cdmaOne - cdmaOne

редактировать
Samsung cdmaOne мобильный телефон в разобранном виде

Промежуточный стандарт 95 (IS-95 ) была первой в мире технологией цифровой сотовой связи на основе CDMA. Он был разработан Qualcomm и позже принят в качестве стандарта Ассоциацией телекоммуникационной промышленности в версии TIA / EIA / IS-95, опубликованной в 1995 году. Собственное название IS-95 - cdmaOne .

Это стандарт мобильной связи 2G, который использует CDMA, схему множественного доступа для цифрового радио, чтобы отправлять голос, данные и данные сигнализации (например, набранный телефонный номер) между мобильными телефонами и сотовыми узлами.

CDMA или "множественный доступ с кодовым разделением" - это цифровой радио система, которая передает потоки битов (PN коды ). CDMA позволяет нескольким радиостанциям использовать одни и те же частоты. В отличие от TDMA «множественного доступа с временным разделением каналов», конкурирующей системы, используемой в 2G GSM, все радиостанции могут быть активны все время, поскольку пропускная способность сети не ограничивает напрямую количество активных радиостанций. Поскольку большее количество телефонов может обслуживаться меньшим количеством сотовых станций, стандарты на основе CDMA имеют значительное экономическое преимущество перед стандартами на основе TDMA или старейшими стандартами сотовой связи, в которых использовалось мультиплексирование с частотным разделением.

в Северной Америка, технология конкурировала с Digital AMPS (IS-136, технология TDMA ). Сейчас его заменяет IS-2000 (CDMA2000), более поздний стандарт на основе CDMA.

Содержание

  • 1 Версии протокола
  • 2 Подробности протокола
    • 2.1 Физический уровень
      • 2.1.1 Прямые широковещательные каналы
      • 2.1.2 Прямые каналы трафика
      • 2.1.3 Блочный перемежитель
      • 2.1.4 Емкость
    • 2.2 Уровень 2
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки

Версии протокола

Техническая история cdmaOne отражает как ее рождение как Внутренний проект Qualcomm и мир непроверенных на тот момент конкурирующих стандартов цифровой сотовой связи, в соответствии с которыми он был разработан. Термин IS-95 в общем применяется к более раннему набору версий протокола, а именно к P_REV с первой по пятую.

P_REV = 1 был разработан в соответствии со стандартами ANSI со ссылкой на документацию J-STD-008. J-STD-008, опубликованный в 1995 году, был определен только для тогдашнего нового североамериканского диапазона PCS (Band Class 1, 1900 MHz). Термин IS-95 правильно относится к P_REV = 1, разработанному в рамках процесса стандартов Ассоциации индустрии телекоммуникаций (TIA) для североамериканского диапазона сотовой связи (класс диапазона 0, 800 МГц) примерно в те же временные рамки.. IS-95 предлагал взаимодействие (включая передачу обслуживания) с аналоговой сотовой сетью. Для цифровой работы IS-95 и J-STD-008 имеют большинство общих технических деталей. Незрелый стиль и структура обоих документов сильно отражают "стандартизацию" внутреннего проекта Qualcomm.

P_REV = 2 называется Временным стандартом 95A (IS-95A). IS-95A был разработан только для Band Class 0, как в постепенном улучшении по сравнению с IS-95 в процессе стандартизации TIA.

P_REV = 3 именуется Бюллетенем 74 технических услуг (TSB-74). TSB-74 был следующим постепенным улучшением по сравнению с IS-95A в процессе стандартизации TIA.

P_REV = 4 называется фазой I промежуточного стандарта 95B (IS-95B), а P_REV = 5 называется фазой II промежуточного стандарта 95B (IS-95B). Дорожка стандартов IS-95B предусматривала слияние дорожек стандартов TIA и ANSI в рамках TIA и была первым документом, который предусматривал взаимодействие мобильных телефонов IS-95 в обоих классах диапазонов (двухдиапазонная работа). P_REV = 4 был, безусловно, самым популярным вариантом IS-95, при этом P_REV = 5 получил лишь минимальное распространение в Южной Корее.

P_REV = 6 и выше подпадают под действие CDMA2000. Помимо технических усовершенствований, документы IS-2000 намного более зрелы с точки зрения структуры и содержания. Они также обеспечивают обратную совместимость с IS-95.

