CDMA kódolás és interleaving hálózati

Küldj egy kérés egy anyag

Ez felhatalmazták, nem az, hogy a túlzott használata CDMA további kódolás és beillesztés a szimbólumokat? Lehetséges, hogy nem a feldolgozás a kód szekvenciák, amelyek már sugározza ki? Elméletileg ez lehetséges, de csak akkor, ha minden szolgáltatást az azonos minőségi mutatói Service (QoS). Tény, hogy milyen jellegű információkat kell továbbítani változatosak (beszéd, fax üzenetek, szöveges üzenetek, multimédia, internet-adatfolyamok), és mindegyik felelnek meg a különböző QoS paramétereket, a sebesség, a megengedett késés, stb

Kódolás és interleaving javítására használják megbízhatóságának vételi jelek szempontjából zavaró hatások és gyengült a kívánt jel.

csatorna kódolás

Úgy tartják, hogy minél több felesleges szimbólumokat be a jel, annál nagyobb a bázis és a magasabb korrigáló képességét a kódot. Ez az állítás azonban csak részben igaz. A lényeg az, hogy az egyik fő szállítási minőségi mutatók - jel / zaj viszony, Eb / No (ahol Eb - jel energia per bit, No. - zaj spektrális sűrűség) - növelhető, és nem a kódolás, csak növeli az időtartama a jel. Használata kódolás (és ennek következtében a bonyolultsága a berendezés) csak akkor indokolt olyan esetekben, amikor egy jelentős nyereség értéke Eb / No arány.

Megjegyezzük, hogy a véletlenszerű jellege a csatorna hibák (tipikusan additív zaj, mint a „fehér zaj”) gyakorlati érdeklődés csak néhány tíz ismert kódokat. A legtöbb fejlesztő gyakran háromféle kódokat. konvolúció, Reed-Solomon és turbó kódokat.

A kombináció több hibajavító kódolási rendszerek lehetővé, hogy vegye figyelembe a különböző üzemi körülmények között. Így konvolúciókód általában használják a hang továbbítására a forgalom, amikor a bithiba valószínűség lehet elég nagy. Amikor adatokat, melyekhez nagyobb megbízhatóság, használt úgynevezett összefűzött kódok, amelyek a külső általában egy Reed-Solomon-kód, és a belső - konvolúció.

A kódolási eljárás CDMA-rendszerek két lépésben végezzük. A föld offset különbségek a jel / zaj viszony, Eb / No (ez a funkció valósul meg a hardver segítségével jeladó) a különböző típusú forgalom, és a második sebesség konzisztensek (hardware megvalósítható ismétlés rendszerek kivételek bit).

Kiküszöbölése különbség a jel / zaj viszony. A CDMA-jeladó lehet használni egy vagy két a négy tipikus kódolási láncok (1. ábra): a konvolúciós kódolás, összefűzött kódolási (Reed-Solomon külső kódot + + összeszövő a külső konvolúciós kódot), és egy speciális turbó kódolást. Az első, mint már említettük, kódolásához beszédjelekből, a következő két - adatokat, az utóbbi szerint a címe, - speciális jeleket.

beszéd kódolás számos alapvető jellemzői. Először is, meg kell, hogy interaktív kommunikációt valós időben, amelyben a késedelem kapcsolódó információk feldolgozása nem haladhatja meg a megengedett értéket. Kifejezés a CDMA beszéd kodekek alapuló különböző változatai az algoritmus CELP (celp), ami nem csak azt teszi lehetővé a hatékony tömörítési a beszéd jel, hanem a kódolást aránya jel / zaj, ha a hiba valószínűsége kisebb, mint 10 -3.

Ellentétben beszéd kódolók, a „források” az adatok, mint a szabály, nem kell saját (beágyazott) kódolási eljárások. Fokozott immunitás a berendezés szánt továbbítására ilyen információ elért kapcsolat réteg (OSI modell); ahol a hiba valószínűsége, hogy nem lehet több, mint 10 -6.

Kiválasztása egy kódolási sebesség kisebb, mint az R = 1/4 hátrányos, mivel a tényleges elérhető nyereség az arány értéke a jel / zaj elhanyagolható, és a dekódoló összetettségét növekedésével meredeken csökken a kódolási sebességet. Például, egy konvolúciós kódot K = 9, R = 1/4, míg a kód K = 9, R = 1/2 a felesleg körülbelül 0,5 dB.

