Đang tải... (xem toàn văn)
Vô tuyến di động đã được sử dụng gần 78 năm. Mặc dù các khái niệm tổ ong, các kỹ thuật trải phổ, điều chế số và các công nghệ vô tuyến hiện đại khác đã được biết đến trước đây, dị
CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG CHUONG 1: GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG I SU PHAT TRIEN CUA THONG TIN DI DONG : Vô tuyến di động sử dụng gần 7§ năm Mặc đù khái niệm tổ ong, kỹ thuật trải phổ, điều chế số công nghệ vô tuyến đại khác đ- ược biết đến trước đây, dịch vụ điện thoại di động đến đầu năm 1960 xuất dạng sử dụng sửa đơi thích ứng hệ thống điều vận Các hệ thống điện thoại động tiện lượi dung lượng thấp so với hệ thống cuối hệ thống điện thoại tổ ong điều tần song công sử đụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo tần số (FDMA) xuất vào năm 1980 Cuối năm 1980 người ta nhận thấy hệ thống tô ong tương tự đáp ứng nhu cầu ngày tăng vào kỷ sau nêu không loại bỏ hạn chế có hữu hệ thống (1) Phân bổ tần số hạn chế, dung lượng thấp (2) Tiếng ồn khó chịu nhiễu xây máy động chuyển dịch môi trường pha đinh đa tia (3) Không đáp ứng dịch vụ hấp dẫn khách hàng (4) Không cho phép giảm đáng kể giá thành thiết bị động cươ sở hạ tầng (Š) Khơng đảm bảo tính bí mật gọi (6) Khơng tương thích hệ thống khác nhau, đặc biệt Châu Âu, làm cho thuê bao sử dụng máy di động nước khác Giải pháp để loại bỏ hạn chế phải chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin động với kỹ thuật đa truy nhập Hệ thống thông tin động số sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo thời gian (TDMA) giới đời Châu Âu có tên gọi SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG GSM GSM duoc phat triển từ năm 1982 nước Bắc Âu gửi đề nghị đến CEPT để quy định dịch vụ viễn thông chung châu Âu băng tần 900 MHz Năm 1985 hệ thống số định Tháng năm 1986 giải pháp TDMA băng hẹp lựa chọn Việt Nam hệ thống thông tin di động số GSM đ- ược đưa vào từ năm 1993 Ở Mỹ hệ thống AMPS tương tự sử dụng phương thức FDMA triển khai vào năm 1980, đề dung lượng phát sinh thi trường di động như: New York, Los Angeles Chicago Mỹ có chiến lược nâng cấp hệ thống thành hệ thống số: chuyến tới hệ thống TDMA ký hiệu IS- 54 Việc khảo sát khách hàng cho thấy chất lượng AMPS tốt hươn Rất nhiều hãng Mỹ lạnh nhạt với TDMA, AT &T hãng lớn sử dụng TDMA Hãng phát triển phiên mới: IS - 136, gọi AMPS số (D-AMPS) Nhưng không giống IS - 54, GSM đạt thành công Mỹ Các nhà nghiên cứu Mỹ tìm hệ thống thơng tin động số công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) Công nghệ sử dụng kỹ thuật trải phơ trước có ứng dụng chủ yếu quân Được thành lập vào năm 1985, Qualcom phát phiền công nghệ CDMA cho thông tin động nhận nhiều phát minh lĩnh vực Đến công nghệ trở thành công nghệ thống trị Bắc Mỹ, Qualcom đưa phiên CDMA gọi IS - 95 A Các mạng CDMA thương mại đưa vào khai thác Hàn Quốc Hồng Kông CDMA Chile, Trung mua đưa vào thử nghiệm Argentina, Brasil, Quốc, Germany, Irael, Peru, Philippins, Thailand va moi day Nhật Tổng công ty Bưu Viễn thơng Việt Nam có kế hoạch thử nghiệm CDMA Ở Nhật vào năm 1993 NTT đưa tiêu chuẩn thông tin di động số nước nay: JPD (Japannish personal Digital Cellular System) Song song với phát triển hệ thống thơng tin di động tơ ong nói trên, hệ thống thông tin di động hạn chế cho mạng nội hạt sử dụng máy cầm tay không dây số nghiên cứu phát triển Hai hệ thống điển hình cho loại SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG thong tin la: DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication) cua Chau Au va