Ратынский М.В. Основы сотовой связи (1998) (1151876), страница 25
Текст из файла (страница 25)
После объединения информации речи (или заменяющей ее информации канала РАССН) и управляющей информации, включая защитные бланки и т.п. (рис. 2.9), объем информации, передаваемой за 20-миллисекундный сегмент, возрастает до 324 бит, т.е. результирующий поток информации составляет 16,2 кбит/с Далее эта информация сжимается во времени втрое, с тем чтобы на протяжении 40-миллисекундного кадра могла быть передана информация шести слотов (рис. 2.9). В результате частота информационной битовой последовательности на выходе кодера канала составляет 48,6 кбит/с. В стандарте СВМ 260 бит информации, кодирующих параметры 20-миллисекундного сегмента речи (подразд, 2.4.4.3, табл. 2.7), также разделяются на два класса: класс 1 — 182 бита, защищаемые помехоустойчивым кодированием, и класс 2 — оставшиеся 78 бит, которые передаются без помехоустойчивого кодирования, В свою очередь, из 182 бит класса 1 выделяются 50 наиболее существенных бит, составляющих подкласс 1а, которые подвергаются более мощному кодированию, а остальные 132 бита класса 1 составляют подкласс 1Ь и кодируются слабее.
К подклассу 1а относятся параметры фильтра кратковременного предсказания и часть информации о параметрах фильтра долговременного предсказания, к подклассу 1Ь вЂ” часть информации о параметрах сигнала возбуждения и оставшаяся информация о параметрах фильтрз долговременного предсказания, к классу 2 — оставшаяся информа ция о параметрах сигнала возбуждения. Информация подкласса 1а кодируется блочным кодом, обнаруживающим ошибки, — укороченным систематическим циклическим кодом (53, 50), дающим 3-битовый код четности. Затем вся информация класса 1 переупаковывается, располагаясь в такой последовательности: биты с четными индексами, код четности подкласса 1а, биты с нечетными индексами в обратной последовательности, четыре добавочных нулевых бита — всего 189 бит.
Эти 189 бит подаются на сверточный кодер (2, 1, 5) со скоростью кодирования г) = 1/2 и длиной ограничения К = 5. В результате 378 бит с выхода сверточного кодера вместе с 78 битами класса 2 составляют 456 бит, т.е. поток информации речи на выходе кодера речи равен 456 бит/20 мс, или 22,8 кбит/с.
При декодировании информации речи также сначала выполняется сверточное декодирование информации класса 1, и при этом исправляются ошибки в пределах возможностей кода свертки. Затем по коду четности проверяется наличие остаточных ошибок в информации подкласса 1а, и, если такие ошибки обнаруживаются, информация данного сегмента не идет в последующую обработку, а заменяется интерполированной информацией смежных сегментов. 116 Глава 2 Перед выдачей в канал связи закодированная информация речи также подвергается перемежению. В стандарте СВМ используется достаточно сложная и совершенная схема блочно-диагонального перемежения. 456 бит информации одного 20-миллисекундного сегмента речи разбиваются на 8 подсегментов, и 57 бит одного подсегмента распределяются между смежными восемью подсегментами таким образом, что после перемежения смежными с каждым конкретным битом оказываются соответствующие ему по положению биты, отстоявшие от него до перестановки на 4 подсегмента, причем на четные и нечетные (после перестановки) битовые позиции подсегмента ставятся биты из смежных сегментов.
Алгоритм перемежения обладает свойствами квазислучайности, так что смежные биты исходной последовательности оказываются разделенными непостоянным числом бит, что является преимуществом в борьбе с периодическими битовыми ошибками. После перемежения 456 бит информации одного сегмента распределяются по одноименным слетам четырех последовательных кадров канала трафика — два поля по 57 бит в слоте (рис. 2,11), и каждое 57-битовое поле снабжается дополнительным скрытым флажком, помечающим информацию речи (в отличие от информации управления канала ЕАССН, которая кодируется существенно иначе).
Информация каналов управления подвергается блочному и сверточному кодированию в полном обьеме. Так, для кодирования информации каналов ЯАССН, ЕАССН, ЕССН, РСН, АОСН, ВРССН используется блочный кодер (224, 184), сверточный кодер (2, 1, 5), и та же схема перемежения, что и дпя канала трафика. В каналах ВАСН, ВСН используются другие схемы блочного кодирования, а также сверточные кодеры (2, 1, 5), отличающиеся от сверточных кодеров перечисленных ранее каналов управления. При передаче данных используются более сложные схемы сверточного кодирования и перемежения, обеспечивающие соответственно и более высокое качество передачи информации. Длительность слота канала трафика, с учетом добавления вспомогательной и служебной информации (рис, 2.11), составляет 156,25 бит, и, поскольку информация одного 20-миллисекундного сегмента речи занимает по одному слоту в четырех последовательных кадрах, результирующий поток информации составляет 625 бит/20 мс, или 31,25 кбит/с Эта информация сжимается во времени в 8 раз, так что на протяжении одного кадра длительностью 4,615 мс передается информация восьми временных слотов (рис.
2.10), в результате чего частота битовой последовательности возрастает до 250 кбит/с. Наконец, на каждые 12 кад1ов канала трафика, несущих информацию речи, добавляется по одному кадру с информацией управления канала 5АССН (кадры 13 и 26 мультикадра канала трафика на рис. 2.11). Таким образом, частота информационной битовой последовательности на выходе кодера канала составляет 270,833 кбит/с. П7 Припаяны построеиия и технические проблемы Таблица 2.10. Сводка основных характеристик систем кодирования речи стандартов О-АМРЗ и СЗМ О-АМРЗ Характеристика УЗЕьр ЯРЕ4 ТР Метод кодирования Длительность кодируемого сегмента речи, мс 20 Частота битовой последовательности на входе кодера речи, квит/с Частота битовой последовательности на выходе кодера речи, кбит/с 7,95 Дополнительный поток информации для защиты от ошибок (блочное и сверточное кодирование), кбит/с 5,05 9,8 Дополнительный поток управляющей и служебной информации (до сжатия томА), квит/с 3,2 8,45 коэффициент сжатия (для реализации ТОМА) Дополнительный поток управляющей информации (после сжатия ТОМА), квит/с 20,833 Скорость передачи информации в канале [частота битовой последовательности на выходе кодера канала), квит/с 48,8 270,833 Полоса канала, кГц 30 200 ЭФфективность использования полосы частот, бит/с/Гц 1,62 1,35 Для наглядности основные характеристики систем кодирования речи стандартов 0-АМРЗ и 6ЗМ представлены 8 виде сводки табл.
2.10. В последней строке таблицы дана эффективность использования полосы частот, характеризуемая частотой битовой последовательности на выходе кодера канала, приходящейся на 1 Гц полосы, занимаемой частотным каналом. Глава 2 2.4.4.5. Модуляция Модулятор является последним элементом передающего тракта (рис. 2.6) и, строго говоря, не выполняет никаких операций собственно цифровой обработки сигналов. Его задача состоит в переносе информации цифрового сигнала с выхода кодера канала на несущую частоту, т.е. в модуляции сверхвысокочастотной (СВЧ) несущей низкочастотным (НЧ) цифровым видеосигналом.
Модулированный СВЧ сигнал с выхода модулятора через антенный коммутатор поступает на антенну и излучается в эфир, чтобы быть затем принятым антенной станции-получателя информации. Соответственно демодулятор — первый элемент приемного тракта, и его задача заключается в выделении из принято~о модулированного радиосигнала информационного видеосигнала, который подвергается цифровой обработке в последующей части приемного тракта.
Как известно, существуют три основных вида модуляции: это ыплитудная модуляция — АМ (английский термин АтрН(иде Маг)и!адоп — АМ), частотная модуляция — ЧМ (Ргедиепсу Мог)и)адоп т РМ) и фазовая модуляция — ФМ (РЛаве Мог)и!адоп — РМ). Между ем в цифровой сотовой связи фигурируют такие названия, как вадратурная фазовая манипуляция (Оиаг(га(иге РЛазе $Лй Кеутд ОРЗК), минимальная манипуляция (Мт(тит $ЫП Кеутд — МЗК) и т.п. На самом деле это не что иное, как разновидности фазовой или частотной модуляции, предназначенные для передачи дискретных (цифровых) сигналов, и английский термин зЫ(Г Кеутд, переводимый обычно как манипуляция, в буквальном переводе означает переключение сдвигом или переключение скачком, т.е.
дискретное переключение. Дискретная модуляция (модуляция дискретными сигналами) имеет свою специфику и во многом отличается от более привычной для многих радиоинженеров модуляции непрерывными сигналами. В применении к цифровой сотовой связи в качестве обязательных требований для используемых методов модуляции обычна указывают высокую спектральную эффективность, низкий уровень помех по смежным частотным каналам, низКую частоту битовой ошибки (В)( Еггог Ва(е — ВЕН), экономичность (эффективность использования энергии источника питания, что особенно актуально для подвижной станции), простату реализации.
Мы не будем, однако, ни систематически излагать принципы дискретной модуляции и сравнительные характеристики различных методов, ни приводить обоснования по выбору методов для практического применения, а рассмотрим сразу конкретные методы модуляции, используемые в стандартах О-АМРОМ и ОВМ, с минимально необходимыми пояснениями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
