Trimite o cerere pentru un material
Aceasta este abilitată să emită, nu dacă utilizarea excesivă a CDMA de codificare suplimentare și intercalarea simbolurile? Este posibil să se facă prelucrarea secvențelor de cod care sunt deja transmise prin aer? Teoretic, este posibil, dar numai atunci când toate serviciile au aceleași indicatori de calitate a serviciului (QoS). De fapt, tipurile de informații care trebuie transmise sunt variate (vorbire, mesaje fax, mesaje scurte, multimedia, fluxuri de Internet-date), iar fiecare dintre ele corespund diferiți parametri QoS, viteza, întârzierea admisibilă, etc.
Codarea și intercalare sunt utilizate pentru a îmbunătăți fiabilitatea semnalelor de recepție în ceea ce privește efectele de interferență și decolorare a semnalului dorit.
canal de codificare
Se crede că simbolurile mai redundante introduse în semnal, mai mare baza sa și capacitatea mai mare de corectare a codului. Cu toate acestea, această afirmație este doar parțial adevărat. Linia de jos este faptul că unul dintre principalii indicatori de calitate de transmisie - semnal / zgomot Eb / No (unde Eb - energia semnalului pe bit, Nr - densitate spectrală a zgomotului) - poate fi mărită și fără codificare, numai prin creșterea duratei semnalului. Utilizarea de codificare (și, în consecință, complexitatea echipamentului) este justificată numai în cazurile în care acesta oferă un câștig substanțial în valoarea Eb / No raport.
Rețineți că, pentru natura aleatorie a erorilor de canal (de obicei, cu aditiv de zgomot, cum ar fi „zgomot alb“) interes practic sunt doar câteva zeci de coduri cunoscute. Majoritatea dezvoltatorilor folosesc adesea trei tipuri de coduri. convoluție, Reed-Solomon și turbo coduri.
Combinația de erori multiple corectare scheme de codare permite să ia în considerare diferite condiții de funcționare. Astfel, un cod convoluțional este de obicei folosit pentru a transmite trafic de voce, atunci când probabilitatea de eroare de bit poate fi destul de mare. Atunci când transferul de date, care necesită o fiabilitate mai mare, utilizat așa-numitele coduri concatenate în care din exterior este, de obicei, un cod Reed-Solomon, și interne - convoluție.
Procedura de codificare în CDMA sisteme se realizează în două etape. Solul diferențele de semnal / zgomot raportul Eb / nr offset (această funcție se realizează prin hardware-ul folosind un codificator) diferite tipuri de trafic, iar a doua de viteză sunt coerente (hardware implementate folosind scheme de repetare excepții biți).
Eliminarea diferențelor în raportul semnal / zgomot. In CDMA-codificator poate fi utilizat unul sau două dintre cele patru lanțuri tipice de codare (Fig 1.): codificarea convoluțională, concatenate codare (cod extern Reed-Solomon + + intercalează codul extern un cod convoluțional) și o codificare specială turbo. Primul, așa cum sa menționat deja, este utilizat pentru a codifica semnale vocale, următoarele două - date, iar acestea din urmă, în conformitate cu titlul său, - semnale speciale.
de codificare de vorbire are un număr de caracteristici de bază. În primul rând, este necesar să se prevadă comunicarea interactivă în timp real, în care întârzierea asociată cu prelucrarea informațiilor nu trebuie să depășească valoarea admisă. Așa cum este utilizat în CDMA codec-uri vocale sunt bazate pe diferite versiuni ale CELP algoritm (cod-excitat de predicție liniară), care permite nu numai pentru comprimarea eficientă a semnalului de vorbire, dar, de asemenea, pentru a specifica raportul de codificare de semnal / zgomot atunci când probabilitatea de eroare mai mică de 10 -3.
Spre deosebire de vorbire coders, „surse“ de date, de regulă, nu au propriile lor proceduri de codificare (încorporate). Imunitatea crescută a echipamentului destinat pentru transmiterea acestor informații se realizează la nivelul legăturii (modelul OSI); în care probabilitatea de eroare să fie nu mai mult de 10 -6.
Selectarea unei rate de codificare mai mică decât R = 1/4 dezavantajos deoarece câștigul realizabil efectiv în valoarea semnalului raportul / zgomot este neglijabil, iar decodarea complexitate crește brusc odată cu scăderea ratei de codificare. De exemplu, pentru un cod convoluțional cu K = 9, R = 1/4, în comparație cu codul K = 9, R = 1/2 excesul este de aproximativ 0,5 dB.
