TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG
Hệ thống thông di động thứ nhất
1G (Thế hệ thứ nhất) là hệ thống thông tin di động đầu tiên với tín hiệu sóng analog, sử dụng công nghệ FDMA, ra mắt vào thập niên 80 Công nghệ 1G nổi bật nhất là NMT (Nordic Mobile Telephone), được áp dụng tại các nước Bắc Âu, Tây Âu và Nga Ngoài ra, còn có các công nghệ khác như AMPS (Advanced Mobile Phone System) được sử dụng tại Mỹ và Úc, cũng như TACS (Total Access Communication System) tại Anh.
Khái niệm về hệ thống điện thoại di động bắt đầu từ cuối những năm 40 tại phòng thí nghiệm Bell của AT&T, nhưng đến đầu những năm 70, AT&T mới triển khai dự án điện thoại tế bào Năm 1983, dịch vụ AMPS được ra mắt bởi AT&T và Motorola, đánh dấu sự ra đời của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất Hệ thống này sử dụng kỹ thuật tương tự với phương pháp điều tần FM để truyền tải âm thanh trên băng tần 800MHz, với độ rộng phổ 40MHz Để tối ưu hóa việc sử dụng tần số có giới hạn, khu vực dịch vụ được chia thành các miền nhỏ gọi là tế bào (cell), mỗi tế bào cung cấp một tần số nhất định và có một anten trung tâm để quản lý các thiết bị di động mà không gây nhiễu cho các tế bào lân cận Khi các tế bào cách nhau đủ xa, tần số có thể được sử dụng lại.
Hệ thống thông tin di động đầu tiên hỗ trợ dịch vụ thoại tương tự thông qua kỹ thuật điều chế tương tự và áp dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Trong hệ thống này, băng thông được chia thành các kênh có độ rộng Wch, với khoảng bảo vệ giữa các kênh để tránh chồng chéo phổ do sự không ổn định của tần số sóng mang Khi người dùng gửi yêu cầu đến trạm gốc (BS), BS sẽ chỉ định một kênh chưa sử dụng cho người dùng trong suốt thời gian cuộc gọi, và sau khi cuộc gọi kết thúc, kênh sẽ được trả lại để sử dụng cho người khác.
Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến.
Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể.
BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS.
Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMPS – Advanced Mobile Phone System.
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất chỉ sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản, không đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về dung lượng và tốc độ Để khắc phục những hạn chế này, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ra đời, mang lại ưu điểm vượt trội về dung lượng và dịch vụ cung cấp.
Hệ thống thông tin di động thứ hai
2G là thế hệ kết nối di động cách mạng, ra đời vào đầu những năm 1990 với chuẩn GSM của Châu Âu và IS-54 của Mỹ, cùng với chuẩn IS-95 cho CDMA Hệ thống này sử dụng kỹ thuật phân chia theo mã thời gian TDMA và đa truy cập phân chia theo mã CDMA, cho phép truyền dẫn song công qua tần số TDD, cùng với các phương pháp điều chế như QPSK và FSK.
Hệ thống thông tin di động thứ hai, được mã hóa là IS-95, đã được phát triển tại Mỹ Hệ thống này sử dụng băng tần 824MHz – 849MHz cho kênh lên và 869MHz – 894MHz cho kênh xuống, với 20 kênh có độ rộng mỗi kênh là 1.25MHz.
Hệ thống thông tin di động GSM đã được triển khai rộng rãi tại Châu Âu, sử dụng hai dải tần 890MHz – 915MHz cho tuyến lên và 935MHz – 960MHz cho tuyến xuống Các dải tần này được phân chia thành các giải con rộng 200KHz, được gọi là kênh tần số vô tuyến tuyệt đối ARFCN hay kênh vật lý Mỗi kênh vật lý sau đó được chia thành 8 khe thời gian, tương ứng với 8 kênh dịch vụ khác nhau.
Theo lý thuyết, số kênh vật lý trên dải tần 25MHz đạt 25000/2005 kênh, với tổng số kênh lưu lượng là 125x800 kênh, cho phép phục vụ đồng thời 1000 thuê bao mà không cần tái sử dụng tần số Hệ thống thông tin di động thứ hai mang lại nhiều ưu điểm vượt trội.
Hệ thống thông tin di động thứ hai đã được phát triển để khắc phục những hạn chế của thế hệ trước Với việc áp dụng công nghệ kỹ thuật số, hệ thống này mang lại nhiều lợi ích vượt trội.
- Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn.
- Mã hóa tín hiệu thoại với tốc độ bit càng thấp cho phép nhiều kênh vào dòng bit tốc độ chuẩn.
- Áp dụng kỹ thuật mã hóa kênh và mã hóa nguồn của kỹ thuật truyền dẫn số.
- Hệ thống số chống nhiễu kênh chung CCI và chống nhiễu ACI hiệu quả sẽ làm tăng dung lượng hệ thống.
- Điều khiển động việc cấp phát kênh một cách liên tục nên làm cho việc sử dụng hiệu quả hơn.
- Điều khiển truy nhập và chuyển giao hoàn hảo hơn, dung lượng tăng, báo hiệu dễ dàng xử lý bằng phương pháp số.
- Có nhiều dịch vụ mới nhận thực hơn.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai cũng tồn tại một số nhược điểm sau:
Độ rộng dải thông băng tần của hệ thống hiện tại còn hạn chế, dẫn đến việc các dịch vụ ứng dụng không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu phát triển cho các dịch vụ thông tin di động đa phương tiện trong tương lai.
Tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai không đồng nhất, với Mỹ và Nhật sử dụng TDMA băng hẹp, trong khi Châu Âu áp dụng TDMA băng rộng Mặc dù cả hai hệ thống này có thể xem như sự kết hợp của FDMA và TDMA, nhưng do người dùng thực tế sử dụng các kênh được chỉ định về tần số và khe thời gian trong băng tần, điều này đã cản trở việc chuyển giao toàn cầu.
Vì vậy mà yêu cầu một hệ thống thông tin di động thứ 3 (3G) ra đời là một điều tất yếu.
Hệ thống thông tin di động thứ ba
Vào cuối những năm 90, thế hệ thông tin di động thứ ba ra đời với công nghệ đa truy nhập CDMA và TDMA cải tiến, cho phép truyền tải cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại như email, tin nhắn SMS và hình ảnh Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn khác biệt so với hệ thống 2G Trong số các dịch vụ của 3G, cuộc gọi video được xem là một trong những dịch vụ trọng tâm Thế hệ thứ ba này hướng tới việc thống nhất các hệ thống thông tin di động thành một tiêu chuẩn duy nhất, với khả năng phục vụ tốc độ bit lên đến 2Mbit/s Để phân biệt với các hệ thống thông tin di động băng hẹp hiện tại, các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba được gọi là hệ thống thông tin di động băng rộng.
Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000 đã được đề xuất, trong đó WCDMA và CDMA2000 đã được ITU chấp thuận và triển khai từ đầu những năm 2000 Cả hai hệ thống này đều sử dụng công nghệ WCDMA, cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn cầu cho giao diện vô tuyến của hệ thống di động thế hệ thứ ba.
Công nghệ 3G được chia làm 2 dòng chuẩn:
UMTS (Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu) là giải pháp dựa trên công nghệ truy cập vô tuyến W-CDMA, phù hợp cho các nhà khai thác dịch vụ di động sử dụng GSM, chủ yếu tại châu Âu và một phần châu Á, bao gồm cả Việt Nam Hệ thống này được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, tổ chức cũng định nghĩa các tiêu chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE.
FOMA, được triển khai bởi NTT DoCoMo vào năm 2001, là dịch vụ thương mại 3G đầu tiên trên thế giới Mặc dù dựa trên công nghệ W-CDMA, FOMA lại không tương thích với UMTS.
CDMA2000 là thế hệ tiếp theo của các chuẩn 2G CDMA và IS-95, với các đề xuất được thảo luận và áp dụng ngoài khuôn khổ GSM.
Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc là những quốc gia sử dụng công nghệ CDMA2000, được quản lý bởi tổ chức 3GPP2 độc lập với 3GPP CDMA2000 bao gồm nhiều công nghệ truyền thông khác nhau, như 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV.
CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liệu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s Chuẩn này đã được chấp nhận bởi ITU.
Yêu cầu đối với hệ thống thông di động thế hệ thứ 3:
Thông tin di động thế hệ thứ 3, dựa trên tiêu chuẩn IMT-2000, đã chính thức được triển khai từ năm 2001 IMT-2000 không chỉ mang đến nhiều tính năng mới mà còn đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động thế hệ thứ 2.
Tốc độ của thế hệ thứ ba được xác định như sau:
- 384 Kbit/s đối với vùng phủ sóng rộng.
- 2 Mbit/s đối với vùng phủ sóng địa phương.
Các tiêu chí để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba:
- Sử đụng dải tần quy định quốc tế 2GHz như sau:
Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các lại hình thông tin vô tuyến: + Tích hợp các mạng thông tin hưu tuyến và vô tuyến.
+ Tương tác với mọi loại dịch vụ viễn.
Sử dụng các môi trường khai thác khác nhau: trong công sở, ngoài đường, trên xe, vệ tinh.
Có khả năng truyền tải đa phương tiện.
Tăng phương thức truyền tải không đối xứng Do các dịch vụ số liệu mới.
Có thể hỗ trợ các dịch vụ như sau:
+ Môi trường nhà ảo trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạng toàn cầu.
+ Đảm bảo chuyển mạng quốc tế.
+ Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đông thời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói.
Chất liệu thoại tương đương với chất lượng thoại hữu tuyến.
Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Hiệu suất phổ tần cao hơn.
Thế hệ di động thứ ba mang đến dịch vụ đa phương tiện toàn cầu, cho phép người dùng chuyển mạng và sử dụng dịch vụ mọi lúc, mọi nơi Mỗi thuê bao di động được gán mã số cá nhân, giúp xác định vị trí chính xác ngay cả khi tắt máy ở bất kỳ quốc gia nào Hệ thống này cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao, truy cập internet tương tự như mạng không dây, cùng với khả năng cung cấp dịch vụ truyền hình ảnh và âm thanh gọi thoại nhờ băng tần rộng.
Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai lên thế hệ thứ ba.10 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THỨ BA WCDMA
Để nâng cao tính hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong việc cung cấp các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình ảnh, hệ thống thông tin di động thế hệ hai sẽ được chuyển đổi sang thế hệ ba.
Hình 1.1 Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G
Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA như sau:
Hình 1.2 Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA
GSM: Global System for Mobile Communication: Hệ thống thông tin di động toàn cầu
HSCSD: Hight Speed Circuit Switched Data: Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao.
GPRS: General Packet Radio Services: Dịch vụ gói vô tuyến chung.
WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access: Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng.
CHƯƠNG 2CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THỨ BA WCDMA
Giới thiệu về hệ thống WCDMA
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một hệ thống thông tin di động thế hệ ba, sử dụng công nghệ CDMA để phân tần tín hiệu vô tuyến trong dải tần số rộng Công nghệ này cho phép nhiều người dùng chia sẻ cùng một thời gian và tần số thông qua mã PN giả ngẫu nhiên, giúp giảm thiểu sự can thiệp giữa các tín hiệu WCDMA hoạt động như một giao diện vô tuyến phức tạp, hỗ trợ hai chế độ FDD và TDD, tối ưu hóa việc sử dụng phổ tần ở các khu vực khác nhau.
FDD (Frequency Division Duplex) là phương pháp truyền dẫn song công, trong đó sử dụng hai tần số riêng biệt cho đường lên và đường xuống Cụ thể, FDD áp dụng hai băng tần khác nhau để đảm bảo sự phân tách giữa tín hiệu gửi và nhận, tạo ra một cặp băng tần riêng biệt cho hệ thống.
TDD (Time Division Duplex) là phương pháp ghép song công cho phép truyền thông tin đường lên và đường xuống trên cùng một tần số thông qua các khe thời gian luân phiên Trong TDD, các khe thời gian trong các kênh vật lý được chia thành hai phần rõ rệt: một phần dành cho phát và một phần dành cho thu, giúp truyền dẫn thông tin một cách hiệu quả và linh hoạt.
Hình 1.3 Phân bố tần số FDD và TDD
Khả năng làm việc ở cả 2 chế độ FDD và TDD cho phép sử dụng hiệu quả phổ tần được cấp phát ở các vùng khác nhau.
Ba lớp cơ bản của mạng WCDMA:
Lớp truy nhập được hình thành từ các trạm gốc (node B) và các bộ điều khiển mạng vô tuyến, nhằm mục đích phân tích và quản lý các mạng vô tuyến hiệu quả.
Mạng lõi có hai vai trò chính:
Giải quyết việc định hướng cuộc gọi hoặc dữ liệu là rất quan trọng, và phương pháp chính để thực hiện điều này là sử dụng hệ thống chuyển mạch Hệ thống này giúp định tuyến thông tin qua nhiều máy chủ khác nhau trong mạng, đảm bảo rằng dữ liệu được gửi đến đúng địa chỉ.
Mạng đường trục đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý các chức năng kỹ thuật, cung cấp khả năng truy cập thuận tiện tới các mạng số liệu gói khác Nó cũng tạo ra một giao diện với Internet và đảm bảo việc phân loại thông tin về tính cước và bảo mật.
Lớp dịch vụ điều khiển các ưu tiên và khả năng truy cập của thuê bao vào các dịch vụ nâng cao đã tạo nên vị thế mạnh mẽ cho công nghệ 3G.
Các tham số chính của WCDMA được liệt kê ở bảng sau:
Phân chia tần số/phân chia thời gian
Tốc độ chip 3.84 Mcps Độ dài khung 10ms Điều khiển trải phổ QPSK cân bằng (đường xuống)
Dual channel QPSK (đường lên)
Trải phổ phức hợp Điều chế dữ liệu QPSK (đường xuống)
BPSK (Binary Phase Shift Keying) là phương pháp điều chế nhất quán, sử dụng kênh pilot riêng biệt hoặc được dồn kênh theo thời gian cho cả đường lên và đường xuống Trong khi đó, không sử dụng kênh pilot chung cho đường xuống Phương pháp này hỗ trợ đa tốc độ và trải phổ với nhiều hệ số và mã khác nhau.
Hệ số trải phổ 4-256 (đường lên) và 4-512 (đường xuống) Điều khiển công suất Mạch vòng mở và vòng kín nhanh (1,6Khz)
Trải phổ đường xuống Sử dụng các chuỗi trực giao có chiều dài thay đổi để phân kênh, chuỗi Gold 2 18 để phân biệt ô và phân biệt người sử dụng.
Sử dụng các chuỗi trực giao với chiều dài thay đổi giúp phân biệt rõ ràng, trong đó chuỗi Gold 2 41 được dùng để phân biệt người sử dụng qua kênh I và kênh Q, cho phép dịch thời gian một cách hiệu quả.
Chuyển giao Chuyển giao mềm
Chuyển giao giữa các tần số
Bảng 2.1 Các thông số giao diện vô tuyến của WCDMA
KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG WCDMA
Cấu trúc của một thiết bị thu phát vô tuyến số
Trước khi tìm hiểu kỹ thuật trải phổ, cần xem xét cấu trúc của quá trình thu phát vô tuyến số để hiểu rõ vị trí và vai trò của kỹ thuật này trong hệ thống thông tin di động thế hệ 3.
Sơ đồ khối chung của thiết bị thu phát vô tuyến ở hệ thống thông tin di động thế hệ 3 như sau:
Hình 3.1 Sơ đồ khối tổng quát của thiết bị vô tuyến số ở hệ thống thông tin di động số
Quá trình biến đổi tín hiệu từ nguồn đến máy phát bao gồm các khối như định dạng, mã hóa nguồn, mã hóa, mã hóa kênh, ghép kênh, điều chế và đa truy nhập Trong khi đó, quá trình biến đổi tín hiệu từ máy thu đến nơi nhận được thể hiện qua các thành phần của máy phát Tx, bao gồm bộ biến đổi nâng tần, khuếch đại công suất và anten Máy thu Rx thường có anten, bộ khuếch đại tạp âm nhỏ, bộ biến đổi hạ tần và khuếch đại trung tần.
Trong số các bước xử lí tín hiệu, định dạng, điều chế và giải điều chế là các bước bắt buộc.
- Định dạng thực hiện biến đổi nguồn tin thành các ký hiệu số để nguồn tin tương thích với quá trình xử lý ở hệ thống.
Trải phổ Điề u chế Đa truy nhập
Tx Đến các nơi nhận khác
Giải ghép kênh Các bit kênh
Giải điều chế Né n Đa truy nhập
Luồng bit Đầu vào số Đồng bộ Đầu ra số
- Mã hoá nguồn thực hiện biến đổi tương tự sang số (đối với các nguồn tương tự) và loại bỏ các thông tin thừa không cần thiết.
- Mã hóa hay mật mã hoá để ngăn không cho kẻ lạ hiểu được thông tin và đưa vào các thông tin giả.
Mã hóa kênh giúp giảm xác suất lỗi và yêu cầu về tỷ số tín hiệu trên nhiễu, đồng thời giảm bớt yêu cầu về độ rộng băng tần.
- Điều chế thực hiện biến đổi các kí hiệu số thành các dạng sóng thích hợp với kênh truyền dẫn vô tuyến.
- Trải phổ để tín hiệu ít bị ảnh hưởng của nhiễu (kể cả nhiễu vô tình và cố ý) đồng thời cũng cho phép tăng độ bảo mật thông tin.
- Ghép kênh và đa truy nhập cho phép kết hợp các đặc tính khác nhau hoặc từ các nguồn khác nhau để cùng chia sẻ tài nguyên vô tuyến.
Trật tự các khối trong hệ thống truyền dẫn có thể thay đổi tùy theo từng ứng dụng cụ thể Chẳng hạn, ghép kênh có thể diễn ra trước mã hóa kênh, và trải phổ có thể xảy ra ở bất kỳ vị trí nào trên đường truyền Ở phía thu, quá trình xử lý tín hiệu được thực hiện ngược lại so với phía phát.
Trong thông tin di động số, các bước xử ký số và tín hiệu sau đây được thực hiện:
- Cộng CRC cho từng khối truyền tải hoặc khung vô tuyến
- Đan xen (một hoặc hai bước)
Khái niệm về trải phổ
Kỹ thuật trải phổ (SS - Spread Spectrum) là một phương pháp truyền thông vô tuyến mở rộng băng tần tín hiệu gấp nhiều lần so với băng tần thông tin ban đầu Trong quá trình điều chế trải phổ, băng tần của tín hiệu được mở rộng hàng trăm lần trước khi phát, giúp nhiều người dùng có thể chia sẻ cùng một băng tần trong môi trường đông đúc Sau khi tín hiệu được xử lý, nó sẽ được điều chế và khuếch đại trước khi phát trên kênh truyền dẫn, nơi có thể xảy ra suy giảm chất lượng do nhiễu, tạp âm và suy hao công suất Tại phía thu, máy thu sẽ khôi phục tín hiệu ban đầu bằng cách thực hiện các bước ngược lại như giải điều chế và nén phổ.
Một hệ thống thông tin số được xem là trải phổ khi tín hiệu phát ra có độ rộng băng tần lớn hơn mức tối thiểu cần thiết để truyền tải thông tin, và quá trình trải phổ được thực hiện thông qua một mã độc lập với dữ liệu.
Kỹ thuật trải phổ, ban đầu được ứng dụng trong các hệ thống thông tin quân sự nhờ khả năng chống nhiễu cao và xác suất phát hiện thấp, đã dần được áp dụng vào các lĩnh vực dân sự Hai đặc điểm quan trọng của kỹ thuật này là khả năng bảo mật thông tin và hiệu suất truyền dẫn tối ưu.
- Băng tần truyền dẫn lớn hơn nhiều so với băng tần thông tin
Băng tần truyền dẫn được xác định bởi mã trải phổ hoặc mã giả ngẫu nhiên, không phụ thuộc vào thông tin được gửi đi và có băng thông rộng hơn nhiều so với băng tần tín hiệu dữ liệu Dãy mã trải phổ này mã hóa tín hiệu thông tin, khiến công suất tín hiệu trải rộng trên một băng tần lớn, dẫn đến mật độ công suất thấp hơn.
Tỷ số giữa băng tần truyền dẫn Bt với băng tần thông tin Bi được gọi là tăng ích do xử lý Gp của hệ thống trải phổ:
Máy thu khôi phục thông tin bằng cách so sánh tín hiệu thu được với bản sao của mã trải phổ đã sử dụng ở phía phát Do đó, để khôi phục tín hiệu thông tin thành công, máy thu cần phải biết dãy mã trải phổ đã được sử dụng.
Một số thông tin sô được cho là đạt yêu cầu trải phổ :
Tín hiệu sau khi trải phổ được xác định bởi mã trải phổ, mà mã này hoạt động độc lập với tín hiệu gốc Độ rộng băng thông của quá trình trải phổ lớn hơn nhiều lần so với băng tần tối thiểu cần thiết để truyền đạt thông tin hiệu quả.
+ Sự trải phổ được thực hiển bởi mã trải phổ Mã trải phổ này độc lập với tín hiệu.
Việc khôi phục tín hiệu ban đầu từ phía thu việc nén phổ được thực hiện thông qua sự tương quan giữa tín hiệu thu được và bản sao đồng bộ của tín hiệu trải phổ đã được sử dụng ở phía phát.
Ký hiệu Bt đại diện cho băng tần phát, trong khi Bi là băng tần của tín hiệu mang tin Độ tăng ích xử lý PG được định nghĩa là PG = Bt / Bi, với giá trị PG dao động từ 100 đến 10.000.000, tương đương với 20dB đến 60dB Để thực hiện trải phổ, tín hiệu cần có dạng tập âm băng rộng và chứa tín hiệu ngẫu nhiên, do đó, tín hiệu phải được cấu trúc từ một số hữu hạn các tham số ngẫu nhiên Những tham số này có thể được thỏa mãn thông qua chuỗi nhị phân ngẫu nhiên có phổ gần giống tạp âm Gaussian, gọi là chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên PN Trong thực tế, chuỗi nhị phân ngẫu nhiên có thể được điều chế dễ dàng và mang lại kết quả giá trị.
Hệ thống thông tin trải phổ
Trải phổ là quá trình điều chế nhằm phân bố năng lượng tín hiệu trên một băng tần rộng hơn nhiều so với tín hiệu chưa điều chế.
Hệ thống thông tin trải phổ truyền tín hiệu bằng cách sử dụng mã trải phổ (mã PN) có băng thông rộng hơn nhiều so với tín hiệu số liệu gốc Mã trải phổ hoạt động độc lập với tín hiệu thông tin, cho phép cải thiện khả năng truyền tải và độ tin cậy của dữ liệu.
Mô hình hệ thống thông tin trải phổ được minh hoạ trong hình 3.2
Hình 3.2 Mô hình hệ thống thông tin trải phổ
Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin trải phổ như sau:
Bước 1: Điều chế sơ cấp tín hiệu băng hẹp Sn.
Bước 2: Điều chế cấp 2, sử dụng kỹ thuật trải phổ, ký hiệu ε( ) Kết quả là máy phát mở rộng tín hiệu đến băng tần rộng Sw.
Quá trình nén phổ được thực hiện thông qua việc tương quan tín hiệu thu được Sw với bản sao mã trải phổ được đồng bộ, ký hiệu là ε-1( ), do đó ε-1( ) = ε( ).
Bước 2: Tín hiệu trải phổ băng rộng được khôi phục về dạng gốc Sn của tín hiệu băng hẹp, từ đó tín hiệu băng hẹp được giải điều chế để tái tạo tín hiệu ban đầu.
Tín hiệu trải phổ băng rộng có nhiều thuộc tính khác biệt so với các tín hiệu băng hẹp thông thường, cụ thể:
Khả năng đa truy nhập
Khi nhiều người truyền tín hiệu trải phổ đồng thời, máy thu vẫn có khả năng phân biệt tín hiệu nhờ vào mỗi người có một dãy mã duy nhất với mức tương quan chéo nhỏ Việc tương quan tín hiệu thu được với dãy mã của một người sử dụng cụ thể sẽ chỉ làm cho phổ tín hiệu của họ co hẹp, trong khi các tín hiệu của người sử dụng khác vẫn giữ nguyên độ rộng trên băng tần truyền dẫn.
Do đó, trong băng tần thông tin chỉ có công suất tín hiệu của người sử dụng đang quan tâm là lớn.
Khả năng chống nhiễu đa đường
Tín hiệu đến máy thu qua nhiều đường khác nhau, bao gồm cả đường trực tiếp và phản xạ, dẫn đến sự đa dạng về biên độ và pha Hiện tượng này có thể làm tăng tổng tín hiệu ở một số tần số trong khi giảm ở các tần số khác, gây ra sự giãn rộng tín hiệu trong miền thời gian Đối với tín hiệu băng rộng, hiện tượng này tạo ra phân tập tần số tự nhiên, giúp chống fading chọn lọc hiệu quả.
Tín hiệu được truyền đi thông qua mã trải phổ, giúp nén phổ và chỉ có thể khôi phục dữ liệu ban đầu khi máy thu biết mã đã sử dụng Việc trải rộng phổ tín hiệu làm cho công suất tín hiệu phân tán đều trên toàn bộ miền trải phổ, từ đó làm cho việc phát hiện và tách sóng tín hiệu trở nên khó khăn đối với các máy thu không được phép Điều này mang lại khả năng bảo mật thông tin cao và khả năng loại trừ nhiễu hiệu quả.
Tương quan chéo giữa mã trải phổ và tín hiệu băng hẹp giúp mở rộng công suất tín hiệu băng hẹp, từ đó giảm thiểu công suất nhiễu trong băng tần thông tin.
Tín hiệu trải phổ (s) bị ảnh hưởng bởi nhiễu băng hẹp (i), dẫn đến việc tín hiệu trải phổ bị nén tại máy thu Trong khi đó, tín hiệu băng hẹp lại trải phổ, khiến nó trở thành tạp âm nền so với tín hiệu mong muốn.
Xác xuất phát hiện thấp
Vì mật độ công suất của tín hiệu thấp nên tín hiệu trải phổ khó có thể bị phát hiện.
Các phương pháp trải phổ
Trong trải phổ, thông tin trải phổ là hệ thống thông tin mà tín hiệu được trải rộng nhờ mã trải phổ có băng thông lớn hơn nhiều so với băng thông của tín hiệu số liệu Các hệ thống trải phổ được phân loại thành ba kiểu cơ bản.
- Trải phổ chuỗi trực tiếp DS (Direct Sequency): Tín hiệu mang thông tin được nhân trực tiếp mã trải phổ tốc độ cao.
Trải phổ nhảy tần FH/SS (Frequency Hopping- Spread Spectrum) là một kỹ thuật truyền thông trong đó tần số sóng mang thay đổi liên tục theo thời gian, dựa vào mã trải phổ Kỹ thuật này giúp nâng cao khả năng chống nhiễu và bảo mật cho tín hiệu thông tin được truyền đi.
Trải phổ nhảy thời gian TH (Time Hopping) là một phương pháp truyền dẫn dữ liệu, trong đó một khối bit số liệu được nén và phát ngắt quãng qua nhiều khe thời gian trong một khung chứa nhiều khe thời gian Mẫu nhảy thời gian sẽ xác định các khe thời gian cụ thể được sử dụng để truyền dẫn trong mỗi khung.
Các hệ thống thông tin di động có thể được kết hợp thành các hệ thống lai ghép, mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng Phương pháp điều chế phổ biến nhất hiện nay là CDMA với dải mã trực tiếp, đã thành công trong mạng 2G và được hỗ trợ rộng rãi trong phát triển công nghệ di động thế hệ thứ ba Trong hệ thống DSSS, tất cả người dùng chia sẻ băng tần và phát tín hiệu đồng thời, trong khi máy thu sử dụng tín hiệu ngẫu nhiên để tách tín hiệu mong muốn qua nén phổ, giúp giảm thiểu nhiễu từ các tín hiệu khác Hệ thống thông tin di động W-CDMA áp dụng kỹ thuật DSSS, tập trung vào việc sử dụng kỹ thuật trải phổ trực tiếp.
CDMA th CDMA thường CDMA lai-*
Hình 3.3 Phân loại các hệ thống CDMA
Hệ thống trải phổ dãy trực tiếp DSSS
Hệ thống DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) sử dụng phương pháp trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với tín hiệu giả ngẫu nhiên, cho phép nhiều người dùng chia sẻ băng tần và phát tín hiệu đồng thời Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để tách tín hiệu mong muốn thông qua quá trình trải phổ Đây là một trong những hệ thống phổ biến nhất trong công nghệ thông tin trải phổ, với thiết kế đơn giản và yêu cầu tính ổn định nhanh cùng tốc độ tổng hợp tần số cao.
Quá trình trải phổ được mô tả trong Hình 3.4, với các ký hiệu TbTc hoặc RcRb Hình 3.3a minh họa cấu trúc đơn giản của bộ trải phổ DSSS, trong đó luồng số cần truyền x với tốc độ Rb được nhân với mã trải phổ c có tốc độ Rc, tạo ra luồng đầu ra y với tốc độ Rc lớn hơn nhiều so với Rb Hình 3.3b và 3.3c thể hiện quá trình trải phổ trong miền thời gian và miền tần số.
