Канал прямого трафика

Каналы прямого трафика служат для передачи речевой информации и данных,а также информации сигнализации от БС к МС.Структура канала прямого трафика(рисунок10.14) за небольшим исключением в точности повторяет блок-схему канала персонально-го вызова.

 

 


 

 

Рисунок. 10.14 –Структурная схема канала прямого трафика

 

Основное отличие заключается в присутствии устройства мультиплексирования пото-ка информационных данных и битов регулировки мощности(power conlrol bitsРСВ),а также в поддержании набора из4различных скоростей– 9,6, 4,8, 2,4и1,2кбит/с,выби-раемых в соответствии с текущей речевой активностью абонента.

 

Поток кодированных речевых данных поступает от вокодера со скоростью8,6; 4,0; 2;0или0,8кбит с.После кодирования блоковым циклическим кодомCRC (добавление инди-катора качества кадра выполняется только для первых двух скоростей)и приписывания«хвостовых» нулей для сверточного кодирования поток увеличивает скорость до соответ-ствующего значения из четырех упомянутых.

 

Сверточное кодирование удваивает символьную скорость.На устройство повторения подается поток данных с одной из следующих скоростей: 19,2; 9,6; 4,8и2,4кбит/с.Уст-ройство повторения осуществляет выравнивание скоростей:поток данных с максималь-ной скоростью проходит повторитель без изменения,а скорость потока с более низкими значениями увеличивается за счет посимвольного повторения в2, 4и8раз соответствен-но.Целью выравнивания является снижение уровня внутрисистемных помех,обусловлен-ных эффектом многолучёвости или сигналами соседних секторов БС.Улучшение помехо-вой ситуации достигается снижением излучаемой мощности,пропорциональным числу повторений символов.К примеру,четырехкратное повторение символа при наименьшей(1–2 кбит/с) скорости речевого сообщения позволяет в четыре раза уменьшить мощность по сравнению со случаем максимальной(9,6кбит с)входной скорости без ухудшения дос-товерности передачи данных.

 

После символьного повторителя поток информационных данных подвергается проце-дуре блокового перемежения на длительности кадра в20мс,а затем скремблируется де-цимированной длинной ПСП.

 

Единственное отличие состоит в том,что маска,задающая начальное состояние гене-ратора ПСП,определяется электронным серийным номером(electronic serial number–ESN) МС в соответствии с некоторым секретным ключом.

 

Скремблированные данные далее мультиплексируются с командами регулировки мощности передатчика МС:определенные символы потока данных на входе мультиплек-сора заменяются РСВ-битами.Поскольку скорость поступления данных составляет19,2кбит/с,а частота РСВ-битов– 800Гц,то замене подлежит лишь один из24символов ин-формационной последовательности,причем РСВ-бит помещается в одну из первых16по-зиций.Точное положение бита регулировки мощности определяется псевдослучайным образом.Указателем позиции РСВ-бита служит десятичное значение4наиболее значи-мых битов с выхода первого дециматора.

 

 


 

Мультиплексированный поток данных манипулирует канальную поднесущую,в каче-стве которой используется одна из последовательностей УолшаW8+W31иW33+W63с чи-повой скоростью1,2288Мчип/с.Номер последовательности Уолша однозначно определя-ет номер канала прямого трафика.В результате каждому символу потока данных сопос-тавляется один период соответствующей функции Уолша,и тем самым осуществляется прямое расширение спектра информационного сообщения.После этого полученный сложный сигнал со скоростью1,2288Мчип/с в сумматоре(рисунок10.9)объединяется с сигналами каналов пилот-сигнала,синхронизации и вызова.Далее сигнал в модуляторе перемножается с комплексной ПСП(скремблируется)и переносится на несущую.

Помимо скоростей9,6; 4,8; 2,4и1,2кбит/с,вокодер может поддерживать набор скоро-стей вида14,4; 7,2; 3,6и1,8кбит/с.Отличие структуры канала при этом состоит в измене-нии скорости сверточного кода до3/4для поддержания скорости в19,2кбит с на входе блокового перемежителя.

ЛИНИЯ «ВВЕРХ»

В обратном канале(линии«вверх»)асинхронный вариант кодового разделения реали-зуется в комбинации с некогерентным приемом сигналов на БС.Благодаря этому отпадает необходимость в пилотном канале и канале синхронизации.В итоге остаются лишь два тина логических каналов линии«вверх»:

 

ü канал доступа(access channel);

 

ü канал обратного трафика(reverse traffic channel).

 

Асинхронность кодового разделения делает нерациональным применение функций Уолша в роли каналообразующих последовательностей(сигнатур)физических каналов,

 

так как при относительных временных сдвигах они не могут сохранять ортогональность и имеют весьма непривлекательные взаимные корреляционные свойства.Поэтому за разде-ление каналов в линии«вверх»отвечают различные циклические сдвиги длиннойIICП периода242-1.Функции Уолша в обратном канале также используются,но в ином качест-ве:для организации еще одной ступени помехоустойчивого кодирования данных,переда-ваемых МС.

  Общая структура обратного кана-  
  ла связи системыIS-95иллюстриру-  
  ется на рисунке10.15.Каналы досту-  
  па и обратного трафика,которые ис-  
  пользуются МС,ассоциированы с оп-  
  ределенными каналами персонально-  
  го вызова.В результате на один канал  
Рисунок. 10.15 –Структура обратного канала персонального вызова может прихо-  
диться до п=32каналов доступа и до  
стандарта1S-95 т =64каналов обратного трафика.  
   
  Канал доступа  

Канал доступа обеспечивает соединение МС с БС,пока МС не настроилась на назна-ченный ей канал обратного трафика.Процесс выбора канала доступа случаенМС произ-

 

вольно выбирает номер канала из диапазона0–АСС_СНАN,

гдеACC_CHAN –параметр,передаваемый БС в сообщении о параметрах доступа.Канал доступа используется для регистрации МС в сети,передачи на БС запроса на установле-ние соединения,ответа на команды,переданные по каналу вызова и др.Скорость переда-чи данных по каналу доступа фиксирована и составляет4,8кбит/с.

Процедура формирования сигнала в канале доступа представлена на рисунке10.16.

 

 

 


 

 

Рисунок. 10.16 –Структурная схема канала доступа

 

Входные данные со скоростью4,8кбит с подвергаются сверточному кодированию со скоростью1/3.Применение кодера с более низкой скоростью(большей избыточностью),чем в прямом канале,как уже говорилось,объясняется более низкой помехоустойчиво-стью обратного канат вследствие ограниченности энергоресурса МС.После кодирования скорость информационного потока в числе кодовых символов возрастает до14,4кбит/с.

 

Двукратное повторение символов в устройстве повторения доводит символьную скорость до величины28,8кбит с.Применение блокового перемежения в пределах20мс кадра не меняет скорости информационного потока,так что на ортогональный модулятор данные поступают с прежней скоростью в28,8кбит/с.

Ортогональный модулятор осуществляет отображение(кодирование)групп из6дво-ичных символов в некоторую функцию Уолша длины64.Подобная операция представля-ет собой кодирование6-битовых блоков(64, 6)ортогональным кодом.

 

При оптимальноммягком»)декодировании энергетический выигрыш от использо-вания такого кода асимптотически стремится к4,8дБ.В то же время во многих источни-ках рассматриваемую процедуру именуют ортогональной модуляцией или Уолш-модуляцией.Замена6символьной группы на функцию Уолша производится по следую-щему правилу:десятичное значение6разрядного двоичного числа,соответствующего группе из6бит,однозначно определяет номер функции Уолша.Например,если на вход ортогонального модулятора подается группа из6символов вида(010110),то ей соответ-ствует десятичное значение22,а значит,эта группа заменяется модулятором на функцию УолшаW22состоящую из64символов.В результате ортогональной модуляции скорость64 данных возрастает до 28,8х64/4 = 307,2 кбит/с.

 

Поток ортогонально модулированных данных подвергается прямому расширению спектра с помощью длинной ПСП с определенным циклическим сдвигом,однозначно оп-ределяющим данную МС,что позволяет идентифицировать ее на БС,а значит,осущест-вить кодовое разделение абонентов.Циклический сдвиг длинной ПCП определяется мас-кой генератора длиной42бита,которая конструируется из идентификатора БС,номеров канала вызова и доступа.

После расширения спектра(суммирования по модулю2с длинной ПСП и преобразо-вания булевых символов в двуполярные)поток,следующий со скоростью чипов,т.е.1,2288 Мчип/с, поступает в квадратурные каналы фазового модулятора, где повергается скремблированию двумя короткими ПСП(ПСП-Iи ПСП-Q)периода215.Все МС данной

 

 


Рисунок. 10.17 –Структура кадров канала доступа

 

соты используют один и тот же сдвиг короткой ПСП.Поскольку в обратном канале при-меняется квадратурная ФМ со сдвигом(OQPSK.),в плечеQмодулятора введен элемент задержки на половину длительности чипа.ПрименениеOQPSKуменьшает глубину неже-лательных провалов огибающей сигнала,а значит,сокращает требуемый линейный дина-мический диапазон усилителя мощности передатчика МС.

 

Сообщение канала доступа подвергается определенной структуризации(капсулирова-нию)на временных отрезках,называемых слотами и кадрами(рисунок10.17).

 

 

Слот канала доступа может состоять из(3+MAX_CAP_SZ)+(l+PAM_SZ)кад-

 

ров,где параметрMAX_CAP_SZопреде-ляет максимальный размер капсулы со-общения канала доступа,аPAM_SZ –длину преамбулы канала доступа(значе-

 

ния этих параметров передаются на МС по каналу вызова).На длительности кад-ра(20мс)содержится88информацион-ных бит(тело кадра)и8кодированных хвостовых бит(поле Т).

Сообщение канала доступа не обяза-