В прямом канале управления сообщения стандартных форматов используются для передачи следующих сведений:
· О состоянии соответствующего обратного канала управления (свободно/занято)
· Информационных данных (слова А) для четных номеров абонентов
· Информационных данных (слова В) для нечетных номеров абонентов
Разряды, отражающие состояние обратного канала (свободно/занято), всегда располагаются на одних и тех же позициях передаваемого сообщения, с тем чтобы упростить их выделение из общего потока информации. Объединение двух потоков информации (слова А и слова В) уменьшает временной промежуток, отведенный для синхронизирующей последовательности. Достоверность принимаемой информации увеличивается благодаря многократной ее передаче (пять повторов), что особенно важно для каналов, подверженных замираниям и интерференции сигналов. Для обеспечения необходимой достоверности информационные слова кодируются и объединяются с разрядами коррекции ошибок. В приемнике осуществляется мажоритарное накопление последовательностей по соответствующим правилам принятия решения (3 из 5). В прямом канале управления каждое кодовое слово содержит 28 бит информации и 12 бит коррекции ошибок; в обратном канале управления используются 36 информационных бит и 12 бит коррекции ошибок. Код с такой структурой позволяет исправлять однократную ошибку и обнаруживать 4 ошибки. Информационные слова — это сложные пакеты информации, разделенные на группы или на отдельные разряды, каждый из которых определяет параметры системы, цифру в набираемом номере и т. п. Более точное содержание формата слова зависит от типа сообщения, а длина полного информационного слова может составлять 463 бита.
3.2 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТА DAMPS
Метод доступа - TDMA
Количество радиоканалов на несущую - 3
Рабочий диапазон частот: 824-840 МГц 869-894 МГц
Разнос каналов: 30 кГц
Эквивалентная полоса частот на один разговорный канал-10 кГц
Вид модуляции - л/4 DQPSK
Скорость передачи информации - 48 кбит/с
Скорость преобразования речи - 8 кбит/с
Алгоритм преобразования речи - VSELP
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И ДОСТУПА К СИСТЕМЕ.
Технология много станционного доступа с временным разделением каналов и расширенными возможностями E-TDMA (ExtendedTDMA) разработана ф. HughesNetworkSystems и предполагается для внедрения в ближайшем будущем (так называемая вторая фаза развития системы). Основная цель технологии - увеличение пропускной способности (емкости) системы за счет использования технологий полускоростного вокодера, цифровой интерполяции речи OSI (DigitalSpeechInterpolation) и интерполяции временного доступа TASI (TimeAssignmentInterpolation).
Технология повышает эффективность работы системы в 7-11 раз, позволяя по трем каналам связи передавать информацию до 20 пользователей (а в некоторых версиях по 19 каналам до 208 пользователей). За счет уплотнения и интерполяции речевого сигнала коэффициент полезного использования временного интервала увеличивается от 11 до 17 раз. Емкость системы увеличивается в 5,2 раза (при неблагоприятных условиях наличия помех) и в 8,6 раз (при благоприятных условиях).
Технология множественного доступа к системе с пространственным разделением каналов SDMA (SpaceDivisionMultipleAccess) разрабатывается в рамках Европейской программы COST 231 (ПРОЕКТ TSUNAMI) и использует концепцию "смарт" антенн (smart - дословный перевод: сообразительный, интеллектуальный). В целях увеличения зоны обслуживания базовых станций, улучшения качества передачи и уменьшения мощности, излучаемой подвижными станциями, технология предполагает использование систем с адаптированными антенными решетками (АФАР). И хотя оборудование уже появляется на рынке и преимущества технологии очевидны (по-видимому, за ними -будущее), некоторые вопросы требуют исследований и анализа, в частности, разработка оптимальных алгоритмов работы, оптимального взаимодействия прямого и обратного каналов трафика, оптимального приема сигналов при многопутевом распространении маркетинговых исследований в части возможного увеличения объема и стоимости аппаратуры и обоснованности решения о ее использовании.
Технология адаптивного назначения каналов связи АСА (AdaptiveChannelAllocation) практически устранит необходимость планирования частот, облегчает изменение и расширение сети, решает проблему перегрузок трафика и повышает качество обслуживания пользователей. Цель технологии - оптимальный выбор канала с наилучшим качеством выполнения услуг. Использование технологии становится особенно актуальным в системах со сложной архитектурой и при уменьшении радиусов сот (микросот) при соответственно увеличивающемся потоке выполнения функций передачи управления (handover (off)).
