Перескоки по частоте (Frequency Hopping) - раздел Образование, Конспект лекций по С и СМС группы СК-03у Руководитель
На Сигнал, Передаваемый По Радиоинтерфейсу Между Базовой Стан...
На сигнал, передаваемый по радиоинтерфейсу между базовой станцией (BTS) и сотовым телефоном (MS) воздействуют различные внешние помехи. Это могут быть шумы промышленного происхождения (генераторы, сварочное оборудование и т.п.) или атмосферные помехи (например, грозовые разряды). Некоторые из помех распределены в каком-то частотном диапазоне и равномерно воздействуют на различные частотные каналы. К таким помехам относится белый шум, мощность которого равномерно распределена во всем спектре. Однако некоторые мешающие воздействия сосредоточены в каком-то узком частотном диапазоне и оказывают воздействие только на некоторые частотные каналы. Такие помехи называются частотно селективными. Причем они могут быть непрерывными во времени или иметь прерывистый характер, также могут дрейфовать и иметь изменяющуюся мощность. Частотно селективные помехи опасны тем, что они менее предсказуемы, а их мощность может изменяться в широком диапазоне. Для радиосоединений в сотовой связи это может привести к существенному ухудшению качества или полному разъединению и невозможностью установить соединение в течение действия помехи.
Одним из возможных способов борьбы с частотно селективными помехами может быть увеличение мощности. Однако подобный метод не позволяет бороться с высокими выбросами энергии и не является энергетически эффективным. В сотовой связи большее распространение нашел метод, называемый Frequency Hopping или перескоки по частоте. Суть его заключается в том, что во время радиосоединения частотный канал не постоянен и постоянно меняется в пределах заранее заданного набора, известно обеим сторонам передачи. Главное, чтобы смена частотного канала происходила синхронно, иначе возможна потеря качества или разрыв соединения. Очевидно, что участвующие в Frequency Hopping каналы не должны быть задействованы на той же или соседних базовых станциях. Также имеет значение количество частотных каналов и их разнос друг относительно друга. Чем большее число каналов и чем дальше они разнесены друг от друга, тем меньше вероятности возникновения частотно селективных помех на других каналах. Таким образом, в результате включения данной процедуры если на каком-либо канале возникнут помехи, то их воздействие будет распределено между всеми установленными соединениями. Применяемые в системах сотовой связи процедуры защиты от ошибок обычно позволяют выявить и исправить только редкие и одиночные ошибки. В результате распределения негативного воздействия общее число ошибок в каждом из соединений уменьшиться, а это, в свою очередь, позволит применить алгоритмы защиты от ошибок.
Пример Frequency Hopping
Существует несколько алгоритмов работы Frequency Hopping. Перескоки между каналами могут происходить последовательно от канала к каналу и одинаково от цикла к циклу. Также перескоки могут происходить случайно между каналами, и порядок будет меняться от цикла к циклу. Такой вариант обычно предпочтительнее, т.к. считается, что он позволяет лучше распределить помеху и исключить случай, когда помеха действует периодически и может оказывать воздействие на один и тот же канал.
Адаптивная коррекция (Adaptive Equalization)
Во время передачи сигнала через радиосоединение на него воздействуют различные виды помех. Это могут быть промышленные и атмосферные воздействия, помехи от других систем связи или преднамеренные искажения. При этом достаточно часто помехи разных типов накладываются друг на друга и оказывают на полезный сигнал суммарное воздействие. В результате на практике сталкиваются с помехой постоянно меняющейся по мощности, фазе, частоте и ширине спектра. Поэтому необходимо иметь какой-то механизм, который бы позволял компенсировать эти вредные воздействия. Регулирование мощности не позволяет своевременно подстраиваться под изменяющуюся обстановку, т.к. пока будут произведены измерения и отдана команда на изменение мощности шумовая ситуация уже может несколько раз измениться.
В сотовой связи для борьбы с «быстрыми» изменениями шумовой обстановки используется, так называемая, адаптивная коррекция. Суть ее заключается в том, что вместе с полезным сигналом по частотному каналу передается тестовая последовательность (training sequence), которая заранее известна отправителю и получателю. Во время передачи помеха будет воздействовать не только на полезный сигнал, но и на тестовую последовательность. В результате на приемной стороне будет получен «слепок» канала, соответствующий текущей ситуации в канале связи. После получения полезного сигнала и training sequence в действие вступает эквалайзер Витерби (для стандарта GSM). По полученной тестовой последовательности данный эквалайзер изменяет и полезный сигнал. Вместе с передачей следующей порции полезной информации также будет передана новая тестовая последовательность, которая позволит отрегулировать эквалайзер на новую шумовую обстановку.
