Đồ án Hệ thống CDMA

liên tiếp lớn. Mặt khác, các hệ thống mã hoá và giải mã có thể khôi phục dữ liệu cho lỗi ngẫu nhiên tốt hơn là dữ liệu có một khối lỗi liên tiếp. Bằng cách ghép xen dữ liệu sẽ không có 2bit cạnh nhau được truyền dẫn kế tiếp nhau nên lỗi dữ liệu được ngẫu nhiên hoá. Trong hệ thống CDMA, việc ghép xen khối được thực hiện với chu kỳ bằng khoảng thời gian của một khung dữ liệu (20ms). Trong hướng lên, đầu ra bộ ghép xen có tốc độ bit cố định là 28,8kbps. Nếu tốc độ truyền dữ liệu là 9,6kbps thì tín hiệu tổng hợp sẽ được truyền với 100% chu kỳ công suất, nếu tốc độ dữ liệu nhỏ hơn (4,8kbps; 2,4bkps; 1,2kbps) thì bộ ghép xen sẽ thêm vào tín hiệu ngẫu nhiên, xoá các bit dư thừa và truyền với chu kỳ công suất thấp hơn (50%, 25%, 12,5%). Vì vậy các bit không được lặp lại trong kênh lưu lượng đường lên. trên kênh truy nhập, các bit không được lặp lại kênh lưu lượng đường lên. Trên kênh truy nhập, các bit dữ liệu có thể được lặp lại. Trong kênh đường xuống, tốc độ danh định 19,2kbps, với các luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn sẽ sử dụng chu kỳ công suất nhỏ hơn. 1.7.3. Ngẫu nhiên hoá; Bộ ngẫu nhiên hoá dữ liệu được sử dụng chỉ trong kênh lưu lượng đường lên của hệ thống CDMA. Bộ ngẫu nhiên hoá sẽ loại bỏ khối dữ liệu thừa được tạo bởi bộ lặp. Nó được sử dụng một mặt nạ được quyết định bởi tốc độ bit và 14 bít cuối cùng của mã dài. Đối với mỗi khối 20ms (192bit/20ms), bộ ngẫun hiên hoá sẽ phân chia thành 16 khối mỗi khối có chiều dài 1,25ms. Tại tốc đọ 96kbps, các khối này được điền đầy dữ liệu. Tại tốc độ 4,8kbps thì 8 trong số 16 khối được điền đầy dữ liệu theo kiểu ngẫu nhiên. Tương tự thì tốc độ 2,4kbps và 1,2kbps tương tự có 2 và 4 khối được điền đầy dữ liệu theo kiểu ngẫu nhiên, do đó không có dữ liệu dư thừa được truyền qua kênh đường lên. 1.7.4. Các mã trực giao: Trong hướng xuống của hệ thống CDMA, dòng dữ liệu được cộng modul 2 với mã trực giao. Mã trực giao là một trong 64 hàm Walsh có độ dài 64 bit. Các mã trực giao khác nhau thì trực giao với nhau. Hai mã này được gọi là trực giao với nhau nếu kết quả của phép cộng modul 2 các bit tương ứng của 2 mã sẽ cho ra một dãy bit có tổng số bit bằng 0 thì tổng số bit 1. 1.7.5. Điều chế trực giao 64-ary: Phương pháp điều chế trực giao 64-ary chỉ được sử dụng trong kênh đường lên của hệ thống CDMA. Với mỗi 6 symbol vào bộ điều chế trực giao, một hàm Walsh được tạo ra ở đầu ra như sau; Wi = Co + 2C1 + 4C2 + 8C3 + 16C4 + 32C5. 1.7.6. Mã dài: Trước khi đưa tới bộ điều chế, tín hiệu CDMA đường lên được trải phổ bằng mã dài tại tốc độ 1,2288Mbps. Mã dài có độ dài 242-1 bit và được tạo ra bởi đa thức sinh sau: L(x) = x14 + x35 + x27 + x25 + x22 + x21 + x19 + x18 + x17 + x16 + x10 + x7 + X6 + x5 + x3 + x2 + x + 1 Đầu ra của bộ tạo mã dài được cộng modul 2 với mặt nạ dài 42 bit để tạo mã dài. Mặt nạ mã được lựa chọn dựa trên kênh là truy nhập hay lưu lượng và kiểu thông tin mà MS đang truyền (thoại hay dữ liệu). Trên kênh lưu lượng, hoặc mã dài công cộng hoặc mã dài riêng được sử dụng. Mặt nạ mã dài công cộng là một hàm của một dãy số được tạo bởi MS. Mặt nạ mã dài riêng được tạo bởi một thuật toán bí mật dụng hoá thoại/dữ liệu. 1.7.7. Trải phổ PN trực tiếp: Hệ thống CDMA trải phổ dòng dữ liệu đã qua xử lý bằng một dãy PN tại tốc độ cơ bản của hệ thống (1,2288Mbps). Đa thức sinh sau được dùng để tạo dãy PN trong cả hai đường lên và xuống. g1(x) = x15 + x13 + x9 + x8 + x7 + x5 + 1 g2(x) = x15 + x12 + x11 + x10 + x6 + x5 + x4 + x3 + 1 1.7.8. Bộ lọc thông tần: Sau trải phổ dãy PN, tín hiệu được lọc bằng bộ lọc thông. Bộ lọc thông dải có các tham số cơ bản sau: - Độ gợn sóng dải thông: 3db - Tần số giới hạn trên: 590kHz - Tần số giới hạn dưới: 40kHz - Suy hao ngoài dải thông: 40dB 1.7.9. Đồng hồ tín hiệu của hệ thống CDMA Mốc thời gian 0 của hệ thống CDMA là 0: 00:00 UTC vào ngày 6/1/1980. Đây cũng là mốc thời gian 0 của hệ thống định vị toàn cầu GPS, hệ thống CDMA vì thế dùng tín hiệu đồng bộ từ hệ thống GPS. Các BS trong hệ thống CDMA đều được đồng bộ với GPS. 1.8. Tóm tắt: Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO đã xây dựng mô hình tham chiếu 7 lớp OSI cho các mạng máy tính dùng để truyền số liệu cho các giao thức thích hợp. Trong chương này chúng ta cũng đề cập đến hệ thống CDMA như một mô hình tham chiếu, cụ thể là chúng ta đã xem xét đến lớp thứ 7: lớp vật lý của hệ thống CDMA với chuẩn IS-95. Mục đích của mô hình này là sử dụng một cách hiệu quả dải phổ hiện tại để cung cấp các dịch vụ cell và PSC số. Hệ thống CDMA sử dụng 64 mã trực giao Walsh với tốc độ 1,2288Mbps để mã hoá các tín hiệu thoại, dữ liệu và tín hiệu điều khiển. Các nhà thiết kế hệ thống mô hình CDMA không tập chung vào việc khôi phục tín hiệu đồng bộ dẫn đường trên kênh đường lên. Do vậy, họ đã sử dụng phương pháp điều chế giao 64-ary trên kênh đường lên và sử dụng các dãy PN để đạt được điều chế trực giao. Điều khiển công suất phát của các MS là một ưu điểm của hệ thống CDMA nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng mạng, do đó chương này cũng đã đề cập đến một số khái niệm và thủ tục điều khiển công suất cơ bản. Ngoài ra, chương này cũng đã đề cập đến một số các tham số điều chế tín hiệu đường lên, xuống. Chương II Các hệ thống thông tin trải phổ 2. 1. Mở đầu Từ lâu tần số vô tuyến được coi là nguồn tài nguyên quan trọng của quốc gia. Việc bảo vệ và sử dụng hiệu quả tài nguyên này đã trở thành một hoạt động rất được quan tâm vì trước hết phổ tần số vô tuyến là có hạn vì đối với một công nghệ cho trước ta chỉ có thể sử dụng một dải tần số nhất định. Tuy nhiên nguồn tày nguồn này có thể tái sử dụng được vì khi một người ngừng sử dụng thì người khác có thể bắt đầu sử dụng được. . Mặc dù các tiến bộ công nghệ không ngừng mở rộng dải tần sử dụng các,thuộc tính truền sóng cơ bản làm cho một số tấn số vô tuyến trở lên hiũ dụng hơn và vì thế chúng ta có giá trị hơn. ở đây, các đặc trưng của sóng điện từ trong dải tần 0,5-3 GHz đặc biệt có giá trị nhiều dịch vụ cố định và di động. Vấn đề là chỗ càng có nhiều công nghệ và các dịch vụ thông tin tranh nhau chiếm đoạt từng phần của phổ tần vô tuyến giá trị này, đặc biệt từ khi nhu cầu về phổ tần số vô tuyến tăng nhanh, chủ yếu cho các dịch vụ mới như các dịch vụ thông tin cá nhân PCS (Personal Communicatióne Servirce) và điện thoại tổ ong. Quản lý việc sử dụng phổ tầm là một nhiệm vụ hết sức phức tạp do tính đa dạng của các dịnh vụ và các công nghệ liên quan.Trước đây vấn đề này được giả quiết bằng cách cấp phát các băng hay khối phỏ tần cho các khối dịch vụ khác như: thông tin quảng bá, thông tin di động, các dịch vụ vệ tinh, thông tin hàng không… Mới đây đã xuất hiện một phương pháp điều chế có thể sủ dụng chung tần số mà không gây da mức độ nhiễu đáng kể . Phương pháp đươc gọi là điều chế trải phổ (SS: Spread Spetrum ), đặc biệt khi được kết hợp với kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã (SDMA: Sqread Sqectrum Multiple Access). Trải phổ đang được sử dung hoặc đang được đề xuất trong rất nhiều lĩnh vực ứng dụng như: mạng thông tin cá nhân PCN, các mạng cùng vô tuyến nội Hạt WLAN, tổng dài nhánh tư nhân vô tuyến WPBX, các hệ thống báo động cho toà nhà và hệ thống định vị toà cầu GPS. Điều chế trải phổ có một số ưu điểm sau. - Chống các nhiễu cố tình hay vô tình, đây là một tính năng quan trọng cho thông tin ở các vùng bị ứ nghẽn như ở các thành phố. - Có khả năng loại trừ hay giảm bớt ảnh hưở của truềyn sóng nhiều tia gây trở ngại rất lớn trong thông tin đô thị. - Có khả năng dùng chung băng tần với người sử dụng khác nhờ các đăc trưng tín hiệu giống tạp âm của nó. - Có thể sử dụng cho thông tin vệ tinh được cấp phép ở chế độ CDMA. - Đảm bảo mức độ tư hữu nhất định nhờ sử dụng các mã trải phổ giả ngẫu nhiên nên khó bắt trộm tín hiệu. 2.2 Các hệ thống thông tin trải phổ ở các hệ thống thông tin thông thường.độ rộng băng tần là vấn đề quan tâm chính và các hệ thống này được thiết kế để sử dụng càng ít độ rộng băng tần càng tốt .ở các hệ thống đều chế biến độ song biên ,độ rộng băng tần cần thiết để phát nguồng tín hiệu tương tự gấp hai lần độ rộng bâng tần củanguồn này .ở các hệ thống điều tân, độ rộng băng tần này có thể bằng vài lần băng tần nguồn phụ thuộc vào chỉ số điều chế. Đối với một tín hiệu số, độ rộng băng tần cần thiết có cùng giá trị với tốc độ bit của nguồn. Độ rộng băng tần chính xác cần thiết trong trường hợp này phụ thuộc vào kiểu điều chế (BPSK,QPSK) ở các hệ thống thông tin thông thường, độ rộng băng tần là vấn đề quan tâm chính và cá hệ thống này thiết kế để sử dụng càng ít độ rộng băng tần càng tốt .ở các hệ thống điều chế biên độ song biên ,độ rộng băng tần của nguồn này .ở các hệ thống điều tần, độ rộng băng tần này có thể bằng vài lần băng tần nguồn phụ thuộc vào chỉ số điều chế. Đối với một tín hiệu số, độ rộng băng tần cần thiết có cùng giá trị với tốc độ bit của nguồn. Độ rộng băng tần chính xác cần thiết trong trường hợp này phụ thuộc vào kiểu điều chế (PBSK,QPSK) ở các hệ thống thông tin trải phổ độ rộng băng tần của tín hiệu được mở rộng, thông thường hàng trăm lần trước khi phát. Khi chỉ có người sử dụng trong băng tần SS thì việc sử dụng băng tần như vậy không có hiệu quả. Tuy nhiên ở môi trường nhiều người sử dụng, những người sử dụng này có thể dùng chung một băng tần và hệ thống trở lên có hiệu suất mà vẫn duy trì được các ưu điểm của trải phổ. Hình sau cho thấy sơ đồ khối chức năng của một hệ thống thông in trải phổ điển hình cho hai cấu hình: vệ tinh mặt đất. Nguồn tin có thể là số hay tương tự nếu nguồn là tương tự thì trước hết nó phải được số hoá bằng một sơ đồ biến đổi tự –số như: điều xung mã hay điều chế delta. Bộ nén tím hiệu loại bỏ hay giảm độ du thông tin ổ nguồn. Sau đó đầu da được mã khoá bởi lâp mã hiệu chỉnh lỗi (mà khoá kênh) đẻ đưa vào các bit dư cho việc phát hiện hay sửa lỗi có thể xảy ra khi truyền dẫn tín hiệu qua khênh vô tuyến. Ký hiệu: TT: Tương tự KĐGD: Khuếch đại giao đện D/D: Số/ Tương tự A/D: Tương tự /số GMK: Giải mã kênh MHK: Mã khoá khênh SM: Sóng mang ĐC: Điều chế KTD: Kênh truyền dẫn KDCS: Giả ngẫu nhiên ĐB: Đồng bộ Hình 2.1: Sơ đồ khối của một hệ thống thông tin số điển hình góc trải phổ. Phổ của tín hiệu cần phát đượ trên trải rộng đến độ rộng băng tần cần thiết. Sau đó bộ điều chế sẽ truyển phổ này đến dải tần được cấp cho truền dẫn. Sau đó tín hiệu đã điều chế được khuếch đại, phát qua khênh truyền dẫn. Kênh này có thể gây ra các giảm chát lượng như: nhiễu, tạp âm và suy hao công suất tín hiệu. Ơ phía thu, máy thu khôi phục lại tín hiệu ban đầu bằng cách thợc hiện quá trình ngược lại với phía phát: giải đều chế tín hiệu thu, giả trải phổ, giả mã và giảm tín hiệu để nhận được một số tín hiệu số. Nếu nguồn là tương tự thì tín hiệu số này được biến đổi về tương tự bằng một bộ biến đổ số- tương tự. Một hệ thống thông tin số đựơc coi là SS nếu: Tín hiệu được phát chế độ rộng bằng tần lớn hơn độ rộng bâng tần tối thiểu cần thiết để phát thông tin. Ttrải phổ được thực hiện bằng mã độc lập với số liệu. Có ba kiểu hệ thống trải phổ cơ bản: - Trải phổ chuỗi trực tiếp (DS: Di rectrum) - Trải phổ nhảy tần (FH: FreuenceHoping) - Trải phổ nhảy thời gian (TH: TimeHopping) - Ngoài ra còn có hệ thống lai ghép từ các hệ thống trên. Hệ thống DS/SS đạt được trải phổ bằng cách nhân tín hiêu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên. Hệ thống FH/SS đạt được trải phổ bằng cách nhảy tần số mang trên một tập hợp các tần số. Mẫu nhảy tần số có dạng giả ngẫu nhiên. ở hệ thống TH/SS một khối các bit số liệu đựơc nén và đươc phát ngắt quãng trong hay nhiều khe thời gian trong một khung chứa số lượng lớn các khe thời gian. - Một mẫu khe thời gian sẽ xác định các khe thòi gian nào được sử dụng để truyền dẫn trong mỗi khung. - Mã giả ngãu nhiên phải đươc thiết kế để co độ rộng băng lớn hơn nhiều độ rông của bản tin. Bản tin được biến đổi bởi mã sao tín hiệu nhận được có phổ ngần bằng độ rộng của phổ của tín hiệu giả ngẫu nhiên. Quá trình này được ngọi là quá trình phổ. ở máy phát bản tin đươc trải phổ bằng mã giả ngãu nhiên. Máy thu phải giả trải phổ của tiến hiệu thu được để trả lại độ rộng phổ bằng độ rộng phổ của bản tin. Dãy PN kênh I 1,2288 Mb/s ở hệ thống DS/SS tất cả những người sử dụng cùng dùng chung một băng tần và phát tín hiệu của họ đồng thời. 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 khác xuất hiện ở dạng các nhiễu phổ rộng công suất thấp tựa tạp âm. ở các hệ thống FH/SS và TH/SS mỗi người sử dụng được ấn định một mã giả ngẫu nhiên sao cho không có cặp máy phát nào sử dụng cùng tần số hay cùng khe thời gian, như vậy các máy phát sẽ tránh được xung đột. 2.3. Trải phổ và các mã trải phổ: 2.3.1. Trải phổ trực tiếp (DSSS) a) Trải phổ trực tiếp (DSSS): To = 2n-1 . Tc T Chu kỳ tín hiệu = T0 1 -1 Hình 2.2. Tín hiệu trải phổ trực tiếp Trải phổ trực tiếp là điều chế các dãy mã đã được điều chế thành các dạng sóng điều chế trực tiếp. Đây là kỹ thuật trải phổ được biết đến nhiều nhất. Trong DSSS, tín hiệu được điều chế bằng mã digital mà tốc độ bit của mã lớn hơn nhiều so với tốc độ bit số liệu. Chúng có các dạng tương đối đơn giản vì không yêu cầu tính ổn định hoặc tốc độ tổng hợp tần số cao. DSSS được áp dụng cho các thiết bị đo có nhiều sự lựa chọn và nhiều phép tính của dãy mã trong hệ thống thông tin, trong đo lường hoặc trong phòng thí nghiệm. DSSS điều chế sóng mang có dãy mã bằng điều chế xung (PAM), điều chế tần số (FSK), điều chế pha (PSK). b) Trải phổ nhảy tần (FHSS): Trong trải phổ nhảy tần, tần số sóng mang được dịch theo các tần số nhất định theo quy luật của mã trải phổ. Trong một vài trường hợp, mã được lựa chọn để tránh nhiễu do các hệ thống khác không phải là hệ thống trải phổ. Hệ thống trải phổ nhảy tần có thể là fast-hop hoặc low-hop. Trong hệ thống fast-hop, tốc độ nhảy tần lớn hơn tốc độ bit dữ liệu, còn trong hệ thống low-hop, tốc độ nhảy tần nhỏ hơn tốc độ bit dữ liệu. f fn fn-1 fn-2 f3 f2 f1 0 Tc 2Tc t Hình 2.3. Tín hiệu trải phổ nhảy tần FHSS gần giống như FSK ngoài việc dải chọn lọc tần số tăng lên. FSK đơn giản chỉ sử dụng hai tần số tương ứng với hai ký hiệu 0 và 1. Trong khi đó FHSS sử dụng vài nghìn tần số. Trong các hệ thống thực tế, sự chọn lọc ngẫu nhiên trong 220 tần số được phân bố có thể được chọn nhờ sự tổ hợp mã hoá theo thông tin dịch chuyển tần số. Trong FHSS khoảng dịch giữa các tần số và số lượng các tần số có thể chọn được xác định phụ thuộc vào các yêu cầu vị trí đối với việc lắp đặt. 1 0 t T 1T 3T Khung thời gian Khe thời gian truyền (k bits) M = số khe thời gian trong 1 khung: t=T1/M c) Trải phổ nhảy thời gian (THSS): Hình 2.4. Tín hiệu trải phổ nhảy thời gian Trong trải phổ nhảy thời gian, thời gian truyền được chia thành nhiều khung thời gian (frame), mỗi khung được chia thành nhiều khe thời gian (slot). Trong mỗi khung thời gian chỉ có một khe thời gian được điều chế với tín hiệu. Tất cả các bit thông tin được tích luỹ trong khung thời gian trước được phát đi. THSS có thể làm giảm giao diện giữa các hệ thống thành phần trong hệ thống ghép kênh theo thời gian và vì thế mà sự chính xác thời gian được yêu cầu trong hệ thống nhằm tối thiểu hoá độ dư giữa các máy phát. Do THSS có thể bị ảnh hưởng dễ dàng bởi giao thoa nên cần sử dụng hệ thống tổ hợp giữa THSS và FHSS để loại trừ giao thoa có khả năng gây nên suy giảm lớn đối với tần số đơn. 2.3.2. Chuỗi giả ngẫu nhiên: Trong hệ thống CDMA, chuỗi giả ngẫu nhiên (PN) được sử dụng để: - Trải rộng băng thông của tín hiệu điều chế sang băng thông truyền dẫn rộng hơn. - Phân biệt các tín hiệu sử dụng khác nhau cùng chung một băng thông truyền trong hệ thống đa truy nhập. - Chuỗi PN không phải là chuỗi ngẫu nhiên mà là chuỗi xác định và tuần hoàn. Có 3 chỉ tiêu cơ bản áp dụng cho chuôi PN: Tính cân đối, tính nhạy và tính tương quan. + Tính cân đối: Trong một chu kỳ của chuỗi bit 1 và bit 0 khác nhau nhiều nhất 1 đơn vị. + Tính chạy: Một bước chạy là một dãy các bit cùng loại (cùng 0 hoặc cùng 1). Sự xuất hiện các bit khác loại là một bước chạy mới. Trong một chu kỳ, số các bước chạy có độ dài là 1 bằng 1/2 tổng số bước chạy trong 1 chu kỳ, số các bước chạy có độ dài bằng 1/4 tổng số bước chạy, số các bước chạy có độ dài là 3 bằng 1/8 tổng số bước chạy… + Tính tương quan: Nếu một chu kỳ của dãy được so sánh theo kiểu số hạng với bất cứ dãy nào là chính dãy đó nhưng bị dịch đi, dãy có tính tương quan tốt nếu có các số hạng phù hợp chênh lệch với các số hạng không phù hợp không quá 1 chỉ số đếm. X1 X2 X3 X4 Cộng module 2 Đầu ra Xung nhịp Hình 2.5: Bộ ghi dịch hồi tiếp tuyến tính Chuỗi PN được lấy từ đầu ra của bộ ghi dịch có hồi tiếp. Một bộ ghi dịch có hồi tiếp bao gồm các phần tử lớn – dịch và bộ hồi tiếp logic. Chuỗi nhị phân đi qua bộ ghi dịch nhờ xung nhịp. Nội dung của từng phần tử nhớ được kết hợp logic để tạo ra tín hiệu vào cho phân tử nhớ đầu tiên. Nội dung ban đầu của các phần tử nhớ và bộ hồi tiếp logic xác định nội dung kế tiếp của các phần tử mới. Một bộ ghi dịch có hồi tiếp được gọi là tuyến tính khi bộ hồi tiếp logic có bộ cộng module 2. Để mô tả các đặc tính của chuỗi PN, hãy xét một bộ ghi dịch hồi tiếp tuyến tính (xem hình 1-7). Bộ ghi dịch có 4 phần tử nhớ và dịch. Hoạt động của bộ ghi dịch được điều khiển bởi dãy các xung nhịp. Khi xung nhịp tác động, nội dung của từng phần tử nhớ trong bộ ghi dịch được dịch sang phần tử nhớ bên phải. Cũng như thế, mỗi khi có xung nhịp, nội dung của các phần tử nhớ X3 và X4 được cộng module 2 và kết quả cộng được hồi tiếp trở lại phần tử X1. Giả sư trạng thái ban đầu của bộ ghi dịch là 0 0 0 1, thực hiện dịch, cộng và hồi tiếp, giá trị chuỗi được biểu diễn trong bảng 2.6. Từ bảng này cho thấy nội dung của thanh ghi dịch lặp lại sau 24 – 1 = 15 nhịp. Chuỗi ra sau 15 xung nhịp là 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1. Trong chuỗi ra, tổng số các bit 0 là 7 và tổng số các bit 1 là 8, chênh lệch số lượng hai loại này là 1 nên thoả mãn tính cân đối. Trong chuỗi ra có 4 bước chạy 0 và 4 bước chạy 1, số bước chạy có độ dài là 4 (= 1/2) tổng số bước chạy), số bước chạy có độ dài 2 là 2 ( = 1/4 tổng số bước chạy), số bước chạy có độ dài 3 là 1 (= 1/8 số bước chạy). Tức là thoả mãn tính chạy. Chuỗi ra của bộ ghi dịch được chia ra chuỗi có độ dài tối đa hoặc chuỗi có độ dài không tối đa. Chuỗi có độ dài tối đa là chuỗi có độ dài 2n – 1, trong đó n là số phần tử nhớ trong bộ ghi dịch. Chuỗi có độ dài tối đa có tính chất là nếu đưa chuỗi vào bộ ghi dịch hồi tiếp tuyến tính n phần tử thì sự lặp lại của chuỗi sau chu kỳ To = 2n – 1 xung nhịp. Chuỗi có độ dài không tối đa là chuỗi có độ dài nhỏ hơn 2n – 1. Nhịp X1 X2 X3 X4 Chuỗi ra 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 Bảng 2.6. Giá trị chuỗi ra tại bộ ghi hồi tiếp tuyến tính: 2.4. Tóm tắt: Tóm lại, thông tin trải phổ là hệ thống thông tin để truyền các tín hiệu nhờ trải phổ của các tín hiệu số liệu thông tin có sử dụng mã với độ rộng hơn độ rộng băng của các tín hiệu số liệu. ở đây mỗi người sử dụng dùng một tín hiệu giả ngẫu nhiên băng rộng trên toàn bộ số tần số trong thời gian cần thiết (ký hiệu là PN). Chuỗi PN là một chuỗi các số được lặp lại theo một chu kỳ nhất định và được xác định trước đối với máy thu chủ định. Quan trọng là các tín hiệu này cũng được tạo ra ở máy thu và được đồng bộ để trùng khớp hoàn toàn với việc định thời của tín hiệu thu được. Bằng các phương pháp điều chế khác nhau tạo ta các hệ thống trải phổ khác nhau. Dạng đơn giản nhất là hệ thống trải phổ dãy trực tiếp nhưng do hạn chế về mặt công nghệ hệ thống này chỉ làm việc với mã trải phổ có tốc độ thấp vì vậy độ rộng băng tần không lớn. Còn hệ thống trải phổ nhảy tần có độ rộng băng tần lớn hơn nhưng với tần số cao thì bộ tổng hợp tần số không thể giữ được sự liên kết về pha khi nhảy tần và vì vậy kỹ thuật điều chế liên kết chỉ có ý nghĩa trong từng đoạn nhảy tần. Ngoài hai hệ thống trải phổ cơ bản trên còn có các hệ thống lai ghép. Các hệ thống này có thể cho các ưu điểm của từng kỹ thuật trải phổ. Tuy nhiên việc thực hiện các hệ thống này phức tạp hơn rất nhiều. Chương 4 Xử lý cuộc gọi trong CDM 1S –95. Trong chơng này ta xem xét tất cả các trạng thái mà MS cần phải qua để nhận được môt kênh lưu lượng. Nó báo gồm trạng thái khởi tạo hệ thống, trạng thái rỗi hệ thống, trạng thái truy nhập hệ thống, và trạng thái kênh lưu lượng. Mỗi trạng thái cuộc gọi lại có những trạng thái con, cũng được bảo luận ở đây, ngoài ra còn có chuyển giao rỗi, hoạt động tìm gọi được định khe, đăng ký CDMA, thủ tục nhận thực … 4.1. Các trạng thái sử lý quộc gọi CDMA. Các trạng thái cuộc gọi được thể hiện trên hình 4.1 4.1.1. Trạng thái khởi tạo hệ thống. Trong trạng thái khởi tạo hệ thống, MS nhận một khênh pilottìm trong tất cả các khả năng PN-I và PN- Q có thể, và chọn tín hiệu pilot mạnh nhất. Một khi nhận đã được khênh pinot thì kênh đồng bộ cũng nhận được sử dụng hàm WalshW32 và phân biệt dịch thời gian cửa kênh pilot này. Sau đó MS nhận được cấu hình hệ thống và thông tin định thời. Trạng thái khởi tạo hệ thống bao gồm những trạng thái phụ sau Trạng thái phụ quyết định hệ thống: MS sẽ chọn hệ thống nào (tương tự hay CDMA) nếu hoạt động ở chế độ kép cùng với những dịch vụ tương ứng cửa hệ thống tương ứng. Nếu là hệ thống CDMA, MS sẽ đạt các tham số khênh (CDMA-CH) thành Ni, trong đó Ni là số của kênh CDMA sơ cấp hoặc thứ cấp. * Trạng thái phụ nhận được kênh pilot: nếu nhận được kênh pilot trong T20ms thì MS chuyển sang trạng thái phụ nhận được kênh đồng bộ, nếu không thì MS chuyển sang trạng thái phụ quyết định hệ thống với một chỉ thị lỗi. * Trạng thái nhận được khênh đồng bộ: MS nhận được khênh đồng bộ và nhận được cấu hình hệ thống thônh tin định thời gian hệ thốn CDMA. Khi mà trạng thái phụ đồng bộ, nó đặt kênh của nó cho kênh đồng bộ. Nếu MS không nhận được bảng tin kênh đồng bộ trong vòng T 21ms, MS sẽ vào trạng thái quyết định hệ thống với chỉ thị không tương ứng thủ tục, nếu MS nhận được bản tin hợp lệ tỏng vòng T21ms thì MS sẽ lưu trữ cấu hình hệ thống và thông tin định thời. Điều chỉnh tới sóng mang CDMA sơ cấp và thứ cấp MS nhận được kênh pilot và kênh đồng bộ MS nhận được kênh tìm gọi giám sát tìm các bản tin MS gửi các bản tin trên kênh truy nhập. BS gửi các bản tin trên kênh tìm gọi Thông tin thoại trêncác kênh lưu lượng đường xuống và đường lên; bản tin điều khiển liên kết trao đổi sử dụng: - Blank & burst - Dim & burst - Điều khiển công suất Chọn sóng mang RF CDMA Trạng thái khởi tạo hệ thống Trạng thái rỗi hệ thống Trạng thái kênh lưu lượng Trạng thái truy nhập hệ thống Hình 4.1. Nhận được một kênh lưu lượng trong CDMA * Trạng thái phụ thay đổi định thời: MS đồng bộ định thời mã dài của nó và định thời hệ thống với hệ thống CDMA này sau khi nhận và xử lý bản tin kênh đồng bộ. Bật nguồn Trạng thái phụ quyết định hệ thống Trạng thái phụ nhận được kênh Pilot Trạng thái phụ nhận được kênh đồng bộ Trạng thái phụ thay đổi định thời Trạng thái rỗi Hình 4.2. Trạng thái khởi tạo hệ thống 4.1.2. Trạng thái rỗi hệ thống: Trong trạng thái rỗi hệ thống, MS giám sát kênh tìm gọi, MS có thể: Nhận các bản tin và các order từ trạm gốc Nhận được cuộc gọi đến Khởi tạo quá trình đăng ký Khởi tạo cuộc gọi Khởi tạo truyền dẫn bản tin Hình 4.3. Tóm tắt các hoạt động trong trạng thái rỗi. Khi vào trạng thái rỗi MS đặt mã Walsh của nó cho kênh tìm gọi sơ cấp (W1) và đạt tốc độ kênh tìm gọi của nó như tốc độ mà nó đã nhận được từ kênh đồng bộ. Nhận kênh tìm gọi sơ cấp (W1) Các công việc: Giám sát kênh tìm gọi Nhận thực Chuyển giao rỗi Cập nhận các thông tin mào đầu Đáp ứng tìm gọi Khởi tạo MS Đăng ký Khởi tạo CDMA Hình 4.3. Các công việc trong trạng thái rỗi của CDMA MS giám sát kênh tìm gọi để nhận các bản tin tìm gọi và dữ liệu điều khiển theo kiểu định khe hoặc không định khe như đã đề cập đến ở phần kênh tìm gọi. Để khắc phục những lỗi xảy ra trong quá trình truyền các bản tin ênh tìm gọi, trạm gốc có thể yêu cầu MS báo nhận các bản tin nhận được. Trong trạng thái rỗi, có thể xảy ra hiện tượng MS di chuyển từ một vùng phủ sóng của chạm gốc này sang một vùng phủ song của một trạm gốc khác, và nếu MS phát hiện ra một tín hiệu pilot mới mạnh hơn tín hiệu pilot hiện tại thì nó sẽ quyết định chuyển giao, gọi là chuyển giao rỗi ũg giống như chuyển giao khác sẽ được thảo luận kỹ sau. Kênh tìm gọi đươc sử dụng để truyền thông tin đièu khiển tới MS khi chưa đươc cấp kênh lưu lượng. Hai loại bản tin điều khiển đươc gửi : - Bản tin mào đầu là bảng tin quảng bá cho tất cả các mobile. - Các bản tin chỉ thị tới một thuê bao xác định hoặc mọt nhóm thuê bao xác định. Có 4 bảng tin mào đầu được truyền liên tục trên khênh tìm gọi: 1. Bản tin tham số hệ thống. 2. Bản tin danh sách lân cận. 3. Bản tin danh sách kênh CDMA. 4. Bản tin các tham số truy nhập. Ba bản tin đầu là các bản tin cấu hình hệ thống. Khi MS nhận được các bản tin trên, nó so sánh các bản tin nhận được với các bản tin đã lưu giữ của nó, nếu giống nhau,