Image015 (39)

Jerzy Chamiec, Stanisław Lindner

trudne do zrealizowania. Poszukuje się więc mniej złożonych obliczeniowo, suboptymal-nych algorytmów detekcji porównywalnych jakościowo do metody optymalnej.

Inną zasadą transmisji w systemach MIMO jest zastosowanie kodowania przestrzen-no-czasowego, w którym nadawane symbole danych są powiązane ze sobą określonym algorytmem kodowym. Najpopularniejszym z nich jest kodowanie przestrzennoczasowe STC (Space-Time Coding). Wyróżnia się dwa typy kodowania przestrzennoczasowego: kody blokowe STBC (Space-Time Błock Coding) oraz kody kratowe STTC (Space-Time Treilis Coding).

W przypadku STBC strumień danych jest kodowany blokowo a następnie nadawany przez anteny rozmieszczone przestrzennie. W tym celu na podstawie ciągu kodowego i zbioru anten tworży się symbole czasowo-przestrzenne. Kod STBC jest zazwyczaj opisywany w postaci macierzy, gdzie wierszom odpowiadają kolejne szczeliny czasowe wynikające z długości ciągu kodowego, natomiast kolumny poszczególnym antenom nadawczym. Kody STBC są tak konstruowane, aby zapewnić ortogonalność dowolnej pary kolumn macierzy, dzięki czemu można zrealizować prosty, optymalny proces dekodowania.

Drugi rodzaj kodowania, czyli kodowanie kratowe STTC polega na przesyłaniu kopii zakodowanych nadmiarowo danych z różnym opóźnieniem z przestrzennie rozlokowanych anten nadawczych. Jeżeli opóźnienia na wszystkich ścieżkach są w przybliżeniu identyczne i nie występują zaniki selektywne, wówczas kanał transmisyjny może byś przekształcony w^r kanał z wymuszoną po stronie nadawczej interferencją międzysymbo-lową BI. Pozwala to na użycie odpowiednich dla ISI metod odbioru.

W celu osiągnięcia korelacji w^T czasie i przestrzeni, w STTC stosowanych jest kilka kodów splotowych, przy' czym dopuszczalne sekwencje kodowe przedstawione są w postaci kraty. Przestrzenno-czasowe kody kratowe są dekodowane za pomocą algorytmu Viterbiego, jednakże wraz ze wzrostem liczby anten nadawczych lub liczby stanów kraty proces dekodowania staje się coraz bardziej złożony.

Systemy MIMO z multiplcksacją przestrzenną mogą być stosowane w celu uzyskania większej przepływności, natomiast z kodowaniem STC w' celu zapewnienia lepszej jakości łącza. STC zostało zaadaptowane do systemów trzeciej generacji systemów komórkowych CDMA 2000 i WCDMA.

1.5. SYSTEMY BEZPRZEWODOWE 1.5.1. GSM

GSM jest systemem telefonii komórkowej. Specyfikacja systemu określa maksymalny zasięg w¹ komórce na około 35 km, jednak ze względu na konieczność stosowania dużych mocy sygnałów nadawanych w praktyce zasięg nic przekracza 30 km w paśmie 900 MHz i 8 km w paśmie 1800 MHz.

GSM jest systemem wąskopasmowym wykorzystującym kanały dupleksowe, składające się z kanału łącza „w dół” i kanału łącza „w górę”, każdy o szerokości pasma

B=200 kHz. W paśmie 900 MHz wykorzystywanych jest 124 kanałów dupleksowych z odstępem 45 MHz, natomiast w paśmie 1800 MHz są wykorzystywane 374 kanały z odstępem 75 MHz. Transmisja odbywa się w technice TDMA za pośrednictwem ramek o czasie trwania 4,615 ms podzielonych na 8 szczelin czasowych o czasie trwania 577 ps, zawierających też odstęp ochronny ok. 30 ps miedzy szczelinami. Przy transmisji mowy w każdej szczelinie czasowej są przesyłane pakiety 148 bitów, w tym 26 bitów sekwencji treningowej, dwie porcje po 57 bitów zakodowanej kompresyjnie mowy⁷ rozmieszczone przed i za sekwencją treningowy, dwa bity podstawienia oraz trzy bity początkowe i trzy końcowe. Ilustrują to rys. 1.21. i rys. 1.22 [1.5]

Ramka TDMA

■<- 4.615 ms

Pakiet 148 bitów

156,25 bitów 577 ys

Odstęp ochronny ok. 30 ps

Rys. 1.21. Stniktura ramki TDMA

TB 3

Bity informacyjne 57

SF 1

Sekwencja treningowa 26

SF 1

Bity informacyjne 57

TbT GpI

3 I 8,25 |

156,25 bitów 577 ps

Rys. 1.22. Pakiet podstawowy⁷ szczeliny czasowej ramki TDMA

Rozszerzeniem systemu GSM o możliwość transmisji danych są systemy GPRS i EDGE zapewniające pakietową transmisję danych. EDGE powstał w wyniku zapotrzebowania na większe szybkości transmisji danych niż oferowane przez GPRS. W warstwie fizycznej pakiety w GPRS i EDGE mają prawie taki sam format jak pakiety⁷ w GSM. Zawierają one 148 symboli, w tym 26 symboli sekwencji treningowej, dwie porcje po 58 symboli danych rozmieszczone przed i za sekwencją treningową oraz trzy symbole początkowe i trzy końcowe. Różnica między pakietami transmisji mowy i danych polega jedynie na liczbie symboli danych w pakiecie, tj. 114 w GSM oraz 116 w GPRS i EDGE.

Tak jak w GSM pakiety są transmitowane w postaci ramek TDMA o czasie trwania 4,615 ms podzielonych na 8 szczelin czasowych, z których każda służy do transmisji pojedynczego pakietu. Transmisja odbywa się za pomocą tzw. wieloramek obejmujących 52 pakiety, przy czym dane są transmitowane w 48 pakietach podzielonych na 12 bloków. Pozostałe pakiety służą do korekcji synchronizacji i celów pomiarowych.

33