24 Многостанционный доступ с кодовым разделением
Многостанционный доступ с кодовым разделением каналов МДКР представляет еще один метод многостанционного доступа, используемый для тех же целей, что и МДЧР и МДВР. Однако он решает ту же проблему, используя совершенно другой принцип разделения частотного диапазона. Метод МДКР (CDMA) основан на использовании расширения спектра сигналов, и, возможно, представляет одну из самых сложных схем, которые когда-либо использовались в различных мобильных системах, в частности, в UMTS.
Рис. 3.12. Многостанционный доступ с кодовым разделением каналов МДКР (CDMA)
На рис. 3.12 показан принцип распределения радиоресурсов в системе МДКР. В отличие от схем МДЧР и МДВР в МДКР (CDMA) радиоресурсраспределен но кодам. Таким образом, все одновременные пользователи могут занять одну и ту же полосу в одно и то же время. Каждому пользователю присваивается код/коды, отличающиеся числом транзакций, и эти коды используются для разделения coт, каналов и абонентов. Все абоненты одновременно используют одну и ту же полосу частот, и, следовательно, в отличие от систем МДВР и МДЧР, разделение на временные или частотные интервалы отсутствует:
• Если скорость передачи данных источника невысокая, то спектр сигнала может быть хорошо расширен, а требуемая мощность передачи будет малая. Этот случай обозначен на рис. 3.12 более тонким слоем. • Если скорость передачи данных источника высокая, то сигнал уже не может быть гак же хорошо расширен и, таким образом, требуемая мощность передачи будет более высокой. Этот случай обозначен на рис. 3.12 более толстым слоем.
25 Функции Уолша
Многочисленные исследования функций Уолша и связанных с ними теоретических и практических вопросов, в частности, задачи эффективного их формирования, обусловлены широким спектром областей применения указанных функций . Функции Уолша используются в спектральной обработке сигналов, при построении специализированных вычислительных устройств для кодировании и сжатии аудио- и видео-данных, в многоканальных системах тестирования и диагностирования цифровых устройств и логических структур большой степени интеграции [1 - 4]. Применение указанных функций в качестве ортогональных несущих в многоканальных системах связи и передачи данных, обеспечивает преимущества кодированного разделения сигналов в системах цифровой сотовой связи 3-го и 4-го поколений над частотным и временным разделением, применяемым ранее.
В стандарте CDMA для кодового разделения каналов используются ортогональные коды Уолша. Коды Уолша формируются из строк матрицы Уолша:
26 Каналы передачи в сети сdma
Базовая станция, управляемая контроллером и соединенная с ТфОП при помощи интерфейса, в качестве которого обычно используется так называемый центр коммутации подвижной связи, может одновременно использовать 64 канала передачи, из которых один канал – пилотный, один – для синхронизации, семь каналов – для персонального вызова, остальные 55 – для передачи речевых сообщений. В направлении «вниз» каналы называют прямыми. Пилотный канал используется для начальной синхронизации АТ с сетью и для контроля за сигналами БС по времени, частоте и фазе. Канал синхронизации обеспечивает идентификацию БС, контроль уровня излучения пилотного сигнала, а также фазу ПСП БС. Канал вызова используется для вызова АТ и для назначения после установления соединения канала связи. Канал прямого трафика служит для передачи речевых сообщений и данных. В нем организован также непрерывный субканал управления мощностью путем замещения нескольких бит речевых данных со скоростью 800 бит/с. Передача «0» означает, что абонентская станция должна увеличить уровень своей выходной мощности на 1 дБ, а передача «1» – уменьшить на 1 дБ. Максимально возможная скорость изменения мощности составляет 16 дБ (в 40 раз) в течение 20 мс. Динамический диапазон регулировки – 84 дБ. Такая регулировка позволяет АТ работать с минимально необходимой мощностью излучения, давая возможность БС принимать сигналы абонентских терминалов с практически одинаковым уровнем мощности независимо от удаления. Это обеспечивает как минимизацию взаимных помех в сети и увеличение ее емкости, так и более высокую экологическую безопасность АТ для пользователя. Однако при планировании сети необходимо учитывать, что размер сот должен быть примерно одинаков. В противном случае возникают помехи от АТ, находящихся в соседних сотах. Радиус соты в городе может достигать 4–5 км, в сельской местности – от 7–8 до 25–30 км, в зависимости от рельефа местности и высоты расположения антенн.