Страница 1 от 6

София 1635, ул. Монтевидео 21

ДЕПАРТАМЕНТ ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИ

Тел.: 811-06-09

ЗАДАЧА № 1ПО КУРС ТСМВ 618 ПРАКТИКА ПО CDMA СИСТЕМИ ЗА КОМУНИКАЦИИ

Дата на задаване: 18 . 04 .200 7 г.

Дата на предаване: до края на семестъра .

Фак. № F21127

Име: Калин Диков

1. ОБЯСНЕТЕ ТЕХНИКИТЕ ЗА МНОЖЕСТВЕН ДОСТЪП FDMA, TDMA И CDMA. КОМЕНТИРАЙТЕ

ПРЕДИМСТВАТА И НЕДОСТАТЪЦИТЕ ИМ.

2. ОБЯСНЕТЕ ПРИНЦИПА НА DS И FH SPREAD SPECTRUM ТЕХНИКИТЕ ЗА КОМУНИКАЦИОННИ

СИСТЕМИ.

3. ОБЯСНЕТЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕТО НА ПРОГРАМИРУЕМИЯ ЧЕСТОТЕН СИНТЕЗАТОР В FHSS СИСТЕМА ЗА

КОМУНИКАЦИИ.

4. ОБЯСНЕТЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕТО НА PN ПОСЛЕДОВАТЕЛНОСТИТЕ В DSSS СИСТЕМА ЗА

КОМУНИКАЦИИ.

5. ЗА ЗАДАДЕНИЯ СИГНАЛ НА ДАННИТЕ И ИЗБРАН ОТ ВАС PN СИГНАЛ ОПРЕДЕЛЕТЕ SS СИГНАЛА.

ДАННИ

t

PN СИГНАЛ

t

SS СИГНАЛ

t

Страница 2 от 6

1.

TDMA – Time Division Multiple Access (по време, TDD)

FDMA – Frequency Division Multiple Access (по честота, FDD)

CDMA – Code Division Multiple Access (по код, пакетно базиран, ефикасен)

TDMA:

• Rx 869-894MHz Tx 824-849MHz

• Широчина 832 канала през 30kHz (3ма потребителя на канал)

• DQPSK модулация на сигнала

• 48.6kbps скорост

• Ползва се в Цифровите Системи за Клетъчни Мобилни Телефони (Digital AMPS)

• Дуплексиране по време (TDD)

• Различна скорост на предаване и приемане (не е фиксирана)

• Не се нуждае резервиране на честотата

• Не се нуждае от прецизни филтри между каналите

• За базовите или мобилни станции е по-лесно да инициират или прекъсват връзките

• По-дълъг живот на батерията

• Инсталацията на TDMA апаратурата спестява място и поддръжка в базовата станция

• Най-ефективната технология откъм цена, за upgrade от аналогова към цифрова система

Страница 3 от 6

FDMA:

• Rx 869-894MHz Tx 824-849MHz

• Широчина 832 канала през 30kHz (3-ма потребителя на канал)

• DQPSK модулация

• 48.6kbps скорост

• Ползва се в Аналоговите Клетъчни Телефонни Системи (AMPS)

• Честотно дуплексиране (FDD)

• Ако каналът не се ползва той стои празен

• Широчината на канала е относително тясна (30kHz)

• Прост алгоритъм и от гледна точна на хардуер

• Неефективен, когато броят на станциите е малък също трафикът е постоянна константа

• Може да се постигне увеличаване на капацитета чрез намаляване на скоростта с която се предава информацията и съответното използване на цифрова кодировка

• Не се нуждае от мрежово синхронизиране по време

• Няма ограничение, относно типа базова честота или тупа модулация

CDMA:

• Rx 869-894MHz Tx 824-849MHz

• 20 1250kHz Широчина канала през отстояние (798 )потребителя на канал

• QPSK/( ) OQPSK Офсетна модулация

• 1.2288Mbps скорост

• 800 1900MhzОперира на и

• Много потребители на CDMA ползват една и съща честота, може да се

ползва TDD както и FDD

• Няма абсолютен лимит на броя потребители в системата

• Лесно включване на нови потребители

• Невъзможно (или до голяма степен трудно) за хакери да дешифрират кода който се ползва

• По-добро качество на сигнала

• Разговорът не прекъсва когато се сменят клетките

Страница 4 от 6

2.