PHS (Personal Handy Phone System) cia Nhat đưa vao thuong mai Ngoài hệ thống thông tin động mặt đất, hệ thống thôg tin động vệ tinh: Global Star Iridtun đưa vào thương mại năm 1998 Hiện để đáp ứng nhu cầu ngày tăng khách hàng viễn thông dịch vụ viễn thông hệ thống thông tin di động tiến tới hệ thứ ba Hiện có hai tiêu chuẩn chấp thuận cho IMT-2000 la: W- CDMA CDMA2000 W-CDMA phát triển lên từ GSM hệ CDMA2000 phát triển lên từ IS-95 hệ Ở hệ hệ thống thơng tin động có xu hồ nhập thành tiêu chuẩn đuy có khả phục vụ tốc độ bít lên đến Mbit/s Để phân biệt với hệ thống thông tin di động băng hẹp hệ thống thông tin di động hệ thứ ba gọi hệ thống thông tin di động băng rộng Chúng ta chứng kiến phát triển mạnh mẽ công nghệ viễn thông, đặc biệt thông tin động truyền thông không dây Kỹ thuật đa truy nhập bùng nỗ Số lượng người sử đụng mạng di động tăng vọt Nhu cầu dịch vụ ngày đa dạng, đặc biệt dịch vụ số liệu, kết nối Internet multimedia Hệ thống thông tin động tế bào triển khai vào năm 1971 dùng kỹ thuật điều chế tương tự FM đái tần §50 MHz Tương ứng hệ thống AMPS Mỹ đời vào năm 1983 Đến đầu năm 90, hệ thông tin di động tế bào bao gồm hàng loạt hệ thống nhiều nước khác nhau: TACS, NMT, NAMPS Tuy nhiên hệ thống không thỏa mãn nhu cầu ngày tăng, trước hết nhu cầu dung lượng Mặt khác, việc tồn nhiều tiêu chuẩn khơng tương thích với làm cho liên lạc mạng khó khăn Những hạn chế đặt cho mang di động tế bào hệ thứ hai phải giải Mạng di động hệ thứ hai đời, sử dụng kỹ thuật số thay kỹ thuật tương tự hệ thứ Việc sử dụng công nghệ số giúp cho mạng hệ thứ hai bảo đảm chất lượng cao mơi trường nhiễu mạnh, có dung lượng SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG lớn hơn, hiệu suất sử đụng phố tần cao hơn, có nhiều dịch vụ Mạng thé hệ thứ hai phát triển mạnh mẽ, tiếng sử dụng nhiều mạng GSM với khoảng 600 triệu thuê bao toàn giới Hiện GSM tiêu chuẩn ứng đụng rộng khắp Nhưng nhu cầu người sử dụng ngày cao, hệ thống GSM cịn nhiều hạn chế Không hỗ trợ dịch vụ số liệu tốc độ cao, ứng đụng multimedia, dung lượng mạng thấp H CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP Hình 1.1 : Các phương pháp đa truy nhập Công nghệ viễn thông phát triển kéo theo nhu cầu sử dụng dịch vụ thông tin di động ngày tăng Số người sử dụng thông tin di động truyền thông không dây tăng vọt dẫn đến việc dùng chung, chia sẻ tài nguyên (các đường truyền vô tuyến vật lý) xu hướng tất yếu Việc nhiều người sử dụng chung đường truyền vơ tuyến gọi đa truy nhập Có ba phương pháp đa truy nhập sử dụng thông tin di động: da truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), theo thời gian (TDMA) theo mã (CDMA) SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG Đa truy cập theo phân chia tan so FDMA (Frequency Division Multiple Access) Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số - FDMA (Fequency Division Multiple Access) phương pháp đa truy nhập lâu đời thực thi rộng rãi Trong phương pháp này, băng tần toàn hệ thống bị chia thành nhiều phần nhỏ Hệ thống gán cho người sử dụng tần số khác nhau, kênh truyền tần số, có nghĩa người sử dụng có kênh truyền riêng Hệ thống phân biệt tín hiệu người sử dụng khác kênh tân số khác Điều làm cho hệ thống sử dụng phổ tần hiệu nhất, tiến hành gọi, không người sử dụng khác có thê chia sẻ kênh tần số Mỗi kênh hệ thống FDMA cặp tần số, tần số cao dành cho đường xuống, tần số thấp dành cho đường lên Đặc điểm hệ thống FDMA: - Một kênh FDMA mang kênh thoại thời điểm - - Khi kênh FDMA khơng sử dụng, tình trạng rỗi, khơng th bao khác chia sẻ, sử đụng kênh tần số - _ Cuộc gọi thu phát liên tục sau ẫn định kênh thoại - Băng thông kênh hẹp (30KHz), hệ thống FDMA hệ thống băng hẹp - Mức độ phức tạp FDMA thấp hệ thống khác - _ Do phân cách thuê bao tần số khác nhau, nên hệ thống cần thơng tin cho mục đích đồng - Dung lượng hệ thống nhỏ Tuy nhiên tăng dung lượng cách sử dụng băng tần hẹp thông qua cải tiến kỹ thuật điều chế - _ Sử dụng truyền song công hai hướng thu phát hoạt động lúc, dẫn đến tăng phí cho thiết bị SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG - _ Ảnh hưởng nhiễu đơi với hệ thơng rât cao Vì phải sử dụng nhiêu lọc tân sô Đa truy cập theo phần chia thời gian TDMA (Time Division Multfiple Access) Kỹ thuật đa truy nhập phan chia theo thoi gian - TDMA (time division multiple access) chia nhỏ băng tần thành nhiều kênh tần số khác Nhưng thời gian sử dụng kênh tần số chia thành nhiều khe thời gian nhỏ (ví dụ khe GSM) Vì vậy, nhiều người sử dụng chung tần số Khi sử dụng hết tất khe thời gian tần số người sử dụng cấp phát khe thời gian kênh tần số Điều làm tăng thêm hiệu sử dụng tần số hệ thống so với hệ thống FDMA Nhiều người sử dụng kênh tần số ấn định khe thời gian khác Mỗi người thu phát tín hiệu khe thời gian Mỗi kênh tần số với khe thời gian tạo thành kênh truyền bên hệ thống Trong TDMA, người sử dụng khơng truyền liên tục mà truyền khe thời gian nên hệ thống phải sử dụng tín hiệu số điều chế số Có hai dạng song cơng bên TDMA: song công theo tần số (FDD) song công theo thời gian (TDD) FDD sử dụng kênh có tần số khác cho truyền nhận Ngược lại, TDD, nửa thời gian dành cho thu nửa cịn lại dành cho việc phát tín hiệu Đặc điểm chỉnh hệ thông TDMA: - TDMA cho phép nhiéu ngudi sử dụng chung tần số, cách chia khoảng thời gian sử dụng tần số thành nhiều khe thời gian không chồng lap nhau, người sử dụng khe thời gian Số lượng khe tùy thuộc vào kỹ thuật điều chế, băng thông SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG - _ Việc truyền tín hiệu TDMA diễn khơng liên tục mà thành cụm nhỏ Vì vây, máy di động giảm bớt lượng tiêu hao cho việc thu phát tín hiệu, dẫn đến thời gian sử đụng acquy tăng lên - Trong khe thời gian rỗi, máy động đo đạc mức công suất trạm phát khác - _ TDMA cần nhiều thông tin cho trình đồng ban đầu hon FDMA chế độ truyền không liên tục chia khe thời gian - _ Có thể cấp phát băng tần theo yêu cầu thông qua việc ấn định nhiều kênh cho người sử dụng để tăng tốc độ dịch vụ Vì vậy, tốc độ dịch vụ có thê cải thiện Đa truy cập phan chia theo ma CDMA (Code Division Multiple Access) Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã — CDMA (code division multiple access) không phân chia nhỏ phổ tần, không chia thời gian thành khe, mà tất người sử dụng khác phép sử dụng toàn băng tần thời gian Hệ thống trải phố có khả chống lại nhiễu đa đường tăng dung lượng đa truy nhập Hiệu sử dụng băng tần cao có nhiều người sử dụng hệ thống Các đặc điểm CDMA: - Cho phép người dùng sử dụng toàn băng tần hệ thống thời gian - Mỗi người sử dụng có mã khác để phân biệt Mã sử dụng để mã hóa điều chế - _ Sử dụng hiệu phô tần hệ thống FDMA TDMA - _ Hệ thống có tính bảo mật cao - _ Cho phép cấp phát tài nguyên mềm đẻo Hỗ trợ nhiều loại địch vụ có tốc độ khác SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG HII.CÔNG NGHỆ CDMA Tổng quan : CDMA dựa công nghệ trải phô (SS — spread spectrum ),trong tín hiệu gốc ban đầu phát tín hiệu vơ tuyến có băng thông lớn so với băng thông tối thiểu ban đầu.Chúng ta nói tín hiệu ban đầu trải phơ Ngun tắc CDMA sử dụng chuỗi tín hiệu có tốc độ cao (gọi chuỗi giả ngẫu nhiên - PN — pseuđorandom noise) để chuyển đổi tin hiệu có băng hẹp ban đầu thành tín hiệu tương tự nhiễu có băng thơng rộng , đỉnh công suất bé phát Mỗi người sủ đụng sẻ có chuỗi tín hiệu PN khác gọi mã Mã sở mã hóa tín hiệu phân biệt người sử dụng với người sử đụng khác Ở máy thu sử dụng chuỗi mã ngẫu nhiên giống đầu phát để giải mã thu tín hiệu xác Đối với người sử dụng chuỗi mã tín hiệu thu máy thu tương tự tín hiệu nhiễu Vì hệ thống có tính bảo mật cao Trải phố theo kiểu CDMA trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS (direct sequence spread spectrum ) Ngoài phương pháp trải phổ trực tiếp (DSSS),kỹ thuật đa truy nhập dựa công nghệ trải phố số kỹ thuật khác gọi trải phố nhảy tần (FHSS — frequency hopping SS) va trai phé nhay thoi gian (THSS — time hopping SS )nhưng không đạt hiệu cao DSSS Hệ théng CDMA chi sir dung ky thuật trai phé DSSS Các hệ thống thông tin trải phổ : 2.1 Hệ thống DS/SS : Thực trải phơ băng cách nhân tín hiệu ngn với tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ tín hiệu (tốc độ chip ) cao nhiêu tôc độ bit luồng số phát SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG 2.2 Hệ thống FF/SS : Thực trải phố cách nháy tần số mang tập lớn tần số Mẫu nhảy tần có dạng giả ngẫu nhiên Tần số khoảng thời gian chíp giữ ngun kơng đổi.Tốc độ nhảy tần nhanh hay chậm Trong hệ thống nhảy tần nhanh, nhảy tần thực tần số cao tốc độ bit thông tin, ngược lại hệ thống nhảy tần chậm 2.3 Hệ thống TH/SS : Một khối bít số liệu nén phát ngắt quãng hay nhiều khe thời gian khung truyền có nhiều khe thời gian Một mẫu nhảy thời gian xác định khe thời gian sử dụng dé truyền dẫn khung Các đặc tính CDMA : 3.1 Tính đa dạng phân tập : Phân tập hình thức giảm fading Fading đa đường xảy hai hay nhiều đường tín hiệu kết hợp triệt tiêu lẫn Truyền dẫn băng hẹp bỉ ảnh hưởng tượng này,trong truyền dẫn băng rộng bị ảnh hưởng fading nhờ vào tính đa dạng phân tập Có hình thức phân tập : e Phân tập theo thời gian : đạt nhờ vào việc chèn mã,tách lỗi mã hóa sửa sai e Phan tap theo tân sô :nhờ vào việc mở rộng khả báo hiệu băng tân báo rộng fading liên hợp với tân sơ thường có ảnh hưởng đên băng tần báo hiệu ,tín hiệu băng rộng 1.25Mhz e Phân tập theo khoảng cách (theo đường truyễền) : cặp aten thu BS,bộ thu đa đường kết nối BS SVTH: NGUYEN QUOC TRONG CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG Phân tập dùng phương pháp đa đường (theo khoảng cách )là hình thức phân tập cao nhờ đặc tính có hệ thống CDMA thu phát đựa mã PN.Bộ điều khiển đa đường tách chuỗi PN nhờ sử dụng tương quan song song Máy di động dùng tương quan, trạm gốc dùng tương quan Máy di động có tương quan song song la thu - qt, đầu thu có khả nhận tín hiệu từ luồng khác nhau,chúng xét tín hiệu thu đườn, sau tơ hợp giải điều chế tất tín hiệu thu được.Fading xuất tín hiệuthu khơng có tương quan đường thu Vì vậy, tổng tín hiệu thu có dộ tin cậy cao Nhiều tách tương quan áp dụng cách đồng thời cho hệ thống thơng tin có hai trạm gốc BS để thực chuyển vùng mềm cho máy di động 3.2 Đặc tính tái sử dụng tần số chung : Tất BS tái sử dụng kênh băng rộng hệ thống CDMA Giao thoa tổng hợp máy động thu từ BS tổng giao thoa máy di động tế bào giao thoa từ máy động BS tế bào bên cạch Giao thoa tổng hợp từ tất máy di động nửa giao thoa tổng từ máy động khác BS Dùng anten không định hướng, hiệu sử dụng tần số 65% Nếu dùng anten định hướng (búp sóng 120) giao thoa trung bình giảm xuống cịn 1/3, dung lượng cung cấp hệ thống tăng lên xâp xỉ lân Tóm lại, việc sử dụng tần số chung không tất thuê bao thuê bao mà thuê bao tất tế bào khác Nguồn cung cấp cho thuê bao lượng thay thời gian tần số, việc điều khiển tạp âm phân phối kênh trở nên đơn giản Nhưng đồng thời, đề điều khiển công suất trở nên quan trọng SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 10 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG 3.3 Diéu khién cong suat : Hệ thống CDMA cung cấp chức điều khiển công suất chiều ( từ BS đến di động ngược lại ) để cung cấp hệ thống có dung lượng lưu lượng lớn, chất lượng dịch vụ cao lợi ích khác Muc đích điều khiển công suất phát máy di động điều khiển cho tín hiệu phát tất máy di động vùng phục vụ thu với độ nhạy rung bình thu BS Khi công suất phát tất máy di động vùng phục vụ điều khiến tổng cơng suất thu thu BS trở thành cơng suất trung bình nhiều máy di động Bộ thu BS chuyên tín hiệu thu từ máy di động tương ứng thành thông tin số băng hẹp Trong trường hợp tín hiệu máy di động khác cịn lại tín hiệu tạp âm băng rộng Thủ tục thu hẹp băng thông gọi độ lợi xử lý nhằm nâng cao tỷ số tín hiệu giao thoa (đB) từ giá trị âm lên đến mức đủ lớn phép hoạt động với lỗi bit chấp nhận Một mong muốn tối ưu lợi ích CDMA cách tăng số lượng đồng thời băng tần cho trước.Dung lượng hệ thống tối đa tín hiệu truyền máy di động thu BS có tỷ số tín hiệu nhiễu mức yêu cầu tối thiểu qua việc điều khiển công suât máy di động Hoạt động máy động bị giảm chất lượng tín hiệu máy di động mà BS thu yếu Nếu tín hiệu máy di động đủ mạnh hoạt động máy cải thiện nhiễu máy di động khác sử dụng kênh tăng lên làm cho chất lượng gọi thuê bao khác bị giảm dung lượng tối đa khơng giảm Việc đóng, mở mạch điều khiển công suất từ máy di động đến BS điều khiển công suất từ BS tới máy di động sử dụng hệ thống SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 11 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG CDMA hình Mạch mở điều khiển công suất từ máy động tới BS chức hoạt động máy di động Máy di động điều chỉnh công suất phát theo biến đổi công suất thu từ BS Máy di động đo mức công suất thu từ BS điều khiển công suất phát tỷ lệ nghịch với mức công suất đo Mạch mở đường điều khiển cơng suất làm cho tín hiệu phát tất cá máy di động thu với mức BS BS cung cấp chức mạch mở đường điều khiển công suất qua việc cung cấp cho máy di động số định cỡ cho Hằng số định cỡ liên quan chặt chẽ tới yếu tố tải tạp âm BS,độ tăng ích anten khuếch đại cơng suất Hằng số truyền từ BS tới máy động phần tin thông báo BS thực chức kích hoạt mạch đóng điều khiển cơng suất từ máy động tới BS Khi mạch đóng dẫn tới việc BS định cỡ công suất mạch mở xác định máy động cách tức thời để máy động giữ cơng suất phát tối ưu BS so sánh tín hiệu thu từ máy di động liên quan với giá trị ngưỡng biến đổi điều khiển công suất tăng hay giám sau khoảng thời gian 1.25ms đạt kết Việc định cỡ giá trị mạch đóng để bù cho giá trị xác định mạch mở mà mạch mở bù độ tăng ích chấp nhận suy hao truyền dẫn đường đến BS máy di động BS cung cấp việc điều khiển công suất từ BS tới máy di động nhờ việc qui định công suất tương ứng với công suất đo máy di động Muc đích việc điều khiển giảm công suất phát máy di động vị trí tương đối gần BS, làm cho fading đa đường thấp giảm giao thoa BS khác Do đó, cơng suất cung cấp thêm vúng thu tín hiệu gián đoạn máy di động xa có tỉ lệ lỗi cao SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 12 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG 3.4 Chuyén vùng mềm: Việc chuyến giao gọi thơng qua trình tự :BS ban đầu, hai BS, BS Lược đồ làm tối thiểu hóa gián