Verwerkingsprocedure van WCDMA-systeem
- Broncodering kan de transmissie-efficiëntie verhogen.
- Kanaalcodering kan de transmissie betrouwbaarder maken.
- Verspreiding kan het vermogen om interferentie te overwinnen vergroten.
- Door de modulatie worden de signalen van digitale signalen overgebracht naar radiosignalen.
Bit, symbool, chip
- Bit: gegevens na broncodering
- Symbool: gegevens na kanaalcodering en interleaving
- Chip: gegevens na verspreiding
Verwerkingsprocedure van WCDMA-systeem – Kanaalcodering en interleaving
Het Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA)-systeem is een 3G mobiele communicatietechnologie die gebruik maakt van CDMA-principes. Er wordt gebruik gemaakt van een complexe verwerkingsprocedure die meerdere fasen omvat om efficiënte communicatie mogelijk te maken. Hier is een overzicht van de verwerkingsprocedure in een WCDMA-systeem:
1. Kanaalcodering:
– Broncodering: de te verzenden gegevens worden gecodeerd met behulp van kanaalcoderingstechnieken zoals turbocodering of convolutionele codering. Dit voegt redundantie toe aan de gegevens, waardoor foutdetectie en correctie bij de ontvanger mogelijk is.
– Interleaving: de gecodeerde gegevens worden interleaving om burst-fouten te spreiden die worden veroorzaakt door fading en andere beperkingen. Interleaving herschikt de gegevens om de impact van opeenvolgende fouten tijdens de verzending te verminderen.
2. Verspreiden en multiplexen:
– Symbol Mapping: De gecodeerde en geïnterleavede gegevens worden toegewezen aan complexe symbolen met behulp van Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) of Quadrature Amplitude Modulation (QAM) technieken. Het in kaart brengen van symbolen helpt bij een efficiënte gegevensrepresentatie.
– Verspreiding: De symbolen worden verspreid door ze te vermenigvuldigen met een spreidingscode die uniek is voor elke gebruiker. Spreidingscodes zijn doorgaans orthogonale of pseudo-willekeurige reeksen, waardoor meerdere gebruikers tegelijkertijd dezelfde frequentieband kunnen delen.
– Kanalisatie: de spread-symbolen worden verder gescheiden in verschillende kanalen met behulp van specifieke kanalisatiecodes. Hierdoor kunnen meerdere logische kanalen naast elkaar bestaan binnen dezelfde frequentieband.
3. Vermogensregeling:
– Closed-Loop Power Control: het basisstation meet de ontvangen signaalkwaliteit van elk mobiel apparaat en verzendt power control-opdrachten om het zendvermogen van individuele gebruikers aan te passen. Dit zorgt ervoor dat alle gebruikers op het juiste vermogensniveau zenden, waardoor verschillen in kanaalomstandigheden worden gecompenseerd en interferentie wordt beperkt.
4. Orthogonalisatie:
– Orthogonale Variabele Spreidingsfactor (OVSF): In WCDMA worden OVSF-codes gebruikt om de kanalen van verschillende gebruikers te orthogonaliseren. OVSF-codes zijn binaire codes van verschillende lengtes die zorgen voor minimale interferentie tussen verschillende gebruikers, waardoor de systeemcapaciteit wordt verbeterd en overspraak wordt verminderd.
5. Multipath-kanaalegalisatie:
– Rake-ontvanger: aan de ontvangerzijde wordt de Rake-ontvanger gebruikt om de effecten van multipath-propagatie te verminderen. Het combineert meerdere multipath-componenten, die elk verschillende vertragingen en verzwakkingen ervaren, om de kwaliteit van het ontvangen signaal te verbeteren.
6. Signaaldetectie en demodulatie:
– Despreading: het ontvangen signaal wordt ontspreid met behulp van dezelfde spreidingscode die wordt gebruikt voor het verspreiden op de zender. Hierdoor wordt het verspreidingseffect verwijderd en worden de originele symbolen geëxtraheerd.
– Kanaalschatting: Kanaalschattingstechnieken worden gebruikt om de kanaalkarakteristieken te schatten en de effecten van fading en interferentie te verminderen. Dit zorgt voor betere demodulatie- en decoderingsprestaties.
7. Kanaaldecodering:
– Kanaaldemapping: de gedemoduleerde symbolen worden terug in bits weergegeven, waardoor het symbooltoewijzingsproces wordt omgekeerd.
– Kanaaldecodering: de ontvangen bits ondergaan kanaaldecodering, inclusief foutdetectie en correctie. Technieken zoals Turbo-decodering of Viterbi-decodering worden gebruikt om de originele gegevens uit de gecodeerde symbolen te herstellen.
8. De-interleaving en brondecodering:
– De-interleaving: de gedecodeerde bits worden gede-interleaved, waardoor het interleaving-proces wordt omgekeerd.
– Brondecodering: de ontweven bits worden uiteindelijk terug gedecodeerd naar de originele gegevens, waardoor het broncoderingsproces wordt omgekeerd.
De bovenstaande stappen vertegenwoordigen een vereenvoudigd overzicht van de verwerkingsprocedure in een WCDMA-systeem. Het belicht de belangrijkste fasen die betrokken zijn bij het verzenden en ontvangen van gegevens, evenals de technieken die worden gebruikt om de signaalkwaliteit te verbeteren, interferentie te verminderen en betrouwbare communicatie te garanderen.