Luận án Nghiên cứu công nghệ và khả năng ứng dụng mạng WLL CDMA tần số 450MHz

Trong những năm gần đây, thông tin di động đã và đang được triển khai với các công nghệ khác nhau ở nhiều quốc gia, mạng viễn thông ngày càng trở nên phức tạp có xu hướng hội tụ nhiều công nghệ dịch vụ mới, đem lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác và lợi ích cho người tiêu dùng, thúc đẩy các ngành kinh tế khác cùng phát triển.

doc106 trang | Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 1219 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu công nghệ và khả năng ứng dụng mạng WLL CDMA tần số 450MHz, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TS. VŨ ĐèNH THấM LUẬN ÁN THẠC SỸ nghiên cứu công nghệ và khả năng ứng dụng mạng WLL CDMA tần số 450MHz Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt MSC Mobile Switching center Trung tâm chuyển mạch di động BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc BS Base Station Trạm gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Convolutional Code Mã xoắn Data Burst Randomizer Ngẫu nhiên hóa cụm số liệu DL Downlink Đường xuống Eb Năng lượng bít thông tin ERP Effective Radiated Power Công suất phát xạ hiệu dụng IMT-2000 International Mobile Telecommunications Các tiêu chuẩn viễn thông di động toàn cầu 2000 IS95 CDMA 95 Interim Standard –95 Chuẩn thông tin di động CDMA của Mỹ (do Qualcom đề xuất) Long Code PN Chuỗi PN mã dài chu kỳ 242 –1 MS Mobile Station Máy di động DS-SS Direct Squence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1. 1 Băng tần trải phổ ở phía thu và phát 7 Hình 1. 2 Mô tả thanh ghi tạo mã PN 12 Hình 1. 3 Nguyên lý DS-SS 14 Hình 1. 4 Dạng sóng và phổ của các tín hiệu 15 Hình 1. 5 Dạng tín hiệu ở các điểm thu A, B1 và B2 16 Hình 1. 6 Dạng tín hiệu ở đầu ra C1 và C2 17 Hình 1. 7 Suy hao đường truyền của các mô hình truyền sóng 23 Hình 1. 8 Mô tả tín hiệu bị suy hao ở vị trí nửa bước sóng 26 Hình 1. 9Ví dụ về sự kéo dài của trễ 27 Hình 1. 10 Hai thành phần đa đường cách nhau khoảng thời gian t 29 Hình 1. 11 Fading lựa chọn tần số 30 Hình 1. 12 Các thành phần cơ bản của một hệ thống thông tin số 31 Hình 1. 13 Sử dụng Vocoder trong Wireless 32 Hình 1. 14 Sự kích thích và phát âm của tiếng nói 33 Hình 1. 15 Quá trình tái tạo tiếng nói 34 Hình 1. 16 Sơ đồ mã chập cho đường xuống CDMA 39 Hình 1. 17 Mã xoắn trong hệ thống IS95 CDMA (đường lên) 40 Hình 1. 18 Hàm tự tương quan cho chuỗi P0 47 Hình 2. 1 Tổng công suất nhiễu bằng tổng công suất của các user. 50 Hình 2. 2 Nhiễu gây ra do các MS ở các cell lân cận 51 Hình 2. 3 Hệ số tải thu được ở cell A 52 Hình 2. 4 Một cell được sector hóa 53 Hình 2. 5 Kênh pilot 56 Hình 2. 6 Kênh đồng bộ 57 Hình 2. 7 Cấu trúc khung của kênh đồng bộ 58 Hình 2. 8 Cấu trúc bản tin kênh đồng bộ 59 Hình 2. 9 Cấu trúc kênh tìm gọi 60 Hình 2. 10 Cấu trúc khung của kênh tìm gọi ở tốc độ 9,6 kb/s 61 Hình 2. 11 Ba bản tin của kênh tìm gọi được phát liên tục 62 Hình 2. 12 Kênh lưu lượng đường xuống tập tốc độ 1 64 Hình 2. 13 Giảm được công suất nhờ sử dụng bộ lặp lại ký hiệu 66 Hình 2. 14 Cấu trúc của bộ điều chế đường xuống 68 Hình 2. 15 Kênh truy nhập đường lên 69 Hình 2. 16 Cấu trúc khung kênh truy nhập 70 Hình 2. 17 Cấu trúc bản tin kênh truy nhập 71 Hình 2. 18 Cấu trúc kênh lưu lượng đường lên 72 Hình 2. 19 Nhiều cell phục vụ nhiều MS ở đường xuống 75 Hình 2. 20 Nhiễu ảnh hưởng đến đường lên 78 Hình 3. 1 Giả thiết có hai user cùng phát một công suất Pt đến BS 79 Hình 3. 2 Tỉ sôS/N của user 2 lớn hơn của user 1 80 Hình 3. 3 Việc điều khiển công suất để thu được cùng một mức ở BS 80 Hình 3. 4 Dung lượng được tối đa khi công suất thu bằng nhau ở BS 81 Hình 3. 5 Hiệu chỉnh thăm dò truy nhập 82 Hình 3. 6 Kênh lưu lượng đường xuống 85 Hình 3. 7 Quan hệ giữa kênh lưu lượng và nhóm PCG 86 Hình 3. 8 Điều khiển công suất vòng lặp kín sử dụng PCBs 87 Hình 3. 9 Quyết định ngưỡng 88 Hình 3. 10 a, b Sơ đồ điều khiển công suất đường lên ở BS và MS 89 Hình 3. 11 Quá trình phát- thu 90 Hình 3. 12 a, b chuyển giao mềm của 2 BS đường xuống và đường lên 92 Hình 3. 13 Tín hiệu trải phổ đường xuống 94 Hình 3. 14 Quá trình chuyển giao 96 Hình 4. 1 Cấu hình hệ thống mạng WLL 2000 1x 98 Mở đầu Trong những năm gần đây, thông tin di động đã và đang được triển khai với các công nghệ khác nhau ở nhiều quốc gia, mạng viễn thông ngày càng trở nên phức tạp có xu hướng hội tụ nhiều công nghệ dịch vụ mới, đem lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác và lợi ích cho người tiêu dùng, thúc đẩy các ngành kinh tế khác cùng phát triển. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ di động ngày càng cao, mạng thông tin di động mới ra đời phải có nhiều ưu điểm nổi bật và không ngừng được cải tiến về kĩ thuật. Yếu tố mà người sử dụng di động quan tâm là vùng phủ sóng và chất lượng mạng. Hiện nay hai mạng Vinaphone và Mobilphone đang sử dụng công nghệ GSM 2.5 vẫn chưa đáp ứng được hai yêu cầu này. Số lượng thuê bao di động tăng trưởng quá nhanh trong những năm qua đã vượt quá khả năng phục vụ của hai mạng này, gây ra nghẽn mạch thường xuyên, chất lượng cuộc gọi kém. Với dân số hơn 80 triệu dân, tỉ lệ sử dụng di động hiện nay còn thấp, thì nhu cầu sử dụng di động còn tăng trong một những năm tới. Mạng di động mới ra đời vào thời điểm này là thích hợp. Việc ứng dụng công nghệ CDMA đang được nhiều nước quan tâm vì khả năng chống nhiễu, bảo mật và dung lượng cũng như chất lượng mạng tốt hơn nhiều so với công nghệ GSM. Điều này sẽ thu hút nhiều người sử dụng đem lại nhiều lợi nhuận cho nhà khai thác mặt khác người tiêu dùng có nhiều khả năng lựa chọn dịch vụ di động thích hợp cho bản thân, phá vỡ sự độc quyền tạo ra sự cạnh tranh lành mạnh giữa các doanh nghiệp kinh doanh thông tin di động. Việc nghiên cứu công nghệ và khả năng ứng dụng mạng WLL CDMA tần số 450MHz là một vấn đề cấp thiết trong thời đại bùng nổ thông tin ngày nay. Thực tế đã chứng minh sự thành