Giáo trình Lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến - Học viện CN Bưu chính Viễn thông

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
LÝ THUYẾT TRẢI PHỔ 
VÀ ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 
(Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa) 
Lưu hành nội bộ 
HÀ NỘI - 2006 
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
LÝ THUYẾT TRẢI PHỔ 
VÀ ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 
 Biên soạn : TS. NGUYỄN PHẠM ANH DŨNG 
Lời nói đầu 
 i
 LỜI NÓI ĐẦU 
Các công nghệ đa truy nhập là nền tảng của các hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến 
nói chung và thông tin di động nói riêng. Các công nghệ này cho phép các hệ thống đa truy nhập 
vô tuyến phân bổ tài nguyên vô tuyến một cách hiệu suất cho các người sử dụng. Tuỳ thuộc vào 
việc sử dụng tài nguyên vô tuyến để phân bổ cho các người sử dụng mà các công nghệ này được 
phân chia thành: đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), đa truy nhập phân chia theo thời 
gian (TDMA), đa truy nhập phân chia theo mà (CDMA) và đa truy nhập phân chia theo không 
gian (SDMA). Các hệ thống thông tin di động mới đều sử dụng kết hợp cả bốn công nghệ đa truy 
nhập này để phân bổ hiệu quả nhất tài nguyên cho các người sử dụng. Công nghệ đa truy nhập 
phân chia theo mã với nhiều ưu việt so với các công nghệ khác nên ngày càng trở thành công 
nghệ đa truy nhập chính. 
 Công nghệ đa truy nhập CDMA được xây dựng trên cơ sở kỹ thuật trải phổ. Kỹ thuật 
trải phổ đã được nghiên cứu và áp dụng trong quân sự từ những năm 1930, tuy nhiên gần đây các 
kỹ thuật này mới được nghiên cứu và áp dụng thành công trong các hệ thống tin vô tuyến tổ ong. 
Các phần tử cơ bản của mọi hệ thống trải phổ là các chuỗi giả ngẫu nhiên. Có thể coi rằng Sol 
Golomb là người đã dành nhiều nghiên cứu toán học cho vấn đề này trong các công trình của ông 
vào những năm 1950. Ý niệm đầu tiên về đa truy nhập trải phổ phân chia theo mã (SSCDMA: 
Spread Spectrum Code Division Multiple Access) đã được R.Price và P.E.Green trình bầy trong 
bài báo của mình năm 1958. Vào đầu những năm 1970 rất nhiều bài báo đã chỉ ra rằng các hệ 
thống thông tin CDMA có thể đạt được dung lượng cao hơn các hệ thống thông tin đa truy nhập 
phân chia theo thời gian (TDMA: Time Division Multiple Access).Các hệ thống trải phổ chuỗi 
trực tiếp đã được xây dựng vào những năm 1950. Thí dụ về các hệ thống đầu tiên là: ARC-50 của 
Magnavox và các hệ thống thông tin vô tuyến vệ tinh OM-55, USC-28. Trong các bài báo của 
mình (năm 1966) các tác giả J.W.Schwartz, W.J.M.Aein và J. Kaiser là những người đầu tiên so 
sánh các kỹ thuật đa truy nhập FDMA, TDMA và CDMA. Các thí dụ khác về các hệ thống quân 
sự sử dụng công nghệ CDMA là vệ tinh thông tin chiến thuật TATS và hệ thống định vị toàn cầu 
GPS. Ở Mỹ các vấn đề về cạn kiệt dung lượng thông tin di động đã nẩy sinh từ những năm 1980. 
Tình trạng này đã tạo cơ hội cho các nhà nghiên cứu ở Mỹ tìm ra một phương án thông tin di động 
số mớí. Để tìm kiếm hệ thống thống tin di động số mới người ta nghiên cứu công nghệ đa thâm 
nhập phân chia theo mã trên cơ sở trải phổ (CDMA). Được thành lập vào năm 1985, Qualcom, 
sau đó được gọi là "Thông tin Qualcom" (Qualcom Communications) đã phát triển công nghệ 
CDMA cho thông tin di động và đã nhận được nhiều bằng phát minh trong lĩnh vực này. Lúc đầu 
công nghệ này được đón nhận một cách dè dặt do quan niệm truyền thống về vô tuyến là mỗi 
cuộc thọai đòi hỏi một kênh vô tuyến riêng. Đến nay công nghệ này đã trở thành công nghệ thống 
trị ở Bắc Mỹ và nền tảng của thông tin di động thế hệ ba. Qualcom đã đưa ra phiên bản CDMA 
đầu tiên được gọi là IS-95A. Hiện nay phiên bản mới IS-2000 và W-CDMA đã được đưa ra cho 
hệ thống thông tin di động thứ 3. 
Trong lĩnh vực thông tin di động vệ tinh càng ngày càng nhiều hệ thống tiếp nhận sử dụng 
công nghệ CDMA. Các thí dụ điển hình về việc sử dụng công nghệ này cho thông tin vệ tinh là: 
Hệ thống thông tin di động vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO: Low Earth Orbit) Loral/Qualcom Global 
Lời nói đầu 
 ii
Star sử dụng 48 vệ tinh, Hệ thống thông tin di động vệ tinh quỹ đạo trung bình (MEO: Medium 
Earth Orbit) TRW sử dụng 12 vệ tinh. 
Một trong các hạn chế chính của các hệ thống CDMA hiện này là hiệu năng của chúng 
phụ thuộc vào nhiễu của các người sử dụng cùng tần số, MUI (Multi user Interference). Đây là lý 
do dẫn đến giảm dung lượng và đòi hỏi phải điều khiển công suất nhanh. Các máy thu liên kết đa 
người sử dụng (MUD: Multi User Detector) sẽ cho phép các hệ thống CDMA mới dần khắc phục 
được các nhược điểm này và cho phép CDMA tỏ rõ được ưu điểm vượt trội của nó. 
Gần đây một số công nghệ đa truy nhập mới như: đa truy nhập phân chia theo tần số trực 
giao (OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) và CDMA đa sóng mang (MC 
CDMA: Multicarrier CDMA) cũng trở thành đề tài nghiên cứu của nhiều trường đại học và các 
phòng thí nghiệm trên thế giới. Đây là các phương pháp đa truy nhập mới đầy triển vọng. Điều 
chế OFDM là cơ sở để xây dựng OFDMA đã được công nhận là tiêu chuẩn cho WLAN 802.11 
và HIPERLAN. Trong tương lai hai công nghệ đa truy nhập này rất có thể sẽ tìm được các ứng 
dụng mới trong các hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến băng rộng đa phương tiện và di 
động thế hệ sau. 
Tài liệu bao gồm các bài giảng về môn học "Lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến" 
được biên soạn theo chương trình đại học công nghệ viễn thông của Học viện Công nghệ Bưu 
chính Viễn thông. Mục đích của tài liệu là cung cấp cho sinh viên các kiến thức căn bản nhất về 
các phương pháp đa truy nhập vô tuyến và lý thuyết trải phổ để có thể tiếp cận các công nghệ 
thông tin vô tuyến di động mới đang và sẽ phát triển rất nhanh. 
Tài liệu này được xây dựng trên cơ sở sinh viên đã học các môn: Anten và truyền sóng, 
Truyền dẫn vô tuuến số. Tài liệu là cơ sở để sinh viên học các môn học: Thông tin di động, Thông 
tin vệ tinh và các Hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến khác như WLAN. 
Do hạn chế của thời lượng nên tài liệu này chỉ bao gồm các phần căn bản liên quan đến 
các kiến thức cơ sở về lý thuyết trải phổ và đa truy nhập. Tuy nhiên học kỹ tài liệu này sinh viên 
có thể hoàn chỉnh thêm kiến thức cuả môn học bằng cách đọc các tài liệu tham khảo dẫn ra ở cuối 
tài liệu này. 
Tài liệu này được chia làm sáu chương. Được kết cấu hợp lý để sinh viên có thể tự học. 
Mỗi chương đều có phần giới thiệu chung, nội dung, tổng kết, câu hỏi vài bài tập. Cuối tài liệu là 
đáp án cho các bài tập. 
 Người biên soạn: TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng 
Chương 1. Tổng quan các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
 1
CHƯƠNG 1 
 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP 
 VÔ TUYẾNVÀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 
1.1.1. Các chủ đề được trình bầy trong chương 
• Tổng quan FDMA 
• Tổng quan TDMA 
• Tổng quan CDMA 
• Tổng quan SDMA 
• So sánh dung lượng các hệ thống FDMA, TDMA và CDMA 
1.1.2. Hướng dẫn 
• Học kỹ các tư liệu được trình bầy trong chương này 
• Tham khảo thêm [2] 
• Trả lời các câu hỏi và bài tập cuối chương 
1.1.3. Mục đích chương 
• Hiểu được tổng quan các phương pháp đa truy nhập 
• Hiẻu cách so sánh được dung lượng của các hệ thống đa truy nhập khác nhau 
1.2. MỞ ĐẦU 
Các phương thức đa truy nhập vô tuyến được sử dụng rộng rãi trong các mạng thông tin di 
động. Trong chương này ta sẽ xét tổng quan các phương pháp đa truy nhập được sử dụng trong 
thông tin vô tuyến. Ngoài ra ta cũng xét kỹ thuật trải phổ như là kỹ thuật cơ sở cho các hệ thống 
thông tin di động CDMA. Mô hình của một hệ thống đa truy nhập được cho ở hình 1.1. 
Chương 1. Tổng quan các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
 2
Hình 1.1. Các hệ thống đa truy nhập: a) các đầu cuối mặt đất và bộ phát đáp, b) các trạm di 
động và các trạm gốc. 
Thông thường ở một hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến có nhiều trạm đầu cuối và 
một số các trạm có nhiệm vụ kết nối các trạm đầu cuối này với mạng hoặc chuyển tiếp các tín 
hiệu từ các trạm đầu cuối đến một trạm khác. Các trạm đầu cuối ở trong các hệ thống thống tin di 
động mặt đất là các máy di động còn các trạm đầu cuối trong các hệ thống thông tin vệ tinh là các 
trạm thông tin vệ tinh mặt đất. Các trạm kết nối các trạm đầu cuối với mạng hoặc chuyển tiếp các 
tín hiệu từ các trạm đầu cuối đến các trạm khác là các trạm gốc trong thông tin di động mặt đất 
hoặc các bộ phát đáp trên vệ tinh trong các hệ thống thông tin vệ tinh. Do vai trò của trạm gốc 
trong thông tin di động mặt đất và bộ phát đáp vệ tinh cũng như máy di động và trạm mặt đất 
giống nhau ở các hệ thống đa truy nhập vô tuyến nên trong phần này ta sẽ xét chúng đổi lẫn cho 
nhau. Trong các hệ thống thông tin đa truy nhập vô tuyến bao giờ cũng có hai đường truyền: một 
đường từ các trạm đầu cuối đến các trạm gốc hoặc các trạm phát đáp, còn đường khi theo chiều 
ngược lại. Theo quy ước chung đường thứ nhất được là đường lên còn đường thứ hai được gọi là 
đường xuống. Các phương pháp đa truy nhập được chia thành bốn loại chính: 
ƒ Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA: Frequency Division Multiple Access). 
ƒ Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA: Time Division Multiple Access). 
ƒ Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA: Code Division Multiple Access). 
ƒ Đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA: Space Division Access). 
Các phương pháp đa truy nhập cơ bản nói trên có thể kết hợp với nhau để tạo thành một 
phương pháp đa truy nhập mới. 
Các phương pháp đa truy nhập được xây dựng trên cơ sở phân chia tài nguyên vô tuyến 
cho các nguồn sử dụng (các kênh truyền dẫn) khác nhau. 
Chương 1. Tổng quan các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
 3
Nguyên lý của ba phương pháp đa truy nhập cơ bản đầu tiên được cho ở hình 1.2. Mỗi 
kênh người sử dụng vô tuyến trong hệ thống vô tuyến tổ ong mặt đất hay một tram đầu cuối trong 
hệ thống thông tin vệ tinh đa trạm sử dụng một sóng mang có phổ nằm trong băng tần của kênh 
vào thời điểm hoạt động của kênh. Tài nguyên dành cho kênh có thể được trình bầy ở dạng một 
hình chữ nhật trong mặt phẳng thời gian và tần số. Hình chữ nhật này thể hiện độ rộng của kênh 
và thời gian hoạt động của nó (hình 1.2). Khi không có một quy định trước các sóng mang đồng 
thời chiếm hình chữ nhật này và gây nhiễu cho nhau. Để tránh được can nhiễu này các máy thu 
của trạm gốc (hay các pháy thu cuả các trạm phát đáp trên vệ tinh) và các máy thu của các trạm 
đầu cuối phải có khả năng phân biệt các sóng mang thu được. Để đạt được sự phân biệt này các 
tài nguyên phải được phân chia: 
ƒ Như là hàm số của vị trí năng lượng sóng mang ở vùng tần số. Nếu phổ của sóng mang chiếm 
các băng tần con khác nhau, máy thu có thể phân biệt các sóng mang bằng cách lọc. Đây là 
nguyên lý đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA: Frequency Division Multiple Access, 
hình 1.2a). 
ƒ Như là hàm vị trí thời gian của các năng lượng sóng mang. Máy thu thu lần lượt các sóng 
mang cùng tần số theo thời gian và phân tách chúng bằng cách mở cổng lần lượt theo thời 
gian thậm chí cả khi các sóng mang này chiếm cùng một băng tần số. Đây là nguyên lý đa 
truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA: Time Division Multiple Access; hình 1.2b). 
ƒ Như là hàm phụ thuộc mã của các năng lượng sóng mang. Máy thu thu đồng thời các sóng 
mang cùng tần số và phân tách chúng bằng cách giải mã các sóng mang này theo mã mà 
chúng được phát. Do mỗi kênh hay nguồn phát có một mã riêng nên máy thu có thể phân biệt 
được sóng mang thậm chí tất cả các sóng mang đồng thời chiếm cùng một tần số. Mã phân 
biệt kênh hay nguồn phát thường được thực hiện bằng các mã giả tạp âm (PN: Pseudo Noise 
Code). Phương pháp này được gọi là đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA: Code Division 
Multiple Access; hình 1.2c). Việc sử dụng các mã này dẫn đến sự mở rộng đáng kể phổ tần 
của sóng mang so với phổ mà nó có thể có khi chỉ được điều chế bởi thông tin hữu ích. Đây 
cũng là lý do mà CDMA còn được gọi là đa truy nhập trải phổ (SSMA: Spread Spectrum 
Multiple Access). 
ƒ Như là hàm phụ thuộc vào không gian của các năng lương sóng mang. Năng lương sóng 
mang của các kênh hay các nguồn phát khác nhau được phân bổ hợp lý trong không gian để 
chúng không gây nhiễu cho nhau. Vì các kênh hay các nguồn phát chỉ sử dụng không gian 
được quy định trước nên máy thu có thể thu được sóng mang của nguồn phát cần thu thậm 
chí khi tất cả các sóng mang khác đồng thời phát và phát trong cùng một băng tần. Phương 
pháp này được gọi là phương pháp đa truy nhập theo không gian (SDMA: Space Division 
Multiple Access). Có nhiều biện pháp để thực hiện SDMA như: 
Chương 1. Tổng quan các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
 4
t
t
t
1
2
N
Tần số
Thời gian
Trạm gốc
FDMA
t
t
t
1
2
N
1
2
N
Trạm gốc
TDMA
Thời gian
Tần số
1 2 N
FDMA
TDMA
B
N
2
1
B
1
2
N
Trạm gốc
1
N
Mã
f
t
Mã
f
t
N
Mã
1
2
Tần số
CDMA Thời gian
CDMA
f
f
f
f
1
2
f
N
f
a)
b)
c)
Hình 1.2. Nguyên lý đa truy nhập: a) Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA); b) Đa 
truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA); c) Đa truy nhập phân cha theo mã (CDMA) 
1. Sử dụng lặp tần số cho các nguồn phát tại các khoảng cách đủ lớn trong không gian để 
chúng không gây nhiễu cho nhau. Phương pháp này thường được gọi là phương pháp tái sử 
dụng tần số và khoảng cách cần thiết để các nguồn phát cùng tần số không gây nhiễu cho 
nhau được gọi là khoảng cách tái sử dụng tần số. Cần lưu ý rằng thuật ngữ tái sử dụng tần số 
cũng được sử dụng cho trường hợp hai nguồn phát hay hai kênh truyền dẫn sử dụng chung 
tần số nhưng được phát đi ở hai phân cực khác nhau. 
