Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
1
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
o0o
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
ỨNG DỤNG CÁC DSP KHẢ TRÌNH TRONG 3G Người thực hiện: Nguyễn Trung Hiếu
Lớp: D2001VT
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Phạm Anh
Dũng
2.7 Xử lý phần mềm và giao diện với cỏc lớp cao hơn 27
2.8 Tổng kết 28
CHƯƠNG 3: CÁC DSP KHẢ TRèNH CHO CÁC MODEM TRẠM GỐC 3G 29
3.1 Giới thiệu 29
3.2 Tổng quan về cỏc trạm gốc 3G: Cỏc yờu cầu 30
3.2.1 Giới thiệu 30
3.2.2 Cỏc yờu cầu chung 30
3.2.3 Xử lý băng tần gốc trạm gốc CDMA cơ bản 31
3.2.4 Xử lý tốc độ ký hiệu (SR) 32
3.2.5 Xử lý tốc độ chip (CR) 32
3.2.5.1 Bộ tỡm kiếm: Bộ tỡm kiếm truy nhập và bộ tỡm kiếm lưu lượng 33
3.2.5.2 Bộ giải trải phổ RAKE 34
3.3 Phõn tớch hệ thống 34
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
3
3.3.1 Phõn tớch xử lý SR 34
3.3.2 Phõn tớch xử lý CR 36
3.3.2.1 Phân tích bộ thu đường lên 36
3.3.2.2 Sử dụng một bộ đồng xử lý 37
3.4 Các giải pháp bộ đồng xử lý mềm dẻo 38
3.4.1 Bộ đồng xử lý giải mó xoắn Viterbi 38
3.4.2 Bộ đồng xử lý giải mó turbo 40
3.4.3 Bộ đồng xử lý tương quan 43
3.5 Tổng kết 45
CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG DSP KHẢ TRèNH TRONG XỬ Lí DÀN ANTEN 47
4.1 Giới thiệu 47
4.2 Mụ hỡnh tớn hiệu dàn anten 48
4.3 Cỏc kỹ thuật tạo bỳp súng tuyến tớnh 52
4.3.1 Đạo hàm gần đúng cực đại 53
ACS Add, Compare and Select Cộng, so sỏnh và lựa chọn
AFC Automatic Frequency Control Điều khiển tần số tự động
AGC Automatic Gain Control Điều khiển độ lợi tự động
API Application Programming Interface Giao diện lập trỡnh ứng dụng
ARIB Association Industry and Business Liờn hiệp kinh doanh và cụng nghiệp
Nhật Bản
ASIC Application Specific Integrated
Circuits
Mạch tích hợp ứng dụng đặc trưng
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ
AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gaussơ trắng cộng
B
BLAST Bell-labs-LAyered-Space-Time Cỏc thớ nghiệm Bell phõn lớp khụng
gian - thời gian
BOM Bill of Materials Chi phớ vật liệu
BOPS Billions of Operations Per Second Hàng tỷ thao tỏc trờn một giõy
BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế khóa chuyển pha cơ số hai
BTS Base Transcerver Station Trạm thu phỏt gốc
C
CCP Correlator Coprocessor Bộ đồng xử lý tương quan
CCTrCH Coded Composite Transport
Channel
Kênh truyền tải đa hợp được mó húa
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mó
CM Constant Modulus Modul khụng đổi
CMOE Constrained Minimum Output
Energy
Năng lượng đầu ra cực tiểu ràng buộc
FDD Frequency Division Duplex Ghộp song cụng phõn chia theo tần
số
FDD-DS Frequency Division Duplex-Direct
Sequence
Ghộp song cụng phõn chia theo tõn
số- chuỗi trực tiếp
FDMA Frequency Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo tần số
FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước
FHT Fast Hadamard Transformation Biến đổi Hadamard nhanh
FM Frequency Modulation Điều chế tần số
FSK Frequency Shift Keying Điều chế khóa chuyển tần
G
GOPS
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vụ tuyến gúi chung
GSM Global System for Mobile
Communication
Hệ thống truyền thông di động toàn
cầu
H
HW HardWare Phần cứng
I
IF Intermediate Frequency Tần số trung gian
IMT International Mobile
Telecommunications
Thụng tin di động quốc tế
N
NMSE Normalized Mean Square Error
Lỗi trung bỡnh bỡnh phương chuẩn
húa
O
OEM
OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghộp kờnh phõn chia theo tần số trực
giao
P
PIC Parallel Interference Cancellation Khử nhiễu song song
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PN Pseudo Noise Giả tạp õm
PSK Phase Shift Keying Điều chế khúa dịch pha
Q
QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc
QR
R
RACH Random Access Channel Kờnh truy nhập ngẫu nhiờn
RAKE Bộ phõn tập RAKE
RC Radio Configuration Cấu hỡnh vụ tuyến
RF Radio Frequency Tần số vụ tuyến
RMS Recursive Least Squares Bỡnh phương đệ quy nhỏ nhất
RRC Radio Resource Controller Bộ điều khiển tài nguyên vô tuyến
UMTS Universal Mobile
Telecommunication System
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu
UTRA Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vụ tuyến mặt đất toàn cầu
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access
Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS
V
VCP Viterbi Coprocessor Bộ đồng xử lý Viterbi
VLD Variable Length Decoding Giải mó chiều dài biến đổi
W
WCDMA Wideband Code Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo mó băng
rộng
WMSA Weighted Multi-Slot Average Trung bỡnh đa khe theo trọng số
Đồ án tốt nghiệp đại học Lời núi đầu
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
1
LỜI NÓI ĐẦU
Thông tin di động ngày nay đó trở thành một ngành cụng nghiệp viễn thụng phỏt
triển nhanh và mang lại nhiều lợi nhuận nhất cho các nhà khai thác. Sự phát triển của
thị trường viễn thông di động đó thỳc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu và triển khai các
hệ thống thông tin di động mới trong tương lai. Hệ thống di động thế hệ hai, với GSM
và CDMA là những ví dụ điển hỡnh đó phỏt triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy
nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rừ những hạn chế về dung
Nguyễn Trung Hiếu
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 - Tổng quan về thông tin di động 3G
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G
1.1 Giới thiệu
Thông tin di động bắt đầu từ những năm 1920, khi các cơ quan an ninh ở Mỹ bắt
đầu sử dụng điện thoại vô tuyến, dù chỉ là ở các căn cứ thí nghiệm. Công nghệ vào
thời điểm đó đó cú những thành cụng nhất định trên các chuyến tàu hàng hải, nhưng
nó vẫn chưa thực sự thích hợp cho thông tin trên bộ. Các thiết bị cũn khỏ cồng kềnh và
cụng nghệ vụ tuyến vẫn cũn gặp khú khăn trước những toà nhà lớn ở thành phố.
Vào năm 1930 đó cú một bước tiến xa hơn với sự phát triển của điều chế FM,
được sử dụng ở chiến trường trong suốt thế chiến thứ hai. Sự phát triển này kéo dài
đến cả thời bỡnh, và cỏc dịch vụ di động bắt đầu xuất hiện vào những năm 1940 ở một
số thành phố lớn. Tuy vậy, dung lượng của các hệ thống đó rất hạn chế, và phải mất
nhiều năm thông tin di động mới trở thành một sản phẩm thương mại.
Hỡnh 1.1 trỡnh bày túm tắt lộ trỡnh phỏt triển cỏc thế hệ thụng tin di động từ 1G
đến 3G. Để tiến tới thế hệ ba, thế hệ hai phải trải qua một giai đoạn trung gian, giai
đoạn này được gọi là 2,5G.
Hỡnh 1.1: Lộ trỡnh phỏt triển cỏc thế hệ thụng tin di động
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 - Tổng quan về thông tin di động 3G
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
3
Bảng 1.3: Một số nột chớnh của nền tảng cụng nghệ thông tin di động từ thế hệ
một đến thế hệ ba.
Thế hệ thông
tin di động
Hệ thống Dịch vụ chung Chỳ thớch
Thế hệ 1 (1G) AMPS,
phương tiện là nền
tảng thực sự của
thế hệ ba.
