thienthanhuong_90vn
New Member
Tải Đồ án Kỹ thuật trải phổ CDMA và ứng dụng trong thông tin
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 3
1.1 Giới thiệu chung . .3
1.2 Phân loại kỹ thuật trải phổ . 6
1.3 Ưu điểm của kỹ thuật trải phổ . . 10
1.3.1 Giảm nhiễu . 10
1.3.2 Giảm mật độ năng lượng 11
1.3.3 Đa truy nhập theo mã . 13
1.4 So sánh ưu nhược điểm của các hệ thống thông tin trải phổ . . 13
1.4.1 Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 13
1.4.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần . 15
1.4.3 Hệ thống trải phổ nhảy thời gian 16
CHƯƠNG 2:CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN TRẢI PHỔ .18
2.1 Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp DS-SS . . .18
2.1.1 Điều chế trải phổ và giải điều chế trải phổ trong hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 18
2.1.1.1 Trải phổ DS BPSK . 18
2.1.1.2 Trải phổ DS QPSK .21
2.1.2 Đồng bộ trong hệ thống trải phổ chuổi trực tiếp 23
2.1.2.1 Khái quát về đồng bộ mã trải phổ trong hệ thống DS-SS .23
2.1.2.2 Bắt mã PN trong các hệ thống DS-SS 25
2.1.2.3 Bám mã PN trong các hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-SS) .35
2.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần (FH-SS) .43
2.2.1 Đồng bộ trong hệ thống trải phổ nhảy tần FH-SS .45
2.2.1.1 Quá trình bắt mã PN trong các hệ thống thông tin trải phổ nhảy tần .46
2.2.1.2 Quá trình bám mã trong hệ thống thông tin trải phổ nhảy tần .51
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG THÔNG TIN QUÂN SỰ 54
3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ . 54
3.1.1 Hiện trạng các phương tin thông tin trong quân đội hiện nay và khả năng đáp ứng yêu cầu thông tin trong chiến tranh hiện đại 54
3.1.2 Sự cấp thiết ra đời hệ thống thông tin trải phổ . 55
3.2 Khả năng chống nhiễu của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 56
3.2.1 Khả năng chống nhiễu hình sin của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp .56
3.2.2 Xác xuất lỗi của hệ thống khi bị tác động của nhiễu băng hẹp .57
3.2.3 Mô phỏng hệ thống trải phổ trong việc nén nhiễu hình sin 58
3.2.4 Khả năng giấu tín hiệu của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp .60
3.3 Khả năng chống nhiễu của hệ thống trải phổ nhảy tần .62
3.3.1 Xác suất lỗi của hệ thống trải phổ FH dưới tác động của nhiễu một phần băng .62
3.3.2 Mô phỏng chất lượng của hệ thống trải phổ FH dưới tác động của nhiễu một phần băng . 64
3.3.3 Phân tập trong hệ thống trải phổ FH để giảm tác động của nhiễu một phần băng .66
KẾT LUẬN 70
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
C¸c HÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ
Ngµy nay, thÕ giíi cã rÊt nhiÒu hÖ thèng CDMA, nhng chØ cã hai hÖ thèng thêng sö dông nhÊt. §ã lµ hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp vµ hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn. HÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp vµ hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn còng lµ hÖ thèng th«ng tin sè. Nã còng cã ®Çy ®ñ c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña mét hÖ thèng th«ng tin sè. Nhng chØ kh¸c lµ chóng cã thªm bé ®iÒu chÕ tr¶i phæ ®Çu ph¸t vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ ë ®Çu thu. C¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng ®· ®îc biÕt ®Õn trong c¸c gi¸o tr×nh kh¸c. Trong môc nµy chóng ta tËp trung t×m hiÓu, ph©n tÝch bé ®iÒu chÕ tr¶i phæ vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ cña hÖ thèng tr¶i phæ vµ c¸ch ®ång bé m· PN cña hai hÖ thèng trªn. §ã lµ nh÷ng vÊn ®Ò míi cña c¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ so víi c¸c hÖ thèng th«ng tin sè kh¸c.
2.1 HÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DS-SS
2.1.1 §iÒu chÕ tr¶i phæ vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ trong hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp
C¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp (DS-SS) chñ yÕu dïng ®iÒu chÕ PSK v× nã thÝch hîp cho c¸c øng dông trong ®ã sù kÕt hîp gi÷a pha tÝn hiÖu ph¸t vµ tÝn hiÖu thu cã thÓ duy tr× ®îc trªn mét kho¶ng thêi gian bao trïm vµi kho¶ng symbol (hay bÝt).
Sau ®©y ta sÏ nghiªn cøu mét sè kü thuËt ®iÒu chÕ tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp (DS-SS).
2.1.1.1 Tr¶i phæ DS BPSK (direct sequence binary phase shift key)
§©y lµ d¹ng ®¬n gi¶n nhÊt cña tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp, nã cã s¬ ®å nh h×nh 2.1. TÝn hiÖu ®Çu ra cña bé ®iÒu chÕ S m(t) cã tÇn sè sãng mang w0, c«ng suÊt P, ®îc ®iÒu chÕ pha bëi d÷ liÖu m(t) víi ®é dÞch pha q m(t)
S m(t)=cos[w0t+q m(t)] (2.1)
H×nh 2.1: S¬ ®å khèi tr¶i phæ DS
TÝn hiÖu S m(t) cã ®é réng b¨ng th«ng truyÒn dÉn tèi thiÓu lµ R/n, víi R lµ tèc ®é bÝt cña luång d÷ liÖu m(t), n lµ sè bÝt th«ng tin trong mét kÝ hiÖu; TÝn hiÖu S m(t) ®îc tr¶i phæ bëi m· tr¶i phæ c(t) nh h×nh 2.1, cho ra tÝn hiÖu ph¸t lµ:
S(t)= S m(t) c(t)= c(t)cos[w0t+q m(t)] (2.2)
M¸y thu sÏ nhËn ®îc tÝn hiÖu sau mét thêi gian trÔ truyÒn dÉn Td cïng víi can nhiÔu vµ t¹p ©m; T¹i m¸y thu ®Ó gi¶i tr¶i phæ tÝn hiÖu thu ®îc r(t) ®îc nh©n víi m· tr¶i phæ c(t-T’d), trong ®ã T’d lµ thêi gian trÔ truyÒn dÉn mµ m¸y thu tù ®¸nh gi¸. TÝn hiÖu sau gi¶i tr¶i phæ sÏ lµ:
x(t)= c(t-Td)c(t-T’d)cos[w0t+q m(t-Td)+f] (2.3)
Trong ®ã: f lµ pha ngÉu nhiªn g©y bëi t¹p ©m vµ nhiÔu.
Khi m¸y thu ®ång bé víi víi m¸y ph¸t, khi ®ã Td=T’d. Víi c(t) lµ chuçi nhÞ ph©n , th× c(t-Td)c(t-T’d)=1; BiÓu thøc trë thµnh:
x(t)= cos[w0t+q m(t-Td)+f] (2.4)
Do ®ã t¹i ®Çu ra cña bé gi¶i tr¶i phæ, tÝn hiÖu Sm(t) ®îc phôc håi sai kh¸c mét gãc pha ngÉu nhiªn f vµ sau khi Sm(t) ®îc gi¶i ®iÒu chÕ PSK kÕt hîp th«ng thêng sÏ cho d÷ liÖu m(t) ban ®Çu.
Trong trêng hîp ®iÒu chÕ sãng mang BPSK víi m(t) lµ tÝn hiÖu nhÞ ph©n th×
q m(t) sÏ nhËn c¸c gi¸ trÞ 0 vµ p vµ khi ®ã S m(t) vµ S(t) sÏ trë thµnh:
S m(t) =m(t)cosw0t (2.5)
S(t) = c(t)m(t)cosw0t (2.6)
Víi c¸ch ®iÒu chÕ sãng mang nh thÕ, d÷ liÖu sÏ ®îc céng modul 2 víi m· tr¶i phæ tríc khi ®a vµo bé ®iÒu chÕ pha sè BPSK. S¬ ®å cña hÖ thèng tr¶i phæ lóc nµy trë thµnh h×nh 2.2.
H×nh 2.3 sÏ minh häa d¹ng sãng tÝn hiÖu trong trêng hîp ®iÒu chÕ BPSK ®îc sö dông cho c¶ ®iÒu chÕ d÷ liÖu vµ ®iÒu chÕ tr¶i phæ.
H×nh 2.3: D¹ng sãng tr¶i phæ BPSK
H×nh2.2: S¬ ®å khèi tr¶i phæ DS – BPSK
2.1.1.2 Tr¶i phæ DS QPSK (direct sequence quadrature phase shift key)
§Ó n©ng cao hiÖu qu¶ b¨ng tÇn, ngêi ta sö dông ®iÒu chÕ nhiÒu møc, ®iÒu chÕ cµng nhiÒu møc th× hiÖu qña b¨ng tÇn cµng cao nhng ®iÒu ®ã l¹i lµm gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c symbol, kÕt qu¶ lµ lçi symbol (SER) l¹i t¨ng. Trong khi viÖc lµm t¨ng hiÖu qu¶ b¨ng tÇn chóng ta cã thÓ lµm ®îc theo c¸ch kh¸c dÔ dµng h¬n vÝ dô nh gi¶m tèc ®é m· söa lçi (FEC). §èi víi tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp ngêi ta thêng sö dông ®iÒu chÕ pha 4 møc QPSK. S¬ ®å tr¶i phæ DS sö dông ®iÒu chÕ QPSK c©n b»ng ®îc thÓ hiÖn ë h×nh 2.4 C«ng suÊt m¹ch ra sau m¹ch Hybrid sÏ b»ng nöa c«ng suÊt Sm(t) vµ tÝn hiÖu ph¸t S(t) sÏ lµ:
(2.15)
(2.16)
C¸c tÝch cos(.)cos(.) vµ cos(.)sin(.) cã thÓ viÕt nh tæng c¸c hµm cos vµ sin víi c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao vµ thÊp. ViÖc tÝch ph©n sÏ lo¹i bá c¸c thµnh phÇn cao tÇn, nh vËy:
(2.17)
(2.18)
Do sai lÖch tÇn sè fe lµ nhá, nªn c¸c sè h¹ng sin vµ cos xÊp xØ h»ng sè trong qu¸ tr×nh tÝch ph©n. Do ®ã chóng ta cã:
H×nh 2.4: S¬ ®å khèi tr¶i phæ - gi¶i tr¶i phæ DS sö dông QPSK
(2.7)
Trong ®ã c1(t), c2(t) lµ c¸c m· tr¶i phæ cã c¸c gi¸ trÞ lµ .
Víi thêi gian trÔ truyÒn dÉn lµ Td th× c¸c tÝn hiÖu thu ®îc r(t) sÏ lµ:
(2.8)
TÝn hiÖu r(t) sÏ ®îc sau gi¶i tr¶i phæ nhê bé gi¶i QPSK víi c¸c thµnh phÇn x(t) vµ y(t) nh sau:
(2.9)
Khi trÔ truyÒn dÉn do m¸y thu ®¸nh gi¸ lµ chÝnh x¸c tøc lµ T’d=Td, nãi c¸ch kh¸c lµ m¸y thu ®ång bé víi m¸y ph¸t th×:
(2.10)
Khi ®ã, tÝn hiÖu ra sÏ lµ:
(2.11)
Nh vËy sau bé gi¶i tr¶i phæ QPSK th× tÝn hiÖu Sm(t) ®îc phôc håi. Sau khi Sm(t) ®îc gi¶i ®iÒu chÕ PSK kÕt hîp sÏ cho ra d÷ liÖu m(t).
