Берлин А.Н. Цифровые сотовые системы связи (2007) (1151871), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Принцип перестановки информации показан на рис. 1.37. Структура кадров рассмотрена ранее [см. рис. 1.27). ГПЯВД1 76 Пакеты четных битов 456 битов 3 бита зб Пакеты ечетных битов 114 Рис. 1.37. Принцип перестановки информации Основной недостаток принципа перестановки — это вносимая задержка на накопление пакетов информации, их перестановку и передачу. В стандарте ОЯМ защита информации представлена средствами шифрования передаваемых данных. Метод шифрования не зависит от типа передаваемых данных (речь, пользовательские данные нли сообщения сигнализации).
Шифрование применяется только к нормальным пакетам (поппа1 Ьшз1). Шифрование осуществляется преобразованием с помощью операции исключающее ИЛИ». Эта операция проводится между псевдослучайной многоразрядной последовательностью и 114 полезными битами нормального пакета (все информационные биты кроме двух контрольных флагов). Псевдослучайная последовательность формируется на основе номера пакета и сеансового ключа (зеяяоп йеу). Ключ устанавливается в начале сеанса путем обмена сигналами между приемником и передатчиком и используется только в течение одного сеанса связи, После окончания сеанса ключ автоматически стирается. Расшифровка использует тот же самый ключ шифрования.
системы мОБильнОЙ сВязи ВТОРОГО пОкОления. стАндАРт ввм 1.9. Методы улучшения качества передачи сигналов Подавление искажений из-зе многолучевого распространения В диапазоне работы радиосредств системы ОВМ радиоволны отражаются от всего — зданий, холмов, автомобилей, самолетов„и т.д. Таким образом, приемной антенны может достигнуть множество отраженных сигналов с различными фазами и вызвать замирание (~аде). Замирание — явление, при котором в течение определенного интервала времени происходит то постепенное усиление, то ослабление сигнала.
Подавление искажений из-за многолучевого распространения (шпшраш ргорайабоп) используется для того, чтобы извлечь желательный сигнал из нежелательных отражений. Оно работаег, определяя как известный переданный сигнал искажен замиранием из-за много- лучевого распространения, и настраивает обратный фильтр, чтобы извлечь остальную часть переданного сигнала. Этот известный сигнал — 26 битов обучающей последовательности, передаваемой в середине каждого временного интервала пакета. Практическая реализация подавления искажений в спецификациях стандарта ОВМ не определена. Скачок частоты Мобильная станция позволяет использовать любую из заданных частот.
Это означает, что значение частоты может изменяться между передатчиком и приемником и управляться в пределах одного кадра ТОМА. Станции, работающие в стандарте ОВМ, используют эту свойственную для стандарта подвижность частоты, чтобы осуществить медленный скачок частоты, когда время смены частоты существенно больше временного интервала, соответствующего одному информационному символу. При этом мобильная станция и ВТЗ передают информацию в течение короткого интервала времени на различных несущих частотах. Процесс управления скачком частоты является широковещательным и выполняется по широковещательному каналу управления ВССН. Так как замирание из-за многолучевости зависит от несущей частоты, медленные скачки частоты помогают облегчить проблему помех. Отметим также, что межканальные помехи в действительности случайны и взаимно не связаны.
Прерывистая передача Уменьшение межканальных помех — цель любой сотовой системы, так как обеспечивает лучшее обслуживание для данной скорости передачи или увеличивает скорость передачи, а следовательно, полную емкость системы. глава 1 Прерывистая передача (1ЭТХ вЂ” Ызсошшнопз Тгапзшьзгоп шоде) — метод, преимущество которого основано на том, что фактически человек при нормальном сеансе связи говорит меньше 40 % времени. Поэтому возможно выключать передатчик в течение периодов молчания.
Дополнительное преимущеспю состоит в том, что РТХ экономит энергию мобильной станции. Самый важный компонент ПТХ, конечно, устройство обнаружения голосовой активности (УА0 — Уо1се Ас~М~у Вегесюг). Оно должно отличить речь от шумов — задача, которая не так тривиальна, как это кажется. Если речевой сигнал неправильно интерпретируется как шум, передатчик выключается и возникает очень раздражающий эффект, называемый клиплированием на приемном конце.
Если, с другой стороны, шум ошибочно интерпретируется слишком часто как речевой сигнал, эффективность ПТХ резко уменьшается. Другой фактор, который следует учитывать, состоит в том, что, когда передатчик выключен, то на приемном конце устанавливается полная тишина из-за цифрового характера ОБМ. Чтобы дать знать пользователю на приемном конце, что соединение существует, требуется подключение шума комфорта на приемном конце, который бы соответствовал характеристикам фоновых шумов, поступающих с передающего конца. Прерывистый прием Другой метод сохранения энергии в подвижной станции — прерывистый прием.
