B-CDMA: синтез и анализ систем фиксированной радиосвязи - Архипкин В.Я.
ISBN 5-88405-038-0
Скачать (прямая ссылка):
Al 64 44 56 Il 22 44 52
Примечание: Nc6ajl - число сбалансированных последовательностей; 0а - максимальный уровень боковых лепестков АКФ; 0С - максимальный уровень выбросов ВКФ.
В аппаратуре использовались две системы сигналов т2 и ал 14. Испытания на реальных трассах показали возможность обеспечения почти полной ортогонализа-ции сигналов AC при выравнивании их задержек на входе приемника ЦС.
4.5. Оценка эффективности кода (48, 24,11), используемого в системе «СТС-Исток 3/5.0»
В системе CDMA можно выделить два источника шума: канальный и межканальной интерференции. Вероятность ошибки в передаваемой информации, вносимой источником канального шума, может быть снижена за счет увеличения мощности сигнала. РОССИЙСКАЯ СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ B-CDMA-3G ЇИІІА «и I и-ИО-1UK 3/5.и»
i I э
Отношение сигнал/шум (И) при межканальной интерференции определяется числом К ПСП, одновременно излучаемых в эфир, характеристикой многолучево-сти и соотношением лучей, характеристикой фильтров ВЧ блока и диаграмм направленности антенн. Отношение h может быть аппроксимировано относительно выхода корреляционного приемника формулой
h =
fK-1 N0 V
. 3N 2Е,
или, пренебрегая спектральной мощностью канального шума N0, имеем: h*3N/(K-Y). (4.1)
Выражение (4.1) справедливо для асинхронных систем передачи и однолучевом распространении сигнала и может быть использовано для оценки характеристики системы в первом приближении. Задаваясь значениями параметров системы N = 128, К =64 имеем h = 7,8 дБ.
Можно получить существенно заниженную оценку отношения сигнал/шум, если рассмотреть случай асинхронной системы с тремя равнозначными лучами распространения. Три равноценных луча можно эквивалентно свести к увеличению в 3 раза числа К. В этом случае отношение сигнал/шум h = 3 дБ.
Вероятность ошибки ре при заданном отношении h для гауссовского шума определяется из выражения
A=?(W2) = 0,5[l-F(W2)], (4.2)
1 50 2 2 ' где Q{ х) = —j= Ie~'^2dt; F( х)= —j= Ie~'^2dt - табулированная функция надежности. v271 ; yjln 0J
Значениере= I lO-6 достигается при h = 10,28 дБ.
В системе для обеспечения вероятности ошибки на битрь= I lO6 используется код (48, 24, 11).
В блоке кода (48, 24, 11) производится исправление ошибок в первых 47 битах. Последний 48-й бит используется для цикловой синхронизации и оценки качества канала, т.е. является служебным битом.
Вероятность ошибки на бит на выходе декодера (47, 24, 11) определяется выражением
Pb=-Pn{t>h), (4.3)
п
где d - кодовое расстояние (d = 11); п - длина кода (п = 47); pn(t>tk) = рп - вероятность возникновения ошибок кратности более tk = 5 в блоке длины п, или вероятность ошибки на блок р„ на выходе декодера. Для расчета р„ используется оценка
C?p?qf~X) < Pn < J^-Cfpbq*-* (4.4)
Ъ-Ре
где X = (tk +1)/«, qe =\-ре и \>ре. i <jo
ГЛАВА З
Полагая, что ошибки вносятся только за счет межканальной интерференции, и используя выражения (4.1)-(4.4), получаем зависимость вероятности ошибки на выходе декодера от вероятности ошибки на входе (4 = 5), представленную в табл. 4.4 и на рис. 4.4.
Таблица 4.4. Значение вероятности ошибки на выходе декодера в зависимости от вероятности ошибки на входе
h, дБ 2,65 4,31 4,48 4,6 5,29
Pe 2,75 ТО"2 1,0-IO"2 9,0-IO"3 8,0-IO"3 5,0-IO"3
Pb 4,1-10^ 2,0-IO"6 1,14-10"6 5,8-IO"7 3,910"8
Рис. 4.4. Зависимость pb = f(pe)
Таким образом, использование кода (48, 24) в системе «СТС-Исток 3/5.0» позволяет обеспечить вероятность ошибки на выходе рь= МО-6 при А = 4,6 дБ, что существенно меньше 7,8 дБ. Таким образом, код обеспечивает запас по помехозащищенности порядка 3,2 дБ. Кроме того, небольшая длина кода обеспечивает задержку менее 6 мс. РОССИЙСКАЯ СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ B-CDIWA-3G ТИПА «СТС-ИСТОК 3/5.0»
181
4.6. Обоснование выбора QPSK модуляции в системе «СТС-Исток 3/5.0»
Рассмотрим сначала возможности применения восьмифазной модуляции (8-PSK). При этой модуляции имеются четыре неортогональные несущие, которые подвергаются бинарной фазовой модуляции (BPSK). Если на каждой несущей передавать сигналы одного из четырех абонентов, то из-за неортогональности несущих между сигналами разных абонентов на разных несущих будет наблюдаться заметное влияние. Это потребует разделения сигналов абонентов с помощью ортогональных кодов, т.е. на всех четырех несущих необходимо применять четыре разных ортогональных ПСП. А так как число ортогональных ПСП ограничено и конечно при данной базе широкополосных шумоподобных сигналов (SSS), т.е. ресурс системы CDMA в части числа ПСП ограничен, то допустимое число работающих (активных) абонентов будет также ограничено (мало).
Совсем другое положение будет при использовании четырехфазной модуляции (QPSK). При этой модуляции имеются две ортогональные несущие, каждая из которых подвергается бинарной фазовой модуляции (BPSK). Если на каждой несущей передавать сигналы двух разных абонентов, по одному на каждой несущей, то ввиду ортогональности несущих между ними не будет никакого влияния. Это позволит применять на каждой несущей одну и ту же ПСП и тем самым сберечь ресурс системы в части числа ПСП, что и сделано в настоящее время в действующей системе. Освободившееся число ортогональных ПСП при использовании модуляции QPSK можно применить для увеличения спектральной эффективности системы путем комбинированной манипуляции по форме ПСП и по ее знаку (+ или -). Кроме этого, QPSK модуляция намного проще 8-PSK модуляции в реализации, что заметно удешевляет систему.
