Hệ thống thông tin di động

hời, trình tự PN dẫn đường của trạm gốc liên quan tới giờ hệ thống và tốc độ số liệu kênh nhắn tin. Bảng các tham số kênh đồng bộ : Tham số Tốc độ số liệu Đơn vị 1.2 Kbps Tốc độ chip PN 1.2288 Mbps Tỷ lệ mã 1/2 Bit/Ký hiệu mã Lặp mã 2 Ký hiệu điều chế/Ký hiệu mã Tốc độ ký hiệu điều chế 4.8 Kbps Số chip PN/Ký hiệu điều chế 456 Chip PN/Ký hiệu điều chế Số chip PN/bit 1024 Chip PN/bit Điều chế kênh đồng bộ: Mã hoá xoắn: kênh đồng bộ được thực hiện mã hoá xoắn với các tham số (n, k, m) = (2, 1, 8) với tốc độ mã hoá xoắn là R = k/n = 1/2 bit trên một ký hiệu mã và độ dài cưỡng bức của từ mã là k = 9 và số trạng thái của bộ mã hoá là m = k - 1 = 8. Bộ tạo dãy của bộ mã hoá là g1 = 753 octal = 11101011, g2 = 561 octal = 101110001. Hay đa thức sinh của bộ mã có thể viết: g1(x) = x8 + x7 + x5 + x3 + x2 + x + 1 g2(x) = x8 + x4 + x3 + x2 + 1 Lặp mã: Do tốc độ dữ liệu trên các kênh CDMA tuyến xuống và tuyến lên thường là 4800 Kbps hoặc 9600Kbps. Và nếu tốc độ dữ liệu đang được truyền dẫn thấp hơn các tốc độ đó thì cần được lặp lại n lần, tức là mỗi ký hiệu mã đầu ra được xuất hiện thêm n - 1 lần liên tiếp nhằm đạt tốc độ đầu ra 4800Kbps hoặc 9600Kbps. Chèn khối: Kênh đồng bộ sử dụng chèn khối theo nhịp có chu kỳ 26.666 ms (128/4800) tương đương với 128 ký hiệu điều chế ở tốc độ 4.8 Kbps. Mục đích của việc chèn khối là đảm bảo không có một ký hiệu liên tiếp nào được truyền đi lân cận nhau. Điều này làm ngẫu nhiên hoá vị trí xuất hiện lỗi, giảm lỗi. Thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống sẽ hoạt động tốt hơn đối với lỗi dữ liệu hơn là với lỗi khối, nên việc chèn khối nhằm mục đích này. Trải phổ trực giao: Tín hiệu của kênh đồng bộ được thực hiện trải phổ trực giao với hàm mã Walsh có tốc độ chip cố định là 1.2288 Mchip/s. Điều chế vuông pha QPSK: Sau khi thực hiện trải phổ trực giao tín hiệu kênh đồng bộ lại được thực hiện điều chế pha vuông góc có sử dụng bộ tạo mã PN 15 trạng thái với chiều dài 215 = 32768 chip và chu kỳ là 32768/128800 = 26.66 ms. Dãy PN pilot I và Q của kênh đồng bộ sử dụng cùng dịch chuyển dãy PN pilot như kênh pilot đối với một trạm gốc đã cho. Kênh đồng bộ được chia thành các siêu khung, mỗi siêu khung được chia thành 3 khung có độ dài là 26.66 ms. Bit đầu tiên của khung là bit khởi đầu bản tin SOM (Start Of Message) và còn lại là thân bản tin. Khi sử dụng chuỗi PN dịch chuyển zero, các siêu khung kênh đồng bộ bắt đầu tại thời điểm chẵn của giây, với thời gian được lấy chuẩn theo thời gian truyền dẫn của trạm gốc. Khi sử dụng chuỗi PN pilot mà không phải chuỗi dịch chuyển zero thì siêu khung kênh đồng bộ sẽ bắt đầu tại các thời điểm chẵn của giây cộng với giá trị dịch chuyển PN pilot về thời gian. Phần chứa các bản tin kênh đồng bộ (thân bản tin) bao gồm bản tin kênh đồng bộ và phần dư (Padding). Phần bản tin kênh đồng bộ bao gồm: Phần độ dài bản tin 8 bit, phần thân bản tin 2 - 1146 bit và phần chống lỗi CRC 30 bit. Chiều dài cả bản tin kênh đồng bộ và phần dư là số nguyên lần của 93 bit. Các bit dư có giá trị là 0. b. Kênh dẫn đường (Pilot Channel). Kênh dẫn