4. Канал синхронизации

После вхождения в синхронизм с пилот-сигналом МС располагает информацией о фазе принимаемой несущей, временных границах чипов и периодов короткой ПСП (один период занимает 2¹⁵/1,2288·10⁶ = 26,666… мс), тогда как для приема сообщений необходимо знать границы кадров (каждый кадр трафика занимает 20 мс). Соответствующие сведения наряду с другими, нужными для установления и поддержания соединения, МС получает по каналу синхронизации. В формате сообщения этого канала содержатся данные о точном времени в системе (SYS_TIME), значении циклического сдвига короткой ПСП данной БС (PILOT_PN), идентификаторы БС и ЦКПС (MSC), значение мощности сигнала в пилотном канале, параметры "длинной" ПСП (LC_STATE), скорость передачи данных в канале персонального вызова (PRAT). Структура физического канала синхронизации поясняется рис. 4.16.

Рис. 4.16. Структурная схема канала синхронизации

Данные канала синхронизации, поступающие со скоростью 1200 бит/с, подаются на вход сверточного кодера. После осуществления операции кодирования (длина кодового ограничения – 9, скорость кода 1/2 ) с выхода снимается двоичная последовательность со скоростью 2400 бит/с, поступающая далее на устройство повторения, после которого скорость потока данных удваивается до 4800 бит/с. Информация, передаваемая по каналу, структурирована в кадры длительностью в 26,666… мс. Каждый кадр совпадает с одним периодом короткой ПСП и содержит 32 бита исходных данных (128 символов с учетом сверточного кодирования и повторения). Как видно из рис. 4.16, следующей операцией является блочное перемежение в пределах кадра синхроканала, служащее для борьбы с пакетными ошибками. После блокового перемежителя поток данных подвергается прямому расширению спектра путем сложения по модулю два с присвоенной каналу синхронизации функцией Уолша и преобразования булевых переменных в действительные +1 и –1. Как можно видеть, каждому биту информационного потока с выхода перемежителя (скорость 4,8 кбит/с) сопоставляется чипов, т.е четыре периода последовательности Уолша. Иными словами, каждый бит кодированного потока в зависимости от значения заменяется четырьмя периодами прямой или инвертированной функции Уолша .

Последующие операции в канале повторяют рассмотренные ранее: сигнал канала синхронизации объединяется с сигналами других каналов, поступая на вход S на рис. 4.14, после чего в КФМ модуляторе перемножается с комплексной короткой ПСП (скремблируется) и переносится на несущую.

Каждые три кадра (96 информационных бит) в канале синхронизации образуют один суперкадр длительности 80 мс, соответствующий четырем кадрам канала трафика (см. ниже). Сообщение, передаваемое по каналу синхронизации, может занимать более одного суперкадра, вследствие чего передаваемые данные подвергаются определенной структурной организации, называемой капсулированием. Полученная в результате подобного преобразования капсула состоит из самого сообщения синхроканала и добавочных бит, заполняющих оставшееся битовое пространство до начала следующего суперкадра. Необходимость подобной упаковки данных объясняется тем, что начало любого сообщения всегда должно совпадать с началом суперкадра.

Каждый кадр синхроканала начинается битом-заголовком, называемым битом начала сообщения (start-of-message – SOM). Значение этого бита, равное единице, указывает на начало сообщения, передаваемого по синхроканалу, а значение, равное нулю, свидетельствует о том, что текущий кадр содержит сообщение, начавшееся в некотором предыдущем кадре. В результате БС может передавать синхросообщение, занимающее несколько кадров подряд. Следует также отметить, что значение SOM-бита, равное 1, всегда должно совпадать с началом суперкадра, поскольку, как уже указывалось ранее, начало любого сообщения синхроканала всегда отвечает началу суперкадра. Ситуацию, соответствующую передаче по синхроканалу сообщения, занимающего два последовательных суперкадра, иллюстрирует рис. 4.17.

Рис. 4.17. Структура кадров канала синхронизации

С остав оборудования сетей стандарта CDMA IS-95 во многом сходен с составом оборудования сетей стандарта GSM и включает в себя ПС и БС, цифровые коммутаторы, центр управления и обслуживания, различные дополнительные системы и устройства, функциональное сопряжение элементов системы осуществляется с помощью ряда интерфейсов. Конфигурация системы стандарта CDMA IS-95 представлена на рис. 4.18 (SONET – линия оптической связи).

Для обеспечения требуемой помехоустойчивости в каналах системы CDMA применяется сверточное кодирование со скоростью 1/2 (в прямом канале) и 1/3 (в обратном канале), декодер Витерби с мягким решением и перемежение передаваемых сообщений.

Передача речи и данных по стандарту IS-95 осуществляется кадрами длительностью 20 мс. При этом скорость передачи в пределах сеанса связи может изменяться от 1,2 до 9,6 кбит/с, но в течение одного кадра она остается неизменной. Если количество ошибок в кадре превышает допустимую норму, то искаженный кадр удаляется.