不對稱信道是什么,不對稱信道的基本原理
不對稱信道(asymmetrical channel)是指正向傳輸與反向傳輸具有不同傳輸速率的信道。不對稱信道包含 CDMA 正向信道和 CDMA 反向信道。在 CDMA 系統中,由基站發往移動臺的信道稱為 CDMA 正向信道,也稱作下行傳輸或下行鏈路。在 CDMA 蜂窩系統中,由移動臺發往基站的信道稱為反向信道,也稱作上行(傳輸)信道。
不對稱信道的概念
不對稱信道(asymmetrical channel)是指正向傳輸與反向傳輸具有不同傳輸速率的信道。不對稱信道包含 CDMA 正向信道和 CDMA 反向信道。
正向信道在 CDMA 系統中,由基站發往移動臺的信道稱為 CDMA 正向信道,也稱作下行傳輸或下行鏈路。它由用于正向控制的廣播信道和用于攜帶用戶信息的正向業務信道組成。其中控制信道有分為導頻信道、同步信道和尋呼信道。所以這些信道都在同一個 1.23MHz 的 CDMA 載波上。
基站發送的信號帶寬約為 1.23MHz,包含相互正交的 64 個邏輯信道。其中導頻信道使用沃爾什函數,記作
每一個邏輯信道都先用相應的沃爾什函數作正交擴頻,沃爾什函數的碼片(或稱子碼)的速率的 1.2288Mc/s,即子碼的碼元寬度為 0.8138μs。
每一個邏輯信道,對輸入的數據都經過卷積編碼、分組交織、沃爾什函數擴展頻譜。由于沃爾什函數是一正交函數族,互相關值為零,所以在擴頻的同時,給各個邏輯信道帶上了正交性,稱作正交擴頻。擴頻后的信道再進行四相調制,基站發射信號采用 QPSK 調制方式。
反向信道CDMA 蜂窩系統中,由移動臺發往基站的信道稱為 CDMA 反向信道,也稱作上行(傳輸)信道。反向信道中只包含接入信道和反向業務信道,其中接入信道與正向信道中的尋呼信道相對應,反向業務信道與正向業務信道相對應。這些信道采用直接序列擴頻的 CDMA 技術分享同一 CDMA 頻率分配。
移動臺發射信號產生過程,通常稱為反向信道的組成,上部為接入信道,下部為反向業務信道。
數據速率:接入信道用 4800bit/s 的固定速率,反向業務信道用 9600bit/s、4800bit/s、2400bit/s 和 1200bit/s 的可變速率。兩種信道的數據中均要加入編碼器尾比特,用于把卷積編碼器復位到規定的狀態。此外,在反向業務信道上以 9600bit/s 和 4800bit/s 傳送數據時,也要加質量指示比特(CRC 校驗比特)。
卷積編碼:接入信道和反向業務信道所傳輸的數據都要進行卷積編碼,卷積碼的碼率為 1/3,約束長度為 9。
不對稱信道的基本原理 正向信道的四相調制
正交擴頻后的信號,都要進行四相調制,或者稱為四相擴展。在同相支路(I)和正交支路(Q)引入兩個互為準正交的 m 序列,即 I 信道引導 PN 序列和 Q 信道引導 PN 序列,序列周期長度均為 32768。
引導 PN 序列的主要作用是給不同基站發出的信號賦以不同的特征,便于移動臺識別所需的基站。不同的基站雖然使用相同的 PN 序列,但各基站 PN 序列的起始位置是不同的,即各自采用不同的時間偏置。由于 m 序列的自相關特性在時間偏移方面大于一個子碼碼元寬度,所以其自相關系數值接近于 0,因而移動臺用相關器很容易把不同基站的信號區分開來。通常一個基站的 PN 序列在其所有配置的頻率上,都采用相同的時間偏置,而在一個 CDMA 蜂窩系統中,時間偏置也可以再用。
不同的時間偏置用不同的偏置系數表示,偏置系數共 512 個。編號 K 從 0 到 511。
反向信道的正交多進制調制
在反向 CDMA 信道中,把交織器輸出的碼元每 6 個作為一組,用 64 進制的沃爾什函數之一(稱調制碼元)進行傳輸。調制碼元的傳輸速率為 28800/6bit/s=4800bit/s。調制碼元的時間寬度為 1/4800=208.333μs。每一調制碼元含 64 個子碼,因此沃爾什函數的子碼速率為 64*4800/s=307.2kbit/s,相應的子碼寬度為 3.255μs。
正向 CDMA 信道和反向 CDMA 信道都使用 64 進制的沃爾什函數,但兩者的應用目的不同,前者是為了區分信道,而后者是對數據進行正交碼多進制調制,以提高通信質量。因為在反向 CDMA 信道中,不可能像正向 CDMA 信道那樣提供共享的導頻信道。