Обозначая коды, генерируемые полиномами (3.1) и (3.2) как x(i) и y(i), а n – начальный сдвиг генератора x(i) относительно y(i), получаем n-ую последовательность Голда
zn(i) = x((i+n) mod (218-1)) + y(i), i = 0,……218 –2
Комплексный скремблирующий длинный код вниз обозначим как Sdl,n(i):
Sdl,n(i) = zn(i) + j zn((i + 131072)mod(218 –1)), i = 0,1….38399 (3.3)
Этим скремблирующим кодом закрывают кадры длиной 10 мс (38400 чипов).
Рис.3.3. Формирователь скремблирующих кодов вниз
В направлении вниз используют модуляцию 4-ФМ[1], то есть сигнал передают на двух ортогональных поднесущих в виде
s(n) = I(n) cos wt + j Q(n) sin wt,
где I(n) и Q(n) – заполненные чипами синфазный и квадратурный информационное сигналы. Процесс получения закодированного сигнала поясняет рис. 3.4.
Рис.3.4. Кодирование сигналов “вниз”
В направлении вниз (BSÞUE) использованы 512 первичных скремблирующих кодов. Первичные коды открывают 512 кодовых рядов (set), каждый из которых, кроме первичного, содержит еще 15 вторичных кодов. Таким образом в направлении вниз используют 512*16 = 8192 скремблирующих кодов, нумеруемых 0…8191. При SF = 256 каждый первичный (вторичный) скремблирующий код может поддерживать вместе с каналообразующим кодом до 256 каналов.
Характеристики каналообразующих и скремблирующих кодов и их использование сведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
| Каналообразующие коды | Скремблирующие коды | |
| Назначение | Вверх. Разделение каналов данных и управления одного UE. Вниз. Разделение каналов различных пользователей. | Вверх. Разделение UE. Вниз. Разделение секторов (сот). |
| Длина | Вверх. 2 – 256 чипов[2]. Вниз. 4 – 512 чипов. | Вверх. 38400 (10 мс). Вниз. 38400 чипов. |
| Число кодов | SF ‒ коэффициент расширения спектра с одним скремблирующим кодом. | Вверх. Несколько миллионов. Вниз. 512*16 |
| Тип кода | Ортогональный с переменным коэффициентом расши- рения. | Длинные: коды Голда. |
Другой важнейшей характеристикой стандарта UTRA-FDD является кадровая структура. Передача по всем каналам синхронизирована во времени. Сообщения (поток данных) разбивают на отдельные сегменты, внутри которых производят предварительную обработку сигналов.
Базовая длительность кадра составляет 10 мс. Кадр разбит на 15 временных интервалов (time slots): TS0 …TS14, каждый длительностью 2/3 мс (рис. 3.5). В одном TS размещено 2560 чипов. При SF=256 в одном TS передают 10 символов. Кадры объединены в суперкадры; в одном суперкадре 72 кадра, а его длительность составляет 720 мс. Это длина 6 мультикадров каналов трафика стандарта GSM.
При передаче информации по выделенным каналам длительность информационных кадров может составлять 10, 20, 40 и 80 мс. При пакетной передаче данных используют кадры разной длины. Так при высокоскоростной пакетной передаче передают пакеты длительностью 3 TS (2 мс).
. Рабочие диапазоны стандарта UTRA-FDD и соответствующие им абсолютные номера каналов UARFCN (UTRA Absolute Frequency Channel Number) приведены в табл.3.3. Сетка несущих частот в UTRAN равна 200 кГц. Каждый канал имеет номера “вверх” и “вниз”. Частоты FUL и FDL даны в мегагерцах. Основным диапазоном, где осуществляют развертывание UTRAN, является диапазон I.
Длительность одного чипа 1/3,84 · 10-6 с » 0,2604 мкс
Рис. 3.5. Временные характеристики UTRA-FDD
Таблица 3.3
| Рабочая полоса | Вверх UE передает, NodeB принимает | Вниз UE принимает, Node B передает |
| I | 1920 - 1980 МГц | 2110 -2170 МГц |
| II | 1850 -1910 МГц | 1930 -1990 МГц |
| III | 1710-1785 МГц | 1805-1880 МГц |
| IV | 1710-1755 МГц | 2110-2155 МГц |
| V | 824 - 849 МГц | 869-894 МГц |
| VI | 830-840 МГц | 875-885 МГц |
| VII | 2500-2570 МГц | 2620-2690 МГц |
| VIII | 880 - 915 МГц | 925 - 960 МГц |
| IX | 1749.9-1784.9 МГц | 1844.9-1879.9 МГц |
| X | 1710-1770 МГц | 2110-2170 МГц |
| XI | 1427.9 - 1447.9 МГц | 1475.9 - 1495.9 МГц |
| XII | 699 – 716 МГц | 729 – 746 МГц |
| XIII | 777 - 787 МГц | 746 - 756 МГц |
| XIV | 788 – 798 МГц | 758 – 768 МГц |
| XV | Резерв | Резерв |
| XVI | Резерв | Резерв |
| XVII | Резерв | Резерв |
| XVIII | Резерв | Резерв |
| XIX | 830 – 845МГц | 875 – 890 МГц |
| XX | 832 – 862 МГц | 791 – 821 МГц |
| XXI | 1447.9 – 1462.9 МГц | 1495.9 – 1510.9 МГц |
| XXII | 3410 – 3490 МГц | 3510 – 3590 МГц |
| XXV | 1850 – 1915 МГц | 1930 – 1995 МГц |
| XXVI | 814 – 849 МГц | 859 – 894 МГц |
Расположение каналов UTRAN вблизи частоты 2ГГц относительно каналов других сетей показано на рис. 3.6.
| GSM-1800 (вниз) | DECT | UTRA TDD | UTRA FDD (вверх) | MSS (вверх) | UTRA TDD | ||||||||||||||
| UTRA FDD (вниз) | MSS (вниз) | ||||||
Рис. 3.6. Распределение радиочастот для систем подвижной связи
около 2000 МГц
Каналы в UTRAN