Організація каналів у системах стандарту IS-95

Для організації дуплексного зв'язку у стандарті CDMA використовуються два піддіапазони частот: 869-894 МГц для передачі інформації від БС до АС (прямі канали) і 824-849 МГц – від АС до БС (зворотні канали). Для організації дуплексного зв'язку в зазначених піддіапазонах виділяється по одній несучій (частотні канали шириною 1,25 МГц). У кожному з напрямків передача інформації всіх абонентів здійснюється водночас на одній несучій.

У системах стандарту IS-95 розрізняють фізичні й логічні канали.

Фізичні канали характеризуються несучою частотою (частотним каналом) і кодовою послідовністю (кодовим каналом – каналом CDMA).

Логічні канали визначаються своїм призначенням і поділяються на інформаційні канали (канали трафіка) і канали управління. Канали трафіка забезпечують передачу мовної інформації і даних, а також сигналів управління (сигналізації) між БС і АС. У системі передбачено чотири швидкості передачі інформації: 9,6; 4,8; 2,4; 1,2 кбіт/с (1; 1/2; 1/4 і 1/8). Режим роботи зі змінною швидкістю не є обов'язковим. До каналів управління належать пілотний канал, канал синхронізації, канал персонального виклику (пейджинговий канал) і канал доступу. В системі IS-95 передача сигналів управління (сигналізація) здійснюється шляхом заміщення всього або частини пакета мови (даних). До сигналізації належить і канал управління потужністю АС.

Структура дуплексного радіоканалу для обох напрямків зв'язку показана на рис. 5.6. Всі канали напрямку «вниз» (прямі канали) розміщені на одній несучій, канали напрямку “вверх” (зворотні канали) – на іншій.

У прямому каналі реалізований синхронний варіант кодового поділу каналів.

Пілотний канал призначений для початкової (тактової) синхронізації АС. Потужність сигналу в пілотному каналі зазвичай на 4...6 дБ перевищує потужність сигналу в каналі трафіка, що забезпечує високу надійність процесу синхронізації. Пілотному каналу відведена нульова функція Уолша W₀, тобто послідовність з одних нулів (поданих у вигляді «-1»). Інформаційні дані за пілотним каналом не передаються. АС використовує пілот-сигнал для захоплення несучої частоти, після чого оцінює його фазу і виділяє опорне коливання, необхідне для когерентної обробки сигналів БС під час прийняття. Вимірюючи потужність пілот-сигналів базових станцій, абонентська станція може використовувати отримані дані під час естафетної передачі, а також під час регулювання потужності передавача.

Канал синхронізації (32-я функція Уолша) забезпечує ідентифікацію БС, визначення рівня випромінювання пілот-сигналу, а також для кадрової синхронізації.

a)

б)

Рисунок 5.6 – Структура дуплексного радіоканалу:

а) прямий канал зв'язку; б) зворотний канал зв'язку

Канали синхронізації всіх БС використовують єдину функцію Уолша і забезпечують синхронізацію абонентських станцій з мережею. Швидкість передачі даних каналом синхронізації становить 1200 біт/с, а довжина кадру дорівнює періоду повторення короткого коду (26,66 мс). Оскільки канал синхронізації жорстко зв'язаний за тактовою частотою та за зрушенням циклічного коду з пілотним каналом, АС отримує доступ до синхроінформації тієї БС, на пілотний канал якої вона налаштована.

Повідомлення каналу синхронізації містить дані про точний час у системі, циклічний зсув короткого коду даної БС, інформацію ідентифікації БС і АС, потужність сигналу в пілотному каналі, параметри довгого коду, швидкість передачі даних у каналі персонального виклику.

Канал виклику використовується для виклику АС. Після прийому сигналу виклику АС передає на БС сигнал підтвердження, після чого каналом виклику на АС передається інформація про встановлення з'єднання і призначення їй каналу зв'язку. Швидкість передачі по каналу виклику становить 4,8 або 9,6 кбіт/с.

Канал трафіка призначений для передачі мовної інформації і даних, а також інформації сигналізації від БС до АС. Дані в прямому каналі групуються в пакети (кадри) тривалістю 20 мс. Швидкість передачі каналом трафіка може становити 9,6; 4,8; 2,4; 1,2 кбіт/с. Ці швидкості передбачені режимом RS1. У режимі RS2 підтримується швидкість до 14 кбіт/с. Значення швидкості передачі вибирається залежно від мовної активності абонента.

У прямому каналі трафіка організований безперервний підканал управління потужністю шляхом заміщення декількох біт мовних даних зі швидкістю 800 біт/с

(1 біт на кожні 1,25 мс). Передача «0» означає, що на АС необхідно збільшити рівень середньої вихідної потужності на 1 дБ, а передача «1» – зменшити на 1 дБ.

У зворотному каналі зв'язку реалізований асинхронний варіант кодового поділу в комбінації з некогерентним прийомом сигналів від БС. Завдяки цьому відпадає необхідність у пілотному каналі і каналі синхронізації. Внаслідок цього на АС використовуються лише два логічних канали: канал доступу і канал зворотного трафіку.

Канал доступу забезпечує з'єднання АС з БС на час, поки АС не настроїться на призначений їй канал зворотного трафіку. Процес вибору каналу доступу випадковий. Швидкість передачі даних каналом доступу становить 4,8 кбіт/с.

Канал зворотного трафіка забезпечує передачу мовної інформації і даних абонента, а також управляючої інформаці БС, коли АС зайняла виділений фізичний канал. Підтримуються швидкості передачі 9,6; 4,8; 2,4; 1,2 кбіт/с.