Trebuie remarcat faptul că cele două cazuri examinate (transmisia de voce și date cu QoS, determinate pe probabilitatea de eroare de bit 10 -3 și 10 -6) nu epuizează gama de coduri posibile. Uneori, pentru a extinde este nevoie de funcționalitatea interfeței radio pentru a se adapta codurile de clasă specifice unui anumit tip de transmitere a informațiilor, care utilizează coduri speciale. Unul dintre exemplele tipice ale codurilor speciale este necesară o protecție inegală eroare pentru anumite tipuri de codec-uri de vorbire. Alte variante de codificare specială.
Rata de potrivire. Atunci când a eliminat diferențele în ceea ce privește raportul semnal / zgomot pentru diferite tipuri de informații, începe a doua etapă de codificare. Scopul său principal - să asigure o coordonare între transmisia de viteză variabilă a canalelor logice și o viteză fixă la orificiul de intrare de bandă largă CDMA-modulator. În cazul în care fluxurile multiplexate, date aceiași parametri QoS, procedura de aliniere nu este necesară. Este necesar doar atunci când se transmit date cu cerințe de întreținere diferite.
Potrivirea rata poate fi statică sau dinamică, adică trecerea de la un cadru la altul. Coordonarea statică se face rar, in general, atunci când adăugarea sau eliminarea unui canal. Scopul este de a schimba viteza fluxului codificate, astfel încât să fie în măsură să utilizeze mijloace de multiplexare de date standard. Alinierea este implementată folosind două proceduri: n ori repetiție codificate simboluri și excepții periodice ( „străpungere“) a fiecărui simbol j-lea (străpungere). Mai mult, aceste proceduri de negociere vor fi explicate folosind exemple specifice lanțurilor de codare.
Dinamic canal de potrivire multiplexare este realizată după operație și permite potrivirea rata instantanee a capacității grupului canal fizic canal de transport.
În cazul în care cantitatea de informații transmise este prea mare și depășește capacitatea maximă de canal, datele sunt împărțite în blocuri mai mici și operațiuni de codificare și de intercalare sunt efectuate în mod independent, pentru. Această procedură poate fi realizată de asemenea potrivirea ratei.
intercalare
Oricare ar fi coduri de corecție a erorilor sofisticate care nu sunt utilizate în fading canale, ele nu pot garanta fiabilitatea ridicată de recepție. Principalul motiv - o reducere bruscă a abilităților de corecție atunci când o eroare de cod în pachetele de canal. cauzate de interferențe puternice și de fading. Încercările de a crea un cod special capabil să corecteze o astfel de serie de erori au fost făcute mai multe ori (coduri Hagelbargera, foc, etc), dar din cauza enormei complexitatea crește de calcul exponențial cu creșterea lungimii de erori de spargere, ei nu au găsit aplicare practică.
Această situație a fost găsit o soluție destul de neașteptat și simplu: efectuarea unei operațiuni de decodare în două etape permite obține aproape complet scape de zgomot. La primele exploziile de eroare etapa decorrelation ca rezultat ele sunt convertite într-un grup de erori aleatorii (de obicei, o persoană). In al doilea semnal de fază este procesat prin metodele clasice de combatere a erorilor aleatoare (codurile convoluționale, coduri turbo), ceea ce duce la suprimarea completă a acestora.
Pentru a combate fadingul și apariția erorilor de spargere asociate acestora este procedura de intercalare. Acesta constă în rearanjarea secvenței codificate de simboluri înainte de modularea și restaurarea secvenței originale după demodulare. Rearanjarea permite deci sparge în picioare lângă personajele care au fost separate printr-o grămadă de alte simboluri transmise în același bloc de date. Această operație nu introduce redundanță, ci doar modifică ordinea de simboluri sau biți. Cu toate acestea, adâncimea mai mare de intercalare (adică distanța maximă la care caractere învecinate sunt transportate de către secvența de intrare), cu atât mai mare întârziere.
Explicați ideea de exemplu mai multe etape intercalare întrețesere (MIL, Multi-Stage Interliving). Principiul său de lucru este destul de simplu. Sursa secventa de cod de simboluri L este împărțită în blocuri M de N simboluri în fiecare matrice și transformate în dimensiune L = [x m], unde N - numărul de caractere în rânduri și M - numărul de coloane. bloc Operațiunea intercalare este progresiv de înregistrare consecventă a datelor de intrare și citirea informațiilor din coloanele. Ca urmare, în ordinea simbolurilor din secvența de ieșire va fi modificată, cum ar fi rândul k i al matricei va arata. Se vede de la intrarea pe care oricare două simboluri adiacente ale secvenței de intrare vor fi separate în canalul pentru simbolul M-1.
