5.3.1 Reverse traffic
channel
Reverse traffic channel je určen pro přenos
zpráv s uživatelskými daty a pro přenos
signalizačních zpráv. Skládá se z:
- Data
channel;
- Pilot
channel;
- Reverse
rate indicator (RRI) channel;
- Data
rate control (DRC) channel;
- ACK
channel.
Po obdržení reverse traffic channel MAC layer
paketu fyzická vrstva zkonstruuje
reverse traffic channel physical layer
paket (například přidáním CRC bitů). Reverse
traffic channel physical layer paket vždy obsahuje právě jeden
reverse traffic channel MAC layer paket. Nicméně velikost paketu
fyzické vrstvy se zvětšuje s tím, jak roste paket
MAC vrstvy. Tabulka 5.1 ukazuje velikost paketu fyzické vrstvy spolu
s velikostí přenášeného MAC layer
paketu.
Tabulka
5.1
Délka paketu fyzické
vrstvy.
Délka
paketu fyzické vrstvy
|
Délka
přenášeného paketu MAC vrstvy
|
Typ
paketu fyzické vrstvy
|
256
|
234
|
Reverse
traffic channel nebo acces channel
|
512
|
490
|
Reverse
traffic channel
|
1
024
|
1
002
|
Reverse
traffic channel
|
2
048
|
2
026
|
Reverse
traffic channel
|
4
096
|
4
074
|
Reverse
traffic channel
|
Na reverse lince je velikost paketu fyzické vrstvy
přímo úměrná přenosové rychlosti.
Tabulka 5.2 ukazuje velikost reverse traffic channel physical layer paketu spolu
s přenosovou rychlostí. Poznamenejme, že velikost paketu
fyzické vrstvy závisí na zvolené
přenosové rychlosti (tzn. se zvýšením
datové rychlosti se budou přenášet delší
pakety fyzické vrstvy).
Tabulka
5.2
Délky paketů fyzické
vrstvy a přenosové rychlosti
Délka
paketu fyzické vrstvy
|
Přenosová
rychlost (Kbps)
|
Kódový
poměr
|
Modulační
schéma
|
256
|
9,6
|
1/4
|
BPSK
|
512
|
19,2
|
1/4
|
BPSK
|
1
024
|
38,4
|
1/4
|
BPSK
|
2
048
|
76,8
|
1/4
|
BPSK
|
4
096
|
153,6
|
1/4
|
BPSK
|
Když se blíže podíváme na
tabulku 5.2, zjistíme něco zajímavého. Pokud
vydělíme velikost paketu fyzické vrstvy přenosovou
rychlostí, získáme dobu trvání paketu
fyzické vrstvy. Pokud vydělíme 256 bitů hodnotou 9,6
Kbps, získáme 26,67 ms. Když vydělíme 4 096
bitů hodnotou 153,6 Kbps, opět získáme 26,67 ms. Ve
skutečnosti všechny pakety fyzické vrstvy na reverse lince
trvají stejnou dobu – 26,67 ms, bez ohledu na jeho délku. To
dává smysl, protože čím větší je
délka paketu, tím vyšší je přenosová
rychlost, pokud je délka paketu konstantní. Pokud
každý slot trvá 1,67 ms, pak každý paket
fyzické vrstvy vždy okupuje 16 slotů.
Tabulka 5.2 také ukazuje kódový
poměr pro každou přenosovou rychlost. Protože 1xEV-DO se
výhradně používá pro datové aplikace,
zpoždění není problém. Proto může
být použito pro odstranění chyb
výpočetně složitější turbo
kódování.
5.3.1.1 Data channel
Při vysálání reverse traffic
channel physical layer paketu používá fyzická vrstva
kanál data channel. Data channel je od ostatních
kanálů (ACK channel a data rate control channel) oddělen
pomocí Walshových kódů. Ve skutečnosti data
channel používá Walshův kód
w42
pro úpravu kanálu před kvadraturním
rozprostřením.
