Стандарт CDMA2000 - IMT2000-MC

В развитие услуг, которые предоставляет стандарт cdmaOne, в стандарте CDMA2000 достигнуты скорости передачи данных в 153,6 и 307,2 кбит/с. Для этого в качестве каналообразующих используют псевдоортогональные коды с коэффициентом расширения спектра
SF = 4. При чиповой скорости В_чип = 1,2288 Мчип/с, SF = 4 и скорости избыточного кодирования R_кода = ½ скорость передачи данных
В_инф = В_чип * R_кода /SF = 153,6 кбит/с при использовании в радиоканале модуляции 2-ФМ и 307,2 кбит/с при модуляции 4-ФМ. Такие каналы в CDMA2000 называют дополнительными (Supplemental Channel)в отличие от низкоскоростных (В_инф = 10,6; 14,4 кбит/с), которые называют фундаментальными. Длина передаваемых информационных кадров составляет 20 или 5 мс на фундаментальных каналах и 20, 40 или 80 мс на дополнительных.

Дальнейшее увеличение скорости передачи предполагает использование 3 параллельных каналов на соседних несущих для передачи информации вниз (BS Þ MS). Такое расширение спектра называют 3х в отличие от традиционной передачи в одном канале 1х (рис.5.43). В обратном канале (MS Þ BS) передачу осуществляют на одной несущей, но с увеличением в 3 раза чиповой скорости до 3,68 Мчип/с. Однако на практике каналы вверх и вниз, скорей всего, будут асимметричными, и при выделении 3 несущих для передачи вниз будет достаточно одной на линии вверх. При эффективной полосе сигнала в одном канале 1,25 МГц в режиме 3х эффективная полоса сигнала составляет 3,75 МГц, а суммарная ширина канала с защитными полосами 4,275 МГц.

Дальнейшее увеличение скорости передачи “вниз” предполагает использование 6 (6х), 9 (9х) и 12 (12х) несущих, что и составляет суть технологии MC – Multi Carrier.

Для передачи пакетного трафика в стандарте CDMA2000 реализуют весьма перспективную технологию 1хEV-DO (Evolution Data Only). Для пакетной передачи данных выделяют один канал полосой 1,25 МГц, в котором передают данные с коммутацией пакетов. При этом трафик асимметричен и скорость передачи вниз значительно превосходит скорость передачи вверх.

На линии вниз отказываются от кодового разделения каналов, передаваемых одной базовой станцией, заменяя его разделением во времени. На трассе вниз формируют кадр длиной 26,67 мс (длительность короткого скремблирующего кода, закрывающего BS), разделенный на 16 временных интервалов (Time Slot – TS) по 1,67 мс (рис.5.44). Передачу информации ведут с чиповой скоростью
1,2288 Мчип/с, сжатия сигнала, характерного для систем с кодовым разделением каналов, не производят, а для повышения надежности передачи применяют мощное избыточное кодирование (R_кода до 1/5). Кроме того, отсутствует постоянная передача пилотного канала и канала системной информации (синхронизации), так что полную мощность передатчика BS используют для передачи трафика. В направлении вверх кодовое разделение каналов сохранено.

ВНИЗ

ВВЕРХ

Х 3х

Рис.5.43. Расширение спектра в стандарте CDMA2000

Кадр, 32768 чипов, 26,67 мс

TS (таймслот), 2048 чипов, 1,67 мс

1024 чипа

1024 чипа

½ TS, 1024 чипа, 0,835 мс

Рис.5.44. Структура кадра и временного интервала прямого канала

Передачу ведут короткими пакетами, длиной от 1 до 16 TS. Каждый пакет разбит на 2 половины (рис.5.44), где кроме закодированных данных (800 чипов) передают управляющую информацию уровня МАС (Medium Access Control), а посередине находится врезка пилотного сигнала.

В табл. 5.10 приведены возможные варианты скоростей передачи данных и другие характеристики 1хEV-DO. Максимальная скорость передачи достигнута при использовании на трассе модуляции 16-КАМ.

Таблица 5.10

Конечно, повышение скорости передачи возможно при улучшении требуемого отношения сигнал/помеха в приемнике MS от 2,5 дБ при
В = 38,4 кбит/с до 10,5 дБ при В = 2457,6 кбит/с. Так как характеристики радиолинии подвержены случайным изменениям, для эффективной работы 1хEV-DO используют адаптивное изменение скорости передачи по командам с MS. Каждая активная MS отслеживает изменение отношения сигнал/помеха на входе приемника и регулярно посылает на BS информацию о допустимой скорости передачи “вниз” по ее каналу. Система производит сброс информации в первую очередь тем абонентам, у которых в данный момент наилучшие условия приема.

Для организации передачи в системе используют специальный планировщик, поддерживающий пропорционально справедливый алгоритм планирования. Как было сказано, для каждого TS выбирают пользователя для передачи с максимальным приоритетом. При этом:

- выдерживают примерно одинаковое время передачи для всех пользователей (или определяют его в соответствии с приоритетами пользователей);

- среднее значение скорости передачи данных для каждого пользователя пропорционально усредненному качеству его радиоканала;

- обеспечивается близкая к оптимальной суммарная пользовательская нагрузка на сектор;

- пользователей по возможности обслуживают на максимальных скоростях, достижимых в их радиоканалах.

Новая версия спецификаций CDMA2000 1xEV-DO Revision A предусматривает организацию высокоскоростной пакетной передачи вверх со скоростями в пакете от десятков кбит/с до 1,8432 Мбит/с.