PHẦN A GIỚI THIỆU Đồ án tốt nghiệp Trang ii LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Việt Hùng, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn và đƣa ra một phƣơng pháp làm việc khoa học để đồ án tốt nghiệp hoàn thành đúng thời hạn.Đồng thời em cũng xin cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Điện –Điện Tử trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong quá trình học tập tại trƣờng. Để quyển luận văn này hoàn thành còn có sự hỗ trợ và đóng góp không nhỏ từ phía gia đình và tất cả bè bạn cả về phƣơng diện vật chất lẫn tinh thần. Em vô cùng trân trọng và biết ơn với những sự đóng góp đó! Dù đã rất cố gắng nhƣng không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình thực hiện.Em rất mong nhận đƣợc những lời nhận xét cũng nhƣ là các ý kiến đóng góp từ quý Thầy cô và các bạn. Con xin cảm ơn Cha, Mẹ đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ con hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin cảm ơn tất cả bạn bè đã góp ý cho luận văn này hoàn chỉnh hơn. TP.HCM, tháng 12 năm 2010 Ngƣời thực hiện Khổng Văn Lực Đồ án tốt nghiệp Trang iii  QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI Họ và tên sinh viên: KHỔNG VĂN LỰC MSSV: 06117043 MSSV: Ngành: Công Nghệ Điện Tử Viễn Thông Tên đề tài: CÁC PHƢƠNG PHÁP TÁCH SÓNG TRONG CDMA 1) Cơ sở ban đầu: Một số tài liệu có liên quan 2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: + Tìm hiểu tổng quan về lịch sử phát triển của thông tin di động. + Tìm hiểu công nghệ cdma. + Tìm hiêu các kỹ thuật trải phổ. + Tìm hiểu các phƣơng pháp tách sóng 3) Các bản vẽ: 4) Giáo viên hƣớng dẫn: THS.NGUYỄN VIỆT HÙNG 5) Ngày giao nhiệm vụ: 6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 10/1/2011 Giáo viên hƣớng dẫn CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH Ngày tháng năm 20… Chủ nhiệm bộ môn Đồ án tốt nghiệp Trang iv NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TP.HCM, ngày… tháng….năm 2010 Giáo viên hƣớng dẫn Nguyễn Việt Hùng Đồ án tốt nghiệp Trang v Đồ án tốt nghiệp Trang vi NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, ngày… tháng….năm 2010 Giáo viên phản biện Đồ án tốt nghiệp Trang vii LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của các ngành công nghệ nhƣ điện tử, tin học, công nghệ viễn thông trong những năm vừa qua phát triển mạnh mẽ cung cấp ngày càng nhiều các loại hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, chất lƣợng cao đáp ứng ngày càng tốt các yêu cầu của khách hàng. Thế kỷ 21 sẽ chứng tỏ sự bùng nổ thông tin trong đó tin tức di động đóng vai trò quan trọng.Nhu cầu thông tin ngày càng tăng cả về số lựong, chất lƣợng và các loại dịch vụ, điều này đã thúc đẩy thế giới tìm kiếm một phƣơng thức thông tin mới.Và công nghệ CDMA trở thành mục tiêu hƣớng tới của lĩnh vực thông tin di động trên thế giới. Hiện