Que Es Y Como Funciona La Interfaz Aérea IS-95 - Enlaces Directos E Inversos

La interfaz aérea IS-95 era muy diferente a todo lo que se había utilizado anteriormente debido a que se utilizaba CDMA. El enlace directo de IS-95 y el enlace inverso de IS-95 son diferentes en su construcción debido a que hay diferentes requisitos para cada uno.

La interfaz aérea IS-95 se basa en el uso de CDMA dentro de un canal de 1,25 MHz. De este modo, el sistema puede utilizar el mismo canal para un gran número de señales, cada una de las cuales tiene asignado un código diferente para acceder al sistema.

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    Enlaces directos e inversos IS-95

    Para poder definir las direcciones de la transmisión dentro de un sistema celular, se definen los enlaces hacia y desde la estación base. Los nombres utilizados en IS-95 y cdma2000 son diferentes a los utilizados en GSM y UMTS.

    Para la interfaz aérea IS-95, la convención es la siguiente

    • Enlace directo: el enlace desde la estación base hasta el terminal.
    • Enlace inverso: el enlace desde el terminal inalámbrico a la estación base.

    Interfaz Aérea IS-95 - Enlaces Directos E Inversos

    IS-95 CDMA y códigos de dispersión

    Un sistema CDMA se basa en técnicas de espectro ensanchado de secuencia directa. Aquí la función del sistema gira en torno al uso del chip ortogonal o códigos de dispersión. Existen dos formas de códigos utilizados en IS-95 que se emplean de forma ligeramente diferente:

    Códigos Walsh: Los códigos Walsh utilizados en IS-95 tienen una longitud fija de 64 bits. Esto permite transportar un máximo de 64 canales físicos individuales en el sistema. Sin embargo, el número de canales utilizables suele estar limitado por el nivel de interferencia resultante del número de canales activos y sus datos dentro de la célula, así como por la interferencia de las células adyacentes.

    Códigos PN: El código pseudoaleatorio o PN se utiliza en el ensamblaje de la señal de la interfaz aérea IS-95. Consisten en una serie de bits que tienen propiedades aleatorias. En IS-95 se utilizan tres códigos PN, dos códigos cortos y uno largo.

    *Estos códigos se utilizan porque se ha comprobado que si un código se desplaza en el tiempo, el código queda descorrelacionado con el mismo código no desplazado. Esto significa que el mismo código puede utilizarse dos veces, pero desplazado en el tiempo para proporcionar dos secuencias no correlacionadas. De hecho, cuando se utilizan en la red, los códigos se sincronizan mediante señales de sincronización GPS.

    *Para utilizar los códigos PN en IS-95, se adopta un enfoque que utiliza una máscara. Los códigos transmitidos con un desfase de tiempo diferente no están correlacionados y, por tanto, adoptando un conjunto determinado de desfases conocidos es posible crear un conjunto de "códigos" que pueden utilizarse.

    Los códigos cortos tienen una longitud de 32768 bits y un desplazamiento de 64 bits. Esto da un total de 512 desplazamientos que pueden utilizarse en IS-95. Como el código corto se transmite a la velocidad de datos CDMA de 1,2288 Mbps, esto equivale a un tiempo de ciclo completo de 26,667 mS.

    El sistema IS-95 combina estos códigos Walsh con dos códigos de ruido pseudoaleatorio para cada canal de comunicación, con lo que se pueden crear muchos canales diferentes.

    Los distintos canales pueden utilizarse para aplicaciones de control o para transportar la carga útil de datos. El receptor puede separar los diferentes canales, ya que sólo es capaz de correlacionar aquellos para los que se han proporcionado los códigos Walsh necesarios. Todas las demás señales que utilizan otros códigos Walsh aparecen simplemente como ruido.

    Construcción de la señal de radio de la interfaz aérea IS-95

    Las transmisiones CDMA son muy diferentes a las utilizadas en los anteriores sistemas FDMA y TDMA. Aquí el sistema ocupaba un ancho de banda relativamente estrecho. Para un sistema CDMA se utiliza un ancho de banda mucho mayor.

    En el caso de IS-95 / cdmaOne se utiliza un ancho de banda de canal de 1,25 MHz. El ancho de banda real viene determinado por la velocidad del chip, que es de 1,228 Mcps. Además, en otro cambio de la práctica anterior, las células adyacentes pueden utilizar la misma frecuencia, ya que los diferentes códigos utilizados por las células adyacentes les permiten trabajar juntas.

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    Las características de la transmisión entre los enlaces directos e inversos son ligeramente diferentes. Esto se debe en gran parte al hecho de que los dos enlaces están en frecuencias diferentes, y las longitudes de los trayectos son diferentes en cuanto al número de longitudes de onda recorridas. También los requisitos de los trayectos son ligeramente diferentes.

    El enlace directo es transmitido por una única estación en la que la sincronización entre los diferentes canales está implícita, ya que todos se generan dentro del mismo equipo. El enlace inverso IS-95 es generado por un gran número de teléfonos diferentes que no son fáciles de sincronizar y están a distintas distancias de la estación base.

    Otro requisito es que el formato de modulación debe tener en cuenta los requisitos de potencia del terminal.

    Enlace directo IS-95

    El enlace directo IS-95 utiliza una forma de modulación conocida como clave de cambio de fase en cuadratura (QPSK). Esto permite transmitir dos bits por símbolo y, por lo tanto, es un método eficaz de transmisión de datos.

    El enlace directo IS-95 consta de varios elementos. Existe el canal piloto y otros canales más, cada uno con sus propias funciones. El canal piloto se corresponde con el canal de control en GSM y permite al móvil estimar la pérdida del trayecto y, en consecuencia, ajustar su nivel de potencia.

    Además, hay otros canales para avisos, voz, datos, etc. La voz se codifica con un codificador de voz. A continuación, se aplica la corrección de errores a estos datos para que puedan ser transportados incluso en malas condiciones.

    De este modo, la velocidad de transmisión de datos alcanza los 19,2 kbps. La siguiente etapa en la generación de la señal es la multiplicación de los datos por un código Walsh, la forma de código ortogonal que se utiliza para propagar la señal al generar la propia señal CDMA.

    Como se trata de un código de 64 bits, se multiplica la velocidad de datos por 64 para que la velocidad total sea de 1,228 Mbps. Esta señal se transmite a continuación.

    Enlace inverso IS-95

    En el canal inverso se utiliza una forma de modulación conocida como Offset Quadrature Phase Shift Keying (OQPSK). Se trata de una forma de modulación por desplazamiento de fase en cuadratura, QPSK, en la que el componente de cuadratura (Q) de la señal se desplaza con respecto al componente en fase (I) medio período de símbolo.

    Esta forma de modulación se utiliza porque la amplitud de la forma de onda no cruza el cero, y esto reduce la relación pico-media. Esto tiene ventajas para los amplificadores de potencia porque reduce la relación pico/media y permite fabricar amplificadores de señal más eficientes en el móvil, donde el consumo de la batería es un parámetro clave.

    El enlace inverso IS-95 se genera de forma diferente al enlace directo. Aunque se utiliza el mismo codificador de voz, a los datos resultantes se les aplica un mayor grado de corrección o protección de errores.

    En consecuencia, la velocidad de datos resultante se eleva a 28,8 kbps. Se utiliza un método más complicado de propagación mediante un código Walsh. Sin embargo, esto sólo da como resultado un flujo de datos de 307 kbps.

    Para aumentar el ancho de banda hasta los 1,25 MHz, se proporciona un grado más de dispersión utilizando un código PN adicional. Este código se multiplica por la señal para multiplicar por cuatro su velocidad de transmisión de datos hasta alcanzar la velocidad final de 1,228 Mbps, la misma que la señal del enlace descendente.

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