Радио интерфейсы мобильных систем связи третьего поколения, страница 8

Основное достоинство ансамбля Голда по сравнению с другими - оптимальность его периодических корреляционных свойств [34]. Однако вследствие усечения длины до N = 38 400 это преимущество полностью теряется, и единственным оправданием предпочтения именно ансамбля Голда может служить простота и регулярность правила формирования очень большого числа (не меньшего 2²⁵+1) последовательностей. Каждая скремблирующая последовательность жестко синхронизирована с временной сеткой МС, так что начало кадра совпадает с первым символом кодовой последовательности Голда, периодически повторяемой в каждом кадре.

Бинарная последовательность Голда с символами ±1 далее преобразуется в четырехфазную. Смысл подобного перехода состоит в выравнивании мощностей в квадратурных каналах модулятора в результате скремблирования. Дело в том, что квадратурное мультиплексирование выделенных канала данных и канала управления (см. 12.2.3) предваряется взвешиванием, так что мощности квадратурных компонентов в мультиплексированном сигнале могут многократно отличаться. Сказанное иллюстрируется рис. 12.3, а, где показаны 4 возможных состояния сигнального вектора, отвечающие 4 комбинациям знаков квадратур, имеющих разный уровень. Допустим теперь, что подобный сигнал перемножается со случайной четырехфазной последовательностью, имеющей постоянную амплитуду и равную вероятность появления любого из четырех возможных символов ±1, ±j. Тогда любая из 4 точек на рис. 12.3, а (например, 1) с равной вероятностью остается на месте, переходит в противоположную или смещается на ±90° (рис.12.3,б).

В итоге диаграмма состояний сигнального вектора принимает вид рис. 12.3, в, демонстрирующего полную равноправность квадратурных компонентов. Разработчики стандарта сочли подобную балансировку полезной, чем и обосновали переход к четырехфазному скремблированию.

Операция скремблирования как таковая осуществляется в квадратурном модуляторе путем комплексного перемножения мультиплексированного сигнала со скремблирующим кодом. Пусть скремблируемый и скремблирующий сигналы имеют комплексные огибающие

где индексы j и qразделяют действительную (синфазную) и мнимую (квадратурную) части комплексной огибающей. Тогда, согласно правилу комплексного умножения,

так что скремблирование может быть выполнено схемой, показанной на рис. 12.4, где действительная и мнимая части комплексной амплитуды скремблируемого сигнала снимаются с плеч / и Q схемы на рис. 12.1. Выходом являются действительная и мнимая части произведения S(t)C(t), модулирующие затем синусное и косинусное колебания несущей частоты f₀.

Механизм образования комплексного скремблирующего кода, определенный спецификацией, состоит в следующем [66]. Бинарная усеченная последовательность Голда задает непосредственно действительную часть скремблирующего кода С(i). Та же исходная последовательность Голда (до усечения) берется со сдвигом в 16 777 232 чипа, после чего производится ее усечение до необходимой длины N = 38 400. У полученной таким образом последовательности С'(/) все нечетные символы заменяются на инверсии предыдущих четных (в некоторых источниках [40, 70] эта операция безосновательно названа децимацией). Произведение результата с действительной частью С(i) и используется в качестве мнимой компоненты. Полученный тем самым четырехфазный скремблирующий код формально записывается как             [41, 66, 70]           (12.1)

где [•] обозначает целую часть числа. Столь громоздкая процедура построения скремблирующего кода задумана с единственной целью: вдвое уменьшить частоту переходов QPSK-сигнала в противоположное состояние и облегчить тем самым энергетический режим передатчика (см. § 4.2). Непосредственная проверка показывает, что при переходе от четных позиций к нечетным знаки действительной и мнимой частей не могут меняться одновременно, что и означает смену сигнального вектора на соседний, т.е. поворот на угол ±90° (см. рис. 4.2).