Obrázek 5.5 ukazuje konceptuální
blokový diagram kanálu data channel (je vyznačen
tučně). Po vygenerování paketu fyzické vrstvy
tato vrstva provede obvyklé funkce:
- Enkódování
bitů pro korekci chyb;
- Prokládání
(Interleaving) pro boj s kolísáním
signálu.
Po repetici jsou symboly upraveny Walshovým
kódem
w42
a je na ně aplikováno zesílení. Následně
je pak chipový proud sečten s proudem z kanálu data
rate control channel. Nakonec nastupuje kvadraturní
rozprostření a modulace.
Obrázek
5.5
Konceptální blokový
diagram kanálu data channel (tučně) a data rate control
channel.
Pokud je data channel (nesoucí reverse traffic
channel physical layer pakety) aktivní, je pilotní kanál a
kanál reverse rate indicator channel také aktivní. To je
proto, že AN potřebuje pilota pro časování a
referenci. Reverse rate indicator potřebuje znát proto, že AN
říká, jakou přenosovou rychlost kanál
používá. Sekce 5.3.1.3 se těmito dvěma
kanály zabývá.
5.3.1.2 Data rate control (DRC) channel
Jak bylo zmíněno v kapitole 4, AT
může žádat o různou přenosovou rychlost na
forward lince pomocí kanálu data rate control channel na reverse
lince. AT navíc používá data rate control channel pro
informování AN o svém aktuálním
domovském sektoru.
Protože existuje celkem 12 kombinací
přenosových rychlostí a velikostí paketů (viz.
tabulka 4.2)
[9], AT potřebuje při
žádání o tuto kombinaci 4 bity. Ve skutečnosti je
data rate control channel sérií logických
čtyř-bitových
symbolů
[10]. Každý
z těchto čtyř-bitových symbolů je
posílán jednou za specifikovaný počet slotů.
Počet slotů, během kterých je přenesen jediný
čtyř-bitový symbol, je specifikován parametrem
DRCLength. Protože
každý slot trvá 1,67 ms (viz obrázek 5.4), jsou
čtyř-bitové symboly posílány rychlostí
1/(DRCLength×1,67 ms). Například, pro DRCLength = 2, jsou tyto
čtyř-bitové symboly přenášeny rychlostí
300 bps (= 1/(2×1,67 ms)).
Krit0rium, pomocí kterého AT
žádá různou přenosovou rychlost na forward traffic
kanálu, je primárně SNR (poměr signál/šum)
na forward lince. Jedna implementace používá
Ec/I0
forward pilot kanálu. Pokud je
Ec/I0
vysoký, pak forward linka může použít
modulační schémata vyšších
řádů a tedy i vyšší přenosové
rychlosti. Obrázek 5.6 ukazuje vztah mezi přenosovou
rychlostí a
Ec/I0
při 1% chybovosti paketu, založený na simulaci linky a
laboratorní měření kompletní RF linky.
Obrázek
5.6
Vztah mezi přenosovou
rychlostí a
Ec/Io
na forward lince při 1% chybovosti paketů.
Vedle žádosti o různé
přenosové rychlosti používá AT data rate control
kanál pro informování AN o současném
nejlepším sektoru (na forward lince). Připomeňme, že
na forward lince se nepoužívá soft handoff; AT tedy
může mít pouze jediný domovský sektor,
který AT zvolí jako nejlepší. AT specifikuje tento
nejlepší sektor s použitím
tří-bitového symbolu
[11].
Každý tří-bitový symbol
k (0 ≤
k
≤
7) navíc definuje
Walshův kód délky 8. AT specifikuje svůj
nejlepší sektor vynásobením data rate control
kanálu korespondujícím Walshovým kódem.
Obrázek 5.5 také ukazuje
konceptuální blokový diagram kanálu data rate
control channel (není vyobrazen tučně). Data rate control
symboly jsou nejdříve mapovány specifickou
biortogonální funkcí. Po repetici jsou symboly
multiplikovány Walshovým kódem délky 8
(slouží k indexaci nejlepšího sektoru). Pak je data
rate control channel upraven Walshovým kódem
(w168)
a je na něj aplikováno zesílení.
Výsledný chipový proud je pak sečten s proudem
z datového kanálu. Pak je kvadraturně rozprostřen a
modulován.
5.3.1.3 Pilot channel a reverse rate indicator (RRI)
channel
Pilotní kanál má podobnou funkci jako
svůj protějšek v IS-2000 v tom, že poskytuje AN
časování a fázovou referenci. Je to proud
jedniček a neobsahuje žádné informace o
základním pásmu.
Reverse rate indicator channel sděluje AN, jaká
přenosová rychlost je právě používána
datovým kanálem. Protože existuje celkem 6
možných přenosových rychlostí (včetně 0
Kbps) na reverse lince, potřebujeme 3 bity pro reprezentaci těchto
rychlostí. Ve skutečnosti je reverse rate indicator kanál
sérií logických tří-bitových
symbolů. Tyto tří-bitové symboly jsou
posílány pokaždé, kdy je přenášen
paket fyzické vrstvy.
Obrázek 5.7 ukazuje konceptuální
blokový diagram pilotního kanálu a kanálu reverse
rate indicator (vyobrazen tučně). Symboly Reverse rate indicator jsou
nejdříve kódovány, pak podstupují repetici a
puncture. Při přípravě na přenos jsou kanály
reverse rate indicator a pilotní kanál časově
multiplexovány (v poměru 7 k 1, upřednostňujíc
reverse rate indicator symboly) do jediného proudu symbolů. Tento
proud symbolů je pak upraven Walshovým kódem
(w160)
a výsledný chipový proud je následně
sečten s ACK kanálem před kvadraturním
rozprostřením a modulací. Jak čtenář
určitě vidí, pilotní kanál/reverse rate indicator
kanál se od ACK kanálu rozezná pomocí
různých Walsových kódů.
Obrázek
5.7
Konceptuální blokový
diagram pilotního kanálu/reverse rate indicator kanálu
(tučně) a ACK kanálu.
5.3.1.4 ACK channel
ACK kanál se používá pro
potvrzení, že AT úspěšně přijal forward
traffic channel physical layer paket. ACK bit „0“ znamená,
že CRC kontrola přijatého paketu byla
úspěšná (kladné potvrzení). ACK bit
„1“ znamená, že CRC kontrola přijatého
paketu byla neúspěšná (záporné
potvrzení). Když paket nebyl úspěšně
přijat, AN ho obvykle pošle znovu.
Obrázek 5.8 ukazuje příklad, jak jsou
časovány reverse link a forward link sloty v kontextu
s ACK kanálem. Zde je pro forward traffic channel použita
přenosová rychlost 614,4 Kbps a v jednom slotu je jeden forward
traffic channel physical layer paket
[12]. Jak
můžete vidět na obrázku, po přijetí paketu
fyzické vrstvy, je korespondující ACK bit poslán o
tři sloty později.
Obrázek 5.7 také ukazuje
konceptuální blokový diagram ACK kanálu (není
vyobrazen tučně). Před úpravou Walshovým
kódem, je ACK bit 128× zopakován. Pak je tato skupina 128
bitů upravena Walshovým kódem
(w84)
a je aplikováno zesílení. Výsledný
chipový proud je pak před kvadraturním
rozprostřením a modulací sečten s chipovým
proudem kanálu pilot channel/reverse rate indicator channel.
Poznamenejme, že po úpravě Walshovým
kódem je skupina 128 bitů expandována na 1 024
chipů (= 128 bitů × 8 chipů/bit), a okupuje půlku slotu
(každý slot trvá 2 048 chipů). Ve skutečnosti,
jak je vyobrazeno na obrázku 5.8, je každý ACK bit
reprezentován 1 024 chipy v první polovině slotu
ACK kanálu.
Obrázek
5.8
Forward traffic channel a ACK channel na
straně AT.