10.3. Высокоскоростная передача данных в стандарте cdma2000 -
IMT2000-MC
В развитие услуг, которые предоставляет стандарт cdmaOne, в стандарте CDMA2000 достигнуты скорости передачи данных в 153,6 и 307,2 кбит/с. Для этого в качестве каналообразующих используют псевдоортогональные коды с коэффициентом расширения спектра SF = 4. При чиповой скорости Вчип = 1,2288 Мчип/с, SF = 4 и скорости избыточного кодирования Rкода = ½ скорость передачи данных Винф = Вчип Rкода /SF = 153,6 кбит/с при использовании в радиоканале модуляции 2-ФМ и 307,2 кбит/с при модуляции 4-ФМ. Такие каналы в CDMA2000 называют дополнительными (Supplemental Channel)в отличие от низкоскоростных (Винф = 10,6; 14,4 кбит/с), которые называют фундаментальными. Длина передаваемых информационных кадров составляет 20 или 5 мс на фундаментальных каналах и 20, 40 или 80 мс на дополнительных.
Дальнейшее увеличение скорости передачи предполагает использование 3 параллельных каналов на соседних несущих для передачи информации вниз (BS MS). Такое расширение спектра называют 3х в отличие от традиционной передачи в одном канале 1х, что и составляет суть технологии MC – Multi Carrier (рис. 10.12). В обратном канале (MS BS) передачу осуществляют на одной несущей, но с увеличением в 3 раза чиповой скорости до 3,68 Мчип/с. При эффективной полосе сигнала в одном канале 1,25 МГц в режиме 3х эффективная полоса сигнала составляет 3,75 МГц, а суммарная ширина канала с защитными полосами 4,275 МГц.
Для передачи пакетного трафика в стандарте CDMA2000 реализуют весьма перспективную технологию 1хEV-DO (Evolution Data Only). Для пакетной передачи данных выделяют один канал полосой 1,25 МГц, в котором передают данные с коммутацией пакетов. При этом трафик асимметричен и скорость передачи вниз значительно превосходит скорость передачи вверх.
На линии вниз отказываются от кодового разделения каналов, передаваемых одной базовой станцией, заменяя его разделением во времени. На трассе вниз формируют кадр длиной 26,67 мс (длительность короткого скремблирующего кода, закрывающего BS), разделенный на 16 временных интервалов (Time Slot – TS) по 1,67 мс (рис.10.13). Передачу информации ведут с чиповой скоростью 1,2288 Мчип/с, сжатия сигнала, характерного для систем с кодовым разделением каналов, не производят, а для повышения надежности передачи применяют мощное избыточное кодирование (Rкода до 1/5). Кроме того, отсутствует постоянная передача пилотного канала и канала системной информации (синхронизации), так что полную мощность передатчика BS используют для передачи трафика. В направлении вверх кодовое разделение каналов сохранено.
ВНИЗ
ВВЕРХ
1х 3х
Рис. 10.12. Расширение спектра в стандарте CDMA2000
Передачу ведут короткими пакетами, длиной от 1 до 16 TS Каждый пакет разбит на 2 половины (рис.10.13), где кроме закодированных данных (800 чипов) передают управляющую информацию уровня МАС (Medium Access Control), а посередине находится врезка пилотного сигнала.
Кадр, 32768 чипов, 26,67 мс
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TS (таймслот), 2048 чипов, 1,67 мс
1024 чипа |
1024 чипа |
½ TS, 1024 чипа, 0,835 мс
Данные 400 чипов |
МАС 64 чипа |
Пилот 106 чипов |
МАС 64 чипа |
Данные 400 чипов |
Рис. 10.13. Структура кадра и временного интервала прямого канала
В табл. 10.7 приведены возможные варианты скоростей передачи данных и другие характеристики 1хEV-DO. Максимальная скорость передачи достигнута при использовании на трассе модуляции 16-КАМ.
Таблица 10.7.
|
Скорость передачи (кбит/с) |
|||||||||||
38,4 |
76,8 |
153,6 |
307,2 |
307,2 |
614,4 |
614,4 |
921,6 |
1228,8 |
1228,8 |
1843,2 |
2457,6 |
|
Число бит в пакете |
1024 |
1024 |
1024 |
1024 |
2048 |
1024 |
2048 |
3072 |
2048 |
4096 |
3072 |
4096 |
Модуляция |
4ФМ |
4ФМ |
4ФМ |
4ФМ |
4ФМ |
4ФМ |
4ФМ |
8ФМ |
4ФМ |
16КАМ |
8ФМ |
16КАМ |
Скорость кодирования |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/5 |
1/3 |
1/3 |
1/3 |
1/3 |
1/3 |
1/3 |
2/3 |
2/3 |
Длина пакета (мс) |
26,67 |
13,33 |
6,67 |
3,33 |
6,67 |
1,67 |
3,33 |
3,33 |
3,33 |
3,33 |
1,67 |
1,67 |
Число TS |
16 |
8 |
4 |
2 |
4 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
Конечно, повышение скорости передачи возможно при улучшении требуемого отношения сигнал/помеха в приемнике MS от 2,5 дБ при В = 38,4 кбит/с до 10,5 дБ при В = 2457,6 кбит/с. Так как характеристики радиолинии подвержены случайным изменениям, для эффективной работы 1хEV-DO используют адаптивное изменение скорости передачи по командам с MS. Каждая активная MS отслеживает изменение отношения сигнал/помеха на входе приемника и регулярно посылает на BS информацию о допустимой скорости передачи “вниз” по ее каналу. Система производит сброс информации в первую очередь тем абонентам, у которых в данный момент наилучшие условия приема.