6.2. Канальное кодирование

В данном пункте канальное кодирование понимается в широком смысле, т.е. включает собственно канальное кодирование, перемежение, а также размещение сформированного блока внутри пачки, передаваемого на радиоинтерфейсе.

Для передачи каналов трафика PDTCH стандартом GSM определены 4 основные схемы кодирования, обозначаемые GS-1 - CS-4 (GS - Coding Scheme). Для каналов сигнализации РАССН, РВССН, РРСН, PAGCH, PNCH, PTCCH/D используют исключительно схему СS-1. Отдельную схему используют для кодирования короткого информационного блока (8 бит) в случае каналов сигнализации PRACH и PTCCH/U.

На вход канального кодера с вышестоящего RLC/MАС уровня подают RLC/ MAC блоки (рис. 6.3). В самом полном случае канальное кодирование RLC/ MAC блоков включает выполнение следующих последовательных действий:

1. Блочное предкодирование 3 первых битов RLC/MAC блока (битов USF). Хотя USF передают в MAC заголовке только на линии вниз, тем не менее дополнительное предкодирование применяют и для первых 3 битов MAC заголовка линии вверх. При GS-1 предкодиройание USF битов не используют.
2. Блочное кодирование блока, включая закодированные USF биты, используют во всех схемах. При блочном кодировании к исходной последовательности добавляют проверочные биты (Block Check Sequence - BCS). При CS-1 блочное кодирование самое мощное: оно позволяет не только выявлять, но и исправлять ошибки.
3. Сверточное кодирование. Во всех схемах, кроме CS-4, используют сверточный код (2, 1 ,5), аналогичный используемому при кодировании ТСН/ FS. При CS-4 сверточное кодирование не используют.
4. Перемежение. Перемежение выполняют внутри радиоблока из 456 бит. В результате перемежения получают 4 блока по 114 бит.
5. Формирование пачек для передачи по радиоканалу.

Информация, относящаяся к канальному кодированию при GPRS, представлена в табл. 6.2. Более подробные сведения приведены в прил. 1.

Схема CS-1 имеет наибольшую степень помехоустойчивости, нои самую малую скорость. Она является обязательной в любой GSM/GPRS сети, в то время как использование других схем определяется оператором. MS должна поддерживать все 4 схемы кодирования.

Каждая последующая схема кодирования имеет большую информационную скорость, но, к сожалению, обладает меньшей помехоустойчивостью. Как уже отмечалось, для того чтобы обеспечить высокую надежность доставки USF, применяют дополнительное предкодирование этих важных бит.

Во всех схемах кодирования используют блочное кодирование (наиболее мощное в схеме CS-1: 40 BCS бит на 184 исходных, наименее мощное в схеме CS-4: 18 BCS бит на 440 исходных). Если при проверке BSC в процессе декодирования выяснится, что принятый MAC/RLC блок содержит ошибки, то вышестоящий RLC уровень будет проинформирован об этом. Система произведет запрос неверно принятого пакета, что вызовет снижение средней скорости передачи данных.

На рис. 6.4 приведена зависимость средней скорости передачи данных от отношения сигнал/помеха в канале при различных схемах кодирования. Видно, что высокоскоростные схемы кодирования (CS-3, CS-4) целесообразно использовать лишь при высоком отношении сигнал/помеха. При плохом же отношении С/П данные схемы приводят к снижению средней скорости передачи данных из-за большого числа перезапросов.

Таблица 6.2 Схемы кодирования, используемые при GPRS

Кроме рассмотренных, в последних версиях стандарта GSM определены 9 дополнительных схем для кодирования каналов трафика, обозначаемые MCS-1 - MCS-9. В них по-разному кодируют RLC/MAC блоки направлений вверх и вниз, используют различные методы кодирования и перемежения для заголовков и собственно данных. Схемы , MCS-5 - MCS-9 предназначены для кодирования в случае EGPRS (GPRS с использованием EDGE).

Рис. 6.4. Зависимость средней скорости передачи данных от отношения сигнал/помеха