Hệ thống trải phổ dòch thời gian: Hệ thống lai hybrid +

SVTH : Ngô Vũ Truyền Trang 10
Hình 1.3 : S ơ đồ khối giao thoa khi có trạm lặp

1.2.3 Hệ thống trải phổ dòch thời gian:

Dòch thời gian tương tự như điều chế xung . nghỉa là , dảy mả đóngmở bộ phát , thời gian đóng mở bộ phát được chuyển đổi thành dạng tín hiệu giả ngẩu nhiên theo
mả và đạt được 50 yếu tố tác động truyền dẩn trung bình . Sự khác nhau nhỏ so với hệ thống FH đơn gian là trong khi tần số truyền dẩn biến đổi theo mổi thời gian chip
mã trong hệ thống FH thì sự dòch chuyển tần số chỉ xảy ra trong trạng thái dòch chuyển dảy mả trong hệ thống TH . Ta thấy rằng bộ đều chế rất đơn giản và bất kỳ
dạng sóng cho phép điều chế xung theo mả đều có thể sử dụng đối với bộ điều chế TH
TH có thể làm giảm giao diện giửa các hệ thống trong hệ thống ghép kênh theo thời gian và vì mục đích này mà sự chính xác về thời gian được yêu cầu trong hệ
thống nhằm tối thiểu hoá độ dư giửa các máy phát . Mả hoá nên được sử dụng một cách cẩn thận vì sự tương đồng các đặc tính nếu sử dụng cùng một phương pháp như
hệ thống thông tin mả hoá khác . Do hệ thống TH có thể bò ảnh hưởng dể dàng bởi giao thoa nên cần sử dụng hệ
thống tổ hợp giửa hệ thống này với hệ thống FH để loại trừ giao thoa có khả năng gây nên suy giảm lớn đối với tần số đơn
Hình 1.4 : H ệ thống TH đơn giản
http:vien-thong.blogspot.com
SVTH : Ngô Vũ Truyền Trang 11
1.2.4 Hệ thống lai hybrid +
FHDS
Hệ thống FHDS sử dụng điều chế DS với tần số trung tâm được chuyển dòch một cách đònh kỳ . Phổ tần của bộ điều chế được minh hoạ trên hình 1.5 . Một tín
hiệu DS xuất hiện một cách tức thời với độ rộng băng là một phần trong độ rộng băng của rất nhiều các tín hiệu chồng lấn và tín hiệu toàn bộ xuất hiện như là sự
chuyển động của tín hiệu DS tới độ rộng băng khác nhờ các mẩu tín hiệu FH . Hệ thống tổng hợp FHDS được sử dung vì lý do sau đây :
1. Dung lượng trải phổ 2. Đa truy nhập và thiết bò đòa chỉ phân tán
3. Ghép kênh
Hình 1.5 : Ph ổ tần số của hệ thống tổng hợp FHDS
.
Hệ thống điều chế tổng hợp có ý nghỉa đặc bệt khi tốc độ nhòp của bộ tạo mả DS đạt tới giá trò cực đại và giới hạn của kênh FH . Ví dụ , trong trường hợp độ rộng băng RF
yêu cầu là 1 GHz thì hệ thống yêu cầu một bộ tạo tức thời có tốc độ nhòp là 1136 Mcs và khi sử dụng hệ thống FH thì yêu cầu một bộ trộn tần để tạo ra tần số có
khoảng cách 5 KHz . Tuy nhiên , khi sử dụng hệ thống tổng hợp thì yêu cầu một bộ tạo mả tức thời 114 Mcs và bộ trộn tần để tạo ra 20 tần số
Bộ phát tổng hợp FHDS như trên hình 1.6 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
Tạo mã Bộ phát xung
đả điều chế
Cổng 1 Tạo mã
Cổng “0”
Tách sóng Tách xung
Quyết đònh Thông tin đầu ra
Thông tin đầu vào DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM
http:vien-thong.blogspot.com
SVTH : Ngô Vũ Truyền Trang 12
giống như bộ điều chế DS đơn giản . Nghỉa là , có bộ tạo mả để cung cấp các mả 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
