bctn tham khao
TRANSCRIPT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCMKHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
Đề tài: TÌM HIỂU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG DS CDMA
GVHD: Nguyễn Ngô LâmSVTH : Lê Thị Kim Ngân
• I. Cơ sở thông tin di động
• II. Hệ thống thông tin di động DS CDMA
• III. Tiến trình phát triển từ 2G lên 3G
• IV. Cấu trúc mạng WCDMA
• V. Cấu trúc mạng CDMA 2000
• VI. Mô phỏng và kết quả mô phỏng
• VII. Kết luận
NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH
• Các kỹ thuật đa truy nhập
• So sánh các kỹ thuật đa truy nhập
• Nguyên lý trải phổ
• Các phương pháp trải phổ
• Phương pháp trải phổ trực tiếp
CƠ SỞ THÔNG TIN DI ĐỘNG
So sánh các kỹ thuật đa truy nhập
CƠ SỞ THÔNG TIN DI ĐỘNG (tt)
FDMA TDMA CDMA
Ưu điểm
•Đơn giản, dễ thực hiện. •Không cần đồng bộ user. •Tín hiệu truyền liên tục, ít trễ.
•Hiệu quả cao. •Linh hoạt trong việc thay đổi kênh. •Không nhiễu xuyên kênh.
•Chịu được nhiễu và méo •Bảo mật tiếng nói cao.•Mật độ phổ công suất thấp.
Nhược điểm
•Thiếu linh hoạt.•Hiệu quả sử dụng băng tần thấp.•Dễ bị nhiễu xuyên kênh.•Chi phí trạm gốc quá cao.
•Phần cứng phức tạp.•Công suất phát trạm mặt đất cao. Cần đồng bộ khe và khung.
•Mã hóa và giải mã phức tạp.•Xử lý phần cứng phức tạp.•Đồng bộ mã PN khó.
CƠ SỞ THÔNG TIN DI ĐỘNG (tt)
Các phương pháp trải phổ
• Phương pháp trải phổ trực tiếp
• Phương pháp trải phổ nhảy tần
• Phương pháp trải phổ nhảy thời gian
• Phương pháp kết hợp giữa trải phổ trực tiếp và trải phổ nhảy tần
CƠ SỞ THÔNG TIN DI ĐỘNG (tt)
Phương pháp trải phổ trực tiếp
Điều chế
Dữ liệu vào b(t)
Trả
i phổ
Chuổi PN
t
f
E
E
f
c(t)
b(t)*c(t)
CƠ SỞ THÔNG TIN DI ĐỘNG (tt)
Phương pháp giải trải phổGiả sử chúng ta biết được mã chuỗi PN của bộ phát
Tín hiệu nhận
Tín hiệu sau khi giải trải phổ
Chuỗi PN
Tách sóng
E
f
E
f
T
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS.CDMA
• Các chuỗi PN
• Hệ thống DS CDMA sử dụng BPSK
• Mô hình hệ thống DS CDMA dùng cho nhiều user
• Ảnh hưởng của nhiễu và fading Rayleigh
HỆ THỐNG TTDĐ DS.CDMA (tt)
Các chuỗi PN• Chuỗi m
S1S1 S2S2 S3S3 Sm-1Sm-1 SmSm
G0 G1 G2 G3 Gm-1 Gm
out
x0 x1 x2 x3 xm-1 xm
• Đa thức sinh: G(x) = gmxm + gm-1xm-1 + g1x1 + g0
HỆ THỐNG TTDĐ DS.CDMA (tt)
Các chuỗi PN• Đặc tính tương quan chéo của chuỗi m
• Đa thức sinh: G(x) = x5 + x2 + 1
-60 -40 -20 0 20 40 60
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1Autocorrelation of a m-sequence with length124
time offset
Auto
correlation function
HỆ THỐNG TTDĐ DS.CDMA (tt)
Các chuỗi PN• Chuỗi Gold
G(u,v) = {u, v, u ⊕ v, u ⊕ Tv, u ⊕ T2v, ….,u ⊕T (m+1) v}
với T là chu kỳ của thanh ghi dịch
• Trong đó, chỉ có N + 2 chuỗi chu kỳ N có tính tương
quan chéo tốt tại một trong 3 giá trị: -t(m), -1, t(m)-2
với m lẻ
t(m) =
m chẵn
++
+
+
2/)2(
2/)1(
21
21n
n
HỆ THỐNG TTDĐ DS.CDMA (tt)
Sơ đồ khối hệ thống DS-SS/BPSK
s(t) =A* b(t)*c(t)*cos(2πfct + φ) s’(t) =A* b(t-td)*c(t-td)*cos(2πfct + φ’)+n(t)
b’(t) = ±AT/2
HỆ THỐNG TTDĐ DS.CDMA (tt)
Khối phát hệ thống DS-SS/BPSK gồm k user
s’(t) = ∑Ak*bk(t)*ck (t)*cos(2Пfct+Ф) + n(t)
s(t)
b1(t)
c1(t)
b2(t)
c2(t)
bk(t)
ck(t)
.
