технология эхоподавления, модуляция с решетчатым кодированием (СКК). В данном протоколе скорость модуляции принята равной 2400 Бод, а несущая частота 1800 Гц. В отличие от V.32bis, за счет применения СКК-256 и СКК-512 обеспечиваются скорости передачи 16800 и 19200 бит/с.
Модемы V.32terbo предъявляют жесткие требования к качеству используемого телефонного канала. Так, для устойчивой работы на скорости 19200 бит/с необходимо, чтобы отношение сигнал/шум в канале было не менее 30 дБ.
3.5.2. Протоколы ZyX, ZyCELL
Протокол ZyX разработан корпорацией ZyXEL Communications и реализован в ее собственных модемах. Данный протокол, также как и V.32terbo, обеспечивает скорости передачи 16800 и 19200 бит/с. Предусмотрено применение технологии эхо-подавления и модуляции решетчатым кодом несущего колебания с частотой 1800 Гц. Скорость модуляции 2400 Бод сохраняется лишь для скорости передачи 16800 бит/с. Скорость 19200 бит/с обеспечивается за счет повышения модуляционной скорости до 2743 Бод при сохранении 256-позици-онной СКК для обеих скоростей передачи. Такое решение позволило снизить требования к качеству канала связи на 2,4 дБ. Однако расширение спектра сигнала за счет увеличения скорости модуляции может негативно сказаться на качестве связи в каналах с большой неравномерностью амплитудно-частотной характеристики.
Протокол ZyCELL разработан специально для передачи информации по телефонным каналам низкого качества (с высоким уровнем помех), какими также являются каналы сотовых сетей связи.
Технология ZyCELL включает в себя 5 процедур физического уровня и 2 процедуры канального, улучшающие реализацию протокола исправления ошибок V.42. Поэтому протокол ZyCELL является не только протоколом модуляции, но и протоколом исправления ошибок.
Процедуры физического уровня:
Ø быстрая повторная синхронизация;
Ø кодирование с прямым исправлением ошибок;
Ø автоматическое регулирование уровня передачи;
Ø динамический выбор скорости передачи;
Ø улучшенная процедура вхождения в связь. Процедуры канального уровня;
Ø модифицированная процедура адаптивного изменения размера передаваемого кадра;
Ø процедура селективного повтора кадра (ARO типа SR или SREJ).
При перемещении мобильного телефона из одной соты в другую происходит переключение с одного радиоканала на другой. При изменении расстояния от сотового радиотелефона до базовой станции производится автоматическое переключецие мощности передатчика. В результате таких переключении радиосвязь, а значит и несущая частота модема, прерывается на 0,2... 1,2 с. Обычный модем реагирует на такой перерыв связи процедурой повторного соединения, которая обычно продолжается около 10с, или даже рассоединением. При смене сот или изменении мощности сигнала протокол ZyCELL предусматривает применение процедуры быстрой повторной синхронизации (FRS — Fast ReSynchronization).
Большой проблемой при обеспечении безошибочной передачи данных через сотовые системы связи являются замирания сигнала, вызванные его многократным отражением. Из-за различия фаз сигналов, пришедших к приемнику разными путями, возникает интерференция, которая в зависимости от места расположения приемника влияет на мощность принятого сигнала. В результате колебаний амплитуды несущей при передаче данных возникают ошибки и нарушается режим работы модема. Для уменьшения влияния эффекта замирания сигнала в протоколе ZyCELL применяется кодирование с прямым исправлением ошибок (FEC — Forward Error Correction), названное фирмой сотовым FEC (CFEC — Cellular FEC). Применение такого "кода позволяет на приемной стороне исправить ряд ошибок, не запрашивая повторной передачи искаженных кадров. Повторная передача запрашивается только в том случае, когда корректирующей способности кода FEC для исправления всех ошибок оказывается недостаточно. Таким образом, протокол ZyCELL предусматривает гибридное кодирование как кодом с обнаружением ошибок для формирования контрольного поля кадра в рамках протокола канального уровня типа V.42, так и кодом с исправлением ошибок. При очень низком качестве канала это позволяет резко снизить число повторных передач и, следовательно, повысить реальную скорость передачи.
Аналоговые системы сотовой связи первоначально были разработаны для голосовой связи. Они используют компандирование и предварительную коррекцию, которые вносят дополнительные искажения в передаваемый сигнал. Очень сильный сигнал может исказиться компандером при его ограничении по амплитуде. Слишком слабый сигнал даст низкое отношение сигнал/шум на приемной стороне. Поэтому для установки оптимального уровня передаваемого сигнала используется процедура автоматической регулировки уровня передачи (АТРА — Automatic Transmit Power Adjustment).
Протокол ZyCELL для быстрого выбора рабочей скорости передачи и режимов кодирования с целью максимизации пропускной способности предусматривает димал<мческмй сотовый выбор скорости (DCSS — Dynamic Cellular Speed Selection).
Улучшенная процедура квитирования (RHE — Reliable Handshake Еп-hancments) обеспечивает надежное вхождение в связь без повторных попыток даже на линиях с очень высоким уровнем шума.