công của mạng di động sử dụng công nghệ CDMA ở Hàn Quốc, Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc,…và xu hướng này đã trở thành hướng phát triển mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo 3, 4. Chương I. Tổng quan về kĩ thuật trải phổ và Công nghệ CDMA Khái niệm về tín hiệu trải phổ Kĩ thuật trải phổ sử dụng một băng tần truyền dẫn có độ rộng lớn hơn nhiều lần băng tần cần thiết cho việc truyền dữ liệu. Mục đích chống nhiễu cao, và bảo mật thông tin qua việc trải phổ tín hiệu nhằm làm cho nó không thể phân biệt được từ nền nhiễu, giảm được mật độ năng lượng. Kí hiệu wss là độ rộng phổ tần trải phổ (Hz) và wd là độ rộng phổ tần nén phổ (tốc độ dữ liệu (bít/second)) thì tỉ số wss/wd được gọi là hệ số trải phổ hoặc tăng ích xử lý, hệ số trải phổ này có giá trị từ 100 đến 1000000 tức là từ 20 dB đến 60dB. Nhiễu phá (Jamming) Tín hiệu có ích w wss Phía phát Tín hiệu có ích Nhiễu phá w wss Phía thu wd Hình 1. 1 Băng tần trải phổ ở phía thu và phát Có 3 tiêu chuẩn bắt buộc đối với hệ thống trải phổ: Có bề rộng phổ lớn hơn nhiều so với bề rộng phổ cần thiết để truyền tín hiệu. Việc mở rộng phổ dựa vào tín hiệu đặc biệt gọi là mã trải phổ, hoàn toàn độc lập với dữ liệu. Phía thu dựa vào bản sao của mã trải phổ để nén phổ trở lại như phổ ban đầu. Bản chất của mã trải phổ: đó là một dãy bít ngẫu nhiên tuần hoàn có chu kì tương đối lớn và thỏa mãn các tiêu chẩn ngẫu nhiên. Với đối tác thì hoàn toàn xác định còn đối với bên ngoài thì thâm nhập vào dãy ở một thời điểm nào đó là hoàn toàn ngẫu nhiên vì vậy mà gọi dãy mã này là giả ngẫu nhiên (pseudo-random, giả tạp âm: PN- pseudo-noise). Do những đặc điểm trên mà hệ thống trải phổ có 4 ưu điểm chính: Chống nhiễu phá: nhiễu thâm nhập vào tín hiệu có ích, bị trải phổ trong bước nén phổ có ích, làm mật độ năng lượng nhiễu giảm mạnh tỉ lệ với hệ số trải phổ. Giảm mật độ năng lượng của tín hiệu phát theo độ tăng ích xử lý Khả năng bị thu trộm thấp khi hệ số trải phổ tăng. Mở ra phương thức phân đường mới (theo mã) cho phép nhiều người sử dụng đồng thời dùng chung một băng tần và ở trong cùng một vùng địa lý, tỉ lệ với hệ số trải phổ. Để đánh giá ảnh hưởng của tạp âm đến chất lượng của một hệ thống thông tin người ta thường sử dụng hai tham số: tỉ số tín/tạp âm (S/N) và xác xuất lỗi (PE). Nâng cao tỉ số S/N với một mức tạp âm cho trước có thể thực hiện bằng 3 cách sau: Tăng công suất tín hiệu: cách này bị hạn chế bởi ảnh hưởng đến hệ thống thông tin khác, đồng thời nó còn khả năng kĩ thuật, công nghệ chế tạo thiết bị không cho phép công suất lớn. Tăng độ dài tín hiệu: nghĩa là kéo dài thời gian làm việc của hệ thống. Nhưng biện pháp này gây ra sự suy giảm tốc độ truyền tín hiệu. Trải rộng phổ tín hiệu nhằm triệt nhiễu: ở đầu phát sử dụng mã trải phổ có độ rộng băng lớn điều chế với thông tin cần truyền đi, vì thế tín hiệu sau điều chế có độ rộng băng thông được trải rộng ra xấp xỉ bằng băng thông của mã trải phổ. ở đầu