TRÕNH QËC BẪO 1 MC LC
MC LC 1
Lúâi nối àêìu 4
PHÊÌN I: MẨNG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG VÂ K THÅT TRẪI PHƯÍ 5
CHÛÚNG I Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång 5
1.1 - Tưíng quan 5
1.2 - Cêëu trc mẩng thưng tin sưë Cellular 6
1.3 - Sûå phất triïín ca hïå thưëng thưng tin Cellular 7
1.4 - Cấc phûúng phấp truy cêåp trong mẩng thưng tin di àưång sưë 8
CHÛÚNG II K thåt trẫi phưí 10
2.1 - Múã àêìu 10
2.2 - Hïå thưëng trẫi phưí trûåc tiïëp (DS/SS) 10
2.2.1. Cấc hïå thưëng DS/SS - BPSK 11
2.2.2. Cấc hïå thưëng DS/SS - QPSK 16
2.3 - Hïå thưëng nhẫy têìn (FH/ss) 20
2.3.1. Cấc hïå thưëng FH/SS nhanh 21
2.3.2. Hïå thưëng FH/SS chêåm 27
2.4 - Hïå thưëng nhẫy thúâi gian (TH/SS) 29
2.5 - So sấnh cấc hïå thưëng SS 30
2.6 - Hïå thưëng lai (Hybrid) 31
2.6.1. FH/DS 32
2.6.2. TH/FH 34
2.6.3. TH/DS 35
2.7 - Dậy PN 37
2.8 - Àưìng bưå mậ trong cấc hïå thưëng thưng tin trẫi phưí 41
PHÊÌN II: ÛÁNG DNG CƯNG NGHÏÅ CDMA TRONG THƯNG TIN DI
ÀƯÅNG 44
CHÛÚNG III Tưíng quan vïì Cưng nghïå CDMA 44

3.7.5. Gối dûä liïåu 71
3.7.6. Chuín giao 71
3.7.7. Truìn phên têåp 71
3.8 - Cấc kiïën nghõ cho thưng tin di àưång 3G vâ sûå chín hoấ 71
3.8.1. IMT-2000 72
3.8.2. Hổ tiïu chín IMT-2000 73
CHÛÚNG IV: ÛÁNG DNG CƯNG NGHÏÅ CDMA TRONG THƯNG TIN
DI ÀƯÅNG 75
4.1 - Àiïìu khiïín cưng sët 75
4.1.1. Àiïìu khiïín cưng sët mẩch vông húã trïn kïnh hûúáng lïn 81
4.1.2. Àiïìu khiïín cưng sët mẩch vông kđn trïn kïnh hûúáng lïn 82
4.1.3. Àiïìu khiïín cưng sët trïn kïnh hûúáng xëng 83
4.2 - Dung lûúång 85
4.2.1. Dung lûúång cûåc àûúâng truìn hûúáng lïn 86
4.2.2. Tưëc àưå mậ hoấ thoẩi 91
4.2.4. Tđch cûåc thoẩi 92
TRÕNH QËC BẪO 3

4.2.5. Can nhiïỵu 92
4.2.6. Tùng đch dẫi quẩt hoấ 93
4.2.7. Àiïìu khiïín cưng sët khưng chđnh xấc 94
4.2.8. Phên tđch tùỉc nghện 94
4.2.9. Phên tđch tùỉc nghện mïìm trong CDMA 95
4.2.10. Dung lûúång àûúâng truìn hûúáng xëng 100
4.3 - Chuín giao 102
4.3.1. Chuín giao mïìm vâ mïìm hún 104
4.3.2. Chuín giao cûáng 106
4.3.3. Chuín giao úã hïå thưëng thưng tin di àưång CDMA IS-95 107
4.4 - Àùåc tđnh àiïìu chïë vâ tưí chûác kïnh 114
4.4.1. Tđn hiïåu kïnh CDMA hûúáng lïn 114

Hiïån nay, mẩng thưng tin di àưång ca Viïåt Nam àang sûã dng cưng nghïå
GSM, tuy nhiïn trong tûúng lai mẩng thưng tin nây sệ khưng àấp ûáng àûúåc cấc
nhu cêìu vïì thưng tin di àưång, do àố viïåc nghiïn cûáu vâ triïín khai mẩng thưng tin
di àưång CDMA lâ mưåt àiïìu têët ëu. Xët phất tûâ nhûäng suy nghơ nhû vêåy nïn
em àậ quët àõnh chổn àïì tâi: " Cưng nghïå CDMA vâ ûáng dng ca cưng nghïå
CDMA trong thưng tin di àưång".
Nưåi dung ca lån vùn gưìm hai phêìn:
Phêìn I: Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång vâ k thåt trẫi phưí.
Phêìn II: ÛÁáng dng ca cưng nghïå CDMA trong thưng tin di àưång.
Trong quấ trònh lâm lån vùn tưët nghiïåp, mùåc d em àậ cưë gùỉng nhiïìu
nhûng do trònh àưå cố hẩn nïn khưng thïí trấnh khỗi nhûäng sai sốt, em rêët mong
nhêån àûúåc sûå phï bònh, hûúáng dêỵn vâ sûå gip àúä ca Thêìy cư, bẩn bê.

Em xin chên thânh cẫm ún sûå gip àúä têån tònh ca Thêìy V Àûác Thổ cng
cấc Thêìy cư trong khoa Àiïån tûã Viïỵn thưng àậ gip em hoân thânh lån vùn tưët
nghiïåp.

TRÕNH QËC BẪO 5
PHÊÌN I: MẨNG THƯNG TIN DI ÀƯÅNG VÂ K THÅT TRẪI PHƯÍ

CHÛÚNG I
Tưíng quan vïì mẩng thưng tin di àưång

1.1 - Tưíng quan

Toân bưå vng phc v ca hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång Cellular àûúåc chia
thânh nhiïìu vng phc v nhỗ, cố dẩng mưåt tưí ong hònh lc giấc. Trong mưỵi cell

PLMN: Public Land Mobile Network: Mẩng di àưång mùåt àêët.
ISDN: Integrated Switched Digital Network: Mẩng sưë liïn kïët àa dõch v.
MS: Mobile Station: Trẩm di àưång.
Hïå thưëng khai thấc vâ bẫo dûúäng OSS mùåc d khưng thåc thânh phêìn
ca mẩng thưng tin di àưång nhûng nố liïn quan chùåt chệ vúái mẩng àố lâ trẩm di
àưång MS thåc ngûúâi sûã dng.
Trong mưỵi mưåt BSS cố mưåt bưå àiïìu khiïín trẩm gưëc BSC àiïìu khiïín mưåt
nhốm BTS vïì cấc chûác nùng nhû chuín giao vâ àiïìu khiïín cưng sët.
Trong mưỵi SS, mưåt trung têm chuín mẩch ca PLMN, gổi tùỉt lâ tưíng àâi
di àưång MSC phc v nhiïìu BSC hònh thânh cêëp quẫn l vng lậnh thưí gổi lâ
vng phc v MSC bao gưìm nhiïìu vng àõnh võ.
Do u cêìu quẫn l vïì nhiïìu mùåt àưëi vúái MS ca mẩng di àưång Cellular
dêỵn àïën cú súã dûä liïåu lúán. Bưå ghi àõnh võ thûúâng tr HLR chûáa cấc thưng tin vïì
thụ bao nhû cấc dõch v mâ thụ bao lûåa chổn vâ cấc thưng sưë nhêån thûåc. Võ trđ
hiïån thúâi ca MS àûúåc cêåp nhêåt qua bưå ghi àõnh võ tam tr VLR cng àûúåc
chuín àïën HLR.
Trung têm nhêån thûåc AUC cố chûác nùng cung cêëp cho HLR cấc thưng sưë
nhêån thûåc vâ cấc khoấ mêåt mậ. Mưỵi MSC cố mưåt VLR.
Khi MS di àưång vâo mưåt vng phc v MSC múái thò VLR u cêìu HLR
cung cêëp cấc sưë liïåu vïì MS nây àưìng thúâi VLR cng thưng bấo cho HLR biïët
MS nối trïn àang úã vng phc v nâo. VLR cố àêìy à cấc thưng tin àïí thiïët lêåp
cåc gổi theo u cêìu ca ngûúâi sûã dng. Mưåt MSC àùåc biïåt (gổi lâ MSC cưíng)
àûúåc PLMN giao cho chûác nùng kïët nưëi giûäa PLMN vúái cấc mẩng cưë àõnh.

1.3 - Sûå phất triïín ca hïå thưëng thưng tin Cellular

Hïå thưëng àiïån thoẩi di àưång thûúng mẩi àêìu tiïn àûúåc àûa vâo dng sûã
dng bùng têìn 150 MHz tẩi Saint Louis - M vâo nùm 1946 vúái khoẫng cấch
kïnh lâ 60 KHz vâ sưë lûúång kïnh bõ hẩn chïë chó àïën 3.


dng chung mưåt cấch trêåt tûå sưë kïnh cố hẩn vò chng ta biïët chùỉc rùçng xấc sët
mổi thụ bao cng lc cêìn kïnh lâ thêëp. Phûúng thûác àïí sûã dng chung cấc kïnh
gổi lâ àa truy nhêåp.
TRÕNH QËC BẪO 9 Hiïån nay, ngûúâi ta sûã dng 5 phûúng phấp truy cêåp kïnh vêåt l:
+ FDMA: Àa truy cêåp phên chia theo têìn sưë. Phc v cấc cåc gổi theo
cấc kïnh têìn sưë khấc nhau.
+ TDMA: Àa truy cêåp phên chia theo thúâi gian. Phc v cấc cåc gổi theo
cấc khe thúâi gian khấc nhau.
+ CDMA: Àa truy cêåp phên chia theo mậ. Phc v cấc cåc gổi theo cấc
chỵi mậ khấc nhau.
+ PDMA: Àa truy cêåp phên chia theo cûåc tđnh. Phc v cấc cåc gổi theo
cấc sûå phên cûåc khấc nhau ca sống vư tuën.
+ SDMA: Àa truy cêåp phên chia theo khưng gian. Phc v cấc cåc gổi
theo cấc cấc anten àõnh hûúáng bp sống hểp.


2.2 - Hïå thưëng trẫi phưí trûåc tiïëp (DS/SS)

Hïå thưëng DS/SS àẩt àûúåc trẫi phưí bùçng cấch nhên tđn hiïåu ngìn vúái tđn
hiïåu giẫ ngêỵu nhiïn. úã hïå thưëng DS/SS nhiïìu ngûúâi sûã dng cng dng chung
mưåt bùng têìn vâ phất tđn hiïåu ca hổ àưìng thúâi. Mấy thu sûã dng tđn hiïåu giẫ
ngêỵu nhiïn chđnh xấc àïí lêëy tđn hiïåu mong mën bùçng cấch giẫi trẫi phưí. Àêy lâ
TRÕNH QËC BẪO 11

hïå thưëng àûúåc biïët àïën nhiïìu nhêët trong cấc hïå thưëng thưng tin trẫi phưí. Chng
cố dẩng tûúng àưëi àún giẫn vò chng khưng u cêìu tđnh ưín àõnh nhanh hóåc tưëc
àưå tưíng húåp têìn sưë cao.

2.2.1. Cấc hïå thưëng DS/SS - BPSK
a/ Mấy phất DS/SS - BPSK
Ta cố thïí biïíu diïỵn cấc bẫn tin nhêån cấc giấ trõ (1 nhû sau:

trong àố bk = ( 1 lâ bit sưë liïåu thûá k vâ T lâ àưå rưång xung (tưëc àưå sưë liïåu lâ 1/T
bit/s). Tđn hiïåu b(t) àûúåc trẫi phưí bùçng tđn hiïåu PN c(t) bùçng cấch nhên hai tđn
hiïåu nây vúái nhau. Tđn hiïåu nhêån àûúåc b(t).c(t) sau àố sệ àûúåc àiïìu chïë cho sống
mang sûã dng BPSK, cho ta tđn hiïåu DS/SS - BPSK xấc àõnh theo cưng thûác:
s(t) = Ab(t).c(t)cos(2
Π
f
c
t +
θ
) (2.2)
trong àố A lâ biïn àưå, fc têìn sưë sống mang, ( lâ pha ca sống mang.
Trong rêët nhiïìu ûáng dng mưåt bẫn tin bùçng mưåt chu k ca tđn hiïåu PN,
nghơa lâ T = NTc. Trong trûúâng húåp hònh 2.1 ta sûã dng N = 7.Ta cố thïí thêëy

] + n(t) (2.3)
trong àố n(t) lâ tẩp êm ca kïnh vâ àêìu vâo mấy thu. Àïí mư tẫ lẩi quấ trònh khưi
phc lẩi bẫn tin ta giẫ thiïët khưng cố tẩp êm. Trûúác hïët tđn hiïåu àûúåc giẫi trẫi
phưí àïí àûa tûâ bùng têìn rưång vïì bùng têìn hểp sau àố nố àûúåc giẫi àiïìu chïë àïí
nhêån àûúåc tđn hiïåu bùng gưëc. Àïí giẫi trẫi phưí, tđn hiïåu thu àûúåc nhên vúái tđn hiïåu
(àưìng bưå) PN(t - () àûúåc tẩo ra úã mấy thu. Ta àûúåc:
w(t) = Ab(t -
τ
)c
2
(t -
τ
)cos(2
Π
f
c
t+
θ
'
) = Ab(t -
τ
)cos(2
Π
f
c
+
θ
'
) (2.4)
TRÕNH QËC BẪO 13

( )
( )
( )
( )
[ ]
)5.2(dt2tf4cos1tb
2
A
dttf2costbA
dttf2costwz
'
c
'
c
2
'
ci
∫
∫
∫
++−=
+−=
+=
θΠτ
θΠτ
θΠ
TRÕNH QËC BẪO 15 Giẫ sûã mư hònh bẫn tin vâ tđn hiïåu PN nhû lâ cấc tđn hiïåu cú sưë hai ngêỵu

trònh trẫi phưí sệ tùng àưå rưång bùng têìn lïn Tc/T = N lêìn, thưng thûúâng giấ trõ nây
thûúâng rêët lúán. Àiïìu chïë sống mang chuín àưíi tđn hiïåu bùng gưëc b(t)c(t) vâo tđn
hiïåu bùng thưng s(t) cố PSD lâ :

( ) ( )( ) ( )( )
{ }
)9.2(TffSincTffSinc
4
TA
f
cc
2
cc
2
c
2
s
++−=Φ
TRÕNH QËC BẪO 16 Hònh 2.3. PSD ca bẫn tin, tđn hiïåu PN vâ tđn hiïåu DS/SS - BPSK

ÚÃ mấy thu tđn hiïåu s(t - () lâ phiïn bẫn ca tđn hiïåu DS s(t). Nïn PSD ca
nố cng giưëng nhû PSD ca tđn hiïåu s(t) vò trïỵ khưng lâm thay àưíi phên bưë cưng
sët úã vng têìn sưë. Ngoâi ra PSD ca c(t - () cng giưëng PSD ca c(t). Sau khi
trẫi phưí ta àûúåc tđn hiïåu w(t) vúái PSD àûúåc xấc àõnh búãi:
Ta thêëy rùçng (w(f) bêy giúâ cố PSD bùng hểp vúái cng dẩng phưí nhû b(t)
nhûng dõch trấi vâ phẫi fc. Àưå rưång bùng têìn ca w(t) lâ 2/T, gêëp hai lêìn
b(t). Àiïìu nây giưëng nhû dûå tđnh vò w(t) giưëng hïåt nhû phiïn bẫn àûúåc àiïìu chïë

c
2
w
++−=Φ
TRÕNH QËC BẪO 17 a/ Mấy phất
Sú àưì trïn gưìm hai nhấnh àưìng pha vâ mưåt nhấnh vng gốc. (hònh vệ)
Tđn hiïåu DS/SS - QPSK cố dẩng:

((t) = ( /4 nïëu c1(t)b(t) = 1, c2(t)b(t) = 1
((t) = 3( /4 nïëu c1(t)b(t) = 1, c2(t)b(t) = -1
((t) = 5( /4 nïëu c1(t)b(t) = -1, c2(t)b(t) = -1
((t) = 7( /4 nïëu c1(t)b(t) = -1, c2(t)b(t) = 1

Vêåy tđn hiïåu s(t) cố thïí nhêån 4 trẩng thấi pha khấc nhau: (+(/4, (+3(/4,
θ+5Π/4, θ+7Π/4.
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)

)sin(2
Π
f
c
t +
θ
') + Ab(t -
τ
)c
2
(t -
τ
)cos(2
Π
f
c
t +
θ
') (2.12)
trong àố (' = ( - 2(fct. Cấc tđn hiïåu trûúác bưå cưång lâ:
TRÕNH QËC BẪO 19 u
1
(t) = Ab(t-
τ
)sin
2
(2

(t) = Ab(t-
τ
)cos
2
(2
Π
f
c
t+
θ
') - Ab(t-
τ
)c
1
(t-
τ
)c
2
(t-
τ
)sin(2
Π
f
c
t+
θ
')cos(2
Π
f
c

vng gốc. Nhûúåc àiïím ca hïå thưëng DS/SS - QPSK lâ phûác tẩp hún hïå thưëng
DS/SS - BPSK. Ngoâi ra nïëu cấc sống mang sûã dng àïí giẫi àiïìu chïë úã mấy thu
khưng thûåc sûå trûåc giao thò sệ xẫy ra xun êm giûäa hai nhấnh vâ sệ gêy thïm sûå
giẫm chêët lûúång ca hïå thưëng. DS/SS - QPSK àûúåc sûã dng trong hïå thưëng
thưng tin di àưång IS - 95 CDMA vâ hïå thưëng àõnh võ toân cêìu (GPS).

2.3 - Hïå thưëng nhẫy têìn (FH/ss)

Dẩng hïå thưëng trẫi phưí thûá hai lâ hïå thưëng trẫi phưí nhẫy têìn FH/SS. Hïå
thưëng nây cố nghơa lâ chuín àưíi sống mang úã mưåt têåp húåp cấc têìn sưë theo mêỵu
àûúåc xấc àõnh bùçng mưåt chỵi mậ PN. Chỵi mậ úã àêy chó cố tấc dng xấc àõnh
mêỵu nhẫy têìn. Tưëc àưå nhẫy têìn cố thïí nhanh hún hay chêåm hún tưëc àưå sưë liïåu.
Trong trûúâng húåp thûá nhêët gổi lâ nhẫy têìn nhanh, trong trûúâng húåp hai gổi lâ
nhẫy têìn chêåm.
TRếNH QUệậC BAO 21 Ta kyỏ hiùồu Th cho thỳõi gian mửồt oaồn nhaóy, vaõ T laõ thỳõi gian cuóa mửồt bit
sửở liùồu. iùỡu chùở FSK thỷỳõng ỷỳồc sỷó duồng cho caỏc hùồ thửởng naõy. Do viùồc thay
ửới tờỡn sửở mang nùn giaói iùỡu chùở khửng nhờởt thiùởt phaói hỳồp vaõ vũ thùở giaói iùỡu
chùở khửng nhờởt quaỏn thỷỳõng ỷỳồc sỷó duồng. Caỏc hùồ thửởng ỷỳồc trũnh baõy vỳỏi giaó
thiùởt giaói iùỡu chùở khửng nhờởt quaỏn.
2.3.1. Caỏc hùồ thửởng FH/SS nhanh
TRÕNH QËC BẪO 22

úã hïå thưëng FH/SS nhanh cố đt nhêët mưåt lêìn nhẫy úã mưåt bit sưë liïåu, nghơa lâ
T/Th >1. Trong khoẫng thúâi gian Th giêy ca mưỵi lêìn nhẫy têìn, mưåt trong sưë J
têìn sưë àûúåc phất.

Khi dõch chuín theo phûúng ngang ca biïíu àưì ta thêëy cûá Th giêy têìn sưë

a/ Mấy phất
ÚÃã mấy phất , tđn hiïåu FSK cú sưë hai x(t) trûúác hïët àûúåc tẩo ra tûâ lìng sưë
liïåu. Trong khoẫng thúâi gian mưỵi bit x(t) cố mưåt trong hai têìn sưë f' vâ f' + (f,
tûúng ûáng vúái cấc bit sưë liïåu 0 vâ 1.
Tđn hiïåu nây àûúåc trưån vúái tđn hiïåu y(t) tûâ bưå tưíng húåp têìn sưë. Cûá mưỵi Th

giêy, têìn sưë ca y(t) lẩi thay àưíi theo cấc giấ trõ ca J bit nhêån àûúåc tûâ bưå tẩo
chỵi PN. Do cố 2j tưí húåp j bit nïn ta cố thïí cố túái 2j têìn sưë àûúåc tẩo ra búãi bưå
tưíng húåp têìn sưë. Bưå trưån tẩo ra têìn sưë ca tưíng vâ hiïåu, mưåt trong hai têìn sưë nây
àûúåc lổc ra úã bưå lổc bùng thưng BPF. Tđn hiïåu ra ca bưå tưíng húåp têìn sưë trong
àoẩn nhẫy nhû sau:
y(t) = 2Acos[2((fg + il(f)t + (l] vúái lTh<t<(l+1)Th (2.16)
trong àố il ( { 0, 2, , 2(2J - 1)} lâ mưåt sưë ngun chùén, fg lâ mưåt têìn sưë khưng
àưíi vâ (l lâ pha. Giấ trõ ca il àûúåc xấc àõnh búãi j bit nhêån àûúåc tûâ bưå tẩo chỵi
giẫ tẩp êm. Giẫ thiït srùçng bưå lổc BPF lêëy ra têìn sưë tưíng úã àêìu ra bưå trưån. Khi
nây tđn hiïåu úã àêìu ra bưå lổc BPF trong bûúác nhẫy l:
s(t) = 2Acos[2((f0 + il(f + bl(f)t + (l] vúái lTh<t<(l+1)Th (2.17)

trong àố bl ( {0, 1} lâ giấ trõ sưë liïåu úã lTh<t<(l+1)Th vâ f0 = f' + fg. Ta thêëy
rùçng têìn sưë phất cố thïí lâ {f0, f0 + (f, , f0 + (J - 1)(f}, trong àố J = 2j + 1, àïí cố
tưíng têìn sưë nhẫy lâ J. Pha (l cố thïí thay àưíi tûâ bûúác nhẫy nây sang bûúác nhẫy
kia. Ta cố thïí viïët tđn hiïåu FH/SS nhû sau:

trong àố (T(t) lâ xung chûä nhêåt.
Bưå nhên têìn vúái mc àđch trẫi rưång thïm bùng têìn ca FH/SS. Lc nây tđn
hiïåu FH/SS thânh:
( ) ( )
[ ]
( )
)18.2(lT1tfbfif2costs
c/ Mấy thu
Tđn hiïåu thu trûúác hïët àûúåc lổc bùçng mưåt bưå lổc BPF cố àưå rưång bùng
bùçng àưå rưång bùng ca tđn hiïåu FH/SS. Chng ta khưng cêìn khưi phc sống
mang vò ta sûã dng giẫi àiïìu chïë khưng nhêët quấn. Súã dơ ta khưng dng giẫi àiïìu
chïë nhêët quấn vò úã tưëc àưå nhẫy têìn nhanh mấy thu rêët khố theo dội àûúåc pha ca
sống mang khi pha nây thay àưíi úã mưỵi àoẩn nhẫy. Bưå tẩo chỵi PN tẩo ra mưåt
chỵi PN àưìng bưå vúái chỵi thu. úã àoẩn nhẫy l àêìu ra ca bưå tưíng húåp têìn sưë lâ:

g(t) = cos[2((fg + i(f)t + ('l] vúái lTh<t<(l+1)Th (2.21)
Bỗ qua tẩp êm, àêìu vâo BPF lâ
)20.2(
T2
JT
T/2
fJ
PG
h
==
∆
TRÕNH QËC BẪO 25 g(t)s(t) = Acos[2
Π
(f
g
+ i
l

nhẫy. Tûâ giấ trõ T/Th, sûã dng ngun tùỉc àa sưë àïí quët àõnh bit dûä liïåu lâ "0"
hay "1".

d/ FH/SS nhanh vúái àiïìu chïë FSK M trẩng thấi (M-FSK)

Trích đoạn Tâch tđn hiïơu thoaơi Dung lûúơng mïìm Kïnh víơt lyâ Gơi dûơ liïơu Hoơ tiïu chuíín IMT-2000

---