11.4. Высокие скорости передачи

В этом разделе оценивается передача в каналах с многолучевым распространением со скоростями от 512 Кбит/с до 2 Мбит/с [10,11]. Оценка основана на результатах моделирования на уровне канала с использованием приемника Rakeдля различных профилей многолучевого распространения. ВWCDMAболее высокие скорости получают при меньшем выигрыше за счет обработки при использовании либо переменного коэффициента расширения спектра, либо мультикодов. Было показано, что эти два решения обеспечивают приблизительно одинаковую устойчивость к воздействию помех и рабочие характеристики [12,13]. Поскольку автокорреляционные свойства кодов расширения спектра не являются идеальными, многолучевые компоненты создают помехи друг другу. Если выигрыш в отношении сигнал-шум при обработке велик, то эти помехи между лучами (IPI) и межсимвольные помехи (ISI) являются пренебрежительно малыми, но при небольшом выигрыше при обработке помехи между лучами оказывают заметное влияние на рабочую характеристику. Выигрыш при обработке для скорости передачи 2 Мбит/с составляет всего 2,8 дБ (=10∙log₁₀ (3,84 Мчип/2,0 Мчип/с)) и понятно, что часть свойствWCDMAкак системы с расширенным спектром теряется в системахTDMA, как, например, вGSMмежсимвольные помехи устраняются компенсатором (эквалайзером).

При моделировании на уровне канала предполагается, что характеристика E_b/N₀при различных профилях многолучевого распространения зависит как от помех между лучами, так и от выигрыша при многолучевом разнесении. Если мы хотим пронаблюдать только влияние помех между лучами (интерференции лучей), нам необходимо знать значение выигрыша от разнесения. Поэтому результаты моделирования также получают при использовании модели, где помехи между лучами многолучевых компонентов не моделируются. Эти результаты эмулирует идеальное построение приемника от помех между лучами.

Для очень высоких скоростей передачи помехи между лучами могут привести к тому, что потери от них будут больше, чем выигрыш за счет многолучевого разнесения. Выигрыш от многолучевого разнесения анализируется в разделе 11.4.2.

11.4.1. Помехи между лучами

11.4.1.1. Характеристика восходящего канала при скорости передачи 512 Кбит/с

Характеристику восходящего канала при скорости передачи 512 кбит/с получают в результате моделирования при передаче с использованием одного кода, поддерживающей эффективную работу усилителя мощности подвижной станции. Применяется сверточный код с половинной скоростью. Вероятность появления ошибок во фрейме в пакете данных используется в качестве критерия качества работы при размере пакета, равном 320 пользовательским битам. В соответствии со спецификацией Версии-99 3GPPмогут быть использованы турбокоды со скоростью 1/3. Использование турбокодов даст несколько лучшую величину отношенияE_b/N₀, чем та, которая обеспечивается сверточными кодами, но влияние помех между лучами не будет снижено. На базовой станции предполагается разнесение антенн при приеме.

Моделировалась характеристика восходящего канала при скорости передачи 512 Кбит/с при использовании моделей на уровне чипа и на уровне символа. При использовании модели на уровне чипа моделировались расширение и

сжатие спектра при времени разрешения на уровне чипа, равном 0,24 мкс (=¼ Мчип/с), тогда как в модели на уровне символа использовалось только время разрешения на уровне символа. При моделировании использовалась прежняя скорость передачи чипов. В модели на уровне символа многолучевые компоненты так же, как и ветви IиQ, являются отдельными и ортогональными, так что помехи между лучами не моделируются. Модель на уровне символа соответствует идеальному построению приемника, которое позволило бы полностью избавиться от помех между лучами.

Требование к принимаемому отношению E_b/N₀для модели на уровне чипа и модели на уровне символа приведены на рис. 11.12 и в таблицах 11.14 и 11.15. Разница в характеристике одно-, двух- и трехлучевых каналов при использовании модели на уровне символа менее 0,2 дБ. Это говорит о том, что многолучевое разнесение не вызывает различий, поскольку быстрое управление мощностью может компенсировать быстрые замирания при медленном перемещении подвижной станции. Поэтому мы можем предположить, что причиной различия между результатами, полученными при применении модели на уровне чипа и модели на уровне символа, являются помехи между лучами. При этом моделировании считалось, что все многолучевые компоненты имеют одинаковые средние мощности.

Результаты моделирования показывают, что величина ухудшения рабочей характеристики, обусловленная помехами между лучами, составляет около 0,6 дБ при FER=10%. При меньшем значенииFERона будет больше – около 1,2 дБ приFER=1%/

Таблица 11.14.

Характеристика восходящего канала при скорости передачи 512 Кбит/с для FER=10% (IPI=помехи между лучами).

	Требующееся Eb/N0 на антенну
	Уровень чипа с IPI	Уровень символа, без IPI	Ухудшение из-за IPI
1 луч	0,0 дБ	0,0 дБ	Без IPI
2 луча	0,7 дБ	0,1 дБ	0,6 дБ
3 луча	0,8 дБ	0,2 дБ	0,6 дБ

Таблица 11.15.

Характеристика восходящего канала при скорости передачи 512 Кбит/с для FER=1% (IPI=помехи между лучами).

	Требующееся Eb/N0 на антенну
	Уровень чипа с IPI	Уровень символа, без IPI	Ухудшение из-за IPI
1 луч	0,9 дБ	0,9 дБ	Без IPI
2 луча	2,2 дБ	0,9 дБ	1,3 дБ
3 луча	2,2 дБ	1,0 дБ	1,2 дБ

Рис. 11.12. Отношение E_b/N₀ в восходящем канале при скорости передачи 512 Кбит/с

при использовании моделей уровня чипа и уровня символа и скорости

движения 3 км/ч (IPI=помехи между лучами).