Помехоустойчивое кодирование в UMTS

В настоящее время в мире широко распространены телекоммуникационные системы и сети третьего поколения (3G), которые построены на принципах широкополосного множественного абонентского доступа с кодовым разделением каналов [1]. Их повышенная по сравнению с системами второго поколения (GSM, DAMPS и др.) эффективность и интеграция с IP-технологиями обеспечивают перспективы использования 3G как в настоящее время, так и в ближайшем будущем, пока они не будут заменены сетями следующего, 4-ого поколения [2]. Разработанная Европейским институтом стандартов телекоммуникаций (ETSI) в 1998 г. технология сотовой связи UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) [3] позволила перейти к сетям третьего поколения путем развития стандарта GSM/GPRS в части сети радиодоступа при сохранении базовой сети (Core Network).

---

Собираетесь заказать дипломную работу по истории, но не знаете где? Обращайтесь в Work5! Мы выполним дипломную работу по всем вашим требованиям.

---

. В основу системы стандартов UMTS была положена технология WCDMA (Wideband Code Division), ко торая использует расширяющие спектр каналообразующие и скремблирующие коды, что позволяет в одной полосе частот передавать сигналы многих абонентов за счет применения ортогональных кодов. При этом дуплексность связи в UMTS может обеспечиваться как путем разнесения частот FDD (Frequency Division Duplex), так и путем разделения передаваемой информации во времени TDD (Time Division Duplex). Спецификациями консорциума 3GPP для работы стандарта UMTS-FDD в восходящем направлении выделена полоса частот 1920-1980 МГц, для нисходящего направления – 2110-2170 МГц, что обеспечивает дуплексный разнос сигналов обоих направлений на 190 МГц. Основной вариант системы осуществляет передачу информационных сигналов с чиповой скоростью 3,84 Мчип/с в полосе 5 МГц. Отметим также динамичность стандарта UMTS, имеющего к настоящему времени 8 релизов (версий), вносящих изменения в первоначальную базовую сеть. Одним из наиболее значимых изменений явилось создание в базовой сети новой области IMS (IP Multimedia Subsystem), основанной на IP-технологии без разделения на коммутацию каналов и коммутацию пакетов, что позволило реализовать концепцию NGN в сетях мобильной связи. Другим таким изменением в релизе R7 явилось определение порядка применения многоантенной технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output) [4]. Таким образом, изучение системы UMTS как в целом, так и ее составных частей является весьма актуальной задачей. Целью настоящего реферата является рассмотрение места и способа применения помехоустойчивого кодирования в этой системе. Основной задачей исследования – анализ существующих решений по применению корректирующих кодов для повышения надежности и качества передаваемой в UMTS по высокочастотному физическому радиоканалу информации. Предметом исследования является трехуровневая архитектура системы UMTS, а объектом исследования – применяемое в системе канальное кодирование, использующее корректирующие коды двух видов: сверточные коды и турбо-коды. Настоящая пояснительная записка содержит введение, основную часть, состоящую из трех разделов, заключение и список использованной литературы из 7 позиций.

В настоящем реферате на тему «Помехоустойчивое кодирование в UMTS» приведены общие сведения о сети UMTS, включая базовую доменную архитектуру сети, рассмотрена система управления и обслуживания Q&M (Operations and Maintenance) UMTS, имеющая матричную структуру. Проанализировано взаимодействие трех горизонтальных уровней RNL, TNL и PL «по вертикали», а также четырех плоскостей UP, CP, TNCP и TNUP «по горизонтали». Во втором разделе пояснительной записки рассмотрена трехуровневая архитектура организации каналов и соответствующая ей иерархия протоколов. Перечислены процедуры, реализуемые техническими средствами радиосети UTRAN при обмене данными между абонентскими терминалами и базовыми станциями на физическом уровне. Показано, что при отображении транспортных каналов на физические применяется процедура канального кодирования, использующая помехоустойчивые коды. Приведена обобщенная блок-схема процедуры канального кодирования. В третьем разделе пояснительной записки, посвященном собственно корректирующему кодированию, показано, что спецификация UMTS предусматривает помехоустойчивое кодирование сверточным кодом для низкоскоростных информационных потоков и турбо-кодом – для высокоскоростных потоков. Приведены рекомендации по применению этих корректирующих кодов при канальном кодировании семи типов транспортных каналов UMTS. Даны формулы порождающих полиномов и приведены соответствующие им структурные схемы сверточных кодеров, а также рассмотрена передаточная функция и структурная схема турбокодера с подробным описанием алгоритма работы его внутреннего перемежителя.

1. Невдяев Л.М. Мобильная связь 3-го поколения. – М.: МЦНТИ, 2000. – 208 с. 2. Вишневский В.М. Энциклопедия WiMax: Путь к 4G / В.М. Вишневский, А.И. Ляхов, С.Л. Портной, И.В. Шахнович. – М.: Техносфера, 2009. – 472 с. 3. Кааринен Х. Сети UMTS: Архитектура, мобильность, сервисы / Х. Кааринен, А. Ахтиайнен, Л. Лаитинен, С. Найан, В. Ниеми. – М.: Техносфера, 2007. – 464 с. 4. Данилов В.И. Сети и стандарты мобильной связи: учебное пособие. – СПб.: СПбГУТ, 2015. – 100 с. 5. ГепкоИ.А. Современные беспроводные сети: состояние и перспективы развития / И.А. Гепко, В.Ф. Олейник, Ю.Д. Чайка, А.В. Бондаренко. – К.: «ЕКМО», 2009. – 672 с. 6. Гельгор А.Л., Попов Е.А. Сотовые сети мобильной связи стандарта UMTS: учебное пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – 227 с. 7. Приказ Министерства связи и массовых коммуникаций Российской Федерации от 17.02.2010 № 31 «Об утверждении Правил применения базовых станций и ретрансляторов сетей подвижной радиотелефонной связи. Часть V. Правила применения оборудования систем базовых станций и ретрансляторов сетей подвижной радиотелефонной связи стандарта UMTS с частотным дуплексным разносом и частотно-кодовым разделением радиоканалов».