Đồ án Điều khiển công suất trong hệ thống MC - CDMA

Các công nghệ đa truy nhập là nền tảng của các hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến nói chung và thông tin di động nói riêng. Các công nghệ này cho phép các hệ thống đa truy nhập vô tuyến phân bổ tài nguyên vô tuyến một cách hiệu suất cho người sử dụng. Cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, các hệ thống thông tin di động mới sử dụng các công nghệ mới, tiên tiến. Nhằm đáp ứng được nhu cầu sử dụng của con người. Với sự kết hợp giữa công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) và kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDM) đã tạo nên một công nghệ mới là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã điều chế đa sóng mang (MC-CDMA) đây là một công nghệ tiên tiến đầy triển vọng, với công nghệ MC-CDMA nó đã loại bỏ được những khuyết điểm mà hai công nghệ đã vấp phải và đã chọn lọc ra được những ưu điểm của các công nghệ trên. Đây sẽ là công nghệ mới được ứng dụng trong các hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến băng rộng đa phương tiện và di động thế hệ sau. Để tạo ra được khả năng truyền tốc độ cao, tính bền vững với fading chọn lọc tần số, sử dụng băng thông hiệu quả, tính bảo mật cao và giảm độ phức tạp của hệ thống thì chúng ta đi tìm hiểu và nghiên cứu về việc điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA là quan trọng và có ý nghĩa thực tế. Nhận thức được tầm quan trọng và những kiến thức chuyên ngành của mình nên em đã quyết định chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC – CDMA” làm đồ án tốt nghiệp của mình. Nội dung của đề tài gồm 5 chương như sau: Chương 1: Công nghệ CDMA Trong chương này chúng ta sẽ đi vào nghiên cứu khả năng đa truy nhập, phân tích ưu nhược điểm và điều khiển công suất của quá trình thu phát tín hiệu trong hệ thống CDMA. Chương 2: Kỹ thuật OFDM Chương này trình bày tổng quát về ghép kênh phân chia theo tần số trực giao là kỹ thuật điều chế đa sóng mang, trong chương này ta tìm hiểu sâu hơn về các đặc điểm của OFDM. Chương 3: Hệ thống MC-CDMA Trong chương này chúng ta sẽ đi vào phân tích những đặc điểm cơ bản của hệ thống đa truy nhập MC-CDMA. Chương 4: Điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA Trong chương này chúng ta đi tìm hiểu về các phương pháp điều khiển công suất. Chương 5: Kết quả tính toán và mô phỏng: Trong chương này thể hiện được các kết quả và ý đồ mô phỏng thực tế.

doc120 trang | Chia sẻ: tuandn | Ngày: 03/05/2013 | Lượt xem: 2029 | Lượt tải: 17download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Điều khiển công suất trong hệ thống MC - CDMA, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA Giáo viên hướng dẫn: Th.S HỒ VĂN PHI Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐÌNH HÂN Lớp : ĐTVT – K28B Quy Nhơn, 6/2010   TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA Giáo viên hướng dẫn: Th.S HỒ VĂN PHI Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐÌNH HÂN Lớp : ĐTVT – K28B Quy Nhơn, 6/2010   TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do –Hạnh phúc NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ ĐỒ ÁN TOÁT NGHIEÄP Họ và tên : NGUYỄN ĐÌNH HÂN Khóa : 2005 - 2010 Ngành: Điện tử - Viễn thông Bộ môn : Điện tử - Viễn thông Khoa : Kỹ thuật & Công nghệ 1. Tên đề tài thiết kế: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 2. Các số liệu ban đầu: 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Công nghệ CDMA. Kỹ thuật OFDM. Hệ thống MC-CDMA. Điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA. Kết quả tính toán và mô phỏng. 4. Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước bản vẽ): 5. Cán bộ hướng dẫn: Họ tên cán bộ hướng dẫn Phần hướng dẫn ThS HỒ VĂN PHI Toàn phần 6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Quy Nhơn, ngày … tháng 6 năm 2010. TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA Sinh viên đã hoàn thành Ngày … tháng .... năm 2010. Sinh viên ký tên Nguyễn Đình Hân MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU 1 Chương 1. CÔNG NGHỆ CDMA 3 1.1. Giới thiệu 3 1.2. Nguyên lý của kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) 3 1.3. Kỹ thuật trải phổ 4 1.3.1. Giới thiệu 4 1.3.2. Các kiểu trải phổ cơ bản 6 1.3.2.1. Kỹ thuật trải phổ bằng cách phân tán phổ trực tiếp 7 1.3.2.2. Kỹ thuật trải phổ bằng phương pháp nhảy tần số 9 1.3.2.3. Kỹ thuật trải phổ bằng phương pháp nhảy thời gian 10 1.3.3. Các chuỗi trải phổ cơ bản 10 1.3.3.1. Chuỗi mã giải ngẫu nhiên PN 11 1.3.3.2. Chuỗi Hadamarh Walsh 12 1.4 Chuyển giao 12 1.4.1. Mục đích của chuyển giao 12 1.4.2. Các loại chuyển giao 13 1.4.2.1. Chuyển giao mềm và mềm hơn 13 1.4.2.2. Chuyển giao cứng 14 1.5. Thủ tục phát thu tín hiệu 15 1.6. Điều khiển công suất trong CDMA 15 1.6.1. Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) (Open-loop power control) 17 1.6.2. Điều khiển công suất vòng kín (CLPC) (closed loop power control) 18 1.7. Kết luận 19 Chương 2. KỸ THUẬT OFDM 20 2.1. Giới thiệu 20 2.2. Hệ thống OFDM 20 2.2.1. Sơ đồ khối 20 2.2.2. Nguyên lý hoạt động…………………………………………………… 20 2.3. Kỹ thuật xử lý tín hiệu OFDM 21 2.3.1. Tính trực giao 21 2.3.2. Mã hóa sửa sai trước FEC (Forword Error Correcting) 23 2.3.3. Phân tán kí tự 23 2.3.4. Sắp xếp 23 2.3.5. Sử dụng IFFT/FFT trong OFDM 24 2.3.5.1. Phép biến đổi 24 2.3.5.2. Ứng dụng FFT/IFFT trong OFDM 25 2.4. ISI, ICI trong hệ thống OFDM 27 2.4.1. Khái niệm 27 2.4.2. Phương pháp chống nhiễu liên ký hiệu 29 2.5. Các vấn đề kỹ thuật trong OFDM 30 2.5.1. Ước lượng tham số kênh 30 2.5.2. Đồng bộ trong OFDM 31 2.5.2.1. Đồng bộ ký tự 31 2.5.2.2. Đồng bộ tần số sóng mang 32 2.5.2.3. Đồng bộ tần số lấy mẫu 33 3.5.2.4. Giảm PAPR (Peak to Average Power Ratio) 33 2.6. Đặc tính kênh truyền trong kỹ thuật OFDM 34 2.6.1. Sự suy hao 34 2.6.2. Tạp âm trắng Gaussian 34 2.6.3. Fading Rayleigh 35 2.6.4. Fading lựa chọn tần số 36 2.6.5. Trải trễ 36 2.6.6. Dịch Doppler 36 2.7. Đặc điểm và ứng dụng của kỹ thuật OFDM 37 2.7.1. Ưu điểm của kỹ thuật OFDM 37 2.7.2. Nhược điểm của kỹ thuật OFDM 37 2.7.3. Ứng dụng của kỹ thuật OFDM 38 2.8. Kết luận 38 Chương 3. HỆ THỐNG MC-CDMA 39 3.1. Giới thiệu 39 3.2. Hệ thống MC-CDMA 39 3.2.1. Khái niệm MC-CDMA 39 3.2.2. Sơ đồ khối 39 3.2.3. Nguyên lý chung của kỹ thuật MC – CDMA 40 3.3. Máy phát MC-CDMA 40 3.4. Máy thu MC-CDMA 43 3.5. Kênh truyền 44 3.6. Các kỹ thuật dò tín hiệu ( Detection algorithm) 46 3.6.1. Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao ORC: 47 3.6.2. Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao ORC đỉnh (TORC) 47 3.6.3. Phương pháp kết hợp độ lợi bằng nhau (EGC) 47 3.6.4. Phương pháp kết hợp tỷ số cực đại (MRC) 48 3.6.5. Phương pháp kết hợp sai số trung bình bình phương tối thiểu 49 3.7. Các phương pháp triệt nhiễu 49 3.7.1. Phương pháp triệt nhiễu nối tiếp (SIC) 49 3.7.2. Phương pháp triệt nhiễu song song (PIC) 51 3.8. Vấn đề dịch của tần số sóng mang trong hệ thống MC-CDMA 51 3.9. Giới hạn BER của hệ thống MC-CDMA 56 3.10. Phân loại 57 3.11. Ưu điểm của kỷ thuật MC-CDMA 60 3.12. Nhược điểm của hệ thống MC-CDMA 60 3.13. Kết luận 61 Chương 4. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC-CDMA 62 4.1. Giới thiệu 62 4.2. Mục đích của điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA 62 4.3. Điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA 63 4.4. Hồi tiếp dương trong điều khiển công suất đường lên 67 4.5. Cơ chế điều khiển công suất trong các hệ thống MC-CDMA 68 4.6. Các phương pháp điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA 71 4.6.1. Điều khiển công suất fixed-step và multi-level 71 4.6.2. Điều khiển công suất dự đoán 72 4.6.3. Dự đoán công suất thu được kế tiếp 73 4.6.4. Phân tích BER 76 4.7. Hệ thống MC-CDMA với băng chọn lọc thích nghi 77 4.7.1. Truyền dữ liệu trên băng chọn lọc thích nghi 78 4.7.2. Phương pháp xác định hệ số chọn lọc băng tần 79 4.7.2.1. Hệ số chọn lọc băng tần tối ưu 80 4.7.2.2 . Phân tích BER trong hệ thống 1/N 79 4.8. Kết luận 83 Chương 5. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG 84 5.1. Giới thiệu 84 5.2. Các thông số mô phỏng 85 5.3. Mô phỏng 85 5.3.1. Mô phỏng phương pháp điều khiển công suất fixed step 85 5.3.2. Mô phỏng phương pháp điều khiển công suất đa mức (multilevel) 86 5.3.3. Mô phỏng phương pháp điều khiển công suất dự đoán trước 88 5.4. So sánh ba phương pháp dựa vào công suất phát, SNR, BER 90 5.5. Mô phỏng hệ thống MC-CDMA lựa chọn băng tần thích nghi (1/N ) 90 5.6. Kết luận 93 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 4G  The four Generation  Thế hệ thứ 4   A     A/D  Analog/Digital  Chuyển đổi tương tự-số   ADSL  Asymmetrical Digital Subcriber Line  Đường thuê bao số không đối xứng   AWGN  Additive White Gaussian Noise  Nhiễu Gauss trắng cộng   B     BER  Bit Error Rate  Tỷ lệ bit lỗi   BPSK  Bit Phase Shift Key  Khóa dịch pha nhị phân   BS  Base Station  Trạm gốc   C     CDMA  Code Division Multiple Access  Đa truy nhập phân chia theo mã   CP  Cycle Prefix  Tiền tố lặp   D     D/A  Digital/Analog  Chuyển đổi tương số-tự   DAB  Digital Audio Broadcasting  Hệ thống phát âm thanh số   DFT  Discrete Fourier Transform  Phép biến đổi Fourier rời rạc   DS-CDMA  Direct Sequence-Code Division Multiple Access  Đa truy nhập phân chia theo mã chuỗi trực tiếp   DS-SS  Direct Sequence Spread Spectrum  Trải phổ chuỗi trực tiếp   DVB-T  Digital Video Broading –Terrestrial  Hệ thống phát hình số quảng bá   E     EGC  Equal Gain Combining  Phương pháp kết hợp độ lợi bằng nhau   F     FDMA  Frequency Division Multiple Access  Đa truy nhập phân chia theo tần số   FEC  Forward Error Coding  Mã hóa sửa sai trước   FDM  Frequency Division Multiplexing  Ghép kênh phân chia theo tần số   FFT  Fast Fourier Transform  Thuật toán biến đổi Fourier nhanh   FH  Frequency Hopping  Nhảy tần   I     ICI  Inter Carrier Interference  Nhiễu xuyên kênh   IDFT  Inverse Discrete Fourier Transform  Phép biến đổi Fourier rời rạc ngược   IFFT  Inverse Fast Fourier Transform  FFT ngược   ISI  InterSymbol Interference  Nhiễu xuyên ký tự   L     LAN  Local Access Network  Mạng truy nhập nội bộ   M     MAI  Multiple Access Interference  Nhiễu đa truy cập   MC-CDMA  MultiCarrier Code Division Multiple Access  Đa truy nhập phân chia theo mã điều chế đa sóng mang   MC-DS-CDMA  MultiCarrier-DS-CDMA DS-CDMA đa sóng mang  DS-CDMA đa sóng mang   MRC  Maximal Ratio Combining  Phương pháp kết hợp tỷ số cực đại   MS  Mobile Station  Trạm di động   O     OFDM  Orthogonal Frequency Division Multiplexing  Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao   ORC  Orthogonality Restoring Combining  Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao   P     PAPR  Peak to Average Power Ratio  Tỉ số công suất tương đối cực đại   PIC  Parallel Interference Cancellation  Phương pháp triệt nhiễu song song   PN  Pseudo noise  Chuỗi giả ngẫu nhiên   PRBS  Pseudo Random Binary Sequence  Chuỗi tín hiệu nhị phân giả ngẫu nhiên   Q     QAM  Quadrature Amplitude Modulation  Điều chế cầu phương   QPSK  Quadrature Phase Shift Keying  Khoá dịch pha cầu phương   R     RF  Radio Frequency  Tần số vô tuyến (Tần số sóng mang)   S     SIC  Successive Interference Cancellation  Phương pháp triệt nhiễu nối tiếp   SNR  Signal Noise Ratio  Tỷ số tín hiệu trên nhiễu   S/P  Serial/Parallel  Chuyển đổi nối tiếp-song song   SUD  Single User Detector  Bộ tách sóng đơn thuê bao   T     TDMA  Time Division Multiple Access  Đa truy nhập phân chia theo thời gian   TH  Time Hopping  Nhảy thời gian   TORC  Threshold Orthogonality Restore Combining  Phương pháp kết hợp khôi phục tính trực giao cải tiến   DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ  Tên hình vẽ  Trang   1.1  Quá trình trải phổ và nén phổ trong kỹ thuật CDMA  4   1.2  Hệ thống thông tin trải phổ  5   1.3  Sơ đồ khối điều chế và khối giải điều chế DS – SS  7   1.4  Phổ của tín hiệu trước và sau khi trải phổ  8   1.5  Dạng sóng của tín hiệu trước trải phổ và sau trải phổ  8   1.6  Phổ của tín hiệu FH – SS  9   1.7  Sơ đồ khối tạo và khối thu tín hiệu FH – SS  9   1.8  Truyền tín hiệu theo kỹ thuật trải phổ theo thời gian  10   1.9  Sơ đồ khối tạo và khối thu tín hiệu TH – SS  10   1.10  Hàm tương quan của chuỗi PN  11   1.11  Sơ đồ phát/thu CDMA  15   1.12  Bù nhiễu bên trong cell  16   1.13  Hiệu ứng gần-xa  16   1.14  Các cơ chế điều khiển công suất của CDMA  17   1.15  OLPC đường lên  18   1.16  Cơ chế điều khiển công suất CLPC  18   2.1  Sơ đồ khối hệ thống OFDM  20   2.2  Phổ của các sóng mang trực giao  22   2.3  Sơ đồ khối của hệ thống OFDM dùng FFT  26   2.4  Phổ của bốn sóng mang trực giao  27   2.5  Phổ của bốn sóng mang không trực giao  28   2.6  Ảnh hưởng của ISI  29   2.7  Chèn khoảng bảo vệ là khoảng trống  29   2.8  Chèn khoảng bảo vệ Cyclic prefix  30   2.9  Đáp ứng tần số của kênh truyền đa đường  34   2.10  Các tín hiệu đa đường  35   2.11  Trải trễ đa đường  36   2.12  So sánh việc sử dụng băng tần của FDM và OFDM  37   3.1  Sơ đồ khối của hệ thống MC-CDMA  39   3.2  Nguyên tắc chung của MC-CDMA và MC-DS-CDMA  40   3.3  Máy phát MC –CDMA  41   3.4  Máy thu MC-CDMA  44   3.5  Ảnh hưởng của kênh truyền fading có tính chọn lọc tần số  45   3.6  Sơ đồ triệt nhiễu song song nhiều tầng  51   3.7  Bộ phát MC-DS-CDMA  59   3.8  trải phổ trong MC-DS-CDMA  59   3.9  Phổ công suất của tín hiệu phát  59   3.10  Mã trải phổ cho hệ thống MT-CDMA  60   4.1  Mô hình hệ thống với các users tích cực  63   4.2  Điều khiển công suất dựa vào người sử dụng trong các hệ thống MC-CDMA  69   4.3  ĐKCS dựa vào băng tần trong các hệ thống MC-CDMA  70   4.4  Nhóm điều khiển công suất đường lên  73   4.5  Dự đoán công suất thu với D=6  74   4.6  Thuật toán dự đoán để điều khiển công suất  76   4.7  Sơ đồ khối truyền trên băng lọc thích nghi của hệ thống MC-CDMA  78   5.1  Giao diện mô phỏng chương trình  84   5.2  Lưu đồ thuật toán điều khiển công suất theo bước cố định(fixed-step)  85   5.3  Chương trình mô phỏng điều khiển công suất theo bước cố định  86   5.4  Lưu đồ thuật toán điều khiển công suất đa mức (multi-level)  87   5.5  Chương trình điều khiển công suất đa mức ( Multilevel)  88   5.6  Lưu đồ thuật toán điều khiển công suất dự đoán trước(predictive)  89   5.7  Chương trình điều khiển công suất dự đoán trước (predictive)  90   5.8  So sánh mức công suất phát của cả 3 phương pháp  91   5.9  So sánh SNR thu được của 3 phương pháp  91   5.10  Giá trị BER thu được ở 3 phương pháp  92   5.11  BER cho hệ thống 1/16  93   DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng  Tên bảng  Trang   2.1  Bảng các giá trị an, bn theo dạng điều chế  22   5.1  Bảng thông số mô phỏng  83   LỜI NÓI ĐẦU Các công nghệ đa truy nhập là nền tảng của các hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến nói chung và thông tin di động nói riêng. Các công nghệ này cho phép các hệ thống đa truy nhập vô tuyến phân bổ tài nguyên vô tuyến một cách hiệu suất cho người sử dụng. Cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, các hệ thống thông tin di động mới sử dụng các công nghệ mới, tiên tiến. Nhằm đáp ứng được nhu cầu sử dụng của con người. Với sự kết hợp giữa công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) và kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDM) đã tạo nên một công nghệ mới là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã điều chế đa sóng mang (MC-CDMA) đây là một công nghệ tiên tiến đầy triển vọng, với công nghệ MC-CDMA nó đã loại bỏ được những khuyết điểm mà hai công nghệ đã vấp phải và đã chọn lọc ra được những ưu điểm của các công nghệ trên. Đây sẽ là công nghệ mới được ứng dụng trong các hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến băng rộng đa phương tiện và di động thế hệ sau. Để tạo ra được khả năng truyền tốc độ cao, tính bền vững với fading chọn lọc tần số, sử dụng băng thông hiệu quả, tính bảo mật cao và giảm độ phức tạp của hệ thống thì chúng ta đi tìm hiểu và nghiên cứu về việc điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA là quan trọng và có ý nghĩa thực tế. Nhận thức được tầm quan trọng và những kiến thức chuyên ngành của mình nên em đã quyết định chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG MC – CDMA” làm đồ án tốt nghiệp của mình. Nội dung của đề tài gồm 5 chương như sau: Chương 1: Công nghệ CDMA Trong chương này chúng ta sẽ đi vào nghiên cứu khả năng đa truy nhập, phân tích ưu nhược điểm và điều khiển công suất của quá trình thu phát tín hiệu trong hệ thống CDMA. Chương 2: Kỹ thuật OFDM Chương này trình bày tổng quát về ghép kênh phân chia theo tần số trực giao là kỹ thuật điều chế đa sóng mang, trong chương này ta tìm hiểu sâu hơn về các đặc điểm của OFDM. Chương 3: Hệ thống MC-CDMA Trong chương này chúng ta sẽ đi vào phân tích những đặc điểm cơ bản của hệ thống đa truy nhập MC-CDMA. Chương 4: Điều khiển công suất trong hệ thống MC-CDMA Trong chương này chúng ta đi tìm hiểu về các phương pháp điều khiển công suất. Chương 5: Kết quả tính toán và mô phỏng: Trong chương này thể hiện được các kết quả và ý đồ mô phỏng thực tế. Trong quá trình làm đề tài này không thể tránh khỏi những thiếu sót, sai lầm mong được quý thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để em tiếp thêm kiến thức, kinh nghiệm cho sau này. Em đặc biệt xin được cảm ơn thầy giáo ThS. Hồ Văn Phi đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này, em cũng không quên cảm ơn BGH Nhà trường đặc biệt là BNC khoa Kỹ thuật & Công nghệ, quý thầy cô giáo trong khoa và các bạn đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án. Em xin chân thành cảm ơn! Quy nhơn, ngày….. tháng ….năm 2010 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Hân Chương 1 CÔNG NGHỆ CDMA 1.1. GIỚI THIỆU Công nghệ CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ tín hiệu để phát dữ liệu cùng một phổ tần. Tất cả công suất của tín hiệu trong đường truyền CDMA được đồng thời trên cùng một băng tần rộng, phát trên cùng một tần số và tín hiệu nguyên thuỷ sẽ được khôi phục tại đầu thu. Đồng thời tín hiệu trải phổ xuất hiện trải rộng đều trên toàn bộ băng tần với công suất phát thấp, do đó loại bỏ được nhiễu, giao thoa. Trong chương này chúng ta sẽ đi vào nghiên cứu khả năng đa truy nhập, phân tích ưu nhược điểm và điều khiển công xuất của quá trình thu phát tín hiệu trong hệ thống CDMA. CDMA được đưa ra thị trường lần đầu tiên vào năm 1995 với chuẩn IS-95. Ở thế hệ di động thứ 3 sẽ sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) thay vì công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) theo chuẩn IMT-2000. Trong hệ thống CDMA, mỗi người dùng được cấp phát một chuỗi mã (chuỗi trải phổ) dùng để mã hoá tín hiệu mang thông tin. Tại máy thu, tín hiệu thu sẽ được đồng bộ giải mã để khôi phục tín hiệu gốc và dĩ nhiên máy thu phải biết được chuỗi mã đó để mã hoá tín hiệu. NGUYÊN LÝ CỦA KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO MÃ (CDMA) Trong hệ thống CDMA, mỗi người dùng được gán cho một chuỗi mã xác định, và tất cả các người dùng có thể sử dụng chung khoảng băng tần trong cùng một khoảng thời gian. Do CDMA dựa trên nguyên lý trải phổ, do đó ở mỗi trạm phát sẽ sử dụng một chuỗi trải phổ giả ngẫu nhiên tác động vào tín hiệu tin tức. Khi máy thu nhận được tín hiệu từ nhiều trạm phát khác nhau, nó sẽ lấy tín hiệu mong muốn bằng cách giải mã tín hiệu bằng chuỗi mã riêng của chính tín hiệu đó (hình 1.1). Ta có được kết quả này là do tính tự tương quan và tương quan chéo của các chuỗi mã trải phổ.  Hình 1.1: Quá trình trải phổ và nén phổ trong kỹ thuật CDMA Trong hình 1.1, máy thu mong muốn nhận được tín hiệu tin tức từ người dùng A nên đã sử dụng chuỗi mã dành riêng cho A để giải mã. Khi đó, các tín hiệu nhận được từ các người dùng không mong muốn (B, C) trở thành nhiễu đối với tín hiệu từ A (do tính tương quan chéo thấp), và từ đó ta có thể thu được tín hiệu từ A một cách dễ dàng. 1.3. KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 1.3.1. Giới thiệu Kỹ thuật trải phổ ra đời từ nhu cầu bảo mật thông tin trong quân sự. Mục đích của kỹ thuật trải phổ là làm cho tín hiệu được phát giống như tạp âm đối với các máy thu không mong muốn, làm cho các máy thu này khó khăn trong việc tách và lấy ra được bản tin. Để biến đổi bản tin thành tín hiệu tựa tạp âm, ta sử dụng mã ngẫu nhiên để mã hoá bản tin. Tuy nhiên, máy thu chủ định phải biết mã này để có thể tạo ra bản sao mã này một cách chính xác, đồng bộ với mã được phát và lấy ra bản tin. Vì vậy ta phải sử dụng mã “giả” ngẫu nhiên. Mã này phải được thiết kế để có độ rộng băng tần lớn hơn nhiều so với độ rộng băng tần của bản tin. Bản tin được mã hóa sao cho tín hiệu sau khi mã hoá có độ rộng phổ gần bằng độ rộng phổ của tín hiệu giả ngẫu nhiên. Quá trình này được gọi là “quá trình trải phổ”. Ở máy thu thực hiện quá trình nén phổ tín hiệu thu được để trả lại độ rộng phổ bằng độ rộng phổ ban đầu của bản tin.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docLy Thuyet.doc
  • rarMO PHONG.rar
  • pptTrinh bay.ppt