Đề tài Thông tin di động số và một hệ thống ứng dụng của hãng Qualcom

ình khác nhau . Hệ thống ở trên được sủ dụng để phát một tín hiệu có tốc độ bit 1/T bit/s . PG và độ rộng băng tần bị chiếm bởi tín hiệu DS/SS – QPSK phụ thuộc vào các tốc độ chip của c1(t) và c2(t) . Ta cũng có thể sử dụng một hệ thống DS/SS – QPSK để phát hai tín hiệu số 1/T bit /s bằng cách để mỗi tín hiệu điều chế một nhánh . Một dạng khác ta có thể sử dụng một hệ thống DS/SS – QPSK để phát một tín hiệu số có tốc độ bit gấp đôi 2/T bit/s bằng cách chia hai tín hiệu số thành hai tín hiệu có tốc độ bit 1/T bit/s và để chúng điều chế một trong hai nhánh . Tồn tại các nhân tố đặc trưng cho hiệu quả hoạt động của DS/SS – QPSK như : độ rộng băng tần được sử dụng , PG tổng và tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR – Signal to Noise Ratio ) ( thường được xác định bằng tỷ số lỗi bit ) . Khi so sánh DS/SS – QPSK với DS/SS – BPSK ta cần giữ một số trong các thông số trên như nhau trong cả hai hệ thống và so sánh các thông số còn lại. Ưu điểm của các hệ thống DS/SS – QPSK so với các hệ thống DS/SS – BPSK được đề cập ở trên đạt được là nhờ tính trực giao của các sóng mang sin(2pfct +q) và cos(2pfct + q ) ở các nhánh đồng pha và vuông góc . Nhược điểm của hệ thống DS/SS – QPSK là phức tạp hơn hệ thống DS/SS – BPSK . Ngoài ra nếu các sóng mang được sử dụng để giải điều chế ở máy thu không thực sự trực giao thì sẽ xẩy ra xuyên âm giữa hai nhánh và sẽ gây thêm sự giảm chất lượng của hệ thống . DS/SS – QPSK được sử dụng ở hệ thống thông tin di động IS – 95 CDMA và hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) . 2.2.2. Hệ thống trải phổ nhẩy tần (FH/SS) Ý niệm của các hệ thống FH/SS (Frequency Hopping / Spread Spectrum ) là nhảy hay chuyển đổi tần số sóng mang ở một tập hợp các tần số theo mẫu được xác định bởi chuỗi giả tạp âm PN . Ở đây chuỗi giả tạp âm PN không phải là chuỗi ±1 , không giống như chuỗi PN ở các hệ thống DS/SS ; nó chỉ có nhiệm vụ xác định mẫu nhẩy tần . Tốc độ nhẩy tần có thể nhanh hay chậm hơn tốc độ số liệu .Trường hợp thứ nhất được gọi là nhẩy tần nhanh còn trường hợp thứ hai là nhảy tần chậm. a. Các hệ thống FS/SS nhanh Ở một hệ thống FH/SS nhanh ít nhất phải có một lần nhảy ở một bit số liệu , nghĩa là T/Th ³ 1 . Trong khoảng thời gian Th giây của mỗi lần nhảy tần , một trong số J tần số {f0 , f0 + Df ,…..,f0 + (J – 1) Df } được phát . Biểu đồ tần số cho một hệ thống FH với nhảy tần FSK được cho ở hình 7 . Hình 7 . Biểu đồ tần số cho một hệ thống FH điều chế FSK Trục đứng thể hiện tần số còn trục ngang thể hiện thời gian . Tần số được phát ở từng đoạn nhảy được thể hiện bằng hình hộp tô đậm khi số liệu là bit 1 hoặc hình hộp gạch chéo khi số liệu là 0 . Khi dịch chuyển theo phương ngang của biểu đồ ta thấy rằng cứ Th giây tần số phát lại thay đổi (Df là khoảng cách giữa các tần số lân cận ) . Tốc độ nhảy tần bằng ba lần tốc độ dữ liệu nghĩa là T = 3Th . Máy phát Sơ đồ khối máy phát và máy thu của các hệ thống FH/SS được cho bởi hình 8 . Hình 8 . Sơ đồ khối cho một hệ thống FH/ SS .a/Máy phát b/ Máy thu Ở máy phát trong hình a , tín hiệu FSK cơ số hai