Различают медленно и быстро действующие функции АСА. Задача медленно действующей функции АСА - адаптирование частотного плана, исходя из усредненного состояния трафика и помеховой остановки. Задача быстро действующей АСА -оперативное назначение каналов связи, исходя из конкретного состояния интерфейса на момент выполнения функции и опираясь на результаты работы медленно действующей АСА. Достаточно перспективно направление - совместное использование комбинации функций АСА и регулировки мощности PC (PowerControl), улучшающей помеховую обстановку в окружающем пространстве в момент выполнения функции адаптивного назначения канала. Использование технологии АСА позволяет повысить емкость системы в 2-3 раза.
Преимущества технологии очевидны, и в рамках стандарта IS-136 предусмотрено его введение уже в ближайшее время. Однако при адаптивном назначении каналов достаточно критичен правильный выбор алгоритма работы, т.к. затруднен контроль качества выполнения услуг и емкость системы.
Технология создания пилот-каналов. Для обеспечения стабильной работы системы предлагается ввести в систему со сложной архитектурой пилот-каналы, содержащие необходимую информацию о сети, информацию для ее быстрой идентификации, сведения о ее внешней и внутренней инфраструктуре и т.д. Во избежание воздействия случайных помех на работу системы предлагается иметь, по крайней мере, два дубликата пилот-канала на верхней и нижней частотах отведенного спектра. Для стабильной работы системы рекомендуется регулярная передача фрейма пилот-канала
Предполагается следующий алгоритм работы системы. При включении подвижная станция должна настроится на один из двух пилот-каналов, синхронизироваться, демодулировать сигнал и
получить необходимую информацию о системе. Эта информация позволит подвижной станции лучше и оперативнее синхронизировать работу на первом (физическом) уровне управления и подготовиться к получению дальнейшей информации от какой-либо конкретной соты после соответствующей синхронизации с ее каналом управления.
Технология динамической регулировки каналов. Для оперативного изменения объема передаваемой информации предлагается использовать динамическую регулировку временного слота канала управления. В частности, после установки вызова и во время его выполнения можно соответствующим образом изменять длительность слота передачи информации канала управления и подстраивать его под конкретный трафик, необходимый в каждый конкретный момент времени. Формат каждого фрейма точно мультиплексируется в зависимости от потребностей, это позволит при необходимости добавлять информацию, обеспечивающую стабильную работу системы, например, о близости расположения границ сот и т.д.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ РЕЧИ
Совершенствование технологии кодирования речи.Используемый в системе D-AMPS метод кодирования речи VSELP со скоростью 7,95 кбит/с, разработанный ф. Motorola, обеспечивает достаточно высокое качество передачи речи. Качество передаваемого сигнала, оцениваемое по пятибалльной шкале усредненной субъективной оценки MOS, равно 3,435 балла (для сравнения - стандартная скорость кодирования в 64 кбит/с оценивается по этой шкале в 4,116 балла). Все более и более актуальным становится снижение скорости кодирования, но при сохранении качества передачи. Поэтому следует ожидать использование в системах других алгоритмов кодирования. С этой точки зрения привлекает внимание разработанный недавно фирмами Audio-codes и DSPGroup масштабируемый алгоритм кодирования MPMLQ (MultipulseMaximumLikety - hoodQuantization), позволяющий разрабатывать оборудование со скоростями кодирования вплоть до 4 кбит/с при задержках, непревышающих 20 мс. Усредненная оценка MOS в 3,901 балла ясно иллюстрирует преимущества этой технологии.
Речевой кодек. Аналоговый речевой сигнал преобразуется в речевую форму VSELP (VectorSumExcitedLinearPrediction) кодером. Речевой сигнал разбивается на сегменты по 20 мс, которые преобразуются в 159 кодированных бит, передаваемых со скоростью 7,95 кбит/с. Метод кодирования VSELP, разработанный ф. Motorola, обеспечивает достаточно высокое качество передачи речи. Качество передаваемого сигнала, оцениваемое по пятибалльной шкале усредненной субъективной оценки MOS (MeanOpinionScore), равно 3,435 балла (см. рис. "Речевой кодек").
Канальный кодер. Для канального кодирования используется сверточный код со скоростью r = 1/2. В этом процессе пакет в 159 бит от речевого кодера разбивается на две группы бит: класс 1-77 бит, класс 2-82 бита. В группе бит 1 класса осуществляется указанное сверточное кодирование, причем 7 бит используются для обнаружения ошибок, биты второго класса передаются без кодирования. В результате преобразований в канальном кодере речевой фрагмент 20 мс представляется 260 битами, что соответствует скорости передачи 13 кбит/с (см. рис. "Канальный кодер"),