1. Пилот канал

2.Синхроканал

Сверточный кодер - ↑помехозащищенность канала(исправляет одиночные ошибки)

Устр-во повторения – осущ-ет выравнивание скоростей. Цель выравнивания: ↓уровня внутрисистемных помех обусловленных эффектом многолучевости или сигналами соседних БС.

Перемежитель – инф.символы записываются по мтолбцам(18шт) а считываются по строкам(32). Мах разнос по времени(глубина перемежения)=20мс. Д/исправления групповых ошибок

Скремблирование (W32) – расширение спектра.

Преобразователь – переводит булевые значения в биполярные.

QPSK мод-я – сремблирование коротким кодом(2 составляющих). Затем перенос на несущую частоту

Типы каналов в IS-95

Структура каналов в IS-95 имеет следующий вид:

Прямые каналы(пилотный, синхро, вызова, прямого трафика)

Обратные каналы(доступа и обратного трафика)

Рассмотрим назначение указанных каналов:

Прямые каналы:

1.Пилотный канал

Сигнал в пилотном канале непрерывно излучается БС, уровень мощности этого сигнала постоянен и на 4-6 Дб(2-4раза) выше, чем в каналах прямого трафика. АС использует пилотный сигнал для захвата несущей частоты (начальная синхронизация), после чего отслеживает его с точностью до фазы и выделяет опорные колебания необходимые для когерентной обработки сигналов данной БС при приеме.

Измеряя мощность пилот-сигналов БС, АС использует полученные данные для принятия решения об эстафетной передачи (hand-over) а так же первоначальной регулировки мощности передатчика.

2.Синхро канал

Т.к. канал синхронизации жестко связан по тактовой частоте и по сдвигу циклического кода с пилотным  сигналом, то АС получает доступ к синхроинформации только той БС ,на пилотный сигнал которой она настроилась.

Сообщения в синхроканале содержат в себе следующее:

А) Сообщение о точном времени в системе

Б) Значение циклического сдвига короткого кода данной БС

В) Идентификационный номер БС и  MSC

Г) Мощность сигнала в пилотном канале (значение)

Д) Параметры длинного кода

Е) Скорость передачи данных в канале вызова.

3.Канал вызова( пейджинговый канал)

После завершения процедуры синхронизации АС настраивается на канал вызова, получая тем самым доступ к системной инф-ии и командам упр-я.

Если команды упр-я не поступают, то АС переходит в режим ожидания, продолжая прослушивать канал вызова и поддерживая готовность установления соединения.

Принцип территориально – кодового планирования сетей CDMA

Адресный признак БС задается циклическим сдвигом псевдо - случайной кодовой последовательностью(короткий код) период повторения у которой 2¹⁵. Минимально возможный сдвиг в сети CDMA равен 64 битам или 2⁶. Тогда таких сдвигов в сети может быть 2¹⁵/2⁶=2⁹=512 шт.

Назначение циклических сдвигов коротких кодов может быть осуществлено подобно назначению частот в сотовых сетях, т.е. на основе кластерных структур.

Тогда количество кластеров определяется путем деления общего количества абонентов в сети на емкость одной соты(сложение мах числа пользователей по кажд из услуг).

Для территориально – кодового планирования введу дополнительный параметр, определяющий минимальный сдвиг между кодами:

где m и n кол-во сот и секторов в соте одного кластера.

Схема формирования обратного канала доступа в IS95

В обратном канале кодовые последовательности выполняют следующие функции:

Код Уолша(64) - осуществление помехоустойчивого кодирования

Короткий код(2¹⁵-1)- опорной кодовой послед-ю для скремблера при осуществлении OQPSK- модуляции

Длинный код(2⁴²-1) адресной кодовой послед-ю для различения аб-ов на приеме БС, осуществляет прямое расширение спектра.

→ Обеспечивает соединение АС и БС пока АС не настроилась на назначенный ей канал обратного трафика. Процесс выбора канала доступа случаен. АС произвольно выбирает номер канала из диапазона 1-АСС-Chan, где

АСС-Chan-параметр задаваемый БС в пейджинговом канале.

