Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 183
Текст из файла (страница 183)
12.39, способность к адаптации системы, возможности которой ограничены интерференцией, значительно выше, чем в случае ограничений, связанных с пространственным фактором. К примеру, в праздничные дни, когда нагрузка телефонных сетей значительно возрастает, операционный центр системы СОМА может принять решение о повышении допустимого порога интерференции, чтобы увеличить количество активных пользователей. В случае системы, ограниченной пространством, такое просто невозможно. Повторимся, пространственно-ограниченные системы (например, РОМА и ТОМА) имеют жесткий порог производительности при применении одной ячейки.
Если же используется множество ячеек, то путем изменения коэффициента повторного использования частот, а также отношения мошности сигнала к интерференции (5П) можно добиться того, что указанные системы становятся ограниченными только интерференцией. Глава 12. Методы расширенного спектра Долуотимаа интарфарвнцил томя О 1 2 3 4 5 6 7 5 9 10 11 !2 13 14 15 16 17 16 19 20 Число каналов Рис. 123Д Системы ТОМА огранинены временной областью; возмомсности СОМА ограничены интер4еренцией 12.8.4. Цифровые сотовые системы связи СОМА стандарта 15-95 1гиепгп бгапг)агг1 95 (18-95) определяет требования к радиотелефонным системам связи с применением сигналов расширенного спектра (метод прямой последовательности (ОВ/88)) для обеспечения множественного доступа.
Зтот стандарт был разработан корпорацией Оца!соппп для работы в спектре частот, используемом аналоговыми системами связи (АМРОМ) в США. Одновременная работа систем связи разных стандартов стала возможной благодаря технологии дуплексной передачи сигнала с использованием частотного разделения (Ггщпепсу 11)в)в(оп с(ар1ех(п8 — Р1)О). Системы АМРОМ используют полосу шириной 25 МГц для передачи сигнала от базовой станции к мобильному устройству (прямой канал) в диапазоне 8б9-894 МГц и полосу такой же ширины для обратной передачи сигнала (обратный канал) в диапазоне 824-849 МГц. При работе 18-95 в каждый отдельный момент времени используется система СОМА с шириной полосы 1,25 МГц, а мобильные устройства соответствуют одновременно двум стандартам (АМРВ и СРМА).
Возможности систем, соответствуюших стандарту 18-95, ограничены интерференцией. Для снижения отношения (Е1/Ма)н,в применяются различные методы обработки сигнала. Основные характеристики (форма сигнала, кодирование, методы подавления интерференции) рассматриваемых систем приводятся ниже. ° Каждый канал расширяется на полосу шириной 1,25 МГц, после чего фильтру- ется лля ограничения спекгра. ° Скорость передачи элементарных сигналов л,ь для псевдослучайного кода равна 1,2288 миллионов элементарных сигналов в секунду.
Номинальная скорость передачи данных, называемая режимом ВБ1 (Ва1е Вег 1), равна 9,б Кбит/с и соответствует коэффициенту расширения Ог=йи/йт 128. В стандарте 18-95 возможно использование улучшенного скоростного режима 5 82 (14,4 Кбит/с). ° Модуляция данных осушествляется с помошью двоичной фазовой манипуляции (ВРоК) с применением расширения сигнала методом ОРВК.
При этом кажлый 797 12.8. Сотовые системы связи квадратурный компонент несущей является сигналом ВРБК, модулированным данными. ° Используется сверточное кодирование с декодированием по алгоритму Витерби. ° Для разнесения по времени используется устройство временного уплотнения импульсных сигналов с интервалом 20 мс.
° Сигналы с мнопиучевым распространением обрабатываются КАКЕ-приемником. Для пространственного разделения используются две антенны в юждом секторе ячейки. ° Для разделения по каналам применяется ортогональное кодовое уплотнение. ° Регулирование мощности позволяет минимизировать энергию передаваемою сигнала и, следовательно, уменьшить интерференцию. Передача сигнала от базовой станции к мобильному устройству может осуществляться с использованием четырех типов прямых каналов: контрольный, синхронизационный, поисковый и канал передачи данных. При обратной связи различают каналы доступа и передачи данных. Существует несколько модификаций стандарта 18-95; 18-95А, ЯБТ()- 008, 18-95В, 18-2000. 18-95В включает в себя использование сотовой полосы частот стандарта 18-95, а также полосы службы персональной связи (регзопа( сопилки)сайоп зеп4се — РС8).
Этот стандарт позволяет передавать голосовые сигналы, а также данные со скоростью 115,2 Кбит/с при одновременном использовании до восьми каналов В52. Стандарт 18-2000 описывает системы радиосвязи С))МА третьего поколения, также называемые системами с использованием множественных несущих. По сравнению с другими модификациями, 18-2000 имеет множество дополнительных возможностей. В данной главе рассматривается 18-95, структура которого сохраняется во всех последующих модификациях, поскольку все они построены на основе данного стандарта. 12.8.4.1. Прямой канал связи Базовая станция использует 64 канала для передачи уплотненного сигнала. Для передачи данных пользователя применяется 61 канал. Один из каналов является контрольным, один — синхронизационным и, по крайней мере, один используется как поисковый. Стандарт 18-95 позволяет одновременную передачу голоса, данных и специальных сигналов.
Скорость передачи голоса может быть равна 9600, 4800, 2400 или 1200 бит/с. Данные уровни скорости предусмотрены режимом К81. В режиме К82 поддерживается скорость до 14,4 Кбит/с. На рис. 12.40 представлена упрощенная блок-схема передатчика базовой станции, который использует стандартный канал данных со скоростью передачи 9,6 Кбит/с. С помощью кодирования методом линейного предсказания (11пеаг ргегйсбяе соб)п8— ).РС, см. раздел 13.4.2) производится черновая оцифровка голосового сигнала со скоростью 8 Кбит/с.
После добавления битов обнаружения ошибок скорость передачи возрастает до 9,6 Кбит/с. Полученная последовательность данных разбивается на кадры длительностью 20 мс. Следовательно, при скорости передачи данных 9,6 Кбит/с один кадр содержит 192 бит. Следующий шаг, представленный на рис. 12.40, — сверточное кодирование (степень кодирования 1/2, К=9), в ходе которого все биты данных в равной мере защищаются кодом. В результате скорость в канале возрастает до 19,2 Кбит/с и остается неизменной после обработки данных устройством временного уплотнения импульсных сигналов с рабочим интервалом, равным длительности кадра (20 мс). Следующие три шага включают 798 Глава 12.
Методы расшиРенного спектра сложение по модулю 2 двоичных значений псевдослучайных кодов и ортогональных последовательностей (применяется для обеспечения конфиденциальности); распределение по каналам; и определение базовой станции. Каждое изменение кода можно образно представить как барьер, ограничивающий по тем или иным причинам доступ к определенному сообщению. В целях конфиденциальности используются псевдослучайные коды максимальной длины с 42-разрядным регистром сдвига.
В системе со скоростью передачи 1,2288 миллионов элементарных сигналов в секунду такой код повторяется с периодом приблизительно в 41 день. Системы, соответствующие стандарту 18-95, используют идентичное оборудование для кодирования для всех базовых станций и мобильных устройств. В целях конфиденциальности каждое мобильное устройство получает уникальную модификацию кода со сдвигом по фазе или во времени.
Пользователям, которые связываются между собой, не нужно знать кодовые модификации друг друга, поскольку базовая станция производит демодуляцию и повторную модуляцию всех обрабатываемых сигналов. Значение скорости передачи данных в канале (19,2 Кбит/с) перед кодированием не является окончательным. Код применяется для прореживания сигнала, поэтому используется только каждый 64-й бит последовательности (что не влияет на уникальность кода).
Следующий применяемый код называют защитой Уолаа (~Ча!з)з сечет). Данный код используется для распределения по каналам с последующим расширением спектра. Код является ортогональным и генерируется с помощью матрицы Адамара (Надатагд тагг(х) (правила получения кода приводятся в разделе 6.1.3.1). Используя указанный метод, можно создать код Уолша, размерность которого равна 2" х 2' (г — положительное целое число). Набор кодов Уолша характеризуется матрицей 64 х 64, где каждая строка соответствует отдельному коду.
Как показано на рис. 12,40, один из 64 кодов суммируется по модулю 2 с защищаемой двоичной последовательностью. Поскольку элементы набора кодов Уолша взаимно ортогональны, их применение позволяет разделить прямой канал связи на 64 ортогональных сигнала. Канал 0 используется для проверки когерентности получения данных мобильным устройством. Канал 32 применяется для синхронизации, а также, по крайней мере, один канал резервируется в качестве поискового.
Следовательно, для передачи данных доступен 61 канал. Зашита Уолша применяется в системах со скоростью передачи 1,2288 миллионов элементарных сигналов в секунду, Таким образом, в процессе связи "базовая станция-мобильное устройство" каждый бит в канале (скорость передачи 19,2 Кбит/с) преобразуется в 64 элементарных сигнала Уолша. Конечная скорость передачи составляет 1,2288 миллионов элементарных сигналов в секунду. На рис. 12.41 представлена последовательность из 64 сигналов Уолша, а на рис. 12.42 приведен простой пример распределения по каналам с использованием ортогональных кодов (к примеру, кодов Уолша). Выходной сигнал будет отличным от нуля только в том случае, если приемник использует правильный код для доступа к каналу пользователя.
Применение правильного кода дает на выходе некоторое ненулевое значение А, которое позволяет "открыть дверь'" канала. 12.8. Сотовые системы связи 7ЯЯ 1,2288 миллионов элементарных сигналов а секунду в(т) (Идентификатор канала) 1,2288 миллионов элементарных сигнвлое асекунду Рис. 12.40 Передача гатоса с использованием прямого канала СРМА 1О 14 17 16 19 18 2О гг 27 26 З! зо зз 35 34 37 Зб Зб 41 4З 42 45 46 5О 52 60 61 62 бз Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
