6.2.2. MC-CDMA (Multi Carrier - CDMA)

6.2.3. FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

Скачкообразное изменение частоты несущей (рис. 6.24), осуществляется за счет быстрой перестройки выходной частоты синтезатора в соответствии с законом формирования псевдослучайной последовательности. Каждая несущая частота и связанные с ней боковые полосы должны оставаться в пределах выделенной полосы. Только в случае, когда предполагаемый получатель знает последовательность прыжков частоты передатчика, его приемник может следовать этим прыжкам частоты.

Рис. 6.24. Расширение спектра излучаемого сигнала методом скачкообразной перестройки частоты

При кодировке по методу частотных скачков (FHSS) вся отведенная для передач полоса частот подразделяется на некоторое количество подканалов (по стандарту 802.11 этих каналов 79). Каждый передатчик в каждый данный момент использует только один из этих подканалов, регулярно перескакивая с одного подканала на другой. Эти скачки происходят синхронно в передатчике и приемнике по заранее определенной псевдослучайной последовательности, известной обоим; ясно, что, не зная последовательности переключений, принять передачу также нельзя. Другая пара передатчик-приемник будет использовать другую последовательность переключений частот, заданную независимо от первой. Ниже приводятся диаграммы для некоторых видов частотной манипуляции FHSS с разными размерностями базового набора частот.

•Медленные скачки частоты: длительность передачи символа TS меньше времени нахождения на одной из подчастот.

63

Сравнение методов DSSS и FHSS

DSSS

Возможность работы с различной скоростью информационного потока.

Возможность увеличения емкости сети при использовании адаптивных антенн, компенсации интерференции и т.д.

Существует проблема ближней-дальней зоны. Требуется регулировка излучаемой мощности.

FHSS

Нет проблемы ближней-дальней зоны. Удобство для организации локальных сетей.

Устойчивость к интерференции.

Ограниченность скорости передачи.

Узкие места DSSS

Соотношение сигнал/шум может быть улучшено за счет применения более длинных псевдослучайных последовательностей и увеличением числа битов на кодирование информационного бита.

Аппаратура, используемая для генерации псевдослучайных последовательностей, имеет пределы на достижимое соотношение сигнал/шум.

Соотношение сигнал/шум может оказаться не достаточным для преодоления эффектов подавления некоторыми источниками помех.

6.2.4. Система сотовой связи CDMA (IS-95)

Сотовая система подвижной радиосвязи общего пользования стандарта IS95 с кодовым разделением каналов (CDMA) впервые была разработана фирмой Qualcomm (США). Ее другое название cdmaOne. Основная цель разработки состояла в том, чтобы увеличить емкость системы сотовой связи по сравнению с аналоговой не менее, чем на порядок и, соответственно, увеличить эффективность использования выделенного спектра частот.

65

Система CDMA IS-95 даёт возможность каждому пользователю внутри соты использовать тот же самый радиоканал и всю выделенную полосу частот. Пользователь в смежной соте использует эту же полосу частот. Вместо разделения частотного спектра или использования временных интервалов как в системах FDMA и TDMA, каждому пользователю назначается фрагмент шумоподобной несущей. Поскольку её фрагменты являются квазиортогональными, возникает возможность отвести всю ширину выделенного канала для каждого пользователя. Благодаря решению проблемы ближней-дальней зоны и динамическому управлению мощностью вся полоса частот 1,25 МГц используется каждым пользователем и она же вновь используется в смежной соте. Емкость на одну соту определяется балансом между требуемым отношением сигнал/шум для каждого пользователя и фактором сжатия кодовой последовательности. Таким образом, система не нуждается в частотном планировании. В системе CDMA предусмотрена ширина канала 1,25 МГц. В отличие от других сотовых систем, трафик одного канала не является постоянной величиной и зависит от голосовой активности и требований, предъявляемых к сети.

Безопасность или конфиденциальность является свойством технологии CDMA, поэтому во многих случаях операторам сотовых сетей не потребуется специального оборудования шифрования сообщений.

Система CDMA Qualcomm построена по методу прямого расширения спектра частот на основе использования последовательностей 64 видов, сформированных по закону функций Уолша. Для передачи речевых сообщений выбрано речепреобразующее устройство с алгоритмом CELP со скоростью преобразования 8000 бит/с (9600 бит/с в канале). Возможны режимы работы на ско-

ростях 4800, 2400 и 1200 бит/с.

В каналах системы CDMA применяется сверточное кодирование со скоростью 1/2 (в каналах от базовой станции) и 1/3 (в каналах от подвижной станции), декодер Витерби с мягким решением, перемежение передаваемых сообщений. Общая полоса канала связи составляет 1,25 МГц. Основные характеристики стандарта CDMA Qualcomm приведены в таблице 6.3.

На рис. 6.27 приведена обобщенная структурная схема сети сотовой подвижной радиосвязи CDMA (IS-95), основные элементы которой (BS, BSC, MSC, ОМС) аналогичны используемым в сотовых сетях с частотным и временным разделением каналов. Основное отличие заключается в том, что в состав сети CDMA (IS-95) включены устройства оценки качества и выбора кадров (SU – Select Unit). Кроме того, для реализации процедуры мягкого переключения между базовыми станциями, управляемыми разными контроллерами (BSC), вводятся линии передачи между SU и BSC.

66

Таблица 6.3

Основные характеристики стандарта CDMA

67