CC BY
58
Пристрої та системи радіозв’язку, радіолокації, радіонавігації
УДК 621.396.73
ЗБІЛЬШЕННЯ ШВИДКОСТІ ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ
&4А£-ПРИЙМАЧЕМ
Кахно А.О., Дяченко С.М.
У системі стільникового зв’язку з кодовим розділенням каналів голос і дані передаються в одному каналі зв’язку. Недоліком такого підходу є невелика швидкість передавання даних. На практиці вона не перевищує 512 кбіт/с. Як показала практика, цієї швидкості достатньо для елементарних операцій в мережі. Але для передавання великих об’ємів даних необхідно значно вишу швидкість. Збільшення швидкості передавання інформації можливо досягти або розширенням смуги сигналу або збільшенням кількості рівнів модуляції. Оскільки смуга частот є обмеженим ресурсом, то пропонується підвищувати кількість рівнів модуляції. Зі збільшенням рівнів фазової модуляції зменшується відстань між символами, таким чином падає завадостійкість коду, тому необхідно збільшувати співвідношення сиг-нал/шум на вході детектора.
Висока швидкість передачі інформації необхідна не скрізь, а в місцях, де існує великий трафік (офіси, бібліотеки, конференції і т.д.). Такий простір обмежений радіусом близько 200 м і називається пікочарункою. За інших умов абоненти користуються лише передачею голосу та коротких текстових повідомлень. Для обробки сигналу в якості приймальної частини абонентського терміналу використовується 3-канальний Rake-приймач. Пропонується наступна реалізація Rake - приймача для високошвидкісної передачі даних (Рис. 1) Приймач складається не з трьох каналів, а з чотирьох. Четвертий канал працює в двох режимах - передачі мови, на рівні з іншими трьома, або у режимі передачі даних (в межах пікочарунки).
Поза пікочарункою четвертий канал приймача працює з розширювальною послідовністю мовного каналу (128 чіпів на інформаційний біт як у системі IS-95 [1]) і дозволяє в реальних умовах поширення підвищити співвідношення сигнал/шум до детектору на 5-10%. Для передавання даних використовується розширювальна послідовність довжиною 512 чіпів на символ. При реалізації більш довгої послідовності виникає значне ускладнення схеми передавача.
Алгоритм роботи приймача в режимі передавання даних:
1. МС посилає на базову станцію пікочарунки (БСП) запит на передавання даних.
2. БСП та БС мікростільника узгоджують кодову послідовність довжиною 512 чіпів вільну в даний момент в мережі.
3. БСП передає на МС номер коду Уолша (псевдошумова послідовність), який в даний момент не використовується.
38
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2009.-№38
Пристрої та системи радіозв’язку, радіолокації, радіонавігації
4. Система контролю з допомогою комутаторів Комі і Ком2 та зміною параметрів генератора скидання переводить четвертий канал Rake- приймача з режиму передавання голосу в режим передавання даних.
5. Після закінчення сеансу передавання даних четвертий канал знову повертається в режим передавання голосу.
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" 39
Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2009.-№38
Пристрої та системи радіозв’язку, радіолокації, радіонавігації
Головною перевагою такої системи перед існуючою є можливість підвищення швидкості передавання даних за рахунок зростання кількості позицій модуляції.
Розрахуємо затухання в каналі зв’язку пікочарунки. Для ізотропних передавальних і приймальних антен з коефіцієнтами підсилення рівними 1 і при відсутності завад в межах прямої видимості основні втрати передавання розраховуються як [1] LB [dS = 27,56 - 20 lg f [МГц]- 20 lg r[м].
В нашому випадку f= 800 МГц, а r = 200 м. Тоді LB = 56,5 дБ.
З іншого боку: LB
P
10lg p, де Pr -
потужність на вході приймача, PT -
потужність на виході передавача.
Тоді Pr = -56,5 дБм при потужності передавача 1 мВт. Як відомо [2] для організації модуляції 32-PSK необхідна потужність на вході приймача повинна складати близько 70 дБм. За рахунок малого радіусу стільника і використання довшої розширювальної послідовності відношення сиг-нал/шум в каналі також дозволяє використати модуляцію 32-PSK.
За цих умов зросла швидкість передавання інформації. При QPSK алфавіт складається з 4 символів, дані мають алфавіт з 2 символів. Таким чином одному символові модульованого сигналу відповідає 2 біти інформації. При 32-позиційній модуляції одному символові відповідає 5 біт інформації (25=32). Таким чином швидкість передавання даних зростає в 5/2=2,5 рази і буде досягати 1280 кбіт/с проти 512 в QPSK.
Запропонована модель дає можливість модифікувавши приймальну частину абонентського терміналу досягнути значного підвищення швидкості передавання даних. Алгоритм може бути використаний як перехідний етап у еволюції систем мобільного зв’язку від 3-го до 4-го покоління.
Література
1. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. М. — Радио и связь — 2000.
2. Системи телекомунікацій: Підруч. для ВНЗ за ред. М.І. Мазурикова, В.І. Правди.
— Одеса — ТЕС — 2005.
3. Кахно А.О., Дяченко С.М. RAKE — приймачі в сучасних системах телекомунікацій.// Вісник НТУУ «КПІ» Серія - Радіотехніка. Радіоапаратуробудування. — 2007
— Вип 34. — С. 92 - 97.
40
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2009.-№38
Пристрої та системи радіозв’язку, радіолокації, радіонавігації
Кахно А. О., Дяченко С.М. Збільшення швидкості передавання даних Rake - приймачем. Досліджено спосіб збільшення швидкості передавання даних у системі зв ’язку з кодовим розділенням каналів шляхом збільшення позицій модуляції та введення додаткового каналу приймача
Ключові слова: кодове розділення каналів, цифрова модуляція_____________________
Кахно А.А., Дяченко С.М. Увеличение скорости передачи данных Rake-приемником.
Исследовано способ увеличения скорости передачи данных в системах связи с кодовым разделением каналов методом увеличения позиций модуляции и введения дополнительного канала приемника
Ключевые слова: кодовое разделение каналов, цифровая модуляция__________________
Kakhno A.A., Dyachenko S.M. Increase of data-rate a Rake-receiver. Investigation method to increase of data-rate in communication networks with the code demultiplexing by the method of increasing modulation positions and introduction of additional of receiver Key words: code division channel, _ figer modulation____________________________
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2009.-№38
41