DS (Директна последователност, Direct Sequence) - при този метод на спектрално разпръскване (Spread Spectrum, DSSS) всяка единица данни (бит) се разделя на няколко части, наричани чипове. На всеки чип се присвоява динамично определена носеща честота и всички те се излъчват едновременно. По този начин за всеки бит информация се излъчва различна спектрална комбинация от чипове. На свой ред приемника събира енергията на отделните чипове и декодира състоянието на бита. Този метод се отличава от системите на скачаща честота, при които във всеки определен момент се излъчва само една честота.

FH (Скачаща честота, Frequency Hopping) – периодична промяна на честотата, метод със скачаща честота познат като FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) има по-лоши технически показатели от представеният по-горе. При него сигналът се излъчва върху една честота за определено време (от десетки милисекунди до няколко секунди), след което предавателят и приемникът се пренастройват синхронно на нова честота и т.н. Този принцип има два съществени недостатъка:

• пълната мощност на крайното стъпало е съсредоточена в тясна честотна лента, което прави комуникацията наблюдаема и създава смущения;

• ако в приетия сигнал има смущение, или на някоя от честотите в работния диапазон има друго излъчване, синхронизацията на предавателя с приемника се нарушава и връзката временно се разпада. По тази причина устройствата на този принцип се нуждаят от по-високо ниво на сигнала и типичната им мощност е 3-5 W.

DSSS се нуждае от много по-мощен DSP процесор, отколкото FHSS и поради тази причина консумацията на енергия а и сложността на устройството ползващо FHSS е много по-малка. Причината FHSS като цяло да бъде по-бавен е защото FSK ползва (на мястото на QPSK при DSSS) честотен синтезатор за да “прескача” честотите и ако се нуждаем от по-голямо спектрално разпръскване синтезаторът трябва да бъде изключително бърз, което оскъпява технологията.

3.

Честотният синтезатор се използва в FHSS системите, като се захранва от псевдослучайни (псевдо-шумови) последователности числа (от PN генератор, който може да е вграден в него), което го кара да „прескача“ различни честоти в даден момент и това води до разширяването спектъра на излъчвания сигнал. Същия принцип се прилага и при приемащото устройство.

Страница 5 от 6

4.

PN – псевдо-шумова (pseudo-noise) последователност. Такава последователност се използва като тактова последователност, както е показано на фиг. 1. Битовете от двоичната последователност се наричат чипове (chips) в PN последователността. Тактовата скорост се измерва в чип за секунда (c/s).

Фиг. 1 PN двоична последователност. Един елемент от нея се нарича чип.

Псевдо-шумовата (PN) последователност притежава много от свойствата на широколентовия шум и тя се нарича още превдослучайна. Ако предварително направим копие на последователността, съхранено в приемника, случайните изменения на фазата може да бъдат предсказани и тогава модулацията е псевдослучайна.

PN последователността служи за разширяване на спектъра. Данните се модулират върху носеща по познатия досега начин. За яснота приемаме, че етапа на модулиране на данните е отделен от етапа за модулиране на кода. Носещата, използвана за модулиране на данните, е означена с A.cos[ωt + φ(t)], където φ(t) е фазата. Този сигнал минава през балансен модулатор, използван за кодова модулация, където носещата се умножава с PN последователността. Представяме PN последователността с PPN(t) и сигнала на изхода на балансния модулатор има вида

eT = PPN(t) A.cos[ωt + φ(t)]

В приемника този сигнал се умножава със съхраненото там копие на PPN(t). При точна синхронизация между предадения и приетия код, сигнала на изхода на балансния модулатор в приемника има вида:

eR = P2PN(t) A.cos[ωt + φ(t)]

Страница 6 от 6

Тъй като PPN(t) е двоичен сигнал и P2PN(t) = 1, изходният сигнал приема вида:

eR = A.cos[ωt + φ(t)]

Модулираните данни могат да бъдат възстановени по известния досега начин.Може да се види, че ако приетият и предаденият код не съвпадат поради неточна синхронизация или поради използването на грешен код от приемника, условието P2

PN(t) = 1 няма да бъде изпълнено и случайната фазова модулация ще доведе до промяна на данните.

5.