Tại phía thu luồng y được thực hiện giải trải phổ để khôi phục lại luồng x bằng cách nhân luồng này với mã trải phổ c giống như phía phát: x = y×c
DS/FH DS/TH FH/TH
DS/FH/TH MT-CDMA
Hình 3.4 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)
Trong bài viết này, x, y và c được sử dụng để ký hiệu cho tín hiệu vào, ra và mã trải phổ, trong khi x(t), y(t) và c(t) đại diện cho các tín hiệu này trong miền thời gian Đối với miền tần số, X(f), Y(f) và C(f) là ký hiệu cho tín hiệu vào, ra và mã trải phổ tương ứng Thời gian một bit của luồng số cần phát được ký hiệu là Tb, với tốc độ bit Rb = 1/Tb Thời gian một chip của mã trải phổ là Tc, và tốc độ chip được tính là Rc = 1/Tc Mối quan hệ giữa các tham số này là RcRb và TbTc.
Hình 3.5: Sơ đồ khối bộ phát DSSS
Bộ điều chế dữ liệu Bộ điều chế trải phổ
Bộ tạo mã trải phổ
Dữ liệu vào Tín hiệu trải phổ b) Quá trình xử lý tín hiệu trong miền thời gian
T c y(t) T b = 15T c T b = 15T c t a) Sơ đồ trải phổ DSSS
C, Rc y = c × x c) Quá trình xử lý tín hiệu trong miền tần số X(t)
Để nén phổ tín hiệu ở phía thu, cần sử dụng bộ tách sóng nhất quán với chuỗi mã trải phổ được tạo ra Đầu thu không chỉ cần biết chuỗi mã này mà còn phải đồng bộ mã tín hiệu thu được với chuỗi mã đã tạo ra Quá trình đồng bộ phải diễn ra ở giai đoạn đầu và duy trì cho đến khi tín hiệu hoàn toàn được thu Chức năng đồng bộ này được thực hiện bởi khối synchronization/tracking, giúp khôi phục tín hiệu ban đầu sau khi nén phổ và giải điều chế.
Hình 3.6: Sơ đồ khối bộ thu DSSS
Phương pháp DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) mang lại nhiều ưu điểm và ứng dụng, nhờ vào tính ngẫu nhiên của mã trải phổ, giúp hệ thống này đạt được khả năng bảo mật cao và chống nhiễu hiệu quả Điều này dẫn đến thông tin được truyền tải trung thực với tỷ lệ BER thấp ngay cả khi tỷ số S/N nhỏ Tuy nhiên, hệ thống DSSS yêu cầu đồng bộ chính xác giữa mã trải phổ ở phía phát và thu, gây ra sự phức tạp trong thiết kế máy thu Do đó, tốc độ mã của hệ thống chỉ đạt khoảng 100 Mc/s và băng tần trải phổ không lớn, thường chỉ vài trăm MHz Các hệ thống DSSS thường áp dụng các phương pháp điều chế như BPSK và QPSK.
Máy phát DSSS-BPSK
Hình 3.7 Sơ đồ khối bộ phát sử dụng điều chế BPSK
Tốc độ chip, hay tốc độ tín hiệu mã, là tốc độ mà mỗi chip tương ứng với một symbol trong tín hiệu mã trải phổ.
10 chip mã tương ứng với thời gian của 1 bit tín hiệu Tức là tốc độ chip tăng
10 lần tốc độ dữ liệu.
Nén phổ Bộ điều chế dữ liệu
Bộ tạo mã Bộ tạo sóng mang Đồng bộ mã
Hình 3.8 Tín hiệu trải phổ điều chế BPSK
Tín hiệu nhận được b(t).c(t) sẽ được điều chế sóng mang bằng phương pháp BPSK, tạo ra tín hiệu DSSS – BPSK theo công thức s(t) = A b(t).c(t) cos(2πfct + θ) Trong đó, A đại diện cho biên độ, fc là tần số sóng mang, và θ là pha của sóng mang.
Trong nhiều ứng dụng bản tin, tín hiệu PN có chu kỳ T = NTc, với N = 7 trong trường hợp hình 3.8 Điều này cho thấy rằng tích của b(t) và c(t) cũng tạo ra một tín hiệu cơ số 2 với biên độ A, và tần số tương đồng với tín hiệu PN.
Máy thu DSSS-BPSK
Hình 3.9: Sơ đồ khối máy thu DS/SS – BPSK
Máy thu có nhiệm vụ lấy ra bản tin b(t) từ tín hiệu thu được, bao gồm tín hiệu phát và tạp âm Do có độ trễ truyền, tín hiệu thu được có dạng: s(t-ז)(t -ז)c(t -ז)cos[2πfc(t -ז) +θ]+n(t), trong đó n(t) là tạp âm Để khôi phục bản tin, giả định không có tạp âm, tín hiệu đầu tiên được giải mã trải phổ từ băng tần rộng về băng tần hẹp, sau đó giải điều chế để nhận tín hiệu băng gốc Quá trình giải trải phổ diễn ra bằng cách nhân tín hiệu nhận được với tín hiệu đồng bộ PN(t -ז) tạo ra ở máy thu, dẫn đến biểu thức: w(t)(t-ז)c2(t-ז)cos(2πfct + θ)= Ab(t-ז)cos(2πfct + θ).
Tín hiệu thu được là tín hiệu băng hẹp với độ rộng băng tần là 2/T Để thực hiện giải điều chế, máy thu cần biết pha θ, tần số fc và điểm khởi đầu của từng bit Bộ giải mã điều chế bao gồm một bộ tương quan và một thiết bị đánh giá ngưỡng Để tách ra bit số liệu thứ i, bộ tương quan thực hiện phép tính: zi = ∫w(t) cos(2πfct + θ)dt.
Trong quá trình xử lý tín hiệu, t i đại diện cho thời điểm bắt đầu của bit thứ i, và b(t-ז) có giá trị +1 hoặc -1 trong khoảng thời gian của một bit Sau khi tích phân, thành phần đầu tiên sẽ cho kết quả là T hoặc -T, trong khi thành phần thứ hai, liên quan đến tần số, sẽ cho kết quả bằng 0 Do đó, kết quả cuối cùng sẽ là AT/2 hoặc -AT/2 Khi qua thiết bị đánh giá ngưỡng, đầu ra sẽ chuyển đổi thành cơ số hai Tuy nhiên, bên cạnh thành phần tín hiệu AT/2, đầu ra của quá trình tích phân còn chứa tạp âm, có khả năng gây ra lỗi.
Tín hiệu PN là mã đã được xác định trước tại máy thu chủ định, cho phép khôi phục bản tin một cách chính xác Trong khi đó, các máy thu khác chỉ nhận được tín hiệu ngẫu nhiên Để quá trình khôi phục bản tin diễn ra thành công, máy thu cần phải đồng bộ hóa với tín hiệu nhận được.
Quá trình đồng bộ gồm hai bước chính là bắt và bám Quá trình khôi phục đồng hồ, hay còn gọi là STR (Symbol Timing Recovery), là quá trình nhận được tín hiệu ti Bên cạnh đó, quá trình khôi phục sóng mang cũng diễn ra song song với quá trình nhận tín hiệu fc.
Hình 3.10 Tín hiệu trải phổ từ máy thu điều chế BPSK
Độ lợi xử lý (PG)
Độ lợi xử lý (PG) được xác định bằng độ rộng băng tần của tín hiệu SS chia cho 2, phản ánh mức độ trải phổ của bản tin phát Thông số này là một chỉ số chất lượng quan trọng trong hệ thống trải phổ, với PG cao cho thấy khả năng chống nhiễu tốt hơn.
Ngoài kiểu điều chế BPSK người ta còn sử dụng các kiểu điều chế khác như QPSK hoặc MSK trong các hệ thống trải phổ.
Sơ đồ bên dưới gồm có hai nhánh đồng pha và một nhánh vuông góc (hình vẽ) Tín hiệu DSSS – QPSK có dạng :
= -Ab(t).c1(t)sin(2πfct + θ) + Ab(t).c2(t)sin(2πfct + θ)
Vậy tín hiệu s(t) có thể nhận 4 trạng thái pha khác nhau là: θ + π/4, θ + 3π/4, θ+ 5π/4, θ + 7π/4.
Hình 3.11 Sơ đồ khối bộ phát DSSS sử dụng điều chế QPSK
Hình 3.12: Các dạng sóng ở hệ thống DSSS-QPSK
Hình 3.13 : Sơ đồ khối máy thu cho hệ thống DSSS – QPSK
Các thành phần đồng pha và vuông góc được trải phổ độc lập với nhau bởi c1(t) và c2(t) Giả thiết rằng có thời gian trễ ז, tín hiệu vào được xác định bởi công thức: S(t) = -Ab(t - ז).c1(t - ז)sin(2πfct + θ) + Ab(t - ז).c2(t - ז)sin(2πfct + θ), trong đó tạp âm được bỏ qua.
Các tín hiệu trước bộ cộng là:
U1(t) = Ab(t - ז )sin 2 (2πfct + θ) - Ab(t - ז).c1(t - ז) c2(t - ז)sin(2πfct + θ)cos(2πfct + θ)
U1(t) = Ab(t - ז )cos 2 (2πfct + θ) - Ab(t - ז).c1(t - ז) c2(t - ז)sin(2πfct + θ)cos(2πfct + θ)
Tổng các tín hiệu được tích phân trong khoảng thời gian 1 bit, cho kết quả là zi=AT khi bản tin tương ứng bằng 1, vì tất cả các thành phần tần số 2fc có giá trị trung bình bằng 0 Do đó, đầu ra của bộ so sánh sẽ bằng 1 (mức logic).
Hệ thống DS/SS có thể sử dụng hai tín hiệu PN độc lập hoặc từ một tín hiệu PN chung, cho phép cấu hình linh hoạt Các hệ thống này phát tín hiệu với tốc độ bit 1/T bit/s, trong đó PG và băng tần chiếm bởi tín hiệu DS/SS – QPSK phụ thuộc vào tốc độ chip c1(t) và c2(t) Có thể phát tín hiệu số 1/T bit/s bằng cách điều chế mỗi tín hiệu trên một nhánh riêng biệt Ngoài ra, hệ thống cũng cho phép phát tín hiệu số với tốc độ bit gấp đôi 2/T bit/s, bằng cách điều chế hai tín hiệu riêng biệt trên hai nhánh Một phương pháp khác là chia tín hiệu số thành hai tín hiệu 1/T bit/s và điều chế chúng trên hai nhánh khác nhau, tạo ra tín hiệu số với tốc độ bit gấp đôi 1/T bit/s.
Hệ thống DS/SS – QPSK có những yếu tố đặc trưng như độ rộng băng tần, PG tổng và SNR, ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động Khi so sánh với DS/SS – BPSK, cần giữ các thông số này đồng nhất để đánh giá chính xác Cụ thể, DS/SS – QPSK chỉ cần một nửa băng tần so với BPSK khi PG và SNR giống nhau, đồng thời có tỷ lệ lỗi thấp hơn Hệ thống này có khả năng truyền tải gấp đôi dữ liệu so với BPSK trong cùng điều kiện băng tần, PG và SNR, nhờ vào tính trực giao của các sóng mang Tuy nhiên, DS/SS – QPSK phức tạp hơn BPSK, và nếu sóng mang không hoàn toàn trực giao, sẽ dẫn đến hiện tượng xuyên âm, làm giảm chất lượng DS/SS – QPSK được ứng dụng trong các hệ thống thông tin di động IS – 95 CDMA và hệ thống định vị toàn cầu GPS, cùng với việc áp dụng DSSS cho WCDMA.
Trong công nghệ CDMA, các người dùng được phân chia thông qua một tập mã trực giao, với mỗi người sử dụng được gán một mã trải phổ riêng biệt Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, các mã trải phổ này cần phải đáp ứng điều kiện trực giao.
Tích hai mã giống nhau bằng 1: ci×ci=1
Tích hai mã khác nhau sẽ là một mã mới trong tập mã: ci×cj=ck
Có số bit 1 bằng số bit -1 trong một mã → 1
, trong đó N là số chip và
Ck là giá trị chip k trong một mã
Bảng 3.1 cho thấy thí dụ sử dụng bộ mã gồm tám mã trực giao: c0, c1, …, c7. Bảng 3.2 và 3.3 cho thấy thí dụ khi nhân hai mã giống nhau trong bảng 1 được
1 và nhân hai mã khác nhau trong bảng 3.1 ta được một mã mới.
Bảng 3.1 Thí dụ bộ tám mã trực giao c0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 c1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 c2 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 c3 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 c4 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 c5 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 c6 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 c7 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 -1
Bảng 3.2 Thí dụ nhân hai mã giống nhau trong bảng 1 được một mã mới trong tập 8 mã c1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 × × × × × × × × × c1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 c1×c1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1
Bảng 3.3 Thí dụ nhân hai mã khác nhau trong bảng 1 được một mã mới trong tập 8 mã c1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 × × × × × × × × × c3 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1
Trong một hệ thống gồm K người sử dụng được xây dựng dựa trên công nghệ CDMA, sau khi trải phổ, các tín hiệu phát ra từ những người sử dụng này sẽ phân tán vào không gian.
Quá trình xử lý tín hiệu tại máy thu k tập trung vào việc trích xuất tín hiệu xk và loại bỏ các tín hiệu nhiễu đồng kênh, vốn phát trên cùng một tần số với xk trong hệ thống CDMA Bằng cách nhân (3.1) với xk và áp dụng quy tắc trực giao, ta có thể đạt được kết quả mong muốn.
Trong hệ thống CDMA, tín hiệu hữu ích được phân tách khỏi nhiễu đa người sử dụng (MAI) thông qua bộ lọc tương quan trong miền thời gian và bộ lọc tần số trong miền tần số Hình 3.4 minh họa quá trình giải trải phổ và lọc tín hiệu tại máy thu k, cho thấy phổ đầu vào của máy thu k từ các tín hiệu trải phổ phát đi từ K máy phát và phổ của tín hiệu thu sau khi đã giải trải phổ.
S 1 d) Phổ của tín giải trải phổ sau bộ lọc B = R b X k (f)
SIR=S 1 /S 2 S 2 a) Sơ đồ giải phổ DSSS
Trong bài viết này, chúng ta xem xét một hệ thống với K máy phát có công suất phát giống nhau, kết nối với máy thu k Hình 3.14a minh họa sơ đồ giải trải phổ DSSS, trong khi Hình 3.14b thể hiện phổ của tín hiệu tổng phát đi từ K máy phát sau khi trải phổ Hình 3.14c cho thấy phổ tín hiệu sau khi được giải trải tại máy thu k, và Hình 3.14d mô tả phổ tín hiệu sau khi đi qua bộ lọc thông thấp với băng thông Rb.
Hình 3.14 Quá trình giải trải phổ và lọc tín hiệu của người sử dụng k từ K tín hiệu.
The Signal to Interference Ratio (SIR) is defined as the ratio of the area of the shaded rectangle in Figure 3.14b to the total area of the white rectangles in Figure 3.14c, expressed as SIR = S1/S2 This ratio is directly proportional to the ratio of Rc to Rb, which is referred to as Processing Gain (TA).
3.6 Các đặc tính của DS-CDMA
Khi nhiều người dùng cùng một kênh, tín hiệu DS có thể chồng chéo về thời gian và tần số Máy thu sẽ tiến hành giải điều chế mã một cách nhất quán, giúp tập trung vào công suất tín hiệu của người dùng chính Nếu mối tương quan giữa mã của người dùng chính và mã của người khác thấp, quá trình giải điều chế sẽ chỉ nhận diện một phần nhỏ công suất của các tín hiệu nhiễu trong băng tần thông tin.
Nếu dãy mã có hàm tự tương quan lý tưởng, hàm tương quan sẽ bằng 0 ở ngoài khoảng [0, Tc], với Tc là thời gian tồn tại của một chip Điều này có nghĩa là khi nhận được hai tín hiệu, một là tín hiệu mong muốn và một là tín hiệu trễ hơn 2Tc, việc giải điều chế nhất quán sẽ xem tín hiệu trễ đó như không có ảnh hưởng.
MAI một nhiễu và chỉ mang một phần công suất nhỏ của nhiễu vào trong băng tần thông tin.
3.6.3 Nhiễu băng hẹp việc nhân nhiễu băng hẹp có trong tín hiệu thu được với mã băng rộng sẽ làm trải phổ nhiễu băng hẹp Vì vậy, công suất nhiễu băng hẹp trong băng tần thông tin giảm đi với hệ số bằng độ tăng ích Gp.
3.6.4 Xác suất phát hiện thấp do tín hiệu dãy mã trực tiếp sử dụng toàn bộ phổ tín hiệu tại mọi thời điểm nên mật độ công suất nhiễu truyền dẫn (W/hz) rất thấp Vì vậy rất khó phát hiện.
Ưu và nhược điểm của DS - CDMA Ưu điểm của DS-CDMA:
- Việc mã hoá dữ liệu đơn giản có thể thực hiện bằng một bộ nhân.
- Bộ tạo sóng mang là đơn giản do chỉ có một sóng mang được phát đi.
- Có thể thực hiện việc giải điều chế nhất quán tín hiệu trải phổ.
Nhược điểm của DS-CDMA:
- 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 không lớn sẵn có nên băng tần trải phổ bị hạn chế 10-20Mhz.