đường là kênh đầu tiên trong cấu trúc của kênh CDMA hướng đi phát từ trạm gốc, sử dụng mã W0. Tín hiệu dẫn đường được phát đi tại mọi thời điểm nhằm cung cấp định thời của kênh CDMA tuyến xuống và pha chuẩn cho việc giải điều chế nhất quán ở MS. Trong hệ thống có phần sector thì mỗi sector truyền đi một tín hiệu dẫn đường. Sự biến đổi mức công suất của tín hiệu dẫn đường được sử dụng để điều khiển công suất trong hệ thống, mặt khác cũng có thể điều khiển việc tăng giảm công suất phát,jjjjyđh điều khiển nới rộng hay co hẹp vùng phủ sóng. Hình 3.6: Cấu trúc siêu kênh đồng bộ. 2-1146 bit thông tin kênh đồng bộ Thông tin kênh đồng bộ Đệm 8 bit độ dài thông tin 30 bit CRC 93xN(bit) S O M Khung đồng bộ S O M Khung đồng bộ S O M Khung đồng bộ 1 Siêu khung kênh đồng bộ 96 bit,80 ms 32 bit 26,667 ms Sự phân biệt các tín hiệu dẫn đường giữa các sector trong ô cũng tuân theo nguyên tắc độ dịch thời gian. Sự dịch chuyển thời gian có thể được sử dụng lại trong hệ thống CDMA. Các kênh pilot khác nhau được xác định nhờ chỉ số dịch chuyển (0 - 511). Kênh dẫn đường được trạm gốc truyền tại tất cả các thời điểm trên mỗi kênh CDMA hướng đi tích cực. Trạm di động nằm bên trong vùng phủ sóng của trạm gốc sử dụng kênh dẫn đường để đồng bộ với hệ thống. Kênh dẫn đường là kênh tham chiếu, nó cho phép trạm di động thu nhận định thời của kênh CDMA hướng đi và vì vậy nó cung cấp tham chiếu pha cho viêc giải điều chế kết hợp. Trong khi xử lý kênh dẫn đường và kênh đồng bộ trạm di động thu nhận và đồng bộ tới hệ thống CDMA khi nó ở trạng thái khởi đầu. Trong hệ thống điện thoại tế bào CDMA mỗi tế bào phát đi một tín hiệu sóng mang dẫn đường tại một tần số liên kết. Sóng mang dẫn đường được trạm di động sử dụng để đồng bộ tới hệ thống và cung cấp tham chiếu tần số và pha. Các tín hiệu này được trạm di động giám sát liên tục. Hệ thống CDMA sử dụng khoảng dịch chuyển thời gian (Time offset) của chuỗi PN-pilot để xác định kênh CDMA chiều đi. Sự dịch chuyển thời gian có thể được sử dụng lại trong hệ thống thông tin CDMA. Các kênh pilot khác nhau được xác định nhờ chỉ số dịch chuyển (từ 0 đến 511). Chỉ số dịch chuyển chỉ ra giá trị dịch chuyển so với chuỗi PN có độ dịch chuyển là 0 (dịch chuyển zero). Chuỗi PN dịch chuyển zero là chuỗi có điểm bắt đầu là điểm chẵn của giây. Điểm bắt đầu của chuỗi PN kênh pilot dịch chuyển zero cho các chuỗi I và Q được định nghĩa là chuỗi có trạng thái đầu ra là 15 giá trị liên tiếp là các bít 0. Dịch chuyển PN kênh pilot có thể có 512 giá trị. Điều chế kênh dẫn đường: Kênh dẫn đường CDMA hướng đi bao gồm các bit 0 được trải phổ trực giao với hàm Wo có tốc độ cố định là 1.2288 Mchip/s. Hàm Wo có 64 bit 0. Sau đó tín hiệu kênh dẫn đường lại được thực hiện điều chế pha vuông góc với bộ mã PN 15 trạng thái. Đa thức sinh sử dụng gồm 15 chip, do đó chu kỳ mã trải phổ là 215=32768 chip. Trong kênh đồng pha I đa thức sinh sử dụng là: PI(x) = 1+x5+x7+x8+x9+x13+x15 Trong kênh trực giao Q có đa thứ sinh sử dụng là: PQ(x) = 1+x3+x4+x5+x6+x10+x11+x11+x12+x15 Cuối cùng được thực hiện lọc băng gốc trước khi điều chế PQSK. Hình 3.7: Kênh dẫn đường tuyến xuống. Hàm Walsh 0 PN kênh Q 1.2288Mchip/s Các bit kênh dẫn đường (000…0) S PN kênh I 1.2288Mchip/s Sinwot Coswot S(t) I Q c. Kênh nhắn tin. Máy di động đồng bộ đồng hồ của nó với đồng hồ hệ thống thông qua sử dụng bản tin kênh đồng bộ và sau đó tìm ra 1 kênh nhắn tin. Kênh nhắn tin truyền thông báo từ BS tới MS các thông tin ban đầu của hệ thống và các thông tin khác khi MS bắt đầu truy nhập hệ thống. Tốc độ số liệu của kênh nhắn tin là 4800 hoặc 9600 kbps. Số lượng tối đa là7 kênh nhắn tin. Kênh nhắn tin có tốc độ 9600 kbps có thể thực hiện 180 cuộc gọi nhắn tin hội nghị trong một giây. Điều đó có thể bởi vì nó có dung lượng rất lớn. Các kênh nhắn tin khả dụng có thể được lựa chọn một cách ngẫu nhiên để sử dụng và trạm gốc có thể phân bố các kênh xác định cho máy di động. Kênh nhắn tin chuyển thông tin từ trạm gốc tới máy di động. Các bản tin quan trọng gồm 1 mào đầu (overhead), lệnh, và sự phân bố kênh. Hệ thống tế bào có thể được cấu hình khác nhau tuỳ thuộc các yêu cầu của các môi trường khác nhau. Thông tin thiết lập hệ thống được chuyển đi thông qua 4 bản tin overhead. Sau các bản tin overhead có các bản tin tham số hệ thống, các bản tin tham số truy nhập, các bản tin liệt kê tổng đài lân cận và các bản tin liệt kê kênh CDMA. Các bản tin tham số hệ thống sắp xếp các tham số được sử dụng cho thiết lập kênh nhắn tin, các tham số đăng ký, tìm kiếm tín hiệu dẫn đường. Các bản tin tham số truy nhập gồm thông tin trên kênh truy nhập và thiết lập tham số điều khiển. Một số tham số điều khiển cung cấp hồi tiếp tới máy di động để điều khiển tốc độ phát của máy di động để ổn định các kênh truy nhập. Các bản tin liệt kê tổng đài lân cận có thông tin về trạm gốc lân cận liên quan tới chuyển vùng bao gồm ở đây là các khoảng thời gian của các mã PN dẫn đường và thông tin cấu hình của trạm gốc lân cận. Các bản tin liệt kê kênh CDMA có thông tin về phân bố tần số CDMA bao gồm các kênh nhắn tin và máy di động có thể tìm ra các kênh nhắn tin cần thiết thông qua sử dụng bản tin này. Bản tin nhắn tin có các tín hiệu nhắn tin của nhiều hơn 1 máy di động. Sau khi các tín hiệu của máy di động nhắn tin tới trạm gốc và trạm gốc nhận được các tín hiệu này thì trạm gốc sẽ phát đi các tín hiệu nhắn tin. Các lệnh đề cập tới các kiểu bản tin khác nhau được sử dụng để điều khiển các máy di động nhất định. Chúng được sử dụng cho các kiểu mục đích khác nhau (xác nhận đăng ký, tắt công suất phát của máy di động không hợp lệ). Các bản tin phân bố kênh được sử dụng để phân bố các kênh nhắn tin các trạm gốc tới các máy di động và được sử dụng để thay đổi các kênh nhắn tin. Ngoài ra chúng được sử dụng để cho phép máy di động sử dụng hệ thống FM tương tự. Khả năng sử dụng các kênh nhắn tin gồm các phương thức đặc biệt được gọi là phương thức phân khe. Trong phương thức này các bản tin của máy di động xác định được truyền đi qua các khe xác định trước ở các thời điểm được đặt trước. Máy di động có thể xác định các khe mà có thể được trạm gốc sử dụng thông qua các thủ tục đăng ký. Máy di động sử dụng phương thức khe có thể cắt