Детали протокола

Структура сети cdmaOne

Стандарты IS-95 описывают радиоинтерфейс, набор протоколов, используемых между мобильными устройствами и сетью. IS-95 широко описывается как трехуровневый стек, где L1 соответствует физическому (PHY ) уровню, L2 относится к Media Access Control (MAC) и Link-Access. Подуровни управления (LAC) и L3 для конечного автомата обработки вызовов.

Физический уровень

IS-95 определяет передачу сигналов как в прямом (от сети к мобильному), так и в обратном (от мобильного к сети) направлениях.

В прямом направлении радиосигналы передаются базовыми станциями (BTS). Каждая BTS синхронизирована с приемником GPS, поэтому передачи строго контролируются по времени. Все прямые передачи - это QPSK с чиповой скоростью 1,228,800 в секунду. Каждый сигнал расширяется с помощью кода Уолша длиной 64 и кода псевдослучайного шума (PN-код ) длиной 2, что дает PN-переход период 80 3 {\ displaystyle {\ frac {80} {3}}}{\ frac {80} {3}} мс.

В обратном направлении радиосигналы передаются мобильным телефоном. Передачи по обратной линии связи - OQPSK, чтобы работать в оптимальном диапазоне усилителя мощности мобильного устройства. Как и в прямой линии связи, скорость передачи чипов составляет 1 228 800 в секунду, и сигналы расширяются с помощью кодов Уолша и кода псевдослучайного шума, который также известен как сокращенный код.

Прямые широковещательные каналы

Каждая BTS выделяет значительную часть выходной мощности пилотному каналу, который представляет собой немодулированную ПШ последовательность (другими словами, расширенный кодом Уолша 0). Каждому сектору BTS в сети назначается смещение PN с шагом 64 чипа. Данных о передовом пилоте нет. Благодаря своей сильной функции автокорреляции прямой пилот-сигнал позволяет мобильным устройствам определять системную синхронизацию и различать разные BTS для передачи обслуживания.

. Когда мобильный телефон «ищет», он пытается найти пилот-сигналы на сеть путем настройки на определенные радиочастоты и выполнения взаимной корреляции по всем возможным фазам PN. Результат сильного пика корреляции указывает на близость BTS.

Другие прямые каналы, выбранные их кодом Уолша, переносят данные из сети на мобильные устройства. Данные состоят из сетевой сигнализации и пользовательского трафика. Как правило, передаваемые данные делятся на битовые кадры. Битовый кадр проходит через сверточный кодер, добавляя избыточность с прямым исправлением ошибок, генерируя кадр символов. Затем эти символы расширяются последовательностями Уолша и ПШ и передаются.

BTS передают канал синхронизации с кодом Уолша 32. Длина кадра канала синхронизации составляет 80 3 {\ displaystyle {\ frac {80} {3}}}{\ frac {80} {3}} мс, и его граница кадра совмещена с пилотом. Канал синхронизации постоянно передает одно сообщение, сообщение канала синхронизации, длина и содержание которого зависят от P_REV. Сообщение передается 32 бита на кадр, кодируется до 128 символов, что дает скорость 1200 бит / с. Сообщение канала синхронизации содержит информацию о сети, включая смещение PN, используемое сектором BTS.

Как только мобильный телефон обнаруживает сильный пилотный канал, он прослушивает канал синхронизации и декодирует сообщение канала синхронизации для достижения высокоточной синхронизации с системным временем. На этом этапе мобильный телефон знает, находится ли он в роуминге и что он «обслуживается».

BTS передают по меньшей мере один и до семи каналов поискового вызова, начиная с кода Уолша 1. Время кадра канала поискового вызова составляет 20 мс и синхронизируется по времени с системой IS-95 (то есть GPS) 2. -второй переворот. На пейджинговом канале используются две возможные скорости: 4800 бит / с или 9600 бит / с. Обе скорости кодируются до 19200 символов в секунду.

Канал поискового вызова содержит сообщения сигнализации, передаваемые из сети на все свободные мобильные устройства. Набор сообщений передает подробные служебные данные сети мобильным устройствам, распространяя эту информацию, пока канал поискового вызова свободен. По пейджинговому каналу также передаются сообщения с более высоким приоритетом, предназначенные для установления вызовов на мобильные устройства и обратно.

Когда мобильный телефон находится в режиме ожидания, он в основном прослушивает пейджинговый канал. После того, как мобильный телефон проанализировал всю служебную информацию сети, он регистрируется в сети, а затем, необязательно, переходит в режим с выделением временных интервалов. Оба эти процесса более подробно описаны ниже.

