diplov / file1

Рис.9.24 Оцінка якості мовного кадру

Пілотні сигнали з достатньо сильною амплітудою виявляються АС. Якщо такі сигнали присутні на протязі довгого періоду часу, вона заносить інформацію про них в спеціальний список [10]. Результати вимірювань амплітуди пілот-сигналів передаються БС, котра в свою чергу передає їх центру комутації. На основі повідомлень, що поступають від різних БС, контролер базових станцій приймає рішення, яка БС буде використовуватися під час переключення. Після цього він призначає БС вільну функцію Уолша та повідомляє їй код АС. БС посилає повідомлення АС про початок процедури переключення вказуючи канал трафіку нової БС. Абонентська станція приймає повідомлення про переключення та передає назад підтвердження переключення.

531

Рис.9.25 М’який хендовер

9.8. Регулювання потужності

Зметою збільшення ефективності роботи системи CDMA,

використовується потужності. Регулювання здійснюється на основі вимірювання частоти помилок в приймачах, рівнях потужності прийнятих сигналів. Застосування адаптивних порогів дозволяє зменшити ймовірність роботи АС із надлишковою потужністю та підвищити спектральну ефективність системи. Завдяки регулюванню потужності передавачі АС працюють з мінімально можливою потужністю, збільшуючи ємність системи

[44].

Регулювання потужності здійснюється з використанням прямого та

532

зворотного каналів зв’язку:

регулювання в прямому каналі – розімкнута петля;

регулювання в прямому каналі – замкнута петля;

регулювання в зворотному каналі.

Прямий канал – розімкнута петля

Всі БС в мережі можуть вести передачу в одному діапазоні частот. Поряд з іншими сигналами кожна із БС випромінює пілот-сигнал постійної потужності.

При циклічному зсуві короткої ПВП АС визначає, якою БС даний сигнал був переданий. Але рівень потужності прийнятого сигналу в пілотному каналі також дозволяє АС оцінити втрати на трасі розповсюдження від БС до АС. АС,

приймаючи пілот-сигнал, визначає його рівень потужності, а після цього наближено встановлює величину загасання сигналу в радіоканалі. Наступним завданням АС є змінити власну потужність випромінювання (на основі встановленого загасання сигналу між АС і БС) для того, щоб рівень потужності сигналу прийнятого БС від АС знаходився в заданих межах. Проте, оскільки прямий та зворотній канали рознесені по частоті, вони мають різні коефіцієнти передачі. В діапазонах частот, що відповідають прямому та зворотному каналам, будуть близькі лише середні значення затухання потужності сигналу на трасі розповсюдження. Внаслідок того, що швидкі завмирання сигналів в цих частотних діапазонах пройдуть незалежно, миттєві значення рівнів прийнятих сигналів будуть різні. Тому така схема регулювання не дозволяє точно змінювати потужність.

Регулювання потужності по схемі без зворотного зв’язку призначено для компенсації ефектів загасання та повільних замирань в зворотному каналі зв’язку та має період регулювання близько 30 мс.

533

Рис.9.26 Регулювання потужністю в прямому каналі

Прямий канал – замкнута петля

Після прийому то обробки сигналу від АС базова станція оцінює відношення сигнал/шум в тракті приймача та порівнює його з пороговим рівнем. Величину сигнал/шум вимірюють виходячи із співвідношення амплітуд сигналів на виході підканалів кореляторів та частоти помилкових кадрів. На основі відмінності вимірюваного та порогового відношення сигнал/шум БС виробляє рішення та посилає АС по каналу прямого трафіку дані корекції про точність підстройки рівня потужності передавача. АС дістає команди регулювання кожні 1,25 мс (швидкість 800 біт/с). Передача „0‖ означає, що АС повинна збільшити рівень своєї середньої вихідної потужності на 1 дБ, а

передача „1‖ – зменшити на 1 дБ. Регулювання здійснюється з кроком 1 дБ в динамічному діапазоні 85 дБ.

Призначення такої схеми регулювання потужності полягає у компенсації ефектів швидких завмирань. Щоб мінімізувати затримки в вузлі регулювання,

відповідні командні біти передають без завадостійкого згорткового кодування.

Викликаний відсутністю завадостійкого кодування ріст ймовірності помилки при передачі бітів керування знижує якість роботи системи регулювання потужності. Але набагато більше зниження якості виникло б через збільшення часу обробки на кодування/декодування команд.

534

Регулювання в зворотному каналі

В процесі регулювання потужності БС періодично починає зменшувати потужність випромінювання в інформаційному каналі. Потужність зменшують до тих пір, поки АС не зареєструє перевищення порогового значення частоти помилкових кадрів та не передасть інформацію про це БС. Одержуючи повідомлення про рівень помилок від АС, БС змінює потужність випромінювання у відповідних каналах; при цьому перерозподіляється обмежений ресурс потужності.

Ресурс потужності, що виділяє передавачем БС, в поєднанні з коефіцієнтами направленої дії являється найважливішим параметром, оскільки він забезпечує формування зони обслуговування мережі. Наприклад,

перевищення випромінюваної потужності в одному із секторів приведе до збільшення перешкод в середині системи, а через це впаде відношення сигнал/шум у приймальних трактах сусідніх комірок.

Завдяки ефективному регулюванню потужності та використанню розширеного спектру потужність передавачів в системі IS-95 є меншою, ніж в інших системах зв’язку рис. 9.27.

Рис.9.27 Потужність передавачів систем коміркового зв’язку

535

9.9 Взаємодія базової та абонентських станцій

Для початку роботи в системі АС приймає пілот-сигнал. Цей сигнал має

кілька призначень:

АС використовує пілот-сигнал для початкової синхронізації з БС.

Рівень потужності сигнал пілот-каналу є на 4÷6 дБ вищим, ніж в інформаційних каналах. Вимірюючи потужність пілот-сигналів БС,

мобільна станція може використовувати отримані дані при естафетній передачі, а також під час регулювання потужності передавача.

АС спочатку приймає пілот-сигнал, який постійно випромінюється БС.

Адресна послідовність пілотного каналу, або короткий код являють собою m-

послідовність довжиною 215. Короткий код ідентифікує окрему БС. Далі АС оцінює фазу пілот-сигналу та виділяє опорне коливання, яке потрібне для когерентної обробки сигналів даної БС при прийомі.

Всі БС в системі використовують один короткий код, але із різними циклічними зсувами. На основі такого циклічного зсуву можна виділяти та розрізняти сигнали, від БС в різних комірках та секторах. Циклічні зсуви мають рівномірний крок 64 символи. Таким чином, можливі 511 різноманітних циклічних зсувів короткого коду відносно положення із умовно нульовим зсувом. Це означає, що навіть у районах із мікрокомірковою структурою є гарантія, що сигнали різних БС можна розрізнити під час прийому. Якщо мережа містить більше 511 БС, можна зробити так, щоб БС з однаковими циклічними зсувами короткого коду не були одночасно в зоні радіобачення одної МС.

Після початкової АС здійснює основну синхронізацію використовуючи канал синхронізації. Канали синхронізації всіх БС використовують єдину функцію Уолша W32. Швидкість передачі даних по каналу синхронізації становить 1200 біт/с, довжина кадру рівна періоду повторення короткого коду

(26,66 мс). Оскільки канал синхронізації жорстко зв’язаний по тактовій частоті та по зсуву циклічного коду з пілотним каналом, АС дістає доступ до

536

Після завершення процесу початкової синхронізації АС настроюється на канал персонального виклику та приймає команди керування. Якщо команди керування від БС не передаються, АС переходить в режим очікування,

продовжуючи прослуховувати канал персонального виклику та підтримуючи готовність до встановлення з’єднання.

Якщо абонент намагається зареєструватися в мережі його станція намагається здійснити з’єднання з базовою по одному з каналів доступу. Базова станція призначає канал для з’єднання та передає цю інформацію АС. Після одержання підтвердження від базової станції, АС починає передачу інформації.

537

Передача повідомлень в мережі здійснюється кадрами. В прямому каналі зв’язку використовується згорткове кодування із швидкістю 1/2, а зворотному – із швидкістю 1/3 та декодером Вітербі з м'яким рішенням. Використовувані принципи прийому дозволяють аналізувати помилки в кожному інформаційному кадрі і стирати кадр при перевищенні допустимого рівня, тим самим підтримуючи високу якість передачі мові.

538

10. СИСТЕМИ cdma2000 1x ТА cdma2000 3x

10.1. Загальні зауваження

Радіоінтерфейс cdma2000 оснований на популярному в Америці та Південній Кореї стандарті другого покоління IS-95. Під мережами стандарту cdma2000 мають на увазі мережі стандарту IMT-2000 з радіоінтерфейсом IMT-

MC (рис. 10.1).

IMT-2000 Terrestrial

Radio Interfaces

I M T

Рис.10.1 Радіоінтерфейси ІМТ-2000

Перший етап розвитку стандарту cdma2000, відомий як cdma2000 1х, або cdma2000 1ХRTT представляє собою розширення існуючого стандарту IS-95В (рис. 10.2).

Більшість операторів мереж стандарту IS-95A вирішила пропустити етап переходу до IS-95B і перейти відразу до першої фази стандарту третього покоління - стандарту cdma2000 1x. Вона дозволяє подвоїти ємність системи та збільшити швидкість передачі до 614 Кбіт/с. Друга фаза, названа cdma2000

1хEV (англ. Evolution - еволюція), являється результатом подальшого розвитку стандарту cdma2000 1х. Стандарт cdma2000 1х називають також IS-95C. В

539

подальшому було виділено дві фази цього стандарту cdma2000 1х EV-DO (data only) і cdma2000 1х EV-DV (data and voice), які забезпечують швидкість передачі даних до 2,4 Мбіт/с. Далі, в третій фазі розвитку системи cdma2000,

названої cdma2000 3х, планується ввести використання трьох незалежних

CDMA каналів, які не перекриваються. При цьому буде збережена зворотна сумісність з стандартами cdma2000 1х і IS-95В. Збільшення смуги частот в 3

рази дозволяє підвищити швидкість передачі даних до 2 Мбіт/с.

Рис.10.2 Еволюція IS-95A до стандарту третього покоління - 3G

Слід також відзначити, що стандарти сімейства cdma2000 не вимагають організації окремої смуги частот і в ході їх еволюційного розвитку від cdmaOne

можуть бути реалізовані у всіх частотних діапазонах, що використовуються системами стільникового рухомого зв'язку (450, 700, 800, 900, 1700, 1800, 1900, 2100 МГц) і можуть бути накладені як на інфраструктуру мережі ANSI-41 так і на GSM-MAP.

Стандарт cdma2000 1x – перехідний стандарт між cdmaOne і 3G. В ―чистому‖ виді, без надбудов та версій еволюції стандарт cdma2000 1x

відноситься до 2.5G, а cdma2000 3x – до 3G.

В таблиці 10.1 приведені основні параметри системи cdma2000.

540