CDMA, CDMA kết hợp
TDMA, băng rộng (tới 2
Mbit/s), sử dụng chồng lấn lờn
thế hệ hai hiện cú nếu khụng sử
dụng phổ tần mới
1.2 Cỏc mụ hỡnh kiến trỳc của cỏc hệ thống thông tin di động 3G
1.2.1 Kiến trúc chung mạng thông tin di động 3G
Mạng thông tin di động 3G lúc đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng chuyển
mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói và tiếng.
Các trung tâm chuyển mạch gói sẽ là các chuyển mạch sử dụng công nghệ ATM.
Trên đường phát triển đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh sẽ dần được thay thế bằng
chuyển mạch gói. Các dịch vụ kể cả số liệu lẫn thời gian thực (như tiếng và video)
cuối cùng sẽ được truyền trên cùng một môi trường IP bằng cỏc chuyển mạch gúi.
Hỡnh 1.2 cho thấy ví dụ về một kiến trúc tổng quát của thông tin di động 3G kết hợp
cả CS và PS trong mạng lừi.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 - Tổng quan về thông tin di động 3G
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
4
Hỡnh 1.2: Kiến trỳc tổng quỏt của một mạng di động kết hợp cả CS và PS
1.2.2 Kiến trúc mạng thông tin di động 3G phát hành 3
Hỡnh 1.3 cho thấy cấu trúc mạng cơ sở W-CDMA trong 3GPP phỏt hành 1999
(Tập tiêu chuẩn đầu tiên cho UMTS ).
Hỡnh 1.3: Kiến trỳc mạng trong 3GPP phỏt hành 1999
Mạng lừi gồm cỏc trung tõm chuyển mạch di dộng MSC và cỏc nỳt hỗ trợ
chuyển mạch gúi phục vụ SGSN. Cỏc kờnh thoại và số liệu chuyển mạch gúi được kết
UTRAN đến phần chuyển mạch gói được thực hiện qua giao diện Iu-PS, giao diện nay
nối RNC đến một SGSN.
Từ hỡnh 1.3 ta thấy rằng tất cả cỏc giao diện ở UTRAN của 3GPPP phỏt hành
1999 đều được xây dựng trên cơ sở ATM. ATM được chọn vỡ nú cú khả năng hỗ trợ
nhiều loại dịch vụ khác nhau (như tốc độ bít khả biến cho các dịch vụ trên cơ sở gói và
tốc độ bít không đổi cho các dịch vụ chuyển mạch kênh). Mặt khác mạng lừi sử dụng
cựng một kiến trúc cơ sở như kiến trúc của GSM/GPRS, nhờ vậy công nghệ mạng lừi
cú thể hỗ trợ cụng nghệ truy nhập vụ tuyến mới. Chẳng hạn nõng cấp mạng lừi hiện cú
để hỗ trợ UTRAN sao cho một MSC có thể nối đến cả UTRAN RNC và GSM BSC.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 - Tổng quan về thông tin di động 3G
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
6
Trong thực tế cỏc tiờu chuẩn UMTS cho phép hỗ trợ chuyển giao cứng từ UMTS
đến GSM và ngược lại. Đây là một yêu cầu rất quan trọng vỡ cần cú thời gian để triển
khai rộng khắp UMTS nên sẽ có khoảng trống trong vùng phủ của GSM. Nếu UTRAN
và GSM BSS được nối đến các MSC khác nhau, chuyển giao giữa các hệ thống đạt
được bằng cách chuyển giao giữa các MSC. Nếu giả thiết rằng nhiều chức năng của
MSC/VLR giống nhau đối với UMTS và GSM, MSC cần phải có khẳ năng hỗ trợ
đồng thời cả hai kiểu dịch vụ. Tương tự hoàn toàn hợp lý khi giả thiết rằng SGSN phải
có khả năng hỗ trợ đồng thời kết nối Iu-PS đến RNC và Gb đến GPRS BSC.