Hình 1.6 : B ộ điều chế tổng hợp FHDS
Sự đồng bộ thực hiện giửa các mẩu mả FHDS biểu thò rằng phần mẩu DS đả cho được xác đònh tại cùng một vò trí tần số lúc nào củng được truyền qua tần số nhất đònh
Nhìn chung thì tốc độ mả của DS phải nhanh hơn tốc độ dòch tần . Do số lượng các kênh tần số được sử dụng hơn nhiều so với số lượng các chíp mả nên tất cả các kênh
tần số nắm trong tổng chiều dài mả sẻ được sử dụng nhiều lần . Các kênh được sử dụng ở dạng tín hiệu giả ngẩu nhiên như trong trường hợp các mã
Bộ tương quan được sử dụng để giải điều chế tín hiệu đả được mả hoá 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 1.7 miêu tả một bộ thu FHDS điển hình . Bộ tạo tín hiệu dao động nội trong bộ tương
quan giống như bộ điều chế phát trừ hai điểm sau :
1. Tần số trung tâm của tín hiệu dao động nội được cố đònh bằng độ lệch tần số trung gian IF
2. Mã DS không bò biến đổi với đầu vào băng gốc DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM
http:vien-thong.blogspot.com
SVTH : Ngô Vũ Truyền Trang 13
Hình 1.7 :
B ộ thu tổng hợp FHDS
Giá trò độ lợi xử lý dB của hệ thống tổng hợp FHDS có thể được tính bằng tổng của độ lợi xử lý của hai loại điều chế trải phổ đó .
G
pFHDS
= G
pFH
+ G
pDS
= 10log số lượng các kênh + 10log BW
DS
R
info
Do đó , giới hạn giao thoa trở nên lớn hơn so với hệ thống FH hoặc hệ thống DS đơn giản
+ THFH
H ệ thống điều chế THFH được áp dụng rộng rãi khi muốn sử dụng nhiều th bao có
kho ảng cách và cơng suất khác nhau tại cùng một thời điểm. Với số lượng việc xác định
địa chỉ là trung bình thì nên sử dụng một hệ thống mã đơn giản hơn là một hệ thống trải ph
ổ đặc biệt. Khuynh hướng chung là tạo ra một hệ thống chuyển mạch điện thoại vơ tuy
ến có thể chấp nhận các hoạt động cơ bản của hệ thống như là sự truy nhập ngẫu nhiên ho
ặc sự định vị các địa chỉ phân tán. Đó cũng là một hệ thống có thể giải quyết các v
ấn đề liên quan đến khoảng cách. Như trên hình 1.8 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 c ạnh và máy phát thực hiện thơng tin có thể gây ra nhiều vấn đề.
H ệ thống này làm giảm ảnh hưởng giao thoa chấp nhận được của hệ thống thông tin trải
ph ổ xuống tới vài độ.
http:vien-thong.blogspot.com
SVTH : Ngô Vũ Truyền Trang 14
Hình 1.8 : H ệ thống thông tin 2 đường với các vấn đề liên quan đến khoảng cách
Do ảnh hưởng của khoảng cách gây ra cho tín hiệu thu khơng thể loại trừ được chỉ với việc
s ử 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.
+THDS
N ếu phương pháp ghép kênh theo mã không đáp ứng các yêu cầu giao diện đường
truy ền khi sử dụng hệ thống DS thì hệ thống TH được sử dụng thay thế để cung cấp một
h ệ thống TDM cho khả năng điều khiển tín hiệu. Yêu cầu sự đồng bộ nhanh đối với sự
t ương quan mã giữa các đầu cuối của hệ thống DS, hệ thống TH được giải quyết cho
tr ường hợp này. Nghĩa là, đầu cuối thu của hệ thống DS nên có một thời gian chính xác để
kích ho ạt TDM, để đồng bộ chính xác mã tạo ra tại chỗ trong thời gian chip của mã PN.
