TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Khoa Điện Tử Viễn Thông
BÁO CÁO MÔN HỌC
Đề Tài:
PHƯƠNG PHÁP TRUY NHẬP CDMA
Giáo viên hướng dẫn:
Nhóm 4:
1. 6.
2. 7.
3. 8.
4. 9.
5. 10.
MỤC LỤC
Mở đầu.
Phần I. TỔNG QUAN VỀ CDMA.
1. Tổng Quan.
1.1 Nguồn gốc.
1.2 CDMA là gì ?
1.3 Đa truy nhập là gì?
2. Đặc tính của CDMA.
3. Phân Loại phương pháp.
4. Nguyên Lý.
Phần II. Ưu điểm và nhược điểm của CDMA.
1. Ưu điểm.
2. Nhược điểm.
Phần III. Ứng dụng của CDMA.

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN BỘ MÔN
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________

______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________

Chữ ký giáo viên bộ môn
Hà Nội, Ngày Tháng Năm
LỜI MỞ ĐẦU
Bước vào thế kỷ 21, Kỷ nguyên của xã hội thông tin, các quốc gia trên thế giới
đang tập trung sức lực và tiềm năng của mình cho ngành công nghiệp viễn thông
nhằm dành được thế cạnh tranh trong lĩnh vực này và đồng thời tìm mọi cách để
không bị tụt hậu trong xã hội được gọi là xã hội thông tin này.
Với chiến lược phát triển là đi thằng vào công nghệ hiện đại, trong những năm
qua ngành viễn thông Việt Nam đã cơ bản hoàn thành việc số hóa mạng lưới viễn
thông tạo điều kiện dễ dàng cho sự hòa nhập tin học với viễn thông và góp phần
không nhỏ cho sự phát triển kinh tế - xã hội trong công cuộc đổi mới đất nước.
Trong quá trình hiện đại hóa mạng lưới viễn thông thì thông tin di động đã đáp
ứng được nhu cầu của một xã hội phát triển, hàng loạt kỹ thuật công nghệ ra đời
như kỹ thuật FDMA, TDMA, CDMA, và giao thức ứng dụng không dãy (WAP).
Mỗi kỹ thuật công nghệ có ưu nhược điểm riêng nhưng công nghệ CDMA có nhiều
ưu điểm vượt trội so với công nghệ khác có thể đáp ứng được dung lượng lớn,

chuyển giao mềm, điều khiển công suất nhanh có tính bảo mật cao. Và công nghệ
CDMA đã trở thành mục tiêu hướng tới của lĩnh vực thông tin di động trên toàn thế
giới.
Công nghệ CDMA dựa trên nguyên lý trải phổ đã đạt được hiệu quả sử dụng
dải thông tin lớn so với các công nghệ tương tự hoặc số khác do đó số lượng thuê
bao đã truy cập lớn hơn nhiều. Nhờ dãn rộng phổ tín hiệu mà có thể chống lại được
các tác động gây nhiễu và bảo mật tín hiệu. Các mạng thông tin di động sử dụng
công nghệ CDMA có thể đáp ứng được các nhu cầu về thông tin di động trong
tương lai. Do đó, việc nghiên cứu và triển khai mạng thông tin di động CDMA là
một điều tất yếu.
Ngoài phương pháp trải phổ trực tiếp (DSSS), kỹ thuật đa truy nhập dựa trên
công nghệ trải còn một số ký thuật khác gọi là trải phổ nhảy tần (FHSS –
frequency hopping SS) và trải phổ nhảy thời gian (THSS – time hopping SS)
nhưng không hiệu quả cao như DSSS. Hệ thống CDMA chỉ sử dụng kỹ thuật trải
phổ DSSS.
Phần I: Tổng quan về CDMA
1. Tổng quan:
1.1 Nguồn gốc:
- Lý thuyết về CDMA đã được xây dựng từ những năm 1980 và
được áp dụng trong thông tin quân sự từ năm 1960 cùng với sự
phát triển của công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin vào năm
1980 CDMA đã được thương mại hoá từ phương pháp thu GRS và
ommi - Tracs, phương pháp này được đề xuất trong hệ thống tổ
ong của Qual Comm - Mỹ vào năm 1990.
1.2 CDMA là gì:
- CDMA viết đầy đủ là Code Division Multiple Access nghĩa là Đa
truy nhập (đa người dùng) phân chia theo mã. Nên trước khi tìm
hiểu khái niệm CDMA, trước hết hãy xem xét khái niệm đa truy
nhập trong hệ thống thông tin di động.


Hình 1: Hệ thống điện thoại di động.
Trung tâm
chuyên
mạch điện
thoại di
động 1
Trung tâm
chuyên
mạch điện
thoại di
động 1
PSTN Mạng
điện thoại
công cộng
- Mô hình hệ thống CDMA:
 FDMA: Đa truy cập theo tần số, phục vụ các cuộc gọi theo
các kênh tần số khác nhau.
 TDMA: Đa truy cập theo thời gian, phục vụ các cuộc gọi
theo các khe thời gian khác nhau.
 CDMA: Đa truy cập theo mã, phục vụ các cuộc gọi theo các
chuỗi mã khác nhau.
 PDMA: Đa truy cập theo cực tính, phục vụ các cuộc gọi
theo sự phân cực khác của sóng vô tuyến.
 SDMA: Đa truy cập theo không gian, phục vụ các cuộc gọi
theo định hướng búp sóng đẹp.
Hình 2: Mô hình mạng.
Mỗi sự ra đời của một mạng di động đều có những mô hình
riêng, thậm chí trong cùng một thế hệ cũng có sự cải tiến
cho những mạng di động sử dụng công nghệ CDMA đều
đưa ra những tiêu chuẩn mới và tốt hơn. Do đó, sẽ xuất hiện

những mô hình mạng đi liền với những tiêu chuẩn đó.
1.3 Đa truy nhập là gì?
-
- Đa truy nhập là phương pháp dùng một trạm gốc phục vụ cho
nhiều thuê bao di động. Hay cũng có thể nói đa truy nhập là cách
thức để nhiều người sử dụng có thể sử dụng chung trên một kênh
mà không bị ảnh hưởng lẫn nhau.
- Có ba loại đa truy nhập là: FDMA, TDMA và CDMA. (Ngoài ra
hiện nay còn có cả phương pháp phân tách kênh theo bước sóng:
WDMA, nhưng về bản chất có thể coi nó gần nh là FDMA)
2. Đặc tính của CDMA.
2.1 Tính đa dạng của phẩn tập:
Phân tập là 1 hình thức tốt để làm giảm pha đinh : Có 3 loại phân tập:
• Phân tập theo thời gian
• Phân tập theo tần số - tín hiệu băng rộng 1,25 Mhz
• Phân tập theo khoảng cách
2.2 Điều khiển công suất CDMA:
Hệ thống CDMA cung cấp chức năng điều khiển công suất 2 chiều
(Từ BTS đến máy di động và ngược 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 được với độ nhậy trung bình
tại bộ thu của BS. Bộ thu CDMA của BS chuyển tín hiệu thu từ máy
di động tương 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.
2.3 Bộ mã - Giải mã thoại và tốc độ số liệu biến đổi:
Do sự tách biệt tần số 45 MHz giữa kênh hướng đi và hướng về vượt
quá dải thông liên kết của các kênh nên máy di động được giả thiết là
các giá trị của tổn hao hai đa đường dẫn giống nhau, do không có khả
năng đo suy hao đường dẫn hướng về mặc dù có 1 chênh lệch giữa
suy hao đa đường trên kênh hướng đi để đo ở máy di động và suy hao