x(t) trước hết được tạo ra từ luồng số liệu . Trong khoảng thời gian mỗi bit x(t) có một trong hai tần số f’ và f’ +Df , tương ứng với bit 0 và bit 1 của dữ liệu . Tín hiệu x(t) này được trộn với tín hiệu y(t) từ bộ tổng hợp tần số . Cứ mỗi Th giây , tần số của y(t) lại thay đổi theo các giá trị của J bit nhận được từ bộ tạo chuỗi PN . Do có 2j tổ hợp j bit nên ta có thể có tới 2j các tần số khác nhau được tạo ra bởi bộ tổng hợp tần số . Bộ trộn tạo ra tần số của tổng và hiệu , một trong hai tần này được lọc ra ở bộ lọc băng thông (BPF) . Bộ nhân tần ở hình a là tùy chọn . Mục đích của nó là trải rộng thêm băng tần của FH/SS (bộ nhân tần này cũng được sử dụng để tạo ra ín hiệu điều tần FM băng rộng từ tín hiệu băng hẹp . Tần số của tín hiệu FH không thay đổi trong một đoạn nhảy . Trong toàn bộ khoảng thời gian , tín hiệu phát nhảy ở tất cả các J tần số , vì thế nó chiếm một độ rộng băng tần là : BFFH = JDf (Hz) Để tính toán độ lợi xử lý ta nhắc lại rằng độ rộng băng tần của số liệu bằng 1/T nên : PG Độ rộng băng tần của tín hiệu 2(Độ rộng băng gốc của bản tin ) 2Th 2/T JDf JT Trong đó phương trình cuối cùng giả thiết rằng phân cách tần số bằng 1/Th .Nếu ta sử dụng một bộ nhân tần có thừa số là b thì phổ của tín hiệu FH mở rộng b lần . Vì thế độ rộng băng tần tổng hợp của tín hiệu FH này là bJDf (Hz) và PG là : bJDf T/2 = bJT/(2Th). (Một cách tìm độ rộng băng tần khác là xét phổ của phương trình và biến đổi Fourier ). Máy thu Hình b trình bày sơ đồ khối của một máy thu FH/SS .Trước hết tín hiệu thu được lọc bởi bộ lọc băng thông BPF băng rộng có độ rộng băng thông bằng độ rộng băng của tín hiệu FH/SS , nghĩa là vào khoảng từ f0 – 0,5Df (Hz) đến f0 + (J – 0,5) Df (Hz) . Sơ đồ cũng mô tả các hệ thống con thực hiện khôi phục định thời ký hiệu và đồng bộ chuỗi PN (không cần khôi phục sóng mang vì máy thu sử dụng giải điều chế không nhất quán ) . Sở dĩ không sử dụng giải điều chế nhất quán vì ở tốc độ nhảy tần nhanh máy thu rất khó theo dõi được pha của sóng mang khi pha này thay đổi ở mỗi đoạn nhảy . Bộ tạo chuỗi PN địa phương tạo ra một chuỗi PN đồng bộ với chuỗi thu . Ở đoạn nhẩy đầu ra của bộ tổng hợp tần số là g(t) , bỏ qua tạp âm , đầu vào BPF sẽ là g(t).s(t) , thành phần tần số cao bị bộ lọc BPF băng hẹp loại bỏ và chỉ còn thành phần tần số thấp , ở đây chứa hoặc tần số f’ hoặc f’ + Df (Hz) .Ta ký hiệu f0 = fg + f’, đầu vào của bộ giải điều chế FSK sẽ là w(t). Ở BPF chứa hoặc tần số f’ hoặc f’ + Df (Hz) ,trong thời gian T của một bit nên trong khoảng thời gian này tín hiệu w(t) có tần số không đổi . Như vậy , trong khoảng thời gian T giây bộ giải điều chế FSK tách ra tần số này và tạo đầu ra cơ số hai hoặc là ‘0’ hoặc là ‘1’ . Một cách khác ta có thể tách ra số chứa trong w(t) cho từng đoạn nhảy để nhận được T/Th các giá trị cho từng bước nhảy . Từ T/Th giá trị này , sử dụng nguyên tắc đa số ta có thể quyết định bit dữ liệu là ‘0’ hay ‘1’ . FH nhanh với điều chế FSK M trạng thái ( M – FSK ) Dạng tổng quát hoá của FSK cơ số hai là FSK M trạng thái (M – FSK ) Hình 9 . Biểu đồ tần số cho hệ thống FH nhanh (với điều chế M – FSK , M = 4 ) trong đó M tần số