ITC
THÔNG TIN DI ĐỘNG
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM
I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
GSM:
Điện thoại di động ra đời từ những năm 1920, khi đó điện thoại di động được sử
dụng như là các phương tiện thông tin giữa các đơn vò cảnh sát ở Mỹ. Dòch vụ điện
thoại di động mải đến đầu năm 1960 ở các dạng sử dụng được và khi đó nó chỉ là các
sữa đổi thích ứng của các hệ thống điều vận. Cuối những năm 1980 người ta nhận thấy
rằng các hệ thống tổ ông tương tự không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng vào
thế kỷ sau nếu như không loại bỏ được các hạn chế cố hữu của hệ thống này: (1) phân
bổ tần số rất hạn chế, dung lượng thấp; (2) tiếng ồn khó chòu và nhiễu xảy ra khi máy di
động chuyển dòch trong môi trường fadinh đa tia; (3) không đáp ứng được các dòch vụ
mớihấp dẫn đối với khách hàng; (4) không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết
bò di động và cơ sở hạ tầng; (5) không đảm bảo tính bảo mật của các cuộc gọi; (6)
không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, làm cho thuê bao không thể sử dụng
được máy di động của mình ở nước khác.
Giải pháp duy nhất để loại bỏ những hạn chế trên là phải chuyển sang sử dụng
kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động cùng với các kỹ thuật đa truy nhập mới.
Hệ thống thông tin di động sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời
gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở Châu u vả có trên gọi là GSM . Ban
đầu hệ thống này được gọi là “ nhóm đặc trách di động” (Group Special Mobile) theo
tên gọi của một nhóm được CEPT( Conference Of European Postal And
Telecommunications Administrations – Hội nghò các cơ quan quản lý viễn thông vàbưu
chính Châu u) cử ra để nghiên cứu tiêu chuẩn. Sau đó để tiện cho việc thương mại
hóa GSM được gọi là “ hệ thống thông tin di động toàn cầu” (GSM: Global System for
Mobile Communications).
GSM được phát triển từ năm 1982 khi các nước Bắc u gởi đề nghò đến CEPT
để quy đònh một dòch vụ viễn thông chung châu Âu ở băng tần 900MHz. Năm 1985 hệ
thống số được quyết đònh sử dụng và tháng 5 năm 1986 giải pháp TDMA băng hẹp

A

L
I
N
K
D
A
T
A

L
I
N
K
V
O
I
C
E

L
I
N
K
CELL #1
CELL #2
MOBILE UNIT
ITC
Hệ thống GSM sử dụng mô hình OSI (Open System Interconnection). Có 3

MS
MSC
ITC
nhưng không chính xác. HLR có trung tâm nhận thực AUC (Authentication Centre) và
thanh ghi nhận dạng thiết bò EIR (Equipment Identity Register).
• Thanh ghi đònh vò tạm trú VLR (Visitor Location Register): Nối đến một
hoặc nhiều MSC, lưu trữ các thông tin hiện hành để cập nhật cho MSC, như vò trí thuê
bao hiện hành (chính xác hơn trong HLR).
• MSC cổng (GMSC): để thiết lập cuộc gọi, cuộc gọi được đònh tuyến đến
GMSC, GMSC sẽ tìm đúng số thuê bao HLR chứa số thuê bao được gọi. GMSC có giao
tiếp với mạng ngoài.
Ngoài ra trong mạng GSM còn có phân hệ vận hành OSS (Operation
SubSystem). Có 3 vùng trong OSS :
(1) Chức năng vận hành mạng và duy trì,
(2) Quản lý thuê bao, bao gồm cả việc lập phiếu và tính cước,
(3) Quản lý thiết bò vô tuyến.
Hình 1.4 – Tổ chức của OSS.
III. MÔ HÌNH LỚP CỦA GSM:
Hệ thống GSM sử dụng mô hình OSI (Open System Interconnection) bao gồm 5 lớp:
Truyền dẫn TX (Transmission), Quản lý tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource
management), Quản lý di động MM (Mobility Management), Quản lý giao tiếp CM
(Communication Management), Vận hành, bảo dưỡng và duy trì OAM
(Operation,Administration and Maintenance).
Lớp TX thiết lập một kết nối giữa MS và BTS.
Lớp RR bao gồm các giao thức quản lý giao tiếp qua giao diện vô tuyến và cung
cấp một đường truyền ổn đònh giữa MS và BSC.
Lớp MM quản lý dữ liệu thuê bao và các hoạt động xác thực .
Lớp CM có các chức năng sau :
(1) Thiết lập duy trì và giải phóng cuộc gọi.
(2) Quản lý các dòch vụ bổ sung. Cho phép người dùng có một số điều khiển

♦ Mã hóa dự đoán tuyến tính LPC (Linear Prediction Coding): Phát dạng
sóng tiếng nói bằng cách dùng bộ lọc với hệ số nhân là 8 được phát với một khung
tiếng nói 20ms, dùng 260 bit để biểu diễn một khung 20ms. Có hai cách truyền dẫn tín
hệu thoại trong GSM, đó là liên tục và không liên tục.
2.Truyền dữ liệu:
Tốc độ truyền dữ liệu cao nhất của GSM là 9600bps và có hai chế độ truyền
khác nhau là trong suốt và không trong suốt.
Chế độ trong suốt vận hành theo cơ chế sửa sai. Có ba tốc độ dữ liệu áp dụng
cho chế độ này là 2400, 4800 và 9600 bps. Sau khi thêm các thông tin bổ trợ thì tốc độ
trở thành 3.6 , 6 và 12 kbps.
Thơng tin di động Page 5
OAM
CM
MM
RR
Transmission
User
Operator
ITC
Chế độ không trong suốt vận hành theo cơ chế tự truyền lại ARQ (Automatic
Repeat Request). Dữ liệu được truyền lại khi nó không được xác nhận ở đầu cuối. Với
chế độ không trong suốt tốc độ truyền là 12kbps cho kênh toàn tốc và 6kbps cho kênh
bán tốc, lỗi truyền dẫn giảm, tuy nhiên do sử dụng cơ chế truyền lại nên hiệu suất sử
dụng đường truyền không cao.
V. CÁC LOẠI KÊNH:
1.Cấu trúc kênh:
Dòch vụ cho phép người dùng có bốn chế độ truyền dẫn vô tuyến, ba cho truyền
dữ liệu và một cho thoại. Chế độ truyền dẫn vô tuyến dùng kênh vật lý.
2. Kênh vật lý:
Có ba loại kênh vật lý, cũng được gọi là kênh lưu lượng :

ITC
MS tìm cụm FCCH, sau đó tìm một cụm SCH trên cùng một tần số để đạt được
sự đồng bộ . Tiếp theo, MS thu BCCH trên nhiều khe thời gian và chọn một cell riêng ở
trạng thái nghó.
b. Kênh chung đường lên:
Kênh chung đường lên duy nhất là kênh truy cập ngẫu nhiên RACH
( Random Access Channel). RACH cho phép MS chọn để truy xuất cuộc gọi. Có hai tốc
độ RACH/F (với toàn tốc), và RACH/H (với bán tốc ).
c.Kênh báo hiệu:
Tất cả các kênh báo hiệu là một trong những kênh vật lý, và tên của
kênh được dựa trên chức năng logic của nó.
• Kênh điều khiển kết nối chậm SACCH (Slow Associated Control
Channel): là một TCH tốc độ thấp dùng cho báo hiệu hỗ trợ và các thủ tục không khẩn
cấp mà chính là chuyển giao cuộc gọi giữa các cell. Nó dùng với tốc độ 1/8.
• Kênh điều khiển kết nối nhanh FACCH ( Fast Associated Control
Channel): Dùng cho việc thiết lập cell, nhận thực thuê bao và yêu cầu chuyển giao
cuộc gọi giữa các cell.
• Kênh điều khiển độc lập SDCCH (Stand – alone Dedicated Control
Channel): Hoạt động với tốc độ thấp, dùng kênh TCH/8. Phục vụ cho việc cập nhật và
quá trình thiết lập cuộc gọi khi một TCH được chỉ đònh.
Khe vô tuyến được phân phối đến người sử dụng chi khi cuộc gọi đã
được thiết lập xong. Có hai chế độ là dành riêng và rỗi. Việc hoạt động ở chế độ nào là
phụ thuộc vào đường lên hay đường xuống. Trong thuật ngữ GSM, đường xuống là tín
hiệu phát ra từ trạm gốc đến MS và ngược lại cho tín hiệu đường lên.
• Kênh thoại/ dữ liệu: mỗi khe thời gian của kênh thoại chứa 260 bits
cho mỗi khối. Toàn bộ khối có 316 bits. Mỗi khe thời gian kênh dữ liệu chứa 120 hoặc
240 bits cho mỗi khối.
• Chế độ kênh: bởi vì sự q giá của phổ tần số, nên không có một người
dùng nào được cấp một kênh dành riêng.
• Chế độ dành riêng: dùng TCH trong suốt cuộc gọi được thiết lập và

