Кодування в прямому каналі
У системах передавання повідомлень стільникового зв'язку стандарту СDМА використовуються різні види кодування, зокрема схема кодування в прямому каналі - від базової станції до абонента (рис. 15.19). Базова швидкість передавання даних у каналі становить 9,6 кбіт/с, що досягається додаванням додаткових коригувальних двійкових сигналів до цифрового потоку вокодера 8,55 кбіт/с. Для реалізації на приймальній стороні прямої корекції помилок (без повторного передавання повідомлення) у каналі використовується надлишкове кодування, за якого базовий цифровий потік розбивається на пакети тривалістю по 20 мс і подається на згортувальнийкодер з половинною
Рис. 15.19. Схема кодування в прямому каналі
швидкістю. На його виході кількість бітів подвоюється. Потім дані перемежовуються, тобто перемішуються в часовому інтервалі 20 мс. Це робиться для того, щоб рівномірно розподілити в потоці даних загублені під час передавання біти. Відомо, що помилково прийняті символи звичайно формують групи. У той же час схема прямої корекції помилок працює щонайкраще, коли помилки розподілені рівномірно в часі. Це відбувається після здійснення на приймальній стороні процедури, оберненої перемежуванню під час передавання. Після перемежування цифровий потік перетвориться за допомогою довгого коду і логічної операції "що виключає або" (додавання за модулем два). За визначенням, довгими кодами (кодами максимальної довжини) є коди, що можуть бути отримані за допомогою зсувного регістра елемента або затримки інформації заданої довжини. Максимальна довжина двійкової послідовності, що може бути реалізована за допомогою генератора, побудованого на основі зсувного регістра, дорівнює 2n- 1 двійкових символів, де п - кількість розрядів зсувного регістра. В апаратурі стандарту СDМА довгий код формується кількома послідовними логічними операціями із псевдовипадковою двійковою послідовністю, генерованою у 42-розрядному зсувному регістрі, і двійковою 32-бітовою маскою, яка визначається індивідуально для кожного абонента. Такий зсувний регістр застосовується у всіх базових станціях цього стандарту для забезпечення режиму синхронізації всієї мережі. Оскільки інформаційний потік має швидкість 19,2 кбіт/с, то в прямому каналі використовується тільки кожен 64-й символ довгого коду.
Наступний етап перетворення повідомлення - кодування за допомогою кодів Уолша. Один ряд матриці Уолша ставиться у відповідність каналові зв'язку між абонентом і базовою станцією. Якщо на вході кодера міститься нуль, то посилається відповідний ряд матриці (код Уолша), якщо одиниця - то послідовність,сформована логічним запереченням відповідного ряду матриці (коду Уолша). Це підвищує швидкість інформаційного потоку з 19,2 кбіт/с до 1,23 Мбіт/с. Відповідно розширюється і спектр сигналу. На заключному етапі двійковий потік розділяється між синфазним і квадратурним каналами (I- і Q-каналами) для наступної передачі (рис. 15.19) з використанням квадратурної фазової маніпуляції (QPSK). До подачі на змішувачі цифровий потік у кожному з каналів перетвориться за допомогою короткого коду та логічної операції "що виключає або".
Короткий код являє собою псевдовипадкову двійкову послідовність завдовжки 32 768 двійкових символів, яка генерує зі швидкістю 1,3288 Мбіт/с. Ця послідовність є загальною для всіх базових і рухомих станцій у мережі. Короткий код формується в 15-розрядному зсувному регістрі з лінійним зворотним зв'язком. Результуючий двійковий потік у кожному каналі проходить через цифровий фільтр із кінцевою імпульсною характеристикою (КІХ-фільтр), що дає змогу обмежити смугу випромінюваного сигналу. Частота зрізу фільтра становить близько 615 кГц. Отримані аналогові сигнали надходять на відповідні входи I/Q-модулятора. Ряд інформаційних сигналів утворюється злиттям I- і Q-каналів.
Оскільки всі користувачі одержують об'єднаний сигнал, то для виділення інформації потрібно передавати опорний сигнал по каналу, що одержав назву пілотного. У пілотному каналі передається нульовий інформаційний сигнал, код Уолша для цього каналу формується з нульового ряду матриці Уолша. Інакше кажучи, у пілотному каналі передається тільки короткий код. Звичайно на ньому випромінюється близько 20 % загальної потужності. Опорний сигнал необхідний для подальшої фазової демодуляції. Короткий код дає можливість багаторазово використовувати в кожному стільнику той самий набір кодів Уолша. Кожна базова станція має свій часовий зсув при формуванні коду і тому може бути однозначно визначена в мережі. Засновано це на властивості псевдови-падкових двійкових кодів; значення автокореляційного моменту наближається до нуля для всіх часових зсувів, що перевищують довжину одного біта.