2.1.2 §ång bé trong hÖ thèng tr¶i phæ chuæi trùc tiÕp
2.1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ ®ång bé m· tr¶i phæ trong hÖ thèng DS-SS
Nh ®· tr×nh bµy ë phÇn tríc, tÝn hiÖu ph¸t cña c¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ lµ tÝn hiÖu b¨ng réng gièng nh t¹p nhiÔu. ViÖc tr¶i tÝn hiÖu lµ nhê sö dông c¸c chuçi gi¶ ngÉu nhiªn. Trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DS-SS, chuçi PN ®îc dïng ®Ó trùc tiÕp tr¶i phæ tÝn hiÖu. Trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn FH-SS, m· tr¶i phæ PN dïng ®Ó quyÕt ®Þnh nh¶y tÇn. VÒ b¶n chÊt c¸c chuçi PN ®îc t¹o ra mét c¸ch x¸c ®Þnh v× cã nh thÕ m¸y thu míi cã thÓ kh«i phôc l¹i th«ng tin tõ tÝn hiÖu tr¶i phæ ®îc. Nhng ®èi víi c¸c m¸y thu kh«ng ®Þnh tríc th× c¸c chuçi nµy ®îc thiÕt kÕ nh nh÷ng chuçi ngÉu nhiªn. V× thÕ c¸c d¹ng sãng tÝn hiÖu tr¶i phæ nhê chuçi PN còng cã d¹ng gièng t¹p ngÉu nhiªn.
Nh vËy cã thÓ thÊy hiÖu qu¶ mét hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ hay nãi c¸ch kh¸c lµ chÊt lîng mét hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ phô thuéc rÊt nhiÒu vµo kh¶ n¨ng ®ång bé chuçi PN gi÷a m¸y thu vµ m¸y ph¸t. Còng nh c¸c hÖ thèng th«ng tin kh¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ còng khèi kh«i phôc ®ång bé. Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy, chóng ta chØ quan t©m ®Õn ®ång bé chuçi PN, dÜ nhiªn hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ còng ph¶i cã phôc håi, ®ång bé sãng mang…§Ó ®ång bé chuçi PN thêng cã hai bíc: bíc thø nhÊt gäi lµ b¾t, lµ bíc ®iÒu chØnh ®é lÖch pha cña tÝn hiÖu PN tíi vµ tÝn hiÖu PN néi trong mét kho¶ng nµo ®ã cë mét chip hoÆc nhá h¬n. Bíc thø hai gäi lµ b¸m, thùc hiÖn viÖc ®iÒu chØnh tinh ®Ó lµm sai lÖch pha tiÕn tíi kh«ng.
S¬ ®å chøc n¨ng cña m¸y thu DS-SS ®îc tr×nh bµy trong h×nh 2.5.
H×nh 2.5: S¬ ®å khèi chøc n¨ng m¸y thu trong hÖ thèng DS-SS
Trong h×nh 2.5, tÝn hiÖu tíi m¸y thu bao gåm tÝn hiÖu cã Ých s(t) vµ t¹p nhiÔu tr¾ng céng tÝnh Gauss n(t) víi mËt ®é phæ c«ng suÊt hai biªn N0/2 (W/Hz).
r(t)=s(t)+n(t)
(2.12)
Trong ®ã:
P lµ c«ng suÊt trung b×nh cña tÝn hiÖu s(t) t¹i ®Çu m¸y thu;
c(t) lµ tÝn hiÖu PN;
b(t) = lµ d÷ liÖu;
fc lµ tÇn sè sãng mang;
lµ pha sãng mang;
Th«ng thêng ®Çu vµo m¸y thu cã bé läc th«ng d¶i b¨ng réng bao trïm toµn bé b¨ng tÇn cña tÝn hiÖu SS, víi tÇn sè trung t©m lµ fc. Bé läc sÏ läc toµn bé nhiÔu vµ t¹p ©m ngoµi d·i. Víi tÝn hiÖu DS - SS, ®é réng cña b¨ng tÇn vµo kho¶ng 2/Tc.
Nh m« t¶ trªn h×nh 2.5, m¸y thu cÇn thùc hiÖn mét sè chøc n¨ng nh: b¾t PN, b¸m PN, phôc håi, b¸m sãng mang, gi¶i tr¶i phæ, gi¶i ®iÒu chÕ, tÝn hiÖu. Ph©n hÖ b¾t cã nhiÖm vô t¹o ra chuçi , víi , víi lµ mét h»ng sè nhá. §Ó cã ®îc n»m trong kho¶ng , ph©n hÖ b¾t ph¶i...
