Báo cáo khoa học: THIẾT KẾ CHUỖI TRẢI TRỰC GIAO SUY RỘNG CHO HỆ THỐNG QS-CDMA

Tóm tắt: Để giảm thiểu hoặc loại bỏ giao thoa đa truy nhập và giao thoa đa đường trong các hệ thống CDMA xấp xỉ đồng bộ như LAS-CDMA, yêu cầu đặt ra là phải thiết kế được tập chuỗi trải trực giao trong một miền dịch pha, hay còn được gọi là miền trực giao. Bài báo này giới thiệu việc thiết kế các chuỗi trải mới như chuỗi trực giao suy rộng và xấp xỉ trực giao suy rộng trong các hệ thống QS-CDMA trải phổ trực tiếp. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "THIẾT KẾ CHUỖI TRẢI TRỰC GIAO SUY RỘNG CHO HỆ THỐNG QS-CDMA" THIẾT KẾ CHUỖI TRẢI TRỰC GIAO SUY RỘNG CHO HỆ THỐNG QS-CDMA TRỊNH QUANG KHẢI Bộ môn Kỹ thuật viễn thông Khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Giao thông Vận tải FAN PING ZHI Viện Thông tin Di động Trường Đại học Giao thông Tây Nam, Trung Quốc Tóm tắt: Để giảm thiểu hoặc loại bỏ giao thoa đa truy nhập và giao thoa đa đường trong các hệ thống CDMA xấp xỉ đồng bộ như LAS-CDMA, yêu cầu đặt ra là phải thiết kế được tập chuỗi trải trực giao trong một miền dịch pha, hay còn được gọi là miền trực giao. Bài báo này giới thiệu việc thiết kế các chuỗi trải mới như chuỗi trực giao suy rộng và xấp xỉ trực giao suy rộng trong các hệ thống QS-CDMA trải phổ trực tiếp. Bên cạnh việc thiết kế, bài báo này cũng thảo luận và phân tích lý thuyết giới hạn của các chuỗi GO/GQO tuần hoàn và không tuần hoàn, cùng ứng dụng của các chuỗi đó trong hệ thống QS-CDMA. Summary: For various quasi-synchronous (QS) CDMA systems such as LAS-CDMA system emerging recently, to reduce or eliminate the multiple access interference and multipath interference, it is essential to design a set of spreading sequences, mutually orthogonal within a designed shift zone, also called orthogonal zone. In this paper, newCT 2 concepts of generalized orthogonality (GO) and generalized quasiorthogonality (GQO) for spreading sequence design in direct sequence (DS) QS-CDMA systems are presented. Besides, selected GO/GQO sequence design and general theoretical periodic and aperiodic limits, together with application in QS-CDMA system, are also reviewed and analyzed. I. GIỚI THIỆU Trong hệ thống CDMA trải phổ trực tiếp (DS-CDMA), tất cả các thuê bao sử dụng cùng băng tần, nhưng mỗi tín hiệu phát được gán một chuỗi trải riêng. Dạng chuỗi, độ dài và tốc độ chíp sẽ xác định khả năng của hệ thống. Các chuỗi Walsh và chuỗi trực giao độ dài biến đổi có thuộc tính trực giao hoàn hảo với độ trễ thời gian bằng 0, và là các chuỗi lý tưởng cho truyền dẫn hướng thuận (forward link) của hệ thống CDMA đồng bộ (S-CDMA, synchronous CDMA). Các chuỗi trải trực giao có thể đ ược sử dụng nếu tất cả các thuê bao của một kênh đảm bảo được đồng bộ trong một khoảng rất ngắn thời gian của một chip, do mức tương quan chéo giữa các bản dịch khác nhau của các chuỗi trực giao thông thường là khác 0. Ngoài vấn đề đồng bộ, trong môi trường thông tin di động, truyền dẫn đa đường cũng tạo ra các tín hiệu với thời gian trễ khác 0, do đó, làm mất đi tính trực giao giữa các chuỗi Walsh, … Đối với hệ thống CDMA không đồng bộ (A-CDMA, asynchronous CDMA), không yêucầu có sự đồng bộ giữa các chuỗi trải được truyền, độ trễ giữa các chuỗi trải được truyền là bấtkỳ. Do đó, để loại bỏ giao thoa đa truy nhập, cần thiết kế một tập chuỗi trải có hàm tự tươngquan (ACFs-autocorrelation functions) dạng impulse và các mức tương quan chéo (CCFs-crosscorrelation functions) bằng 0. Thật không may, theo các định lý biên Welch và các lýthuyết giới hạn khác, về mặt lý thuyết, không thể thiết kế các chuỗi có thuộc tính lý tưởng nhưvậy. Do đó, trong hệ thống A-CDMA, chuỗi trải thông thường được thiết kế sao cho có mức tựtương quan và tương quan chéo thấp, ví dụ như chuỗi Gold, chuỗi Kasami,… Để giải quyết những khó khăn trên, hai khái niệm mới, các chuỗi trực giao suy rộng (GO-generalized orthogonality) và xấp xỉ trực giao suy rộng (GQO-generalized quasi-orthogonality),đã được đề xuất, áp dụng trong hệ thống CDMA xấp xỉ đồng bộ (QS-CDMA, quasi-synchronousCDMA), có khả năng loại bỏ giao thoa đa truy nhập và giao thoa đa đường. Cần chú ý rằng, cácchuỗi GO còn được gọi là các chuỗi ZCZ (miền tương quan 0), IFW, ZCW, ZCD, hay NHZ khiáp dụng đối với hệ thống nhảy tần/thời gian, sử dụng hàm tương quan Hamming. Trong hệ thống QS-CDMA (hình 1), hay còn được gọi là hệ thống CDMA xấp xỉ đồng bộ(AS-CDMA, approximately synchronous CDMA), các hàm tương quan của các chuỗi trải GOđược đảm bảo nhận giá trị 0 hoặc giá trị rất thấp trong một miền tương quan (miền GO hoặcGQO) xung quanh gốc thời gian 0. Ý nghĩa của chuỗi GO đối với hệ thống QS-CDMA là dù đ ộtrễ giữa các tín hiệu trải nhận được do bị ảnh hưởng của truy nhập đồng bộ và truyền dẫn đađường thì tính trực giao giữa các tín hiệu vẫn được duy trì miễn là độ trễ không vượt quá giớihạn cho phép. Một ví dụ điển hình về hệ thống QS-CDMA có thể kể đến là hệ thống CDMA đồng bộvùng rộng (LAS-CDMA, large area synchoronous CDMA), sử dụng các chuỗi trải tam phân (-1, CT 20, 1) LA (large area ternary sequences) và LS (loosely synchronous), hay các chuỗi mã thôngminh (smart code sequences). Do dung lượng hệ thống và hiệu quả phổ cao, công nghệ LAS-CDMA trở thành một ứng viên cạnh tranh cho công nghệ 4G. A-CDMA: k bất kỳ a(1)(t) √(2P)cos(t + 1) QS-CDMA: k Z0 s1(t) S-CDMA: k=0 b(1)(t) 1 Độ trễ (2) a (t) √(2P)cos( ct + 2) ...