.
.
+ +
Nhiễu
Điều chế BPSK
Điều chế BPSK
Điều chế BPSK
Điều chế BPSK
Điều chế BPSK
Điều chế BPSK
s’(t)
HỆ THỐNG TTDĐ DS.CDMA (tt)
Khối thu hệ thống DS-SS/BPSK gồm k user
yk = Ak*bk+
b1’(t)
b2’(t)
bk’(t)
So sánhSo
sánh t =iT c1(t)
t =iT c2(t)
t =iT ck(t)
. . .
. . .
. . .
. . .
s’(t)
fc
fc
fc
So sánh
So sánh
Tíchphân
Tích phân
Tích phân
y1
y2
yk
∑≠
K
kjjjbA
∫T
jk dttctc0
)()(∑≠
K
kjjjbA ∫+
T
k dttntc0
)()(
HỆ THỐNG TTDĐ DS.CDMA (tt)
Ảnh hưởng của nhiễu và fading
. Ảnh hưởng của nhiễu Gaussian
. Ảnh hưởng của fading Rayleigh
. Ảnh hưởng của nhiễu MAI
CẤU TRÚC MẠNG WCDMA
• Mô hình khái niệm
• Cấu trúc quản lý tài nguyên
• Cấu trúc dịch vụ
• Mô hình cấu trúc
• Các kênh mạng
CẤU TRÚC MẠNG WCDMA
Cấu trúc kênh• Các kênh logic
– Nhóm kênh điều khiển– Nhóm kênh lưu lượng
• Các kênh truyền dẫn– Nhóm kênh truyền dẫn chung– Nhóm kênh truyền dẫn dành riêng
• Các kênh vật lý– Nhóm kênh vật lý đường lên– Nhóm kênh vật lý đường xuống
CẤU TRÚC MẠNG CDMA 2000
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSC
BSC
SMC-SCSMC-SC HLRHLR
MSC
Mạng điện thoại công cộng
… ……… ……
Bộ định tuyến
Tường lửa
PDSN
AAA
Máy chủ thường trú
… ……… ……
Bộ định tuyến
Internet
Mạng dữ liệu công cộng/riêng
MSC
BTS
BSC
… ……… ……
Bộ định tuyến
CẤU TRÚC MẠNG CDMA 2000 (tt)
Lớp báohiệu kênh
IS-95
Lớp báo hiệulớp cao
CDMA-2000
Lớp báohiệu lớpcao khác
Dịch vụsố liệu
gói
Các dịchvụ tiếng
Dịch vụsố liệumạch
Lớp 2báo hiệu
IS-95
Lớp 2 báohiệu CDMA
2000
Lớp 2báo hiệu
khác
Lớp 2 số liệu gói
Lớp 2 rỗng Lớp 2 sốliệu kênh
PLICF cho trường hợp MAC1PLICF cho trường hợp MAC2(chẳng hạn: dịch vụ số liệu gói
hoặc kênh)
PLICF đặc thù cho trường hợp MAC1
PLICF đặc thù cho trường hợp MAC1
Lớp con QoS và ghép kênh PLICF
Lớp vật lý CDMA-2000
Các lớp cao
Các lớp cao
OSI(3-7)
Lớp 2 OSI
Các lớp
đoạn nối
MAC
Lớp 1 OSI lớp vật lý
Cấu trúc các lớp của CDMA 2000
CẤU TRÚC MẠNG CDMA 2000
Các kênh lớp vật lý
Trạm gốc
Thuê bao di động
Hoa tiêu bổ trợ riêng (F-DAPICH)
Kênh ấn định chung (F-CACH)
Hoa tiêu (F-PICH)
Tìm gọi (F-PCH)
Đồng bộ (F-SYNC)
Cơ sở (F-FCH)
Bổ xung (F-SCH)
Tìm gọi nhanh (F-QPCH)
Mã bổ xung (F-SCCH)
Quảng bá (F-BCH)
Điều khiển CS chung (F-CPCCH)
Hoa tiêu phân tập phát (F-TDPICH)
Hoa tiêu PTphát bổ trợ(F-ATDPICH)
Điều khiển chung (F-CCCH)
Điều khiển riêng (F-DCCH)
Trạm gốc
Thuê bao di động
Hoa tiêu (F-PICH)
Cơ sở (R-FCH)
Bổ xung (R-SCH)
Mã bổ xung (R-SCCH)
Điều khiển chung (R-CCCH)
Truy nhập (R-ACH)
Điều khiển riêng (R-DCCH)
Truy nhập mở rộng (R-EACH)
CẤU TRÚC MẠNG CDMA 2000
Các kênh đường xuống Kênh CDMA đường
xuống đối với tốc độ trải phổ 1 và 3 (SR1 và SR3)
Kênh CDMA đường xuống đối với tốc độ trải phổ 1 và 3 (SR1 và SR3)
Kênh ấnđịnh chungKênh ấn
định chungKênh điều khiển công suất chungKênh điều khiển công suất chung
Kênh hoa tiêu
Kênh hoa tiêu
Kênh điều khiển chungKênh điều
khiển chungKênh
đồng bộKênh
đồng bộKênh lưu
lượngKênh lưu
lượngKênh
quảng báKênh
quảng báKênh tìm gọi SR1
Kênh tìm gọi SR1
Kênh tìm gọi nhanhKênh tìm gọi nhanh
Kênh hoa tiêu đường xuốngKênh hoa tiêu đường xuống
Kênh hoa tiêu phân tập phátKênh hoa tiêu phân tập phát
Kênh hoa tiêu phụ
Kênh hoa tiêu phụ
Kênh hoa tiêu phân tập phát phụ
Kênh hoa tiêu phân tập phát phụ
0-1 kênh điều khiển dành riêng
0-1 kênh điều khiển dành riêng
0-1kênh cơ bản
0-1kênh cơ bản
Kênh con điều khiển công suấtKênh con điều khiển công suất
0-7 các kênh mã bổ sung (RC1,2)
0-7 các kênh mã bổ sung (RC1,2)
0-2 các kênh mã bổ sung (RC3,9)
0-2 các kênh mã bổ sung (RC3,9)
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
Lưu đồ chương trìnhBắt đầu
Tạo chuổi mcho user i
ChọnNo
Trải phổYes
Tạo chuổi Goldcho user i
Tạo tín hiệu vàocho user i
Tạo sóng mang
Điều chế BPSK cho useri
Cộng các user
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
Lưu đồ chương trình (tt)
Tách sóng
Vẽ đường BER Vẽ nhiễu MAI
Kết thúc
Giải trải phổ
Giải điều chếKênh truyền - Không nhiễu - Có nhiễu Gaussian - Nhiễu Gaussian và Rayleigh fadinh