Передача информации по выделенным каналам

На линии вверх абоненту выделяют два типа каналов: выделенный канал передачи данных DPDCH и выделенный канал управления DPCCH. При этом одному абоненту могут быть выделены несколько каналов DPDCH. Комплексный сигнал DPDCH/ DPCCH закрывают скремблирующим кодом S_dpch,n(i) = C_long,n(i) (4.9). Структуры кадров обоих каналов показаны на рис.4.18.

Как было сказано в 4.3, информацию в канале DPCCH передают с SF = 256. Следовательно, каждый TS канала DPCCH содержит 10 бит и включает в себя следующие поля:

- пилотная последовательность (pilot),

- TFCI – Transport Format Combination Indicator, индикатор скорости передачи, которая может меняться от кадра к кадру; это поле опционально и при передаче с постоянной скоростью может отсутствовать,

- TPC – Transmit Power Control, команда управления мощностью передатчика BS,

- FBI – Feedback Information, команда управления передатчиками BS при разнесенной передаче

Коэффициент расширения спектра в канале DPCCH SF_DPCCH = 256, т.е. в каждом TS передают 10 информационных символов. Согласно [13] существуют 4 основных формата размещения полей канала DPCCH в TS; длина каждого поля в битах приведена в табл. 4.5. Выбор формата определяют команды управления более высокого уровня.

38400 чипов

DPDCH

0

2

……………………..

DPCCH

Pilot

TFCI

FBI

TPC

Чипов

Рис. 4.18. Структура выделенных каналов на линии вверх

Таблица 4.5.

Формат	N бит	N pilot	N TPC	N TFCI	N FBI

Кроме этих 4 форматов используют еще 4 формата при передаче сжатых кадров (compressed mode), когда длина кадра составляет не 15, а меньшее число TS, от 8 до 14. Сжатые кадры используют, например, при межсетевом хэндовере. Сжатые кадры обязательно содержат поле TFCI.

Команда TPC (2бита) определяет один из двух вариантов команды управления мощностью передатчика базовой станции (увеличить – снизить). Используют две комбинации: 11 – “1” и 00 – “0”. Передача “1” соответствует увеличению мощности передатчика, передача “0” снижению мощности [16].

Приемник BS при получении сигналов с UE выполняет следующие операции.

Обработав кадр, приемник сжимает сигнал DPCCH и буферизирует сигналы DPDCH.

Для каждого TS

- оценивает уровень пилотных бит, потери в канале и отношение сигнал/помеха,

- формирует и посылает по каналу вниз команду (TPC) регулировки мощности передатчика UE,

- направляет принятую команду управления мощности передатчика BS для исполнения.

Для каждого второго или четвертого TS

- декодирует биты FBI, если есть таковые, управляя по сигналу FBI фазами и амплитудами передатчиков BS.

Для каждого 10 мс кадра

- декодирует информацию TFCI, чтобы получить данные о скорости передачи в канале DPDCH.

Для каждого интервала передачи (TTI – Transmission Time Interval) длительностью 10, 20, 40 или 80 мс декодирует принятые по каналу DPDCH данные.

В направлении вниз происходит мультиплексирование данных и команд управления в одном кадре (рис. 4.19). При передаче в направлении вниз SF постоянен. Форматы полей каналов DPDCH и DPCCH зависят от скорости передачи и числа TS в кадре: возможна передача сжатых (compressed) кадров.

0

2

……………………..

Данные 1

TPC

TFCI

Данные 2

Pilot

DPDCH DPCCH DPDCH DPCCH

Рис. 4.19. Структура выделенных каналов на линии вниз

Из полей канала управления DPCCH обязательными являются Pilot (N_pilot = 4… 16(32) с уменьшением SF) и TPC (N_TPC= 2…8 (16) c уменьшением SF). Поле TFCI опционально; его наличие определяет UTRAN (фактически, RNC). Что касается поля TPC, то как и при передаче вверх, используют 2 команды: увеличить или снизить мощность передатчика UE. При этом команде “1” соответствуют комбинации бит 11 (N_TPC= 2), 1111 (N_TPC= 4) или 11111111 (N_TPC= 8). Команду “0” определяет соответствующее число нулей в поле TPC.

Когда передачу вниз одному UE ведут на нескольких параллельных DPDCH каналах, то канал DPCCH мультиплексируют только с первым каналом, передаваемым вниз. При этом мощность канала DPCCH выше мощности сопряженного канала DPDCH. Во всех остальных каналах соответствующие поля свободны (рис. 4. 20).

Для оценки канала в направлении вниз приемник UE, кроме пилотных бит канала DPCH, может также использовать сигнал пилотного канала CPICH.

Характеристики основных пользовательских каналов DPDCH (Dedicated Physical Data Channel) в направлении вверх (UEÞBS) и вниз (BSÞUE) приведены в табл. 4.6 и 4.7.

Таблица 4.6

DPDCH коэфф. расширения cспектра SF	Скорость передачи DPDCH по радиоканалу (кбит/с)	Скорость передачи абонентских данных при канальном кодировании с R =1/2 (кбит/с, ориентир.)
		7,5
4 при 6 каналах параллельно

Рис. 4.20. Формат многоканальной передачи вниз

Таблица 4.7

Коэфф. расширения спектра SF	Символьная скорость в радиоканале (кбит/с)	Битовая скорость в радиоканале (кбит/с)	Битовая скорость передачи информации DPDCH (кбит/c)	Макс. скорость передачи абонентских данных при канальном кодировании с R =1/2 (кбит/с, ориентир.)
	7,5		3 – 6	1 – 3
			12 – 24	6 – 12
			42 – 51	20 – 24
4, при 3 каналах паралл.

В табл. 4.6 (направление вверх) во втором столбце указана скорость передачи символов в радиоканале, а в третьем – реальная скорость передачи абонентской информации при использовании избыточного сверточного кодирования со скоростью R_код =1/2, т.е. когда один информационный бит кодируют двумя символами. Табл. 4.7 имеет более сложную структуру. Это объясняется тем, что в UTRA-FDD по каналу DPDCH вниз биты трафика мультиплексируют, т.е. передают вместе с битами сообщений канала управления. Кроме того, из-за использования квадратурной модуляции каждый модулирующий символ несет информацию о двух информационных битах. Результаты расчета скорости передачи абонентской информации при R_код =1/2 приведены в последнем 5-м столбце табл. 4.7.

Из табл. 4.6 и 4.7 следует, что максимальная скорость передачи при SF=4 составляет 480 кбит/с в направлении вверх и 936 кбит/с в направлении вниз. Если требуется организовать передачу с более высокими скоростями, то одному пользователю выделяют несколько параллельных каналов передачи при SF=4. Заметим, что скорости передачи вверх и вниз не обязательно должны быть равными. Наоборот, при передаче данных по большей части каналы будут асимметричными.