nay mạng thông tin di động Việt Nam đang sử dụng công nghệ GSM, tuy nhiên trong tƣơng lai mạng thông tin này sẽ không đáp ứng đƣợc các nhu cầu về thông tin di động, do đó việc nghiên cứu và triển khai mạng thông tin di động CDMA là một điều tất yếu. Nội dung của luận văn gồm 5 phần: Chƣơng 1: Tổng quan về lịch sử thông tin di động. Chƣơng 2: Tìm hiểu các kỹ thuật trải phổ trong CDMA. Chƣơng 3: Tìm hiểu các loại nhiễu trong CDMA. Chƣơng 4: Tìm hiểu các phƣơng pháp tách sóng trong CDMA. Chƣơng 5: Mô phỏng & hƣớng phát triển. Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, mặc dù em đã cố gắng rất nhiều nhƣng do trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận đƣợc sự phê bình, hƣớng dẫn và sự giúp đỡ của thầy cô và bạn bè. Em xin chân thành sự cảm ơn giúp đỡ tận tình Nguyễn Việt Hùng và các thầy cô Bộ môn điện tử viễn thông đã giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Đồ án tốt nghiệp Trang viii MỤC LỤC Phần A: GIỚI THIỆU i Lời cảm ơn ii Quyết định giao đề tài iii Nhận xét giáo viên hƣớng dẫn iv Nhận xét giáo viên phản biện v Lời nói đầu vi Mục lục vii Liệt kê hình xii Phần B: NỘI DUNG 1 CHƢƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG . 2 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3 1.1 Hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ nhất. 3 1.2 Hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ hai. 3 1.3 Hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ ba. 4 1.4 Xu hƣớng hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ 4. 6 2. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP 7 2.1 Đa truy cập theo phân chia tần số FDMA 7 2.1.1 Đặc điểm chính của hệ thống FDMA: 8 2.2 Đa truy cập theo phân chia thời gian TDMA 8 2.2.1 Đặc điểm chính của hệ thống TDMA: 9 2.3 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 9 2.3.1 Các đặc điểm chính của CDMA: 10 3. CÔNG NGHỆ CDMA 10 3.1 Tổng quan: 10 3.2 Các hệ thống thông tin trải phổ: 11 3.2.1 Hệ thống DS/SS: 11 3.2.2 Hệ thống FF/SS: 11 3.2.3 Hệ thống TH/SS: 11 Đồ án tốt nghiệp Trang ix 4. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CDMA: 11 4.1 Tính đa dạng phân tập: 11 4.2 Đặc tính tái sử dụng tần số chung: 12 4.3 Điều khiển công suất: 13 4.4 .Chuyển vùng mềm: 13 4.5 .Công suất phát thấp: 14 4.6 Dung lƣợng mềm: 14 4.7 Bảo mật cuộc gọi: 16 4.8 Giá trị E/N thấp và bảo vệ lỗi: 16 4.9 Tách tín hiệu thoại: 16 5. ƢU ĐIỂM CỦA CDMA: 17 5.1 Dung lƣợng tăng cao: 17 5.2 Cải thiện chất lƣợng cuộc gọi: 17 5.3 Đơn giản hóa quy hoạch hệ thống: 17 5.4 Tăng cƣờng bảo mật: 18 5.5 Vùng phủ sóng: 18 5.6 Tiết kiệm năng lƣợng: 18 5.7 Cấp phát tài nguyên mềm dẻo: 19 CHƢƠNG 2:CÁC KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 21 1. MỞ ĐẦU: 22 2. HỆ THỐNG TRẢI PHỔ CHUỖI TRỰC TIẾP (DS/SS): 23 2.1 Các hệ thống DS/SS – BPSK: 23 2.1.1 Máy phát DS/SS – BPSK 23 2.1.2 