Протокол ZyCELL обеспечивает скорость передачи данных в диапазоне от 2400 до 14400 бит/с. В нем используется два новых фирменных метода модуляции: ZyCELL-T и ZyCELL-C.
Метод ZyCELL-Т используется при относительно низком уровне помех и обеспечивает передачу данных со скоростями 14400, 12000, 9600, 7200 и 4800 бит/с. При этом используются СКК на 128, 64, 32, 16 и 8 сигнальных позиций соответственно. В режиме ZyCELL-Т на скорости 4800 бит/с реализация СКК-8 дает более высокие показатели допустимого отношения сигнал/шум, по сравнению с режимом ДОФМ протокола V.32 для такой же скорости.
Метод ZyCELL-C применяется при относительно высоком уровне помех и обеспечивает передачу данных со скоростями 4800, 3600 и 2400 бит/с при использовании 8-позиционной СКК. В этом режиме используется кодирование CFEC.
При работе по каналам низкого качества модем может автоматически переключаться между режимами ZyCELL-Т и ZyCELL-C, выбирая наилучший из них для текущих условий передачи. В обоих режимах при всех скоростях передачи скорость модуляции равна 2400 Бод.
Сотовый режим работы можно рекомендовать не только для использования с мобильным сотовым радиотелефоном, но и для работы на обычных телефонных линиях с повышенным уровнем помех. Особенно эффективно его использование на фоне преобладания импульсных помех, кратковременных пропаданий сигнала и повышенном уровне шума.
По результатам тестов ряда авторитетных специализированных журналов ZyCELL признан лучшим, по сравнению с другими протоколами для сотовых систем связи, такими как ETC фирмы AT&T и MNP10.
3.5.3. Протоколы HST, RHST
Протокол HST (High Speed Technology) разработан компанией U.S Robotics и реализован в ее модемах серии Courier. Это асимметричный дуплексный протокол с частотным разделением каналов. Скорость передачи по обратному каналу может составлять 300 или 450 бит/с. Основной канал обеспечивает скорость передачи 4800, 7200, 9600, 1200, 14400 и 16800 бит/с. Скорость модуляции равна 2400 Бод. Применены сигнально-кодовые конструкции на основе решетчатого кодирования. Протокол HST относительно прост и помехоустойчив, так как отсутствует взаимное влияние встречных каналов передачи и не требуется эхо-компенсация.
За счет использования процедуры ASL (Adaptive Speed Leveling) протокол HST позволяет подстраивать скорость передачи под текущее качество используемого телефонного канала. Данная процедура позволяет не только снижать скорость передачи при ухудшении качества канала связи, но и повышать ее при улучшении параметров телефонного канала. Благодаря этому в каждый момент времени передача данных происходит с максимально возможной скоростью для текущего состояния канала.
Отечественное расширение протокола HST, носящее название RHST отличается от базового варианта следующими характеристиками:
Ø максимальная скорость передачи повышена до 21600 бит/с;
Ø на скоростях 16800 бит/с и ниже используется более устойчивый вид модуляции сигнала;
Ø введен режим расширенного управления скоростью передачи. Протокол RHST поддерживается только модемами Русский Курьер 21600.
3.5.4. Протоколы PEP, TurboPEP
Протоколы семейства PEP (Packetized Ensamble Protocol) разработаны фирмой Telebit и реализованы в ее модемах серий TrailBlaizer (PEP) и WorldBlaizer (TurboPEP). Данные протоколы являются полудуплексными. Согласно этим протоколам для обеспечения высокоскоростной передачи полоса пропускания канала тональной частоты разбивается на множество узкополосных частотных подканалов, в каждом из которых происходит независимая передача порции бит из общего двоичного потока. Такие протоколы называют многоканальными, параллельными или протоколами с множеством несущих (multicarrier).
В протоколе PEP полоса тонального канала разбивается на 511 подканалов. В каждом подканале шириной около 6 Гц данные передаются со скоростью модуляции от 2 до 6 Бод. С помощью КАМ один сигнальный элемент переносит от 2 до 6 бит. Максимальная скорость передачи по протоколу PEP составляет 19200 бит/с.
При установке соединения каждый отдельный подканал тестируется на предмет возможности его использования, выбора скорости модуляции и скорости передачи данных в нем. Протокол предусматривает возможность изменения параметров подканалов или их полного отключения в зависимости от изменяющейся помеховой обстановки в течение сеанса связи. При этом дискретность изменения скорости передачи не превышает 100 бит/с.
Протокол TurboPEP за счет увеличения числа частотных подканалов и количества кодируемых бит одним сигнальным элементом может обеспечивать скорость передачи до 23000 бит/с. В отличие от PEP, протокол TurboPEP предусматривает применение СКК с решетчатым кодом, что увеличивает его помехоустойчивость.
Преимущество данных протоколов, по сравнению с традиционными, основанными на модуляции одной несущей, заключается в малой чувствительности к неравномерности АЧХ канала и влиянию импульсных помех.
3.6. Рекомендации по выбору протоколов модуляции
Основные характеристики рассмотренных выше протоколов модуляции, используемых в модемах для КТСОП представлены в табл. 3.7. Под режимом передачи в данной таблице понимается режим передачи (синхронный либо асинхронный) собственно в канале связи.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
