OVSF je technika generování kódů používaná ve WCDMA k vytváření ortogonálních kanalizačních kódů, které oddělují různé kanály na stejné frekvenci, což umožňuje proměnlivé datové rychlosti při minimalizaci interference.

Popis

Kódy Orthogonal Variable Spreading Factor (OVSF) jsou základní součástí rozhraní Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) používaného v UMTS. Poskytují kanalizační funkci v downlinku i uplinku. Strom OVSF kódů je generován rekurzivně: je definován kořenový kód (např. C_{ch,1,0} = [1]) a každý rodičovský kód vytváří dva dceřiné kódy. Jeden dceřiný kód je konkatenací rodičovského kódu se sebou samým ([P, P]) a druhý je konkatenací rodičovského kódu s jeho inverzí ([P, -P]). Tato struktura vytváří sadu kódů, kde jsou libovolné dva kódy ortogonální, pokud ani jeden není předchůdcem druhého ve stromu. Rozprostírací faktor (SF) definuje délku kódu a je nepřímo úměrný symbolové rychlosti; nižší SF (kratší kód) poskytuje vyšší datovou rychlost a vyšší SF (delší kód) poskytuje nižší datovou rychlost. Fyzickému kanálu je přiřazen konkrétní OVSF kód ze stromu. To umožňuje systému multiplexovat kanály s různými datovými rychlostmi současně na stejném kmitočtu nosné. Ortogonalita, pokud je zachována (zejména v downlinku se synchronním přenosem), výrazně snižuje vícenásobný přístupový šum (MAI) mezi kanály. Správa kódů, včetně jejich přiřazování a blokování za účelem zachování ortogonality, je klíčovou funkcí Radio Network Controlleru (RNC).

K čemu slouží

Kódy OVSF byly vyvinuty speciálně pro WCDMA/UMTS, aby vyřešily výzvu podpory více uživatelů a služeb s vysoce variabilními datovými rychlostmi v jediném frekvenčním pásmu. Předchozí systémy CDMA, jako IS-95, používaly Walshovy kódy s pevným rozprostíracím faktorem, což omezovalo flexibilitu. Hlavním problémem, který OVSF řeší, je, jak zachovat ortogonalitu mezi kanály a zároveň umožnit, aby rozprostírací faktor (a tedy i datová rychlost) byl proměnlivý pro každé spojení. To bylo zásadní pro cíl UMTS podporovat jak hlasové, tak vysokorychlostní datové služby. Stromová struktura tuto flexibilitu elegantně poskytuje: volání s vysokou rychlostí používá kód s nízkým SF (zabírá velkou větev stromu), zatímco více volání s nízkou rychlostí může používat kódy s vyšším SF z disjunktních větví téhož stromu. Řešilo to omezení pevného rozprostíracího faktoru a umožnilo efektivní a dynamické přidělování zdrojů, které je klíčové pro služby 3G. Motivací bylo maximalizovat spektrální účinnost a kapacitu v prostředí smíšených služeb.

Klíčové vlastnosti

• Generuje ortogonální kanalizační kódy pomocí rekurzivní stromové struktury
• Podporuje proměnlivé rozprostírací faktory (SF), což umožňuje proměnlivé uživatelské datové rychlosti
• Zachovává ortogonalitu mezi kódy s různými SF při správném přidělení
• Základní pro oddělení kanálů v downlinku a uplinku ve WCDMA
• Umožňuje dynamické přiřazování a správu kódů ze strany RNC
• Funkce blokování kódu: přiřazení kódu zablokuje všechny jeho potomky a předky za účelem zachování ortogonality

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 25.212 (Rel-19) — UTRA FDD Layer 1 Multiplexing & Channel Coding
• TS 25.213 (Rel-19) — UTRA FDD Spreading and Modulation
• TS 25.221 (Rel-19) — UTRA TDD Physical Layer Specification
• TS 25.222 (Rel-19) — UTRA TDD Multiplexing & Channel Coding
• TS 25.223 (Rel-19) — UTRA Physical Layer TDD Spreading & Modulation
• TS 25.823 (Rel-8) — Synchronised E-DCH Study for UTRA FDD
• TS 37.105 (Rel-19) — AAS Base Station Transmission & Reception Requirements

📖 Anglický originál a plná specifikace: OVSF na 3GPP Explorer