nguồn vào thời điểm khác các khe được xác định để giảm công suất. Ngoài ra máy di động có thể chỉ nhận được 1 số khe thông qua sử dụng các lệnh của các khe kênh nhắn tin. Kết quả máy di động có thể tiết kiệm ắc quy 1 cách hợp lý. Điều chế kênh nhắn tin Hình 3.8: Cấu trúc kênh nhắn tin. Mã hoá xoắn R=1/2 K=9 Lặp ký hiệu Chèn khối Các bít kênh nhắn tin 9,6 hoặc 4,8 Kb/s 19,2 Kb/s 9,6 Kb/s 19.2 Kb/s 19,2 KB/s Hàm Wash (W1-W7) Bộ tạo mã dài Bộ chia Mặt nạ mã kênh nhắn tin 1,228 Mb/s 19.2Kb/s Tới điều chế 1,228 Mc/s Mỗi kênh nhắn tin được cấu trúc theo các khung 20ms. Cứ 4 khung 20ms lập thành một khe 80ms và số khe cực đại của một chu kỳ kênh nhắn tin là 2048 khe (0 - 2047) (chiếm 163,48s). Vượt quá 2048 khe sẽ bắt đầu một chu kỳ mới. Số khe cực tiểu một chu kỳ kênh nhắn tin là 16 (0 - 15). Một chu kỳ như vậy chiếm 16´80/1000 = 1,28s. Các giai đoạn mã hoá, lặp ký hiệu, chèn khối giống hệt như đã nêu với kênh đồng bộ. Sự khác biệt ở đây là dữ liệu sau khi chèn khối được trộn để loại trừ khả năng xuất hiện của các bit 0 hoặc 1 liên tiếp. Việc trộn này thực hiện bởi các mạch EX - OR thực hiện cộng ký hiệu đầu ra bộ chèn khối với mã nhị phân đầu ra bộ chia. Bộ tạo mã dài là một thanh ghi hồi tiếp tuyến tính 42 trạng thái. Có chu kỳ 242 - 1 chip theo đa thức sinh sau: P(x) = 1+x+x2+x3+x5+x6+x7+x10+x16+x17+x19+x21+x22+x25+x26+x27+ +x31+x33+x35+x42 Mặt nạ mã cho kênh nhắn tin là một dãy nhị phân 42 bit dùng để tạo ra sự nhận dạng duy nhất cho mã dài ứng với mỗi kênh nhắn tin. Cấu trúc mặt nạ mã dài: 1100011001101 00000 PCN 000000000000 PILOT PN 41 29 28 24 23 21 20 9 8 0 Trong đó: PCN là số thứ tự kênh nhắn tin từ 001 tới 111 PILOT - PN là mã nhị phân 9 bit đặc trưng cho độ dịch thời gian chuẩn của dãy mã PN trải phổ cầu phương cho kênh CDMA tuyến xuống đối với BS đang xét, với 9 bít có tối đa 512 giá trị độ dịch thời gian chuẩn khác nhau. Mỗi chíp mã dài được phát ra bằng cách cộng modul-2 của tất cả các tích mặt nạ mã 42 bít với vectơ trạng thái 42 bit của thanh ghi dịch có giá trị là: 111101110010000011010110011100010101000001 Dãy mã dài được chia thành từng cụm 64 chíp. Bộ chia sẽ lấy ra chíp đầu tiên trong mỗi cụm 64 chíp để cộng module-2 với các ký hiệu điều chế. Do đó, tốc độ ký hiệu bộ chia là 1,2288(Mchip/s)/64 = 19,2Kchip/s. d. Kênh lưu lượng tuyến xuống (traffic channel). Kênh lưu lượng tuyến xuống được sử dụng cho BS truyền đi các lưu lượng dữ liệu, cụ thể là: thoại, dữ liệu và các bít điều khiển công suất, các dữ liệu báo hiệu. Hệ thống CDMA ghép thoại, dữ liệu và báo hiệu trước khi mã hoá xoắn. Tốc độ kênh lưu lượng tuyến xuống có thể là 1200, 2400, 4800, 9600 bps. Mỗi khung kênh lưu lượng là 20 ms. Mặc dù tốc độ dữ liệu có thể biến đổi nhưng tốc độ ký hiệu điều chế được giữ không đổi là: 19200 ký hiệu/s. Với mỗi BS xác định thì độ dịch thời gian chuẩn của các dãy mã PN của kênh lưu lượng giống hệt như ở kênh đồng bộ, nhắn tin và kênh dẫn đường. Cấu trúc kênh lưu lượng theo chiều tốc độ truyền dẫn có thể mô tả như sau: Tại tốc độ số liệu 9600bps: Khung lưu lượng chiều đi tại tốc độ này có độ dài 192 bit (20ms) được