diplov / file1

Таблиця 10.1 Основні параметри системи cdma2000

Як видно з таблиці 10.1 стандарти cdma2000 1x та cdma2000 3x мають багато спільного між собою, тому їх доцільно розглядати одночасно. Основна відмінність стандартів cdma2000 1x та cdma2000 3x полягає в ширині спектру

(рис. 10.3), яку вони займають.

Рис.10.3 Розподіл спектру частот для систем cdma2000 1x та cdma2000 3x

Саме наявність трьох несучих в прямому каналі для cdma2000 3x (рис.

10.3) дало підставу для назви радіоінтерфейсу IMT-MC (Multi Carrier - багато несучих).

Крім того, системи cdma2000 1x та cdma2000 3x мають також багато спільного з стандартом IS-95 тому, в основному, будемо розглядати їх

542

відмінності від стандарту IS-95. Структурну схему каналу системи cdma2000 1x

та cdma2000 3x можна представити у вигляді (рис. 10.4).

Вхід даних

Вихід даних

Рис.10.4 Структурна схема каналу зв’язку:

а) передавальна частина, б) приймальна частина

10.2. Прямий канал

У випадку прямого каналу передавальна частина (рис. 10.4) знаходиться на базовій станції. Розглянемо детальніше її будову.

10.2.1. Блок кодування

Канальні біти в блоці кодування (рис. 10.4,а) перетворюються в модуляційні символи в наступних блоках (рис. 10.5):

додавання 16-бітового CRC блоку;

кінцевих та резервних бітів кодера;

згорткового кодера, k = 9, R = ¼;

блочного перемежувача.

Зауважимо, що числові дані приведені на рис. 10.5 стосуються випадку набору швидкостей RS2 для прямого додаткового каналу в системі cdma2000 3x.

543

Рис.10.5 Передача даних на етапі кодування прямого каналу

До блоку даних, який повинен передаватись в 20-мс кадрі спочатку додаються 16 CRC-бітів, потім резервні та кінцеві біти. Далі, отриманий потік кодується згортковим кодом з довжиною кодового обмеження k = 9,

коефіцієнтом кодування R = ¼ та здійснюється перемежування.

10.2.2. Передавач

В передавачі (рис. 10.4,а) дані перетворюються в сигнал каналу в наступних блоках (рис. 10.6):

скремблювання довгим кодом, контролю потужності;

канального кодування, скремблювання коротким кодом;

фільтрування;

QPSK модулятора.

Рис.10.6 Передача даних в прямому додатковому каналі

(система cdma2000 3x, набір швидкостей RS2)

544

Скремблювання довгим кодом, контроль потужності

В даному блоці (рис. 10.7) здійснюються операції, аналогічні системі IS-95,

тобто модуляційні символи сумуються за модулем 2 з прорідженим вихідним потоком генератора довгого коду з маскою, специфічною для n-го користувача,

та додаються біти регулювання потужності.

Рис.10.7 Перетворення даних в блоці скремблювання довгим кодом та контроль потужності

У випадку системи cdma2000 3х потік даних ділиться на три гілки,

причому для кожного потоку генерується окрема несуча частота (f1, f2, і f3 –

рис. 10.3).

послідовністю (рис. 10.6)

В даному блоці двійкові потоки розділяються на синфазні та квадратурні складові (рис. 10.8). Потім ці складові розширюються функціями Уолша, які виступають в ролі кодів каналоутворення. Функції Уолша можуть містити від 4

до 256 бітів (табл. 10.1), причому при меншій довжині коду формується більша швидкість даних користувача. Далі за допомогою ПВП довжиною 215

здійснюється скремблювання отриманих двійкових потоків. Фаза ПВП послідовності визначає комірку. Після процесу скремблювання синфазні та

545

квадратурні вихідні потоки формуються низькочастотними фільтрами та модулюють відповідні несучі частоти.

Рис.10.8 Передача даних в прямому каналі системи cdma2000 3х

НЧ фільтр, модулятор (рис. 10.6)

Зауважимо, що НЧ фільтр та модулятор ідентичні приведеним для системи

IS-95. Також необхідно відмітити, що крім сигналів каналу трафіку, показаних на рис. 10.5, також передаються сигнали інших каналів (пілот-каналу,

основного каналу, каналу пейджингу і т.д.).

10.2.3. Швидкість передачі каналу трафіку

Одним з найважливіших питань при аналізі системи являється визначення швидкості передачі даних каналу трафіку [7]. Суть збільшення швидкості передачі в системі cdma2000 порівняно з системою IS-95, полягає в наступному:

546

В системі IS-95 для голосового каналу і передачі даних із швидкістю 9600

біт/с використовуються функції Уолша довжиною 64 біта. Для забезпечення більшої швидкості передачі даних користувача, при збереженні швидкості передачі вихідних символів 1.2288 Мбіт/с,

необхідно зменшити довжину кодової послідовності. Для швидкості передачі 19200 біт/с використовуються функції Уолша довжиною 32 біта,

і далі відповідно до зростання швидкості довжина функції Уолша зменшується, наприклад, для швидкості 153,6 Кбіт/с довжина складає лише 4 біти.