thu, ngoài tín hiệu trải phổ thu được còn có các tín hiệu không mong muốn gọi chung là nhiễu. Tại đầu thu thực hiện nén phổ đối với tín hiệu cần thu, còn đối với các tín hiệu khác thì đó là quá trình trải phổ. Do đó sau khi giải điều chế thì mật độ phổ tín hiệu cần thu sẽ tăng cao, còn mật độ phổ của nhiễu bị giảm nhiều do bị trải phổ, sử dụng bộ lọc để loại bỏ nhiễu lấy tín hiệu hữu ích. Mã trải phổ Theo cách truyền thống, tín hiệu đa truy nhập được phân chia theo thời gian (TDMA) hoặc được phân chia theo tần số (FDMA) thì thực hiện tương đối đơn giản để đảm bảo các tín hiệu là trực giao và không gây nhiễu. Nhưng trong đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA), tín hiệu của nhiều người dùng chiếm cùng băng thông ở cùng thời gian nhưng được phân biệt bằng các chuỗi mã trực giao. Hai dạng sóng có giá trị thực x và y được gọi là trực giao nếu tương quan chéo của chúng Rxy(0) trong khoảng T bằng 0, nghĩa là: Trong miền rời rạc, hai chuỗi x và y là trực giao nếu tích chéo (Cross product) Rxy(0)=0 nghĩa là: Rxy(0) = XT Y= Σxiyi Với XT =[x1, x2,….xI] YT = [y1, y2,….yI] Ví dụ ta xét hai chuỗi Hai chuỗi này là trực giao bởi vì tương quan chéo của nó bằng 0: Để một bộ mã được sử dụng trong sơ đồ đa truy nhập thì chúng cần có thêm hai thuộc tính nữa đó là: mỗi mã trong bộ mã trực giao cần có một số bít 1 và bít -1 tương đồng, đây là thuộc tính tự nhiên của mã giả ngẫu nhiên, và tích điểm của mỗi mã (dot product) bằng 1 ( tích điểm là trung bình tổng của tích chính mỗi phần tử tương ứng/ bậc của mã) Xét hai mã trực giao x và y ở trên ta thấy cả x và y đều có số bít 1 và -1 bằng nhau và các tích điểm là: (XTX)/4= (-1)(-1)+ (-1)(-1)+ (1)(1)+ (1)(1)=4/4=1 (YTY)/4= (-1)(-1)+ (-1)(-1)+ (1)(1)+ (1)(1)=4/4=1 Tóm lại các thuộc tính của bộ mã trực giao được sử dụng trong đa truy nhập trải phổ là: Tương quan chéo bằng 0 hoặc rất nhỏ (thể hiện tính trực giao) Mỗi chuỗi trong bộ mã có tổng số bít 1 và -1 bằng nhau hoặc khác nhau nhiều nhất là một đơn vị Tích điểm của mỗi mã bằng 1 Các mã Walsh Mã Walsh được sử dụng để phân biệt cho những người dùng khác nhau sử dụng chung băng tần RF ở đường xuống. Mã Walsh được sử dụng trong IS95 CDMA là một bộ chuỗi mã trực giao 64. Chuỗi Walsh được tạo bởi ma trận Hadamard. Dùng tính chất đệ quy để tạo ra các ma trận Hadamard lớn từ các ma trận Hadamard bé hơn: Với là ma trận nghịch đảo của HN . Ma trận gốc là: Để tạo ra một bộ 4 chuỗi Walsh trực giao w0, w1, w2, w3 chúng ta chỉ cần tạo một ma trận Hadamard bậc 4 là: Bốn chuỗi trực giao trong bộ mã Walsh này được lấy ra từ 4 hàng của ma trận H4 đó là: Các mã này đều thỏa mãn 3 điều kiện cần thiết đã nêu. Bằng việc thay đổi các số 0 thành –1 trong bốn chuỗi trên ta có: Biểu thức H2N có thể được sử dụng đệ quy để tạo ra các ma trận Hadamard có bậc cao hơn để tạo được một bộ lớn chuỗi trực giao. Ví dụ để tạo 8 chuỗi trực giao, mỗi chuỗi có độ dài 8 có thể đạt được bằng ma trận H8. IS95 CDMA đường xuống