đoạn gọi làm cho người sử đụng không nhậ trạng thái chuyển vùng mềm Do đó, hệ thống analog hệ thống TDMA số chấp nhận hình thức chuyên mạch “cắt trước nối “ chuyển vùng mềm hệ thống CDMA chấp nhận hình thức chuyên mạch “nối trước cắt “ Sau gọi thiết lập máy di động tiếp tục tìm tín hiệu BS bên cạnh để so sánh cường độ tín hiệu bên cạnh với cường độ tín hiệu sử dụng Nếu cường độ tín hiệu đạt đến mức định có nghĩa máy động di chuyển sang vùng phục vụ BS trạng thái chuyển vùng mềm có thê bắt đầu Máy di động chuyển tin điều khiển tới trung tâm chuyên mạch di động dé thơng báo cường độ tín hiệu số liệu trạm gốc Sau đó, trung tâm chuyển mạch di động thiết lập đường nối máy di động trạm gốc trình chuyển vùng mềm giữ đường kết nỗi ban đâu Trong trường hợp máy di động vùng chuyển đổi hai tram ốc gọi thực hai trạm gốc cho chuyển vùng mềm thực mà khơng có tượng “ping- pong” chúng Trạm gốc ban đầu cắt đường kết nối gọi việc kết nối goi voi tram gốc thưc thành công 3.5 Công suất phát thấp: Việc giảm tisốE/N (tương ứng với tỉ số tín hiệu nhiễu ) chấp nhận không làm tăng dung lượng hệ thống mà cịn giảm cơng suất phát yêu cầu khắc phục tạp âm can nhiễu Sự giảm nghĩa giảm công suất phát yêu cầu máy động Nó làm giảm giá thành cho phép hoạt động vùng rộng lớn với công suất phát thấp so với hệ thơng analog hay TDMA có cơng suất tương SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 13 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG tự Hơn nữa, việc giảm công suât phát yêu câu làm tắng phục vụ làm giảm sô lượng trạm gôc yêu câu so với hệ thông khác Điều khiển công suất hệ thống CDMA làm giảm công suất phát trung bình Trong đa số trường hợp mơi trường truyền dẫn thuận lợi CDMA Trong hệ thống băng hẹp cơng suất phát cao ln yêu cầu để khắc phục Fading tạo theo thời gian Trong hệ thống CDMA cơng suất trung bình giảm u cầu cơng suất lớn phát có điều khiển cơng suất cơng suất phát tăng có fading 3.6 Dung lượng mềm : Khái niệm tái sử dụng tần số hệ thống tơ ong cho phép có mức độ giao thoa định để mở rộng dung lượng hệ thống cách có điều khiển Do CDMA có đặc tính gạt giao thoa cách nên có thê thực việc điều khiển giao thoa hiệu hệ thống FDMA TDMA Thực tế CDMA xuất phát từ hệ thống chống nhiễu quân đội.Do hệ thống điều chế băng hẹp yêu cầu tỉ số sóng mang nhiễu vào khoảng 18 dB nên nhiều hạn chế theo quan điểm hiệu qua sử đụng tái sử đụng tần số Trong hệ thống kênh sử dụng cho BS không phép sử dụng cho BS khác Nói cách khác hệ thống CDMA kênh tần rong sử dụng chung tất BS Hiệu việc tái sử dụng tần số CDMA xác định tỉ số tín hiệu nhiễu tạo không từ môt BS mà tất người sử dụng vùng phuc vụ Do số lượng lớn người sử dụng xem xét số liệu thống kê tất người sử dụng lớn quan trọng Do đó, số lượng thấp chấp nhận giao thoa tổng cộng kênh tính việc nhân cơng suất thu trung bình tất người sử dụng với số lượng người sử dụng Nếu tỉ số cơng suất tín hiệu thu cường độ công suất tạp âm trung SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 14 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG bình mà lớn ngưỡng kênh cung cấp chất lượng tín hiệu tốt Nói cách khác giao thoa CDMA TDMA tuân theo quy luật số lượng nhỏ tỉ lệ thời gian khơng đạt chất lượng tín hiệu dự định xác định trường hợp xấu Các tham số xác định dung lượng hệ thống tơ ong số CDMA bao gồm: độ lợi xử lý, tỉ số E/N ( bao gồm giới hạn fading yéu cau), chu kì cơng suất thoại, hiệu q tái sử đụng tần số số lượng búp sóng anten BS Hơn nữa, nhiều kênh thoại cung cấp hệ thống CDMA có tỉ lệ gọi bị chặn hiệu trung kế tăng lên nhiều dịch vụ thuê bao cung cấp kênh Hiện EFCC ( ủy ban thông tin liên bang Mỹ ) ấn định phổ tần số 25 Mhz cho hệ thống tổ ong, hệ thống phân bố đồng cho công ty viễn thông theo vùng Dải phố phân phối lại ô phép sử dụng lớn 57 kênh EM analog cho BS bup sóng Do đó, thuê bao thứ 58 khơng phép có gọi lưu lượng bị nghẽn Khi chí kênh khơng phép thêm vào hệ thống dung lượng giảm khoảng 35% đo trang thái tắc gọi Nói cách khác hệ thống CDMA quan linh hoạt số lượng người có mối liên sử dụng loại dịch vụ Ví dụ, người sử dụng hệ thống làm tăng tổng số kênh đa số thời gian liên tục đưa đến việc tăng lỗi bit Chức làm tránh việc tắc gọi tắc nghẽn kênh trạng thái chuyển vùng Trong hệ thống analog hệ thống TDMA số gọi ấn định đường truyền luân phiên tắc gọi xảy trường hợp tắc nghẽn kênh trạng thái chuyển vùng Nhưng hệ thống CDMA thỏa mãn gọi thêm nhờ vào việc tăng tỉ lệ lỗi bit gọi khác hoàn thành SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 15 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG Tuong tu, thống CDMA sử dụng lớp dịch vụ dé cung cap dich vu chất lượng cao phụ thuộc vào giá thành dịch vụ ấn định công suất ( dung lượng ) cho người sử dụng dịch vụ lớp cao Có thể cung cấp thứ tự ưu tiên cao đối dịch vụ chuyển vùng người sử dụng lớp dịch vụ cao so với người sử dụng thông thường 3.7 Bảo mật gọi : Hệ thống CDMA cung cấp chức bảo mật gọi mức độ cao tạo xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìm kiếm sử dụng bất hợp pháp kênh RF khó khăn hệ thống tổ ong số CDMA tín hiệu CDMA nghệ CDMA trộn (scrambling) Về cơng cung cấp khả bảo mật gọi khả bảo vệ khác 3.8 Giá trị E/N thấp bảo vệ lỗi : E/N 1a ti s6 cua lượng bit mật độ phổ công suất tạp âm, giá trị tiêu chuẩn để so sánh hiệu suất phương pháp điều chê mã hóa sơ Khái niệm E/N tương tự tỉ số sóng mang tạp âm phương pháp FM analog Do độ rộng kênh băng tần rộng sử dụng mà hệ thống CDMA cung cấp hiệu suất độ dư mã sửa sai cao Nói cách khác độ rộng kênh bị giới hạn hệ thống điều chế số băng tần hẹp, mã sửa sai có hiệu suất độ dư thấp phép sử dụng cho giá trị E/N cao giá trị mà CDMA yêu cầu Mã sửa sai trước sử dụng hệ thống CDMA với giải điều chế số hiệu suất cao Có thể tăng dung lượng giảm công suất yêu cầu với máy phát nhờ giảm E/N 3.9 Tách tín hiệu thoại : Trong thơng tin hai chiều song cơng tổng qt tỉ số chiếm dụng tải tín hiệu thoại khơng lớn khoảng 35% Trong trường hợp không SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 16 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG có tín hiệu thoại hệ thống TDMA FDMA khó áp dụng yếu tố tích cực thoại trễ thời gian định vị lại kênh tải Nhưng tốc độ truyền dẫn số liệu giảm khơng có tín hiệu thoại hệ thống CDMA nên giao thoa người sử dụng khác giảm cách đáng kể Dung lượng hệ thống CDMA tăng khoảng lần suy giảm truyền dẫn trung bình máy động giám khoảng 1⁄2 dung lượng xác định theo mức giao thoa người sử dụng khác Ưu điểm CDMA : 4.1 Dung lượng tắng cao : Dung lượng hệ thống CDMA cao 8-10 lần dung lượng hệ thống tương tự AMPS, hay 4-5 lần dung lượng hệ thống GSM Hệ thống CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ đuy nhất, nhiều người sử dụng chia sẻ băng tần, mà không cần phải sử dụng chung theo kiểu phân chia theo thời gian Vì vậy, hệ thống CDMA xử lý lúc nhiều người dùng hệ thống GSM Hệ thống CDMA hệ thống có dung lượng mềm Dung lượng phụ thuộc vào ngưỡng nhiễu hệ thống để trì hệ số chất lượng lượng Nghĩa là, dung lượng hệ thống CDMA bị hạn chế yêu cầu chất lượng dịch vu 4.2 Cái thiện chất lượng gọi : e Hệ thống CDMA có chất lượng âm tốt ổn định e Hệ thống CDMA sử dụng điều khiển công suất nhanh xác Trạm gốc gửi lệnh điều khiển công suất phát đến máy động hoạt động , giảm bớt công suất phát máy động gần tăng công suất máy xa Điều làm cho mức nhiễu giao thoa băng tần trở nên phẳng mức công suất tổng cộng SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 17 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG giảm bớt Các nhiễu có cơng suất q lớn bị triệt tiêu Trong nhiễu phẳng này, trạm dễ dàng lọc thơng tin dành riêng Tỷ lệ rớt gọi giảm thiểu hệ thống CDMA khả hoạt động băng tần sector Các gọi chuyên giao “mềm” máy động di chuyển từ vùng sang vùng khác Các má hóa, giải mã thoại CDMA sử dụng kỹ thuật cải tiến Chúng truyền thông tin cần thiết bỏ qua tiếng ồn khác Thông tin thoại nén tốt bỏ qua khoảng lặng 4.3 Đơn giản hóa quy hoạch hệ thống : Hệ thống CDMA sử dụng băng tần cho tất cell Điều đơn giản hóa q trình quy hoạch thiết kế hệ thống Ở hệ thống khác (tương tự hay GSM ), toàn băng tần chia thành đoạn chia nhỏ khác cell cận kề phải sử dụng khoảng tần số khác nhằm tránh nhiễu Hệ thống cần phải quy hoạch tần số cân thận thay đổi hệ thống phải xem xét đề quy hoạch tần số Hệ thống CDMA không gặp phải tốn khó quy hoạch tần số, cell sử đụng băng tân 4.4 Tăng cường bảo mật : Bảo mật CDMA đảm bảo nhờ vào cách thức làm việc hệ thống Mỗi gọi trải toàn độ rộng băng thông (1.25 MHz hay cao ), cao nhiều so với băng thông cần thiết cho gọi Các bit thông tin thực trộn lẫn với chuỗi mã, trạm gdc trạm di động có thê hiéu va tach thơng tin hữu ích Đơi SVTH: NGUN QUỐC TRỌNG 18 CHUONG : GIOI THIEU VE HE THONG THONG TIN DI DONG với máy thu trộm, khơng có chuỗi mã này, tín hiệu thu tựa tín hiệu nhiễu Mục tiêu phát triển ban đầu kỹ thuật CDMA quân lý bao mat 4.5 Vùng phú sóng : e Trong hệ thống CDMA, cell có vùng phủ sóng Do vậy, tồn hệ thống cần trạm hệ thống thông thường e Vùng phủ cell tăng cường CDMA áp dụng kỹ thuật điều khiển cơng suất nhanh xác Điều thu từ việc tất cell dùng chung băng tần, nên nhiễu giảm bớt 4.6 Tiết kiệm lượng : e Cùng với chức điêu khiên cơng st, có chức khác làm cho thời gian thoại máy di động kéo dài e_ Mỗi máy di động phát thông tin cần thiết Nó tổ chức phát thơng tin theo cụm ngắn, tắt thời gian lại Trong thời gian chờ, hệ thống có kênh đặc biệt giúp cho máy di động không phái lắng nghe liên tục kênh tìm gọi Điều giúp tiết kệm pin máy di động e© Các sơ đồ nén thoại tốt, tốc độ thông tin đầu biến đổi Số lượng bĩt thông tin giảm làm cho thời gian máy di động phát thông tin giảm, dẫn đến lượng cần sử đụng giám 4.7 Cấp phát tài ngun mềm dêo : e_ Tồn băng thơng hệ thống, khơng gian mã tài ngun dùng chung hệ thống Tài nguyên hệ thống cấp phát động, tùy thuộc vào yêu cầu dịch vụ Khi người dùng không cần tài nguyên nữa, trả lại cho hệ thống dành cho người dùng khác Do vậy, hệ thống hỗ trợ nhiều loại dich vụ có tốc độ khác (thoại, số liệu, fax, ) SVTH: NGUYÊN QUỐC TRỌNG 19 ... thống thông tin động có xu hồ nhập thành tiêu chuẩn đuy có khả phục vụ tốc độ bít lên đến Mbit/s Để phân biệt với hệ thống thông tin di động băng hẹp hệ thống thông tin di động hệ thứ ba gọi hệ thống. .. chuẩn thông tin di động số nước nay: JPD (Japannish personal Digital Cellular System) Song song với phát triển hệ thống thông tin di động tơ ong nói trên, hệ thống thơng tin di động hạn chế cho... Ngồi hệ thống thơng tin động mặt đất, hệ thống thôg tin động vệ tinh: Global Star Iridtun đưa vào thương mại năm 1998 Hiện để đáp ứng nhu cầu ngày tăng khách hàng viễn thông dịch vụ viễn thông hệ