anhchiyeuminhem2921992
New Member
Download miễn phí Đề tài Các kỹ thuật trải phổ
Ký thuật trải phổ nhảy tần là ký thuật trong đó có sử dụng một bộ phát mã PN để điều khiển bộ tổng hợp tần số. Hệ thống FH được coi như là việc điều chế gián tiếp vào mã trải phổ. Hệ thống FH sẽ tạo ra hiệu quả của việc trải phổ bằng cách nhảy tần giả ngẫu nhiên giữa các tần số vô tuyến f1, f2, f3 . fn với n có thể rất lớn.
Trong hệ thống FH nếu tốc độ nhảy tần lớn hơn tốc độ của bit thông tin thì được gọi là hệ thống nhảy tần nhanh FFH (Fast Frequency Hopping).
Nếu tốc độ nhảy tần nhỏ hơn tốc độ của bit thông tin thì được gọi là hệ thống nhảy tần chậm SFH (Slow Frequency Hopping).
Các hệ thống sử dụng ký thuật trải phổ nhảy tần đã được dùng từ rất lâu trong các hệ thống thông tin quân sự.
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:
1. Các kỹ thuật trải phổ1.1. Nguyên lý CDMA
Như chúng ta đã biết thì mọi kỹ thuật điều chế và giải điều chế ngoài việc nhằm mục đích truyền được tín hiệu đi xa với những khoảng cách lớn còn phải thoả mãn yêu cầu có khả năng chống nhiễu càng lớn càng tốt và thông tin được bảo mật trong suốt quá trình truyền từ phía phát sáng phía thu. Một trong những kỹ thuật điều chế và giải điều chế số thoả mãn được hầu hết các điều kiện trên và có hiệu quả cao là kỹ thuật trải phổ tín hiệu. Lý thuyết về trải phổ đã được xây dựng và áp dụng trong hệ thống thông tin quân sự của Mỹ trong suốt thời gian xảy ra thế chiến thứ II và cả thời gian sau đó. Kỹ thuật trải phổ được sử dụng như mục đích đã nêu ở trên là bảo mật thông tin và chống lại ảnh hưởng trong môi trường đa đường và nhiễu mạnh. Những năm gần đây thì các hệ thống trải phổ đã được đưa ra thương mại hoá để khai thác trên một số nước trên thế giới như: Mỹ, Hồng Kông, Hàn Quốc v.v.. đến nay công nghệ này đã trở thành công nghệ thống trị tại Bắc Mỹ. Điển hình là phiên bản CDMA đầu tiên gọi là IS-95A được QUALCOM đưa ra và được Hiệp hội công nghệ viễn thông (TIA) phê chuẩn.
Một hệ thống thông tin trải phổ có thể được định nghĩa như sau: Hệ thống thông tin trải phổ là một hệ thống thông tin dùng để truyền các tín hiệu nhờ trải phổ các tín hiệu số liệu thông tin bằng việc sử dụng mã trải phổ có độ rộng phổ lớn hơn gấp nhiều lần so với độ rộng phổ của tín hiệu số liệu thông tin. Quá trình trải phổ tín hiệu người ta điều chế (nhân) tín hiệu thông tin tốc độ R (bit/s) với mã trải phổ có tốc độ Rp (chip/s) trong đó Rp >> R. trong trường hợp này mã trải phổ là độc lập so với tín hiệu số liệu thông tin. Xung phát ở đầu ra sẽ rất hẹp do đó phổ tín hiệu sẽ rất lớn. Tuy nhiên cần chú ý là để phân biệt một bít thông tin dữ liệu với một bít của mã trải phổ thì người ta gọi một bit thông tin của mã trải phổ là một chip. Vì Rp >> R nên trong mã trải phổ một bít dữ liệu được trải bởi nhiều chip mã.
Một hệ thống được định nghĩa là trải phổ nếu nó thoả mãn đầy đủ các yêu cầu sau:
1. Tín hiệu sau trải phổ chiếm một độ rộng băng tần truyền dẫn tín hiệu (hay nói chính xác hơn là phân lượng phổ) lớn gấp nhiều lần so với độ rộng băng tối thiểu cần thiết để truyền đi dữ liệu thông tin mong muốn.
2. Việc trải phổ số liệu thông tin được thực hiện bởi tín hiệu trải phổ thường được gọi là tín hiệu mã trải phổ, tín hiệu này là độc lập với tín hiệu số liệu thông tin .
3. Tại đầu thu, việc nén phổ để khôi phục lại dữ liệu ban đầu được thực hiện bởi sự tương quan giữa tín hiệu trải phổ thu được với bản sao được đồng bộ của tín hiệu trải phổ đã được sử dụng ở phía phát.
Phía phát Phía thu
Tín hiệu dữ liệu băng hẹp
Kênh thông tin băng rộng
Tín hiệu dữ liệu
Mã trải phổ được đồng bộ
Mã
trải phổ
Hình 2.1: Sơ đồ mô hình hệ thống thông tin trải phổ.
Thông thường người ta chia các hoạt động của khối thu và phát ra làm 2 bước. Tại đầu phát, bước thứ nhất là trải phổ tín hiệu, ở bước này tín hiệu dữ liệu băng hẹp qua phép tính trải phổ sẽ làm cho phổ của tín hiệu được trải ra trên một băng tần rất rộng. Bước thứ hai là thực hiện điều chế dữ liệu để truyền đi. Tại đầu thu, bước thứ nhất là thực hiện nén phổ, tín hiệu băng rộng được biến đổi để trở về dạng tín hiệu băng hẹp ban đầu. Bước thứ hai tiếp theo là thực hiện giải điều chế tín hiệu băng hẹp bằng các phương pháp giải điều chế thông thường.
Nguyên lý tổng quát của một hệ thống thông tin trải phổ có nền tảng là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access) theo mô hình 2.1.
Tại đầu phát: Tín hiệu thông tin số liệu băng hẹp cần truyền đi được tạo ra từ các hệ thống băng hẹp là quá trình điều chế sơ cấp, sau đó tín hiệu này được nhân với mã trải phổ.
Tại đầu thu: Tín hiệu băng tần rộng được thu tại máy thu được nén phổ nhờ việc nhân với bản sao được đồng bộ của tín hiệu trải phổ đã được sử dụng ở phía phát.
Nhờ vào các đặc điểm như đã nói ở trên, kỹ thuật trải phổ tín hiệu đã có nhiều ứng dụng trong thực tế. Các loại ứng dụng của kỹ thuật trải phổ tín hiệu là:
Thiết kế các hệ thống thông tin có tính chống nhiễu cao, nhiễu bị nén với hệ số bằng hệ số trải phổ tín hiệu.
Các ứng dụng trong định vị và đo tốc độ chính xác tỷ lệ với độ rộng tín hiệu trải phổ.
Hệ thống thông tin có tính ẩn cao đối với các bộ thu tín hiệu trái phép, tỷ lệ với hệ số trải phổ.
Hệ thống thông tin đa truy nhập với số người sử dụng lớn cùng chung một băng tần phổ tín hiệu, trong cùng một vùng sử dụng, số người truy nhập song song tỷ lệ với tham số trải phổ.
Phổ của tín hiệu trước khi trải phổ
f
f0
f0
Phổ của tín hiệu sau trải phổ và nhiễu
Tín hiệu
Nhiễu
f0
f0
f
Phổ của tín hiệu sau nén phổ và nhiễu (bị trải phổ)
Tín hiệu
Nhiễu
f0
1
f0
f
Đặc tuyến của bộ lọc
f0
f0
f
Phổ của tín hiệu và nhiễu tại đầu ra máy thu
f0
f0
Tín hiệu
Nhiễu
f
Hình 2.2 - Phổ trong quá trình phát và thu CDMA
1.2. Các kỹ thuật trải phổ tín hiệu
Có hai loại kỹ thuật trải phổ chính là trải phổ dãy trực tiếp và trải phổ nhảy tần. Cùng với hai phương pháp trải phổ trên là kỹ thuật trải phổ nhảy thời gian và các kỹ thuật trải phổ được kết hợp với hai kỹ thuật trên, đó là kỹ thuật DS/FH, FH/TH, DS/FH/TH v.v.. Tuy nhiên ở đây chúng ta chỉ xét đến hai kỹ thuật cơ bản là kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp và kỹ thuật trải phổ nhảy tần.
1.2.1 Kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp DS-SS (Direct Sequence Spread Spectrum)
Kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp sử dụng mã trực tiếp băng rộng để điều chế tín hiệu sóng mang đã được điều chế bởi dữ liệu gốc. Dãy mã được sử dụng có tốc độ cao hơn nhiều (tốc độ chip) so với tốc độ bit thông tin, mỗi bit thông tin của tín hiệu số được truyền đi như một chuỗi ngẫu nhiên của chip. Các hệ thống trực tiếp dãy trực tiếp còn gọi là hệ thống giả tạp âm. Trong thời gian gần đây các hệ thống DS-SS đã được ứng dụng trong các hệ thống thông tin thương mại.
Trong các hệ thống DS-SS có thể sử dụng điều biên (AM), điều tần (FM), điều pha (PM) để điều chế tín hiệu DS-SS băng gốc trên sóng mang cao tần RF. cách thông thường được sử dụng là dùng khoá dịch pha PSK (Phase Shift Keying). Ta đi xét phương pháp trải phổ dãy trực tiếp dùng khoá dịch pha hai mức BPSK (Binary Phase Shift Keying).
1.2.1.1 Trải phổ dãy trực tiếp kiểu BPSK
Đây là loại điều chế đơn giản nhất của trải phổ dãy trực tiếp. Trong kỹ thuật trải phổ dãy trực tiếp BPSK người ta sử dụng điều chế dịch pha nhị phân như phương pháp điều chế trải phổ, điều đó có nghĩa là lần điều chế thứ nhất điều chế dữ liệu theo phương pháp điều chế số thông thường, lần điều chế thứ hai người ta sử dụng mã trải phổ để điều chế tín hiệu són...