Широковещательный канал коротких сообщений (РСН), используемый для того, чтобы сигнализировать о вызове базовой станции к мобильной станции, разделяется на подканалы. Каждой подвижной станции выделяется свой собственный подканал. Работа подканалов осуществляется в различные интервалы времени. В режиме ожидания вызова во время между последовательными интервалами работы мобильная станция может переходить в режим„когда энергия почти не потребляется. Управление мощностью В соответствии с пиковой мощностью передатчика существует пять классов подвижных станций с номиналами мощности 20, 8, 5, 2, и 0,8 Вт.
Чтобы снизить межканальные помехи и сохранить энергию электропитающего прибора, приемопередатчики мобильных станций и базовые станции работают на самой низкой мощности, которую выбирают, исходя нз небходимости поддержания приемлемого качества сигнала. Мощность передатчика может подбираться путем ступенчатого увеличения или уменьшения ее значения на 2 дБ относительно пикового.
СИСТЕМЫ МОВИЛЬНОЙ СВЯЗИ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ. СТАНДАРТ 08М Подвижная станция измеряет мощность и качество сигнала (основанное на коэффициенте битовых ошибок — ВЕК) и передает информацию на контроллер базовой станции (ВБС), который, в конечном счете, решает, изменить ли и когда изменить уровень мощности. Управление мощностью должно осуществляться с учетом влияния на соседние станции н зоны, поскольку оно может стать причиной неустойчивой работы сети. В зоне этой станции имеются соседние подвижные станции, которые увеличивают свою мощность в ответ на увеличение межканальных помех, вызванных другими подвижными станциями, что может привести к отказу сети. Практически это явление маловероятно, оно находится в стадии изучения. Глава 2 СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ СОМА 2.1.
Многостанционный доступ с кодовым разделением Многостанционный доступ с кодовым разделением (СОМА — Сос1е О1у1В1оп Ми16р1е Асеева) — технология, отличающаяся от доступа с частотным разделением и доступа с временным разделением 145, 80, 1051. Она не использует для разделения доступа ни часппы, ни времени. Хотя по многим признакам она напоминает частотный доступ. Упрощенная структурная схема системы СОМА приведена на рис. 2.1. Выходные гнаны а', Входные о а1 в,' а, Рис.
2Л. упрощенная структурная схема системы с кодовым разделением каналов Каждый входной цифровой сигнал складывается (модулируется) с отдельной несущей, в качестве которой выступает псевдослучайная последовательность (ПСП). Она передается со скоростью большей, чем скорость исходного сигнала. Полученные сигналы объединяются в единый поток. При М СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ СОМА 81 этом полоса частот, используемая в радиоканале, гораздо шире, чем полоса исходного сигнала. Этот процесс получил название расишрение спектра (зргеас((пя креп(лип) [1191.
Псевдослучайные последовательности выбираются таким образом, чтобы на приемном конце их можно было разделить (отфильтровать) и отделить сигнал от своей псевдослучайной последовательности. Передача единого объединенного потока осуществляется в одной полосе частот с помощью одного из видов фазовой манипуг1яции. Поэтому системы, основанные на С()МА, не требуют разделения полосы частот на отдельные каналы, что в свою очередь облегчает процесс хэндовера (переход из одной соты в другую). Псевдослучайные последовательности должны иметь нулевую корреляцию, т.е. быть взаимонезависимыми. Существует два способа множественного (многостанционного) доступа с кодовым разделением каналов (СПМА): — ортогональный многостанцнонный доступ; — неортогональный многостанционный доступ или асинхронный многоп с кодовым разделением каналов.
станционныи досту 2.1.1. Функции Уолша Для первого способа разделения каналов — ортогонального многостанционного доступа — применяются ортогональные функции Уолша 1119, 120] и функции, получаемые на их базе. Это — набор ортогональныт последовательностей длиной 2", в которых используются только два значения +1 и — 1. При кодировании обычно символ 0 заменяется на — 1, а 1 — на +1. Рассмотрим систему двоичных чисел от 0 до 2' — 1 (числа от 0 до 15), которые приведены в табл. 2.1. Она представляет собой функцию, содержащую четыре переменных (х1, хг, хз хе). Если предположить, что каждый разряд этих чисел поступает на вход системы последовательно во времени согласно десятичному номеру в таблице, то это можно изобразить диаграммами (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
