xshiro_kut3x
New Member
Download miễn phí Đề tài Kỹ thuật trải phổ trong cdma
LỜI NÓI ĐẦU 3
I - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ( HÀ THỊ HỒNG). 4
1.1 Giới thiệu. 4
1.2 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp. 4
II - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN – FHSS ( NGUYỄN VĂN LÊ). 8
2.1 Nguyên lý chung. 8
2.1.1: Máy phát FHSS. 9
2.1.2: Máy thu FHSS. 11
2.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần nhanh. 12
2.3 Hệ thống trải phổ nhảy tần chậm 14
2.4 Kết luận. 16
III - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY THỜI GIAN – THSS ( LÊ VĂN THANH ). 17
3.1 Giới thiệu kỹ thuật trải phổ nhảy thời gian - THSS. 17
3.2 Nguyên lý của hệ thống THSS. 17
3.3 Kết luận. 19
IV - CÁC HỆ THỐNG LAI GHÉP. 19
4.1 Giới thiệu về hệ thống lai ghép . 19
4.2 Nhảy tần chuỗi trực tiếp FH/DS. 19
4.3 Hệ thống TH/FH 21
4.4 Hệ thống TH/DS. 22
KẾT LUẬN 24
Những năm vừa qua, hệ thống thông tin di động Việt Nam đã sử dụng công nghệ GSM. Tuy nhiên, trong tương lai đã và đang phát triển lên hệ thống mới sử dụng công nghệ CDMA, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về số lượng cũng như chất lượng của dịch vụ trên hệ thống.
Công nghệ CDMA dựa trên nguyên lý trải phổ đã đạt được hiệu quả sử dụng dải thông lớn hơn nhiều lần so với các công nghệ tương tự hay số khác, do đó số lượng thuê bao đa truy nhập lớn hơn rất nhiều. Nhờ việc dãn rộng phổ tín hiệu mà có thể chống lại được các tác động nhiễu và bảo mật tín hiệu. Các hệ thống sử dụng công nghệ CDMA đã đáp ứng được các nhu cầu về thông tin di động trong tương lai. Việc nắm bắt được công nghệ này là rất cần thiết. Trong công nghệ CDMA, kỹ thuật trải phổ đóng vai trò quan trọng nhất. Từ lý do đó, sau quá trình tìm hiểu nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài: “Kỹ thuật trải phổ trong CDMA” để nghiên cứu.
Do thời gian tìm hiểu và trình độ còn hạn chế. Trong phạm vi báo cáo này, chúng em tập chung nghiên cứu 3 kỹ thuật trải phổ và một số hệ thống lại ghép. Nội dung báo cáo gồm 3 phần chính:
Kỹ thuật trải phổ trực tiếp (Hà Thị Hồng)
Kỹ thuật trải phổ nhảy tần (Nguyễn Văn Lê)
Kỹ thuật trải phổ nhảy thời gian và một số hệ thống lai ghép (Lê Văn Thanh)
T/m nhóm sinh viên thực hiện
Trưởng nhóm
Hà Thị Hồng
I - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ( Hà Thị Hồng )
1.1 Giới thiệu
Ở các hệ thống thông tin thông thường, độ rộng băng tần là vấn đề quan tâm chính và các hệ thống này thường được thiết kế sao cho sử dụng càng ít độ rộng băng tần càng tốt . Tuy nhiên, ở hệ thống thông tin trải phổ ( SS : Spread Spectrum), độ rộng băng tần của tín hiệu được mở rộng gấp nhiều lần trước khi phát. Khi chỉ có 1 người sử dụng trong băng tần trải phổ thì không có hiệu quả sử dụng băng tần. Nhưng ở môi trường nhiều người dùng, họ có thể sử dụng chung một băng tần trải phổ và hệ thống khi đó đạt được hiệu quả sử dụng băng tần cao mà vẫn duy trì được các ưu điểm của trải phổ như:
Chống nhiễu tốt
Chia sẻ cùng tần số với nhiều người sử dụng
Bảo mật tốt do có chuỗi mã giả ngẫu nhiên
Do sử dụng mã giả ngẫu nhiên nên nó khó bị nghe trộm
Hạn chế và làm giảm hiệu ứng đa đường truyền
Như vậy, một hệ thống thông tin được coi là hệ thống trải phổ khi:
Tín hiệu được phát có độ rộng băng tần lớn hơn nhiều so với độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết.