đa đường của kênh hướng về. Phương pháp đo này cung cấp giá trị
trung bình chính xác cho công suất phát nhưng 1 phương pháp phụ
được cần tới để tính toán giao thoa Rayleigh chỉ ra các tính chất khác
nhau trên 2 kênh.
2.4 Điều khiển công suất mạch vòng kín trên kênh hướng về của
CDMA:
Các tín hiệu công suất phát được điều khiển bởi thông tin điều khiển
phát đi từ trạm gốc. Khi xảy ra sự suy giảm đáng kể trên kênh hướng
đi trong một vùng nhất định và nếu công suất phát không tăng lên thì
chất lượng thoại của các cuộc gọi qua kênh này giảm xuống dưới
tiêu chuẩn chất lượng. Để điều khiển công suất trên kênh hướng đi
trạm gốc giảm theo chu kỳ công suất phát ra tới máy di động, giảm
công suất ra như vậy duy trì cho đến khi các máy di động yêu cầu
công suất ra bổ xung nhờ dò thấy tăng tỷ lệ lỗi khung và trạm gốc
tăng công suất phát ra với số gia 0,5 db. Sự tăng giảm công suất ra
được thực hiện một lần cho mỗi khung mỗi tiếng nói tức là cứ trung
bình 12 đến 20 ms chậm hơn tốc độ tăng hay giảm công suất ra trên
kênh hướng vùng động tăng hay giảm công suất ra có thể điều khiển
tới +6,-6 db xung quanh công suất ra trung bình.
2.5 Bảo mật cuộc gọi:
Hệ thống CDMA cung cấp chức năng bảo mật cuộc gọi cao và về cơ
bản tạo ra xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìn kiếm và sử dụng bất
hợp pháp kênh RF là khó khăn đối với hệ thống tổ ong số CDMA vì
tín hiệu đã được trộn ( Seranbling ). Về cơ bản thì công nghệ CDMA
cung cấp khả năng bảo mật cuộc gọi và các khả năng bảo vệ khác,
tiêu chuẩn đề xuất gồm khả năng xác nhận và bảo mật cuộc gọi được
định rõ trong CIA/TIA/SI-54-B. Có thể mã hoá kênh thoại số một
cách dễ dàng nhờ sử dụng DES hoặc các công nghệ mã tiêu chuẩn
khác.
3. Phân Loại phương pháp.

3.1 Khái niệm về trải phổ:
- CDMA là hệ thống đa truy nhập theo mã dùa trên kỹ thuật điều
chế trải phổ, các thuê bao sử dụng chung tần số và thời gian và
được phân biệt nhau bằng một mã duy nhất gọi là mã trải phổ (hay
dãy tạp âm giả ngẫu nhiên PN) để trải phổ. Mã trải phổ này có tốc
độ cao hơn nhiều so với tốc độ của tín hiệu thông tin cần truyền đi.
Do vậy sau khi nhân với tín hiệu thông tin với mã trải phổ thì phổ
tần được trải rộng ra lớn hơn nhiều so với phổ tần của tín hiệu
thông tin. Phương pháp này làm cho năng lượng tín hiệu cần
truyền được dàn trải trên toàn bộ băng tần trải phổ lớn hơn nhiều
băng thông cần thiết để truyền thông tin. Do vậy tại đầu ra của bộ
điều chế phía phát tín hiệu có phổ rộng hơn nhiều lần tín hiệu
thông tin đồng thời có mật độ phổ công suất thấp. Tại phía thu chỉ
có những máythu có hàm tương quan trực giao giữa tín hiệu thu
được với bản sao chính xác của tín hiệu trải phổ phía phát mới có
khả năng giải điều chế và thu được tín hiệu thông tin cần thiết.
Như vậy trong hệ thống này mỗi thuê bao có mã riêng và việc thu
nhận tín hiệu chỉ được thực hiện khi có mã tương quan phù hợp.
- Có bốn kỹ thuật trải phổ cơ bản là: Trải phổ dãy trực tiếp (DS:
Directed Sequence), trải phổ nhảy tần (FH: Frequency Hopping),
hệ thống dịch thời gian (TH:Time Hopping) và hệ thống lai
(Hybrid).
• Trải phổ dãy trực tiếp: tín hiệu mang thông tin được nhân
trực tiếp mã trải phổ tốc độ cao.
• Trải phổ nhảy tần: Mã trải phổ điều khiển bộ tạo dao động
sóng mang làm tần số sóng mang thay đổi tại sau đó sóng
mang này lại được điều chế với dữ liệu.
• Trải phổ dịch thời gian: Trong kỹ thuật này, dữ liệu có tốc
độ dòng bit không đổi R được phân phối khoảng thời gian
truyền dẫn dài hơn thời gian cần thiết để truyền đi dòng tin

này bằng cách truyền dẫn thông thường. Dòng bit số được
gửi đi theo sự điều khiển của mã nhảy thời gian. Vì vậy có
thể nói dòng bít đã bị trải ra theo thời gian và phía thu bất
hợp pháp không thể biết tập con dữ liệu nào đang được sử
dụng.
- Hệ thống lai: Bên cạnh các hệ thống đã miêu tả ở trên, điều chế
hybrid của hệ thống DS và FH được sử dụng để cung cấp thêm
các ưu điểm cho đặc tính tiện lợi của mỗi hệ thống. Thông thường
đa số các trường hợp sử dụng hệ thống tổng hợp bao gồm (1)
FH/DS, (2) TH/FH và (3) TH/DS. Các hệ thống tổng hợp của hai
hệ thống điều chế trải phổ sẽ cung cấp các đặc tính mà một hệ
thống không thể có được. Một mạch không cần phức tạp lắm có
thể bao gồm bởi bộ tạo dãy mã và bộ tổ hợp tần số cho trước.
Bộ giải mã
kênh
Bộ giải điều
chế
Bộ mã hóa
kênh
Bộ điều
chế
Kênh
Dãy tín
hiệu ra
Dãy tín hiệu
vào
Bộ tạo mẫu giả
ngẫu nhiên
Bộ tạo mẫu giả
ngẫu nhiên

Hình 3: Hệ thống thông tin trải phổ
3.2 Kỹ thuật trải phổ bằng cách phân tán phổ trực tiếp (DS – SS:
Direct Sequence Spread Spectrum)
- Hệ thống DS (nói chính xác là sự điều chế các dãy mã đã được
điều chế thành dạng sóng điều chế trực tiếp) là hệ thống được biết
đến nhiều nhất trong các hệ thống thông tin trải phổ. Chúng có
dạng tương đối đơn giản vì chúng không yêu cầu tính ổn định
nhanh hoặc tốc độ tổng hợp tần số cao.
- Trong hệ thống trải phổ này, tín hiệu dữ liệu được nhân trực tiếp
với mã trải phổ, sau đó tín hiệu được điều chế sóng mang băng
rộng.
- Máy thu thường sử dụng giải điều chế nhất quán để nén tín hiệu
trải phổ, và sử dụng mã trải phổ nội bộ được đồng bộ với dãy mã
của tín hiệu thu được. Điều này được đồng bộ bởi khối bám và
đồng bộ mã.
- Sau khi nén phổ nhận được tín hiệu dữ liệu đã điều chế, và sau khi
qua bộ giải điều chế tín hiệu (thường là giải điều chế PSK) ta có
được dữ liệu ban đầu.
3.3 Kỹ thuật trải phổ bằng phương pháp nhảy tần số ( FH – SS:
Frequency Hopping Spread Spectrum)
- Kỹ thuật trải phổ nhảy tần là kỹ thuật trong đó có sử dụng một bộ
phát mã PN để điều khiển bộ tổng hợp tần số. Hệ thống FH được
coi như là việc điều chế gián tiếp vào mã trải phổ. Hệ thống FH sẽ
tạo ra hiệu quả của việc trải phổ bằng cách nhảy tần số giả ngẫu
nhiên giữa các tần số vô tuyến f1, f2, f3 …. Fn với n có thể rất
lớn.
- Trong hệ thống FH nwus tốc độ nhảy tần lớn hơn tốc độ của bit
thông tin thì đượng gọi là hệ thống nhảy tần cao nhanh FFH (Fast
Frequency Hopping).
- Nếu tốc độ nhảy tần nhỏ hơn tốc độ của bit thông tin thì được họi

là hệ thông nhảy tần số chậm SFH (Slow Frequency Hopping).
- Các hệ thống sử dụng kỹ thuật trải phổ nhảy tần đã được dùng rất
lâu trong quân sự.
3.4 Kỹ thuật trải phổ bằng phương pháp nhảy thời gian (TH – SS:
Time Hopping Spread Spectrum ):
- Trục thời gian được chia thành các khung (frame). Mỗi khung lại
được chia thành k khe thời gian (slot). Trong một khung, tùy theo
mã của từng user mà nó sẽ sử dụng một trong k khe thời gian của
khung. Tín hiệu được truyền trong mỗi khe có tốc độ gấp k lần so
với tín hiệu truyền trong toàn bộ khung nhưng tần số cần thiết để
truyền tăng gấp k lần.
4. Nguyên lý của CDMA:
- CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ nên nhiều người sử dụng có thể
chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi.
Những người sử dụng nói trên được phần biệt lần nhau nhờ một
mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai. Kênh vô tuyến được dùng
lại ở mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng được
phân biệt nhau nhờ mã trải phổ ngẫu nhiên. Một kênh CDMA rộng
1,23 MHz với hai dải biên phòng vệ 0,27 MHz, tổng cộng 1,77
MHz. CDMA dùng mã trải phổ có tốc độ cắt (chip rate) 1,2288
MHz. Dòng dữ liệu gốc được mã hóa và điều chế ở tốc độ cắt. Tốc
độ này chính là tốc độ mã đầu ra (mã trải phổ ngẫu nhiên, PN-
PseudoNoise: giả tạp âm) của máy phát PN.
- Để nén phổ trở lại dữ liệu gốc thì máy thi phải dùng mã phổ PN
chính xác như tín hiệu được xử lý ở máy phát. Nếu mã PN ở máy
thu khác hoặc không đồng bộ với mã PN tương ứng ở may phát thì
tin tức không thể thu nhận được.
- Trong CDMA sự trải phổ tín hiệu đã phân bố năng lượng tín hiệu
vào một dải tần rất rộng hơn phổ gốc của tín hiệu gốc. Ở phía thu,
phổ tín hiệu lại được trở lại về phổ của tín hiệu gốc.

T/L
T
Phổ tín hiệu đã
phát
Máy phát dùng mã PN để trải phổ


Hình 3: Phổ trong quá trình phát và thu CDMA

Phần II. Ưu điểm và nhược điểm của CDMA.
1. Ưu điểm:
1.1 CDMA:
- Sử dụng kỹ thuật trải phổ nên tính bảo mật cao.
Phổ tin tức
Trải phổ
T/L
T
1/T
F
c
+T/LF
c
f
0
Máy thu dùng bản sao mã PN để nén phổ
Phổ tin tức
T/L
Phổ tín hiệu đã
phát
Nén phổ

0
1/T
F
c
+T/LF
c
- Dung lượng hệ thống lớn do MS (mobile station) phân biệt nhau
bằng các mã PN (pin code).
- Chống Fading đa dường tốt.
- Chuyển giao mềm.
- Chất lượng thoại tốt hơn.
- Đáp ứng được các dịch vụ truyền dữ liệu, video.
- Cần ít trạm thu phát gốc BTS hơn so với GSM.
- Điều khiển công suất.
1.2 Điều chế trải phổ trực tiếp:
- Mã hoá dữ liệu đơn giản có thể chỉ thực hiện bằng một bộ nhân.
- Bộ tạo sóng mang đơn giản do chỉ có một sóng mang được phát
đi.
- Có thể thực hiện giải điều chế nhất quán tín hiệu trải phổ.
1.3 Điều chế nhảy tần:
- Đồng bộ của FH-CDMA dễ dàng hơn nhiều so với DS-CDMA.
Với FH-CDMA việc đồng bộ được thực hiện trong từng khoảng
thời gian bước nhẩy tần. Vì việc trải phổ dành được không phải do
sử dụng tần số nhẩy tần rất cao mà do sử dụng một tổ hợp rất lớn
các tần số nên thời gian bước nhẩy tần số lớn hơn nhiều so với
thời gian chip của hệ thống DS-CMA. Do đó, FH-CDMA cho
phép một tỷ lệ lỗi đồng bộ lớn hơn.
- Các băng tần khác nhau của tín hiệu FH không phải là những
băng tần lân cận nhau. Kết hợp với ưu điểm dễ đồng bộ nên FH-
CMA cho phép làm việc với các băng tần trải phổ lớn hơn nhiều

so với DS-CDMA.
- Do hệ thống cho phép sử dụng một băng tần lớn hơn. Nên nó có
khả năng loại trừ nhiễu băng hẹp tốt hơn so với hệ thống DS.
2. Nhược điểm:
2.1 CDMA:
- Đồng bộ chuỗi PN phức tạp.
- Băng thông yêu cầu lớn.
2.2 Điều chế trải phổ trực tiếp:
- Khó đồng bộ giữa tín hiệu mã nội bộ và tín hiệu thu.
- Do nhược điểm trên kết hợp với đặc điểm các băng tần liên tục lớn
không sẵn có nên băng tần trải phổ bị hạn chế là 10-20 MHz.
2.3 Điều chế nhảy tần:
- Hệ thống yêu cầu bộ tổng hợp tần số phức tạp.
- Việc giải điều chế nhất quán khó thực hiện.
Phần III. Ứng dụng của CDMA.
- Hiện nay ở Việt Nam có 06 nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di
động. Trong đó, S- Telecom (S-Fone) sử dụng công nghệ CDMA,
Gmobile, MobiFone, VinaPhone, Vietnamobile và Viettel sử dụng
công nghệ GSM.
- Mạng sử dụng chuẩn GSM đang chiếm gần 50% số người dùng
điện thoại di động trên toàn cầu. TDMA ngoài chuẩn GSM còn có
một chuẩn khác nữa, hiện được sử dụng chủ yếu ở Mỹ
Latin,Canada, Đông Á, Đông Âu. Còn công nghệ CDMA đang
được sử dụng nhiều ở Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Bản Công nghệ đa
truy nhập phân chia theo thời gian TDMA là công nghệ truyền
sóng kỹ thuật số, cho phép một số người dùng truy nhập vào cùng
một kênh tần số mà không bị kẹt bằng cách định vị những rãnh
thời gian duy nhất cho mỗi người dùng trong mỗi kênh. Công
nghệ này đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu ít tốn kém hơn CDMA. Còn
công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA là công nghệ

trải phổ cho phép nhiều tần số được sử dụng đồng thời; mã hóa
từng gói tín hiệu số bằng một mã khóa duy nhất và gửi đi. Bộ
nhận CDMA chỉ biết nhận và giải mã. Công nghệ này có tính bảo
mật tín hiệu cao hơn TDMA.Ngoài ra, với tốc độ truyền nhanh
hơn các công nghệ hiện có, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai
nhiều tùy chọn dịch vụ như thoại, thoại và dữ liệu, fax, Internet…
- Theo các chuyên gia CNTT Việt Nam, xét ở góc độ bảo mật thông
tin, CDMA có tính năng ưu việt.
- Không chỉ ứng dụng trong hệ thống thông tin di động, CDMA còn
thích hợp sử dụng trong việc cung cấp dịch vụ điện thoại vô tuyến
cố định với chất lượng ngang bằng với hệ thống hữu tuyến, nhờ áp
dụng kỹ thuật mã hóa mới. Đặc biệt các hệ thống này có thể triển
khai và mở rộng nhanh và chi phí hiện thấp hơn hầu hết các mạng
hữu tuyến khác, vì đòi hỏi ít trạm thu phát.