• Hệ thống FDMA không phức tạp như TDMA.
• FDMA là phương pháp truyền dẫn liên tục, nên các bits cần cho mục
đích đònh tuyến là ít hơn TDMA.
• FDMA cần một cấu trúc lọc RF chặt chẽ giảm thiểu giao thoa kênh kề.
Tổng số kênh có thể hoạt động đồng thời trong một hệ thống FDMA là:

c
guardtot
B
BB
N
2
−
=
(1.1)
B
tot
: Tổng số phổ được phân phối.
B
guard
: Băng bảo vệ tại cạnh của các kênh .
B
c
: Băng thông của mỗi kênh.
2.Phương pháp TDMA:
Thơng tin di động Page 8
Frequency
Code
Time
C

n
e
l

N
ITC
Hệ thống TDMA chia phổ vô tuyến ra các khe thời gian (Time slot) và mỗi khe
chỉ cho phép người sử dụng được phát hoặc thu.
Như trong hình 1.7, mỗi user chiếm một khe thời gian được lặp lại một cách chu
kỳ, một kênh được xem như là một khe thời gian mà nó lặp lại ở mỗi khung. Một
khung có N khe thời gian. Không như hệ thống FDMA, hệ thống TDMA truyền dẫn dữ
liệu không liên tục và chỉ sử dụng cho dữ liệu số và điều chế số. Việc truyền dẫn từ các
user khác nhau được kết hợp lại thành một khung lặp lại như hình 1.8

Hình 1.7 – Phương pháp phân chia kênh trong TDMA.
Một khung bao gồm nhiều khe thời gian. Mỗi khung có bit mở đầu, bit thông tin
và bit kết thúc.
Trong TDMA bit mở đầu chứa thông tin về đòa chỉ và đồng bộ mà cả trạm gốc
và MS dùng để nhận dạng. Các đặc điểm của TDMA:
• TDMA chia một tần số sóng mang đơn cho một user. Số khe thời gian
trong mỗi khung phụ thuộc vào nhiều hệ số như kỹ thuật điều chế, băng thông…
• Truyền dẫn dữ liệu ở hệ thống TDMA là không liên tục nhưng diễn ra
theo cụm.
• Quá trình xử lí chuyển giao cuộc gọi giữa các cell là đơn giản, MS có
thể lắng nghe từ các trạm gốc khác trong suốt thời gian nghó.
• TDMA dùng các khe thời gian khác nhau cho phát và thu, vì vậy
truyền song công được yêu cầu.
• Việc cân bằng thích ứng luôn cần thiết trong hệ thống TDMA, bởi vì
tốc độ truyền dẫn trong TDMA lớn hơn so với FDMA.
• Trong TDMA thời gian bảo vệ nên được tối thiểu.