được sử dụng để biểu thị log2(M) bit số liệu . Với trải phổ FH , tần số phát nhảy trên một số lượng lớn các tần số , chẳng hạn 2jM tần số , trong đó j là số bit đưa từ bộ tạo mã PN đến bộ tổng hợp tần số . Có thể sử dụng máy phát và máy thu như ở hình 8 , trừ trường hợp bộ điều chế và bộ giải điều chế FSK khi này sẽ là bộ điều chế và bộ giải điều chế M-FSK . Biểu đồ tần số được miêu tả như hình 9 với giả thiết M = 4 , nghĩa là ở mỗi thời điểm có hai bit số liệu được xét và với giả thiết là ba bước nhảy ở mỗi ký hiệu ( mỗi ký hiệu bằng log2(M) bit số liệu ) . Ở đây ta sử dụng Ts , Ts = log2 (M)T để biểu diễn thời gian của một ký hiệu còn Th để biểu diễn thời gian của một bước nhẩy . Lưu ý rằng thang tần số (trục đứng ) được chia thành 2j nhóm 4 tần số . j bit của chuỗi PN sẽ xác định số nhóm được sử dụng , 2 bit số liệu xác định tần số nào trong số 4 tần số của nhóm sẽ được sử dụng . Vì thế hai bit từ luồng số liệu và j bit chuỗi PN sẽ xác định chính xác tần số nào sẽ được phát trong mỗi đoạn nhẩy . Do tần số được phát thay đổi cứ Th mỗi lần , nên để được điều chế trực giao khoảng cách tần số tối thiểu là 1/Th . Độ rộng băng tần tổng hợp cho một hệ thống như thế này vào khoảng 2jM/Th (Hz). Tốc độ đồng hồ cho các hệ thống FH nhanh Một ưu điểm của hệ thống FH so với DS là tốc độ đồng hồ ở bộ tạo chuỗi PN không cần cao như ở DS để đạt được cùng độ rộng băng tần . Ở hệ thống DS/SS – BPSK tốc độ đồng hồ ở bộ tạo chuỗi PN bằng tốc độ chip , nghĩa là 1/Tc (Hz) . Ở hệ thống FH nhanh ta cần j bit mới từ bộ tạo chuỗi PN cho mỗi đoạn nhảy . Vì thế bộ tạo chuỗi phải có khả năng tạo ra j bit trong Th giây hay j/Th bit trong một giây , nghĩa là tốc độ đồng hồ phải là j / Th Hz . Độ rộng băng của hệ thống là 2j+1Df = 2j+1Th đối với điều chế trực giao. Cân bằng độ rộng băng tần cho các hệ thống DS và FH ta được: Th Tc 2 2j+1 Vì thế Tốc độ đồng hồ ở hệ thống DS 1/Tc 2j Tốc độ đồng hồ ở hệ thống FH j/Th j sẽ lớn hơn 1 rất nhiều so với giá trị j thực tế . b . Hệ thống FH/SS chậm Khi T/Th < 1 ta được hệ thốn nhảy tần chậm . có thể sử dụng sơ đồ khối máy phát ở hình 8 cho một hệ thống nhảy tần chậm . Hình 10 cho dưới đây mô tả biểu đồ tần số của một hệ thống FH chậm với T/Th = 1/2 nghĩa là một lần nhảy ở hai bit . Hình 10 . Biểu đồ tần số cho hệ thống FH chậm với điều chế FSK Ở mỗi lần nhảy số liệu có thể thay đổi giữa ‘0’ và ‘1’ . Vì tần số phát có thể thay đổi cứ T giây một lần nên để điều chế trực giao khoảng cách tần số phải là Df = m/T trong đó m là số nguyên khác 0 . Nếu ta sử dụng Df = 1/T và nếu bộ tổng hợp tần số tạo ra 2j tần số , độ rộng băng sẽ là JDf = J/T (Hz) , trong đó J = 2j+1 . Khi sử dụng bộ nhân tần thừa số b ở máy phát , phân cách tần số ở đầu ra cuối cùng trở thành bDf và PG là bJ/2 . Tương tự ta có thể thực hiện hệ thống FH / SS sử dụng điều chế M – FSK . Hình 11 cho ta thấy biểu đồ tần số đối với hệ thống này khi M = 4 , trong đó Ts = Tlog2(M) là thời gian ký hiệu . Hình 11. Biểu đồ tần số cho hệ thống FH chậm với M-FSK , M = 4 Ở sơ đồ này ta coi rằng Th =3Ts , nghĩa là một lần nhảy ở ba ký hiệu . Do phân cách tần số lớn nhất đối với điều chế trực giao là 1/Ts (Hz) , độ rộng băng tần của hệ thống này là 2jM / Ts (Hz) , trong đó j là số bit điều khiển bộ tổng hợp tần số . 2.2.3. Hệ thống trải phổ nhảy thời gian Một dạng thứ ba của các hệ thống SS là các hệ thống nhảy thời gian (TH/SS – Time Hopping / Spread – Spectrum) . Nhảy thời gian tương tự như điều chế xung , nghĩa là dãy mã đóng /mở bộ phát , thời gian đóng / mở bộ phát được chuyển đổi thành dạng tín hiệu giả ngẫu nhiên theo mã và đạt được 50% yếu tố tác động truyền dẫn trung bình . Trong một hệ thống trải phổ nhảy thời gian , số liệu được phát thành các cụm . Mỗi cụm gồm k bit số liệu và thời gian chính xác để phát mỗi cụm được xác định bởi một chuỗi PN . Giả sử thang thời gian được chia thành các khung Tf giây . Mỗi khung lại được chia tiếp thành J khe thời gian .Vì thế mỗi khe thời gian chiếm độ rộng là Ts = Tf / J giây . Biểu đồ thời gian được cho ở hình 12 dưới đây : Hình 12 . Biểu đồ thời gian của hệ thống TH /SS Trong biểu đồ thời gian mỗi khung một nhóm k bit được phát trong Ts giây , nghĩa là một trong J khe thời gian . Khe thời gian sẽ được sử dụng để phát được xác định bởi chuỗi PN . Mỗi bit chỉ chiếm T0 = Ts / k giây khi phát . Giả sử thời gian của một bit số liệu là T. Để kịp truyền dẫn số liệu vào ta cần Tf = kT . Nếu các bit số liệu vào là {bi , i = số nguyên} , ta có thể biểu diễn tín hiệu TH / SS như sau : bl +ikPT0 (t – iTf – aiTs - lT0) sTH(t) = Trong đó PT0 (t) là xung chữ nhật biên độ đơn vị và độ rộng T0 giây , ai Î [0 , 1, …..J-1] là số ngẫu nhiên được xác định bởi j bit của chuỗi PN và J = 2j ( i thể hiện khung i , ai thể hiện số khe thời gian và l là số thứ tự bit trong mỗi cụm . Ta có thể thấy rằng số liệu được truyền ở các cụm k bit mỗi lần với mỗi bit được truyền trong khoảng T0 = (Tf / J)k giây . Vì thế tốc độ bit khi phát cụm là 1 / T0 . Để truyền băng gốc độ rộng băng tần là 1 /T0 (Hz) . Nếu sử dụng truyền băng thông , độ rộng băng tần là 2/T0. Vì bản tin có độ rộng là 1/T, độ rộng băng tần được mở rộng bởi một thừa số là (1/T0 )(1/T) = (kT)J/Tf = j khi truyền dẫn băng gốc và bởi một thừa số là 2J khi truyền băng thông . Hình 13 . Hệ thống TH/SS đơn giản TH/SS có thể làm giảm giao diện giữa các hệ thống trong hệ thống ghép kênh theo thời gian và vì mục đích này mà sự chính xác thời gian được yêu cầu trong hệ thống nhằm tối thiểu hóa độ dư giữa các máy phát . Mã hóa nên được sử dụng một cách cẩn thận vì sự tương đồng các đặc tính nếu sử dụng cùng một phương pháp như các hệ thống thông tin mã hoá khác . Do hệ thống TH/SS có thể bị ảnh hưởng dể dàng bởi giao thoa nên cần sử dụng hệ thống tổ hợp giữa hệ thống này với hệ thống FH/SS để loại trừ giao thoa có khả năng gây nên suy giảm lớn đối với tần số đơn . 2. 2. 