Trong hầu hết sản phẩm của các nhà sản xuất, nhiều phần tử mạng đang được
nâng cấp để hỗ trợ đồng thời GSM/GPRS và UMTS. Các phần tử mạng này bao gồm
MSC/VLR, HLR, SGSN và GGSN. Đối với nhiều nhà sản xuất, các trạm gốc được
triển khai cho GSM/GPRS đó được thiết kế để có thể nâng cấp chúng hỗ trợ cho cả
GSM và UMTS. Đối với mốt số nhà sản xuất BSC được nâng cấp để hoạt động như cả
GSM BSC và UMTS RNC. Tuy nhiên cấu hỡnh này rất hiếm. Yêu cầu các giao diện
và các chức năng khác nhau (như chuyển giao mềm) của UMTS RNC chứng tỏ rằng
công nghệ của nó hoàn toàn khác với GSM BSC. Vỡ thế thụng thường ta thấy các
UMTS RNC và GSM BSC tách biệt.
1.2.3 Kiến trúc mạng thông tin di động 3G phỏt hành 5
hoạt động như một đại diện Server / hộ tịch viên.
SGSN và GGSN là các phiên bản tăng cường của các nút được sử dụng ở GPRS
và UMTS phát hành 1999 và 4. Điểm khác nhau duy nhất là ở chỗ các nút này không
chỉ hỗ trợ dịch vụ số liệu gói mà cả dịch vụ chuyển mạch kênh (tiếng chẳng hạn). Vỡ
thế cần hỗ trợ cỏc khả năng chất lượng dịch vụ (QoS) hoặc bên trong SGSN và GGSN
hoặc ít nhất ở các bộ định tuyến kết nối trực tiếp với chúng.
Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF) là chức năng lập cầu hội nghị được
sử dụng để hỗ trợ các tính năng như tổ chức nhiều cuộc gọi nhiều phía và dịch vụ hội
nghị.
Cổng bỏo hiệu truyền tải (T-SGW) là một cổng báo hiệu SS7 để đảm bảo tương
tác SS7 với các mạng tiêu chuẩn ngoài như PSTN, T-SGW hỗ trợ các giao thức
Sigtran.
Cổng báo hiệu chuyển mạch (R-SGW) là một nút đảm bảo tương tác báo hiệu với
các mạng di động hiện có sử dụng SS7 tiêu chuẩn. Trong nhiều trường hợp T-SGW và
R-SGW cùng tồn tại trên cùng một nền tảng.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 - Tổng quan về thông tin di động 3G
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
8
MGW thực hiện tương tác với các mạng ngoài ở mức đường truyền đa phương
tiện. MGW ở kiến trúc mạng của phát hành 3GPP 5 có chức năng giống như ở phát
hành 4. MGW được điều khiển bởi chức năng điều khiển các phương tiện MGCF.
Giao thức điều khiển giữa các thực thể này là ITU-T H.248 .
MGCW cũng liên lạc với CSCF. Giao thức được chọn cho giao diện này là SIP.
Cần lưu ý rằng cấu trỳc toàn IP phỏt hành 5 là một tăng cường của mạng phát
hành 1999 hoặc 4. Nó đưa thêm vào một vùng mới trong mạng đó là vùng đa phương
tiện IP (IM: IP Multimedia). Vùng mới này cho phép mang cả số liệu và thoại qua IP
trên toàn tuyến nối đến máy cầm tay. Sử dụng vùng chuyển mạch gói cho mục đích
truyền tải sử dụng SGSN, GGSN, Gn và Gi là cỏc nỳt và giao diện thuộc vựng PS.
1.3 Cỏc DSP khả trỡnh trong hệ thống thụng tin di động 3G
Khi hệ thống thông tin di động càng phát triển, nhu cầu về các dịch vụ thoại, số
môi trường ngoài trời cho người đi bộ, và 2Mbps trong các môi trường trong nhà. Cả 2
dịch vụ chuyển mạch kênh và gói với các nhu cầu chất lượng dịch vụ thay đổi đều
được hỗ trợ.
Việc thiết kế cỏc modem 3G cú cỏc thỏch thức chớnh là: việc xử lý tín hiệu được
thực hiện bởi giao diện không gian cơ sở CDMA với tốc độ chip 3,84Mcps (cho chế
độ FDD DS), các nhu cầu tốc độ số liệu cao, các dịch vụ tốc độ biến đổi và đa tốc độ
cần phải được hỗ trợ đồng thời. Do các nhu cầu dịch vụ biến đổi - thoại đầu cuối tốc
độ thấp tới số liệu tốc độ cao nên sự mềm dẻo của thiết kế là điều bắt buộc.
Trong viễn thụng, một mỏy di động “đa chế độ” có thể hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn
viễn thông khác nhau với các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau. Ví dụ như, các
hệ thống di động băng tần kép GSM+DSC không được xem như các mỏy di động đa
chế độ bởi vỡ chỳng sử dụng cựng cụng nghệ truy nhập vụ tuyến và chỉ khỏc nhau về
tần số. Bằng việc tỡm hiểu nguồn gốc của hệ thống hai chế độ, chúng ta tỡm thấy hai
nhân tố ảnh hưởng chớnh.
Nhõn tố ảnh hưởng từ cỏc nhà khai thỏc: Khi ESTI phát triển các đặc điểm kỹ
thuật của GSM, tổ chức này đó không mong đợi hệ thống di động thế hệ 2 (2G) có thể
tương thích trở lại với hệ thống tương tự 1G. Điều này là chấp nhận được bởi vỡ số
lượng người sử dụng 1G so với số lượng người dự đoán sử dụng 2G là không đáng kể.
Mặt khác, vào những năm 1980, khá dễ dàng để số lượng nhỏ các quốc gia thành
viên Châu Âu đồng ý về một cụng nghệ truy nhập vụ tuyến duy nhất bởi vỡ khi đó
không nước nào có sẵn một mạng tổ ong số, do đó không có nhu cầu về tính tương
thích. Nhưng khi thành công của GSM vượt ra ngoài Châu Âu thỡ một số nhà khai
thác đó quyết định ghép các tiêu chuẩn khác với GSM. Các ví dụ chính là
GSM+DECT, GSM+AMPS, và GSM+ICO. Tuy nhiên, các phân hệ kép như vậy
không tương thích tốt nờn khụng cho phộp một sự tớch hợp tốt giữa việc hạ chi phớ và
giảm kích thước. Vỡ vậy, cỏc cặp tiờu chuẩn đó khụng cho phộp chuyển giao liờn tục.
Nhõn tố ảnh hưởng từ cỏc tổ chức chuẩn húa: Mục đích của dự án hợp tác 3G
(3GPP) là xây dựng một tiêu chuẩn quốc tế với tham vọng rằng một máy di động có
thể sử dụng được ở bất kỡ nơi nào trên trái đất. Giải pháp tốt nhất là đồng thuận trên
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2 – Các DSP khả trỡnh trong mỏy cầm tay 2 chế
sau
cỏc nỗ lực hũa hợp của một vài nhúm, hiện nay cú 3 chế độ của tiêu chuẩn 3G (bảng
2.1)
Bảng 2.1: Ba tham số CDMA dựa trên các chế độ của 3G
Tham số
Chế độ 1: FDD
chuỗi trực tiếp
Chế độ 2: FDD
đa sóng mang
Chế độ 3: TDD
Tốc độ chip (Mcps) 3,84 2 x 1,2288 3,84
Cấu trỳc kờnh Trải phổ trực tiếp Đa sóng mang Trải phổ trực tiếp
Phõn chia phổ
Các dải băng ghép Các dải băng ghép Các dải băng
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2 – Các DSP khả trỡnh trong mỏy cầm tay 2 chế
độ
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
11
đôi đôi không ghép đôi
Chế độ FDD-DS được chấp nhận rộng rói và là chế độ được triển khai đầu tiên,
bắt đầu ở Nhật Bản vào năm 2001. Trong phần cũn lại của chương, chúng ta tập trung
các thảo luận vào thiết kế một máy cầm tay 3G trong chế độ này. Bảng 2.2 liệt kê các
đặc điểm quan trọng nhất của chế độ FDD-DS. Bảng 2.3 liệt kê các đặc điểm quan
trọng nhất của GSM.
Bảng 2.2: Định nghĩa các tham số cho tiêu chuẩn 3G FDD-DS (WCDMA)
Tham số Mụ tả/Giỏ trị
Khoảng súng mang (MHz) 5
Chiều dài khung vật lý (ms) 10
- Lớp vật lý (lớp 1): cú trỏch nhiệm truyền số liệu trong khụng gian.
- Lớp liờn kết dữ liệu (lớp 2): cú trỏch nhiệm xỏc định các đặc điểm của số liệu
được truyền, vớ dụ như: điều khiển luồng số liệu và các yêu cầu chất lượng dịch vụ.
MAC là thực thể lớp 2 chuyển dữ liệu xuống lớp 1 và nhận dữ liệu từ lớp 1 lờn.
- Lớp mạng (lớp 3): cú trỏch nhiệm trao đổi thông tin điều khiển giữa mỏy cầm
tay và UTRAN, ấn định cỏc tài nguyờn vụ tuyến. RRC là thực thể lớp 3 thực hiện điều
khiển và ấn định tài nguyờn vụ tuyến trong lớp 1.
Trong chương này, chúng ta tập trung vào việc xử lý thu ở lớp vật lý, lớp yờu cầu
khắt khe nhất về cỏc tài nguyờn phần cứng-phần mềm, và cỏc ràng buộc thời gian
thực. Chúng ta sẽ không nói về RF và các bộ phận tương tự thực hiện chuyển đổi tín
hiệu vô tuyến tại anten thành luồng bit phù hợp cho xử lý DBB.
Hỡnh 2.1: Sự khỏi quỏt chung theo chức năng của việc xử lý lớp vật lý trong DSP
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2 – Các DSP khả trỡnh trong mỏy cầm tay 2 chế
độ
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
13
Hỡnh 2.1 đưa ra sự khái quát chung cho một số bộ phận chức năng khác nhau của
việc xử lý lớp vật lý trong băng tần gốc số. Phần cũn lại của chương sẽ mụ tả cỏc khối
xử lý chớnh trong phớa thu, là phần cú yêu cầu khắt khe hơn của modem về mặt nhu
cầu tài nguyờn.
Giải trải phổ: Quỏ trỡnh giải trải phổ bao gồm việc tương quan giữa số liệu đầu
vào phức với mó kờnh (mó Walsh) và mó ngẫu nhiờn, lấy kết quả theo từng chip SF,
trong đó SF là hệ số trải phổ. Mọi đường thu quan trọng của kênh vật lý đường xuống
đều phải được giải trải phổ. Một đường cú quan trọng hay không phụ thuộc vào việc
so sánh độ mạnh của đường với đường mạnh nhất.
Tổ hợp tỷ số tối đa (MRC): Một trong số cỏc thuộc tớnh của cỏc tớn hiệu CDMA
là khả năng giả tạp õm của chỳng do quỏ trỡnh trải phổ. Kết quả là, các đường tín hiệu
theo ba bước: đồng bộ khe, đồng bộ khung, và nhận dạng mó ngẫu nhiờn chỉ thị ụ.
2.4 Mụ tả chức năng một hệ thống hai chế độ
Hỡnh 2.2 dưới đây là biểu diễn mức hệ thống của một máy cầm tay hai chế độ
(nghĩa là: không thảo luận về thuật toỏn, bộ xử lý và phõn chia tại mức này).
S
¾
p
x
Õ
p
t
æ
c
h
ø
c
S
¾
p
x
Õ
p
t
æ
luång bit
C¸c nhiÔu ®êng lªn trªn
bé gi¸m s¸t
Kho¶ng trèng ®êng lªn 3G
Kho¶ng trèng ®êng lªn 3G
Hỡnh 2.3: Hoạt động liên hệ thống
Một UE hai chế độ đó được định nghĩa bởi 3GPP. Nú là một máy cầm tay có thể
thu số liệu từ một ô trong một chế độ (ví dụ như WCDMA) trong khi tại cùng thời
điểm, nú vẫn cú thể giỏm sỏt cỏc ụ lõn cận trong một chế độ khỏc (vớ dụ như GSM).
Các UE như vậy cần một sự đăng ký duy nhất, chung cho tất cả các chế độ hoạt động.
Các chế độ khác nhau liên quan đến các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau trên
cùng một loại mạng lừi (như vụ tuyến UTRA/FDD và GSM trờn một mạng lừi dựa
trờn phần ứng dụng di động).
Hoạt động đa chế độ dựa trên việc tỏch lựa chọn mạng di động mặt đất công cộng
(PLMN) khỏi lựa chọn chế độ/ô. Mỗi khi PLMN được chọn, lựa chọn chế độ phải
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2 – Các DSP khả trỡnh trong mỏy cầm tay 2 chế
độ
Nguyễn Trung Hiếu - D2001VT
16
được quyết định trong số các chế độ được cung cấp bởi PLMN đó được chọn (được
điều khiển bởi nhà khai thác thông qua các thiết lập tham số). Người sử dụng có thể
chọn một PLMN và yêu cầu các loại dịch vụ nhất định. Tuy nhiên, người sử dụng đó
khụng thể chọn ụ phục vụ hoặc cụng nghệ truy nhập vụ tuyến cũng như chế độ của nú.
2.5 Phõn tớch tớnh phức tạp và phõn chia HW/SW
Các đầu cuối 3G phải có khả năng xử lý một dải rộng các kịch bản dịch vụ từ
thoại tốc độ thấp đến đa phương tiện tốc độ số liệu cao. Trong phần này, chúng ta sẽ
chỉ ra ba kịch bản tiờu biểu trong “trạng thỏi ổn định” và đưa ra một sự so sánh các thủ
tục xử lý của các khối chức năng bộ thu, đó được mô tả trong phần trước.
Kịch bản A: Kịch bản này điều khiển chỉ một đầu cuối thoại với duy nhất một
máy cầm tay, công suất dĩ nhiên là mối quan tâm chủ yếu. Nhỡn chung, cụng suất thấp
nhất đạt được bằng việc chuyển đổi các chức năng phần cứng riêng được thiết kế đặc
biệt để thực hiện các chức năng đó và chỉ các chức năng đó mà thôi. Tuy nhiên, HW
đó sẽ có tính mềm dẻo kém hơn so với một DSP khả trỡnh cụng suất thấp (vớ dụ như
họ các bộ xử lý của Texas Instruments TMS320C54x và TMS320C55x, được thiết kế
đặc biệt để có công suất thấp cho các máy cầm tay, nhưng đủ cao trong các giới hạn
MHz để đáp ứng thách thức của 2G/3G).
Cỏc yờu cầu ở trờn gợi ý một vài chức năng phân tách phần cứng - phần mềm
cho một bộ thu WCDMA, như được chỉ ra trong hỡnh 2.5. Hỡnh vẽ chỉ ra cỏc khối
như sau:
ỏn tt nghip i hc Chng 2 Cỏc DSP kh trnh trong my cm tay 2 ch
Nguyn Trung Hiu - D2001VT
18
DPE n định ngón
DLL
Giải trải phổ MRC
Ước tính
kênh
CCTrCH
Viterbi
Turbo MAC (L2) Giải mật mã
Bộ mã hóa
thoại
Ngăn xếp giao thức (dữ liệu) Các ứng dụng
AFC
AGC
Điều khiển
công suất
cao hoc cỏc yờu cu bng thụng s liu m mt thit b mc ớch chung
nh l mt DSP khụng th tha mún;
Cc khi hon ton SW: cc khi ny da trn cc yu cu x lý va phi
v quan trng hn chỳng cn s mm do, do ú cn mt thit b kh trnh;
Cc khi HW hoc SW: da trn qu cụng sut ngun tng v cỏc kch bn
dch v c th thc hin cỏc trin khai c th.
Phi núi li rng cỏc tiờu chun 3G l mi v vn cha c trin khai. Theo
dng lch s, nỳ ú xut hin, khi hiu sut DSP c ci tin, chc nng c chuyn
t ASIC ti DSP. Tuy nhiờn, cỏc nh thit k 3G vn phi i mt vi vic thit k cỏc
h thng tha mún cc yu cu x lý cao m vn cỳ tnh mm do ỏp ng s ra
i ca tiờu chun, cỏc th trng mi v ang phỏt trin, cỏc kch bn dch v mi.
Vn ny s c ch r trong phn sau.
2.6 Cỏc phng phỏp thit k phn cng
2.6.1 So snh gia kin trc phừn tn vi kin trc tp trung
V bn cht, cỏc h thng CDMA l song song. Vi mt ng truyn thụng
gia trm gc v mỏy cm tay, tn ti nhiu kờnh a mú, v mi knh c thu thụng
Copyright: Tài liệu đại học ©