Змінено структуру та кількість фізичних каналів.

Зауважимо, що в системі cdma2000-1x набагато більше фізичних каналів,

порівняно з IS-95.

Передача трафіку в прямому каналі здійснюється за допомогою двох прямих каналів (рис. 10.9):

прямого основного каналу (англ. Forward Fundamental Channel - F-FCH);

прямого додаткового каналу (англ. Forward Supplemental Channel - F- SСH), причому одному з’єднанню, крім основного каналу F-FCH, може бути виділено одночасно декілька каналів F-SСH.

Прямий основний канал F-FCH

Він формує кадр довжиною 20 мс. Швидкості передачі вибираються з набору швидкостей, аналогічних для IS-95В:

1.2; 2.4; 4.8; 9.6 кбіт/с– для набору RS1;

1.8; 3.6; 7.2; 14.4 кбіт/с – для набору RS2.

Велика кількість комбінацій типів кодування, повторення та перемежування дозволяє створити множину різних швидкостей передачі даних.

У всіх конфігураціях 20 мс кадр містить 384 біти, що еквівалентно швидкості

547

19,2 Кбіт/с для набору RS1, та 768 бітів, або 38,4 Кбіт/с, в наборі швидкостей

RS2.

Рис.10.9 Швидкості передачі в прямому каналі

Прямий додатковий канал F-SСH

Додатковий канал використовується для перенесення інформації сумісно з основним каналом на більш високих швидкостях, порівняно з використанням тільки F-FCH каналу. Для передавачі даних з невеликими швидкостями використовується згорткове кодування, а для передачі з більш високими швидкостями - турбо-кодування. До різних додаткових каналів можуть бути різні вимоги щодо ймовірності появи бітових помилок в залежності від застосування. При передачі через додаткові канали каналоутворюючі функції Уолша можуть мати різну довжину (різні коефіцієнти розширення), яка залежить від швидкості вхідного потоку. Вони вибираються таким чином, щоб після розширення ширина спектру лишалась незмінною, або швидкість передачі модуляційних символів становила 1.2288 Мбіт/с.

В результаті можна отримати широкий спектр швидкостей (рис. 10.5)

передачі даних, починаючи з 9,6 Кбіт/с і закінчуючи 921,6 Кбіт/с при

548

використанні набору швидкостей RS2 в конфігурації системи cdma2000 3х з

трьома несучими.

10.3. Передавальна частина зворотного каналу

В зворотному каналі, як і в прямому каналі, використовується декілька фізичних каналів, призначення яких буде показано далі. Для опису передавальної частини зворотного каналу, в першу чергу, представляють інтерес наступні фізичні канали:

зворотний основний канал (R-FCH);

зворотний додатковий канал (R-SCH);

зворотний пілот-канал (R-PICH);

зворотний виділений канал (R-DCCH).

Конфігурація зворотних основного, додаткового, пілотного і виділеного каналів передавальної частини зворотного каналу відрізняється від конфігурації прямого каналу. В основному такі зміни майже не стосуються блоку кодування

(рис. 10.4,а), а в більшій мірі стосуються блоку передавача.

Після кодування та перемежування в блоці кодування здійснюється канальне кодування за допомогою функцій Уолша (рис. 10.10).

Далі, потоки даних скремблюються псевдовипадковою комплексною послідовністю, модифікованою довгим кодом, специфічним для конкретного користувача. Після формування імпульсів синфазна та квадратурна компоненти переносяться в потрібний діапазон частот за допомогою пари ортогональних модуляторів.

Необхідно відмітити, що розширення спектру, яке здійснюється за допомогою за допомогою функцій каналоутворення, залежить від швидкості вхідного потоку, тому можливе використання функцій Уолша різної довжини.

Це основна різниця між системами cdma2000 та IS-95.

549

Рис.10.10 Формування даних в блоці передавача зворотного каналу

10.4. Швидкість передачі в зворотному каналі

Передача трафіка в зворотному каналі здійснюється за допомогою двох зворотних каналів:

зворотного основного каналу (англ. Reverse Fundamental Channel - R- FCH);

зворотного додаткового каналу (англ. Reverse Supplemental Channel - R- SСH).

Зворотній основний канал R-FCH

Цей канал використовується для формування даних користувача.

Швидкості передачі вибираються з набору швидкостей:

1.5; 2.7; 4.8; 9.6 Кбіт/с - набір швидкостей RS1;

1.8; 3.6; 7.2; 14.4 Кбіт/с - набір швидкостей RS2.

550