Очевидным недостатком данного алгоритма является введение избыточной информации в общий поток информации. Кроме того, возникает необходимость в дополнительных вычислительных мощностях на приемной стороне. Вместе с тем производительность современного телекоммуникационного оборудования и ширина каналов связи заранее предусматривает проведение этих процедур и не мешает нормальному процессу обмена информацией. Также адаптивная коррекция обладает еще одним недостатком: используемый канал оценивается только во время передачи тестовой последовательности и может дать лишь примерную информацию о канале связи в остальное время. Но, как показывает практика, даже выборочное тестирование канала дает достаточно полную картину о его состоянии в целом. Поэтому данный метод борьбы с помехами широко применяется не только в стандарте GSM, но и в последующих стандартах сотовой связи.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Перескоки по частоте (Frequency Hopping)
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Лекция №1
Глава 1 – Введение в стандарт GSM
1.1. Мобильная связь
Влияние технологий мобильной связи на нашу жизнь переоценить невозможно. Мобильная связь рас
История развития стандартов и поколений сотовой связи
1.1. Поколение 1G
Все первые системы сотовой связи были аналоговыми. К ним относятся:
AMPS (Advanced Mobile Phone Service – усовершенствованная мобильная телефонн
Стандарт GSM
2.1. Основные характеристики стандарта GSM
Таблица 1 - Основные характеристики стандарта GSM
Частоты передачи подвижной станции приема базовой станции, М
MS (Mobile Stations) - подвижные станции.
VLR – визитный регистр местонахождения.
HLR – опорный регистр местонахождения[C3]
Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядо
Поколение 1G
История начинается с появления в 1980-х годах нескольких новаторских сетевых технологий: AMPS в США и сочетание TACS и NMT в Европе. Хотя несколько поколений услуг мобильной связи существовали
Физические и логические каналы
Каждый временной интервал (time slot - TS) внутри TDMA фрейма называется физическим каналом. В системе GSM используется 8 физических каналов на одной частоте.
Физический к
Каналы управления (Control Channels)
Как только на мобильной станции включено питание, она начинает сканировать частоты в поисках частоты с наибольшим уровнем сигнала. После этого она проверяет, является ли эта частота основной в соте
Пакеты (Bursts)
В структуре цикла TDMA для передачи информации по каналам связи и управления, подстройки несущих частот, обеспечения временной синхронизации и доступа к каналу связи используются пять видов пакетов
Размещение логических каналов на физических каналах
Известно, что логические каналы образуются с помощью физических каналов. Метод размещения логических каналов на физических называется mapping.
Несмотря на то, что большинс
Остальные таймслоты
На рисунке 3.4 первый («1») временной интервал на основной частоте в соте резервируется для сигнальных целей. Это не описывается стандартом, поэтому сигнальный канал может быть размещен в любом нен
HSDPA — High Speed Downlink Packet Access
Эта технология, как следует из её названия, принадлежит к семейству решений, использующих пакетную передачу данных. К этому семейству принадлежат и уже описанные нами GPRS и EDGE. Физически, HSDPA
Стандартизация
Одной из движущих сил для UMTS является требование создания действительно универсальной системы. Вот почему работа по стандартизации была выделена из ETSI в новую организацию "Проект сотруднич
Сетевые компоненты сети UMTS
Рис. 3 Архитектура сетей GSM/GPRS/UMTS
На рисунке выше показаны некоторые из подсистем в сетях GSM/GPRS/UMTS, так как они будут развиваться вместе с версиями UMTS. На
Мобильная станция GSM (MS)
Мобильная станция GSM включает в себя оборудование подвижной связи (терминал) и карту модуля идентификации абонента (SIM).[10] SIM-карта обеспечивает персональную мобильность, предоставляя пользова
Контроллер сети радиосвязи (RNC)
Каждый RNC отвечает за управление радио ресурсами набора ячеек. RNC является эквивалентом BSC сети GSM/GPRS, но более самоуправляемый. Роли RNC в сети UTRAN могут различаться:
Управл
Домашний регистр (HLR)
Домашний регистр (HLR) является независимым элементом базовой сети до и включая версию 4. В сети версии 5 HLR заменяется HSS (сервер абонентов домашней сети - см. следующий раздел), который являетс
Сервер абонентов домашней сети (HSS)
Рис. 12 HSS - расширенный вариант HLR
В сети UMTS версии 5 HSS заменяет HLR. HSS является расширенным вариантом HLR и включает все функциональные возможности HLR плюс
Подсистема IP-мультимедиа (IMS)
Рис. 13 Подсистема IP-мультимедиа
Подсистема IMS является основным отличием сети UMTS версии 4 от версии 5. IMS включает все элементы CN для обеспечения мультимедийны
Сетевые компоненты сети UMTS
Рис. 3 Архитектура сетей GSM/GPRS/UMTS
На рисунке выше показаны некоторые из подсистем в сетях GSM/GPRS/UMTS, так как они будут развиваться вместе с версиями UMTS. На стороне сети дос
Способы борьбы с негативными воздействиями на радиосигнал
При передаче сигнала сотовой связи через эфир на него воздействует целый комплекс нежелательных воздействий. К ним можно отнести: затухание, многолучевое распространение, замирания, временные задер
Перемежение (Interleaving)
Передаваемый через эфир радиосигнал подвергается помехам различных типов. Это могут быть промышленные шумы, атмосферные помехи (например, грозы) и т.п., При этом многие ошибки не од
Помехоустойчивое кодирование
Защиту от ошибок в системах сотовой связи можно разделить на три основных стадии: предупреждение, обнаружение ошибок и исправление. Интерливинг, адаптивная коррекция, Antenna Divers
Управление мощностью (Power control)
РадиосигналBTS) и мобильным телефоном (MS) подвержен различным нежелательным воздействиям. К ним, в частности, можно отнести воздействие шумов различного происхождения. Кроме того,
Проблемы, возникающие при передаче радиосигналов
Сотовая связь позволяет абоненту быть мобильным и не привязанным к какой-либо географической точке. В первую очередь это возможно благодаря особой структуре сети доступа, а именно из-за того, что н
Затухание сигнала
Для передачи телекоммуникационных сигналов применяются различные среды: электрический или оптический кабель связи, воздушное пространство и т.п. При этом не зависимо от выбранного способа передачи
Теневые зоны
При распространении сигнала от базовой станции (BTS) сотовой связи он встречает на своем пути различные препятствия искусственного и естественного происхождения. К преградам искусственно
Замирания сигнала
Сигнал на радио интерфейсе системы сотовой связи редко когда распространяется по прямой. На пути распространения обычно попадаются различные препятствия, которые ведут к отражениям сигнала и измене
Временные задержки
Телекоммуникационный сигнал, распространяется от источника по какому либо каналу связи: электрический, оптический кабель или радиоэфир. При этом в зависимости от среды распространения и используемо
Способы борьбы с негативными воздействиями на радиосигнал
При передаче сигнала сотовой связи через эфир на него воздействует целый комплекс нежелательных воздействий. К ним можно отнести: затухание, многолучевое распространение, замирания, временные задер
Перемежение (Interleaving)
Передаваемый через эфир радиосигнал подвергается помехам различных типов. Это могут быть промышленные шумы, атмосферные помехи(например, грозы) и т.п., при этом многие ошиб
Перескоки по частоте (Frequency Hopping)
На сигнал, передаваемый по радиоинтерфейсу между базовой станцией (BTS) и сотовым телефоном (MS) воздействуют различные внешние помехи. Это могут быть шумы промышленного происхождения (генераторы,
Адаптивная коррекция (Adaptive Equalization)
Во время передачи сигнала через радиосоединение на него воздействуют различные виды помех. Это могут быть промышленные и атмосферные воздействия, помехи от других систем связи или преднамеренные ис
Помехоустойчивое кодирование
Защиту от ошибок в системах сотовой связи можно разделить на три основных стадии: предупреждение, обнаружение ошибок и исправление. Интерливинг, адаптивная коррекция, Antenna Diversity в первую оче
Управление мощностью (Power control)
Передаваемый сигнал излучается с конечной мощностью и постепенно затухает в окружающем пространстве. Наиболее очевидный способ борьбы с данными явлениями – это увеличение мощности переда
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов