Ратынский М.В. Основы сотовой связи (1998) (1151876), страница 16
Текст из файла (страница 16)
2.4.3.4. Множественный доступ с кодовым разделением Множественный доступ с кодовым разделением (английское СОМА — Сог(е 0)у)з(оп Ми1бр1е Ассеэв) прост только на уровне феноменологического описания метода (рис. 2.28): в нем большая группа пользователей (например, от 30 да 50), одновременно использует общую относительно широкую полосу частот — не менее 1 МГц. По-существу же метод СОМА достаточно сложен, и не только в отношении принципов построения, но и в плане практической реализации. Как и ТОМЯ, метод СОМА может быть реализован только в цифровой форме. Подробное рассмотрение и обсуждение метода несколько затрудняется, кроме того, тем, что при обилии публикаций теоретического характера опыт его практического применения пока ограничен, Частота т атель И атель 3 атель 2 атель 1 Время 1 Рис.
2.26. Метод РОМА в координатах время — частота Частота т Время т Рис. 227. Метод ТОМА в координатах время — частота Частота 1 лт Пользователи 1, 2, 3, ..., М Время 1 Рис. 2.28. Метод СОМА в координатах время — частота Глава 2 Последовательность нашего знакомства с методом СОМА будет такой: сначала мы отметим общие принципы метода и вытекающие из них общие достоинства; затем рассмотрим некоторые детали технической реализации, что, по нашему мнению, должно облегчить как понимание принципов, так и оценку технических возможностей; после этого обсудим основные технические особенности метода, многие из которых в зависимости от точки зрения иногда преподносятся или как его достоинства, или же как недостатки; в заключение мы подведем итоги, в том числе в сопоставлении с методом ТОМА.
При этом мы будем в значительной мере ориентироваться на технические решения, заложенные в американском стандарте )8-95 и реализованные в разработках компании Оса!солил (США) — это первые и пока единственные практические проработки по методу СОМА в применении к сотовой связи. Существующие работы относились к областям военной и спутниковой связи, где главными достоинствами СОМА были скрытность и высокая помехоустойчивость. Основная особенность метода СОМА — это работа в широкой полосе частот, значительно превышающей полосу сигнала речи, в сочетании с таким кодированием информации каждого из физических каналов, которое позволяет выделять ее из общей широкой полосы, используемой одновременно всеми физическими каналами.
Система связи, реализующая СОМА, является системой с расширенным спектром (английское зргеагт' зресггшп) — спектр информационного сообщения искусственно расширяется посредством модуляции (кодирования) периодической псевдослучайной последовательностью импульсов с достаточно малым дискретом ц . для получения ширины спектра более 1 МГц (а это, как мы увидим ниже, принципиально важно для успешной работы в условиях многолучевого распространения) длительность дискрета модулирующей последовательности должна быть менее 1 мкс.
С практически используемыми методами кодирования информации мы познакомимся несколько ниже. Указанные общие принципы — расширение спектра за счет модуляции псевдослучайной последовательностью в сочетании с кодовым разделением физических каналов — однозначно определяют и общие достоинства метода СОМА: высокую помехоустойчивость, хорошую приспособленность к условиям многолучевого распространения, высокую емкость системы. Помехоустойчивость метода — по отношению как к узкополосным, так и широкополосным помехам — может быть пояснена следующим образом.
Модуляция сигнала псевдослучайной последовательностью при передаче требует его повторной модуляции той же последовательностью при приеме (что эквивалентно демодуляции сигнала), в результате чего восстанавливается исходный узкополосный сигнал. При этом подбор задержки демодулирующей последовательности производится экспериментально с точно- ~ другой вариант расширения спектра — скачки по частоте (тгелиепсу Лоррид) — мы рассмотрим в разделе 2.4 5.3. Прпппнпы построения н технпчеекне проблемы 73 стью до дискрета поспедоватепьности, и правипьному значению задержки соответствует максимальный отклик на выходе фильтра- демодулятора; описанная схема обработки соответствует так называемому корреляционному приему [18).
Если помеха узкопопосная, то демодулирующая псевдослучайная последовательность при приеме воздействует на нее как модупирующая, т.е, «размазывает» ее спектр по широкой полосе И/зз, в результате чего в узкую полосу сигнала РУз попадает лишь 1/В часть мощности помехи, так что узкополосная помеха будет ослаблена в й раз, где О = УУзо/РУз — выигрыш обработки (ргосеззтд да)п), равный отношению полосы расширенного спектра И/зз к полосе ИГз исходного сигнала. Например, при ИГзз = 1,23 МГц и ИГз = 19,2 кГц выигрыш обработки составляет 6 н 65.
Если же помеха широкополосная — с полосой порядка И/зз ипи шире, то демодуляция не изменяет ширины ее спектра, и в полосу сигнала помеха попадает ослабленной во стопько раз, во сколько ее полоса шире поносы И/з исходного сигнала. Возможность успешной работы в условиях многопучевого распространения также непосредственно связана с корреляционным приемом. Если корреляционный приемник имеет нескопько каналов и каждый из них может быть настроен на свою задержку сигнала, то разные каналы могут быть согласованы по задержке с сигнапами, прошедшими по разным путям, а сигналы с выходов всех каналов после соответствующего выравнивания во времени могут быть просуммированы, Описанная схема носит название рейк-приемника (РАКЕ тесе/нег — в буквапьном переводе приемник-ГРАБЛИ; происхождение этого названия обусповпено своеобразной формой импульсной характеристики приемника, напоминающей редкую гребенку с острыми зубцами ипи грабли).
Если учесть, что замирания сигнала (фединг), связанные с многопучевым распространением, сами по себе являются частотно-сепективными и заметно ослабляются при полосе сигнала более 200...300 кГц, то ослабление замираний в методе СОМА на 20...30 дБ по сравнению с РОМА ипи ТОМА представляется вполне естественным. При этом в методе СОМА исключается применение эквалайзера, но сохраняется целесообразность разнесенного приема.
Что касается емкости системы, то ее возрастание при испопьзовании метода СОМА не столь очевидно, и мы вернемся к этому вопросу несколько позднее в пределах этого же раздела. Перейдем к вопросам технической реализации метода СОМА. В технических решениях компании Она)соппп в применении к сотовой связи расширение спектра обеспечивается за счет модупяции сигнапа псевдослучайной поспедоватепьностью с частотой следования дискретов (ангпийский термин сЬР— буквально щепка, осколок, фрагмент) 1,23 МГц. Бопее точно эта частота составляет 1,2288 МГц, причем 1228,8 = 9,6 о128, так что при частоте информационной битовой поспедовательности 9,6 кбит/с длительности одного бита соответствует 128 дискретов псевдослучайной моду- Глава 2 нгг Рис.2.29.
Графики функций Уопша восьми первых порядков пирующей последовательности, Полоса сигнала с расширенным спектром по уровню 3 дБ составляет И/зз = 1,23 МГц, причем при помощи цифрового фильтра формируется спектр, близкий к прямоугольному. Если говорить точнее, то для модуляции сигнала используется три вида функций: «короткаяа и «длиннаяа псевдослучайные последовательности и функции Уолша (Чуа!з)г 1ипс1юпз) порядков от О до 63. Последние широко используются в цифровой обработке сигналов и являются в некотором смысле дискретным аналогом синусоид (косинусоид) кратных частот; в качестве иллюстрации на рис.2.29 представлены графики функций Уолша восьми первых порядков.
Длина короткой псевдослучайной кодовой последовательности составляет 2'в-1 = 32767 знаков, длинной псевдослучайной последовательности — 24~-1 а 4,4 ° 10'~ знаков, Длительность дискрета для всех трех модулирующих функций одинакова (для функций Уолша имеется в виду дискрет функций высшего порядка) и соответствует частоте следования дискретов 1,2288 МГц. Для кодирования речи используется алгоритм СЕЕР (Соде Ехс(1ег( ()пеаг Ргег)(с(|оп — линейное предсказание с кодовым возбуждением) с переменной частотой выдачи информации. Кодер поддерживает частоты кодирования 8, 4, 2 и 1 кбит/с, которым соответствуют скорости передачи информации в канале 9,6; 4,8; 2,4 и 1,2 кбит/с, И в подвижной, и в базовой станциях используются многоканальные рейк-приемники (3 канала — в подвижной станции, 4 канала — в базовой), причем помимо настраиваемых на определенную задержку каналов в каждом из них имеется сканирующий Принннпы построения и технические проблемы 75 по задержке канал, что позволяет выбрать для настраиваемых каналов сигналы с наибольшей интенсивностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