Download miễn phí Đồ án Kỹ thuật trải phổ CDMA và ứng dụng trong thông tin
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 3
1.1 Giới thiệu chung . .3
1.2 Phân loại kỹ thuật trải phổ . 6
1.3 Ưu điểm của kỹ thuật trải phổ . . 10
1.3.1 Giảm nhiễu . 10
1.3.2 Giảm mật độ năng lượng 11
1.3.3 Đa truy nhập theo mã . 13
1.4 So sánh ưu nhược điểm của các hệ thống thông tin trải phổ . . 13
1.4.1 Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 13
1.4.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần . 15
1.4.3 Hệ thống trải phổ nhảy thời gian 16
CHƯƠNG 2:CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN TRẢI PHỔ .18
2.1 Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp DS-SS . . .18
2.1.1 Điều chế trải phổ và giải điều chế trải phổ trong hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 18
2.1.1.1 Trải phổ DS BPSK . 18
2.1.1.2 Trải phổ DS QPSK .21
2.1.2 Đồng bộ trong hệ thống trải phổ chuổi trực tiếp 23
2.1.2.1 Khái quát về đồng bộ mã trải phổ trong hệ thống DS-SS .23
2.1.2.2 Bắt mã PN trong các hệ thống DS-SS 25
2.1.2.3 Bám mã PN trong các hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-SS) .35
2.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần (FH-SS) .43
2.2.1 Đồng bộ trong hệ thống trải phổ nhảy tần FH-SS .45
2.2.1.1 Quá trình bắt mã PN trong các hệ thống thông tin trải phổ nhảy tần .46
2.2.1.2 Quá trình bám mã trong hệ thống thông tin trải phổ nhảy tần .51
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG THÔNG TIN QUÂN SỰ 54
3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ . 54
3.1.1 Hiện trạng các phương tin thông tin trong quân đội hiện nay và khả năng đáp ứng yêu cầu thông tin trong chiến tranh hiện đại 54
3.1.2 Sự cấp thiết ra đời hệ thống thông tin trải phổ . 55
3.2 Khả năng chống nhiễu của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp 56
3.2.1 Khả năng chống nhiễu hình sin của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp .56
3.2.2 Xác xuất lỗi của hệ thống khi bị tác động của nhiễu băng hẹp .57
3.2.3 Mô phỏng hệ thống trải phổ trong việc nén nhiễu hình sin 58
3.2.4 Khả năng giấu tín hiệu của hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp .60
3.3 Khả năng chống nhiễu của hệ thống trải phổ nhảy tần .62
3.3.1 Xác suất lỗi của hệ thống trải phổ FH dưới tác động của nhiễu một phần băng .62
3.3.2 Mô phỏng chất lượng của hệ thống trải phổ FH dưới tác động của nhiễu một phần băng . 64
3.3.3 Phân tập trong hệ thống trải phổ FH để giảm tác động của nhiễu một phần băng .66
KẾT LUẬN 70
CwBaD0uOD.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-30062/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Ch¬ng 2C¸c HÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ
Ngµy nay, thÕ giíi cã rÊt nhiÒu hÖ thèng CDMA, nhng chØ cã hai hÖ thèng thêng sö dông nhÊt. §ã lµ hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp vµ hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn. HÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp vµ hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn còng lµ hÖ thèng th«ng tin sè. Nã còng cã ®Çy ®ñ c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña mét hÖ thèng th«ng tin sè. Nhng chØ kh¸c lµ chóng cã thªm bé ®iÒu chÕ tr¶i phæ ®Çu ph¸t vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ ë ®Çu thu. C¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng ®· ®îc biÕt ®Õn trong c¸c gi¸o tr×nh kh¸c. Trong môc nµy chóng ta tËp trung t×m hiÓu, ph©n tÝch bé ®iÒu chÕ tr¶i phæ vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ cña hÖ thèng tr¶i phæ vµ c¸ch ®ång bé m· PN cña hai hÖ thèng trªn. §ã lµ nh÷ng vÊn ®Ò míi cña c¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ so víi c¸c hÖ thèng th«ng tin sè kh¸c.
2.1 HÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DS-SS
2.1.1 §iÒu chÕ tr¶i phæ vµ gi¶i ®iÒu chÕ tr¶i phæ trong hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp
C¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp (DS-SS) chñ yÕu dïng ®iÒu chÕ PSK v× nã thÝch hîp cho c¸c øng dông trong ®ã sù kÕt hîp gi÷a pha tÝn hiÖu ph¸t vµ tÝn hiÖu thu cã thÓ duy tr× ®îc trªn mét kho¶ng thêi gian bao trïm vµi kho¶ng symbol (hay bÝt).
Sau ®©y ta sÏ nghiªn cøu mét sè kü thuËt ®iÒu chÕ tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp (DS-SS).
2.1.1.1 Tr¶i phæ DS BPSK (direct sequence binary phase shift key)
§©y lµ d¹ng ®¬n gi¶n nhÊt cña tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp, nã cã s¬ ®å nh h×nh 2.1. TÝn hiÖu ®Çu ra cña bé ®iÒu chÕ S m(t) cã tÇn sè sãng mang w0, c«ng suÊt P, ®îc ®iÒu chÕ pha bëi d÷ liÖu m(t) víi ®é dÞch pha q m(t)
S m(t)=cos[w0t+q m(t)] (2.1)
H×nh 2.1: S¬ ®å khèi tr¶i phæ DS
TÝn hiÖu S m(t) cã ®é réng b¨ng th«ng truyÒn dÉn tèi thiÓu lµ R/n, víi R lµ tèc ®é bÝt cña luång d÷ liÖu m(t), n lµ sè bÝt th«ng tin trong mét kÝ hiÖu; TÝn hiÖu S m(t) ®îc tr¶i phæ bëi m· tr¶i phæ c(t) nh h×nh 2.1, cho ra tÝn hiÖu ph¸t lµ:
S(t)= S m(t) c(t)= c(t)cos[w0t+q m(t)] (2.2)
M¸y thu sÏ nhËn ®îc tÝn hiÖu sau mét thêi gian trÔ truyÒn dÉn Td cïng víi can nhiÔu vµ t¹p ©m; T¹i m¸y thu ®Ó gi¶i tr¶i phæ tÝn hiÖu thu ®îc r(t) ®îc nh©n víi m· tr¶i phæ c(t-T’d), trong ®ã T’d lµ thêi gian trÔ truyÒn dÉn mµ m¸y thu tù ®¸nh gi¸. TÝn hiÖu sau gi¶i tr¶i phæ sÏ lµ:
x(t)= c(t-Td)c(t-T’d)cos[w0t+q m(t-Td)+f] (2.3)
Trong ®ã: f lµ pha ngÉu nhiªn g©y bëi t¹p ©m vµ nhiÔu.
Khi m¸y thu ®ång bé víi víi m¸y ph¸t, khi ®ã Td=T’d. Víi c(t) lµ chuçi nhÞ ph©n , th× c(t-Td)c(t-T’d)=1; BiÓu thøc trë thµnh:
x(t)= cos[w0t+q m(t-Td)+f] (2.4)
Do ®ã t¹i ®Çu ra cña bé gi¶i tr¶i phæ, tÝn hiÖu Sm(t) ®îc phôc håi sai kh¸c mét gãc pha ngÉu nhiªn f vµ sau khi Sm(t) ®îc gi¶i ®iÒu chÕ PSK kÕt hîp th«ng thêng sÏ cho d÷ liÖu m(t) ban ®Çu.
Trong trêng hîp ®iÒu chÕ sãng mang BPSK víi m(t) lµ tÝn hiÖu nhÞ ph©n th×
q m(t) sÏ nhËn c¸c gi¸ trÞ 0 vµ p vµ khi ®ã S m(t) vµ S(t) sÏ trë thµnh:
S m(t) =m(t)cosw0t (2.5)
S(t) = c(t)m(t)cosw0t (2.6)
Víi c¸ch ®iÒu chÕ sãng mang nh thÕ, d÷ liÖu sÏ ®îc céng modul 2 víi m· tr¶i phæ tríc khi ®a vµo bé ®iÒu chÕ pha sè BPSK. S¬ ®å cña hÖ thèng tr¶i phæ lóc nµy trë thµnh h×nh 2.2.
H×nh 2.3 sÏ minh häa d¹ng sãng tÝn hiÖu trong trêng hîp ®iÒu chÕ BPSK ®îc sö dông cho c¶ ®iÒu chÕ d÷ liÖu vµ ®iÒu chÕ tr¶i phæ.
H×nh 2.3: D¹ng sãng tr¶i phæ BPSK
H×nh2.2: S¬ ®å khèi tr¶i phæ DS – BPSK
2.1.1.2 Tr¶i phæ DS QPSK (direct sequence quadrature phase shift key)
§Ó n©ng cao hiÖu qu¶ b¨ng tÇn, ngêi ta sö dông ®iÒu chÕ nhiÒu møc, ®iÒu chÕ cµng nhiÒu møc th× hiÖu qña b¨ng tÇn cµng cao nhng ®iÒu ®ã l¹i lµm gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c symbol, kÕt qu¶ lµ lçi symbol (SER) l¹i t¨ng. Trong khi viÖc lµm t¨ng hiÖu qu¶ b¨ng tÇn chóng ta cã thÓ lµm ®îc theo c¸ch kh¸c dÔ dµng h¬n vÝ dô nh gi¶m tèc ®é m· söa lçi (FEC). §èi víi tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp ngêi ta thêng sö dông ®iÒu chÕ pha 4 møc QPSK. S¬ ®å tr¶i phæ DS sö dông ®iÒu chÕ QPSK c©n b»ng ®îc thÓ hiÖn ë h×nh 2.4 C«ng suÊt m¹ch ra sau m¹ch Hybrid sÏ b»ng nöa c«ng suÊt Sm(t) vµ tÝn hiÖu ph¸t S(t) sÏ lµ:
(2.15)
(2.16)
C¸c tÝch cos(.)cos(.) vµ cos(.)sin(.) cã thÓ viÕt nh tæng c¸c hµm cos vµ sin víi c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao vµ thÊp. ViÖc tÝch ph©n sÏ lo¹i bá c¸c thµnh phÇn cao tÇn, nh vËy:
(2.17)
(2.18)
Do sai lÖch tÇn sè fe lµ nhá, nªn c¸c sè h¹ng sin vµ cos xÊp xØ h»ng sè trong qu¸ tr×nh tÝch ph©n. Do ®ã chóng ta cã:
H×nh 2.4: S¬ ®å khèi tr¶i phæ - gi¶i tr¶i phæ DS sö dông QPSK
(2.7)
Trong ®ã c1(t), c2(t) lµ c¸c m· tr¶i phæ cã c¸c gi¸ trÞ lµ .
Víi thêi gian trÔ truyÒn dÉn lµ Td th× c¸c tÝn hiÖu thu ®îc r(t) sÏ lµ:
(2.8)
TÝn hiÖu r(t) sÏ ®îc sau gi¶i tr¶i phæ nhê bé gi¶i QPSK víi c¸c thµnh phÇn x(t) vµ y(t) nh sau:
(2.9)
Khi trÔ truyÒn dÉn do m¸y thu ®¸nh gi¸ lµ chÝnh x¸c tøc lµ T’d=Td, nãi c¸ch kh¸c lµ m¸y thu ®ång bé víi m¸y ph¸t th×:
(2.10)
Khi ®ã, tÝn hiÖu ra sÏ lµ:
(2.11)
Nh vËy sau bé gi¶i tr¶i phæ QPSK th× tÝn hiÖu Sm(t) ®îc phôc håi. Sau khi Sm(t) ®îc gi¶i ®iÒu chÕ PSK kÕt hîp sÏ cho ra d÷ liÖu m(t).
2.1.2 §ång bé trong hÖ thèng tr¶i phæ chuæi trùc tiÕp
2.1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ ®ång bé m· tr¶i phæ trong hÖ thèng DS-SS
Nh ®· tr×nh bµy ë phÇn tríc, tÝn hiÖu ph¸t cña c¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ lµ tÝn hiÖu b¨ng réng gièng nh t¹p nhiÔu. ViÖc tr¶i tÝn hiÖu lµ nhê sö dông c¸c chuçi gi¶ ngÉu nhiªn. Trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DS-SS, chuçi PN ®îc dïng ®Ó trùc tiÕp tr¶i phæ tÝn hiÖu. Trong c¸c hÖ thèng tr¶i phæ nh¶y tÇn FH-SS, m· tr¶i phæ PN dïng ®Ó quyÕt ®Þnh nh¶y tÇn. VÒ b¶n chÊt c¸c chuçi PN ®îc t¹o ra mét c¸ch x¸c ®Þnh v× cã nh thÕ m¸y thu míi cã thÓ kh«i phôc l¹i th«ng tin tõ tÝn hiÖu tr¶i phæ ®îc. Nhng ®èi víi c¸c m¸y thu kh«ng ®Þnh tríc th× c¸c chuçi nµy ®îc thiÕt kÕ nh nh÷ng chuçi ngÉu nhiªn. V× thÕ c¸c d¹ng sãng tÝn hiÖu tr¶i phæ nhê chuçi PN còng cã d¹ng gièng t¹p ngÉu nhiªn.
Nh vËy cã thÓ thÊy hiÖu qu¶ mét hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ hay nãi c¸ch kh¸c lµ chÊt lîng mét hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ phô thuéc rÊt nhiÒu vµo kh¶ n¨ng ®ång bé chuçi PN gi÷a m¸y thu vµ m¸y ph¸t. Còng nh c¸c hÖ thèng th«ng tin kh¸c hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ còng khèi kh«i phôc ®ång bé. Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy, chóng ta chØ quan t©m ®Õn ®ång bé chuçi PN, dÜ nhiªn hÖ thèng th«ng tin tr¶i phæ còng ph¶i cã phôc håi, ®ång bé sãng mang…§Ó ®ång bé chuçi PN thêng cã hai bíc: bíc thø nhÊt gäi lµ b¾t, lµ bíc ®iÒu chØnh ®é lÖch pha cña tÝn hiÖu PN tíi vµ tÝn hiÖu PN néi trong mét kho¶ng nµo ®ã cë mét chip hoÆc nhá h¬n. Bíc thø hai gäi lµ b¸m, thùc hiÖn viÖc ®iÒu chØnh tinh ®Ó lµm sai lÖch pha tiÕn tíi kh«ng.
S¬ ®å chøc n¨ng cña m¸y thu DS-SS ®îc tr×nh bµy trong h×nh 2.5.
H×nh 2.5: S¬ ®å khèi chøc n¨ng m¸y thu trong hÖ thèng DS-SS
Trong h×nh 2.5, tÝn hiÖu tíi m¸y thu bao gåm tÝn hiÖu cã Ých s(t) vµ t¹p nhiÔu tr¾ng céng tÝnh Gauss n(t) víi mËt ®é phæ c«ng suÊt hai biªn N0/2 (W/Hz).
r(t)=s(t)+n(t)
(2.12)
Trong ®ã:
P lµ c«ng suÊt trung b×nh cña tÝn hiÖu s(t) t¹i ®Çu m¸y thu;
c(t) lµ tÝn hiÖu PN;
b(t) = lµ d÷ liÖu;
fc lµ tÇn sè sãng mang;
lµ pha sãng mang;
Th«ng thêng ®Çu vµo m¸y thu cã bé läc th«ng d¶i b¨ng réng bao trïm toµn bé b¨ng tÇn cña tÝn hiÖu SS, víi tÇn sè trung t©m lµ fc. Bé läc sÏ läc toµn bé nhiÔu vµ t¹p ©m ngoµi d·i. Víi tÝn hiÖu DS - SS, ®é réng cña b¨ng tÇn vµo kho¶ng 2/Tc.
Nh m« t¶ trªn h×nh 2.5, m¸y thu cÇn thùc hiÖn mét sè chøc n¨ng nh: b¾t PN, b¸m PN, phôc håi, b¸m sãng mang, gi¶i tr¶i phæ, gi¶i ®iÒu chÕ, tÝn hiÖu. Ph©n hÖ b¾t cã nhiÖm vô t¹o ra chuçi , víi , víi lµ mét h»ng sè nhá. §Ó cã ®îc n»m trong kho¶ng , ph©n hÖ b¾t ph¶i...