Máy thu DS/SS – BPSK: 24 2.1.3 Mật độ phổ công suất 26 2.1.4 Độ lợi xử lý (PG) 27 2.2 Các hệ thống DS/SS – QPSK: 28 2.2.1 Máy phát: 28 2.2.2 Máy thu: 30 3. HỆ THỐNG NHẢY TẦN (FH/SS): 31 3.1 Các hệ thống FH/SS nhanh: 32 Đồ án tốt nghiệp Trang x 3.1.1 Máy phát: 33 3.1.2 Độ rộng băng tần: 34 3.1.3 Máy thu 35 3.1.4 Tốc độ đồng hồ cho các hệ thống FH/SS nhanh 35 3.2 Hệ thống FH/SS chậm: 36 4. HỆ THỐNG NHẢY THỜI GIAN ( TH/SS): 37 5. SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG SS: 38 CHƢƠNG 3: CÁC LOẠI NHIỄU TRONG CDMA 41 1. FADING 42 2. VẤN ĐỀ GẦN XA 43. HIỆN TƢỢNG ĐA ĐƢỜNG 43 4. NHIỄU GAUSSIAN 44 5. NHIỄU ĐA TRUY NHẬP 46 CHƢƠNG 4:CÁC PHƢƠNG PHÁP TÁCH SÓNG 49 1. BỘ TÁCH SÓNG KINH ĐIỂN 50 1.1 Phân tích mô hình bộ thu: 50 1.1.1 Mô hình đồng bộ: 50 1.1.2 . Mô hình bất đồng bộ: 52 1.2 Hiệu suất tách sóng: 54 1.2.1 Xác suất lỗi đối với kênh đồng bộ: 54 2. BỘ TÁCH SÓNG ĐA USER TUYẾN TÍNH: 59 2.1 Tách sóng giải tƣơng quan: 59 2.1.1 Kênh CDMA đồng bộ: 59 2.1.2 Kênh CDMA bất đồng bộ: 65 2.2 Phân tích hiệu suất cho bộ tách sóng giải tƣơng quan: 67 2.2.1 Trƣờng hợp đồng bộ: 67 2.2.2 Trƣờng hợp bất đồng bộ: 70 2.3 bộ tách sóng phƣơng sai tối thiểu – mmse: 72 2.4 Kênh CDMA đồng bộ: 75 2.5 Kênh CDMA bất đồng bộ 77 2.6 Hiệu suất của bộ tách sóng MMSE: 78 [...]... xiv Hình 4.17 Bộ tách sóng pic sử dụng tách sóng kinh điển ở tầng thứ nhất 87 Hình 4.18 Bộ tách sóng pic tầng thứ nhất bộ tách sóng giải tƣơng quan 88 Hình 4.19 Bộ tách sóng cực đại hàm khả năng cho user 1 95 Hình 4.20 Bộ tách sóng cực tiểu BER cho 1 user giao thoa đồng bộ 96 Hình 5.1 Bộ tách sóng kinh điển 109 Hình 5.2 Bộ tách sóng MMSE 110 Hình 5.3 Bộ tách sóng triệt nhiễu... giải tƣơng quan 112 Hình 5.6 Bộ tách sống tối ƣu đồng bộ 113 Hình 5.7 so sánh các phƣơng pháp tách sóng trong mô hình đồng bộ 114 Hình 5.8 bộ tách sóng kinh điển trong mô hình bất đồng bộ 115 Hình 5.9 Bộ tách sóng MMSE trong mô hình bất đồng bộ 116 Hình 5.10: Bộ tách sóng giải tƣơng quan trong mô hình bất đồng bộ 117 Hình 5.11 tổng hợp các bộ tách sóng trong mô hình bất đồng bộ... TTAI có các tham số giống CDMA 2000 TTAII W -CDMA gần giống ETSI/W -CDMA của Trung Quốc Một đặc điểm chung là hầu hết các đề án đều đề xuất kỹ thuật có liên quan đến CDMA. Điều đó chứng tỏ ƣu điểm của CDMA đối với 3G là không thể phủ nhận đƣợc Khác với thế hệ CDMA thứ hai, các hệ thống CDMA thế hệ ba sẽ đƣợc đặc trƣng bởi một số các đặc điểm sau: Độ rộng băng tần và tốc độ chip lớn hơn Cung cấp các dịch... 1 Mô hình đồng bộ 109 1.1 Bộ tách sóng kinh điển 109 1.2 Bộ tách sóng MMSE 110 1.3 Bộ tách sóng triệt nhiễu nối tiếp SIC 111 1.4 Bộ triệt nhiễu song song PIC tầng 1 là bộ thu kinh điển 111 1.5 Bộ triệt nhiễu song song PIC tầng 1 là bộ thu giải tƣơng quan 112 1.6 Bộ tách sóng tối ƣu 113 1.7 Tổng hợp các bộ tách sóng mô hình đồng bộ 113 2 Mô hình... bộ tách sóng giải tƣơng quan 88 4.2 Bộ triệt nhiễu song song từng phần (Partial PIC): 91 4.3 Bộ triệt nhiễu song tuyến tính LPIC (Linear PIC): 92 5 5.1 BỘ TÁCH SÓNG TỐI ƢU: 92 Bộ tách sóng tối ƣu cho kênh đồng bộ: 93 5.1.1 Kênh đồng bộ 2 user 93 5.1.2 Kênh đồng bộ K user: 96 5.2 Bộ tách sóng tối ƣu cho kênh bất đồng bộ: 98 5.3 Hiệu suất của bộ tách sóng. .. trong mô hình bất đồng bộ 118 Hình 5.12 so sánh hai mô hình đồng bộ và bất đồng bộ của bộ tách sóng kinh điển 119 Hình 5.13 So sánh mô hìn đồng bộ và không đồng bộ của bộ tách sóng sic 120 Hình 5.14 So sánh mô hình đồng bộ và bất đồng bộ của bộ tách sóng MMSE 120 Hình 5.15 Cây mô hình các bộ tách sóng 122 PHẦN B NỘI DUNG CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Đồ án... 113 1.7 Tổng hợp các bộ tách sóng mô hình đồng bộ 113 2 Mô hình bất đồng bộ 114 Đồ án tốt nghiệp Trang xii 2.1 Bộ tách sóng kinh điển: 114 2.2 Bộ tách sóng MMSE 115 2.3 Bộ tách sóng giải tƣơng quan 116 2.4 Tổng hợp các phƣơng pháp trong mô hình bất đồng bộ: 117 3 So sánh mô hình đồng bộ và Bất đồng bộ 118 4 Tổng kết và hƣớng phát triển 121... user 1 47 Hình 4.1 Bộ tách sóng kinh điển 50 Hình 4.2 Mô hình kênh đa user đồng bộ 51 Hình 4.3 Mô hình kênh đa user không đồng bộ 53 Hình 4.4 Hàm xác xuất phân bố theo Gausian 55 Hình 4.5 Mô hình bộ tách sóng 2 user đồng bộ 55 Hình 4.6 Bộ tách sóng giải tƣơng quan cho kênh bất đồng bộ 60 Hình 4.7 Bộ lọc thích nghi đã đƣợc biến đổi trong tách sóng giải 61 Hình... tổng cộng giảm bớt .Các nhiễu có công suất quá lớn bị triệt tiêu.Trong nền nhiễu bằng phẳng này, các trạm có thể dễ dàng lọc ra thông tin dành riêng Tỷ lệ rớt cuộc gọi giảm thiểu trong hệ thống CDMA vì khả năng hoạt động trong cùng một băng tần của các sector .Các cuộc gọi đƣợc chuyển giao “mềm” khi các máy di động di chuyển từ vùng này sang vùng khác Các bộ má hóa, giải mã thoại của CDMA sử dụng một kỹ... nền.Mục tiêu phát triển ban đầu của kỹ thuật CDMA trong quân sự cũng chính là lý do bảo mật 5.5 Vùng phủ sóng Trong hệ thống CDMA mỗi cell có vùng phủ sóng. Do vậy toàn bộ hệ thống cần ít trạm hơn các hệ thống thông thƣờng Vùng phủ của mỗi cell đƣợc tăng cƣờng do CDMA áp dụng các kỹ thuật điều khiển công suất nhanh và chính xác.Điều này cũng thu đƣợc từ việc tất cả các cell dùng chung băng tần, nên nhiễu . xiv Hình 4.17 Bộ tách sóng pic sử dụng tách sóng kinh điển ở tầng thứ nhất 87 Hình 4.18 Bộ tách sóng pic tầng thứ nhất bộ tách sóng giải tƣơng quan. 88 Hình 4.19 Bộ tách sóng cực đại hàm khả. 1.6 Bộ tách sóng tối ƣu 113 1.7 Tổng hợp các bộ tách sóng mô hình đồng bộ. 113 2. Mô hình bất đồng bộ. 114 Đồ án tốt nghiệp Trang xii 2.1 Bộ tách sóng kinh điển: 114 2.2 Bộ tách sóng MMSE. di động. Chƣơng 2: Tìm hiểu các kỹ thuật trải phổ trong CDMA. Chƣơng 3: Tìm hiểu các loại nhiễu trong CDMA. Chƣơng 4: Tìm hiểu các phƣơng pháp tách sóng trong CDMA. Chƣơng 5: Mô phỏng &