Кодовое разделение каналов

Используют в сетях стандарта UMTS, CDMA2000. Физический канал характеризуют 3 параметра: частота f, скремблируюший код S_scr, каналообразующий код.

При кодовом разделении каналов выделение (фильтрацию) конкретного канала производят в процессорном блоке приемника в результате математической обработки принятого сигнала. Для этого сигнал, передаваемый по радиоинтерфейсу, закрывают двумя кодами: скремблирующим и каналообразующим. Скремблирующие коды используют для выделения множества сигналов, излучаемых одним источником: конкретной базовой или абонентской станцией. Для расфильтровки сигналов соседние базовые станции имеют разные скремблирующие коды. Сигналы мобильных станций (UE ‒ User Equipment) также отличаются разными скремблирующими кодами. Каналообразующие коды позволяют разделить сигналы одного источника. Пример разделения сигналов 3-х UE, обслуживаемых одной базовой станцией, с помощью каналообразующих кодов поясняет рис.4.4.

Передаваемый на UE1 биполярный сигнал u (t) (рис.4.4,а), т.е. последовательность логических нулей и единиц с уровнями -1 и +1, умножают на биполярную кодовую последовательность с ₁(t), такую, что на каждый информационный бит приходится SF бит (чипов) кодовой последовательности. На рис. 4.4,б эта последовательность состоит из 8 чипов; в стандарте UMTS SF = 4...256. В результате умножения получают последовательность v (t) = u (t) x c ₁(t) (рис. 4.4,в), которую после наложения скремблирующего кода и передают по каналу связи.

Рис.4.4. Принцип разделения сигналов с помощью каналообразующих кодов

В рассматриваемом примере каналообразующий код, выделенный UE1,

При передаче первого бита, после умножения на -1 получаем v(t) (рис. 4.4в):

Приём – когерентный и основан на вычислении корреляционной функции между принятым сигналом и выделенным кодом. Приемник UE запускает когерентно с принятым сигналом выделенным ему каналообразующий код и вычисляет корреляционную функцию для каждого переданного информационного бита. В приёмнике UE1 при приёме первого бита это будет следующая операция:

На рис. 4.4,г эта операция показана пунктирной линией. В результате в конце каждого промежутка времени, соответствующего передаче одного бита, получают отрицательное или положительное число в соответствии с переданным информационным битом.

Приёмник станции UE2 также примет сигнал v(t) (рис. 4.4в), но он запустит другой код с₂(t), который ему выделен (рис. 4.4д). В результате вычисления корреляционной функции между сигналом v(t) и кодом с₂(t) получаем

Таким образом на выходе приёмника UE2 напряжение будет равно 0. Иначе говоря, процессор приёмника UE2 фильтрует сигнал v(t). Аналогичную картину имеем при умножении сигнала v(t) в приемнике UE3 на кодовую последовательность с ₃(t) (рис. 4.4,ж и рис. 4.4,з).

Кодовые последовательности с ₁(t), с ₂(t), с ₃(t) образуют группу ортогональных последовательностей. Они обладают следующим свойством

Используя для каждого канала связи свою последовательность из набора ортогональных последовательностей, можно, передавая все каналы одновременно на одной частоте, выделить в приемнике определенный канал, фильтруя все остальные.