


 !"
#$
%"& !
'&(
)* +,'$
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Thiết kế hệ thống CDMA
MMT03 – 4/2012
CE03 - 5/2011
Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Bá Nhiệm
Thành viên nhóm:
08520236 Nguyễn Văn Minh
08520579 Lê Đặng Quang
08520048 Lê Thế Công
Thit k h thng CDMA
1.1. Sự phát triển của công nghệ trong thông tin di động
1.1.1. Tổng quan về hệ thống điện thoại di động tổ ong
1.1.1.1. Tổng quan :
Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong thì tần số mà các máy di động sử dụng là không cố định
ở một kênh nào đó mà kênh đàm thoại đợc xác định nhờ kênh báo hiệu và máy di động đợc đồng
bộ về tần số một cách tự động. Vì vậy các ô kề nhau nên sử dụng tần số khác nhau, còn các ô ở
cách xa hơn trong một khoảng cách nhất định có thể tái sử dụng cùng một tần số đó. Để các máy
di động có thể duy trì cuộc gọi liên tục trong khi di chuyển giữa các ô thì tổng đài sẽ điều khiển
các kênh báo hiệu hoặc kênh lực lợng theo sự di chuyển của máy di động để chuyển đổi tần số
của máy di động thành một tần số thích hợp một cách tự động dẫn đến hiệu quả sử dụng tần số
tăng lên vì các kênh RF giữa các BS kề nhau có thể định vị 1cách có hiệu quả nhờ việc tái sử
dụng tần số do đó dung lợng

1BS có thể phục vụ cho một vùng bán kính rộng tới 80 Km.
1.1.1.3.1. TDMA :
Trong thông tin TDMA nhiều ngời sử dụng 1 sóng mang và trục thời gian đợc chia
thành nhiều khoảng thời gian nhớ để dành cho nhiều ngời sử dụng sao cho không
có sự chồng chéo.
TDMA đợc chia thành TDMA băng rộng và TDMA băng hẹp, Mỹ và Nhật sử dụng
TDMA băng hẹp, châu Âu sử dụng TDMA băng rộng, nhng cả hai hệ thống này đ-
ợc coi nh là sự tổ hợp của FDMA và TDMA vì thực tế ngời sử dụng dùng các kênh
đợc ổn định cả về tần số và khe thời gian trong băng tần.
Ngời sử dụng 1 Ngời sử dụng 2 Ngời sử dụng 3
Khe thời
gian 1
Khe thời
gian 2
Khe thời
gian 3
Khe thời
gian 4
Khe thời
gian 5
Khe thời
gian 6
30KHz
1.1.1.3.2. GSM (Group Special Mobile) :
GSM là hệ thống thông tin số của châu Âu tơng thích với hệ thống báo hiệu số 7.
Chúng sử dụng hệ thống TDMA với cấu trúc khe thời gian tạo nên sự linh hoạt
trong truyền thoại, số liệu và thông tin điều khiển.
Hệ thống GSM sử dụng băng tần (890 - 960) MHz để truyền tín hiệu từ máy di
động đến BS và băng tần (935 - 960) MHz để truyền tín hiệu từ BS đến máy di
động.

mỗi kênh là 1,23 MHz (phổ của mỗi kênh ở mức 3dB

1,23 MHz ở dải dành cho
thông tin di động). Tần số đờng xuống bao giờ cũng lớn hơn tần số đờng lên
45MHz. Để tăng dung lợng của mạng CDMA - IS95 có thể sử dụng kết hợp FDMA
khi đó hệ thống CDMA có thể có nhiều kênh tần số.
1.2.1.2. Các kênh lô gíc :
Các kênh lô gíc là các kênh vật lý mang một thông tin cụ thể nào đó có thể là thông
tin về lu lợng hay thông tin về báo hiệu thông tin điều khiển các kênh máy đợc
phân chia theo đờng xuống (Từ BTS đến MS - còn gọi là kênh đi) và kênh theo đờng
lên (Từ MS đến BTS - còn gọi là kênh về).
- . /
01 0.
234. 56 7(8 !(9:
- .&
;.4' <. '
  =  ->6
%?:<2&
 /@0
H×nh 4 : CÊu tróc kªnh l« gÝc CDMA híng lªn vµ híng xuèng :
H×nh 5 : CÊu tróc kªnh lu lîng :
+ Sắp xếp các kênh vật lý cho đờng xuống ở CDMA - IS95 :
Tất cả các tín hiệu đợc phát ra từ trạm gốc qua 1ăng ten hình quạt đợc đa ra nh
trong hình, 63 kênh hớng đi đợc phân loại tiếp thành 7 kênh nhắn tin (giá trị chịu
đợc lớn nhất) và 55 kênh lu lợng
Kênh phụ
điều
khiển
công suất
máy di

63
W
32
W
1
W
7
W
8
W
32
W

W
- Kênh dẫn
đờng và kênh đồng bộ phục vụ sự khởi tạo của MS ở trạng thái chờ MS (Mobile
System) cần đến các kênh nhắn tin phục vụ vào việc truy cập vào mạng để thiết lập
cuộc gọi. Trạm gốc dùng sự lệch thời gian (Tin off set) Của kênh dẫn đờng làm căn
cứ cho MS nhận dạng kênh hớng xuống (Có 512 lệch thời gian khác nhau) lệch thời
gian đợc dùng trong quá trình chuyển giao khi MS bật nguồn thì kênh đồng bộ
cung cấp cho MS các tin tức định thời và tin tức về cấu hình hệ thống, kênh đồng
bộ dùng mã trải phổ PN (120 b/s) hiện phục vụ 1cuộc gọi, kênh lu lợng có các tốc
độ truyền dẫn : 9600, 4800 hay 1200 bít/s, khung lu lợng đờng xuống dài 20MS,
kênh lu lợng đợc điều khiển bằng các bản tin sau :
+ Điều khiển thiết lập cuộc gọi
+ Điều khiển chuyển giao (Handover)
+ Điều khiển công suất
+ Nhận tín hiệu và bảo mật
- Kênh nhắn tin :
Sau khi nhận đợc thông tin từ kênh đồng bộ trạm di động (MS) điều chỉnh định thời

Trong kênh hớng về của CDMA các kênh sử dụng tần số đợc phân bổ làm trung
tâm đợc điều chế bù pha 1/4 bởi 1cặp mã PN và đợc điều chế bù pha 1/2 bởi mã PN
dài.
Kênh truy nhập đảm bảo thông tin từ trạm di động đến trạm gốc khi trạm di động
không sử dụng kênh lu lợng. Kênh này luôn làm việc ở tốc độ 4800 b/s các bản tin
truy nhạp luôn cung cấp các thông tin về : khởi xớng cuộc gọi, trả lời cuộc gọi, các
lệnh và đăng ký. Các kênh truy nhập tạo ra các cặp với tất cả các kênh nhắt tin và
từng kênh truy nhập đợc nhận dạng thông qua sử dụng mã dài PN khác. Trạm gốc
thực hiện trả lời các tín hiệu kênh truy nhập nhất định thông qua các bản tin kênh
nhắn tin, máy di động trả lời bản tin thông qua các kênh truy nhập tơng ứng với
chúng. Tốc độ truyền dẫn của các kênh truy nhập có thể thay đổi theo các kiểu
truyền dẫn và các nhóm maý để các kênh này có thể sử dụng đối với các trờng hợp
khẩn cấp hoặc đối với bảo trì và sửa chữa.
1.3. C¸c kü thuËt sö lý vµ truyÒn dÉn v« tuyÕn sè ë hÖ thèng CDMA - IS95 :
-6 .
'O9 
nguån tin
1.3.1. Sơ đồ khối chung của thiết thị thu phát vô tuyến ở HTTT di động:
Ký hiệu : Tùy chọn
Bắt buộc
Các khối trên bao gồm : Lập khuân, mã hoá nguồn, mật mã, mã hoá kênh, ghép
kênh, điều chế và đa truy nhập cho thấy quá trình biến đổi tín hiệu từ nguồn đến
máy phát, các khối dới cho thấy quá trình bién đổi từ máy thu đến nơi nhận máy
phát gồm các tầng biến đổi nâng tần, khuyếch đại công suất và ăng ten, máy thu
gồn ăng ten, bộ khuyếch đại tạp âm nhỏ, bị biến đổi hạ tần và khuyếch đại trung
tần. Trong các bớc sử lý tín hiệu lập khuân, điều chế và giải điều chế là các bớc bắt
buộc.
+ Lập khuân thực hiện biến đổi nguồn tin và các ký hiệu số để nguồn tin tơng thích
với quá trình sử lý ở hệ thống.
+ Điều chế : Thực hiện biến đổi các ký hiệu vào và các dạng sóng thích hợp với

điện thoại tổ ong thì tính đa đờng tạo nên nhiều pha đinh nghiêm trọng, tính
nghiêm trọng này đợc giảm đi trong điều chế CDMA băng rộng vì các tín hiệu qua
các đờng khác nhau đợc thu nhận một cách độc lập.
Phân tập là 1 hình thức tốt để làm giảm pha đinh : Có 3loại phân tập :
+ Phân tập theo thời gian
+ Phân tập theo tần số - tín hiệu băng rộng 1,25 Mhz
+ Phân tập theo khoảng cách (theo đờng truyền) 2cặp ăng ten thu của BS, bộ thu đa
đờng và kết nối với nhiều BS (chuyển vùng mềm) phân tập theo thời gian đạt đợc
nhờ việc sử dụng việc chèn và mã sửa sai.
Hệ thống CDMA băng rộng ứng dụng phân tập theo tần số nhờ việc mở rộng khả
năng báo hiệu trong một băng tần rộng và pha đinh liên hợp với tần số thờng có ảnh
hởng đến băng tần báo hiệu (200ữ300)KHz
1.3.4.2. Điều khiển công suất CDMA :
Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất 2chiều (Từ BTS đến
máy di động và ngợc lại). Mục đích điều khiển công suất phát của máy di động để
cho tín hiệu phát của tất cả các máy di động trong một vùng phục vụ có thể thu đợc
với độ nhậy trung bình tại bộ thu của BS. Bộ thu CDMA của BS chuyển tín hiệu thu
từ máy di động tơng ứng thành thông tin số băng hẹp còn tín hiệu của các máy di
động khác chỉ còn là tín hiệu tạp âm của băng rộng.
Máy di động điều khiển công suất phát theo sự biến đổi công suất thu đợc từ BS và
điều khiển công suất phát tỷ lệ nghịch với mức công suất đo đợc.
Hình : Điều khiển công suất CDMA
BS thực hiện chức năng kích hoạt đối với mạch đóng điều khiển công suất từ máy
di động đến BS, BS so sánh tín hiệu thu đợc với giá trị ngỡng và điều khiển công
suất tăng hay giảm sau mỗi khoảng thời gian 1,25 MS. Mục đích của điều khiển
công suất là làm giảm công suất phát của máy di động khi rỗi hoặc ở gần BS, làm
cho pha đinh đa đờng thấp, giảm hiệu ứng bóng râm, giảm giao thoa đối với các BS
khác.
1.3.4.3. Bộ mã - Giải mã thoại và tốc độ số liệu biến đổi :
Bộ mã - giải mã của hệ thống CDMA thiết kế với các tốc độ biến đổi 8 Kb/s.

ớng về.
Các bộ điều khiển hệ thống ở MSC cung cấp các bộ điều khiển cho mỗi trạm gốc
với tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm dựa vào tỷ lệ lỗi của các máy di động đợc phát tới bộ
điều khiển kênh đợc sử dụng cho xác định tăng hay giảm công suất phát của mỗi
máy di động.
1.3.4.2.3. §iÒu khiÓn c«ng suÊt trªn kªnh híng ®i cña CDMA :