Distanța maximă pe care simbolurile adiacente sunt răspândite (adică adâncimea de intercalare) este definit ca d = TM (unde T - durata simbolului). În cazul în care timpul în care semnalul eșuează, este mai mică adâncimea de intercalare, orice eroare de spargere va fi transformată într-un grup de erori unice M, care sunt ușor eliminate prin codul convoluțional.
În general, selectarea adâncimea de intercalare depinde de doi factori. Pe de o parte, este mai mare distanța dintre simbolurile adiacente, cu atât mai mare lungimea erorii de spargere poate fi corectată. Pe de altă parte, o mai mare adâncimea de intercalare, cu atât mai complicate hardware și software punerea în aplicare a echipamentului și mai mult întârzierea semnalului.
Distinge intercalarea exterior și interior. intercalare interioară se realizează, de obicei, in cadrul unui singur cadru, în afara - într-un interval de câteva cadre (tipic de la 10 la 80 ms).
Catena de codificare
Unicitatea de tehnologie care utilizează canale prin divizarea codului (CDMA) este faptul că fiecare canal logic mapat fizice în mod individual. Astfel, acest canal este diferit de celelalte nu numai pentru funcționalitatea și viteza sa, dar, de asemenea, în funcție de tipul de cod și parametrii săi.
IS-95. Pentru a proteja împotriva erorilor în sistemele de codificare de convoluție este utilizat standardul pentru canalele intercalare. Pe calea de transmisie a stației de bază ( „în jos“ linia) este pus în aplicare trei lanț de codificare (a se vedea tabelul.) Pentru sincronizare (SYNC), un canal de paginare (PCH), principale și auxiliare canalelor de trafic (FCH / SCH). Pe linia de „sus“ (o stație mobilă) utilizează două lanțuri - pentru a accesa canalul (ACH) și canalul de trafic (FCH / SCH). semnal pilot continuu emis nu necesită utilizarea unor coduri suplimentare.
Compoziția fiecărui lanț include un codor convoluțional de codare cu parametrii K = 9, R = 1/2 (stație de bază) și K = 9, R = 1/3 (stație mobilă), un repetor și un bloc de întrepătrundere (20 ms adâncimea intercalarea). Factorul de repetiție pentru diverse configurații ale canalului de trafic este de 2, 4 sau 8. Simbolurile nu sunt repetate la debitul maxim de intrare.
Canalele care utilizează diferite coduri și legi intercalare, au niveluri diferite de putere de la internare, și, prin urmare, diferite probabilități de erori de primire.
Principiile de formare a semnalelor și a parametrilor de codare sync canale, PCH, ACH practic identic cu aplicabile în sistemele bazate pe sistemele IS-95. Principala diferență constă în faptul că rata de transmisie date a canalului de acces ACH de 9.6 sau 4.8 kbit / s (cea mai mică dintre vitezele atribuite de comandă al stației de bază, în cazul deteriorării condițiilor de primire).
Când codifică oricare dintre canalele CDMA (Fig. 2), se formează patru lanț de codificare. Structura lor este determinată de debitul de intrare și poate fi modificat în mod dinamic în funcție de situație interferență și propagare condiții. Fiecare lanț constă din codificare eroare de detectare a codului CRC (6-12 biți), opt biți de coadă (acestea sunt necesare pentru a facilita convoluționale procedurilor de cod de decodare), cod convoluțional cu parametrii K = 9, R = 1/3, repetoare (n = 2, 4, 8), blocul "tăiere", iar întrepătrunderii intra-bit (20 ms).
UTRA / W-CDMA. Pentru o utilizare mai eficientă a CDMA-sistem de canal fizic atunci când transmite informațiile de viteză redusă oferă multiplexare de mai multe fluxuri de date cu rată scăzută pe același canal fizic. Parametrii de codificare pentru toate canalele de transport cu excepția DCH selectat, identic (K = 9, R = 1/2). Pentru canalul dedicat DCH la rata de informații la 32 kbit / s folosind un cod K turbo = 3, R = 1/3.
În W-CDMA adâncime tehnologie intercalare, ales pentru canalele de transport depinde de întârzierea acceptabilă. Specificațiile sunt patru valori: 10 ms (intercalare într-un cadru), 20, 40 și 80 ms.
Parametrii de codificare pentru canalele logice ale sistemului bazat pe IS-95