4. So sánh các hệ thống SS Các hệ thống SS trên mỗi loại đều có ưu và nhược điểm . Việc chọn sử dụng hệ thống nào phải dựa trên ứng dụng đặc thù . Các hệ thống DS/SS giảm nhiễu giao thoa bằng cách trải rộng nó ở một phổ tần rộng . Trong các hệ thống FH/SS ở mọi thời điểm cho trước , những người sử dụng phát các tần số khác nhau vì thế có thể tránh được nhiễu giao thoa . Các hệ thống TH/SS tránh nhiễu giao thoa bằng cách tránh không để nhiều hơn một người sử dụng phát trong cùng một thời điểm . Có thể thiết kế các hệ thống DS /SS với giải điều chế nhất quán và không nhất quán . Tuy nhiên do sự chuyển dịch tần số phát nhanh rất khó duy trì đồng bộ pha ở các hệ thống FH /SS , vì thế chúng thường đòi hỏi giải điều chế không nhất quán . Trong thực tế các hệ thống DS/SS nhận được chất lượng tốt hơn (ở tỷ số tín hiệu trên tạp âm để đạt được xác xuất lỗi bit nhất định ) vào khoảng 3dB so với hệ thống FH /SS nhờ giải điều chế nhất quán song giá thành lại cao . Với cùng tốc độ đồng hồ của bộ tạo mã PN , FH/SS có thể nhảy tần trên băng tần rộng hơn nhiều so với băng tần của tín hiệu DS/SS . Ngoài ra ta có thể tạo ra tín hiệu TH/SS có độ rộng băng tần rộng hơn nhiều độ rộng băng tần DS/SS khi các bộ tạo chuỗi PN của hai hệ thống này có cùng tốc độ đồng hồ . FH/SS cũng loại trừ được các kênh tần số gây nhiễu giao thoa mạnh và thường xuyên . DS/SS nhạy cảm nhất với vấn đề gần - xa , đây là hiện tượng mà nguồn nhiễu giao thoa gần có thể làm xấu thậm chí xoá hẳn thông tin chủ định do công suất trung bình của nguồn nhiễu gần cao . Các hệ thống FH/SS nhạy cảm hơn với thu trộm so với các hệ thống DS/SS , đặc biệt khi tốc độ nhảy tần chậm và đối phương sử dụng định kênh thích hợp . Thời gian cần thiết để bắt mã PN ngắn nhất ở các hệ thống FH/SS , trong khi đó các hệ thống DS/SS và TH/SS cần thời gian bắt mã lâu hơn . Tuy nhiên thực hiện máy phát và máy thu FH đắt tiền hơn vì sự phức tạp của các bộ tổng hợp tần số . Các hệ thống FH/SS chịu được pha đinh nhiều tia và các nhiễu . Các máy thu DS/SS đòi hỏi mạch đặc biệt để làm việc thoả mãn trong môi trường nói trên . 2.2.5. Các hệ thống lai Hybrid Các hệ thống lai ghép được xây dựng dựa trên cơ sở kết hợp các kỹ thuật DS, FH và TH .Các hệ thống này có thể cho ta các ưu điểm của từng kỹ thuật trải phổ . Tuy nhiên việc thực hiện các hệ thống này phức tạp hơn và ứng dụng chủ yếu ở các hệ thống thông tin quân sự . Nhẩy tần - chuỗi trực tiếp FH – DS Hệ thống FH/DS (Frequency Hopping / Direct Sequence ) là một hệ thống DS trong đó tần số phát thay đổi hoàn toàn . Phần DS ở tín hiệu lai ghép này đảm bảo khả năng loại trừ phađinh nhiều tia . Phần FH cho phép trải phổ trên băng tần không liên tục . Vì sự thay đổi pha do nhẩy tần , phải sử dụng giải điều chế không nhất quán trừ khi nhẩy tần rất chậm . Tín hiệu lai ghép có khả năng hơn trong việc loại trừ nhiễu gây nghẽn nhờ nhẩy tần và trải phổ bằng chuỗi PN . Việc chống lại nhiễu ở một đoạn băng được thực hiện tương tự : trước hết FH tránh được nhiễu một phần thời gian , sau đó DS trải công suất nhiễu trên một băng tần rộng . Về mặt chống nhiễu giao thoa nhiều người sử dụng hệ thống lai ghép ít nhậy cảm với hiện tượng gần – xa . Hệ thống FH/DS sử dụng tín hiệu điều chế DS với tần số trung tâm được chuyển nhẩy một cách định kỳ . Phổ tần số của bộ điều chế được cho ở hình 14 dưới đây : Hình 14 . Phổ tần của bộ điều chế FH/DS Một tín hiệu DS xuất hiện một cách tức thời với độ rộng băng là một phần trong độ rộng băng của rất nhiều tín hiệu trải phổ chồng lán và tín hiệu toàn bộ xuất hiện như là sự chuyển động của tín hiệu DS tới độ rộng băng khác nhờ các mẫu tín hiệu FH . Hệ thống lai FH/DS được sử dụng với các ưu điểm về : dung lượng trải phổ , đa truy nhập và thiết lập địa chỉ phân tán , ghép kênh . Hệ thống FH/DS có ý nghĩa đặc biệt khi tốc độ nhịp của bộ tạo mã DS đạt tới giá trị cực đại và giá trị tới hạn của kênh FH . Như trong trường hợp độ rộng băng RF yêu cầu là 1 GHz thì hệ thống DS yêu cầu một bộ trộn tần để tạo ra tần số có khoảng cách 5KHz . Tuy nhiên , khi sử dụng hệ thống tổng hợp thì yêu cầu một bộ tạo mã tức thời 114 Mc/s và một bộ trộn tần để tạo ra 20 tần số . Bộ phát tổng hợp FH/DS như trên hình 15 thực hiện chức năng điều chế DS nhờ biến đổi tần số sóng mang ( sóng mang FH là tín hiệu DS được điều chế ) không giống như bộ điều chế DS đơn giản . Hình 15 . Bộ phát tổng hợp FH/DS Nghĩa là , có một bộ tạo mã để cung cấp các mã với bộ trộn tần được sử dụng để cung cấp các dạng nhảy tần số và một bộ điều chế cân bằng để điều chế DS . Sự đồng bộ thực hiện giữa các mẫu mã FH/DS biểu thị rằng phần mẫu DS đã cho được xác định tại cùng một vị trí tần số lúc nào cũng được truyền qua một kênh tần số nhất định . Nhìn chung thì tốc độ mã của DS phải nhanh hơn tốc độ nhẩy tần . Do số lượng các kênh tần số được sử dụng nhỏ hơn nhiều so với số lượng các chip mã nên tất cả các kênh tần số nằm trong tổng chiều dài mã sẽđược sử dụng nhiều lần . Các kênh được sử dụng ở dạng tín hiệu giả ngẫu nhiên như trong trường hợp các mã . Bộ tương quan được sử dụng để giải điều chế tín hiệu đã được mã hóa trước khi thực hiện giải điều chế băng tần gốc tại đầu thu : bộ tương quan FH có một bộ tương quan DS và tín hiệu dao động nội được nhân với tất cả các tín hiệu thu được . Hình 16 miêu tả như một bộ thu FH/DS điển hình . Hình 16 . Bộ thu tổng hợp FH/DS Bộ tạo tín hiệu dao động nội trong bộ tương quan giống như bộ điều chế phát trừ hai điểm sau : Tần số trung tâm của tín hiệu dao động nội được cố định bằng độ lệch tần số trung gian (IF) . Mã DS không bị biến đổi với đầu vào băng gốc . Giá trị độ lợi sử lý dB của hệ thống tổng hợp FH/DS có thể được tính bằng tổng của độ lợi xử lý cảu hai loại điều chế trải phổ đó . GP ( FH / DS ) = GP (FH) + GP(DS) = 10log (số lượng các kênh ) + 10log( BWDS/Rinfo) Do đó giới hạn giao thoa trở nên lớn hơn so với hệ thống FH hoặc hệ thống DS đơn giản . Hệ thống nhẩy tần - thời gian lai ghép TFH Ở hệ thống TFH ( Time Frequency Hopping ) , trong một khe thời gian trong một khung một nhóm bit số liệu được phát và tần số của các bước nhẩy phát được thực hiện theo một mẫu điều khiển được . Số khe thời gian cũng thay đổi theo mẫu nhẩy . Có thể thiết kế tín hiệu TFH cho một số lượng lớn người sử dụng với dải công suất thay đổi lớn phụ thuộc vào cự ly . Các thiết kế hợp lý các mẫu nhẩy tần kết hợp nhẩy thời gian cho phép loại bỏ đáng kể nhiễu giao thoa nhiều người sử dụng theo thời gian cũng như theo tần số . Nếu có thể duy trì đồng bộ thô giữa nhiều người sử dụng thì có thể đạt được sự hoàn toàn trực giao tín hiệu . Hệ thống này cũng cung cấp một giải pháp quan trọng cho vấn đề gần – xa . Như trên hình ta thấy hai đầu phát và thu đã được xác định và máy phát ở đường thông khác hoạt động như là một nguồn giao thoa khi đường thông đó được thiết lập . Hơn nữa , sự khác nhau về khoảng cách giữa máy phát bên cạnh và máy phát thực hiện thông tin có thể gây ra nhiều vấn đề . Hệ thống này làm giảm ảnh hưởng giao thoa chấp nhận được của hệ thống thông tin trải phổ xuống tới vài độ . Do ảnh hưởng của khoảng cách gây ra cho tín hiệu thu không thể loại trừ được chỉ với việc xử lý tín hiệu đơn giản mà một khoảng thời gian truyền dẫn nhất định nên được xác định để tránh hiện tượng chồng lấn các tín hiệu tại một thời điểm . Hệ thống nhảy thời gian - chuỗi trực tiếp TH/DS Một giải pháp khác để đảm bảo một số lượng lớn tín hiệu cho đa thâm nhập là trải phổ nhẩy thời gian / chuỗi trực tiếp TH/ DS ( Time Hopping /Direct Sequence) . Nếu không loại được nhiễu giao thoa theo thời gian thì công suất của nhiễu này được trải phổ rộng bởi tín hiệu PN . Hậu quả nguy hiểm của nguồn nhiễu gần cũng được giảm nhờ nhẩy thời gian . Nếu phương pháp ghép kênh theo mã không đáp ứng yêu cầu giao diện đường truyền khi sử dụng hệ thống DS thì hệ thống TH được sử dụng thay thế để cung cấp một hệ thống TDM cho khả năng điều khiển tín hiệu . Yêu cầu sự đồng bộ nhanh đối với sự tương quan mã giữa các đầu cuối của hệ thống DS , hệ thống TH được giải quyết cho trường hợp này . Nghĩa là , đầu cuối thu của hệ thống DS nên có một thời gian chính xác để kích hoạt TDM , để đồng bộ chính xác mã tạo ra tại chỗ trong thời gian chip của mã PN . Hơn nữa , thiết bị điều khiển đóng /mở chuyển mạch được yêu cầu để thêm TH – TDM vào hệ thống DS . Trong trường hợp này thì kết cuối đóng / mở chuyển mạch có thể được trích ra một cách dễ dàng từ bộ tạo mã sử dụng để tạo ra các mã trải phổ và hơn nữa thiết bị điều khiển đóng / mở được sử dụng để tách các trạng thái ghi dịch cấu thành bộ tạo mã và dựa trên các kết quả , số lượng n cổng được sử dụng để kích hoạt bộ phát có thể được thiết lập một cách đơn giản . Hình dưới minh họa bộ phát và bộ thu TH/DS . Bộ thu rất giống như bộ phát ngoại trừ phần phía trước và một phần của bộ tạo tín hiệu điều khiển được sử dụng để kích hoạt trạng thái đóng mở của tín hiệu để nó truyền đi . Điều đó nhận được nhờ chọn trạng thái bộ ghi dịch sao cho bộ này được tạo một cách lặp lại trong quá trình chọn mã đối với điều khiển thời gian . Trong bộ tạo mã dài nhất bậc n thì điều kiện thứ nhất tồn tại và điều này được lặp lại với chu kỳ là m . Khi chọn bậc ( n- r ) và tách tất cả các trạng thái của nó thì bộ tạo mã có tạo tín hiệu giả ngẫu nhiên phân bố dài gấp hai lần chu kỳ mã . Như trên thì n biểu thị độ dài bộ ghi dịch và r nghĩa là bậc bộ ghi dịch không tách được . Cũng vậy , việc tạo đầu ra và chu kỳ tạo trung bình có khoảng cách giả ngẫu nhiên có thể được chọn nhờ mã trong chu kỳ giả ngẫu nhiên . Loại phân chia thực hiện trong quá trình chu kỳ giả ngẫu nhiên này có thể có nhiều người sử dụng kênh để có nhiều truy nhập và có chức năng tiến bộ hơn so với giao diện ghép kênh theo mã đơn giản .  Chương III : Công nghệ CDMA IS – 95 3.1 . Mở đầu Ở Mỹ các vấn đề về cạn kiệt dung lượng thông tin di động đã nảy sinh từ những năm 1980 . Trước tình trạng này các nhà nghiên cứu ở Mỹ tìm ra một phương án thông tin di động số mới , người ta đã nghiên cứu công nghệ đa truy nhập theo mã (CDMA) . Lý thuyết về công nghệ CDMA đã được xây dựng từ những năm 1950 và được ứng dụng chủ yếu trong quân sự . Sau đó Qualcom được thành lập vào năm 1985 đã phát triển công nghệ CDMA cho thông tin di động và đã đưa ra phiên bản CDMA đầu tiên cho các hệ thống thông tin di động thế hai đó là IS – 95A , sau này phiên bản IS – 95B được phát triển để đáp ứng các dịch vụ ISDN cho di động . Các hệ thống sử dụng hai tiêu chuẩn này được gọi chung là CDMA IS – 95 ( hay còn gọi là CDMA one ) . Hệ thống thông tin di động CDMA IS – 95 được xây dựng trên lý thuyết trải phổ . Lý thuyết trải phổ đã trở thành động lực cho việc phát triển nhiều nghành công nghiệp vô tuyến như : thông tin cá nhân , thông tin đa truy nhập thuê bao vô tuyến ở mạng nội hạt , thông tin vệ tinh , đo cự ly , định vị toàn cầu , ra đa xung … Chính hiệu xuất sử dụng độ rộng băng tần cao và khả năng đa truy nhập làm cho công nghệ CDMA trở thành công nghệ hàng đầu trong việc giảm nhẹ tắc nghẽn gây ra do sự bùng nổ các máy điện thoại vô tuyến di động và cố định cũng như các đầu cuối số liệu vô tuyến . Cho đến nay công nghệ CDMA đã đi đến thế hệ thứ ba và đã trở thành một trong số những công nghệ phát triển nhất thế giới . 3. 2 . Giao diện vô tuyến ở CDMA IS - 95 3.2.1 . Các kênh vật lý Các kênh vật lý tương ứng với tần số và mã kênh . Thông thường hệ thống CDMA IS – 95 có thể làm việc ở một cặp tần số với một tần số cho đường xuống ( từ trạm BTS đến trạm di động ) và một tần số cho đường lên ( từ trạm di động đến trạm BTS ) với độ rộng băng tần mỗi kênh khoảng 1,23 MHz . Băng tần sử dụng cho CDMA nằm trong dải tần từ 824,040 MHz đến 893,970 MHz . Tần số đường xuống bao giờ cũng lớn hơn tần số đường lên 45 MHz . Để tăng dung lượng của mạng IS – 95 có thể sử dụng CDMA kết hợp với FDMA . Khi này một hệ thống CDMA có thể có nhiều kênh tần số . Hệ thống CDMA sử dụng N sóng mang , mỗi sóng mang có thể phục vụ K kênh truy nhập từ ngơừi sử dụng . Mỗi kênh được xác định bằng một chuỗi mã cho người sử dụng . Việc ấn định tần số chịu sự điều khiển cả ở đường xuống và đường lên . Hình 14 cho thấy N sóng mang vô tuyến cho mỗi hướng . Hình 17 . Các kênh vật lý của hệ thống CDMA Ở IS – 95 CDMA các tần số trung tâm của băng tần mang được ký hiệu theo số kênh của AMPS (Advanced Mobile Phone Service – Dich vụ điện thoại di động tiên tiến ) . Hình 15 cho thấy số kênh AMPS 283 là tâm của băng tần sóng mang CDMA . Hình 18 . Đưa vào hoạt động một sóng mang CDMA Để đưa một sóng mang CDMA vào hoạt động , ta cần 41 kênh AMPS 30 kHz để đảm bảo độ rộng băng tần mang 1,23 MHz . Khoảng bảo vệ cần thiết giữa biên giới của băng mang CDMA và AMPS hay sóng mang TDMA là 0,27 MHz - nghĩa là bằng 9 kênh AMPS . Như vậy để đưa vào hoạt động kênh CDMA thứ nhất mà không gây nhiễu cho các kênh AMPS và TDMA hiện có , cần loại bỏ 41 kênh AMPS . Để đưa vào hoạt động kênh CDMA thứ hai , ta cần loại bỏ 41 kênh AMPS nữa . Từ hình 16 ta thấy rằng để đưa hai kênh CDMA vào ta cần loại bỏ 100