Скорость передачи данных по каналу доступа фиксирована и в IS-95 составляет 4.8 Кбит/сек. Процедура формирования:

Вх данные со скоростью 4.8 Кб/с подвергаются сверточному кодированию со скоростью R=1/3.

2кратное повторение  символов в уст-ве повторения ↑ символьную скорость до 28.8 Кб/с.

Инф-ый сигнал поступает на ортогональный модулятор - осущ-ет доп. помехоустойчивое кодирование исп-я ф-ю Уолша: поток двоичных символов на вх разбивают на пакеты по 6 символов. Каждый такой пакет однозначно определяет число от 0 до 63 в десятичной системе исчисления. На вых орт-го мод-ра каждому ставится в соответствие одна из 64 функций Уолша. В итоге скорость на выходе орт модулятора: 28.8*64/6=307.2кб/с

далее прямое расширение спектра с помощью длинного кода

Все АС исп-т одну и ту же схему формирования сдвига и сумматоров, но с разными начальными состояниями в регистрах сдвига, которые определяются маской генератора длинного кода.

После расширения спектра и преобразования булевых символов(0,1)в двухполярные символы(+1,-1) инф-ый поток поступает в квадратурные каналы базового модулятора, где подвергается скремблированию 2-я короткими ПСП(синфазные и квадратурные составляющие).

Все АС данной соты (сектора) используют один и тот же короткий код, тот же что в пилотном канале данной БС. Однако циклический сдвиг короткого кода фиксирован и одинаков для всех АС. Поскольку в обратном канале применяется  квадратурно-фазовая манипуляция со сдвигом (OQPSK), то в ключе Q-модулятора введем элемент задержки (ЛЗ) на половину длительности одного чипа. В этом случае одновременная смена символов на кажд.из плеч мод-ра не приведет к провалу огибающей, а значит уменьшает требования к линейности динамич.диапазона усилителя мощности.

Манипулированные таким образом сообщения переносятся на несущую частоту (модулируются), усиливаются по мощности , подвергаются полосовой фильтрации и направляются на антенну АС.

Схема формирования прямого канала трафика IS95

IS-95 исп-ся 3 кодовые послед-ти: код Уолша, короткий и длинный коды.

В прямом канале:

 Код Уолша (64) - кодовое разделение на 64 канала CDMA и осуществление прямого расширения спектра инф-го сигнала.

Короткий код (2¹⁵-1) - разделение сигналов БС по величине циклического сдвига(разделение секторов БС)

Длинный код (2⁴²-1)-определяет адресный признак АС.

БС стандарта IS-95 может одновременно передавать сигналы по 64 каналам, что определяется количеством используемых функций Уолша.

Из них: 1 – пилотный(w0);1- синхроканал(w32);1-7(w1-w7) пейджинговых; 55-61(w8-31 и w33-63) для трафика.

 

Сверточный кодер - ↑помехозащищенность канала(исправляет одиночные ошибки)

Устр-во повторения – осущ-ет выравнивание скоростей. Цель выравнивания: ↓уровня внутрисистемных помех обусловленных эффектом многолучевости или сигналами соседних БС.

Перемежитель – инф.символы записываются по мтолбцам(18шт) а считываются по строкам(32). Мах разнос по времени(глубина перемежения)=20мс. Д/исправления групповых ошибок

Далее следует операция скремблирования длинным кодом , представляющая собой М-последовательность

Маска задающая начальное состояние генератора  М-последовательности определяется электронным серийным номером ESN АС.

Формирование длинной послед-ти осуществляется с помощью полинома.

Скремблированные данные мультиплексируются с битами регулировки мощности(PCB) передатчика АС.

определенные биты анных на входе мультиплексора заменяются на РСВ –биты. f следования  РСВ -бит 800 Гц, то заменяется кажд.24 символов послед-ти.

Далее данные скремблируются одной из функций Уолша W8-W31,W33- W63 следующих с чиповой скоростью 1.2288 Мбит/сек (Мчип/сек), в результате каждому символу потока данных сопоставляется

1.2288Мб/с / 19.2кб/с=64 чипа, т.е 1 период соответствующей ф-и Уолша и тем самым осуществляется прямое расширение спектра инф-го сигнала.