Chương 1. Tổng quan các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
 5
2. Sử dụng các anten thông minh (Smart Anten). Các anten này cho phép tập trung năng 
lượng sóng mang của nguồn phát vào hướng có lợi nhất cho máy thu chủ định và tránh gây 
nhiễu cho các máy thu khác. 
Các phương pháp đa truy nhập nói trên có thể kết hợp với nhau. Hình 1.3 cho thấy các cách 
kết hợp của ba phương pháp đa truy nhập đầu tiên. 
Kỹ thuật cơ sở
FDMA
TDMA
Chu kỳ khung
B (băng thông 
hệ thống)
Tần số
Thời gian
Mặt phẳng 
chiếm kênh 
thời gian-
tần số
Phân chia theo tần 
số/mã (FD/CDMA)
Phân chia theo tần 
số/thờì gian/mã
(FD/TD/CDMA)
Phân chia theo tần 
số/thời gian 
(FD/TDMA)
Phân chia theo thời 
gian/mã (TD/CDMA)
CDMA
 Hình 1.3. Kết hợp ba dạng đa truy nhập cơ sở thành các dạng đa truy nhập lai ghép 
1.3. ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ, FDMA 
1.3.1. Nguyên lý FDMA 
 Trong phương pháp đa truy nhập này độ rộng băng tần cấp phát cho hệ thống B Mhz 
được chia thành n băng tần con, mỗi băng tần con được ấn định cho một kênh riêng có độ rộng 
băng tần là B/n MHz (hình 1.4). Trong dạng đa truy nhập này các máy vô tuyến đầu cuối phát liên 
tục một số sóng mang đồng thời trên các tần số khác nhau. Cần đảm bảo các khoảng bảo vệ giữa 
từng kênh bị sóng mang chiếm để phòng ngừa sự không hoàn thiện của các bộ lọc và các bộ dao 
động. Máy thu đường xuống hoặc dường lên chọn sóng mang cần thiết theo tần số phù hợp. 
Như vậy FDMA là phương thức đa truy nhập mà trong đó mỗi kênh được cấp phát một 
tần số cố định. Để đảm bảo FDMA tốt tần số phải được phân chi ... ếp) Tìm băng thông con cực tiểu cho OFDM 
 (a) 200 kHz; (b) 300kHz; (c) 350kHz; (d) 434,78kHz 
14. (tiếp) Tìm số sóng mang con cực đại cho một hệ thống OFDM có băng thông 10 MHz 
 (a) 10; (b) 18; (c) 23; (d)30 
15. Một hệ thống OFDM WLAN (802.11a) sử dụng điều chế 16-QAM với tỷ lệ mã hóa 1/2 cần 
đảm bảo tốc độ truyền dẫn 24Mbps với tổng độ rông băng tần Bt=20MHz và thông số kênh 
RDS bằng 200ns. Tính thời gian bào vệ cần thiết (TGD). 
 (a) 400ns ; (b) 500ns; (c) 800ns 
16. (tiếp). Tính thời gian ký hiệu OFDM (Ts). 
 (a) 1,5 μs; (b) 3μs; (c) 4μs; (d) 4,5μs 
17. (tiếp). Tính tốc độ ký hiệu OFDM (Rs). 
 (a) 200 ksps; (b) 250ksps; (d)300 ksps; (d) 350 ksps 
18. (tiếp). Tính thời gian hiệu dụng ký hiệu (TFFT). 
 (a) 3μs; (b) 3,2μs; (c) 3,5μs; (d) 4μs 
19. (tiếp). Tính băng thông con (khoảng cách giữa hai sóng mang con) 
 (a) 310 kHz; (b) 312,5 kHz; (c) 324,5kHz 
20. (tiếp). Tính số bit thông tin trên một ký hiệu OFDM 
 (a) 76; (b) 86; (c) 96; (d) 106 
21. (tiếp). Tính tính số bit thông tin trên một sóng mang con. 
 (a) 1; (b)2; (c)3; (d)4 
22. (tiếp). Tính số sóng mang con nếu cần thêm bốn sóng mang con cho hoa tiêu 
 (a) 48; (b) 50; (c) 52; (d) 56 
23. (tiếp). Tính tổng băng thông được sử dụng 
Chương 6. Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao và CDMA đa sóng mang 
 135
 (a) 15,25 MHz; (b) 16,25MHz; (d) 17,25 MHz 
24. (tiếp) . Tính khoảng băng bảo vệ. 
 (a) 3,5 MHz; (b) 3,75MHz; (c) 4MHz; (d) 4,25MHz. 
25. Nếu hệ thống WLAN 802.11a trong bài 17 sử dụng điều chế 64 QAM với tỷ lệ mã hóa 3/4 
thì tốc độ truyền tin sẽ bằng bao nhiêu. 
 (a) 44Mbps; (b) 47Mbps; (c) 54Mbps; (d)64Mbps 
 136
HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI 
CHƯƠNG 1 
Bài 6 
P=0,02×1000+3+0,5+0,5= 24W: (d) 
Bài 7 
 Tổng tích theo cặp của hai chuỗi phải băng không: 
(a) và (c) 
Bài 8 
( )
3
max
2
M
K
2 C
3 I
12,5.10 / 25 500 61
8,162 10
3
= = = = : (b) 
Bài 9 
( )
3
max
M
K
2 C
3 I
12,5.10 /(100 : 4) 500 194
2,582 10
3
= = = = : (c) 
CHƯƠNG 2 
Bài 1 
Ta có thể viết lại hàm tương quan như sau: 
xR ( ) 2 3 ( )τ = + Λ τ ; trong đó 1 ; 1( ) 0
⎧ − τ τ ≤⎪⎪Λ τ =⎨⎪⎪⎩ nÕu kh¸c
Công suất trung bình bằng Rx(0)=2+3=5W: (c) 
Bài 2 
Biến đổi Fourier cho tín hiệu x(t) ta được: 
Φx(f)= 2δ(f)+3Sinc2f 
Thành phần thứ nhất biểu thị công suất một chiều. Vậy công suất một chiều là 2W: (a) 
Bài 3 
Hàm tam giác Λ1000(f-106) có giá trị bằng 1 tại f=106Hz và bằng không tại f≤0,999MHz và 
f≥1,001MHz. Vì thế công suất sẽ là 2 lần của diện tích nửa tam giác từ 1MHz đến 1,001MHz. 
P=2×1000.10-4/2=0,1W: (a) 
Bài 4 
 137
Rc(τ) ( ) cT1 11 ( )N N= + Λ τ − 
c
Tc c
1 , 0 T
T
0 ,
τ− ≤ τ ≤
Λ =
⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩ nÕu kh¸c
Rc(0,7ms)= ( )( ) ( )31 1 1 11 115 15 15 151 0,75 10 1000 0,25 0,2−= + − +− × × = − = : (c) 
Bài 5 
 k/j 0 1 2 3 4 5 6 Rcc'(k) 
0 -1 -1 -1 1 -1 1 1 3/7 
1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1/7 
2 -1 1 -1 1 1 -1 -1 3/7 
3 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1/7 
4 -1 1 1 -1 -1 -1 1 -1/7 
5 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -5/7 
cj' 
6 1 -1 -1 -1 1 -1 1 3/7 
 Cj -1 -1 -1 1 1 -1 1 
Trả lời : (a) 
Bài 6 
cT
cc ʹ c c
c 0
1R (1,5T ) c(t)c ʹ(t 1,5T )dt
7T
= +∫ 
= 
cT 6 6
i Tc c j Tc c c
i 0 j 0c 0
1 c p (t iT ) c ʹ p (t 1,5T iT )dt
7T = =
− + −∑ ∑∫ 
Nhưng:
c c
Tc c Tc c c c c
1, iT t (i 0,5)T khi j i 1
p (t iT )p (t 1,5T iT ) 1,(i 1)T t (i 1)T khi j i 2
0, khi j i 1hay i 2
⎧ < < + = +⎪⎪⎪− + − = + < < + = +⎨⎪⎪ ≠ + +⎪⎩ víi mäi t
Vì thế 
c c
c c
(i 0 ,5)T (i 1)T6 6
cc ʹ i i 1 i i 2
i 0 i 0c iT (i 0 ,5)T
1R ( ) c c ʹ dt c c ʹ dt
7T
+ +
+ +
= =+
⎡ ⎤⎢ ⎥τ = +⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
∑ ∑∫ ∫ 
{ }
{ }
c
c
c
1 0,5T ( 1 1) ( 1 1) ( 1 1) (1 1) (1 1) ( 1 1) (1 1)
7T
0,5T ( 1 1) ( 1 1) ( 1 1) (1 1) (1 1) ( 1 1) (1 1)
⎡= − ×− + − ×− + − × + ×− + × + − × + ×−⎣
⎤− ×− + − × + − ×− + × + × + − ×− + ×− ⎦
=1
/7 
Trả lời: (a) 
 138
Bài 7 
E[(k+x(t))(k+x(t+τ)]= k2+E[x(t)x(t+τ)]=k2+Rx(τ): (c) 
Bài 8 
Công suất trung bình của tín hiệu x(t) đựơc xác định như sau: 
P=Rc(τ=0)=aΛt1(τ)=a= (+1)2 Pr(x(1)=+1)+(0)2Pr(x(t)=0)+(-1)2Pr(x(t)=-1)=1/3+1/3=2/3 
Trả lời: (b) 
Bài 9 
 E[(k+x(t)cos(2πfct+θ))(k+x(t+τ)cos(2πfct+θ+2πfcτ)]=k2+E[x(t)cos(2πfct+θ) 
x(t+τ)cos(2πfct+θ+2πfcτ)=k2+E[x(t)x(t+τ)]E[cos(2πfct+θ)cos(2πfct+θ+2πfcτ)] 
=k2+0,5Rx(τ)cos(2πfcτ) 
Trả lời: (d) 
CHƯƠNG 3 
Bài 1 
Gp= 10lg(106/1200)=29,2dB: (a) 
Bài 2 
B= Rc=1/Tc= N/Tb=NRb =2047×10.103Hz=20,47MHz: (d) 
Bài 3 
Rb= Rc/Gp=107/103= 104 bps=10kbps: (c) 
Bài 4 
bT
b b
i Tc
b b0
2E 2E
z c(t)c(t )dt ( )
T T
= −τ = Λ τ∫ 
khi τ=0,5Tc ΛTc(0,5Tc)=0,5. Vậy= bi
b
2E1z
2 T
= : (b) 
Bài 5 
Rb=64kbps; Rc=40Mcps. Vậy Gp=Rc/Rb=40.106/(64.103)=625: (d) 
Bài 6 
Trả lời: (c) 
Bài 7 
Theo phương trình (3.21) ta có: 
 139
[ ]
[ ]
1 2
b
1 c 2 c
b
b
c c
b
1 2
s(t) s (t) s (t)
E
d(t)c (t) sin(2 f t ) d(t)c (t) cos(2 f t )
T
E
X (t) sin(2 f t ) X cos(2 f t )
T
(t)
= +
= − π +θ + π +θ
− π +θ + π +θ=
Do c1(t) và c2(t) có cùng độ dài chip nên: 
2
x1 x1 c c(f) (f) T Sinc (fT )Φ =Φ = 
Từ giaó trình vi ba số ta có 
[ ]bs s1 x1 c c x1 c c
b
2 2b c
c c c c
b
E2(f) 2 (f) ((f f )T ((f f )T
4 T
E T. Sinc ((f f )T Sinc ((f f )T
T 2
Φ = Φ = Φ − +Φ +
⎡ ⎤= − + +⎣ ⎦
 Trả lời: (d) 
Bài 8 
Từ phương trình (3.22) ta được 
γ=7π/4: (d) 
Bài 9 
Thành phần tần thấp trong (3.24) thứ nhất trong trường hợp này sẽ nhận được từ tích sau: 
br
b
2E
T
d(t-τ)sin(2πfct+θ') sin(2πfct+θ")→ br
b
2E
T
d(t-τ)cos(θ'-θ") 
Vì thế tín hiều u(t) sẽ giảm. 
Trả lời: (b) 
Bài 10 
SNR0= 2br
0
2E 2.10 200
N
= = : (c) 
Bài 11 
br r
0
0 j c 0 b j p
E 2PSNR
N / 2 PT / 2 N R P /G
= =+ + 
br r r
0 b
0 0 b br 0
E P PN R (1/100)w=0,01w
N N R (E /N )
= ⇒ = = 
r
0
0 b j p
2P 2SNR 57,14
N R P /G 0,01 50 / 2000
= = =+ + 
Trả lời: (b) 
Bài 12 
 140
br
0
0 j j
r r
0 b j b c 0 b j p
2E
SNR
N P / B
2P 2P
N R PR /R N R P /G
= + = =+ + 
Trả lời: (d) 
Bài 13 
Từ phương trình (3.42 ta có 
Để thành phần gây nhiễu không đi thằng: 
,
0 br1 cs E cos( ʹ)R ( ʹ)=± θ τ 
bằng không ta cần đảm bảo: τ'=15m/c= 15m/(3.108m/s)≥Tc=1/Rc 
Vậy tốc độ chip cực tiểu bằng: 
Rcmin= (3.108m/s)/15m= 20Mcps: (d) 
Bài 14 
 (xem bài 13) 
Trả lời: (b) 
Bài 15 
br1 br1 br1 br1
,
r1 bo 0 r1 c 0 br1 p
0 c
b
E E E E
P TN N (D11/ D12)P / R N 4E /GN 4 T
T
= = =+ ++
Ebr1=!00N0 
Vậy: 
 br1 br1 br1,
o 0 0 0
E E E
N N 0,4N 1,4N
= =+ 
Trả lời: (a) 
CHƯƠNG 4 
Bài 1 
Z là một số ngẫu nhiên. 
b b2T 2T
c c
0 0
E n(t)c(t)sin(2 f t )dt E(n(t))c(t)sin(2 f t )dt 0
⎡ ⎤⎢ ⎥π +θ = π +θ =⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦∫ ∫ 
Trả lời: (a) 
Bài 2 
 141
b b2T 2T
c c
0 0
E n(t)n(s)c(t)c(s)sin(2 f t )sin(2 f s )dtds
⎡ ⎤⎢ ⎥π +θ π +θ⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦∫ ∫ 
=
b b2T 2T
0 c c
0 0
(N / 2). (t s)c(t)c(s)sin(2 f t )sin(2 f s )dtdsδ − π +θ π +θ∫ ∫ 
b2T
2 2
0 c 0 b
0
N / 2 c(t) sin (2 f t )dt N T / 2π +θ =∫ 
Trả lời: (a) 
Bài 4 
Không tồn tại quan hệ tuyến tính giữa Pb, K, N, SNR 
Trả lời: (e) 
Bài 6 
Số người sử dụng trong 1 cell tính theo công thức : 
p
max ʹ
br 0
G
K 1
(E / N ) (1 )
= + υ +β η
λ
0,6
3
(1 + 0, 5)
(1, 25.10 9, 6).0, 8
0, 6.
2, 5 = 80, 6
10
.
.
