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9. Reverse CDMA Channel

O canal CDMA reverso estabelece a comunicação na direção do móvel para a célula. Ele transporta tráfego e sinalização. Qualquer canal reverso particular só se encontra ativo durante chamadas à ERB associada, ou quando está havendo sinalização do canal de acesso à ERB associada. 

9.1. Parâmetros de Transmissão

O padrão IS-95A do canal reverso atualmente suporta a família de taxas baseadas em 9.600 bps nos canais de acesso e tráfego, como apresentado na tabela 9.1. O ciclo de serviço (duty cicle) de transmissão varia de acordo com a taxa de dados. Em todos os casos, a taxa de código FEC é 1/3, a taxa de símbolos de código é sempre 28.800 símbolos por segundo depois que haja 6 símbolos de código por símbolo de modulação, e a taxa PN é 1,2288 MHz. A modulação é ortogonal 64-ária, usando as mesmas funções de Walsh que são utilizadas na canalização do link forward. Cada período da função de Walsh é repetido para 4 chips do código PN. A taxa de símbolos Walsh é então 1,2288 MHz/(4 chips por Walsh chip)/(64 Walsh chips por símbolo Walsh) = 4.800 símbolos de modulação por segundo.

Tabela 9.1. Parâmetros do Canal Reverso para o conjunto de taxas 1

J-STD-008 suporta, além disso, uma segunda família de taxas de canal de tráfego baseadas em 14.400 bps. Este conjunto de taxas de dados 2 utiliza um código de 1/2 em lugar de 1/3 da taxa de dados 1.

Tabela 9.2. Parâmetros do Canal Reverso para o conjunto de taxas 1

9.2. Estrutura do Sinal

9.2.1. Canalização

O canal reverso consiste de 2⁴²-1 canais lógicos. Um desses canais lógicos é permanente e unicamente associado a cada unidade móvel. Este canal lógico é usado pelo móvel sempre que ele passa por tráfego. O canal não muda em condições de handoff. Outros canais lógicos são associados com estações base para acesso do sistema. O endereçamento do link reverso é feito através da manipulação do código longo (long code) de período 2⁴²-1, que é parte do processo de espalhamento.

9.2.3. Codificação e Interpolação

A figura 9.1 mostra o processamento central que gera um canal CDMA reverso.

Figura 9.1. Geração do sinal de um canal CDMA reverso

9.2.4. Separação de Usuários

O canal reverso, ao contrário do canal direto, não utiliza ortogonalidade estrita de nenhuma forma para separar canais lógicos. Ao invés disso, usa um código de espalhamento de período muito longo em fases distintas. As correlações entre as unidades móveis não são zero, mas são suficientemente pequenas. 

9.2.5. Modulação Ortogonal

A modulação de dados no link reverso é ortogonal 64-ária, e é aplicada antes do espalhamento. Grupos de 6 símbolos de código selecionam uma de 64 seqüências ortogonais. As seqüências ortogonais são as mesmas funções de Walsh que são usadas no canal forward, com uma finalidade totalmente diferente. Cada período da seqüência Walsh (um Walsh Chip) tem duração de 4 PN chips. A taxa de modulação de símbolos é, portanto, sempre 4.800 sps. 

9.2.6. Spreading

Cada canal reverso é espalhado por um único long code do canal e pelo short code, que tem componentes I e Q. O espalhamento é assim realizado em quadratura. Ou seja, de uma simples seqüência de símbolos binários são geradas 2 seqüências binárias pela adição em “OU Exclusivo” das seqüências PN de short code (figura 9.2). O efeito de adicionar os códigos longo e curto é produzir uma superseqüência que tem um período extraordinariamente longo, aproximadamente 2⁵⁷, ou 3700 anos a uma taxa de espalhamento de 1,2288 MHz .

Figura 9.2. Modulação no Canal Reverso 

9.2.7. Modulação RF

As duas seqüências de espalhamento codificadas e formatadas são moduladas vetorialmente na portadora de RF. A modulação no eixo Q é atrasada por ½ chip. A modulação de espalhamento é portanto Offset QPSK. Esta modulação foi escolhida num esforço para reduzir a modulação do envelope do sinal de RF e diminuir os requerimentos de performance nos amplificadores de potência na estação de assinante. 

O modelamento do espectro no link reverso é cuidadosamente prescrito na interface aérea do IS-95A e na especificação de performance do IS-98. No IS-98, é uma medida da correlação entre a saída do transmissor real com a saída do transmissor ideal. A interface aérea também especifica uma ligeira característica de fase não-linear, a finalidade disso é uma pré-equalização parcial no receptor móvel. 

O ripple (ondulação) na banda é especificado como menor que ±1,5 dB. A rejeição fora de banda é de 40 dB, começando em 740 kHz do centro da banda. Sugere-se a utilização de um filtro FIR (finite impulse response) de banda básica com 48 taps e ripple equilibrado, apesar de não ser necessário [4, CDG]. 

9.3. Access Channel

Só há um tipo de canal de overhead no link reverso CDMA: o Canal de Acesso. 

O canal de acesso é o veículo para a comunicação com as unidades móveis quando estas não estão designadas a um canal de tráfego. Sua finalidade principal é servir para originar serviço e respostas de paging pela estação móvel. Acessos com sucesso são normalmente seguidos pela designação de um canal de tráfego. Uma vez em um canal de tráfego, a sinalização de tráfego entre a ERB e o móvel pode continuar intercalada com o tráfego de usuário. 

O canal de acesso sempre funciona a 4.800 bps. 

Cada ERB deve servir ao menos um canal de acesso, em ao menos uma das freqüências em uso. A máscara de long code para o canal de acesso se deriva da identidade da unidade, do número do canal de paging com o qual o canal de acesso está associado, e do número do canal de acesso dentro daquela ERB. 

9.4. Traffic Channel

O canal de tráfego no link reverso é único para o móvel. Ou seja, cada unidade tem uma única long code mask, baseada em seu ESN (electronic serial number). Sempre que um canal de tráfego é designado para o móvel, ele utiliza sua máscara específica. 

O canal de tráfego sempre transporta dados em quadros de 20 ms, incluindo CRC para ajudar a assegurar a qualidade de quadros no receptor. 

9.4.1. Soft Handoff

Durante o soft handoff, a unidade móvel transmite a mesma informação que transmitiria na ausência do handoff, ou seja, não há mudanças no conteúdo das transmissões do móvel. Há uma mudança na forma com que o controle de potência é aplicado no link reverso. Comandos de redução do controle de potência de todos os participantes no handoff são logicamente ordenados juntos e, se qualquer dos participantes enviar um comando de redução, então a MS reduz sua potência de transmissão. 

9.4.2. Taxa de Transmissão

A variação da taxa de dados é feita pela variação do duty cycle de transmissão de acordo com os planos de 1, 1/2, 1/4 e 1/8, conforme for solicitado pela fonte de dados. A transmissão sempre ocorre em segmentos de 1,25 ms. Os segmentos que são realmente transmitidos são selecionados pseudo-aleatoriamente, usando um seqüência decimada de long code. 

9.5. Temporização

As MSs sempre são solicitadas a ajustar seu tempo de transmissão de acordo com a temporização que elas podem calcular dos canais piloto e de sincronismo, e ajustada pelo offset piloto da ERB conhecida. Assim, o índice do offset piloto lido do canal de sincronismo deve ser usado para corrigir a temporização de transmissão, tal que o sinal do canal reverso chegue à ERB alinhado em tempo com o tempo do sistema, para um ciclo completo do atraso de propagação na interface aérea.