H ơn nữa, thiết bị điều khiển đóngmở chuyển mạch được yêu cầu để thêm TH-TDM
vào h ệ thống DS. Trong trường hợp này thì kết cuối đóngmở chuyển mạch có thể được
trích ra m ột cách dễ dàng từ bộ tạo mã sử dụng để tạo ra các mã trải phổ và hơn nữa thiết
b ị điều khiển đóngmở được sử dụng để tách các trạng thái ghi dịch cấu thành bộ tạo mã
và d ựa trên các kết quả, số lượng n cổng được sử dụng để kích hoạt bộ phát có thể được
thi ết lập một cách đơn giản. Hình 1.9 minh hoạ bộ phát và bộ thu THDS. Bộ thu rất giống
nh ư bộ phát ngoại trừ phần phía trước và một phần của bộ tạo
tín hi ệu điều khiển được sử
d ụng để kích hoạt trạng thái đóngmở của tín hiệu để nó truyền đi. Điều đó nhận được nhờ
ch ọn trạng thái bộ ghi dịch sao cho bộ ghi dịch này được tạo một cách lặp lại trong quá
trình ch ọn mã đối với điều khiển thời gian. Trong bộ tạo mã dài nhất bậc n thì điều kiện thứ
nh ất tồn tại và điều này được lặp lại với chu kỳ là m. Khi chọn bậc n-r và tách tất cả các
tr ạng thái của nó thì bộ tạo mã có tạo tín hiệu giả ngẫu nhiên phân bố dài gấp hai lần chu
k ỳ mã. Như ở trên thì n biểu thị độ dài bộ ghi dịch và r nghĩa là bậc ghi dịch không tách
được
http:vien-thong.blogspot.com
SVTH : Ngô Vũ Truyền Trang 15
C ũng 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 k
ỳ giả ngẫu nhiên này có thể có nhiều người sử dụng kênh để có nhiều truy nhập và có ch
ức năng tiến bộ hơn so với giao diện ghép kênh theo mã đơn giản.
Hình 1.9 : S ơ đồ khối của hệ thống THDS
Noùi chung hệ thống DSSS đạt được trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên. Hệ thống FHSS đạt được trải phổ bằng cách nhảy tần số
sóng mang trên một tập các tần số. Mẫu nhảy tần có dạng giả ngẫu nhiên. Ở hệ thống THSS một khối bit số liệu được nén và được phát ngắt quãng trong một hay
nhiều khe thời gian trong một khung chứa một số lượng lớn các khe thời gian. Một mẫu nhảy thời gian sẽ xác đònh các khe thời gian nào được sử dụng để truyền dẫn
trong mỗi khung.
Kỹ thuật SS là làm cho tín hiệu 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
http:vien-thong.blogspot.com
SVTH : Ngô Vũ Truyền Trang 16
được bản tin. Để biến đổi bản tin vào tín hiệu tựa tạp âm, ta sử dụng một mã được coi là ngẫu nhiên để mã hoá cho bản tin. Ta muốn mã này giống ngẫu nhiên nhất. Tuy
nhiên máy thu chủ đích phải biết được mã này, vì nó cần tạo ra chính mã này một cách chính xác và đồng bộ với mã được phát để lấy ra bản tin giải mã. Vì thế mã
giả đònh giả ngẫu nhiên phải là xác đònh nên ta phải sử dụng mã giả ngẫu nhiên. Mã ngẫu nhiên phải được thiết kế để có độ rộng băng tần lớn hơn nhiều so với độ rộng
băng tần 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 một quá trình mã hoá. Quá trình này được gọi là quá trình trải phổ. Ta nói rằng ở máy phát bản tin được trải phổ bởi mã giả ngẫu nhiên. Máy thu giải trải phổ
cuả tín hiệu thu được để trả lại độ rộng phổ của bản tin.
Hiện nay phần lớn các quan tâm về các hệ thống SS là các ứng dụng đa thâm nhập mà ở đó nhiều người sử dụng cùng chia xẽ một độ rộng băng tần truyền dẫn. Ở hệ
thống DSSS nhiều 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 FHSS và THSS. Mỗi người sử
dụng được ấn đònh 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.
Như vậy FH vàTH là các kiểu hệ thống tránh xung đột, trong khi đó DS là kiểu hệ thống lấy trung bình.

1.3 Quá trình thực hiện trải phổ