Meg kell jegyezni, hogy a két vizsgált ügyek (hang- és adatátvitel QoS, meghatározva a bithiba valószínűsége 10 -3 és 10 -6) nem meríti ki a lehetséges kódok. Néha, hogy kiterjeszti a funkcionalitást a rádiós interfész szükséges ahhoz, hogy az adott osztály kódokat egy adott típusú információ átvitel használatát speciális kódokat. Az egyik tipikus példája a speciális kódok egyenetlen hiba védelme szükséges bizonyos típusú beszéd kodekek. Más változatai speciális kódolás.

Arányegyezési. Amikor megszűnt különbségeket a jel / zaj arány a különböző információk, akkor kezdődik a második szakasz a kódolás. Fő célja - hogy a koordináció a változtatható sebességű továbbítására logikai csatornák és egy fix sebességet a bemeneti szélessávú CDMA-modulátor. Ha a multiplexeit áramokat, melyeket ugyanaz a QoS-paramétereket, igazítás eljárás nem szükséges. Ez csak akkor szükséges, ha adatokat különböző karbantartási követelmények.

Az arány megfelelő lehet statikus vagy dinamikus, azaz a változó kockáról kockára. Statikus koordináció történik ritkán, általában akkor, amikor hozzáadásával vagy eltávolításával egy csatornát. A cél az, hogy változik a sebesség a kódolt adatfolyam úgy, hogy képes legyen használni szabványos adatmultiplexelő eszközökkel. Alignment alkalmazásával hajtják végre két eljárást: n-szeres ismétlés kódolt szimbólumok és időszakos kivételeket ( „szúrja”) az egyes j-edik szimbólum (átszúrás). Továbbá, ezek a egyeztetési eljárásra magyarázzuk specifikus példák kódolás lánc.

Dinamikus megfelelő csatorna multiplexelő után végezzük a műveletet, és lehetővé teszi, hogy a pillanatnyi sebesség megfelelő a szállítási csatorna csoport kapacitás fizikai csatornán.

Ha az összeg a továbbított információ túl nagy, és meghaladja a maximális csatorna kapacitása, az adatok kisebb blokkokra osztják fel és kódolási és összeszövést hajt végre műveletet önállóan. Ez az eljárás is végrehajtható, hogy arányegyezési.

interleavelő

Bármi fejlett hibajavító kódot nem használják a gyengülő csatornák, nem tudják biztosítani a nagy megbízhatóságú vétel. Ennek fő oka - egy éles csökkenése korrekciós képességét, amikor a kód hiba a csatorna csomagokat. által okozott erős interferencia és gyengült. Megpróbál létrehozni egy speciális kódot korrigálni tudnak egy ilyen sorozat hibák fordultak elő többször (Hagelbargera kódok, tűz, stb), hanem azért, mert a hatalmas számítási komplexitás növekedésével exponenciálisan növekvő hosszának burst hibák, még nem találták gyakorlati alkalmazása.

Ezt a helyzetet talált meglehetősen váratlan és egyszerű megoldás: teljesítő dekódolási műveletet két szakaszban lehetővé teszi szinte teljesen megszabadulni a zaj. Az első szakaszban a dekorreláció hibát robban eredményeként amelyhez alakítható csoport a véletlenszerű (általában egyetlen) hibák. A második fázisban jelet feldolgozza a klasszikus módszerek elleni a véletlenszerű hibák (konvolúciós kódok, turbó kódokat), ami a teljes elnyomása.

A harcot a fading és a előfordulása tört hibák velük kapcsolatos az interleaving eljárás. Ez abban áll, átrendeződés a kódolt szimbólumok sorozatát előtt moduláló és helyreállítása az eredeti szekvencia után demoduláció. Átrendezése így lehetővé teszi, összetör mellette álló karakterek voltak elválasztva egy csomó más továbbított szimbólumok ugyanabban az adatblokk. Ez a művelet nem vezet a redundanciát, de csak sorrendjét megváltoztatjuk szimbólumok vagy bit. Azonban a nagyobb interleaving mélységet (azaz a maximális távolság, ahol a szomszédos karakterek által hordozott bemeneti sorozat), annál nagyobb a késleltetés.

Magyarázza az ötlet a példa többlépcsős interleavelő beillesztő (MIL, Multi-Stage Interliving). A működési elve igen egyszerű. Forrás kód sorozatával L szimbólumok feloszthatjuk M blokkok N szimbólumok az egyes mátrixokban, és alakítjuk át a mérete L = [NxM], ahol N - a karakterek száma sorokban, és M - az oszlopok száma. Működés blokk besorolást konzisztens progresszív felvételi a bemenő adatok és az olvasás az adatokat az oszlopokat. Ennek eredményeként a következő sorrendben szimbólumok kimeneti szekvenciájában fog változni, mint a K-i sorban a mátrix fog nézni. Ez látható a belépési, hogy bármely két szomszédos szimbólum a bemeneti szekvencia lehet elválasztani, hogy a csatorna M-1 szimbólum.

A maximális távolság, amellyel a szomszédos szimbólumokat elterjedt (azaz az interleaving mélység) úgy definiáljuk, mint d = TM (ahol a T - szimbólum időtartam). Ha az idő, amely alatt a jel nem sikerül, a kisebb a mélysége interleaving, bármely burst hibát fog alakítható csoport M egyetlen hibák, amelyek könnyen kiküszöbölhető a konvolúciós kódot.

Általánosságban, a kiválasztás a interleaving mélység következő két tényező függvénye. Egyrészt, a nagyobb a távolság a szomszédos szimbólumok, annál nagyobb a hossza a burst hiba korrigálható. Másrészt, a nagyobb mélységben interliveiésére, annál bonyolultabb hardver és szoftver megvalósítása a berendezések és több jel késése.

Különbséget a külső és a belső összeszövést. Belső összeszövést általában végzik belül egy keretben, ezen kívül - egy intervallumon belül a több keretének (tipikusan 10 és 80 ms).

A kódoló lánc

Egyediségét technológia felhasználásával kódosztásos csatorna (CDMA), hogy minden logikai csatorna térképezni, hogy a fizikai külön-külön. Így ez a csatorna a többitől eltérően nem csak a funkcionalitás és a sebesség, hanem a típus kódját és paramétereit.

IS-95. Ahhoz, hogy megvédje a hibák ellen a rendszerek a standard konvolúciós kódolást alkalmazunk, hogy közös csatornát interleaving. A átviteli útvonal a bázisállomás ( „le” vonal) valósul három kódoló lánc (lásd a táblázatot.) A szinkron (SYNC), egy személyhívó csatorna (PCH), a fő és kiegészítő forgalmi csatornát (FCH / SCH). A vonal „up” (mobil állomás) használ két lánc - eléréséhez csatorna (ACH) és forgalmi csatornát (FCH / SCH). Folyamatosan kibocsátott pilot jel nem követeli meg a további kódokat.

A készítmény egyes láncok tartalmaz egy kódoló konvolúciós kódoló paraméterekkel K = 9, R = 1/2 (bázisállomás), és K = 9, R = 1/3 (mobil állomás) egy átjátszó és blokk-összefésülő egység (20 ms interleaving mélység). Az ismétlési faktor különböző konfigurációk a forgalmi csatorna 2, 4 vagy 8. A szimbólumok nem ismételjük meg maximális bemeneti áramlási sebességgel.

Csatornákat, amelyek különböző kódok és törvények besorolást, különböző teljesítmény szinteken felvételi, és így különböző valószínűségeket vételi hibák.

Alapelvei képződése jelek és kódolási paramétereket SYNC csatornák, PCH, ACH gyakorlatilag azonos a alkalmazandó alapuló rendszerek IS-95 rendszerekben. A fő különbség az, hogy az ACH hozzáférési csatorna adatsebesség 9,6 vagy 4,8 kbit / s (vagyis az alacsonyabb sebesség által kijelölt bázisállomás parancs esetén romlása a befogadási feltételek).

Amikor bármelyikét kódoló CDMA-csatornát (ábra. 2) vannak kialakítva négy kódolási lánc. Ezek szerkezete határozza meg a bemeneti áramlási sebességet és lehet dinamikusan változik attól függően, hogy az interferencia helyzetet és terjedési körülmények között. Mindegyik lánc áll kódoló a hibajavító kódot CRC (6-12 bit), nyolc záróbitet (azok szükségesek, hogy megkönnyítsék a konvolúciós kódot dekódolás eljárások), konvolúciós kód paraméterekkel K = 9, R = 1/3, jelismétlők (n = 2, 4, 8), blokk "vágás", és az intra-bitbeillesztő (20 ms).

UTRA / W-CDMA. Hatékonyabb felhasználása a fizikai csatorna CDMA-rendszer adáskor a kis sebességű információt nyújt multiplexeiését több alacsony sebesség adatfolyamok ugyanazon a fizikai csatornán. kódolási paramétereket összes szállítási csatorna, kivéve a választott DCH, azonos (K = 9, R = 1/2). A dedikált csatorna DCH az információkat sebességgel, hogy 32 kbit / s segítségével turbó kód K = 3, R = 1/3.

A W-CDMA technológia interleaving mélység megválasztott szállítási csatornák függ elfogadható késés. A műszaki adatok négy érték: 10 ms (interleaving egy kereten belül), 20, 40 és 80 ms.

Kódolási paramétereket a logikai csatornák a rendszer alapján az IS-95