sử dụng một bộ chuỗi Walsh trực giao 64, vì vậy giới hạn vật lý đường xuống là 63 kênh vì w0 không được sử dụng để phát thông tin băng tần gốc. Ví dụ tạo ma trận H8: Kết quả có 8 mã walsh được tạo ra là: Các mã PN Đường xuống IS95 CDMA có các kênh đồng bộ và pilot để trợ giúp việc đồng bộ, nhưng đường lên không có các kênh này do đó việc đồng bộ rất khó khăn. MS phát tùy ý và không có sự đồng bộ về truyền dẫn, vì thế mã Walsh không thể được sử dụng cho đường lên. Bản chất của đường lên đòi hỏi sử dụng một loại mã khác gọi là mã PN. Tạo mã PN bằng bộ ghi dịch có hồi tiếp tuyến tính (xem hình 1.2). Các bít được dịch qua các tầng khác nhau của thanh ghi dịch. Đầu ra của tầng sau cùng cho ra các bít của mã PN Hình 1. 2 Mô tả thanh ghi tạo mã PN Giả sử trạng thái đầu là (1,0,1) thì kết quả sẽ cho ra như sau: Đầu ra của thanh ghi dịch là một dãi các bít là dạng mã PN có chu kì là 7 Mã được tạo ra theo cách này có độ dài lớn nhất là: N là số tầng hay bậc của thanh ghi dịch. Trường hợp xét là N=3 sẽ cho độ dài mã là 7. Một bộ mã PN gồm 7 mã có thể được tạo ra bằng cách dịch P và thay giá trị 0 thành –1 ta được: Các mã này thỏa mãn 3 điều kiện của mã đa truy nhập DS- SS đã nêu. Nguyên lý đa truy nhập trải phổ chuỗi trực tiếp Hình 1.3 minh họa nguyên lý của một sơ đồ đa truy nhập trải phổ trực tiếp. Chúng ta xét hai tín hiệu của hai người dùng khác nhau cùng phát đồng thời hai bản tin riêng biệt, m1(t) và m2(t) cùng phát ở một băng tần và cùng thời gian. Hai bản tin này được nhân tương ứng với hai mã trực giao c1(t) và c2(t) chính là 2 mã trực giao x và y đã được đề cập ở phần trước. Kết quả tích số được đưa vào bộ cộng và được phát vào kênh truyền. Hình 1. 3 Nguyên lý DS-SS Trong trường hợp này chúng ta giả định rằng có sự đồng bộ hoàn toàn ở máy thu. Nếu các lỗi không đáng kể ở kênh truyền thì các bản tin 1(t) và 2(t) sẽ tương ứng với các bản tin m1(t) và m2(t). Giả sử bản tin m1 là (+1 –1 +1) và m2 là (+1 +1 –1). Hình 1.4 mô tả dạng sóng và phổ của hai bản tin m1(t) và m2(t), hai mã trực giao c1(t) và c2(t) và hai bản tin được trải phổ m1(t)c1(t) và m2(t)c2(t).Từ hình vẽ cho thấy sự khác biệt giữa Tb và Tc (Tb là chu kỳ bít (tính theo giây) của bản tin và Tc là chu kỳ của một chíp của mã trực giao). Trong ví dụ này tốc độ chíp (1/Tc ) của mã trực giao gấp 4 lần tốc độ bít (1/Tb). Vì thế chúng ta có hệ số mở rộng băng tần là 4. Hệ số mở rộng băng tần đôi khi được gọi là độ lợi xử lý W/R với W là băng thông của bản tin sau khi trải phổ và R là độ rộng băng của bản tin băng tần gốc. W tương đương với 1/Tc , R tương đương với 1/Tb, với tính toán trên cho thấy độ lợi xử lý là 4 hay 6 dB. Băng tần sau khi trải phổ bằng các mã trực giao thì có độ rộng lớn hơn băng tần bản tin gốc. Hình 1. 4 Dạng sóng và phổ của các tín hiệu Hình 1.5 chỉ ra các dạng sóng ở các điểm thu khác nhau trên hình 1.3. Tín hiệu ở điểm A là tín hiệu kết hợp của tổng hai bản tin trải phổ. Để thu được 2 bản tin riêng biệt từ phổ kết hợp, ta nhân bản tin kết hợp này với hai mã trực giao tương ứng để được hai tín hiệu riêng biệt ở B1 và B2. Hình 1.6 chỉ ra tín hiệu ở các điểm C1 và C2 trong hình 1.3, đầu ra 1(t) và 2(t) của ngưỡng ra quyết định và bản tin 1(t) và 2(t) được phục hồi. Hình 1. 5 Dạng tín hiệu ở các điểm thu A, B1 và B2 Hình 1. 6 Dạng tín hiệu ở đầu ra C1 và C2 Bộ tích phân được lấy trên các khoảng chu kì bít Tb của bản tin băng tần gốc và quyết định chọn ngưỡng dựa trên đầu ra của bộ tích phân cho tín hiệu -1 hay +1. Nếu đầu ra bộ tích phân lớn hơn 0 thì quyết định chọn bít +1 ngược lại chọn –1. Qua bộ biến đổi D/A cho ra tín hiệu tương tự ở đầu ra giống với tín hiệu ban đầu. Ví dụ đưa ra ở trên chỉ là minh họa nguyên lý đa truy nhập DS-SS. Tuy nhiên trong thực tế đặc biệt trong môi trường thông tin di động có nhiều hiện tượng làm giảm chất lượng của một hệ thống đa truy nhập DS-SS. Đó là hiện tượng gần xa và vấn đề tương quan phần tử. Trong thông tin di động, có những MS ở gần trạm thu phát gốc (BS) hơn những MS khác. Nếu các MS phát cùng công suất thì BS sẽ thu được công suất của các MS ở gần, lớn hơn các MS ở xa BS . Mặt khác tất cả các MS đang phát ở cùng băng tần nên công suất thu được ở các MS ở vị trí gần BS sẽ làm nhiễu mạnh đến toàn bộ hệ thống. Đây chính là hiện tượng gần xa, để chống lại hiện tượng này thì sử dụng biện pháp điều khiển công suất để cho công suất thu các tín hiệu của MS ở các vị trí khác nhau thì đều bằng nhau tại BS. Vấn đề thứ hai là tương quan phần tử, khi không có sự đồng bộ của các máy phát dùng chung băng tần.Thậm trí khi các máy phát được đồng bộ nhưng vẫn có hiện tượng trễ truyền sóng gây ra sự lệch pha. Chúng ta xem xét ví dụ hai mã trực giao hoàn toàn khi chúng không lệch pha: Tuy nhiên nếu yi bị trễ 1 chíp do truyền sóng trong di động thì sẽ có Ta dễ dàng thấy hai chuỗi này không trực giao nhau. Như vậy nếu các mã không trực giao nhau vì do không được đồng bộ hoặc do trễ truyền sóng thì các bản tin đa truy nhập ở cùng băng tần có thể không thể tách riêng ra khỏi tín hiệu tổng hợp. Kết quả dẫn đến xuyên âm tương quan và gây nhiễu lẫn nhau. Như vậy một yêu cầu cần thiết nữa là: Vì thế tính trực giao đơn giản giữa hai chuỗi mã là vẫn chưa đủ cho hệ thống DS-SS. Sự tương quan phần tử của hai chuỗi mã ở trên cần phải bằng không hoặc có giá trị rất bé đối với bất cứ giá trị t nào phù hợp với hệ thống. Những thuận lợi của DS-SS trong thông tin di động Trước hết, một hệ thống CDMA có thể dễ dàng thực hiện được việc truyền tiếng nói của con người. Trong lúc đàm thoại giữa hai người thì thời gian thực tế đàm thoại mỗi bên chiếm ít hơn nửa thời gian. Trong thời gian im lặng, các máy phát có thể thực sự ngừng phát để giảm công suất nhiễu ở kênh truyền. Sự giảm công suất nhiễu này làm tăng độ lợi dung lượng của hệ thống. Về mặt lý thuyết các hệ thống TDMA và FDMA cũng có thể làm được việc này qua phép thống kê thoại, nhưng thực tế thì khó khăn hơn