Частотно-временное разделение каналов

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

В цифровых стандартах второго поколения D-AMPS, GSM и РDС находит применение комбинация частотного и временного разделения FDMA/TDMA, в рамках которой каждый частотный канал разбивается на временные слоты. При этом каждому абонентскому каналу выделяется лишь часть и частотного, и временного ресурсов.

Рисунок6.4 - Комбинация частотного и временного

разделения FDMA/TDMA (в)

Из(рис. 6.4, в) видно, что суммарный системный ресурс "нарезается" не на полоски, а на прямоугольники, оба размера которых меньше максимально возможных. Расчет, аналогичный для FDMA и ТDМА, показывает, что их комбинация не может дать какого-либо теоретического выигрыша в числе каналов при фиксированном ресурсе, поскольку последний жестко лимитирует число ортогональных сигналов. Основания для практического использования сочетания FDMA/TDMA в большей мере связаны с технологической политикой отдельных производителей, нежели с какими-либо потенциальными преимуществами.

Кодовое разделение каналов

Кодовое разделение каналов CDMA – Code Division Multiple Access (множественный доступ с кодовым разделением) – это технология, отличающаяся от доступа с частотным разделением и доступа с временным разделением [2,3]. Она не использует для разделения доступа ни частоты, ни времени. Упрощенная структурная схема системы CDMA приведена на рис. 6.5.

Рисунок 6.5 - Упрощенная структурная схема системы с

кодовым разделением каналов

Каждый входной цифровой сигнал складывается (модулируется) с отдельной несущей, в качестве которой выступает псевдослучайная последовательность (ПСП). Она передается со скоростью большей, чем скорость исходного сигнала. Полученные сигналы объединяются в единый поток. При этом полоса частот, используемая в радиоканале, гораздо шире, чем полоса исходного сигнала. Этот процесс получил название расширение спектра (spreading spectrum) [3]. Псевдослучайные последовательности выбираются таким образом, чтобы на приемном конце их можно было разделить (отфильтровать) и отделить сигнал от своей псевдослучайной последовательности. Передача единого объединенного потока осуществляется в одной полосе частот с помощью одного из видов фазовой манипуляции. Поэтому системы, основанные на CDMA, не требуют разделения полосы частот на отдельные каналы, что в свою очередь облегчает процесс хэндовера (переход из одной соты в другую).

Псевдослучайные последовательности должны иметь нулевую корреляцию, т.е. быть взаимно независимыми.

В основе такого способа разделения лежит ориентация на широкополосную идеологию построения системы передачи, предусматривающую сознательное и многократное расширение полосы передаваемого сообщения по сравнению с той, которая характерна для традиционных узкополосных систем. Искусственное расширение спектра в подобных системах реализуется одним из двух основных способов:

- прямое расширение – direct sequence spread spectrum (DSSS);

- скачкообразное изменение несущей частоты – frequency hop spread spectrum (FHSS).

В первом варианте информационное сообщение манипулирует ПСП, состоящую из элементов (чипов) длительности T_C, причем длительность чипа многократно (в N раз) меньше длительности T_Б передаваемого информационного бита или символа:

, .

Величина N непосредственно характеризует степень расширения полосы по сравнению с полосой первичного сообщения и потому называется коэффициентом расширения спектра.

Такая манипуляция ПСП c(t) передается потоком данных D(t) обычно реализуется их простым перемножением.

Рисунок 6.6 – Процедура прямого расширения спектра для двоичной передачи и бинарной ПСП

Как видно из рис.6.6, информационная последовательность D(t) перемножается с ПСП c(t) и результатом этого перемножения является сигнал (самый нижний). Затем такой сигнал подается на модулятор. Процедура прямого расширения спектра не ухудшает помехоустойчивости двоичной передачи в гауссовском канале, оставляя противоположными сигналы, отвечающие значениям 0 и 1 передаваемого бита.

При использовании второго способа расширения спектра каждый символ информационного сообщения должен передаваться с помощью набора дискретных частот, задаваемого определенной последовательностью. В существующих (IS-95) и разрабатываемых системахCDMA преимущественно применяется прямое расширение спектра, реализуемое либо в синхронном, либо в асинхронном варианте. Первая может быть применена тогда, когда есть возможность синхронизовать между собой все индивидуальные адресные последовательности (сигнатуры), присвоенные отдельным абонентам так, чтобы на приемной стороне сигналы разных абонентов не имели взаимных временных сдвигов. Подобная ситуация характерна для линии «вниз» (от БС к МС), поскольку сигналы БС, посланные разным МС строго одновременно, приходят на отдельную МС по одной и той же трассе, т.е. без взаимных задержек. В линии «вверх» обеспечение синхронизма сигналов разных МС, принимаемых БС, хотя и не отрицается теоретически, довольно затруднительно и не всегда технологически оправданно из-за случайного расположения МС относительно БС в пределах соты и, следовательно, случайных взаимных задержек сигналов. Для подобных ситуаций характерно применение асинхронной версии DSSS, не предполагающей взаимной временной привязки сигнатур индивидуальным абонентов.

Преимущества CDMA перед TDMA и FDMA:

1. В силу широкополосности системы – высокая помехоустойчивость к сосредоточенным и широкополосным помехам, возможность эффективной работы в условиях многолучевого распространения, широкий диапазон доступных мер криптозащиты, высокая точность изменения частотно-временных параметров, хорошая электромагнитная совместимость с системами радиосвязи и вещания.

2. Из-за аспектов множественного доступа: большая абонентская емкость на соту, не сильное снижение качества связи при возрастании интенсивности трафика.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1165; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!