diplov / file1
.pdfвідсутня, передавач залишається ввімкнутим ще протягом наступних п'яти розмовних кадрів. Під час перших чотирьох з них характеристики фонового шуму оцінюються шляхом усереднення коефіцієнтів підсилення і коефіцієнтів фільтра LPC аналізу. Ці усереднені значення передаються в наступному п'ятому кадрі, в якому міститься інформація про комфортний шум (SID кадр). В
мовному декодері комфортний шум генерується на основі LPC аналізу SID
кадра. Щоб виключити дратуючий вплив модуляції шуму, комфортний шум повинен відповідати по амплітуді і спектру реальному фоновому шуму в місці передачі. В умовах коміркового зв'язку фоновий шум може постійно змінюватись. Це означає, що характеристики шуму повинні передаватись не тільки в кінці кожного розмовного інтервалу, але і в паузах при розмові так,
щоб між реальним і фоновим шумом в наступних кадрах не було б різких розузгоджень. Тому SID кадри посилаються кожні 480 ms під час пауз при розмові. Динамічна зміна характеристик комфортного шуму забезпечує натуральність відтворення розмовного повідомлення при використанні системи перервної обробки розмови.
Система перервної обробки розмовної інформації передбачає відновлення розмовної інформації, яка була з певних причин втрачена. Встановлено, що втрата одного розмовного кадру може бути значно компенсована шляхом повторення попереднього фрагменту. При значних по тривалості перервах в зв'язку попередній фрагмент більше не повторюється, і сигнал на виході розмовного декодера поступово заглушується, щоб вказати абоненту на розрив каналу. Це саме відбувається і з SID кадром. Якщо SID кадр втрачений під час розмовної паузи, то формується комфортний шум з параметрами попереднього
SID кадру. Якщо втрачається ще один SID кадр, то комфортний шум поступово заглушується.
8.3.2.9. Вирівнювання
Вирівнювання - це метод, який використовується в вузькосмугових
TDMA-системах коміркового зв'язку для компенсації міжсимвольних
431
спотворень. У випадку, коли передані сигнали, які відбиваються об'єктами далеко від приймальної антени, досягають антени пізніше, ніж вихідний сигнал,
має місце часова дисперсія. Сигнали стають розсіяними в часі, і символи суміжних каналів накладаються один на одного. Вирівнювання - це процес,
призначений для подолання часової дисперсії. Термін вирівнювання походить з англійської мови (equalizing - буквально вирівнювання), і в даному випадку під цим терміном розуміють компенсацію тієї різниці ходу між складовими променями при багатопроменевому поширенні, яка призводить до міжсимвольної інтерференції. Еквалайзер по своїй суті - це адаптивний фільтр,
який настроюється таким чином, щоб сигнал на його виході був максимально очищений від міжсимвольних спотворень, які містяться в вхідному сигналі.
Блок вирівнювача (еквалайзера) входить в склад приймального тракту, але він не впливає на склад і форму представлення інформації, що передається по радіоінтерфейсу. Тому схема і характеристики не тільки не регламентуються ніякими стандартами, зокрема стандартом GSM, але і взагалі блок еквалайзера може не включатись в склад приймального тракту апаратури коміркового зв'язку. Іншими словами, як включення еквалайзера в склад апаратури, так і вибір його схеми є виключно справою компанії-виробника.
В системі GSM як правило використовується вирівнювач Вітербі, робота якого складається з двох етапів (рис. 8.29).
На першому етапі еквалайзер створює модель каналу. Необхідні для цього дані містяться в звичайних пакетах: всередині пакета є тренувальна послідовність відомого зразка з хорошими автокореляційними характеристиками. Саме на основі цієї послідовності еквалайзер створює модель каналу. Тренувальна послідовність відома в приймачі. При проходженні через канал зв'язку деякі біти можуть бути пошкоджені. На основі порівняння прийнятих і відомих тренувальних послідовностей еквалайзер обчислює модель каналу в різні моменти часу.
На другому етапі, після того, як модель каналу обчислена, пристрій порівняння визначає різницю між прийнятими і відомими інформаційними
432
блоками (враховуючи модель каналу). Далі пристрій Вітербі шляхом перебору всіх відомих комбінацій інформаційних бітів вибирає пакет, який найбільше відповідає прийнятій послідовності, тобто пакет, для якого різниця на виході пристрою порівняння є мінімальна. Оскільки перебір всіх комбінацій (2 в 114
степені) на практиці не можна використовувати через обмежений час обробки прийнятого пакету, то використовується алгоритм Вітербі, який дозволяє обмежити кількість комбінацій, що перевіряються. Використання еквалайзера Вітербі дає змогу в приймачі одночасно виконувати і демодуляцію, і
декодування.
Рис.8.29 Принцип роботи вирівнювача Вітербі:
а) створення моделі каналу; б) вибір послідовності
8.3.2.10. Звітування контролеру базових станцій
Контролер базових станцій керує радіомережею на основі звітів про вимірювання на радіоінтерфейсі, які йому передає базова станція. Є два типи
433
звітів: звіти, які містять результати вимірювань мобільної станції; звіти, які містять результати вимірювань базової станції.
Мобільна станція проводить вимірювання в одному з двох режимів:
холостому або активному.
Холостий режим має місце тоді, коли мобільна станція не перебуває в режимі виклику, але її живлення ввімкнуте. В цьому режимі MS вимірює всі радіочастоти в системі і зберігає рівень сигналу для кожної з них. Мобільна станція настроюється на частоту з найбільшим рівнем сигналу і визначає чи це ВССН-несуча. Якщо це не так, то MS настроюється на наступну частоту і знову перевіряє чи це ВССН несуча. При виявленні такої частоти мобільна станція виконує процедури частотної і циклової синхронізації. Мобільна станція постійно оновлює звіт про вимірювання, який містить середні значення рівня сигналу сусідніх комірок, а також рівень сигналу і коефіцієнт помилок в обслуговуючій комірці.
Активний режим має місце тоді, коли мобільна станція зв'язується з мережею. В цьому режимі MS виконує вимірювання потужності і якості сигналу обслуговуючої базової станції, а також потужності прийнятих сигналів від сусідніх базових станцій. В мобільній станції всі вимірювання зберігаються протягом 480 ms, і для всіх змінних визначається середнє значення за цей проміжок часу. Далі розрахунки передаються базовій станції у вигляді звіту.
На рис. 8.30 показано принцип вимірювання мобільною станцією на радіоінтерфейсі.
1.Мобільна станція приймає і вимірює рівень сигналу від обслуговуючої базової станції в часовому інтервалі 2.
2.Мобільна станція передає.
3.Мобільна станція вимірює рівень сигналу хоча б однієї з сусідніх комірок.
4.Мобільна станція зчитує код BSIC на каналі SCH (часовий інтервал 0) для однієї з сусідніх комірок.
Результати вимірювань про шість сусідніх комірок з найвищим середнім
значенням рівня сигналу і допустимими BSIC передаються до базової станції по
434
каналу SACCH. Поки мобільна станція не засинхронізована з сусідніми комірками, вона не знає коли буде нульовий часовий інтервал на ВССН несучій. Тому вона проводить вимірювання протягом розширеного проміжку часу. Це виконується протягом холостого циклу.
Звіт про вимірювання посилається по каналу SACCH кожні 480 ms і
включає наступні дані:
Рис.8.30 Принцип вимірювання мобільною станцією
рівень сигналу в обслуговуючій комірці;
потужність, яка споживається мобільною станцією;
фазовий зсув синхросигналу;
інформацію про використання/невикористання перервної передачі;
якість в обслуговуючій комірці;
рівні сигналів від сусідніх комірок;
кількість сусідніх комірок, про які надсилається звіт;
ВССН частоти сусідніх комірок;
BSIC сусідніх комірок.
8.3.3.Архітектура базової станції
435
Базові станції RBS 2000 - це друге покоління базових станцій Ericsson.
Вони характеризуються низькими загальними витратами протягом періоду експлуатації, зручністю експлуатації, простотою інсталяції, швидким розгортанням; гнучка конструкція передбачає можливість багатьох конфігурацій і розширень; RBS 2000 можуть встановлюватись як всередині, так і зовні приміщень; передбачають підтримку ієрархічних структур до трьох рівнів: макрокомірки — для зони, мікрокомірки — на рівні вулиць, пікокомірки
— для закритих приміщень. Апаратне забезпечення базової станції складається з ряду замінних модулів і шин (рис. 8.31).
Рис.8.31 Замінні модулі і шини базової станції RBS 2000
Розподільчий комутатор.
Розподільчий комутатор (DXU) - це центральний блок управління базової станції. Основними функціями DXU є:
крос-комутація часових інтервалів потоків 2 Мбіт/с з відповідними прийомо-
передавачами;
інтерфейс до контролера базових станцій (2 Мбіт/с);
синхронізація інших приймально-передавальних модулів базової станції;
обробка до 16 зовнішніх аварійних сигналів (пожежа, сигналізація і т.д.);
436
дистанційне управління процесом передачі;
інтерфейс ОМТ через RS 232;
концентрація керуючих зв'язків (LAPD сигналізація) в напрямку BSC;
зберігання інсталяційної бази даних, яка містить інформацію про конфігурацію стійки.
Розподільчий комутатор складається з чотирьох частин:
ІКМ-частина;
центральний процесор (CPU);
центральний синхронізуючий пристрій (CTU);
HDLC-концентратор.
Рис.8.32 Блок-схема DXU
ІКМ-частина призначена для ―витягування‖ часових інтервалів з ІКМ-лінії
A-bis інтерфейсу і передавання їх через локальну шину приймально-
передавальному блоку базової станції. До DXU можна під'єднувати дві ІКМ-
лінії, що дозволяє підвищити пропускну здатність або дає можливість резервування ліній передачі. Крім того, ІКМ-частина виділяє часові інтервали,
437
що не використовуються базовою станцією, для інших BTS (по ІКМ-лінії з контролером базових станцій може з'єднуватись до 5 базових станцій).
