7. Объясните принципы передачи информации в системе с технологией ev-do. Проанализируйте изменение информационных возможностей системы.

Сигналы, у которых произведение ширины спектра «F» на длительность «T» много больше «1» называются широкополосными сигналами (ШПС). Это произведение называется базой сигнала B=F*T>>1.

В системах связи с ШПС ширина спектра ШПС «F» всегда намного больше ширины спектра передаваемого сообщения. В цифровых системах связи, передающих информацию в виде двоичных символов, длительность ШПС и скорость передачи информации «V» связаны соотношением T=1/V. Следовательно, база сигнала равняется: B=F/V.

Увеличивать базу можно расширяя спектр частот. При использовании этого способа расширения базы первичный узкополосный сигнал умножают на ПСП (псевдослучайная последовательность), которая состоит из «N» элементов (чипов) длительностью «τ» каждый, и которая имеет период повторения T=N* τ. В этом случае базе сигнала численно равна количеству N элементов на периоде ПСП. Алгоритмы генерации ПСП известны и табулированы. На практике применяют ПСП на основе двоичного алфавита и состоит из элементов, которые можно условно обозначить «-1» и «+1».

Рис. 7.3.1.

Используя для каждого канала связи свою последовательность из набора ортогональных последовательностей, можно, передавая все каналы одновременно на одной частоте, выделить в приемнике определенный канал, фильтруя все остальные.

Скорость чипов – определяется как скорость следования символов сигналов с расширенным спектром. В стандарте CDMA one один символ информационного потока со скоростью 19.2 кбит/с закрывают 64 чипами с чиповой скоростью 1.2288 Мчип/с. Отношение скорости чипов к скорости информационного потока называют коэффициентом расширения «SF=Vchip/Vsymbol». Число двоичных, ортогональных кодовых последовательностей можно пронумеровать различным образом: по Уолшу, Адамару, Пэли.

В стандарте CDMA one в направлении вниз для разделения каналов в соте, используют 64 ортогональные последовательности по Уолшу от 0 до 63. Это позволяет в одной соте организовать от 18 до 23 каналов одновременно, но теоретически обещали 64.

С тандарт EV-DO рассчитан исключительно на передачу данных и по этому не требует оборудования для коммутацию каналов, т.е. данную технологию можно использовать как с сетями CDMA 1X, IS 95, как надстройку для высокоскоростной передачи данных.

Учитывая то, что каждые 16 чипов составляют 1 символ ФМ4 или ФМ8, то энергия для обеспечения одного символа будет в 16 раз больше по сравнению с энергией одного чипа. В то же время параллельно с последовательностью этих 16 чипов передается информация еще о 15 символах, влияние которых можно рассматривать, как флуктуационную помеху с суммарной мощностью 15*Рс.

8. Объясните принципы передачи информации в системе с технологией umts. Проанализируйте изменение информационных возможностей системы.

С 1996 года европейский стандарт WCDMA был известен как UMTS. Для UTRAN используются 2 основных технологии доступа: дуплекс с частотным разделением(FDD), основанный на WCDMA, и дуплекс с временным разделением, основанный на TD-CDMA.

Эффективная полоса частот в радиоинтерфейсе WCDMA =3,84 МГц, а вместе с защитными полосами составляет 5 МГц. UMTS использует когерентный прием по нисходящим и восходящим каналам.

HSDPA- высокоскоростная пакетная передача данных от БС к МС. В технологии HSDPA, которая является надстройкой UMTS, используются схемы адаптивного кодирования и адаптивной модуляции.

В системе связи с технологией UMTS в качестве ПУ кодирования используется сверточное кодирование, при модуляции QAM-16 используется кодирование со скоростью 3/4 и 1/3, при QPSK используется код со скоростью 1/2.

Рис.7.4.2

Н а рис. 7.4.2 приводятся зависимости ПС канала от энергетически параметров канала при различных многопозиционных манипуляциях.

При постоянной канальной скорости V увеличение энергетических параметров приводит к увеличению ПС до того момента пока p_ош не достигает значений близких к нулю.Тогда увеличение энергетических параметров перестает влиять на значение ПС и . Очевидно, что в случае QPSK, предел ПС UMTS достигается при меньших значениях в силу большей ПУ. Однако информационные возможности QAM-16 соответственно выше.

Скорость передачи информации при дальнейших преобразованиях будет ограничена пределом Шеннона.

v = 1/τ

Модель системы передачи дискретной информации для системы с технологией UMTS

Каждое преобразование символов источника информации влияет на общую производительность системы передачи. Чем больше преобразований - тем меньше информационных символов в последовательности, которая передается в канале связи.

Возможность адаптации системы UMTS к различным потребностям абонентов к скоростям передачи данных, обеспечивается каналообразующими сигналами с переменным коэффициентом расширения спектра.

Ортагональность сигнала соблюдается в пределах соты. Коэффициент расширения показывает сколько чипов используется на 1 символ в радиоканале или во сколько раз расширяется радиосигнал. Коэффициент расширения к однозначно создает соответствие между скоростью следования символов и бит в канале и рассчитывается:

Производительность при расширении спектра:

rу = 1/K, где K – коэффициент расширения

рошУ – вероятность ошибки,

которая получена после декодирования функций Уолша

При использовании системы с 1 абонентом, преобразования Уолша увеличивает энергетические показатели пропорционально коэффициенту расширения. В случае полной загруженности системы последовательностями Уолша данное преобразование понижает ПУ системы.

С учетом сведений о достоверности приема символов после декодера, производительность канала от источника к получателю равна

rпк- скорость ПУ кодирования

рошб – вероятность ошибки бита

-вероятность ошибки декодированного символа

-весовой коэффициент, показывает суммарное число ошибок на выходе декодера, когда вместо правильного пути по решетчатой диаграмме, выбирают ошибочные пути, отстоящие от правильного на величину к.

-вероятность ошибки в канале

Максимальное значение производительности приминительно к сигналам QPSK, достигается достаточно быстро, что объясняется достаточно высокой энергетической эффективности сигналов QPSK. В данном случае производительность напрямую зависит от скорости кодирования. Для QAM-16 наблюдается аналогичная ситуация, только при скорости кодирования 1/3, когда предельная производительность достигается раньше, чем при скорости 1/2, что объясняется большой ПУ кода 1/3, а производительность в случае с кодером 1/3 меньше.