Hình 1.8 – Cấu trúc khung của TDMA.
3.Hằng số thời gian trễ giữa đường lên và đường xuống:
Việc đánh số các khe của các khe đường lên là lấy khe thời gian đường xuống
bằng cách làm trễ ba khe. Trong trường hợp này, MS sẽ không phát và thu đồng thời
bởi vì hai khe này là khác nhau về vật lý. Trễ truyền dẫn khi MS ở xa trạm gốc.
4.Các loại khe thời gian khác:
Mỗi cell cung cấp một xung clock chuẩn cho các khe thời gian. Mỗi khe thời
gian được đánh số TN (Time Slot Number) mà nó được biết bởi trạm gốc và MS. TN
được lặp lại một cách chu kỳ.
5. Cụm và chuỗi hướng dẫn:
Ở TDMA, tín hiệu được phát ở dạng cụm. Chu kì của cụm mang biên độ tín
hiệu phát bắt đầu từ giá trò 0 cho đến giá trò chuẩn của nó. Một gói bits được phát bởi
tín hiệu điều chế. Sau đó biên độ giảm về 0. Cụm này diễn ra tại MS phát hoặc tại BTS
nếu cụm kề không được phát.
Trong một cụm có các bit đuôi và cụm hướng dẫn. Các bits đuôi gồm có ba bits
tại điểm bắt đầu và kết thúc của mỗi cụm, nó nhằm cung cấp thời gian bảo vệ.
Chuỗi hướng dẫn là chuỗi được biết ở máy thu, nó hướng dẫn cho bộ Equalizer.
Có các loại cụm sau đây:
(1). Cụm bình thường dùng trong TCH
Flag Flag
3 57 1 26 1 57 3
Tail Information Training sequence Information Tail
(2). Cụm truy xuất dùng ở RACH hướng đường lên.
Flag
Thơng tin di động Page 10
Preamble
Tail bits
Information Message
Slot 1 Slot 2 Slot 3 Slot N
Trail bits

bản tin tìm gọi dựa trên số thuê bao này đến các trạm gốc và tại đây tiến hành giải
thuật tìm kiếm. Mỗi trạm gốc phát một bản tin tìm gọi trên kênh thiết lập của nó. MS
nhận dạng được số này trên một kênh thiết lập mạnh nhất , khóa ở đó và đáp ứng về
trạm gốc. MS theo các lệnh để được dành riêng kênh thoại và cuộc gọi đã sẵn sàng.
4. Kết thúc cuộc gọi:
Khi MS tắt máy phát, một tín hiệu đặc biệt (tín hiệu đơn tone) được phát đến
các trạm gốc và hai bên cùng giải phóng cuộc gọi. MS tiếp tục kiểm tra tìm gọi thông
qua kênh thiết lập mạnh nhất.
5. Thủ tục handoff:
Trong lúc cuộc gọi diễn ra, hai thuê bao cùng ở trên một kênh thoại. Khi một
MS di chuyển ra khỏi vùng phủ sóng của trạm gốc chứa nó thì tín hiệu thu trở nên yếu.
Để cuộc gọi không bò ngắt, trạm gốc hiện hành sẽ yêu cầu một thủ tục chuyển giao
Thơng tin di động Page 11
ITC
cuộc gọi đến một kênh tần số mới ở một trạm gốc mới mà không gây ra ngắt cuộc gọi
hoặc bắt đầu một cuộc gọi mới.
VIII. QUẢN LÝ VÔ TUYẾN:
1. Quản lý tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resoucre management):
Trong mạng vô tuyến, kênh vô tuyến được phân phối cho việc thiết lập,
chuyển giao và giải phóng cuộc gọi trên một đònh hướng cuộc gọi. Có ba chức năng
quản lý là đònh vò, chuyển giao và di động. Việc thực hiện chức năng RR yêu cầu một
số giao thức giữa MS và mạng.
a. Giao thức đường truyền:
Việc trao đổi thông tin báo hiệu phải được gởi và hiểu bởi mỗi thiết bò hỗ trợ
báo hiệu. Hầu hết các chức năng trao đổi thông tin được phân phối đến các thiết bò khác
nhau. Có ba loại giao thức để cung cấp cho việc trao đổi thông tin.
• Giao thức đường truyền vô tuyến RLP (Radio Link Protocol) đặc
trưng trong GSM là LAPDm.
• LAPD là giao thức đường truyền thích ứng với kênh D của ISDN.
• Phần chuyển bản tin MTP (Message Transfer Part) là giao thức

thoại thay đổi khi một MS đi vào một cell khác trong lúc cuộc gọi đang diễn ra. Di động
là khả năng khởi động cuộc gọi ở trong hệ thống mạng này và phân phối nó đến hệ
thống các mạng khác bằng cách dùng MM và quản lí cập nhật vò trí.
a. Quản lí cập nhật vò trí:
Thuê bao luôn được liên kết với mạng di động mặt đất PLMN (Public
Land Mobile Network) thường trú của nó. Khi di chuyển nó sẽ liên kết với mạng
PLMN tạm trú. Chúng ta có thể nhận dạng cuộc gọi từ PLMN tạm trú từ vò trí của MS.
Trong quá trình xử lí chọn lựa PLMN, MM thường tìm cell ở trong PLMN
thường trú. Nếu không có dòch vụ hiện hành, user có thể chọn chế độ tự động (tìm kiếm
mạng ) hoặc chế độ thao tác bằng tay (tìm kiếm user) để tìm được PLMN phù hợp.
Trong trường hợp dòch vụ giới hạn, MM tiếp tục kiểm tra chỉ 30 sóng mang mạnh nhất.
Thơng tin di động Page 13

