Hệ thống thông tin trải phổ và ứng dụng: Phần 2

Tiếp nội dung phần 1, Cuốn sách "Kỹ thuật trải phổ và ứng dụng" Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: đồng bộ trong thông tin trải phổ; đánh giá chất lượng của DS/CDMA; các ứng dụng của kĩ thuật trải phổ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hệ thống thông tin trải phổ và ứng dụng: Phần 2 Chương 4 ĐỒNG BỘ TRONG THÔNG TIN TRẢI PHỔ4.1 VẤN Đ ĐỒNG BỘ TRONG THÔNG TIN TRẢI PHỔ Như đã trình bày ở phần trước, sự thành công của các hệ thống thông tintrải phổ phụ thuộc vào khả năng của máy thu tạo ra tín hiệu (dãy PN) là bản saocủa (và đồng bộ với) tín hiệu PN thu được. Máy thu biết tín hiệu PN là gì nhưngnó không biết pha của tín hiệu này khi nó đến máy thu. Đồng bộ dãy PN thườngcó hai bước: bước thứ nhất gọi là bắt (đồng bộ thô hoặc đồng bộ sơ bộ), làbước điều chỉnh độ lệch pha của tín hiệu PN tới và tín hiệu PN tại chỗ đếnnằm trong một khoảng nào đó cỡ một chip hoặc nhỏ hơn. Bước thứ hai gọi làbám (đồng bộ tinh), thực hiện việc điều chỉnh tinh để đưa sai lệch pha này tiếntới 0. r (t ) = s(t ) + n(t )  b(t ) Giải trải & giải điều chế Khôi phục & bám cos(2π f c t + θ ) sóng mang c(t + τ 1 ) cos(2π f c t + θ ) c(t + τ 1 ) Bám tín hiệu PN c(t + τ ), | τ − τ 1 | < ∆Tc Bắt tín hiệu PN Hình 4.1 Sơ đồ khối chức năng máy thu hệ thống DS/SS Sơ đồ chức năng của máy thu DS/SS được trình bày trong hình 4.1.Tínhiệu tới máy thu là : r(t)=s(t)+n(t) (4.1)bao gồm tín hiệu có ích DS/SS s(t) xác định bởi s (t ) = 2 Pc(t + τ 1 )b(t + τ 1 ) cos(2π f c t + θ ) (4.2)và tạp nhiễu trắng cộng tính Gao xơ n(t) với mật độ phổ công suất hai phía làN 0 / 2 (W/Hz). Trong đó: 73 - P là công suất trung bình của tín hiệu s(t) tại lối vào máy thu; - b(t) = ± 1 là dữ liệu; - c(t) là tín hiệu PN; - θ là pha sóng mang; - fc là tần số sóng mang;Thông thường tuyến trước của máy thu có bộ lọc thông dải băng rộng baotrùm toàn bộ băng tần của tín hiệu SS, với tần số trung tâm là fc dùng để lọccác nhiễu và tạp âm ngoài dải. Với tín hiệu DS/SS, độ rộng của bộ lọc băngrộng phải vào khoảng 2 / Tc . Như mô tả trên hình 4.1, máy thu cần thực hiện một số chức năng như: bắtPN, bám PN, phục hồi/bám sóng mang, giải trải phổ và giải điều chế tín hiệu.c(t + τ ) , ở đây τ − τ 1 < ∆Tc , với ∆ là một hằng số nhỏ. Để có được pha τ nằmSau khi phân hệ bắt PN hoàn thành nhiệm vụ của mình, nó tạo ra chuỗitrong khoảng (τ 1 − ∆Tc ,τ 1 + ∆Tc ) , phân hệ bắt phải thực hiện tìm kiếm khắpMột khi pha của tín hiệu PN tại chỗ nằm trong khoảng ∆Tc của tín hiệu PNmột tập các pha và chọn ra pha có tương quan lớn nhất với tín hiệu PN tới.tới, mạch bám mới bắt đầu hoạt động và cố gắng làm cho lệch pha giữa hai tínhiệu PN tiến tới không nhờ vào vòng hồi tiếp nào đó. Mạch phục hồi sóngmang tách tín hiệu sóng mang cos(2πf c t + θ ) từ tín hiệu tới. Sóng mang từmạch phục hồi và tín hiệu PN từ mạch bám được sử dụng cho quá trình giảitrải phổ và giải điều chế để thu được b(t ) , một dự đoán của dữ liệu b(t). Các ˆtín hiệu từ mạch khôi phục sóng mang và mạch bám PN còn có thể được dùngđể hỗ trợ chức năng của nhau, như chỉ ra bởi các đường chấm chấm trên hình4.1. Ngoài ra dữ liệu ra còn hỗ trợ cho quá trình khôi phục sóng mang và bámtín hiệu PN. Các sơ đồ đồng bộ và khôi phục sóng mang sử dụng dữ liệu rađược gọi là đồng bộ và khôi phục sóng mang định hướng quyết định(decision-directed). Trong nhiều trường hợp việc bắt PN thực hiện trước (hay tốt nhất là đồngthời với) khôi phục sóng mang và bám. Vì thế, trong khi đang bắt mã thì tầnsố và pha sóng mang chưa có; có nghĩa là giải điều chế sóng mang không kếthợp cần phải được dùng với mạch bắt. Một khi pha của tín hiệu PN đã đượcbắt thì mạch bám được khởi động. Lưu ý rằng bám PN và bám sóng mang làquá trình liên tục, trong khi mạch bắt ngừng hoạt động sau khi đã bắt đượcpha PN. Nếu có hiệu ứng Đốp lơ và nó làm dịch tần số mang một lượng f dHz, thì có thể phải sửa đổi máy thu để tính đến hiệu ứng này. Sơ đồ khối củamáy thu hệ thống FH/SS tương tự hình 4.1, chỉ khác là không cần khôi phụcsóng mang khi dùng giải điều chế không kết hợp. Các quá trình giải điều chế và giải trải phổ được trình bày trong các bàitrước. Vài loại mạch có thể sử dụng để khôi phục sóng mang như PLL, vòngbình phương, vòng Costas (không trình bày ở đây).744.2 CÁC HỆ THỐNG ĐỒNG BỘ S BỘ MÃ PN 4.2.1 Bắt mã PN trong các h th ng DS/SS Như đã đề cập trong phần trên, quá trình bắt nhằm đưa các pha của tínhiệu PN tại chỗ và tín hiệu tới nằm trong khoảng nào đó. Khoảng này phảinằm trong dải kéo vào của mạch bám. Khi quá trình bắt thành công thì mạchbám được khởi động và thực hiện đồng chỉnh pha liên tục trong dải đó. Bắt cólẽ là một nhiệm vụ khó khăn và tốn thời gian nhất của máy thu. Khi bắt tiếnhành trước phục hồi sóng mang thì giải điều chế sóng mang không kết hợpphải được sử dụng trong thời gian tiến hành bắt. Bắt với giải điều chế kết hợpcó thể thực hiện trong một số trường hợp, như khi thiết lập lại đồng bộ PN saukhi hệ thống mất đồng bộ PN nhưng sóng mang vẫn có sẵn sàng. Rõ ràng mộthệ thống bắt với giải điều chế kết hợp tốt hơn một hệ thống bắt với giải điềuchế không kết hợp. Để dễ dàng cho việc bắt, các sơ đồ hiện nay đều khôngphát ...