Далее результирующий инф-ый поток поступает на преобразователь осуществляющий перевод булевых значений  символов 0,1 в двухполярные : +1,-1

Завершающая стадия –это модуляция. В прямом канале стандарта IS-95 осуществляется QPSK-модуляция  (квадратурно- фазовая )

В данном виде модуляции исходный сигнал скремблируется 2-мя М-последовательностями (короткий код): М-I(синфазная составляющая )и M-Q (квадратурная составляющая ). частота следования 1.2288 Мчип/сек.

Их формирование осуществляется с помощью следующих характеристических полиномов.

короткая М-последовательность одинакова для всех 64 каналов CDMA , используется всеми БС системы IS-95 но с разными циклическими сдвигами. Разница в циклических сдвигах позволяет АС разделять сигналы излучаемые  БС разных сот или секторов, т.е. позволяет идентифицировать номер БС или сектора для различных БС. Сдвиг изменяется с постоянным шагом = 64* Pilot_Inc, где:

Т.о.при мин-м шаге Pilot_Inc=1 доступны 2¹⁵/2⁶=2⁹=512  сдвигов коротких ПСП, т.е. возможно бесконфликтное существование сети состоящей из 512 БС или секторов.

После операции скремблирования коротким кодом информационный сигнал переносится на несущую частоту (т.е. модулируется) и излучается в эфир.

Схема формирования пейджингового канала в IS95

IS-95 исп-ся 3 кодовые послед-ти: код Уолша, короткий и длинный коды.

В прямом канале:

 Код Уолша (64) - кодовое разделение на 64 канала CDMA и осуществление прямого расширения спектра инф-го сигнала.

Короткий код (2¹⁵-1) - разделение сигналов БС по величине циклического сдвига(разделение секторов БС)

Длинный код (2⁴²-1)-определяет адресный признак АС.

БС стандарта IS-95 может одновременно передавать сигналы по 64 каналам, что определяется количеством используемых функций Уолша.

Из них: 1 – пилотный(w0) 1- синхроканал(w32) 1-7(w1-w7) пейджинговых Остальные (55-61)(w8-31 и ц33-63) для трафика.

пейджинг канал

Сверточный кодер - ↑помехозащищенность канала(исправляет одиночные ошибки)

Устр-во повторения – осущ-ет выравнивание скоростей. Цель выравнивания: ↓уровня внутрисистемных помех обусловленных эффектом многолучевости или сигналами соседних БС.

Перемежитель – инф.символы записываются по мтолбцам(18шт) а считываются по строкам(32). Мах разнос по времени(глубина перемежения)=20мс. Д/исправления групповых ошибок

Скремблирование длинным кодом.

Преобразователь – переводит булевые значения в биполярные.

QPSK мод-я – сремблирование коротким кодом(2 составляющих). Затем перенос на несущую частоту.

Сообщения в канале вызова могут быть 4-х типов:

А) Заголовок- он в свою очередь содержит:

- параметры системы (в частности параметры при поиске нового пилот-сигнала)

- параметры доступа (сведения о конфигурации канала доступа)

-граничный список- данные позволяющие ускорить процесс hand-over

- список каналов CDMA (информация о других частотных  полосах)

Б) Пейджинг

Содержит адресованные одной или нескольким АС сообщения о готовности установить соединение

 В)Ордер

Сообщения, касающиеся управления конкретными АС,  в частности блокировки АС в состоянии сбоя, подтверждение регистрации, запрет на осуществление вызова

Г) Назначение каналов

Сообщения указывающие АС номер выделенного канал трафика или сообщения о назначении АС другого канала вызова.

 4.Канал прямого трафика

Служит для передачи речевых сообщений и данных , а так же для передачи служебной упр-ей инф-и. В  свою очередь служебная инф-я м/б 4-х типов:

А) Сообщения управления вызовом

Б) Сообщения управления эстафетной передачей

В) Команды регулирования мощности

Г) Информация обеспечения безопасности связи и аутентификации абонентов

 Обратные каналы: