İleri Hatayı CDMA Signal Integrity'de Düzeltme Anlamak
Modern kablosuz iletişimde, sinyal bütünlüğünü korumak güvenilir veri iletimi temeldir. Kod Bölünme (CDMA) birden fazla kullanıcının aynı frekans bandı aynı anda benzersiz yayılma kodlarıyla paylaşmasını sağlayan bir temeldir. CDMA, sinyalleri hala CDMA sistemlerindeki özel uygulamaları araştırıyor ve diğer kanal bozulmalarını sağlar.
İleri Hatanın Temelleri Düzeltme
Forward Hata düzeltmesi, gecikmeli bilgileri içeren bir kodlama tekniğidir – sinyalin parçalarının bozulmasıyla bile orijinal mesajı yeniden yapılandırmanızı sağlar. Otomatik Tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar tekrar tekrarlama (ARQ) protokollerinin tekrar tekrar aktarıldığı veya yanlış paketlere dayanan protokoller, FEC, alıcının sinyalin parçalarını yeniden inşa etmesini sağlar.
Temel ilke, orijinal verileri daha büyük bir kod kelime alanına haritalamayı içerir, böylece birazcık geri dönüşse veya kaybedilse bile, alıcı en yakın geçerli kodu bulmakla amaçlanan mesajı geri alabilir.FEC programının gücü kod oranı (örneğin, 7/8) ile ölçülür.
CDMA Sistemleri Neden Robust Hata Düzeltmesi Gerekiyor
CDMA sinyalleri, belirli bir sinyal kalitesi olan birkaç fenomene doğal olarak duyarlıdır:
- [FONT:0]Near-Far Problemi:[Dönetici:[Dönder: 1 ) Yakın bir vericiden gelen sinyal, uzak bir vericinin zayıf sinyalini aşırı müdahaleye neden olabilir. Güç kontrol algoritmaları yardım eder, ancak oturmaz müdahale hala hatalarına neden olur.
- [FONT:0) Çokça Fading:[Dönetici:[Dönetici: 0 ) Binalardan ve araziden gelen yansımaların farklı zamanlarda gelen sinyal kopyalarını, yapıcı veya yıkıcı müdahaleye yol açan Rake alıcıları bu durumu hafifletiyor, ancak fading patlamaları kalıyor.
- [FONT:0)Co-Channel Interference:) Çünkü tüm kullanıcılar aynı frekansı paylaşıyor, sistem diğer kullanıcıların müdahalesi ile sınırlı. hatta ortogonal yayılma kodlarıyla bile, çapraz-korelasyon kusuru eksikliğini azaltıyor.
- [FONT=0)Additive White Gaussian Gürültü (2+0N): ) Termal gürültü ve diğer çevre kaynakları her zaman temel bir hata oranına katkıda bulunur.
FEC olmadan, bu bozulmalar sık sık tekrar devretmeye, etkili veri oranlarına ve gecikme süresini azaltır. CDMA'da kapasitenin müdahaleye bağlı olduğu, FEC yüksek müdahale seviyelerine daha fazla tırmanmak için güçlü bir araç sağlar, doğrudan ağ yönlendirme ve kullanıcı deneyimi geliştirmek.
CDMA Networks'te Kullanılan FEC Kodlarının Türleri
IS-95, CDMA2000 ve WCDMA (3G /UMTS) gibi CDMA standartları, farklı kanal koşulları ve veri oranları için her biri için uygun bir şekilde FEC kodlarına sahiptir.
Convolutional Kodlar
Sınırlı kodlar erken CDMA sistemleri için iş kodlarıdır. Bu kodlar sürekli bir modada veri akışını gerçekleştirir, biraz fazla patlamaya karşı daha az etkilidir.Sorular 1/2, kısıtlayıcı 9 convolutional kod, IS-95'te ses ve kontrol kanallarında kullanılabilir.
Turbo Kodlar
WCDMA ve CDMA2000 1xEV-DO gibi üçüncü nesil (G) CDMA sistemleri, Shannon limitine yaklaşımı - teorik maksimum kanal kapasitesi.Onlar, bir ara sıraya ayrılmış iki paralel sabit veri servisinden oluşur ve decoder 3G HSPA ve LTE kanallarında olağanüstü performans sağlar.
Düşük Boyut Parity-Check (LDPC) Kodlar
LDPC kodları Wi-Fi ve daha sonra 4G/5G sistemlerinde prominasyon elde etse de, aynı zamanda bazı CDMA tabanlı uydu ve derin alan uygulamaları ile karşılaştırılabilir performans sunar. LDPC kodları özellikle de blok uzunlukları ile karşılaştırılabilir performans sunar ve büyük blok boyutları için tanımlanır.
Reed-Solomon Kodları
Reed-Solomon kodları, bazı gruplar üzerinde (sihur) çalışan kodlar blok kodlardır, çünkü içsel bir konvolutional veya turbo kodun rastgele hataları ve dışsal mopsiyonlara karşı özellikle etkilidir.Bu yaklaşım uydu CDMA sistemlerinde yaygındır.
FEC CDMA Signal Integrity Nasıl Geliştirir
FEC, CDMA alıcısını basit bir dedektörlerin güçlü bir hata düzeltme motoruna dönüştürür.
- [FONT:0)Encoding:[Dönetici:[Döncü: 0 3) Kaynak: Rektörde, veriler, FEC encoder'a yayılma kodu ile birlikte beslenir.
- [FONT:0)Transmission:[Dönetici:[Dönder:) Kodlanmış sinyal fading, müdahale ve gürültü kanalı aracılığıyla geçer.
- [FONT=0)Demodulation and Despreading:[Dönder:[Dönder:) Alıcı sinyalini geri döndürür ve her kodlu için yumuşak-decision metrics (likelihoods) üretir. Bu metrics biraz güven bilgisi içerir.
- [FONT:0)Decoding: FEC decoder en olası bulan kodu bulmak için yumuşak ölçümler kullanır.Eğer gürültü kod düzeltme kapasitesi içindeyse, kodlanmış veriler hatasız olacaktır.
Bu mimari, CDMA sistemlerinin daha düşük sinyal-sonuç oranları ile çalışmasını sağlar (SINR) aksi takdirde mümkün olacaktır. Sonuç, biraz hata oranı (BER) ve çerçeve hatası oranı (FER), doğrudan aramaları, daha yüksek veri oranları ve daha iyi kullanıcı memnuniyetine çevirir.
Link Bütçe Faydaları
FEC, etkili bir şekilde geliştirilir: 0.link bütçesi), CDMA sistemleri için kullanılan kodlama kazanır veya aynı spektrumu paylaşmalarına izin veren kullanıcılar tarafından daha fazla tasarruf sağlar.In CDMA sistemlerinde, her kullanıcının gürültüyü diğerlerine bağlı olarak, gerekli olan Eb/N0'a bağlı olarak, bu kazanç, kullanıcı başına 3 ila 8 dB'ye bağlı olarak kullanılabilir.
Interference Mitigation Through Coding
FEC ayrıca CDMA'nın doğal işleme kazancıyla sinerjik olarak etkileşime girer.Gruplama kazanç (görüntüleme oranına yönelik çip oranı) dar bant müdahalesine karşı ilk savunma hattı sağlar.FEC ile birleştirerek, sistem etkili bir şekilde müdahale eşiklerini yükseltmektedir.
CDMA Standartlarında Pratik Uygulama
Gerçek dünya etkisini göstermek için, FEC'in büyük CDMA standartlarında nasıl kullanıldığını inceleyelim:
IS-95 (2G CDMA)
IS-95, hücresel için ilk yaygın olarak kullanılan CDMA standardı, daha düşük sinyal güçlülerinden bile daha iyi bir orantısız kod kullandı.Bu kombinasyon, gelişmiş güvenilirlik için dış bir Reed-Solomon kodu kullandı.Bu kombinasyon, IS-95'i birçok dağıtım senaryolarında kapsama verimliliği sağlamak için izin verdi.
CDMA2000 1x ve 1xEV-DO
CDMA2000'e yapılan evrim, yüksek hızlı paket verileri için turbo kodları getirdi. 1xEV-DO (Evolution Data Optimized) turbo kodları 1/5'den 1/3'e kadar, sabit bağlantıdaki yüksek çözünürlükte 3,3'e kadar indirmeye devam etti. turbo decoder, düşük maliyetli cihazlar için güç tüketimini düşük tutmak için çok sayıda iterasyonlar (tipik olarak 8 ila 18) kullandı.Bu, web taraması, video akışı ve dosya indirmeleri etkinleştirdi.
