Невдяев Л.М. Мобильная связь третьего поколения (2000) (1151875), страница 30
Текст из файла (страница 30)
В частности, при использовании У т. ! двух идентичных элементарных кодов результирующая скорость кодирования равна К=1/3, а при 1х1=3 уменьшается до значения К=1!4 и т. д. Схема турбо-декодера, состоящего из двух элементарных декодеров, приведена на рис. б.5. В каждом из декодеров используется алгоритм с мягким решением, а обмен данными между ними осуществляется в конце каждой итерации. Рис. 6.6. Структурная схема турбо-декодера Код ! Входной поток Х!! Код 2 На вход первого элементарного декодера поступают искаженные в канале информационные и проверочные символы кода 1, а также мягкие решения, вычисленные на предыдущей операции вторым декодером. Используя эти входные данные, декодер осуществляет очередную итерацию декодирования. В результате вычислений формируется вектор оценки максимальной апостериорной вероятности декодируемых символов.
Вектор оценки, также как и информационные биты, поступает на второй элементарный декодер через перемежитель, изменяющий порядок следования символов по тому же закону, что был использован в кодере. Кроме того, на второй декодер поступают проверочные символы кода 2. ТЕХНОЛОГИЯ со(пэа2000 Другими словами, идея метода итеративного декодирования заключается в том, что на каждой итерации декодеры могут получать друг от друга дополнительную информацию о декодируемых символах в виде мягких решений. По мере приближения числа итераций к бесконечности оценка на выходе первого (или второго) декодера приближается к решению по максимуму влостериорной информации.
Обычно необходимо относительно небольшое число итераций, чтобы принять решение. Жесткое решение принимается лишь после завершения последней итерации. На выход сигнал поступает через деперемежитель, восстанавливающий исходный порядок следования символов, Схема турбо-кодера, реализованного на сдвиговых регистрах, приведена на рис. б.б. Он состоит из двух элементарных кодеров, каждый из которых использует генератор полиноиов, значения которого для турбо-кода с кодовым ограничением К=4 приведены в табл.
6.9. хо~ Рис. 6.6. Структурная схема турбо-кодера а прямом канале хе уе ха оввонх вве х Таблица 6.9. Коэффициенты генератора турбо-кода прямого канала (значения коэффициентов даны в восьмеричной форме) Кодовое ограничение Коэффициенты ывогочленв Тнп канала Скорость кодирования, К 4 (обратная связь) по в, Р-ЗСН !/2, 1/3, !/4 13 17 15 й-5СН !!2, !!3, 1!4 15 13 Что же касается практической реализации турбо-декодера, то она связана с рядом трудностей, главным образом, вызванных большой вычислительной сложностью алгоритмов декодирования.
В настоящее время реализованы практически схемы турбо-декодеров на РБР процессорах, позволяющие реализовать модифицированный алгоритм Витерби с мягкими решениями, известный под названием БОЧА (Бой-бес(з(оп Оп!рига Ч1!егЬ! А!бог!йпп). 116 МОБИЛЬНАЯ СВЯЗЬ 3-го ПОКОЛЕНИЯ 6.7. Расширение спектра и модуляция В системе сйпа2000 используются ортогональные каналы для передачи пилот-сигналов, управляющей информации и данных, что позволяет снизить уровень взаимных помех. Для передачи высокоскоростной и низкоскоростной информации применяются, соответственно, длинные и короткие ортогональные последовательности. В качестве таких кодов, аналогич.
но, как и в стандарте )В-95, используются последовательности Уолша. Квадратурная моду. ляция ОРВК осуществляется до расширения спектра сигнала. Каждые два информационных бита отображаются в один ОРБК символ. В результате необходимое число последовательностей Уолша снижается в два раза по сравнению со случаем, если бы использовалась ВРБК модуляция. Кроме того, длина последовательностей Уолша может регулироваться, что позволяет гибко изменять скорость передачи информации в радиоканале.
Квавиортогональные последовательности Уолша Как известно, совокупность последовательностей Уолша, обеспечивающих минимальный уровень взаимных помех, ограничена. Для расширения ансамбля последовательностей Уолша !70) предложен метод генерирования квазиортогональных последовательностей Уолша с хорошими взаимокорреляционными свойствами. Квазиортогональные функции ООГ !Опав)-Огйойопа! Гипсгюп) генерируются путем умножения кодов Уолша на специальную маскирующую функцию.
Данный метод позволяет с помощью одной такой функции и ансамбля кодов Уолша генерировать ряд квазиортогональных последовательностей ООГВ ЕООГ зе[). Значения коэффициентов корреляции для ООГ различной длины приведены в табл. б. !О. Таблица 6.10. Коэффициенты корреляции между последовательностями ООЕ и кодами Уолша Квазиортогональные последовательности ООГБ обеспечивают расширение спектра аналогичным образом, что и коды Уолша. С помощью т маскирующих функций и ансамбля кодов Уолша длиной 2" число генерируемых кодов увеличивается в (т+!) 2" раз.
Квазиортогональные последовательности ООГБ используются вместо кодов Уолша в выделенных каналах управления (Е7ССН). ТЕХНОЛОГИЯ сб)гпа2000 Схема квадратурного модулятора Схема квадратурного модулятора с расширением спектра приведена на рис. 6.7. На его вхо- де установлен скремблер, в котором абонентский поток складывается по модуля 2 с длин- вой прореженной кодовой последовательностью„являющейся адресом абонента. Рис. 6.7. Схема квадратурного СОМА модулятора Коааааанасаа нно абонснг У, (1) 3 Мчнссс Таблица 6.11. Взаимосвязь между скоростью модулирующих символов и длиной кодов Уолша 2 3 2,4 4,8 512 256 Порядковый номер Скорость модулнрующих символов, кбит/с Длина последовательности Уолща 4 5 9,6 1 9,2 128 64 76,8 ! 53,6 307,2 1,2 1024 32 16 После скремблирования кодированный поток данных расщепляется на синфазную 1 и квадратурную б) составляющие.
Далее в 1 и б3 последовательности добавляются биты управления мощностью !биты ссРС» — ростег соп1го1). Команды управления мощностью передаются только в выделенном канале управления (ТЗССН). Расширение спектра осуществляется путем перемножения 1 и О модулированных последовательностей с кодами Уолша, Кодированные последовательности имеют период, равный 2, т.е. они повторяются 75 раз и каждые 2 секунды. Длина последовательностей Уолша при чиповой скорости 1,2288 Мчип/с изменяется от 4 до 128 символов. На каждой несущей модулированные символы расширяются с использованием ортоговальных функций Уолша, длина которых изменяется в зависимости от скорости передачи данных.
Например, если входной поток поступает со скоростью 9,6 кбитГс, то после квадратурной схемы его скорость понижается в два раза и, таким образом, длина последовательности Уолша равна 256 символов (при чиповой скорости, равной 3,6864 МчипГс). Аналогичным образом при скорости 6!4,4 кбит!с ОРЯК символы передаются со скоростью 307,2 кбит/с и длина последовательности Уолша равна 4. Взаимосвязь между скоростью модуляции и длиной кодов Уолша приведена в табл. 6.1! . В табл.
6,12 приведена зависимость базы сигнала от скорости передачи информации. 118 МОБИЛЬНАЯ СВЯЗЬ 3-го ПОКОЛЕНИЯ Таблица 6.12. База сигнала для различных значений скорости передачи информа- ции (чипоаая скорость 1,2288 Мнил/с) Структура многочастотного модулятора в режиме МС-СРМА (При Х>1) приведена на рис. б 8 В отличие от режима передачи на одной несущей в устройство введен демультиплексор, который расщепляет информационный поток на Ы параллельных каналов. После скремблирования с исполиованием длинного кода, соответствующего адресу т-го абонента, входной поток разделяется на 1Ч каналов, где Х=З, б, 9, 12 Число каналов соответствует числу поднесущих частот, После этого образуются две квадратурные составляющие сигнала.
После расширения спектра с использованием последовательностей Уолша составляющие 1 и С1 ортогонально складываются и передаются на одной несущей. Рис. 6.8. Схема многочастотного СОМА модулятора мчм миаионе и Квадратурное расширение спектра осуществляется на каждой поднесущей за счет операции комплексного умножения. ОРБК последовательность складывается по модулю 2 с квадратурной псевдослучайной последовательностью (ПОП). Действительные и мнимые части квадратурной ПСП такие же как и в стандарте 18-95В, т.е. в качестве 1 и О последовательностей используются короткие псевдослучайные последовательности с периодом, равным 2', 15 119 ТЕХНОЛОГИЯ сг!гпа2000 б.8.
Организация связи и вхождение в синхронизм Кодовое планирование Все базовые станции (БС) в системе сс!та2000 используют одну и ту же пару коротких 1 н О кодовых последовательностей, каждая длиной и х 2 символов. Идентификация соседних и БС осуществляется по величине так называемого псевдосдвига (Р)Ч о!Тзе!). Измеряя псевдо- сдвиг одной и той же кодовой последовательности, мобильная станция может легко отличить одну базовую станцию от другой. Минимальный сдвиг между кодами разных БС принят равным п х 64 х Р, где Р— параметр повторного использования кодов, зависящий от топологии сети и ряда других факторов.
В многочастотной системе МС-СОМА параметр и равен 1. Это означает, что величина кодового сдвига будет фиксированной, несмотря на то, что общая занимаемая полоса возрастает по мере роста числа несущих частот и Гп=1, 3, 6, 9 и 12). В варианте системы ОВ-СОМА величина минимального сдвига прямо пропорциональна чиповой скорости, т.е. п=! для К=!,2288 Мчип/с, п=3 для К=3,6864Мчип/с, п=б для К=7,3728, п=9 для К=11,0592 Мчип/с, а=12 для К=!4,7456Мчип/с. Использование одной и той же кодовой последовательности с различными псевдосдвигами между базовыми станциями упрощает процедуру поиска, начального вхождения в синхронизм и распределения кодов между пользователями различных сот. Принципы организации абонентского доступа Еще до выхода в эфир мобильная станция осуществляет поиск наиболее предпочтительных кодов для приема пилот-сигнала.
Процедура поиска начинается с вычисления взаимнокорреляционных характеристик коротких абонентских кодов и кодов сигналов, принимаемых от разных базовых станций. Вычисление продолжается до тех пор, пока подходящая пара не будет обнаружена. Мобильная станция выбирает тот код прямого пилотного канала, который соответствует наиболее сильному сигналу базовой станции. После того, как произошел захват пилот-сигнала, начинается процесс выделения синхросигнала прямого канала (Е-ВУЫС).
Такая процедура возможна, поскольку границы кадра всегда синхронизированы с разверткой пилот-сигнала. Другими словами, граница кадра сннхроканала всегда сдвинута относительно системного времени на величину псевдослучайного сдвига принимаемого сигнала Р-Р1СН. Пилот-сигнал содержит синхросообшение, позволяющее однозначно идентифицировать базовую станцию н определить состояние генератора длинного кода. В синхросообщении также указывается номер версии протокола и скорость передачи по вызывному каналу. Суперкадр Е-ВУ1»С равен 80 мс и состоит из грея временных интервалов, каждый длительностью 26,67 мс.
Механизм установления связи основан на использовании понятия «попытка доступа» (ассезз ацещр!). В сетях пакетной передачи под успешной попыткой доступа подразумевается процедура передачи одного сообщения и приема сигнала подтверждения приема. Одна попытка доступа состоит из одной или более субпопыток (зцЬацетр!). Каждая субпопытка, а свою очередь, включает нескольких пробных последовательностей доступа Грие. 6.9). Каждый короткий запросный пакет, передаваемый по каналам К-АСН или К-СССН, называется пробой доступа (асеева ргоЬе). Он состоит из преамбулы и запросного сообщения. Преамбула передается только по пилотному каналу К-Р1СН.
Длина преамбулы равна целому числу интервалов )Ч, каждый длительностью 1,25 мс. Число интервалов в преамбуле указывается базовой станцией и зависит от скорости поиска кодовых последовательностей, ра- 120 МОБИЛЬНАЯ СВЯЗЬ 3-го ПОКОЛЕНИЯ диуса соты, характеристик многолучевости и др. Допускается также нулевая длина преамбулы (т.е. преамбула отсутствует). Скорость поиска зависит от конфигурации аппаратных средств базовой станции (параллельный поиск и т.д.). Длина слотов указывается базовой станцией. Чтобы уменьшить задержку для различных каналов доступа, начало передачи каждого канала смещено ао времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