cấu trúc như sau: Độ dài khung(192bit) = 172 bit thông tin + 12 bit CRC + 8 bit đệm 172 bit 12 bit 8bit Tại tốc độ số liệu 4800bps: Tại tốc độ này bao gồm 96bit (20ms) được bố trí như sau: Độ dài khung (96bit)=80 bit thông tin +8bit CRC+8bit đệm 80 bit 8 bit 8bit Tại tốc độ số liệu 2400bps: Kênh lưu lượng hướng đi tại tốc độ này cố 48 bit (20ms) được bố trí như sau: Độ dài khung (48bit) = 40 bit thông tin + 8bit đệm 40 bit 8bit Tốc độ số liệu 1200bps: Kênh lưu lượng hướng đi tại tốc độ này có 24 bit (20ms) được bố trí như sau: Độ dài khung (24 bit) = 16 bit thông tin + 8 bit đệm 16 bit 8bit Việc trộn dữ liệu cũng được thực hiện bởi bộ cộng modul-2. Một kênh phụ điều khiển công suất tốc độ 800 bps được truyền liên tục trên kênh lưu lượng. Hình 3.9: Điều chế kênh lưu lượng. Mã hoá xoắn R=1/2 K=9 Lặp ký hiệu Chèn khối Các bít kênh lưu lượng 9,6 kb/s 4,8 Kb/s 2,4 Kb/s 1,2 Kb/s 19,2Kb/s 9,6Kb/s 4,8 kb/s 2,4 Kb/s 19.2 Kb/s 19,2 KB/s Bộ tạo mã dài Bộ chia 1 Mặt nạ mã dài 1,228 Mc/s 19.2 Kb/s Hàm Wash W1-W7 Tới điều chế 1,228 Mc/s Bộ chia 2 MUX Bit điều khiển công xuất (800bps) 800Hz Điều chế kênh lưu lượng Việc trộn dữ liệu được thực hiện bởi bộ cộng module-2. Một kênh phụ điều khiển công suất tốc độ 800bps được truyền trên kênh lưu lượng. Các thông số điều chế kênh lưu lượng tuyến xuống như sau: Các thông số Tốc độ dữ liệu Đơn vị 9600 4800 2400 1200 Tốc độ chíp Tốc độ lập mã Số lần lập mã Tốc độ ký hiệu điều chế Số chip PN/Ký hiệu Số chip PN/bit 1,2288 1/2 1 19200 64 128 1,2288 1/2 2 19200 64 256 1,2288 1/2 4 19200 64 512 1,2288 1/2 8 19200 64 1024 Mchip/s Bit/Ký hiệu mã Ký hiệu điều chế /ký hiệu mã Sps Chip PN/Ký hiệu điều chế Chip PN/Bit Quá trình xử lý tín hiệu giống như kênh nhắn tin. Chỉ khác mặt nạ mã kênh lưu lượng. Mặt nạ mã kênh lưu lượng 42 bit tạo ra nhận dạng duy nhất cho mã dài ứng với mỗi kênh lưu lượng khác nhau. Cấu trúc mặt nạ mã kênh lưu lượng: 41 32 31 0 31 24 23 0 17 18 Hình 3.10: Mặt nạ mã kênh lưu lượng. LSB MSB Mã MFR Xác định kênh lưu lượng Số thứ tự 1100011000 Số thứ tự điện tử (ESN) được thay đổi vị trí Trong đó ESN : Electronic serial number MFR: ManuFactuRe number ESN gồm 32 bit trong đó 8 bit MFR được ấn định cho mỗi nhà sản xuất (24 - 31) 6 bit tiếp theo (18 - 23) xác định một trong 62 kênh lưu lượng (max=62), 18 bit LSB do mỗi nhà sản xuất sử dụng và gán cho chúng. e) Kênh phụ điều khiển công suất: Kênh phụ điều kiển công suất được dùng để điều khiển công suất tuyến lên. Kênh này có tốc độ 800bps, tức là cứ 1,25 ms (1/800), thì BS phát đi một bít điều khiển công suất. Bít 0 là yêu cầu MS tăng công suất lên 1dB. Và bit 1 là yêu cầu MS giảm công suất 1 dB. Trạm di động chỉ điều chỉnh mức công suất của nó khi được trả lời từ các bit điều khiển công suất thu được trên kênh lưu lượng đi. Bit điều khiển công suất được xem là có tác dụng nếu nó thu được trong khoảng thời gian 1,25 ms, tức là khoảng thời gian thứ 2 sau khoảng thời gian mà trạm di động phát đi yêu cầu điều khiển công suất (điều này là do thời gian BS nhận và xử lý thông tin mất gần 1,25 ms). Ví dụ nếu tín hiệu thu được trên kênh lưu