Прямые каналы трафика

Пространство Уолша, не выделенное для широковещательных каналов в секторе BTS, доступно для каналов трафика. Эти каналы несут индивидуальные вызовы голоса и данных, поддерживаемые IS-95. Как и канал поискового вызова, каналы трафика имеют время кадра 20 мс.

Поскольку голосовые и пользовательские данные являются прерывистыми, каналы трафика поддерживают работу с переменной скоростью. Каждые 20 мс кадра могут передаваться с разной скоростью в зависимости от используемой услуги (голос или данные). P_REV = 1 и P_REV = 2 поддерживает набор скорости 1, обеспечивая скорость 1200, 2400, 4800 или 9600 бит / с. P_REV = 3 и выше также обеспечивает набор скоростей 2, что дает скорости 1800, 3600, 7200 или 14400 бит / с.

Для голосовых вызовов канал трафика передает кадры данных вокодера. В стандарте IS-95 определен ряд различных вокодеров, более ранние из которых были ограничены набором скоростей 1 и были ответственны за некоторые жалобы пользователей на низкое качество голоса. Более сложные вокодеры, использующие преимущества современных DSP и набора скорости 2, исправили ситуацию с качеством голоса и все еще широко используются в 2005 году.

Мобильный телефон, принимающий кадр трафика с переменной скоростью, не знает скорость, с которой кадр был передан. Как правило, кадр декодируется с каждой возможной скоростью, и с использованием показателей качества декодера Витерби выбирается правильный результат.

Каналы трафика также могут нести вызовы данных коммутации каналов в IS-95. Кадры трафика с переменной скоростью генерируются с использованием протокола радиосвязи IS-95 (RLP). RLP обеспечивает механизм повышения производительности беспроводного канала передачи данных. В тех случаях, когда голосовые вызовы могут допускать отбрасывание случайных кадров по 20 мс, вызов данных будет иметь неприемлемую производительность без RLP.

В соответствии с IS-95B P_REV = 5, пользователь мог одновременно использовать до семи дополнительных «кодовых» (трафика) каналов для увеличения пропускной способности вызова данных. Очень немногие мобильные устройства или сети когда-либо предоставляли эту функцию, которая теоретически могла бы предложить пользователю 115200 бит / с.

Блочный перемежитель

После сверточного кодирования и повторения символы отправляются в блочный перемежитель 20 мс, который представляет собой массив 24 на 16.

Пропускная способность

IS-95 и использование в нем методов CDMA, как и любая другая система связи, имеют пропускную способность, ограниченную в соответствии с теоремой Шеннона. Соответственно, емкость улучшается с увеличением отношения сигнал / шум и пропускной способности. IS-95 имеет фиксированную полосу пропускания, но хорошо себя чувствует в цифровом мире, поскольку принимает активные меры для улучшения отношения сигнал / шум.

При использовании CDMA сигналы, которые не коррелированы с интересующим каналом (например, другие смещения PN от соседних базовых станций сотовой связи), отображаются как шум, а сигналы, переносимые другими кодами Уолша (которые правильно синхронизированы по времени), по существу удаляется в процессе дераспространения. Характер каналов трафика с переменной скоростью обеспечивает передачу кадров с более низкой скоростью и меньшей мощностью, что приводит к меньшему шуму для других сигналов, которые все еще должны приниматься правильно. Эти факторы обеспечивают более низкий уровень шума по сравнению с другими сотовыми технологиями, позволяя сети IS-95 втиснуть больше пользователей в один и тот же радиочастотный спектр.

Активное (медленное) управление мощностью также используется на прямых каналах трафика, где во время вызова мобильный телефон отправляет в сеть сообщения сигнализации, указывающие качество сигнала. Сеть будет контролировать передаваемую мощность канала трафика, чтобы поддерживать достаточно хорошее качество сигнала, тем самым сводя к минимуму уровень шума, наблюдаемый всеми другими пользователями.

Приемник также использует методы приемника с захватом для улучшения SNR, а также для выполнения мягкой передачи обслуживания.

уровня 2

после установления вызова, мобильный телефон может использовать только канал трафика. Формат кадра определен в MAC для канала трафика, который позволяет мультиплексировать биты обычного голоса (вокодер) или данных (RLP) с фрагментами сообщения сигнализации. Фрагменты сообщения сигнализации собираются вместе в LAC, где полные сообщения сигнализации передаются на уровень 3.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-14 13:23:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте