Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Все мобильные устройства производят мониторинг мощности сигнала, по которому они определяют моменты перехода в ведение новой БС. Выделенный управляющий канал используется для поиска мобильного телефона, обновления информации о нем, регистрации и установки соединения. В частности, каждая БС содержит базу данных телефонов, находящихся в текущий момент под ее юрисдикцией. Информация, необходимая для обновления этой базы, передается по выделенному управляющему каналу.
Наконец, есть еще общий управляющий канал, разделяемый на три логических подканала. Первый из них — пейджинговый канал, с помощью которого базовая станция сообщает о входяпгих звонках. Каждый мобильный телефон постоянно прослушивает его в ожидании звонка, на который он должен ответить. Второй — канал случайного доступа, позволяющий пользователям запросить интервал в выделенном управляющем канале. Если два запроса стюггсиваются (коллизия), они искажаются, и им приходится впоследствии осуществлять повторные попытки. Используя выделенный управляющий канал, мобильный телефон может инициировать исходящий звонок.
Присвоенный интервал обьявляется при помощи третьего подканала — канала предоставления доступа. СОМА — множественный доступ с кодовым разделением каналов Э-АМР8 и ОБМ вЂ” это довольно традиционные системы. Они используют частотное н временное уплотнение для разделения спектра на каналы и разделения каналов на интервалы. Однако есть еще одна система из этой серии под названием СЭМА (Сос1е Э(у)з(огг Ми1йр1е Ассезз — множественный доступ с кодовым разделением каналов), которая работает совершенно по-другому. Когда СЭМА была впервые предложена, реакция представителей соответствующей промышленности напоминала реакцию королевы Изабеллы, когда к ней пришел Колумб и сказал, что он достиг Индии, поплыв в направлении, противоположном нужному. Так или иначе, благодаря упорству единственной компании, Опа!соппп, СЭМА теперь признается не только полноценной системой мобильной связи, но и лучшей из существующих систем третьего поколения.
Она также используется в США при работе с оборудованием второго поколения, конкурируя с Э-АМРОМ. Например, персональная служба связи 8рппг использует СЭМА, а АТг Т Ю!ге1езз— Э-АМР8. СЭМА описывается международным стандартом 18-95, и иногда на эту Мобильная телефонная система 199 систему ссылаются именно таким образом. Также используется название торговой марки — сйпаОпе. Да, СРМА полностью отличается от АМРОМ, Р-АМРОМ и СВМ. Вместо разделения доступного частотного диапазона на сотни узких каналов в СОМА каждая станция люжет при передаче все время пользоваться полным спектром частот.
Одновременный множественный доступ обеспечивается за счет применения теории кодирования. СРМА также отдыхает от мысли о том, что одновременно пришедшие кадры должны портиться. Вместо этого предполагается, что сигналы добавляются линейно. Прежде чем разбирать алгоритм работы, рассмотрим следующую аналогию, Представьте себе зал ожидания в аэропорту.
Множество пар оживленно беседуют. Временное уплотнение можно сравнить с ситуацией, когда все люли находятся в центре зала и говорят по очереди. Частотное уплотнение мы сравним с ситуацией, при которой люди находятся в разных углах и ведут свои разговоры, которые не слышны лругим. Это происходит одновременно, но независимо. Для СРМА лучше всего подходит сравнение с ситуацией, когда все в центре зала, однако каждая пара говорящих использует свой язык общения. Франкоговорящие промывают косточки всем остальным, воспринимая чужие разговоры как шум.
Таким образом, ключевой идеей СРМА является выделение полезного сигнала при игнорировании всего остального. Далее следует слегка упрощенное описание технологии СРМА. В СРМА каждый битовый интервал разбивается на и коротких периодов, называемых элементарными сигналами, или чипами (сЬ|р).
Обычно в битовом интервале помешаются 64 или 128 элементарных сигналов. В нашем примере мы будем допускать, что битовый интервал содержит только 8 элементарных сигналов на бит, и зто надо воспринимать лишь как упрощение. Каждой станции соответствует уникальный т-битный код, называющийся эле.ментарной последовательностью. Чтобы передать 1 бит, станция посылает свою элементарную последовательность.
Чтобы передать бнт со значением 0, нужно отправить вместо элементарной последовательности ее дополнение (все единицы последовательности меняются на нули, а все нули — на единицы). Никакие другие комбинации передавать не разрешается. Таким образом, если ш = 8 и станции присвоена 8-битная элементарная последовательность 00011011, то бит со значением «1» передастся кодом 00011011 (что соответствует элементарной последовательности), а бит со значением «О» передается кодом 11100100 (дополнение элементарной последовательности).
Оправдать возросшее в т раз количество информации, которое необходимо передавать (чтобы скорость составила Ь бит/с, нужно отправлять тЬ элементарных сигналов в секунду), можно только за счет увеличения в и раз пропускной с~особности. Таким образом, СРМА является одной из форм связи с расширенным спектром (предполагается, что никаких изменений в методах модуляции и кодирования не производилось).
Если имеется полоса шириной 1 МГц, на котоРой Работают 100 станций, то при частотном уплотнении каждая из них получилй бы свои 10 кГц и работала бы со скоростью 10 Кбит/с (предположим, испольжУетсн 1 бит/Гц). При СРМА все станции используют всю ширину диапазона 2()0 Глава 2. Физический уровень (1 М?ц), так что скорость передачи элементарных сигналов составляет 1 Мчип,/с.
??ри кодировании одного бита элементарными последовательностями, число которых менее 100, эффективная пропускная способность С?)МА выше, чем г?)М, причем проблема размещения каналов решена. Из педагогических соображений удобнее использовать биполярную запись и двоичный 0 обозначать -1, а двоичную 1 обозначать +1. В скобках будем показывать элементарные последовательности, Так, единичный бит для станции А будет выглядеть как (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1). На рис. 2.39, а мы покажем элементарные последовательности четырех станций. На рис. 239, б изображены они же, но в биполярной нотации.
А: (-1-1 — 1 +1 +1 -1 +1 +1) В; (-1-1 +1-1 +1 +1 +1-1) С: (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1) С: (-1+1-1-1 -1-1+1-1) 6 А;00011011 В;00101110 С;01011100 Гв01000010 Шесть примеров: Вз = (-1 +1-1 +1 +1 -1 -1-1) Вз=( — 2 0 0 0+2+2 0 — 2) Яз= ( 0 О -2+2 0 2 0+2) Зч = (-1+1 — 3+3 +1 -1 -1+1) Яз=(-4 0-2 О+2 О+2-2) Зв-"(-2 — 2 0 — 2 0-2+4 0) — — 1— — 11— 10 —— 101— 1111 1101 С В+С А+В А+В+С АчВ+С+С А+В+С+С 3/ С=(1+1+1+1+1+1+1+1)/8=1 Яз С =(2+0+0+0+2+2+0+2)/8 = 1 Зз С=(0+0+2+2+0-2+0-2)/8=0 84 С = (1 +1 +3 +3 +1 -1 +1 -1) /8 = 1 Вз С=(4+0+2+0+2+0-2+2)/8 = 1 Вв С = (2-2+0-2+0-2 -4+0)/8 ="1 г Рис. 2 ЗВ. Двоичные элементарные последовательности для четырех станций (а); биполярные элементарные двоичные последовательности (б); шесть примеров передачи (в); восстановление сигнала станции С (г) 5 Т - =— , '5,.тг =0 Жь, (2А) Каждая станция имеет собственную уникальную элементарную последовательность.
Обозначим символом 5 вектор длины т для станции 5, а символом дополнение 5. Все элементарные последовательности попарно ортогональиьь Мы имеем в виду, что нормированное скалярное произведение двух различив'х ~~ементарных последовательностей 5 и Т(пишется 5 ° Т) равно О. Известно, как генерировать такие последовательности с помощью метода, известного как "одгв ~олша. Используя математическую запись, можно выразить сказанное ранее таким образом: Мобильная телефонная система 201 Попросту говоря, сколько одинаковых пар, столько и разных.
Это свойство ортогональности мы строго докажем чуть позже. Обратите внимание; если 5 еТ = О, то и 5 е Т также равно О. Нормированное скалярное произведение любой элементарной последовательности на саму себя равно 1: 5 5 = 1 Х 5,5, = 1 Х 5,' = 1 Х(~1)' = 1. т,, ' ~п,, и,, Это действительно так, поскольку каждое нз т слагаемых суммы равно 1, поэтому вся сумма равна и. Обратите также внимание на то, что 5 ° 5' = — 1 В течение каждо~о битового интервала станция может либо передавать 1, посылая свою элементарную последовательность, либо передавать О, посылая дополнение к последовательности, либо может молчать и ничего не передавать.
Предположим, что все станции синхронизировались во времени, то есть все последовательности начали передаваться в один и тот же момент. Когда две илп более станции пытаются осуществить одновременную передачу, их биполярные сигналы линейно складываются. Например, если при передаче одного элементарного сигнала три станции послали +1, а одна послала -1, то в результате получится +2. Можно рассматривать это как сложение напряжений: три станции имеют на выходе +1 В, а одна имеет на выходе — 1 В. В результате сложения получаем +2 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
