Nguyên lý đa truy cập phân chia theo mã-CDMA

Màu nền
Font chữ
Font size
Chiều cao dòng

Trong hệ thống CDMA, mỗi user được gán cho một chuỗi mã xác định, và do đó tất cả các user 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.

Phương thức này dựa trên nguyên lý trải phổ. Tồn tại 3 phương pháp trải phổ:

·Trải phổ theo chuỗi trực tiếp(DS:Direct  Sequecy).

·Trải phổ theo nhẩy tần(FH: Frequecy Hopping).

·Trải phổ theo nhẩy thời gian(TH: Time Hopping).

Nguồn tin có thể là số hay tương tự. Nếu nguồn tin là tương tự thì trước hết nó phải được số hóa bằng 1 sơ đồ biến đổi tương tự vào số như : điều xung mã hay điều chế delta. Bộ nén tín hiệu loại bỏ hay giảm độ dư thong tin ở nguồn số. Sau đó đầu ra được mã hóa bởi bộ lập mã hiệu chỉnh lỗi(mã hóa kênh) để đưa vào các bít dư cho việc phát hiện hay sửa lỗi có thể xảy ra khi  truyền dẫn tín hiệu qua kênh vô tuyến.

Phổ của tín hiệu cần phát được trải rộng đến độ rộng băng tần cần thiết sau đó bộ điều chế sẽ chuyển phổ này đến dải tần được cấp cho truyền dẫn. Sau đó tín hiệu đã điều chế được khuếch đại , được phát qua kênh truyền dẫn, kênh này có thể là dưới đất hoặc vệ tinh. Kênh này có thể gây ra các giảm chất lượng như: nhiễu, tạp âm và suy hao công suất tín hiệu. Lưu ý rằng đối với SS thì các bộ nén/giãn và mã hóa/ giải mã hiệu chỉnh lỗi (mã hóa / giải mã kênh) là tùy chọn. Ngoài ra cũng cần lưu ý rằng vị trí của các chức năng trải phổ và điều chế có thể đổi lẫn. Hai chức năng này thường được kết hợp và thực hiện ở 1 khối.

Tại phía máy thu khôi phục lại tín hiệu ban đầu bằng cách thực hiện các quá trình ngược với phía máy phát: giải điều chế tín hiệu thu, giải trải phổ, giải mã và giãn tín hiệu để nhận được 1 tín hiệu số . Nếu nguồn là tương tự thì tín hiệu số này được biến đổi vào tương tự bằng 1 bộ biến đổi số/ tương tự.

Có 3 kiểu hệ thống SS cơ bản: chuỗi trực tiếp(DSSS: Direct Sequece Spreadding Spectrum), nhẩy tần(FHSS: Frequency Hopping SS) và nhảy thời gian (THSS: Time- hopping SS).

Hệ thống chuỗi trực tiếp(DSSS) đạt được trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với 1 tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip cao hơn nhiều tốc độ bit của luồng số cần phát.

 Hệ thống FHSS đạt được trải phổ bằng cách nhảy tần số mang trên 1 tập (lớn ) các tần số. Mẫu nhảy tần có dạng giả ngẫu nhiên. Tần số trong khoảng thời gian của 1 chip Tc giữ nguyên  không đổi. Tốc độ nhảy tần có thể nhanh hoặc chậm. Trong hệ thống nhảy tần nhanh, nhảy tần được thực hiện ở tốc độ cao hơn tốc độ bít của bản tin, còn ở hệ thống nhảy tần chậm thì ngược lại.

Trong hệ thống THSS 1 khối các bit số liệu được nén và được phát ngắt quãng trong 1 hay nhiều khe thời gian trong 1 khung chứa 1 số lượng lớn các khe thời gian. Một mẫu nhảy thời gian sẽ xác định các khe thời gian nào được sử dụng để truyền dẫn trong mỗi khung.

Ý tưởng là làm cho tín hiệu được phát giống như tạp âm đối với các máy thu không mong muốn  bằng cách gây khó khăn cho các máy thu này trong việc tách và lấy ra được bản tin. Để biến đổi bản tin vào tín hiệu tựa tạp âm, ta sử dụng 1 mã được coi là ngẫu nhiên để mã hóa cho bản tin. Ta muốn mã này giống ngẫu nhiên nhất. Tuy nhiên máy thu chủ định phải biết được mã này vì nó cần tạo ra chính mã này 1 cách chính xác và đồng bộ với mã được phát để lấy ra bản tin(giải mã). Vì thế mã “giả định ” ngẫu nhiên  phải là xác định.Nên ta  phải sử dụng mã giả ngẫu nhiên (hay mã giả tạp âm ). Mã giả ngẫu nhiên được thiết kế để có độ rộng băng lớn hơn nhiều so với độ rộng băng của bản tin. Bản tin trên được biến đổi bởi mã sao cho tín hiệu nhận được có độ rộng phổ gần bằng độ rộng phổ của tín hiệu giả ngẫu nhiên. Có thể coi sự biến đổi này như 1 quá trình “mã hóa”. Quá trình này được gọi là quá trình trải phổ. Ở máy phát bản tin được trải phổ bởi mã giả ngẫu nhiên. Máy thu phải được giải trải phổ của tín hiệu thu được để trả lại độ rộng phổ bằng độ rộng phổ của bản tin.

Hệ thống cdma/FDD làm việc ở 2 băng tần với 2 sóng mang: một cho đường lên và 1 cho đường xuống. Trên mỗi cặp sóng mang này có thể đồng thời M người sử dụng truy nhập vào mạng trên cơ sở được trải phổ bằng M chuỗi trực giao khác nhau. Mỗi cặp sóng mang này được gọi là 1 kênh cdma.

CDMA/TDD phải sử dụng cặp sóng mang cho truyền dẫn song công, TDD chỉ sử dụng 1 sóng mang cho truyền dẫn song công.

Ưu điểm:

-Cho dung lượng cao hơn

-Khả năng chống nhiễu và pha đinh tốt hơn

-Bảo mật thong tin tốt hơn

-Dễ dàng áp dụng cho các hệ thống đòi hỏi cung cấp linh hoạt dung lượng kênh cho từng người sử dụng.

-Cho phép chuyển giao lưu lượng mềm giữa các vùng phủ sóng nhờ vậy không xảy ra mất thông tin khi thực hiện chuyển giao.

-Vì có thể sử dụng chung tần số cho nhiều người sử dụng nên quy hoạch mạng cũng đơn giản hơn

Nhược điểm

-Đồng bộ phức tạp hơn. Ở đây ngoài đồng bộ định thời còn phải thực hiện cả đồng bộ mã

-Cần nhiều mạch điện xử lý số hơn.

-Mạng chỉ cho hiệu suất sử dụng cao khi nhiều người cùng sử dụng chung tần số

Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Net