/
maxK 1= + . Vậy số người sư dụng trên đoạn ô là Kmax/3=26,4 
Trả lời: (b) 
Bài 7 
Do hệ thống là trải phổ DS/SS – BPSK nên ta có xác suất lỗi bit của hệ thống xác định như 
sau: 
Hệ thống DS/SS-BPSK có xác xuất lỗi là : 
p
max ʹ
br 0
G
K 1
(E / N ) (1 )
= + υ +β η
λ
b
max ʹ
0
EK (1 )
N 40.4,8.(1 0,6).0,5G 192
0,8.1
+β υ +⇒ = = =λ (lần) 
 c c
R
G R 9,6.G 9,6.192 1, 8(Mcps)
9, 6
= ⇒ = = ≈ : (c) 
Bài 8 
b
e
0
2EP Q
N
⎛ ⎞⎟⎜ ⎟= ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠ ; 
b
0
2Ex 2.4,8 3
N
= = = ; 
9 / 2 3
eP e /(2,5 3) 1,5.10
− −= × = : (b) 
 142
CHƯƠNG 5 
Bài 15 
8
c 6
3
6
c d
3.10c / f 0,162m
1850.10
80.10f f f 1850.10 1850,000137MHz
3600 0,162
λ = = =
= + = + =×
Trả lời: (c) 
Bài 16 
 f=fc-fd= 1850.106-137.10-6= 1849,999863MHz: (c) 
Bài 17 
 (d) 
Bài 18 
Δτ=100:64=1,5625μs: (c) 
Bài 19 
(1)(5) (0,1)(1) (0,1(2) (0,001)(0) 4,38 s
[0,01+0,1+0,1+1]
+ + +τ= = μ : (c) 
Bài 20 
2 2 2
2 2(1)(5) (0,1)(1) (0,1)(2) (0,01)(0) 21,07 s
1,21
+ + +τ = = μ : (d) 
Bài 21 
221,07 (4,38) 1,37 sτσ = − = μ : (c) 
Bài 22 
c
1 1B 146kHz
5 5(1,37 s)ς
≈ = =σ μ : (b) 
CHƯƠNG 6 
Bài 10 
 Chuyển bảng lý lịch trễ công suất vào số lần 
τ
A
 (ns) 0 110 190 410 
2aA 1 0,107 0,012 0,0052 
 143
 1(0) 0,107(110) 0,012(190) 0,0052(410)
1 0,107 0,012 0,0052
+ + +τ= + + + 
 = 11,77 2,28 2,132
1,1242
+ + =14,4ns: (b) 
Bài 11 
2 2 2 2
2 1(0) 0,107(110) 0,012(190) 0,0052(410)
1 0,107 0,012 0,0052
+ + +τ = + + + 
 1294,7 433,2 874,12
1,1242
+ += = 2314,55ns2: (c) 
Bài 12 
 2 2 2314,55 207,36 46nsτσ = τ −τ = − = : (d) 
Bài 13 
Tính băng thông sóng mang con cực tiểu: 
 1/(50στ)=109/(50×46)=434,78 kHz: (c) 
Bài 14 
10.106/(434,78.103)=23 (c) 
Bài 1 5 
 TGD=4×200ns=800ns: (c) 
Bài 1 6 
Tính thời gian của một ký hiệu OFDM: Ts=5×TGD= 5×800ns=4μs: (c) 
Bài 17 
Tính tốc độ ký hiệu OFDM: Rs=1/Ts=106/4=250ksps: (b) 
Bài 18 
Tính thời gian hiệu dụng ký hiệu: TFFT= Ts-TGD=3,2μs: (b) 
Bài 19 
Tính độ băng thông con: Δf=1/TFFT= 106/3,2= 312,5 kHz: (b) 
Bài 20 
Tính số bit thông tin trên một ký hiệu: 24Mbps × 4μs=96: (c) 
Bài 21 
Tính số bit thông tin trên một sóng mang con: 4/2=2: (b) 
Bài 22 
96/2+4=52: (c) 
Bài 23 
 144
Tính tổng băng thông được sử dụng: 52×312,5KHz=16,25MHz: (b) 
Bài 24 
Tính khoảng băng bảo vệ: 20Mhz-16,25Mhz=3,75MHz: (b) 
Bài 25 
Tốc độ truyền tin sẽ là: 48×6×3/4×250.103=54Mbps: (c) 
 144
THUẬT NGỮ 
AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng 
BER Bit Error Rate Tỷ số bit lỗi 
BPSK Binary Phase Shift Keying Modulation Điều chế khóa dịch pha hai trạng 
thái 
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã 
DPS Delay Power Spectrum Phổ công suất trễ 
FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh 
FSR FFT time to Symbol period Ratio in an 
OFDM symbol 
Tỷ số giữa thời gian FFT và chu kỳ 
ký hiệu OFDM 
ICI Inter Carrier Interference Nhiễu giữa các sóng mang 
IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh đảo 
ISI Inter Symbol Interference Nhiễu giữa các ký hiệu 
LOS Line of Sight Đường truyền thẳng 
MA Multiple Access Đa truy nhập 
OFDM Orthogonal Frequency Division 
Multiplexing 
Ghép kênh phân chia theo tần số trực 
giao 
PDF Probability Density Function Hàm mật độ xác suất 
PDP Power Delay Profile Lý lịch trễ công suất 
QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên cầu phương 
QPSK Quadrature Phase Shift Keying 
Modulation 
Điều chế khóa dịch pha cầu phương 
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ 
RDS Root mean square Delay Spread Trải trễ trung bình quân phương 
rms Root mean square Trung bình quân phương 
SE Spectrum Efficiency Hiệu suất phổ tần 
SINR Signal to Interference plus Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu cộng tạp 
âm 
SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiêu trên tạp âm 
 145
KÝ HIỆU 
B Băng thông tổng 
BC Băng thông nhất quán 
B Độ rộng băng tần của số liệu hay thông tin 
fd Trải Doppler 
C Dung lượng 
ES Năng lượng ký hiệu thu 
ƒc Tần số trung tâm 
K Thừa số K kênh Rice 
M Mức điều chế 
N Số sóng mang con trong hệ thống OFDM 
L Số tia đa đường 
NB Số băng con trong hệ thống OFDM 
N0 Mật độ phổ công suất AWGN (W/Hz) 
P Công suất 
Pe Xác suất lỗi 
Pr Công suất thu 
PFR Δf×RDS 
PT Công suất phát 
r(t) Công suất thu trong miền thời gian 
Rb Tốc độ bit 
rc Tỷ lệ mã 
Rtb Tốc độ bit tổng của hệ thống 
RS Tốc độ ký hiệu 
SE Hiệu suất phổ 
Tb Thời gian bit 
TC Thời gian nhất quán 
TFFT Thời gian truyền dẫn hiệu dụng trong một ký hiệu OFDM, thời gian 
FFT 
TGD Khỏang bảo vệ trong một ký hiệu OFDM 
T Chu kỳ ký hiệu 
Twin Thời gian cửa sổ trong một ký hiệu OFDM 
στ Trải trễ trung bình quân phương 
∆f Băng thông sóng mang con của hệ thống OFDM 
 146
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Lý thuyết trải phổ và ứng dụng, Giáo trình, Học 
viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, Nhà xuất bản Bưu điện, 2000 
2. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến, Giáo 
trình, Học Viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, 2004 
3. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Cơ sở truyền dẫn vi ba số, Giáo trình, Học viện 
Công nghệ Bưu chính Viễn thông, Nhà xuất bản Bưu điện, 2001 
 iii
MỤC LỤC 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA 1 
 TRUY NHẬP VÀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ 
1.1. Giới thiệu chung 1 
1.2.Mở đầu 1 
1.3. Đa truy nhập phân chia theo tần số, FDMA 5 
1.4. Đa truy nhập phân chia theo thời gian, TDMA 9 
1.5. Đa truy nhập phân chia theo mã. CDMA 13 
1.6. Đa truy nhập phân chia theo không gian, SDMA 25 
1.7.So sánh dung lượng hệ thống FDMA, TDMA, CDMA 27 
1.8. Tổng kết 28 
1.9. Câu hỏi và bài tập 29 
CHƯƠNG 2. TẠO MÃ TRẢI PHỔ 30 
2.1. Giới thiệu chung 30 
2.2. Các chuỗi PN 30 
2.3. Tự tương quan và tương quan chéo 33 
2.4. Một số thuộc tính quan trọng của chuỗi m 34 
2.5. Mã Gold 37 
2.6. Các mã trực giao 37 
2.7. Áp dụng mã trong các hệ thống CDMA 38 
2.8. Tổng kết 39 
2.9. Câu hỏi và bài tập 39 
CHƯƠNG 3. CÁC HỆ THỐNG TRẢI PHỔ CHUỖI 41 
 TRỰC TIẾP 
3.1. Giới thiệu chung 41 
3.2. Mã giả tạp âm sử dụng trong DSSS 41 
3.3. Các hệ thống DSSS-BPSK 43 
3.4. Các hệ thống DSSS-QPSK 50 
3.5. Hiệu năng của các hệ thống DSSS 54 
3.6. Tổng kết 59 
3.7. Câu hỏi và bài tập 59 
CHƯƠNG 4. MÔ HÌNH KÊNH ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA 62 
 THEO MÃ VÀ HIỆU NĂNG CỦA NÓ 
4.1. Giới thiệu chung 62 
4.2. Mô hình kênh đa truy nhập phân chia theo mã, DSCDMA 62 
4.3. Xác suất lỗi bit 72 
4.4. CDMA với các phương pháp điều chế khác 76 
4.5. Tổng kết 80 
4.6. Câu hỏi và bài tập 80 
 iv
CHƯƠNG 5. ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG MÔI 82 
 TRƯỜNG PHA ĐINH DI ĐỘNG VÀ PHÂN TẬP 
5.1. Giới thiệu chung 82 
5.2. Mở đầu 82 
5.3. Miền không gian 84 
5.4. Miền tần số 85 
5.5. Miền thời gian 86 
5.6. Quan hệ giữa các thông số trong các miền khác nhau 88 
5.7. Các lọai phađinh phạm vi hẹp 89 
5.8. Các phân bố Rayleigh và Rice 90 
5.9. Các mô hình kênh trong miền thời gian và tần số 91 
5.10. Các dạng phân tập 97 
5.11. Máy thu RAKE 98 
5.12. MIMO và phân tập 101 
5.13. Tổng kết 106 
5.14. Câu hỏi và bài tập 108 
CHƯƠNG 6. ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ 110 
 TRỰC GIAO VÀ CDMA ĐA SÓNG MANG 
6.1. Giới thiệu chung 110 
6.2. Mở đầu 110 
6.3. Nguyên lý OFDM 112 
6.4. Sơ đồ hệ thống truyền dẫn OFDM 114 
6.5. Các tín hiệu của hệ thống OFDM 119 
6.6. Nhiễu giữa các ký hiệu (ISI) và giữa các sóng mang (ICI) 121 
6.7. Dung lượng hệ thống OFDM 123 
6.8. Ảnh hưởng của các thông số quyết định dung lượng lên 125 
 QoS trong hệ thống OFDM 
6.9. Hệ thống OFDMA nhảy tần 128 
6.10. CDMA đa sóng mang, MC-CDMA 132 
6.11. Tổng kết 133 
6.12. Câu hỏi và bài tập 134 
HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI 136 
THUẬT NGỮ VÀ KÝ HIỆU 144 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 146 
LÝ THUYẾT TRẢI PHỔ VÀ ĐA 
TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 
Mã số: 411TPĐ460 
Chịu trách nhiệm bản thảo 
TRUNG TÂM ÐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 1 
(Tài liệu này được ban hành theo Quyết định số: 817/QĐ-TTĐT1 ngày 
25/10/2006 của Giám đốc Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông)