Đồ Án Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA

MỞ ĐẦU​
Cùng với sự phát triển của Khoa Học và Công Nghệ phục vụ cho cuộc sống của con người công nghệ viễn thông trong những năm qua đã có những bước phát triển mạnh mẽ cung cấp ngày càng nhiều tiện ích .
Thế kỷ 21 chứng kiến sự bùng nổ thông tin ,trong đó thông tin di động đóng một vai trò rất quan trọng.Nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng cả về số lượng ,chất lượng và các loại hình dịch vụ kèm theo điều này đòi hỏi phải tìm ra phương thức trao đổi thông tin mới .Và công nghệ CDMA là mục tiêu hướng tới của lĩnh vực thông tin di động trên toàn thế giới .


Công nghệ CDMA bao gồm nhiều ưu điểm nhưng vấn đề đặt ra là trao đổi thông tin bằng cách nào cho hiệu quả nhất .Làm sao cho thông tin không bị mất mát trên đường truyền để đảm bảo chức năng trao đổi thông tin và mã hoá là một phần quan trọng của công nghệ CDMA.Chính vì thế mã TURBO được sử dụng trong CDMA do những tính năng và cấu trúc ưu việt hơn những mã khác.Nhằm khai thác tối đa những ưu điểm của công nghệ này ta cần tìm hiểu kỹ vấn đề mã Turbo và đây là lí do em chọn đề tài:”Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA”.


Nội dung đồ án gồm 5 chương :


· Chương 1:Tổng quan về công nghệ CDMA:Giới thiệu những đặc tính của CDMA.
· Chương 2: Khái niệm về mã Turbo: Nói về sự kết nối các bộ mã tích chập hệ thống đệ quy để tạo nên mã Turbo.
· Chương3: Mã turbo kết nối song song hay còn gọi là mã Turbo (Turbo Code):Tìm hiểu về bộ mã hoá và bộ giải mã ,biện pháp cải tiến chất lượng, các bộ chèn và kỹ thuật xoá.
· Chương 4: Ứng dụng của mã Turbo:Ứng dụng trong truyền thông không dây và truyền thông đa phương tiện.
· Chương 5: Chương trình mô phỏng và kết quả: Chọn thuật toán giải mã Log-Map và SOVA,chọn kích thước khung,sử dụng kỹ thuật xoá hay không,chọn giá trị Eb/Eo và chọn giới hạn lỗi để kết thúc chương trình.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp ,mặc dù đã cố gắng nhiều nhưng vẫn không tránh những sai sót,em mong được sự phê bình ,chỉ bảo và giúp đỡ của thầy cô và bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Duy Nhật Viễn và các thầy cô giáo trong khoa Điện Tử-Viễn Thông đã giúp em hoàn thành đồ án này.





MỤC LỤC​ CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CDMA 1
1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1
1.2 TỔNG QUAN 1
1.3 THỦ TỤC THU/PHÁT TÍN HIỆU 2
1.4 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CDMA 2
1.4.1 Tính đa dạng của phân tập. 2
1.4.2 Điều khiển công suất CDMA 3
1.4.3 Công suất phát thấp. 5
1.4.4 Bộ mã-giải mã thoại và tốc độ số liệu biến đổi 5
1.4.5 Bảo mật cuộc gọi 6
1.4.6 Chuyển giao mềm(Soft Handoff). 7
1.4.7 Dung lượng. 7
1.4.8 Tách tín hiệu thoại 8
1.4.9 Tái sử dụng tần số và vùng phủ sóng. 8
1.4.10 Giá trị Eb/E0 thấp và chống lỗi 8
1.4.11 Dung lượng mềm 9
1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 9
CHƯƠNG 2 : KHÁI NIỆM MÃ TURBO 10
2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 10
2.2 SỰ KẾT NỐI MÃ VÀ RA ĐỜI CỦA MÃ TURBO(TURBO CODE). 10
2.3 BỘ MÃ HOÁ TÍCH CHẬP HỆ THỐNG ĐỆ QUY (RSC). 11
2.3.1 Mã chập tuyến tính. 12
2.3.2 Mã tích chập hệ thống đệ quy. 13
2.3.3 Các bộ mã hoá tích chập đệ quy và không đệ quy. 14
2.3.4 Kết thúc Trellis. 15
2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 16
CHƯƠNG 3 : MÃ TURBO KẾT NỐI SONG SONG 17
3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 17
3.2 BỘ MÃ HOÁ 17
3.3 KỸ THUẬT XOÁ (PUNCTURE). 19
3.4 BỘ CHÈN (INTERLEAVER). 20
3.4.1 Bộ chèn ma trận. 21
3.4.2 Bộ chèn giả ngẫu nhiên. 21
3.4.3 Bộ chèn dịch vòng. 22
3.4.4 Bộ chèn chẵn-lẻ(Odd-Even). 22
3.4.5 Bộ chèn Smile. 23
3.4.6 Bộ chèn khung. 24
3.4.7 Bộ chèn tối ưu. 25
3.4.8 Bộ chèn đồng dạng. 25
3.4.9 Bộ chèn S. 25
3.5 BỘ GIẢI MÃ 26
3.5.1 Khái niệm về các thuật toán giải mã. 26
3.5.2 Tổng quan về các thuật toán giải mã. 27
3.5.3 Thuật toán Log-MAP. 29
3.5.4 Thuật toán SOVA 30
3.5.4.1 Độ tin cậy của bộ giải mã SOVA tổng quát 30
3.5.4.2 Bộ giải mã thành phần SOVA 33
3.5.4.3 Sơ đồ khối của bộ giải mã SOVA 34
3.6 CẢI TIẾN CHẤT LƯỢNG PCCC QUA THIẾT KẾ BỘ CHÈN 37
3.6.1 Thiết kế bộ chèn mới 39
3.6.2 Các phương pháp tối ưu hoá cấu trúc bộ chèn. 42
3.7 SỰ KHÁC NHAU GIỮA MÃ CHẬP VÀ MÃ PCCC 42
3.8 SO SÁNH CHẤT LƯỢNG CÁC HỆ THỐNG MÃ HOÁ 42
3.9 KẾT LUẬN CHƯƠNG 43
CHƯƠNG 4 :ỨNG DỤNG CỦA MÃ TURBO 44
4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 44
4.2 CÁC ỨNG DỤNG TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN(MMC). 44
4.2.1 Hạn chế khi ứng dụng TC vào MCC 44
4.2.1.1 Băng thông giới hạn. 44
4.2.1.2 Khối lượng dữ liệu lớn. 44
4.2.1.3 Tính thời gian thực. 44
4.2.1.4 Các đặc tính của kênh truyền. 44
4.2.2 Các đề xuất khi ứng dụng TC vào MCC 45
4.2.2.1 Kích thước khung lớn. 45
4.2.2.2 Cải tiến quá trình giải mã. 45
4.3 CÁC ỨNG DỤNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY 46
4.3.1 Các hạn chế khi ứng dụng TC trong truyền thông không dây. 46
4.3.1.1 Kênh truyền. 46
4.3.1.2 Hạn chế về thời gian. 47
4.3.1.3 Kích thước khung nhỏ. 47
4.3.1.4 Băng thông giới hạn. 47
4.3.2 Cải tiếnviệc thực hiện giải mã PCCC bằng cách tăng hệ số Scalling và khoảng cách tự do theo chuẩn CDMA2000. 47
4.3.2.1 Bộ mã hoá PCCC theo chuẩn CDMA2000. 47
4.3.2.2 Phân bố trọng số 2,3 ở mã PCCC trong CDMA2000. 50
4.3.2.3 Hệ số Scalling. 52
4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 53
CHƯƠNG 5 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 54
5.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 54
5.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 54
5.2.1 Cấu trúc chương trình. 54
5.2.2 Chương trình chính. 54
5.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 56
5.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 62