WCDMA/UMTS (3G)
WCDMA esnek bir FEC çerçevesi benimsemiştir: geleneksel kodlar ( 1/2 veya 1/3, kısıtlama uzunluğu 9) kontrol kanalları ve düşük seviyeli hizmetler için ve turbo kodları (üçüncü ila 1/4) yukarıdaki 32 kbps hızlar için, turbo interaver. WCDMA'nin FEC şemaları arasında performans artırmak için tasarlanmıştır.
Ticaret ve Tasarım
FEC vazgeçilmez olsa da, bu mühendislerin dikkatle denge kurması gereken ticaret-offları tanıtmaktadır:
- [FONT:0)Latency:[Dönetici:[Dönetici:0) ] Turbo ve LDPC kodları, gecikmeyi ekler ve ses hizmetleri için, bu gecikme, Viterbi decoding ile 100 m'lerin altında kalmalıdır.
- [FONTD:0]Complexity and Power:[Döneticileri 1 ) Sophisticated decoders daha fazla kapı gerektirir ve daha fazla güç tüketmektedir. Mobile cihazlar sınırlı batarya kapasitesi üzerinde çalışır, bu yüzden FEC tasarımı enerji verimliliğine özelleştirilmiş devreler olmalıdır.
- [[Dönetici:0)Kom Oranı Seçme:[Dönetici:0) Sabit kod oranı tüm koşullara uygun olarak hizmet edemez. Adaptif kodlama ve modulation (ACM) birçok CDMA tabanlı veri sistemlerinde kullanılır - temel istasyon, cep kenarlarında veya derin bir şekilde kullanıcılar için daha düşük bir kod oranını seçer ve hücre sitesine yakın kullanıcılar için daha yüksek bir oran.
- [FONT:0] Interleaving:[Dönetici:[Döncükler) Savaş hataları ile savaşmak için, FEC kodları genellikle zaman veya frekansta verileri yayan kişilerle eşleştirilir. CDMA'da, blok iç içeliği yaygındır.
Gelişmiş Konular: FEC ve MIMO in CDMA
Birden çok faktörlü Multi-Output (MIMO) teknolojisi, hem verici hem de alıcıda birden çok anten kullanan, HSPA+ ve LTE gibi standartlarda CDMA ile entegre edilmiştir (PDMA’yı kullanarak, yükseklink CDMA ilkelerine sahip olsa da, MIMO ve FEC'nin kombinasyonu, FEC'nin kazanılmasıyla birlikte, 2x2 MIMO CDMA sistemi ile birlikte hesaplamalı bir şekilde kodlamayı sağlar.
Future Trends: FEC in 5G and Beyond
5G Yeni Radyo (NR) öncelikle kontrol için veri ve kutup kodları için OFDM ve LDPC kodları kullanıyor olsa da, FEC'den CDMA sistemlerinden öğrenilen dersler doğrudan bu tasarımları bilgilendirir. Yakın kapasiteye sahip performans arayışı, kısa blok uzunluğu ve hızlı kesintiye doğru hareket eden USB ağların peşindedir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
İleri Hata düzeltmesi, CDMA sinyal bütünlüğüne temel bir imkan verendir, ağların güvenilir ses ve veri hizmetleri zor koşullarda sunmalarına izin verir. IS-95'in erken konvolutional kodlarının yakınından, ancak faydaları açıktır: daha güçlü veri oranları ve daha iyi kullanıcı deneyimleri.Shannon-limit turbo kodları, kablosuz teknoloji sürekli olarak gelişmiştir, CDMA'nin temelleri, gelecekteki iletişim sistemlerinin geliştirilmesi ve geliştirilmesi için ihtiyaç duyacaktır.
Bu teknolojiler üzerinde daha fazla okuma için, [[GPP özellikleri [Dönetici:0) CDMA2000 ve WCDMA için, ayrıntılı bir şekilde kod kontrolü kodlaması[Döneticileri ile ilgili akademik bir genel bakış açısı[Dönlendirme kanallarında)[Dönlendirmek için).