền phát sinh nhiễu, ISI, băng hẹp và giao thoa Đa truy nhập – trải phổ không có ảnh hưởng trên nhiễu AWGN – ISI bị trễ hơn Tc làm suy giảm bởi tự tương quan mã – giao thoa băng hẹp làm suy giảm bởi độ lợi trải phổ.tương quan chéo mã – giao thoa MAC làm suy giảm bởitương quan chéo mã.
ví dụ BPSK d(t) Tb sci(t) Tc=Tb/10 s(t)
Thuộc tính phổ giao thoa Lọc băng hẹp băng hẹp dữ liệu Tín hiệu nguyên gốc dữ liệu Tín hiệu ISI khác với trải phổ ISI khác SS người dùng SS người dùng dữ liệu đầu vào Lọc Bộ nhận được điều chế Bộ giải điều chế 8C32810.117-Cimini-7/98
Thuộc tính mã tự tương quan: 1 Ts ∫ ρ(τ) = τ sci ( t ) sci ( t − )dt Ts 0 Tương quan chéo 1 Ts ∫ ρ (τ) = τ sci ( t ) scj ( t − )dt ij Ts 0 • Mã hiệu quả cóρ(τ)=δ(τ) và ρij(τ)=0 cho toàn bộ τ. – ρ(τ)=δ(τ) loại bỏ ISI – ρij(τ)=0 loại bỏ giao thoa giữa người dùng
Loại bỏ ISI • Tín hiệu phát: s(t)=d(t)sci(t). • kênh truyền:h(t)=δ(t)+δ(t-τ). • Tín hiệu nhận: s(t)+s(t-τ) • Tín hiệu nhận sau khi giải trải phổ: r (t ) sci (t ) = d (t ) sci (t ) + d (t −τ ) sci (t −τ ) sci (t ) 2 = d (t ) + d (t −τ ) sci (t −τ ) sci (t ) • trong Bộ giải điều chế Tín hiệu được tích hợp với một chu kỳ symbol , nên vế thứ 2 trở thành d(t-τ)ρ(τ). – Với ρ(τ)=δ(τ), toàn bộ ISI bị loại bỏ.
Sự loại bỏ giao thoa MAC • Tín hiệu nhận từ toàn bộ người dùng (không có đa luồng): M M r (t ) = ∑s j (t −τ j ) = ∑d j (t −τ j ) s cj (t −τ j ) j= j= 1 1 • Tín hiệu nhận sau khi giải trải phổ M ∑d (t − τ j )scj (t − τ j ) sci (t ) 2 r (t ) sci (t ) = d i (t ) sci (t ) + j j =1, j ≠ i • trong Bộ giải điều chế Tín hiệu được tích hợp với một chu kỳ symbol , nên vế thứ 2 trở thành M ∑d (t − τ j )ρij (τ j ) j j =1, j ≠i – Với ρij(τ)=0, toàn bộ giao thoa MAC bị loại bỏ.
Mã Walsh-Hadamard • Với N chips/bit, có thể đạt N Mã trực giao • Hệ số mở rộng Băng thông N. • Xấp xỉ với TD hay FD khi xét một về mặt lưu lượng • đa luồng phá hủy tính trực giao của mã. • được sử dụng trong IS-95 MAC
Mã Bán-trực giao • Chiều dài lớn nhất chuỗi thanh ghi dịch hồi tiếp có Thuộc tính tốt – trong một chuỗi dài,tương đương# của 1s và 0s. • không có thành phần DC – Một bộ chiều dài r chips cùng dấu sẽ xảy ra2-rl lần trong l chips. • Chuyển tại tốc độ chip xảy ra thường xuyên. – tự tương quan nhỏ trừ khi τ xấp xỉ zero • Loại bỏ ISI. – Tương quan chéo giữa bất kỳ 2 chuỗi nhỏ (rρij=G-1/2 , nơi G=Bss/Bs) • Hạn chế Sự loại bỏ giao thoa MAC
Nhảy tần Điều chế. d(t) Đchế s(t) Giải đchế Giải điều chế Phi tuyến kênh truyền FM Phi tuyến FM (FSK,MSK) Sci(t) VCO Sci(t) VCO Bộ Điều chế FH Bộ Giải Điều chế FH • Mã trải phổ được sử dụng để phát sinh một (chậm hay nhanh) tần số sóng mang "nhảy tần"cho d(t). • BW kênh truyền được xác định bởi khoảng nhảy tần. – Không cần liên tục • kênh truyền phát sinh ISI, băng hẹp, và giao thoa MAC – nhảy tần không có ảnh hưởng trên AWGN – không có ISI nếu d(t) băng hẹp, nhưng kênh truyền rỗng ảnh hưởng bước nhảy xác định. – giao thoa băng hẹp ảnh hưởng bước nhảy xác định.
Thuộc tính phổ 1 3 2 4 Di(f-fc) 1 4 2 3 Dj(f-fc)
nhảy tần chậm vs. nhanh • nhảy tần nhanh - bước nhảy trên mỗi symbol – giao thoa NB, giao thoa MAC, và kênh truyền rỗng ảnh hưởng chỉ 1 symbol. – hiệu chỉnh sử dụng mã hóa • nhảy tần chậm - bước nhảy sau nhiều symbols – giao thoa NB, giao thoa MAC, và kênh truyền rỗng ảnh hưởng nhiều symbols. – Điều chỉnh sử dụng mã hóa and ghép xen nếu # symbols nhỏ. – nhảy tần chậm được sử dụng trong cellular để trung bình hóa giao thoa từ cells khác
FH vs. DS • Tuyến tính vs. Phi tuyến – DS : Điều chế Tuyến tính (hiệu quả phổ) trong khi FH Phi tuyến • giao thoa/jamming Băng rộng – mật độ nhiễu phổ tăng , ảnh hưởng cả 2 kỹ thuật tương đương. • giao thoa/jamming băng hẹp – DS: Tín hiệu giao thoa trải phổ với BW trải phổ, làm suy giảm công suất bởi độ lợi trải phổ trong Bộ Giải Điều chế – FH: giao thoa ảnh hưởng bước nhảy nhất định, bù bởi mã hóa (nhanh nhảy tần) hay mã hóa và ghép xen (chậm nhảy tần). • giao thoa T1 – DS: độ rộng băng t1, làm tăng nhiễu nền cho khoảng thời gian của t1. bù bởi mã hóa (khoảng thời gian t1=chu kỳ symbol ) hay mã hóa và ghép xen ( khoảng thời gian t1>chu kỳ symbol ). tương tự ảnh hưởng giao thoa NB trong FH.