Центральний процесор відповідає за управління ресурсами в межах базової станції. Його основними функціями є:
завантаження і зберігання програмного забезпечення замінних модулів;
інтерфейс з ОМТ;
внутрішня і зонішня системи індикації аварії;
―витягування‖ з ІКМ-потоків інформації LAPD сигналізації.
Центральний синхронізуючий пристрій генерує стабільні опорні імпульси для приймально-передавального модуля базової станції.
HDLC-концентратор забезпечує на A-bis інтерфейсі LAPD-концентрацію і
LAPD-мультиплексування, які дозволяють більш ефективно використовувати
A-bis інтерфейс.
Блок підключення зовнішньої системи індикації аварії
Блок підключення зовнішньої системи індикації аварії (EACU) - це модуль,
до якого надходять двійкові сигнали від зовнішніх пристроїв (пожежні датчики,
датчики руху, температури і ін.). Ці сигнали розрізняються ОМТ і передаються до контролера базових станцій через LAPD-сигналізацію по A-bis інтерфейсу. EACU дає можливість оператору наглядати за всіма базовими станціями з одного пункту і виключає необхідність постійного відвідування базових станцій.
Приймально-передавальний модуль Приймально-передавальний модуль (TRU) включає в себе приймач (RX),
передавач (ТХ) і цифровий блок прийомо-передавача (TRUD). Кожен приймально-передавальний модуль може обслуговувати одночасно декілька мобільних станцій (максимум 7), оскільки TRU працює в системі мультиплексування з часовим ущільненням каналів.
Приймально-передавальний модуль виконує наступні функції:
438
радіопередача;
радіоприйом;
обробка сигналів радіоінтерфейсу;
управління прийомом і передачею.
Блок-схема приймально-передавального модуля представлена на рис. 8.33.
Цифровий блок прийомо-передавача (TRUD) виконує роль контролера прийому і передачі. Він взаємодіє з іншими компонентами RBS через локальну шину,
CDU-шину, шину синхронізації і Х-шину. TRUD виконує обробку сигналів:
кодування, шифрування, пакетне форматування і вирівнювання Вітербі.
Передавальний блок (ТХ) виконує модуляцію і підсилення сигналу, що надійшов по каналу ―вниз‖.
Приймальний блок виконує демодуляцію сигналу, що надійшов по каналу
―вверх‖ і направляє демодульований сигнал в TRUD.
Рис.8.33 Спрощена блок-схема TRU
Блок об'єднання і розподілення
Блок об'єднання і розподілення (CDU) - це інтерфейс між приймально-
передавальним модулем і системою антен. Він дозволяє сумісне використання антен декількома TRU.
CDU об'єднує сигнали, передані від різних передавачів, і розподіляє
439
прийняті сигнали між всіма приймачами. Всі сигнали фільтруються перед передачею і після прийому за допомогою смугопропускаючих фільтрів.
Основними функціями апаратних засобів CDU є:
ТХ-об'єднання;
RX-підсилення;
дистанційне управління системою антен;
фільтрація радіочастот;
захист TRU від відбитої енергії.
Об'єднувач (англ. combiner) - це пристрій, який дозволяє під'єднати до однієї антени декілька передавачів. Це забезпечується шляхом передачі енергії радіочастот кожного з передавачів при блокуванні енергії радіочастот всіх інших передавачів, що використовують спільну антену.
Існує два типи об'єднувачів: гібридні і фільтерні.
Гібридний об'єднувач - це широкосмуговий фільтр, що дозволяє передачу всіх частот в передавальній смузі в прямому напрямку. Кожен гібридний об'єднувач може об'єднувати два вхідні сигнали передавача в один вихідний сигнал. Такий об'єднувач має 3 дБ вносимих втрат.
Фільтерний об'єднувач - це вузькосмуговий пристрій, який дозволяє передачу тільки однієї вибраної частоти. Такий об'єднувач має постійні вносимі втрати (понад 4 дБ) незалежно від кількості передавачів в системі. Для налаштування фільтерного об'єднувача на вибрану частоту використовується
―ступінчастий‖ двигун. Таке налаштування займає приблизно 5-7 секунд.
Незалежно від того, який тип CDU використовується, базові станції RBS 2000 для передачі і прийому використовують одні і ті ж антени. Це можливо лише завдяки дуплексним фільтрам.
Дуплексний фільтр складається з двох смугопропускаючих фільтрів, які використовуються відповідно для каналу ―вверх‖ і ―вниз‖. Це дозволяє під'єднати канали приймальної і передавальної антен до звичайної антени,
оскільки сигнал з передавача не може пройти через приймальний смугопропускаючий фільтр, а сигнал з передавача - через передавальний
440