Trải phổ được thực hiện bằng một mã độc lập với số liệu.
Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để lấy ra tín hiệu mong muốn bằng cách giải trải phổ. Các tín hiệu còn lại xuất hiện ở dạng các nhiễu phổ rộng công suất thấp như tạp âm .
1.2 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp
Trong CDMA, kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DS/SS: Direct Sequence/Spread Spectrum) được sử dụng. Mỗi một người sử dụng được cấp một mã riêng biệt . Mã được sử dụng thường là một chuỗi giả tạp âm (PN-Pseudo Noise) hay giả ngẫu nhiên, có tốc độ rất lớn, lớn hơn tốc độ bít dữ liệu, tức là phần tử của chuỗi có độ rộng thời gian rất nhỏ, nhỏ hơn độ rộng của bit dữ liệu và được gọi là chip.
Hình 1: Nguyên lý trải phổ
Hệ thống DS-SS đạt được bằng cách nhân trực tiếp tín hiệu cần trải phổ với tín hiệu giả ngẫu nhiên . Tín hiệu sau khi trải phổ sẽ điều chế sóng mang theo BPSK hay QPSK… trước khi truyền đi. Phía thu sẽ dùng mã PN để giải trải phổ lấy ra tín hiệu mong muốn.
Hình minh họa tín hiệu trải phổ .
Hình 2: Biểu diễn tín hiệu trải phổ
- Фd(f) mật độ phổ công suất của tín hiệu trước khi trải phổ
- Фdc(f) mật độ phổ công suất của tín hiệu sau khi trải phổ
Tín hiệu phát của người thứ k là luồng số thông tin của người sử dụng dk(t) có tốc độ bít Rb = 1/Tb.
Với dk(t) được xác định như sau:
dk(t) là luồng bít lưỡng cực với hia mức giá trị {+ 1,-1}.
Luồng tín hiệu dk(t) được trải phổ bằng cách nhân với mã trải phổ (gọi là mã giả tạp âm PN ) c(t) , có tốc độ Rc= 1/Tc lớn hơn nhiều lần so với Rb. Phần tử nhị phân của chuỗi c(t) được gọi là một chip để phân biệt nó với phần tử nhị phân (bit) của bản tin.
Mã trải phổ này làm cho băng tần tín hiệu sau khi trải phổ sẽ lớn lên rất nhiều khi truyền đi đồng thời cũng dùng để phân biệt các thuê bao khi tận dụng đường truyền cho quá trình đa truy nhập, mã trải phổ không phải là ngẫu nhiên mà chúng có chu kì xác định và được biết trước đối với máy thu chủ định. Mã trải phổ là chuỗi chip nhận các giá trị {+ 1,-1} gần như đồng xác suất và được biểu diễn như sau:
Trong đó c(i) = ± 1,là chuỗi xung nhận giá trị +1 hay -1 và Tc là độ rộng của một chip và Tc = NTb (N số chip trong một bít) , pTc là hàm xung vuông được xác định như sau:
Sau trải phổ tín hiệu có tốc độ chip Rc đuợc đưa lên điều chế sóng mang bằng cách nhân với tín hiệu sóng mang:
Trước khi truyền đi như sau:
Trong đó Eb năng lượng bít , Tb là độ bit và fc là tần số sóng mang.
Tại phía thu , để các máy thu có thể phân biệt được các mã trải phổ, các mã này phải là các mã trực giao chu kỳ Tb thoả mãn điều kiện sau:
Và tích của của hai mã trực giao bằng 1 nếu là tích với chính nó và là một mã trực giao mới trong tập mã trực giao nếu là tích của hai mã khác nhau:
Để đơn giản ta coi rằng máy thu được đồng bộ sóng mang và mã trải phổ với máy phát, nghĩa là tần số, pha sóng mang và mã trải phổ của máy thu giống như máy phát. Ngoài ra nếu bỏ qua tạp âm nhiệt của đường truyền và chỉ xét nhiễu của K-1 người sử dụng trong hệ thống, giả sử công suất tín hiệu thu tại máy thu k của K người sử dụng bằng nhau và để đơn giản ta cũng bỏ qua trễ truyền sóng, tín hiệu thu sẽ như sau:
Trong đó Ebr = Eb/Lp là năng lượng bit thu, Lp là suy hao đường truyền. Tín hiệu thu được đưa lên phần đầu của quá trình giải điều chế để nhân với sóng mang:
Sau đó được đưa lên trải phổ, kết quả cho ta:
Sau bộ tích phân thành phần cao tần sẽ bị loại bỏ, ta được:
do tính chất trực giao của các mã trải phổ và dj = {+1,-1} ta được kết quả như sau:
Mạch quyết định sẽ cho ra mức 0 nếu V(t) dương và 1 nếu V(t) âm kết quả ta được chuỗi bít thu, ˆb(t) là ước tính của chuỗi phát.
Ở trong hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp có hai cách trải phổ là:
+ trải phổ DS/SS_ BPSK (Trải phổ trực tiếp BPSK)
+ trải phổ DS/SS_QPSK (Trải phổ trực tiếp QPSK)
II - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN – FHSS ( Nguyễn Văn Lê )
2.1 Nguyên lý chung
Hệ thống trải phổ nhảy tần – Frequency Hopping Spread Spectrum, được định nghĩa là nhảy hay chuyển đổi tần số sóng mang ở một tập hợp các tần số theo mẫu được xác định bởi chuổi giả tạp âm PN. KẾT LUẬN
Sau một khoảng thời gian không dài, với sự cố gắng của các thành viên trong nhóm, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Viết Đảm và sự giúp đỡ của bạn bè, bản báo cáo với đề tài “Kỹ thuật trải phổ trong CDMA” đã được hoàn thành. Qua nghiên cứu bản báo cáo , chúng em đã hiểu rõ thêm về một khâu rất quan trọng của công nghệ CDMA – công nghệ cốt lõi của thế hệ 3G. Việc hoàn thành nghiên cứu đề tài này đã giúp chúng em có thêm kiến thức, tạo nền tảng vững chắc cho công việc của chúng em trong tương lai , tạo tiền đề cho việc tiếp tục nghiên cứu những vấn đề khác sâu hơn, mới hơn trong tương lai .
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
LỜI NÓI ĐẦU 3
I - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ( HÀ THỊ HỒNG). 4
1.1 Giới thiệu. 4
1.2 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp. 4
II - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN – FHSS ( NGUYỄN VĂN LÊ). 8
2.1 Nguyên lý chung. 8
2.1.1: Máy phát FHSS. 9
2.1.2: Máy thu FHSS. 11
2.2 Hệ thống trải phổ nhảy tần nhanh. 12
2.3 Hệ thống trải phổ nhảy tần chậm 14
2.4 Kết luận. 16
III - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY THỜI GIAN – THSS ( LÊ VĂN THANH ). 17
3.1 Giới thiệu kỹ thuật trải phổ nhảy thời gian - THSS. 17
3.2 Nguyên lý của hệ thống THSS. 17
3.3 Kết luận. 19
IV - CÁC HỆ THỐNG LAI GHÉP. 19
4.1 Giới thiệu về hệ thống lai ghép . 19
4.2 Nhảy tần chuỗi trực tiếp FH/DS. 19
4.3 Hệ thống TH/FH 21
4.4 Hệ thống TH/DS. 22
KẾT LUẬN 24
Những năm vừa qua, hệ thống thông tin di động Việt Nam đã sử dụng công nghệ GSM. Tuy nhiên, trong tương lai đã và đang phát triển lên hệ thống mới sử dụng công nghệ CDMA, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về số lượng cũng như chất lượng của dịch vụ trên hệ thống.
Công nghệ CDMA dựa trên nguyên lý trải phổ đã đạt được hiệu quả sử dụng dải thông lớn hơn nhiều lần so với các công nghệ tương tự hay số khác, do đó số lượng thuê bao đa truy nhập lớn hơn rất nhiều. Nhờ việc dãn rộng phổ tín hiệu mà có thể chống lại được các tác động nhiễu và bảo mật tín hiệu. Các hệ thống sử dụng công nghệ CDMA đã đáp ứng được các nhu cầu về thông tin di động trong tương lai. Việc nắm bắt được công nghệ này là rất cần thiết. Trong công nghệ CDMA, kỹ thuật trải phổ đóng vai trò quan trọng nhất. Từ lý do đó, sau quá trình tìm hiểu nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài: “Kỹ thuật trải phổ trong CDMA” để nghiên cứu.
Do thời gian tìm hiểu và trình độ còn hạn chế. Trong phạm vi báo cáo này, chúng em tập chung nghiên cứu 3 kỹ thuật trải phổ và một số hệ thống lại ghép. Nội dung báo cáo gồm 3 phần chính:
Kỹ thuật trải phổ trực tiếp (Hà Thị Hồng)
Kỹ thuật trải phổ nhảy tần (Nguyễn Văn Lê)
Kỹ thuật trải phổ nhảy thời gian và một số hệ thống lai ghép (Lê Văn Thanh)
T/m nhóm sinh viên thực hiện
Trưởng nhóm
Hà Thị Hồng
I - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRỰC TIẾP ( Hà Thị Hồng )
1.1 Giới thiệu
Ở các hệ thống thông tin thông thường, độ rộng băng tần là vấn đề quan tâm chính và các hệ thống này thường được thiết kế sao cho sử dụng càng ít độ rộng băng tần càng tốt . Tuy nhiên, ở hệ thống thông tin trải phổ ( SS : Spread Spectrum), độ rộng băng tần của tín hiệu được mở rộng gấp nhiều lần trước khi phát. Khi chỉ có 1 người sử dụng trong băng tần trải phổ thì không có hiệu quả sử dụng băng tần. Nhưng ở môi trường nhiều người dùng, họ có thể sử dụng chung một băng tần trải phổ và hệ thống khi đó đạt được hiệu quả sử dụng băng tần cao mà vẫn duy trì được các ưu điểm của trải phổ như:
Chống nhiễu tốt
Chia sẻ cùng tần số với nhiều người sử dụng
Bảo mật tốt do có chuỗi mã giả ngẫu nhiên
Do sử dụng mã giả ngẫu nhiên nên nó khó bị nghe trộm
Hạn chế và làm giảm hiệu ứng đa đường truyền
Như vậy, một hệ thống thông tin được coi là hệ thống trải phổ khi:
Tín hiệu được phát có độ rộng băng tần lớn hơn nhiều so với độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết.
Trải phổ được thực hiện bằng một mã độc lập với số liệu.
Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để lấy ra tín hiệu mong muốn bằng cách giải trải phổ. Các tín hiệu còn lại xuất hiện ở dạng các nhiễu phổ rộng công suất thấp như tạp âm .
1.2 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp
Trong CDMA, kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DS/SS: Direct Sequence/Spread Spectrum) được sử dụng. Mỗi một người sử dụng được cấp một mã riêng biệt . Mã được sử dụng thường là một chuỗi giả tạp âm (PN-Pseudo Noise) hay giả ngẫu nhiên, có tốc độ rất lớn, lớn hơn tốc độ bít dữ liệu, tức là phần tử của chuỗi có độ rộng thời gian rất nhỏ, nhỏ hơn độ rộng của bit dữ liệu và được gọi là chip.
Hình 1: Nguyên lý trải phổ
Hệ thống DS-SS đạt được bằng cách nhân trực tiếp tín hiệu cần trải phổ với tín hiệu giả ngẫu nhiên . Tín hiệu sau khi trải phổ sẽ điều chế sóng mang theo BPSK hay QPSK… trước khi truyền đi. Phía thu sẽ dùng mã PN để giải trải phổ lấy ra tín hiệu mong muốn.
Hình minh họa tín hiệu trải phổ .
Hình 2: Biểu diễn tín hiệu trải phổ
- Фd(f) mật độ phổ công suất của tín hiệu trước khi trải phổ
- Фdc(f) mật độ phổ công suất của tín hiệu sau khi trải phổ
Tín hiệu phát của người thứ k là luồng số thông tin của người sử dụng dk(t) có tốc độ bít Rb = 1/Tb.
Với dk(t) được xác định như sau:
dk(t) là luồng bít lưỡng cực với hia mức giá trị {+ 1,-1}.
Luồng tín hiệu dk(t) được trải phổ bằng cách nhân với mã trải phổ (gọi là mã giả tạp âm PN ) c(t) , có tốc độ Rc= 1/Tc lớn hơn nhiều lần so với Rb. Phần tử nhị phân của chuỗi c(t) được gọi là một chip để phân biệt nó với phần tử nhị phân (bit) của bản tin.
Mã trải phổ này làm cho băng tần tín hiệu sau khi trải phổ sẽ lớn lên rất nhiều khi truyền đi đồng thời cũng dùng để phân biệt các thuê bao khi tận dụng đường truyền cho quá trình đa truy nhập, mã trải phổ không phải là ngẫu nhiên mà chúng có chu kì xác định và được biết trước đối với máy thu chủ định. Mã trải phổ là chuỗi chip nhận các giá trị {+ 1,-1} gần như đồng xác suất và được biểu diễn như sau:
Trong đó c(i) = ± 1,là chuỗi xung nhận giá trị +1 hay -1 và Tc là độ rộng của một chip và Tc = NTb (N số chip trong một bít) , pTc là hàm xung vuông được xác định như sau:
Sau trải phổ tín hiệu có tốc độ chip Rc đuợc đưa lên điều chế sóng mang bằng cách nhân với tín hiệu sóng mang:
Trước khi truyền đi như sau:
Trong đó Eb năng lượng bít , Tb là độ bit và fc là tần số sóng mang.
Tại phía thu , để các máy thu có thể phân biệt được các mã trải phổ, các mã này phải là các mã trực giao chu kỳ Tb thoả mãn điều kiện sau:
Và tích của của hai mã trực giao bằng 1 nếu là tích với chính nó và là một mã trực giao mới trong tập mã trực giao nếu là tích của hai mã khác nhau:
Để đơn giản ta coi rằng máy thu được đồng bộ sóng mang và mã trải phổ với máy phát, nghĩa là tần số, pha sóng mang và mã trải phổ của máy thu giống như máy phát. Ngoài ra nếu bỏ qua tạp âm nhiệt của đường truyền và chỉ xét nhiễu của K-1 người sử dụng trong hệ thống, giả sử công suất tín hiệu thu tại máy thu k của K người sử dụng bằng nhau và để đơn giản ta cũng bỏ qua trễ truyền sóng, tín hiệu thu sẽ như sau:
Trong đó Ebr = Eb/Lp là năng lượng bit thu, Lp là suy hao đường truyền. Tín hiệu thu được đưa lên phần đầu của quá trình giải điều chế để nhân với sóng mang:
Sau đó được đưa lên trải phổ, kết quả cho ta:
Sau bộ tích phân thành phần cao tần sẽ bị loại bỏ, ta được:
do tính chất trực giao của các mã trải phổ và dj = {+1,-1} ta được kết quả như sau:
Mạch quyết định sẽ cho ra mức 0 nếu V(t) dương và 1 nếu V(t) âm kết quả ta được chuỗi bít thu, ˆb(t) là ước tính của chuỗi phát.
Ở trong hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp có hai cách trải phổ là:
+ trải phổ DS/SS_ BPSK (Trải phổ trực tiếp BPSK)
+ trải phổ DS/SS_QPSK (Trải phổ trực tiếp QPSK)
II - KỸ THUẬT TRẢI PHỔ NHẢY TẦN – FHSS ( Nguyễn Văn Lê )
2.1 Nguyên lý chung
Hệ thống trải phổ nhảy tần – Frequency Hopping Spread Spectrum, được định nghĩa là nhảy hay chuyển đổi tần số sóng mang ở một tập hợp các tần số theo mẫu được xác định bởi chuổi giả tạp âm PN. KẾT LUẬN
Sau một khoảng thời gian không dài, với sự cố gắng của các thành viên trong nhóm, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Viết Đảm và sự giúp đỡ của bạn bè, bản báo cáo với đề tài “Kỹ thuật trải phổ trong CDMA” đã được hoàn thành. Qua nghiên cứu bản báo cáo , chúng em đã hiểu rõ thêm về một khâu rất quan trọng của công nghệ CDMA – công nghệ cốt lõi của thế hệ 3G. Việc hoàn thành nghiên cứu đề tài này đã giúp chúng em có thêm kiến thức, tạo nền tảng vững chắc cho công việc của chúng em trong tương lai , tạo tiền đề cho việc tiếp tục nghiên cứu những vấn đề khác sâu hơn, mới hơn trong tương lai .
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links