I H C QU C GIA TP. H
TR

NG

CHÍ MINH

I H C BÁCH KHOA

@&?

TR N NH T TR

NG

PH
NG PHÁP TÁCH SÓNG MÙ
MULTIUSER TRONG H TH NG
DS-CDMA, MTC-CDMA VÀ MTCMC-CDMA
CBHD: PGS.TS PH M H NG LIÊN
Chuyên ngành : K thu t
Khóa
: 2006
Mã s ngành : 605270

nt

LU N V N TH C S

TP.H Chí Minh, tháng 7 - 2008

CƠNG TRÌNH
TR
I

Cán b h

NG

C HỒN THÀNH
I

I

C BÁCH KHOA

C QU C GIA THÀNH PH H CHÍ MINH

ng d n khoa

c: ........................................................................................
(Ghi rõ h tên,

c hàm,

c

và ch ký)

Cán b ch m nh n xét 1: ..............................................................................................

(Ghi rõ h tên,

c hàm,

c

và ch ký)

Cán b ch m nh n xét 2: ..............................................................................................
(Ghi rõ h tên,

Lu n v n Th c
TR

NG

c
I

ov t iH I

c hàm,

c

NG CH M

và ch ký)

O V LU N V N TH C


C BÁCH KHOA, ngày ......... tháng ......... n m ..........

i


TR

NG

I H C BÁCH KHOA

NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM

PHÒNG ÀO T O S H

CL P-T

DO - H NH PHÚC

TPHCM, ngày

NHI M
tên

tháng

LU N V N TH C S

c viên: TR N NH T TR


NG

Phái:

Nam

Ngày, tháng, n m sinh: 16/03/1982

N i sinh: Bình

Chuyên ngành:

MSHV: 01406333

I. TÊN

thu t

n m

nt

nh

TÀI:

Ph

ng pháp tách sóng mù multiser trong h th ng DS-CDMA, MTC-CDMA


và MTC-MC-CDMA.
II. NHI M

VÀ N I DUNG:

-

Tìm hi u t ng quan v các h th ng CDMA, OFDM, MC-CDMA, MTC-CDMA.

-

Nghiên c u các ph

ng pháp tách sóng mù multiuser

áp d ng vào các h th ng

DS-CDMA, MTC-CDMA và MTC-MC-CDMA.
-

Vi t ch

ng trình mơ ph ng, ánh giá k t qu và nêu h

III. NGÀY GIAO NHI M

(Ngày ký Quy t

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M

V.

VÀ TÊN CÁN B

H

:

nh giao

ng phát tri n c a
tài):

tháng

tài.

nm

tháng n m

NG D N (Ghi

y

h c hàm và h c

):

PGS.TS. PH M H NG LIÊN


CÁN B

H

NG D N

CN B

(H c hàm, h c v , h tên và ch ký)

i dung và

TR

c

ng lu n v n th c s

NG PHỊNG T-

MƠN

QL CHUN NGÀNH

ã

cH i

H


ng chuyên ngành thông qua.
Ngày tháng
n m

TR
ii

NG KHOA QL NGÀNH


IC M

N

Tôi xin chân thành c m n t t c th y cô
trong khoa i n - i n t , c bi t là các th y
cô trong b môn vi n thông, nh ng ng i ã
cung c p các ki n th c v ng ch c làm n n t ng
giúp tơi hồn thành lu n v n t t nghi p này.
c bi t, tôi xin g i l i c m n chân thành
nh t n Cơ Ph m H ng Liên vì s h ng d n
nhi t tình c a Cơ, giúp tôi phát tri n ý t ng,
cung c p ki n th c, tài li u trong su t th i gian
th c hi n lu n v n.
Cu i cùng là l i cám n n ng i thân
trong gia ình và b n bè ln ng viên, giúp
tôi trong h c t p và nghiên c u.

TP.HCM, 07/2008.

Tr n Nh t Tr

iii

ng


I NÓI

U

Cùng v i s phát tri n c a các ngành công ngh nh

i n t , tin h c ,

công ngh vi n thông trong nh ng n m v a qua phát tri n m nh m cung c p ngày
càng nhi u các lo i hình d ch v m i a d ng, an toàn, ch t l

ng cao áp ng ngày

càng t t các yêu c u c a khách hàng .
Th k 21s ch ng t s bùng n thơng tin trong ó tin t c di

ng óng

vai trị quan tr ng. Nhu c u thông tin ngày càng t ng c v s l ong, ch t l
các lo i d ch v , i u này ã thúc

y th gi i pah tìm ki m m t ph


thơng tin m i. Và công ngh CDMA tr thành m c tiêu h
thông tin di

ng và
ng th c

ng t i c a l nh v c

ng trên th gi i .

Hi n nay, m ng thông tin di
GSM , tuy nhiên trong t
c u v thông tin di

ng Vi t Nam ang s d ng công ngh

ng lai m ng thông tin này s khơng áp ng

c các nhu

ng, do ó vi c nghiên c u và tri n khai m ng thông tin di

ng CDMA là m t i u t t y u. Các h th ng CDMA ang d n ch ng t kh n ng
t tr i v dung l
So v i 2 ph

ng và ch t l

ng v i nhi u d ch v


ng ti n khác nhau.

ng pháp a truy nh p truy n th ng là phân chia theo th i gian TDMA

và phân chia theo t n s FDMA thì ph

ng pháp truy nh p phân chia theo mã

CDMA có nhi u u i m h n, ch ng h n dung l
ph

a ph

ng m m l n h n nhi u so v i 2

ng pháp FDMA và TDMA, ch ng nhi u a

truy n d li u v i t c

ng, có tính b o m t cao, h tr

khác nhau… Tuy nhiên, k thu t này có khuynh h

ng b

nhi u liên chip ICI (inter-chip).
Trong nh ng n m g n ây, k thu t i u ch

a sóng mang, th


OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing),

ng g i là

c s d ng r ng rãi trong

các ng d ng vô tuy n c ng nh h u tuy n nh m kh c ph c nh ng h n ch c a
vi c truy n tín hi u b ng h p và b ng r ng. Nhóm ký hi u trong h th ng OFDM s
c phát song song trên các sóng mang ph khác nhau. So v i các k thu t i u
ch khác, các ký hi u OFDM có kho ng th i gian t

v

ng

i dài nh ng b ng thông


h p. Vì v y, trong kênh truy n fading có tính ch n l c t n s , các ký hi u
nh ch u nh h

ng c a fading ph ng. Bên c nh ó, các sóng mang ph này có các

búp ph ch ng l p lên nhau làm t ng hi u qu s d ng b ng thơng.
th ng này là tính b n v ng

i v i fading a

h th ng ít ph c t p vì i u ch


m 1993, ý t

c th c hi n d dàng nh gi i

c th c hi n trong mi n t n s .

ng v h th ng thông tin MC-CDMA(Multicarrier-

CDMA) d a trên vi c k t h p k thu t CDMA và OFDM ã ra
vi c nghiên c u MC-CDMA là làm t ng t c
n

u i mc ah

ng, kh n ng tri t nhi u b ng h p,

a sóng mang

thu t IFFT và vi c cân b ng kênh truy n

thơng, t ng

nh và ch t l

i. M c ính c a

truy n d li u, t ng hi u qu b ng

ng c a h th ng trong kênh truy n a


nhanh chóng thu hút nhi u s quan tâm c a các nhà nghiên c u và
m t trong nh ng h th ng thông tin th h m i
t c

c xem

ng. Nó
c xem nh

y h a h n v i kh n ng cung c p

truy n cao, kh n ng a truy nh p và ti t ki m b ng thơng.
Bên c nh s

ịi h i t c

ngày càng cao chúng còn c n ph i có kh

ng áp ng t t cho nhi u lo i d ch v khác nhau nh video, nh t nh, d li u,
tho i…. Các lo i d ch v khác nhau này có nh ng yêu c u r t khác nhau v ch t
ng d ch v (QoS), ví d nh d ch v video c n có t c
nh ng l i khơng c n m t t l l i bit (gói) quá th p, ng

cl i

cao th i gian th c
i v i d ch v d

li u t nh có nh ng yêu c u v t l l i bit (gói) th p nh ng l i không yêu c u m t s
áp ng trong th i gian th c... Xu t phát t nh ng yêu c u r t khác nhau này, m t

trong nh ng òi h i

i v i các h th ng thông tin vô tuy n là chúng ph i có kh

ng cung c p nhi u lo i t c

khác nhau t

ng ng v i các t l l i bit khác nhau.

H th ng MTC-CDMA (Multicode-CDMA) ra

i nh m áp ng nhu c u v t c

khác nhau. H th ng MTC-CDMA s d ng t p mã mà kích th
thay

i tùy theo t c

c c a t p mã s

yêu c u.

c i thi n ch t l

ng c a h th ng MC-CDMA c ng nh h th ng

MTC-CDMA trong kênh truy n fading, ta có s k t h p c a 2 h th ng này t o
thành h


th ng MTC-MC-CDMA (Multicode-Multicarrier-CDMA). H

vi

th ng


MTC-MC-CDMA này s k t h p u i m c a 2 h th ng MC-CDMA và MTCCDMA,

ng th i c ng kh c ph c nh

c i m c a t ng h th ng. Chính vì v y,

lu n v n ã t p trung nghiên c u các v n

sau: Nghiên c u các h th ng DS-

CDMA, MC-CDMA, MTC-CDMA, MTC-MC-CDMA và
ph
l

ng pháp tách sóng khác nhau

i v i t ng h th ng,

ng c a t ng h th ng c ng nh t ng ph

c bi t s
t


d ng các

ó th y

c ch t

ng pháp tách sóng khác nhau.

C u trúc lu n v n: Lu n v n g m 3 ph n chính:
Ph n 1: Lý thuy t t ng quan trong các h th ng thông tin di
Ch

ng 1: Gi i thi u v h th ng thông tin di

Ch

ng này gi i thi u s l

c v h th ng di

ng.

ng.
ng t ong, các ph

ng

pháp a truy nh p ph bi n.
Ch


ng 2: Gi i thi u t ng quan h th ng CDMA.

Trong ch

ng này trình bày ng n g n v nguyên lý CDMA và phân lo i

các h th ng CDMA th

ng g p. Các b mã dùng

tr i ph nh : chu i gi ng u

nhiên, chu i Gold, chu i Walsh-Hadamard, chu i Kasami… c ng
trong ch

c

c p

ng 2 này.
Ch

ng 3: Các lo i nhi u nh h

Trong ch

ng t i h th ng CDMA.

ng này trình bày các lo i nhi u nh h


CDMA nh : hi n t

ng Fading, v n

g n xa, hi n t

ng

ng

n h th ng

a

ng, nhi u

Gaussian tr ng, nhi u a truy nh p(Multiple Access Interference).
Ph n 2: Gi i thi u các h th ng MC-CDMA, MTC-CDMA, MTC-MCCDMA và các ph

ng pháp tách sóng mù a user

c i thi n ch t l

ng c a h

th ng.
Ch

ng 4: Các h th ng MTC-CDMA, MC-CDMA và MTC-MC-


CDMA.

vii


Trong ch
song và ki u M-ary.

ng này gi i thi u các mơ hình h th ng MTC-CDMA ki u song
ng th i, ch

ng này c ng trình bày k thu t OFDM và MC-

CDMA, phân tích mơ hình máy phát và máy thu c a h th ng MC-CDMA c ng nh
các u và khuy t i m c a nó. .

k t h p th m nh c a hai h th ng MTC-CDMA và

MC-CDMA thì mơ hình MTC-MC-CDMA c ng

c

a ra phân tích trong ch

ng

này.
Ch

ng 5: Các ph


ng pháp tách sóng trong h th ng DS-CDMA,

MTC-CDMA và MTC-MC-CDMA.
Trong ch

ng này trình bày các ph

a user truy n th ng và các ph

ng pháp tách sóng

n user, tách sóng

ng pháp tách sóng mù a user. Các ph

ng pháp tách

sóng mù a user s d ng k thu t SIMO v i 2 antennas thu và s d ng các thu t tốn
tách khơng gian con nh : SVD hay PAST, PASTd.
Ph n 3: K t qu mô ph ng và h
Ch

ng phát tri n c a

ng 6: K t qu mô ph ng.

Các mô ph ng
c so v i lý thuy t. Ch


c th c hi n trên Matlab 7.0

ki m ch ng k t qu thu

ng này s kh o sát và so sánh BER c a các h th ng DS-

CDMA, MTC-CDMA và MTC-MC-CDMA theo các ph

ng pháp tách sóng khác

nhau.
Ch

tài.

ng 7: K t lu n và h

ng phát tri n c a

viii

tài.


ABSTRACT
In this thesis, Blind Multiuser Detections and DS-CDMA, MCCDMA,MTC-CDMA, MTC-MC-CDMA systems are also proposed and analyzed
in a frequency selective fading channel. To improve quality of system is the
combination of Multicode-CDMA system and Multicarrier-CDMA system. By
allowing each user to transmit multiple orthogonal codes, the proposed MTC-MCCDMA system can support various rates, as required by next genaration standards,
and achieve spreading gain in both the time and frequency domain. Non-Blind

Multiuser Tranditional Detections and Blind Multiuser Detections are proposed and
compared their performance via BER of systems and Blind Multiuser Detections are
seen to have the best performance.

iv


cL c
Nh n xét.............................................................................................................i
L i c m n.........................................................................................................iii
Abstract..............................................................................................................iv
L i nói

u.........................................................................................................v

M c l c..............................................................................................................ix
Danh sách ch vi t t t ........................................................................................xiv
Danh sách hình v ..............................................................................................xvi
Ch

ng 1: Gi i thi u v h th ng thông tin di
1.1. S phát tri n c a thông tin di
1.2. Các ph

ng ......................................1

ng.........................................................1

ng pháp a truy nh p...............................................................4


1.2.1. a truy nh p phân chia theo t n s FDMA ....................................5
1.2.2. a truy nh p phân chia theo th i gianTDMA ................................6
1.2.3. a truy nh p phân chia theo mã CDMA ........................................7
Ch

ng 2: Gi i thi u t ng quan h th ng CDMA .........................................9
2.1. T ng quan..............................................................................................9
2.2. Phân lo i CDMA ...................................................................................9
2.2.1. DS-CDMA ....................................................................................10
2.2.2. FH-CDMA ....................................................................................13
2.2.3. TH-CDMA ....................................................................................14

ix


2.3. Các y u t c b n c a DS-CDMA..........................................................15
2.3.1. Máy thu RAKE..............................................................................15
2.3.2.

u khi n công su t .....................................................................16

2.3.3. Chuy n vùng m m.........................................................................17
2.3.4. Tách sóng a user ..........................................................................17
2.4. Các chu i tr i ph ..................................................................................17
2.4.1. Chu i gi ng u nhiên PN(Pseudo-Random Noise) .........................17
2.4.2. Chu i Gold ....................................................................................21
2.4.3. Chu i Gold tr c giao .....................................................................21
2.4.4. Chu i Kasami ................................................................................22
2.4.5. Chu i Hadamarh Walsh.................................................................22
2.4.6 Chu i GOLAY bù ..........................................................................23

2.5. Các

c tính c a CDMA ........................................................................23

2.5.1. Tính a d ng phân t p...................................................................23
2.5.2.

c tính tái s d ng t n s chung .................................................24

2.5.3. Công su t phát th p ......................................................................25
2.5.4. Dung l

ng m m..........................................................................25

2.5.5. B o m t cu c g i ...........................................................................27
2.5.6. Giá tr E/N th p và b o v l i ........................................................27
2.5.7. Tách tín hi u tho i .........................................................................28
2.6.

u

m c a CDMA .............................................................................28

x


2.6.1. Dung l

ng t ng cao .....................................................................28


2.6.2. C i thi n ch t l
2.6.3.

ng cu c g i.........................................................28

n gi n hóa quy ho ch h th ng..................................................29

2.6.4. T ng c

ng b o m t .....................................................................29

2.6.5. Vùng ph sóng...............................................................................30
2.6.6. Ti t ki m n ng l

ng.....................................................................30

2.6.7. C p phát tài nguyên m m d o ........................................................30
Ch

ng 3: Các lo i nhi u nh h
3.1. Hi n t
3.2. V n
3.3. Hi n t

ng t i h th ng CDMA............................31

ng Fading ................................................................................31
g n xa ........................................................................................31
ng a


ng .............................................................................32

3.4. Nhi u Gaussian tr ng.............................................................................33
3.5. Nhi u a truy nh p(Multiple Access Interference) ......................................35
Ch

ng 4: H th ng MTC-CDMA, MC-CDMA và MTC-MC-CDMA ........38
4.1. H th ng MTC-CDMA .........................................................................38
4.1.1. H th ng MTC-CDMA ki u song song..........................................38
4.1.2. H th ng MTC-CDMA ki u M-ary ...............................................40
4.1.3.

u khuy t

m c a h th ng MTC-CDMA ..................................42

4.2 H th ng MC-CDMA .............................................................................42
4.2.1. K thu t a sóng mang OFDM ......................................................42
4.2.2. MC-CDMA (Multi-carrier Code Division Multiplexing) ...............47
4.2.3. S khác nhau gi a OFDMA và MC-CDMA ..................................50

xi


4.2.4.

u và khuy t

m c a h th ng MC-CDMA................................53


4.3. H th ng MTC-MC-CDMA...................................................................54
4.3.1. Mơ hình h th ng MTC-MC-CDMA .............................................55
4.3.2. Phân tích h th ng MTC-MC-CDMA............................................56
Ch

ng 5: Các ph

ng pháp tách sóng trong h th ng DS-CDMA, MTC-

CDMA và MTC-MC-CDMA ................................................................................63
5.1. Các ph

ng pháp tách sóng

5.2. Các ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng ..................................64

5.2.1.K thu t dị tìm gi i t

n user .....................................................63

ng quan (Decorrelation).............................65

5.2.2.K thu t dị tìm c c ti u trung bình bình ph
5.3. Các ph
5.3.1. Ph

ng sai s (MMSE) ...65


ng pháp tách sóng mù a user..................................................67
ng pháp tách sóng mù multiuser b ng k thu t t

nh tuy n

không gian con(Subspace Tracking) ........................................................................67
5.3.1.1. Mơ hình d li u.....................................................................67
5.3.1.2. Các b tách sóng mù tuy n tính multiuser dùng khơng gian con
...........................................................................................................68
5.3.1.2.1. B tách sóng gi i t

ng quan (Decorrelating Detector: DD)

.....................................................................................................68
5.3.1.2.2. B tách sóng trung bình-bình ph

ng l i nh nh t

(Minimum Mean-Square Error Detection: MMSED)...............................................69
5.3.2. Ph

ng pháp tách sóng mù multiuser b ng k thu t

cl

ng tuy n

tính (Linear Prediction) ...........................................................................................69
5.3.2.1: Mơ hình d li u.....................................................................69


xii


5.3.2.2. B tách sóng WR...................................................................70
5.4. Các k thu t tách không gian con...........................................................71
5.4.1. Gi i thu t Singular Value Decomposition (SVD)...........................71
5.4.2. Thu t toán PAST và PASTD .........................................................73
Ch

ng 6: K t qu mơ ph ng .........................................................................75
6.1. Tính t

ng quan c a các b mã..............................................................78

6.1.1 Chu i mã Hadamard .......................................................................78
6.1.2. Chu i mã Gold ..............................................................................79
6.1.3. Chu i mã Kasami ..........................................................................80
6.2. Kích th

c chu i mã M

nh h

ng

n BER c a h th ng MTC-CDMA

và MTC-MC-CDMA...............................................................................................81
6.2.1. Kích th
CDMA


c chu i mã M

nh h

ng

n BER c a h th ng MTC-

...............................................................................................................81
6.2.2. Kích th

c chu i mã M

nh h

ng

n BER c a h th ng MTC-

MC-CDMA .............................................................................................................82
6.3. So sánh các ph

ng pháp tách sóng .......................................................84

6.3.1. H th ng DS-CDMA .....................................................................84
6.3.2. H th ng MTC-CDMA..................................................................92
6.3.3. H th ng MTC-MC-CDMA ..........................................................100
Ch


ng 7: K t lu n và h

ng phát tri n c a

tài.......................................104

7.1. K t lu n ................................................................................................104
7.2. H

ng phát tri n c a

tài ....................................................................104

xiii


Ph l c...............................................................................................................105
Tài li u tham kh o .............................................................................................116
Lý l ch trích ngang .............................................................................................118

xiv


Danh sách hình v
Hình 1.1 : Các ph

ng pháp a truy nh p .................................................. 4

Hình 2.1: Phân lo i CDMA........................................................................ 10
Hình 2.2: S


kh i máy phát DS-CDMA................................................ 11

Hình 2.3: Tín hi u tr i ph

u ch BPSK ................................................ 11

Hình 2.4: Máy thu tín hi u DS-CDMA ...................................................... 12
Hình 2.5: S khác nhau gi a DS và FH ..................................................... 13
Hình 2.6: S

h th ng FH-CDMA ........................................................ 13

Hình 2.7: S

kh i h th ng TH-CDMA ................................................ 15

Hình 2.8: Nguyên lý máy thu RAKE ......................................................... 16
Hình 2.9: M ch thanh ghi d ch

t o chu i PN ......................................... 18

Hình 2.10: Thí d v chu i thanh ghi d ch v i g ( x) = x5 + x4 + x3 + x + 1 ..... 19
Hình 2.11: Hàm t t
Hình 3.1 : Hi n t

ng a

Hình 3.2 : Hàm m t
Hình 3.3 (a) M t

Hình 3.4 : M t

ng quan c a chu i PN............................................. 21
ng d n .......................................................... 32

xác su t chu n hố Gaussian ................................. 34
cơng su t c a nhi u tr ng,(b) Hàm t t

ph công su t c a tín hi u tr

ng quan ...... 34

c và sau tr i ph cho user 1

.................................................................................................................. 36
Hình 4.1: Máy phát MTC-CDMA ki u song song...................................... 38
Hình 4.2: Máy thu MTC-CDMA ki u song song ....................................... 39
Hình 4.3. H th ng Multicode v i vi c truy n nhi u t c
Hình 4.4 H th ng VSL v i t c

thay

khác nhau....... 39

i ............................................... 40

Hình 4.5: Máy phát MTC-CDMA ki u M-ary .......................................... 41

xvi



Hình 4.6: Máy thu MTC-CDMA ki u M-ary ............................................. 42
Hình 4.7: So sánh ph c a FDM và OFDM ............................................... 44
Hình 4.8: Máy phát OFDM........................................................................ 45
Hình 4.9: Máy thu OFDM.......................................................................... 45
Hình 4.10: Máy phát COFDM ............................................................................ 46

Hình 4.11: Máy thu COFDM ..................................................................... 47
Hình 4.12: Máy phát MC-CDMA .............................................................. 47
Hình 4.13: Máy thu MC-CDMA................................................................ 48
Hình 4.14: Ph c a tín hi u MC-CDMA trong mi n t n s ........................ 49
Hình 4.15: Ph c a tín hi u MC-CDMA trong mi n th i gian ................... 49
Hình 4.16:

kh i máy phát MTC-MC-CDMA ................................... 55

Hình 4.17:

kh i máy thu MTC-MC-CDMA..................................... 58

Hình 5.1: B dị tìm

n user trong h th ng MTC-MC-CDMA................ 63

Hình 5.2: C u trúc c a b tách sóng WR ................................................... 70
Hình 6.1: Giao di n chính c a ch
Hình 6.2: Giao di n mơ ph ng

ng trình mơ ph ng .............................. 75
c tính t


ng quan c a các b mã ............ 76

Hình 6.3: Giao di n v các k t qu mơ ph ng............................................ 77
Hình 6.4:

c tính t t

Hình 6.5:

c tính t

Hình 6.6:

c tính t t

Hình 6.7:

c tính t

Hình 6.8:

c tính t t

Hình 6.9:

c tính t

ng quan c a chu i mã Hadamard ........................ 78


ng quan chéo c a chu i mã Hadamard .................... 78
ng quan c a chu i mã Gold ................................ 79

ng quan chéo c a chu i mã Gold ............................ 79
ng quan c a chu i mã Kasami ............................ 80

ng quan chéo c a chu i mã Kasami ........................ 80

Hình 6.10 : Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-CDMA (FADING)

xvii


v i chi u dài mã khác nhau .................................................................................. 81
Hình 6.11 : Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-MC-CDMA
(FADING) v i chi u dài mã khác nhau ................................................................ 82
Hình 6.12: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng DS-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng v i s l

ng 3 users tích c c........... 84

Hình 6.13: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng DS-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng v i s l

ng 10 users tích c c......... 85


Hình 6.14: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng DS-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng mù a user v i s l

ng 3 users tích c c ......................... 86

Hình 6.15: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng DS-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng mù a user v i s l

ng 10 users tích c c ....................... 87

Hình 6.16: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng DS-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng và các ph

user v i s l

ng pháp tách sóng mù a

ng 3 users tích c c......................................................................... 88

Hình 6.17: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng DS-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng và các ph


user v i s l

ng pháp tách sóng mù a

ng 10 users tích c c ....................................................................... 90

Hình 6.18: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng v i s l

ng 3 users tích c c.......... 92

Hình 6.19: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng v i s l

ng 10 users tích c c........ 93

Hình 6.20: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng mù a user v i s l

ng 3 users tích c c ......................... 94

Hình 6.21: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-CDMA v i các
ph


ng pháp tách sóng mù a user v i s l

xviii

ng 10 users tích c c ....................... 95


Hình 6.22: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng và các ph

user v i s l

ng pháp tách sóng mù a

ng 3 users tích c c......................................................................... 97

Hình 6.23: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng và các ph

user v i s l

ng pháp tách sóng mù a

ng 10 users tích c c ....................................................................... 98

Hình 6.24: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-MC-CDMA v i các

ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng v i s l

ng 10 users tích c c...... 100

Hình 6.25: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-MC-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng mù a user v i s l

ng 10 users tích c c .................... 101

Hình 6.26: Kh o sát BER theo SNR c a h th ng MTC-MC-CDMA v i các
ph

ng pháp tách sóng a user truy n th ng và các ph

user v i s l

ng pháp tách sóng mù a

ng 10 users tích c c .................................................................... 102

xix


DANH SÁCH CH

VI T T T


AWGN
BER
BPSK
BS
CCI
CDMA
COFDM
DS-SS

Additive White Gaussian Noise
Bit Error Rate
Binary Phase Shift Keying
Base Station
Co-Chanel Interference
Code Division Multiple Access
Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Direct Sequence Spread Spectrum

DD

Decorrelating detector

EGC
FDMA
FFT
FH-SS
GPRS
GSM
HSCSD

ICI
IDFT
IFFT
ISI
MAI
MC-CDMA
MMSE
MRC
MS
MSC
MTC-CDMA
MT-CDMA
MTC-MCCDMA
MUD
MUI
OFDM
ORC
SVD
PAPR

Equal Gain Combining
Frequency Division Multiple Access
Fast Fourier Transform
Frequency Hopping Spread Spectrum
General Packet Radio Service
Global System for Mobile
High Speed Circuit Swicthed D li u
Intercarrier Interference
Inverse Discrete Fourier Transform
Inverse Fast Fourier Transform

Intersymbol Interference
Multiple Access Interference
Multicarrier Code Division Multiple Access
Minimum Mean Square Error
Maximum Ratio Combining
Mobile Station
Mobile Switching Center
Multicode Code Division Multiple Access
Multitone Code Division Multiple Access
Multicode-Multicarrier-Code Division Multi Access
Multi-User Detection
Multiuser Interference
Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Orthogonality Restoring Combining
Singular Value Decomposition
Peak – to – Average Power Ratio

xiv


PIC

Parallel Interference Cancellation

PAST

Projection Approximation Subspace Tracking

PINV
PN

PSTN
QoS
SIC
SNR
SUD
TDMA
TH-SS
VSL
ZF
WR

Pseudoinverse
Pseudo-random Noise
Public Switched Telephone Network
Quality of Service
Successive Interference Cancellation
Signal To Noise Ratio
Single User Detection
Time Division Multiple Access
Time Hopping Spread Spectrum
Variable Spreading Length
Zero Forcing
Whiten Rotate

xv


Ch

ng 1: Gi i thi u v h th ng thông tin di


CH

ng

NG 1: GI I THI U V H TH NG THÔNG
TIN DI
NG

1.1. S phát tri n c a thông tin di
Vô tuy n di

ng ã

ong, các k thu t tr i ph ,
c bi t

n tr

m i xu t hi n

và dung l

c s d ng g n 78 n m. M c dù các khái ni m t

u ch s và các công ngh vô tuy n hi n

c ây, d ch v

n tho i di


các d ng s d ng

c a các h th ng

ng :

ng mãi

n

u nh ng n m 1960

c và khi ó nó ch là các s a

u v n. Các h th ng

n tho i di

ng

i khác ã

i thích ng

u tiên này ít ti n l i

ng r t th p so v i các h th ng hi n nay, cu i cùng các h th ng

tho i t ong


n

u t n song công s d ng k thu t a thâm nh p phân chia theo t n

s (FDMA) ã xu t hi n vào nh ng n m 1980. Cu i nh ng n m 1980 ng
th y r ng các h th ng t ong t

ng t không th

ng vào th k sau n u nh không lo i b

áp ng

i ta nh n

c nhu c u ngày càng

c các h n ch c h u c a các h

th ng này:
+ Phân b t n s r t h n ch , dung l

ng th p.

+ Ti ng n khó ch u và nhi u x y ra khi máy di
trong môi tr

ng chuy n d ch


ng pha inh a tia.
+ Không áp ng

c các d ch v m i h p d n

i v i khách hàng.

+ Không cho phép gi m áng k giá thành c a thi t b di

ng và c

s h t ng.
+ Khơng
+ Khơng t

m b o tính bí m t c a các cu c g i.
ng thích gi a các h th ng khác nhau,

Âu, làm cho thuê bao không th s d ng

Gi i pháp duy nh t

c máy di

c bi t là

ng c a mình

Châu


c khác.

lo i b các h n ch trên là ph i chuy n sang s

d ng k thu t thông tin s cho thông tin di
m i.

1

ng cùng v i các k thu t a truy nh p


Ch

ng 1: Gi i thi u v h th ng thông tin di

H th ng thông tin di
theo th i gian (TDMA)

ng

ng s s d ng k thu t a thâm nh p phân chia

u tiên trên th gi i

c ra

i

Châu Âu và có tên g i là


GSM. GSM

c phát tri n t n m 1982 khi các

CEPT

nh m t d ch v vi n thông chung châu Âu

quy

m 1985 h th ng s
h p ã

c l a ch n.

c quy t

c B c Âu g i

ngh

n

b ng t n 900 MHz.

nh. Tháng 5 n m 1986 gi i pháp TDMA b ng

Vi t Nam h th ng thông tin di


ng s GSM

c

a

vào t n m 1993.
M khi h th ng AMPS t

ng t s d ng ph

tri n khai vào gi a nh ng n m 1980, các v n
tr
l

ng di

dung l

ng th c FDMA

ng ã phát sinh

ng chính nh : New York, Los Angeles và Chicago. M

c

các th

ã có chi n


c nâng c p h th ng này thành h th ng s : chuy n t i h th ng TDMA

hi u là IS- 54. Vi c kh o sát khách hàng cho th y ch t l

c ký

ng c a AMPS t t h n.

R t nhi u hãng c a M l nh nh t v i TDMA, AT &T là hãng l n duy nh t s d ng
TDMA. Hãng này ã phát tri n ra m t phiên b n m i: IS - 136, cịn
AMPS s (D-AMPS). Nh ng khơng gi ng nh IS - 54, GSM ã
công

t

c g i là
c các thành

M .
Các nhà nghiên c u

cơng ngh

M tìm ra h th ng thông tin di

ng s m i là

a truy nh p phân chia theo mã (CDMA). Công ngh này s d ng k


thu t tr i ph tr

c ó ã có các ng d ng ch y u trong quân s .

c thành l p

vào n m 1985, Qualcom ã phát phi n công ngh CDMA cho thông tin di
ã nh n

c nhi u b ng phát minh trong l nh v c này.

tr thành công ngh th ng tr
tiên

B c M , Qualcom ã

ng và

n nay công ngh này ã
a ra phiên b n CDMA

u

c g i là IS - 95 A.
Các m ng CDMA th

và H ng Kông. CDMA c ng ã

ng m i ã
c mua ho c


c

a vào khai thác t i Hàn Qu c
a vào th nghi m

Argentina,

Brasil, Chile, Trung Qu c, Germany, Irael, Peru, Philippins, Thailand và m i ây
Nh t, Vi t Nam .
Nh t vào n m 1993 NTT
tiên c a

a ra tiêu chu n thông tin di

c này: JPD (Japannish personal Digital Cellular System).

2

ng s

u


Ch

ng 1: Gi i thi u v h th ng thông tin di

ng


Song song v i s phát tri n c a các h th ng thông tin di
trên, các h th ng thông tin di
không dây s c ng

ng t ong nói

ng h n ch cho m ng n i h t s d ng máy c m tay

c nghiên c u phát tri n. Hai h th ng

n hình cho lo i

thơng tin này là: DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication) c a Châu
Âu và PHS (Personal Handy Phone System) c a Nh t c ng ã

c

a vào th

ng

m i.
Ngồi các h th ng thơng tin di
ng v tinh: Global Star và Iridium c ng

ng m t
c

t, các h th ng thông tin di
a vào th


ng m i trong n m

1998.
Hi n nay

áp ng nhu c u ngày càng t ng c a các khách hàng vi n

thông v c d ch v vi n thông m i các h th ng thông tin di
h th ba. Hi n nay có hai tiêu chu n ã

c ch p thu n cho IMT-2000 ó là: W-

CDMA và CDMA2000. W-CDMA
CDMA2000
tin di
v

ng ang ti n t i th

c phát tri n lên t

c phát tri n lên t IS-95 th h 2.

GSM th h 2 và

th h này các h th ng thơng

ng có xu th hồ nh p thành m t tiêu chu n duy nh t và có kh n ng ph c
t c


bit lên

n 2 Mbit/s.

phân bi t v i các h th ng thông tin di

ng h p hi n nay các h th ng thông tin di
thông tin di

ng th h th ba

ng

c g i là h th ng

ng b ng r ng.

Chúng ta ang ch ng ki n s phát tri n m nh m c a công ngh vi n
thông,

c bi t là thông tin di

nh p ang bùng n . S l
v

ngày càng

a d ng,


ng ng

ng và truy n thông không dây. K thu t a truy
i s d ng m ng di

c bi t là các d ch v

ng t ng v t. Nhu c u d ch

s

li u, k t n i Internet và

multimedia.
H th ng thông tin i
dùng k thu t

u ch t

AMPS c a M ra
thông tin di

ng t bào

ng t FM

i vào n m 1983.

u tiên


c tri n khai vào n m 1971

d i t n 850 MHz. T
n

u nh ng n m 90, th h

ng t bào ã bao g m hàng lo t h th ng

TACS, NMT, NAMPS … Tuy nhiên các h th ng này

3

ng ng là h th ng

nhi u n

u tiên c a
c khác nhau:

u không th a mãn

c


Ch

ng 1: Gi i thi u v h th ng thông tin di

nhu c u ngày càng t ng, tr

nhi u tiêu chu n không t

ng

c h t là nhu c u v dung l

ng. M t khác, vi c t n t i

ng thích v i nhau làm cho liên l c gi a các m ng c c k

khó kh n. Nh ng h n ch trên ã

c

t ra cho m ng di

ng t bào th h th

hai ph i gi i quy t.
M ng di

ng th h th hai ra

i, s d ng k thu t s thay vì k thu t

ng t nh trong th h th nh t. Vi c s d ng công ngh s giúp cho m ng th
h th hai b o

m ch t l


ng cao trong m t môi tr

ng nhi u m nh, có dung

ng l n h n, hi u su t s d ng ph t n cao h n, có nhi u d ch v h n … M ng
th h th hai

c phát tri n m nh m , trong ó n i ti ng nh t và

c s d ng

nhi u nh t là m ng GSM v i kho ng 600 tri u thuê bao trên toàn th gi i. Hi n t i
GSM v n ang là tiêu chu n
c a ng

c ng d ng r ng kh p … Nh ng trong khi nhu c u

i s d ng ngày càng cao, thì h th ng GSM v n cịn nhi u h n ch . Không

h tr d ch v s li u t c

cao, không th

ng d ng multimedia, dung l

ng c a

m ng v n còn th p .

1.2. Các ph


ng pháp a truy nh p:

Hình 1.1 : Các ph

ng pháp a truy nh p

Công ngh vi n thông phát tri n ã kéo theo nhu c u s d ng các d ch v
thông tin di

ng ngày càng t ng. S ng

thông không dây t ng v t d n

i s d ng thông tin di

ng và truy n

n vi c dùng chung, chia s tài nguyên (các
4

ng