(B)

(B)
MSC
VLR
EIR
HLR
GMSC
MS
MAP/F
MAP/I
MAP/D
MAP/C
MAP/G
MAP/E
MAP/C
SMS - gateway

= một giá trò giữa 13 và 43dBm
Cả hai giá trò p
1
và p
2
được phát quảng bá từ các cell.
Công suất lớn nhất của MS = 29 đến 43dBm.
Thuật giải chọn cell:
• Một SIM phải được chèn vào
• C
1
lớn nhất được chọn bằng cách đạt được C
1
từ cell tương ứng ; C
1
phải
lớn hơn 0.
• Tất cả các cell phải không cản trở dòch vụ.
c. Hoạt động nhận thực:
Hoạt động nhận thực bảo vệ mạng chống lại sự truy xuất bất hợp pháp.
Giai đoạn 1: Một mã số nhận dạng thuê bao cá nhân PIN (Personnal
Identification Number ) bảo vệ SIM. PIN được kiểm tra bởi SIM tại chỗ, sau đó SIM
không bao giờ được gởi ra đường truyền vô tuyến.
Hình 1.10 – Quá trình tính toán nhận thực.
Giai đoạn 2: Mạng GSM tiến hành một cuộc kiểm tra bằng cách gởi một số
ngẫu nhiên RAND. Một số RAND 128 bits được gởi từ mạng đến MS và nó trộn với hệ
số bảo mật của MS là K
I
, thông qua một giải thuật xử lí là A
3

của thuê bao.
Khóa K
I
không bao giờ được phát ra không gian. Cả hai đều tính toán A
3
và A
8
.
3. Quản lý giao tiếp CM: Communication Management
Lớp CM cung cấp các dòch vụ viễn thông như thoại, fax và dữ liệu cho
người sử dụng thông qua lớp RR và MM như trình bày trong hình 1.12
Người dùng GSM bao gồm máy gọi và máy bò gọi. Chức năng quản lí
của CM là điều khiển cuộc gọi, quản lí dòch vụ và dòch vụ bản tin ngắn.
a. Điều khiển cuộc gọi CC: Call Control
Thơng tin di động Page 15
ITC
CC quản lý hầu hết các dòch vụ hùng mạch ( như thoại, dữ liệu) thông
qua MSC/VLR, GMSC, IWF và HLR. Chức năng của CC là thiết lập, duy trì và giải
phóng cuộc gọi. Để thiết lập cuộc gọi, số của MS phải được gán. MS/ISDN là số ISDN
của MS. Số di động MS (MSRN) là số đònh tuyến, một số khác có thể cho phép thuê
bao GMS hoặc nhận dạng thuê bao quốc tế IMSI (International Mobile Subscriber
Identity) và cung cấp bởi MS để truy xuất vào mạng quốc tế.
b. Chuyển giao: Handoff hay Handover
Thuật giải chuyển giao của GSM không được xây dựng thành một chuẩn.
Đó là đặc trưng của chuyển giao hỗ trợ di động MAHO (Mobile Assistance Handover).
MS quét các sóng mang vô tuyến theo chỉ dẫn của BTS. Nó theo dõi các khe thời gian,
các khe này không được gán để nó thu tín hiệu. Trong thường hợp này, theo yêu cầu
của BTS, cường độ tín hiệu của một sóng mang vô tuyến đặc trưng được đo trong một
khung thời gian, số đo đó được gởi thẳng về BTS để hỗ trợ quá trình xử lý chuyển giao.
Quá trình được gọi là MAHO. MSC dùng hai thông tin để quyết đònh cho việc chuyển

xào thường nghe ở các loa khi không có tín hiệu. Tónh điện thường ở dạng đáp ứng
xung mà sự phân tán năng lượng trải rộng trên tần số của nó. Biên độ năng lượng tỉ lệ
nghòch với tần số của nó.
(a) (b)
Hình 1.13 – nh hưởng của nhiễu lên tín hiệu.
(a) Tín hiệu không nhiễu.
(b) Tín hiệu có nhiễu.
b. Nhiễu ngoài trái đất:
Nhiễu ngoài trái đất bao gồm các tín hiệu điện bắt đầu từ bên ngoài bầu khí
quyển của trái đất. Nó được chia làm hai loại là nhiễu mặt trời và nhiễu vũ trụ.
• Nhiễu mặt trời: được phát ra từ sức nóng của mặt trời.
• Nhiễu vũ trụ: là nguồn nhiễu được phân phối một cách liên tục qua dãy
ngân hà, cường độ nhiễu tương đối nhỏ.
c. Nhiễu nhân tạo:
Là loại nhiễu sinh ra do hoạt động của con người. Nó có cường độ mạnh
trong vùng thành thò và công nghiệp, nên có lúc được gọi là nhiễu công nghiệp.
2. Nhiễu nội:
Là loại giao thoa điện mà được phát ra từ bên trong một thiết bò hoặc mạch
điện.
a. Nhiễu nhiệt:
Sinh ra do sự di chuyển nhanh và ngẫu nhiên của electron bên trong vật
dẫn do sự di chuyễn nhiệt. Sự chuyển động của electron tăng lên khi nhiệt độ tăng.
Công suất nhiễu nhiệt:
N = KTB (1.11)
K: hằng số Boltzmann (1.38.10
-23
J/
0
K)
B: băng thông

I
, điện áp
2
N
R
V
V
=
, khi đó công suất nhiễu trên tải R là:

R
V
R
V
KTBN
N
N
4
2
2
2
=






==
(1.12)

nhigher
VVVV
+++=
V
fundemental
= điện áp hiệu dụng của hài bậc một.
5. Méo quá điều chế:
Méo quá điều chế sinh ra các tín hiệu mà tần số là tổng hoặc hiệu của các
tần số của các tín hiệu gốc đầu vào khi chúng được trộn vào một thiết bò phi tuyến. Tần
số tổng và hiệu gọi là tích chéo (Cross Product):
Cross Product = mf
1
± nf
2
(1.15)
f
1
, f
2
là các tần số cơ bản .
n,m là các số nguyên dương từ 1 đến vô cùng.
Thơng tin di động Page 18
ITC
6. Tỷ số công suất tín hiệu trên nhiễu:
Là tỷ số mức công suất tín hiệu trên mức công suất nhiễu.
N
S
P
P
N

log20)(
=
(1.18)
V
S
: điện áp tín hiệu (V).
V
N
: điện áp nhiễu (V).
7. Noise figure và Noise factor:
Noise factor (F) và Noise figure (NF) là hệ số dặt trưng dùng để cho thấy tỷ
số tín hiệu trên nhiễu suy giảm bao nhiêu khi nó đi qua một mạch hoặc một dãy mạch.
Noise factor là tỷ lệ của
IN
N
S






và
OUT
N
S





+
−
+=
n
n
T
AA
F
AA
F
A
F
FF
(1.21)
F
T
: Noise factor tổng.
F
1
: Noise factor của mạch 1.
F
n
: Noise factor của mạch n.
A
1
: độ lợi của mạch 1.
A
n
: độ lợi của mạch n.
Và Noise figure tổng của mạch được tính.

E
tS
C
b
b
BPSK
π
=
(d(t) = 1) (2.2)
hoặc :
)2cos(.
2
)(
ππ
+=
tf
T
E
tS
C
b
b
BPSK
(d(t) = 0) (2.3)
với T
b
: là chu kỳ bit.

b
C

t)
S
BPSK
(t)
ITC
S
BPSK
(t) = Re{g
BPSK
(t).exp(j2πf
C
t)}
(2.5)
Với g
BPSK
(t) là hình bao phức của tín hiệu được cho bởi:
)(.
2
)( td
T
E
tg
b
b
BPSK
=
(2.6)
Mật độ phổ công suất PSD (Power Spectral Density) của hình bao phức là:
2
0

2
)(











+
+
+













−

Đồ thò xác suất lỗi bit trong điều chế BPSK với môi trường nhiễu trắng.
3.Thu tín hiệu BPSK:
Thơng tin di động Page 21
P
e
)(
0
dB
N
E
b
ITC
Tín hiệu BPSK tại máy thu:

)2cos(.
2
)()(
θπ
+=
tf
T
E
tdtS
C
b
b
BPSK
(2.10)
θ : là độ lệch pha của tín hiệu tương ứng với thời gian trễ trong kênh truyền, nó phụ
thuộc vào khoảng cách giữa máy phát và máy thu và độ dòch pha sinhra do bộ khuếch

(2.11)
Sau khi đi qua mạch lọc băng thông và chia hai thì tín hiệu tại đầu ra của khôi
phục sóng mang là:

Hình 2.2 – Sơ đồ máy thu BPSK
S
C
’
= cos(2πf
C
+ θ) (2.12)
Tín hiệu S
C
’
và BPSK được đưa đến bộ nhân và tín hiệu đầu ra của bộ nhân là:
( ) ( ) ( )






++==++
θπθπθπ
tf
T
E
tdtf
T
E

Integrate and
Dump circuit
Bit Synchronizer
m(t)cos
2
(2πf
C
t + θ)
m(t)cos(2πf
C
t + θ)
Cos
2
(2πf
C
t + θ) Cos(4πf
C
t + θ)
m(t)cos(2πf
C
t + θ)
Demodulated signal
m(t)
ITC
Tín hiệu ở (2.13) được vào mạch tích phân và xả, sau đó sẽ đi vào mạch quyết
đònh.
Điện áp đầu ra của mạch tích phân:
( )
( )
( ) ( )

2
22cos
2
1
2
2
1
2
)(
11
=
++=
∫∫
−−
θπ
(2.14)
Như vậy chúng ta đã khôi phục lại được chuỗi dữ liệu d(t).
4. Biểu diễn hình học của tín hiệu BPSK:
Chọn một tín hiệu là cơ sở là trực chuẩn:

( )
tf
T
tu
c
b
π
2cos.
2
)(

1
N
E
erfcP
b
e
(2.17)
Với E
b
là năng lượng của bit .
N
0
mật độ xác suất nhiễu trắng.
II. KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ QPSK:
1. Nguyên lý điều chế và phổ của QPSK:
Tín hiệu điều chế QPSK có dạng:
( )
( )
2
12cos
2
)(
π
π
−+=
itf
T
E
tS
c

E
tfi
T
E
tS
c
S
S
c
S
S
QPSK
π
π
π
π
2sin
2
1sin.
2
2cos
2
1cos.
2
−−−=
(2.25)
Đặt
( ) ( )
tf
T

( ) ( )
[ ]
( )
[ ]
)(
2
1sin.)(
2
1cos.
21
tQiEtQiEtS
SSQPSK
ππ
−−−=⇒
(2.28)
Phổ của QPSK tương tự như phổ của BPSK, nhưng ở đây E
b
và T
b
được thay thế
bằng E
S
và T
S
:
( )
( )
( )
( )
( )


−
−
=
















+
+
+








TffE
fP
π
π
π
π
π
π
π
π
(2.29)
Xác suất lỗi trong QPSK:









=
0
,
2
N
E
QP
b
QPSKe

Bộ lọc BPF đặt tại đầu ra của của bộ điều chế để giới hạn phổ công suất của tín
hiệu QPSK, tránh gây ra nhiễu cho các kênh lân cận.
Sơ đồ khối của bộ giải điều chế QPSK.
Hình 2.7 – Sơ đồ khối của máy thu QPSK.
Bộ lọc BPF đặt trước máy thu có nhiệm vụ loại bỏ nhiễu ngoài băng và giảm giao
thoa kênh kề.
Tín hiệu tại đầu ra của bộ lọc được chia làm hai phần, hai phần này được đưa
vào hai bộ giải điều chế kết hợp. Đầu ra của hai bộ giải điều chế kết hợp ( một cùng
pha và một lệch pha 90
0
) được đưa vào mạch quyết đònh và sau đó ta được hai chuỗi dữ
liệu nhò phân. Hai chuỗi này được dồn kênh để được dữ liệu mong muốn.
Thơng tin di động Page 25
LPF
LPF
BPF
90
0
Local
oscillator
Serial to
parallel
converter
Σ
R
b
/2
R
b
/2