Обратный канал связи

В стандарте IS-95 не поддерживается применение обратных управляющих каналов, поскольку для каждого мобильного устройства был бы необходим отдельный канал такого типа. Поскольку обратный канал менее устойчив по сравнению с прямым, для улучшения работы системы применяется более эффективный сверточный код со степенью кодирования 1/3. Сигналы от МС принимаются на БС некогерентно.

Упрощенная блок-схема передачи сигнала с использованием обратного канала представлена на рисунке 12.6.

После обработки устройством временного уплотнения импульсных сигналов биты канала модулируются 64-разрядным кодом Уолша. При скорости передачи данных 9,6 кбит/с два бита данных (после кодирования трансформируются в шесть канальных битов – кодовые символы) после разделения отображаются одним из 64 ортогональных сигналов Уолша. Скорость передачи символов Уолша равна:

символов Уолша/с

Каждый из 64-разрядных кодов Уолша состоит из 64 элементов, называемых элементарными сигналами Уолша. Скорость передачи элементарных сигналов Уолша составляет 64 * 4800 =307200 сигналов/с. Элементарные сигналы Уолша повторяются 4 раза и окончательная скорость передачи данных составляет 1, 2288 млн.чипов/с.

Рисунок 12.6. Передача голоса с использованием обратного канала CDMA

Такая модуляция позволяет снизить отношение , необходимое для получения заданного уровня достоверности передачи. Для распределения по каналам в обратном канале связи используется длинная ПСП. Кроме того, в обратном канале применяется модуляция OQPSK, чтобы избежать возможности изменения фазы несущей на 180⁰. Этот метод позволяет уменьшить соотношение пиковой и средней мощности усилителя передатчика, что упрощает проектирование системы. OQPSK не применяется для прямых каналов, т.к. в этом случае БС передает уплотненный сигнал 64 каналов. Вектор, характеризующий весь уплотненный сигнал, может принимать значение из множества соотношений фаза/амплитуда. Поэтому посредством сдвига синфазного и квадратурного каналов невозможно избежать переходов несущей через нуль.

Архитектура линии «вверх»

В линии «вверх» существуют два логических канала:

Канал доступа

Канал обратного трафика

Канал доступа обеспечивает соединение МС с БС, пока МС не настроилась на назначенный ей канал обратного трафика. МС произвольно выбирает номер канала из диапазона, который БС передает ей в сообщении о параметрах доступа. Канал доступа используется для регистрации МС в сети, передачи на БС запроса на установление соединения, ответа на команды, переданные по каналу вызова. Регистрация МС – процесс, в ходе которого МС извещает БС о своем местонахождении и передает ей некоторую служебную информацию ( например, номер слота в канале персонального вызова). Эксплуатация системы сотовой связи предполагает поддержание оптимального соотношения между частотой регистраций и размером зоны поиска МС, при котором сетевой ресурс используется наиболее эффективно. МС регистрируется всети при включении и выключении МС, по сигналу таймера, по измеренной дистанции ( как только расстояние иежду МС и местом ее последней регистрации превысит порог), по зоновому принципу, при изменении контрольных параметров, по команде с БС, по умолчании ( каждый раз при успешном использовании МС канала доступа). Скорость передачи данных по каналу доступа фиксирована и составляет 4,8 кбит/с. Процедура формирования сигнала в канале доступа представлена на рисунке 12.7. Ортогональный модулятор осуществляет отображение (кодирование) групп из 6 двоичных символов на функцию Уолша. Энергетический выигрыш от использования такого кода стремится к 4,8 дБ. Замена 6 символьной группы на функцию Уолша производится по следующему правилу:десятичное значение 6-разрядного двоичного числа, соответствующего группе из 6 бит, однозначно определяет номер функции Уолша.

Рисунок 12.7. Структурная схема канала доступа

Например, если на вход ортогонального модулятора подается группа из 6 символов вида 010110, то ей соответствует десятичное значение 22, а, значит, эта группа заменяется модулятором на функцию Уолша .

Сообщение канала доступа подвергается капсулированию в слоты

Канал обратного трафика обеспечивает передачу речевой информации и данных абонента, а также управляющей информации с МС на БС, когда МС уже занимает выделенный ей физический канал. Скорость данных в канале обратного трафика может изменяться в зависимости от речевой активности абонента и составлять 9,6; 4,8;2,4;1,2 кбит/с . Маска генератора длинной ПСП формируется с использованием закодированного электронного серийного номера ESN МС.

Алгоритм учета речевой активности в прямом канале, основанный на повторении символов с пропорциональным снижением передаваемой мощности, неприемлем для линии «вверх», т.к. входит в противоречие с процедурой быстрой регулировки мощности. Метод уменьшения средней мощности излучения в обратном канале при снижении скорости речевого потока состоит в случайном прореживании (маскировании) избыточных символов, образованных в результате символьного повторения.

В обратном канале 20 мс кадр канала трафика разбивается на 16 групп регулировки мощности. Рандомизатор случайным образом вырезает отдельные группы регулировки, причем количество вырезаемых групп определяется скоростью работы вокодера. При передаче данных со скоростью 9,6 кбит/с ни одна из групп не исключается, если же скорость работы вокодера составляет 1,2 кбит/с, то из кадра вырезается 14 из 16 групп.

Структурная схема канала обратного трафика приведена на рисунке 12.8. В канале обратного трафика предусматривается также поддержка скоростей 14,4; 7,2 3,6 1,8 кбит/с, при этомдля поддержания скорости кодированного потока скорость сверточного кодера меняется с 1/3 на ½.

Рисунок 12.8. Структурная схема канала обратного трафика