lượng hướng về ở nhóm điều khiển công suất số 5, sau đó các bit điều khiển công suất trả lời được truyền trên kênh lưu lượng hướng đi ở nhóm điều khiển công suất số 7 (= 5 + 2). Kênh lưu lượng hướng về có 16 nhóm điều khiển công suất theo chu kỳ 1.25 ms. Tuỳ theo tốc độ số liệu khác nhau mà các nhóm điều khiển công suất này được phát khác nhau (ở tốc độ 9.6 Kbps thì cả 16 nhóm được phát, ở tốc độ 4.8 Kbps thì 8 nhóm được phát, ở tốc độ 2.4 Kbps thì 4 nhóm được phát, ở tốc độ 1.2 Kbps thì 2 nhóm được phát). Tại trạm gốc bộ phận kênh hướng về sẽ dự đoán mức công suất mạnh yếu của tín hiệu nhận được bằng cách đo tỷ số Eb/No trong mỗi nhóm điều khiển công suất (1.25 ms). Nếu tín hiệu vượt quá mức ngưỡng thì bit điều khiển công suất 1 được phát đi (thông báo cần giảm công suất phát), ngược lại nếu tín hiệu thấp hơn ngưỡng dưới của mức công suất phát thì bit 0 sẽ được gửi đi (thông báo cần phải tăng mức công suất phát) trên kênh lưu lượng hướng đi ở kênh phụ điều khiển công suất. Các bít điều khiển công suất được chèn vào chuỗi dữ liệu kênh lưu lượng hướng đi sau khi thực hiện trộn dữ liệu. Ta xét cụ thể một kênh lưu lượng tuyến xuống tốc độ 4,8kbps. Một khung (20ms) bao gồm 96 bit. Khung này được chia thành 16 nhóm, mỗi nhóm (1,25ms) chứa 6 bit (24 ký hiệu điều chế). Các nhóm này được đánh số từ 0 tới 15 và được gọi là nhóm điều khiển công suất (PCG). Giả sử BS nhận được thông tin ước tính cường độ tín hiệu thu do MS truyền tới trong PCG thứ i của kênh lưu lượng tuyến lên. Khi đó BS căn cứ vào thông tin này quyết định gửi đi bit điều khiển công suất (0 hoặc1) trong PGC thứ i+2 trên kênh lưu lượng tuyến xuống. Các bit điều khiển công suất này được chèn vào dòng dữ liệu kênh lưu lượng tuyến xuống. Độ dài một bit điều khiển công suất đúng bằng 2 ký hiệu điều chế của kênh lưu lượng tuyến xuống (1/19,2kbps * 2 =104,166ms) Bit điều khiển công suất có năng lượng là Eb, trong khi đó năng lượng một ký hiệu sau bộ chèn khối phụ thuộc vào tốc độ truyền dẫn như sau: ES= Eb/x. Giá trị hệ số x phụ thuộc tốc độ truyền dẫn: Tốc độ truyền dẫn Giá trị x 9,6kbps 2 4,8kbps 4 2,4kbps 8 1,2kbps 16 Như vậy Max(ES) = Eb/2. Do đó sau khi cộng dữ liệu đã được trộn với bít điều khiển công suất thì hai ký hiệu ở vị trí bít điều khiển công suất sẽ được thay thế bởi hai ký hiệu điều chế là 11 hoặc 00 tuỳ thuộc bit điều khiển công suất là 0 hay 1. Trong một PGC (24 ký hiệu điều chế), cho phép 16 vị trí đầu tiên có thể bố trí bit điều khiển công suất, còn lại thì không cho phép có mặt bit điều khiển công suất. Vị trí 4 bit có trọng số lớn nhất trong 24 ký hiệu / một nhóm 1,25ms của mã dài (sau bộ chia thứ nhất) dùng để chỉ ra vị trí bít điều khiển công suất của khung liền sau nó (4bit cuối có vị trí từ 20 đến 23). Việc lấy ra 4 ký hiệu trong 24 ký hiệu của nhóm được thực hiện bởi bộ chia thứ 2. Ngoài ra các bit đầu ra bộ chia thứ hai gọi là các bít định thời cho MUX, tốc độ định thời là 1/1,25ms = 800 Hz. …20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16……… 23 …0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 ……. 01111 = 14 = vị trí bit điều khiển 16 vị trí có thể của các bít điều khiển Không dùng đkcs Khung trước Hình 3.11: Ngẫu nhiên hoá vị trí bit điều khiển công suất. Vị trí bit đk sẽ thay thế 24 ký hiệu điều chế (1,25 ms) 3.2.1.2. Các kênh CDMA hướng lên (Reverse channel). Kênh CDMA hướng về được MS sử dụng khi thông tin với trạm gốc trong khi đang cùng sử dụng một băng tần chung với các MS khác, và được ấn định sử dụng trải phổ trực tiếp trước khi truyền đi. Kênh CDMA hướng về là liên kết hướng về (Reverse Link) từ trạm di động tới trạm gốc. Số liệu được truyền trên kênh CDMA hướng về được chia thành các khung có độ dài 20ms. Kênh CDMA hướng về gồm có các kênh truy nhập hướng về và kênh lưu lượng hướng về. Tất các dữ liệu được truyền trên kênh CDMA hướng về được mã hoá xoắn để thực hiện chống lỗi ngẫu nhiên, chèn để bảo vệ chống lại lỗi cụm, được điều chế bằng mã Walsh 64 - ary bao gồm một trong 64 chip dài, và được trải phổ dãy trực tiếp bởi mã dài với chu kỳ 242 - 1 chip trước khi được truyền đi. Kênh hướng lên 1,23 MHz Kênh truy nhập 1 Kênh truy nhập n Kênh lưu lượng 1 Kênh lưu lượng m ..... ..... 0 N 32 0 M 62 Hình 3.12: Kênh CDMA hướng lên nhận ở trạm gốc. a) Kênh truy nhập hướng về (Reverse Acces channel). Kênh truy nhập hướng về là kênh CDMA hướng về được trạm di động sử dụng để tạo tuyến thông tin với trạm gốc. Cụ thể là để trả lời các bản tin của kênh tìm gọi (tuyến xuống), để khởi tạo các cuộc gọi, đăng ký với hệ thống. Có thể có một hoặc nhiều kênh truy nhập luôn được đi cặp cùng với các kênh nhắn tin. Kênh truy nhập làm việc ở tốc độ không thay đổi là 4800bps. Khác với tuyến xuống để phân biệt các kênh truy nhập khác nhau, hệ thống CDMA không sử dụng các hàm Walsh ở tuyến lên để trải phổ trực giao. Các kênh truy nhập được phân biệt với nhau bởi các PN mã dài. Phối hợp hoạt động với một kênh nhắn tin có thể có một hoặc nhiều kênh truy nhập. Các tham số điều chế kênh truy nhập hướng về. Tham số Tốc độ dữ liệu Đơn vị 4.8 (Kbps) Tốc độ chip PN 1.2288 Mchip/s Tỷ lệ mã 1/3 Số bit/Ký hiệu Lặp ký hiệu mã 2 Số ký hiệu /Ký hiệu mã Chu kỳ ký hiệu mã 100 % Tốc độ ký hiệu mã 28.8 Kbps Điều chế 6 Ký hiệu mã/Ký hiệu điều chế Tốc độ ký hiệu điều chế 4.8 Kbps Chu kỳ ký hiệu điều chế 208.33 ms Chip PN/ký hiệu mã 42.67 Chip PN/Ký hiệu mã Chip/s PN/Ký hiệu điều chế 256 Chip PN/Ký hiệu điều chế Chip PN/Chip Walsh 4 Chip PN/Chip Walsh Cấu trúc khung kênh truy nhập: Ký hiệu điều chế Ký hiệu mã 28.8 ks/s Ký hiệu mã 28.8 ks/s Ký hiệu mã 14.4 ks/s 4.8 kb/s 4.4kb/s Các bit thông tin kênh truy nhập (88bit/khung) Thêm 8 bit đuôi mã hoá Mã hoá xoắn R=1/3 K=9 Lặp ký hiệu Chèn khối Điều chế trực giao 64-ary Xung PN 1.2288Mc/s 4.8ks/s Bộ tạo mã dài Chuỗi số liệu kênh I 1.2288Mc/s Q(t) I(t) Cosw0t Sinw0t I Q Trễ 1/2 chip PN=406.9ns Chuỗi số liệu kênh Q 1.2288Mc/s D Bộ lọc băng tần Bộ lọc băng tần ồ Mặt nạ mã dài S(t) Hinh 3.13: Kênh truy nhập hướng về. Chip Walsh 4,8 kbps (hay 307,2kchip/s ) Kênh truy nhập hướng về có cấu trúc khung có độ dài 20ms bao gồm có 96 bit (Kênh này hoạt động ở tốc độ là 4800bps). Mỗi khuôn dạng của khung kênh bao gồm 88 bit chứa thông tin dữ liệu và 8 bít đuôi mã hoá. 88 bit 8 bit Các bit thông tin Các bit đuôi 96 bit (20ms) Hình 3.14: Cấu trúc khung kênh truy nhập. Do có thêm 8 bit đuôi mã hoá được thêm vào 88 bit thông tin nên một khung kênh truy nhập trở thành khung có độ dài 20 ms gồm 96 bit. Chính vì thế tốc độ của số liệu đang từ 4.4 Kbps được nâng lên thành tốc độ 4.8 Kbps (= 96/20.103). Mã hoá xoắn. Mã hoá xoắn nhằm biến đổi dòng số liệu thành mã có chuẩn hoá lỗi để bộ thu có thể dò tìm các lỗi và chuẩn hoá chúng. Các chuỗi bit nhị phân đầu vào là các bit 0 và 1 được độc lập với nhau, bit thứ i không biết thông tin về bit thứ j, chuỗi bit thiếu độ liên kết. Khi cho qua bộ mã hoá xoắn các chuỗi bit này được chuyển thành các từ mã duy nhất ở đầu ra mà trong mỗi từ mã này các bit của chúng có liên hệ lẫn nhau, bit thứ i cho biết thông tin về bit thứ j, tức là tạo ra sự ràng buộc hay tạo ra độ dư thừa trong chuỗi các từ mã ở đầu ra. Điều này giúp chúng ta dễ dàng hơn trong việc xử lý lỗi trong truyền dẫn, nhằm làm tăng độ tin cậy của vần đề truyền tin. Mã hoá xoắn (n, k, m) được ấn định với tốc độ mã R=k/n, m=K - 1 là số trạng thái của bộ mã hoá, K (khác k) là độ dài cưỡng bức của mã. Các ký hiệu mã Các bit thông tin Co C1 C2 g2 g1 g3 Hình 3.15: Bộ mã hoá xoắn (3,1,8). Trạm di động thực hiện mã hoá xoắn số liệu được truyền trên kênh truy nhập trước khi thực hiện chèn khối. Cụ thể ở đây kênh CDMA sử dụng bộ mã hoá xoắn (3, 1, 8) có độ dài ràng buộc (hoặc độ dài bộ nhớ) là 9 (K = 9) và tốc độ mã hoá là R = 1/3 (tức là cứ 1 bit ở đầu vào thì cho 3 ký tự ở đầu ra), gi biểu thị cho bộ tạo dãy. Trong bộ tạo thì các hàm tạo mã là g0 = 557 octal =101101111 (giá trị nhị phân), g1 = 663 octal = 110110011 (nhị phân), g2 = 771 octal = 111001001 (nhị phân). Vì k = 1, n = 3, m = 8 nên bộ mã hoá xoắn bao gồm một đầu ra đơn, thanh ghi dịch 8 trạng thái cặp với 3 bộ cộng module-2 và một bộ chuyển mạch cho việc chuyển tiếp song song/nối tiếp dòng mã hoá đầu ra. Tốc độ bộ tạo mã là 1/3 nên 3 ký hiệu mã được dùng để mã hoá cho 1 bít đầu vào. Những ký hiệu mã này được phát ra do ký hiệu mã C0 được mã hoá với bộ tạo mã g0 là đầu ra thứ nhất, ký hiệu mã C1 được mã hoá với bộ tạo mã g1 là đầu ra thứ hai, ký hiệu mã C2 được mã hoá với bộ tạo mã g2 là đầu ra thứ ba. Lặp ký hiệu mã: Tốc độ số liệu trên kênh truy nhập được cố định tại tốc độ 4800 kbps. Dãy ký hiệu mã từ đầu ra bộ mã hoá xoắn sẽ được lặp trước khi chèn mã. Mỗi ký hiệu mã trên kênh truy nhập sẽ được lặp lại 1 lần. Tức là mỗi ký hiệu xuất hiện 2 lần liên tiếp. Sau khi thực hiện lặp mã thì tín hiệu được đưa đi thực hiện chèn khối. Chèn khối: Mục đích của việc chèn khối không chỉ đơn giản chỉ là để sửa lỗi cụm khi truyền số liệu qua môi trường fađing đa đường mà còn để đạt được độ dư thừa cho việc cải thiện đặc tính hoạt động. Trạm di động thực hiện chèn tất cả các ký hiệu mã trên kênh truy nhập trước khi điều chế và truyền đi. Chèn khối trong khoảng khung 20ms được sử dụng. Bộ chèn khối này là một dãy 576 ô có 32 hàng và 18 cột. Các ký hiệu mã trên kênh truy nhập nhận được ở đầu ra ở bộ chèn khối theo thứ tự sa