diplov / file1

Канал 0 використовується для перевірки когерентності отримання даних мобільним пристроєм.

Канал 32 використовується для синхронізації.

Для передачі інформації доступні 62 канали.

Таким чином, в процесі зв’язку в прямому каналі кожен біт отриманого

19,2 Кбіт/с потоку даних представляється цілим періодом послідовності Уолша довжиною в 64 символи в прямому (для логічної 1), або інвертованому виді

(для логічного нуля) [7]. Послідовність Уолша застосовується як розширююча.

В результаті формуються сигнали з розширеним спектром і швидкістю потоку даних 19,2∙64=1,2288 Мбіт/с.

Скремблювання. Отриманий в результаті кодування каналів сигнал додатково розширюється псевдовипадковою послідовністю ПВП (або скремблюється) так званим ―коротким кодом‖. Тобто, розширений сигнал в кожному каналі (синфазному І та квадратурному Q) додається до двох ПВП (I

та Q), утворених коротким кодом. Отриманий дибіт (сукупність двох бітів)

задає фази для QPSK модулятора. Короткий код формується за допомогою 15-

розрядного регістру зсуву, і повторюється з інтервалом 215-1 елементарних сигналів (один період триває 26.67 мс). Короткий код використовується з швидкістю передачі 1,2288 Мбіт/с та дозволяє додатково зашифрувати сигнал.

Оскільки всі базові станції використовують ідентичний розподіл каналів методом Уолша, то при відсутності шифрування їх сигнали можуть корелювати між собою, що небажано. Короткий код можна представити в якості ―мітки, або адреси‖ базової станції. Використання цього коду вимагає наявності двох регістрів зсуву: одного в синфазному каналі (І), а другого – в квадратурному каналі (Q). Кожна базова станція для визначення свого місцезнаходження застосовує особливу модифікацію (зсув) кодів І та Q, які складаються з 64

елементарних сигналів, Таким чином, використання даних кодів дозволяє отримати 512 унікальних адрес (215/64=512). Таке число являється досить

521

великим, оскільки станції, що знаходяться досить далеко одна від одної,

можуть використовувати одинакові адреси.

Складові короткого коду генеруються регістрами LFSR (регістр зсуву з

від’ємним зворотнім зв’язком) і описуються такими поліномами:

Регістр LFSR може генерувати ПВП довжиною 2N-1 (в даному випадку

N=15). Для того, щоб забезпечити період послідовності рівним 215, до послідовності з 14 нулів, яка зустрічається в кожному періоді ПВП, додається ще один нуль.

НЧ фільтр (рис. 9.12)

Необхідна форма спектру на виході модулятора забезпечується фільтром з АЧХ, яка задається функцією ―припіднятий косинус‖.

Модулятор (рис. 9.12)

Для несучої частоти використовується чотирипозиційна фазова модуляція

QPSK. Завдяки ортогональності послідовностей Уолша, інтерференційні завади між каналами однієї базової станції практично відсутні.

9.4. Додаткові канали передавача BTS

Структурна схема для інших каналів передавача (пейджингових,

синхронізації та пілот-каналу) має як спільні так і відмінні елементи порівняно

зструктурною схемою для каналу трафіку (рис. 9.6,а)), а саме:

відсутній блок перетворення голосового повідомлення;

ідентичні блоки канального кодування, скремблювання та модуляції;

відрізняються тільки блоком перетворення даних.

522

Формування пейджингового каналу

Над інформацією, що поступає на вхід пейджингового каналу виконуються такі операції: згорткове кодування, повторення та блокове перемежування (рис.

9.14). В стандарті передбачено організацію до 7 пейджингових каналів з використанням функцій Уолша з W1 до W7. Вільні пейджингові канали можуть бути використані в якості каналу трафіку.

Рис.9.14 Формування пейджингового каналу в передавачі BTS

Формування каналу синхронізації

Над інформацією, що поступає на вхід каналу синхронізації виконуються такі операції: згорткове кодування, повторення та блокове перемежування (рис.

9.15). Каналу синхронізації відповідає функція Уолша W32.

Канал

синхронізації

Рис.9.15 Формування каналу синхронізації в передавачі BTS

Формування пілот-каналу

Найпростіше здійснюється формування пілот-каналу (рис. 9.16). Йому відповідає функція Уолша W0, еквівалентна логічному нулю.

523

Рис.9.16 Формування пілот-каналу в передавачі BTS

Параметри прямого каналу зв’язку

З врахуванням розгляду параметрів каналів трафіку, пейджингового та

524

Рис.9.20 Формування в зворотному каналі трафіку кодованих каналів, їх

скремблювання та модуляція

Канальне кодування

Вцьому випадку користувачі відрізняються один від одного

(ідентифікуються) довгим кодом. При зв’язку від АС до BTS вхідний потік з швидкістю 307,2 Кбіт/с подається на суматор за модулем 2, де скремблюється довгим кодом з швидкістю 1,2288 Мбіт/с (на один вхідний символ припадає чотири символи псевдовипадкової послідовності довгого коду).

Якщо довгий код формується з використанням маски довгого коду, то описана процедура скремблювання виконує роль шифрування інформації.

Скремблювання

Скремблювання здійснюється аналогічно як і в прямому каналі.

Модуляція

Процедура модуляції в зворотному каналі аналогічна модуляції в прямому каналі за винятком того, що для всіх 64 каналів використовується одна ї та пара квадратурних послідовностей з нульовим зсувом, затримана на ½ тривалості одного символу.

Необхідність затримки на ½ тривалості символу пов’язана з використанням чотирипозиційної модуляції О-QPSK. Такий вид модуляції

527

дозволяє знизити вимоги до лінійності підсилювачів передаючого тракту АС.

Зниження вимог пояснюється тим, що при даному виді модуляції усуваються можливі зміни фази на 1800, що забезпечує зменшення співвідношення пікової та середньої потужності підсилювача передавача АС.

Перетворення даних

Перетворення даних приведено на рис. 9.21.

Рис. 9.21 Перетворення даних трафіку в зворотному каналі

Далі сигнал поступає на блок завадостійкого кодування, який може виправляти до 3-х помилок в пакеті даних. Тому згортковий кодер відрізняється від кодера в прямому каналі кодовою швидкістю 1/3. Швидкість цифрового потоку на виході згорткового кодера рівна 28,8 Кбіт/с незалежно від швидкості вхідного потоку. Перемежування бітів проводитися на інтервалі 20 мс, на якому розміщується 576 бітів. Біти стовпець за стовпцем висотою 32 біти заносяться в матрицю 32x18, а далі рядок за рядком зчитуються. На наступному етапі сигнал поступає в блок кодування (від підслуховування) - на інформацію накладається маска (послідовність) довжиною 42 біти. Ця маска є секретною. При несанкціонованому перехопленні даних в ефірі неможливо декодувати сигнал,

без правильної маски. Метод перебору всіх значень є не ефективним, оскільки при генерації цієї маски, доведеться генерувати 8,7 трильйона масок довжиною

42 біти.

На цьому етапі кодування сигналу відбувається розширення спектру частот, тобто кожен біт інформації кодується послідовністю, отриманою із функції Уолша, довжиною 64 біти. Цифровий потік, що надходить з входу

528

перемножувача, розбивається на блоки по 6 бітів, кожній такий блок заміщається однією із 64 функцій Уолша, порядковій номер якої відповідає двійковому числу, вираженому 6 бітами кодуючого блоку. Число різноманітних блоків складає 64, тобто рівна кількості функцій Уолша. Таким чином,

швидкість передачі даних збільшиться в 64/6 разів тобто до 307,2 Кбіт/с.

Функції Уолша також використовуються для відокремлення непотрібної інформації від інших абонентів. В момент початку сеансу зв'язку абонентові призначається частота, на якій він працюватиме і один (з 64 можливих)

логічний канал, який визначає функція Уолша. В момент прийому сигнал по схемі проходить у зворотний бік. Прийнятий сигнал множиться на кодову послідовність Уолша. За результатом множення обчислюється кореляційний інтеграл.

Перетворення даних для додаткового зворотного каналу

Як і при передачі в прямому каналі, в зворотному каналі крім основного кодового каналу може передаватись до семи додаткових кодових каналів.

Основні та додаткові канали відрізняються лише на етапі перетворення даних

(від точки А до точки В на рис. 9.20). Послідовність функціональних блоків для одного такого перетворення приведена на рис. 9.22.

Рис.9.22 Перетворення даних трафіку для додаткового зворотного каналу

Перетворення голосового повідомлення

Перетворення голосового повідомлення в зворотному каналі здійснюється аналогічно, як і в прямому каналі.

529

9.6.2. Канал доступу передавача АС

Формування сигналів в каналі доступу зворотного каналу приведено на

рис. 9.23.

Рис.9.23 Формування сигналів в каналі доступу зворотного каналу

Через канал доступу передаються дані з швидкістю 4800 біт/с. Канал доступу пов’язаний з каналом пейджингу, тому може бути до 7 каналів доступу.

9.7. Переключення абонентів

Оскільки розмір соти є обмеженим внаслідок певних причин, може виникнути ситуація коли користувач залишить межі поточної соти, що призведе до погіршення якості зв’язку.

Розміри соти в основному визначаються ресурсом радіоканалу (а також через інші причини). Оскільки загасання сигналів при віддаленні від передавача зростає, межі соти вибирають виходячи із забезпечення певної якості зв’язку.

При перетині межі соти система зв’язку повинна переключити шлях проходженні інформації користувача від БС попередньої соти до БС нової соти.

Таке переключення називають хендовером (handover). Відомі такі механізми переключення: жорсткий хендовер, м’який хендовер [44].

В системі CDMA передбачений м'який хендовер (soft handoff) під час переходу абонента з одної соти в іншу. АС може підтримувати зв'язок одночасно з двома або трьома БС, проводячи безперервний пошук всіх пілот-

сигналів на робочій частоті з фіксацією їх рівнів.

530