nhiều vì các nguồn vô tuyến là các kênh FDMA hoặc các khe thời gian TDMA cần phải được phân bổ động theo thời gian thực thông qua cơ sở hạ tầng mạng. Sự thuận lợi thứ hai đối với CDMA là các kênh vật lý RF có thể được sử dụng lại ở mọi cell, vì vậy hệ số sử dụng lại tần số gần bằng 1. Trong một hệ thống AMPS thông thường, phổ tần sẵn có được chia thành các khoanh (chunks) và được ấn định cho các cell khác nhau. Những tần số đồng kênh không được sử dụng cho các cell lân cận để tránh giao thoa. Mẫu sử dụng tần số chẳng hạn N=7 nghĩa là phổ tần được chia làm 7 khoanh và ấn định cho 7 cell khác nhau. Khoanh có tần số tương tự được tái sử dụng ở một cell khác có khoảng cách nhất định để tránh giao thoa. Do vậy, số kênh/cell bị giảm đi do hệ số sử dụng lại tần số. Việc sử dụng lại tần số được tăng nên nếu dùng biện pháp sector hóa. Ngược lại trong CDMA, các kênh vật lý giống nhau được sử dụng ở mọi cell, nhưng cũng gây ra nhiễu đồng kênh. Xét ở đường xuống (từ BS xuống MS), mỗi MS ở một cell nào đó bị nhiễu do chính cell đó gây ra và do các cell lân cận gây ra. ở đường lên (từ MS lên BS), mỗi cell bị nhiễu bởi các MS trong cell đó và các MS ở cell lân cận. Thật khó để phân tích đánh giá lượng nhiễu đồng kênh xảy ra trong CDMA vì nhiễu phụ thuộc vào các yếu tố như sự phân bố và số lượng các MS và địa hình. Tuy nhiên, không cần phải quy hoạch tần số trong CDMA là một thuận lợi trong tính toán thiết kế RF. Điều thuận lợi thứ 3 đó là khả năng của CDMA giảm được méo đa đường. Nếu méo đa đường được xác định trước theo thời gian thì có thể loại bỏ một cách hiệu quả thông qua việc cân bằng thích ứng. Mặt khác nếu nó biến đổi liên tục theo thời gian ở môi trường di động thì khó làm thích nghi nhanh được. Kết quả méo đa đường thường gây tác hại xấu trong hệ thống băng hẹp, nhưng sẽ ít bị ảnh hưởng ở tín hiệu băng rộng trải phổ. Hơn nữa trong hệ thống CDMA có thể dùng các bộ thu quét (rake), tất cả các tín hiệu đi theo các đường truyền khác nhau được điều chế và được sử dụng. ảnh hưởng của đường truyền tới hệ thống CDMA Phân tích đường truyền sóng Tỉ số C/N Bất kỳ hệ thống thông tin nào, chúng ta cũng cần phải xem xét thông số quan trọng là tỉ số sóng mang trên tạp âm (C/N) ở máy thu. Đây là thông số tổng quát chung cho các hệ thống thông tin. Thông số này cho ta biết công suất tín hiệu được so sánh với công suất tạp âm qua kênh truyền là bao nhiêu, vì thế C/N có thể được coi là hệ số phẩm chất của hệ thống thông tin. Công thức đường truyền được tính toán như sau: Lp là suy hao truyền sóng trên kênh truyền Gr là độ lợi anten thu N là công suất tạp âm hiệu dụng ERP= PtLcGt: công suất phát xạ hiệu dụng (Effective Radiated Power) từ anten phát. Pt là công suất phát ra ở bộ khuếch đại công suất của máy phát Lc là suy hao cáp giữa bộ khuếch đại công suất và anten phát Gt là độ lợi anten phát N= kTW; với k =1,38. 10-23 W/Hz/K hay bằng –228.6 dBW/Hz/K T là nhiệt độ tạp âm của máy th
Tài liệu liên quan