ARUBA INSTANT WI-FI: ПРОСТІ, ПОТУЖНІ, ДОСТУПНІ
Перш за все - кілька слів про «походження» стандарту IS-95 (комерційна назва cdmaOne).
З повної назви стандарту TIA / EIA / IS-95 видно, що в його розгляді брав також участь Альянс представників електронної промисловості EIA (Electronic Industies Alliance), який об'єднує сім великих організацій США.
Спочатку система зв'язку cdmaOne була призначена для роботи в діапазонах частот 824-849 МГц (лінія «вгору») і 869-894 МГц (лінія «вниз») з дуплексним розносом 45 МГц. Загальна смуга частот, яку займає в ефірі, - 1,25 МГц. Основні технічні параметри обладнання мереж CDMA визначені в ряді стандартів (IS-95, IS-96, IS-97, IS-98 і IS-99).
Передача мови і даних за стандартом IS-95 здійснюється кадрами тривалістю 20 мс. При цьому швидкість передачі в межах сеансу зв'язку може змінюватися від 1,2 до 9,6 кбіт / с, але протягом одного кадру вона залишається незмінною. Якщо кількість помилок в кадрі перевищує допустиму норму, то спотворений кадр видаляється.
У IS-95 допускається використання декількох типів мовних кодеків: CELP (8 кбіт / с), QCELP (13 кбіт / с) або EVRC (8 кбіт / с). Типові значення оцінки якості за шкалою MOS для алгоритму CELP становить 3,7 бала (9600 біт / с) і 3,0 бала (4800 біт / с). Вноситься алгоритмом CELP затримка не перевищує 30 мс. Якість передачі мови в Вокодер QCELP (Qualcomm CELP) дуже близько до якості передачі по провідних лініях (4,02 бала).
Схема формування сигналів для стандарту IS-95
Специфікації IS-95 в частині формування сигналів (див. Схему) передбачають використання методу прямого розширення спектра (DS-CDMA) на основі ансамблю з 64 ортогональних функцій Уолша, який будується за допомогою матриці Адамара. При цьому можуть застосовуватися три групи кодів: коди Уолша, короткі і довгі коди. Всі вони є загальними для базових і мобільних станцій, проте реалізують різні функції (табл.1).
Таблиця 1. Параметри кодових послідовностей, що використовуються в стандарті IS-95
Примітка. Н / п - не застосовується.
Сигнали різних каналів взаємно ортогональні, що гарантує відсутність взаємних перешкод між ними на одній базовій станції. Внутрішньосистемні перешкоди в основному виникають від передавачів інших базових станцій, що працюють на тій же частоті, але з іншим циклічним зрушенням.
Випромінювання пілот-сигналу (PI) відбувається безперервно. Для його передачі використовують нульову функцію Уолша (W0), т. Е. Код типу «все нулі». Зазвичай на пілот-сигналі випромінюється близько 20% загальної потужності, що дозволяє мобільної станції забезпечити точність виділення несучої частоти і здійснити когерентний прийом сигналів.
У сінхроканале (SYNC) вхідний потік зі швидкістю 1,2 кбіт / c перекодируется в потік, що передається зі швидкістю 4,8 кбіт / c. Сінхросообщеніе містить технологічну інформацію, необхідну для встановлення початкової синхронізації на мобільної станції: дані про точне системному часу, про швидкість передачі в каналі PCH, про параметри короткого і довгого коду. Швидкість передачі в сінхроканале нижче, ніж у викличної (PCH) або каналі трафіку (TCH), завдяки чому підвищується надійність його роботи. По завершенні процедури синхронізації мобільна станція налаштовується на канал виклику PCH і постійно контролює його.
При передачі сигналу від базової станції використовується сверточное кодування зі швидкістю R = 1/2 і кодовою обмеженням K = 9 (див. Табл. 2). Для боротьби з завмираннями в стандарті IS-95 передбачено по блоках перемежение символів, що дозволяє декорреліровать пакети помилок. Швидкість передачі по каналу TCH може змінюватися від 1,2 до 9,6 кбіт / с, що дозволяє гнучко адаптувати трафік до умов поширення радіохвиль. Для прийому сигналів використовується RAKE-приймач, що має кілька каналів для їх паралельної обробки.
Сигнали в мобільної станції формуються трохи інакше, ніж у базовій. Для неї передбачено два типи інформаційного обміну: доступ (ACH) і трафік (TCH). Кодування сигналу здійснюється сверточних кодеком з кодовою швидкістю R = 1/3, в результаті швидкість в інформаційному каналі збільшується до 28,8 кбіт / с (див. Табл. 2). Інша відмінність полягає в тому, що мобільна станція не випромінює пілот-сигналу. Тому базові станції CDMA здійснюють некогерентного обробку сигналів, а стійкість забезпечується в основному за рахунок просторового рознесення.
У кодеках мобільних станцій теж застосовуються ортогональні коди Уолша, але не для ущільнення каналів (як на базовій станції), а для підвищення завадостійкості. З цією метою вхідний потік даних зі швидкістю 28,8 кбіт / с розбивається на пакети по 6 біт, і кожному з них однозначно ставиться у відповідність одна з 64 послідовностей Уолша. В результаті швидкість кодованого потоку на вході модулятора зростає до 307,2 кбіт / с.
Число абонентів в системі CDMA залежить від рівня взаємних перешкод. Узгоджені фільтри базових станцій вельми чутливі до ефекту «ближній-дальній». Чим вище точність управління потужністю, тим нижче рівень взаємних перешкод. У стандарті IS-95 регулювання потужності мобільної станції здійснюється в динамічному діапазоні 84 дБ з кроком 1 дБ. Біти управління потужністю передаються по каналу трафіку зі швидкістю 800 біт / с (див. Схему). Роздільна обробка багатопроменевих сигналів з подальшим їх складанням забезпечує необхідне відношення сигнал / шум в 6-7 дБ. Застосування декількох паралельно працюючих каналів при роздільній обробці променів дозволяє здійснити «м'який» режим перемикання мобільної станції при переході абонента з однієї соти в іншу.
Еволюція стандарту IS-95
Одне з важливих вимог, що пред'являються до систем другого покоління, - гнучкість технології та можливість її поступового розвитку, що проходить без кардинальної зміни існуючої інфраструктури мереж.
Сучасні мережі, що базуються на стандарті IS-95, забезпечують передачу сигналу зі швидкістю 9,6 кбіт / с (з кодуванням) і 14,4 кбіт / с (без кодування), тоді як вихідні специфікації cdmaOne припускали швидкість передачі 8 кбіт / с, 13 кбіт / с і 8 кбіт / с EVRC (Enhanced Variable Rate Vocoder). В даний час повсюдно застосовується версія стандарту IS-95A.
Версія IS-95B заснована на об'єднанні кількох каналів CDMA, організованих в прямому напрямку (від базової станції до мобільного). Швидкість може збільшуватися до 28,8 кбіт / с (при об'єднанні двох каналів по 14,4 кбіт / с) або до 115,2 кбіт / с (8 каналів по 14,4 кбіт / с). Мережі на основі IS-95B зможуть забезпечувати доступ в Internet до появи систем третього покоління. Однак для того, щоб надавати послуги пакетної передачі, контролер базової станції потрібно дооснастити маршрутизатором. У специфікаціях цього стандарту передбачено якісне поліпшення характеристик обслуговування за рахунок зниження втрат при переході абонента від однієї базової станції до іншої, а також підвищення точності контролю потужності до 0,25 дБ, організація каналів пріоритетного доступу і інші удосконалення.
В даний час розробляється нова модифікація IS-95-HDR (High Data Rate), яка покликана розширити можливості високошвидкісної передачі даних. У прямому каналі передачі, що підтримує цей стандарт, передбачається підвищення швидкості до 1 Мбіт / с і навіть більше. У зворотному каналі швидкість в порівнянні з IS-95С не змінюється. Можливості, які надасть IS-95-HDR, в першу чергу орієнтовані на спільну роботу з мережами передачі даних, що мають асиметричний трафік.
* Чиповая швидкість (від англ. Chip rate) визначається як швидкість проходження символів сигналу з розширеним спектром (шумоподобного сигналу). Зазвичай вимірюється в Мчип / с, що еквівалентно англійською абревіатурою Mcps (megachip per second).
Поділіться матеріалом з колегами і друзями