SK281176B6 - Spôsob a zariadenie na prenos komunikačných signálov s viacnásobným prístupom s kódovým delením s rozprestretým spektrom - Google Patents

Abstract

Spôsob a zariadenie sú určené pre komunikačné informačné signály používajúce spojovacie postupy s rozprestretým spektrom. Vytvoria sa pseudonáhodné postupnosti, ktoré zaisťujú ortogonálnosť medzi užívateľmi, takže vzájomná interferencia môže byť znížená, čo dovoľuje vyššiu kapacitu a lepšie vlastnosti spojovacieho vedenia. Pri ortogonálnych pseudonáhodných kódových postupnostiach je vo vopred určenom časovom intervale nulová vzájomná korelácia, čo má za následok, že nedochádza k vzájomnej kolízii alebo interferencii medzi ortogonálnymi kódmi, iba ak sú kódové časové rámce vzájomne spolu časovo nastavené. V príkladovom vyhotovení sú signály vedené medzi bunkovou oblasťou (12, 14) a mobilnými jednotkami (16, 18) pri použití spojovacích signálov s rozprestretím priamou postupnosťou. V spojení z bunky do mobilnej jednotky sú definované riadiaci, synchoronizačný, vyhľadávací a hlasový kanál. Informácie oznamované na spojovacom vedení z bunky do mobilnej jednotky sa kódujú, prekladajú, modulujú dvojstavovým kľúčovaním fázovým posunom (BPSK) s ortogonálnym krytím každého BPSK symbolu spolu s rozprestieraním štvorstavovým kľúčovaním fázovým posunom (QPSK) krytých symbolov. V spojení z mobilnej jednotky do bunky sú definované prístupový kanál a hlasový kanál. Informácie oznamované na kanáloch z mobilnej jednotky do bunky sú spravidla kódované, prekladané a ortogonálne signalizované spolu s rozprestieraním QPSK.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka bunkových (celulárnych) telefónnych systémov. Konkrétnejšie sa vynález týka spôsobu a zariadenia na prenos komunikačných signálov v mobilnom bunkovom telefónnom systéme alebo družicovom mobilnom telefónnom systéme, používajúcom komunikačné signály s rozprestretým spektrom (Spread Spectrum Communication Signals).

Doterajší stav techniky

Použitie modulačných postupov s viacnásobným (mnohostranným) prístupom s kódovým delením (CDMA - Code Division Multiple Access) je jeden z niekoľkých spôsobov na uľahčovanie spojenia, kde je veľký počet užívateľov systému. V odbore sú známe aj iné komunikačné systémy multiplexného prenosu, ako je viacnásobný prístup s časovým delením (TDMA), viacnásobný prístup s kmitočtovým delením (FDMA) a amplitúdové modulačné postupy ako je systém ACSSB s amplitúdovo kompandovaným jedným bočným pásmom. Modulačná technika systému CDMA s rozprestretým spektrom má však významné prednosti voči uvedeným modulačným technikám pre komunikačné systémy s viacnásobným prístupom. Použitie spôsobov CDMA v spojovacom systéme s viacnásobným prístupom je opísaný v patentovom spise USA č. 4 902 307 z 13. 2. 1990 s názvom „Spread Spectrum Multiple Access Communication Systém Using Satellite Terrestrial Repeaters“ („Komunikačný systém s viacnásobným prístupom s rozprestretým spektrom používajúci družicové alebo pozemné opakovače“) rovnakého prihlasovateľa, na ktorý sa tu odvolávame.

V uvedenom patentovom spise je opísaný spôsob viacnásobného prístupu, kde veľké množstvo užívateľov mobilného telefónneho systému, majúcich každý svoj transciever (kombinovaný vysielač a prijímač), je v spojení cez družicové opakovače alebo pozemné základňové stanice (tiež označované stanice bunkových oblastí, bunkové oblasti alebo krátko bunky), pri použití spojovacích signálov rozprestretého spektra s viacnásobným prístupom s kódovým delením. Pri použití spojenia CDMA môže byť kmitočtové spektrum opätovne používané viackrát a dovoľuje tak zvýšenie kapacity užívateľov systému. Použitie viacnásobného prístupu s kódovým delením má za následok oveľa vyššiu spektrálnu účinnosť ako aká môže byť dosiahnutá pri iných spôsoboch viacnásobného prístupu.

Družicový kanál v typickom prípade trpí únikom, ktorý sa označuje ako Riciho únik. Prijímané signály tak pozostávajú z priamej zložky sčítanej s viacnásobne odrazenou zložkou majúcou Rayleighove únikové štatistické parametre. Výkonový pomer medzi priamou a odrazenou zložkou je v typickom prípade rádovo 6 - 10 dB, v závislosti od charakteristických vlastností antény mobilnej jednotky a okolia okolo mobilnej jednotky.

Na rozdiel od družicového kanálu trpí pozemný kanál únikom, ktorý v typickom prípade pozostáva z Rayleighovej únikovej zložky bez priamej zložky. Pozemný kanál tak vykazuje nepriaznivejšie únikové prostredie ako družicový kanál, v ktorom je Riciho únik dominantnou únikovou vlastnosťou.

Rayleighove únikové charakteristické vlastnosti v pozemnom kanálovom signáli sú spôsobené tým, že sa signál odráža od radu rôznych prvkov fyzického okolia. Výsledkom je, že signál prichádza do prijímača mobilnej jednotky z mnohých smerov s rozdielnymi prenosovými oneskore niami. V kmitočtových pásmach UHF, zvyčajne používaných pre mobilné rádiové spoje, vrátane tých, ktoré sa používajú v bunkových mobilných telefónnych systémoch, môže dôjsť k významným fázovým rozdielom v signáloch vedených po rozdielnych dráhach. Výsledkom môže byť deštruktívne sčítanie signálov s príležitostnými hlbokými únikmi.

Únik pozemného kanálu je veľmi silne závislý od fyzickej polohy mobilnej jednotky. Malá zmena v polohe mobilnej jednotky spôsobí fyzické oneskorenie všetkých dráh šírenia signálov, čo má ďalej za následok rozdielnu fázu pre každú dráhu. Pohyb mobilnej jednotky okolím tak môže viesť k veľmi rýchlemu únikovému procesu. Napríklad v 850 MHz bunkovom rádiovom kmitočtovom pásme môže byť tento únik v typickom prípade veľký v jednotke za sekundu na rýchlosť vozidla jednu míľu za hodinu. Takto veľký únik môže byť mimoriadne rušivý pre signály v pozemnom kanáli, čo bude mať za následok zlú kvalitu spojenia. Na prekonanie problémov úniku sa môže použiť prídavný vysielací výkon. Takýto výkon však zvyšuje účinky na užívateľa v nadmernej spotrebe energie a vo zvýšenej systémovej interferencii.

CDMA modulačné postupy opísané v patentovom spise USA č. 4 90f 307 poskytujú veľa výhod oproti modulačným postupom s úzkym pásmom používaných v spojovacích systémoch používajúcich družicové alebo pozemné regeneračné zosilňovače. Pozemný kanál kladie špeciálne problémy pri akomkoľvek spojovacom systéme obzvlášť s ohľadom na mnohocestné signály. Použitie postupov CDMA dovoľuje prekonať zvláštne problémy pozemného kanálu zmiernením negatívnych účinkov mnohocestného šírenia, napríklad únik, pričom súčasne využívajú jeho prednosti.

V bunkovom telefónnom systéme s viacnásobným prístupom s kódovým delením CDMA sa môže použiť rovnaké kmitočtové pásmo na spojenie vo všetkých bunkách. Vlastnosti tvarového priebehu signálu pri CDMA systéme, ktoré dovoľujú zisk spracovávania, sa tiež používajú na rozlišovanie signálov, ktoré majú rovnaké kmitočtové pásmo. Ďalej dovoľuje vysokorýchlostná modulácia pseudonáhodnou postupnosťou („pseudošumová modulácia“, ďalej PN modulácia, PN postupnosť) oddeľovanie mnohých rôznych ciest šírenia, pod podmienkou, že rozdiel vo fázových oneskoreniach presahuje čas trvania jedného čipu PN postupnosti, t. j. 1/šírka pásma. Ak sa použije v CDMA systéme rýchlosť čipov PN postupnosti približne 1 MHz, môže byť využitý plne zisk spracovania v rozprestretom spektre, rovný pomeru šírky rozprestretého pásma k rýchlosti systémových dát,‘a to proti cestám, ktoré sa odlišujú o viac ako jednu mikrosekundu v dráhovom oneskorení od požadovanej cesty. Rozdiel jednej mikrosekundy dráhového oneskorenia zodpovedá rozdielovej dráhe približne 300 m. Mestské prostredie v typickom prípade poskytuje rozdielové oneskorenie dráhy väčšie ako je jedna mikrosekunda, a v niektorých oblastiach sa uvádzalo až 10 - 20 mikrosekúnd.

V modulačných systémoch s úzkym pásmom ako pri analógovej kmitočtovej modulácii používanej bežnými telefónnymi systémami má existencia viaccestného (mnohocestného) šírenia za následok značné mnohocestné úniky. Pri širokopásmovej modulácii systému CDMA však môžu byť rozdielne cesty rozlišované v demodulačnom procese. Toto rozlišovanie značne znižuje veľkosť mnohocestného úniku. Mnohocestný únik nie je celkom vylúčený pri použití rozlišovacích postupov systému CDMA, pretože príležitostne budú existovať cesty s oneskorenými rozdielmi menej ako je čas trvania čipu PN postupnosti pre určitý

SK 281176 Β6 systém. Signály majúce dráhové oneskorenie tohto rádu nemôžu byť rozlíšené v demodulátore, čo má za následok určitú mieru úniku.

Je preto žiaduce zaistiť určitú formu výberového príjmu s diverzitou, ktorá by dovolila systému zmenšiť únik. Výberový príjem je jeden z prístupov na zmierňovanie škodlivých účinkov úniku. Existujú tri hlavné typy výberového príjmu, a to výberový príjem s časovou diverzitou, výberový príjem s kmitočtovou diverzitou a výberový príjem s priestorovou diverzitou.

Výberový príjem s časovou diverzitou môže byť najlepšie dosiahnutý použitím opakovania, časového prekladania a detekcie chýb a kódovaním, ktoré je formou opakovania. Vynález používa každý z týchto postupov ako formu výberového príjmu s časovou diverzitou.

Systém CDMA poskytuje v dôsledku toho, že jeho signál je širokopásmový signál, formu výberového príjmu s kmitočtovou diverzitou rozprestretím signálovej energie po širokej šírke pásma. Kmitočtový selektívny únik preto postihuje len malú časť šírky signálu CDMA.

Výberový príjem s priestorovou alebo dráhovou diverzitou sa získa tým, že sa vytvára viac signálových ciest pomocou súčasných spojení od mobilného užívateľa cez dve alebo viaceré bunkové oblasti. Ďalej môže byť výberový príjem s dráhovou diverzitou dosiahnutý využitím okolia s mnohocestným šírením spracovaním s rozprestretým spektrom tým, že sa umožní signálu prichádzajúcemu s rozdielnymi oneskoreniami šírenia, aby bol prijímaný a spracovávaný oddelene. Príklady výberového príjmu s dráhovou diverzitou sú uvedené v súvisiacej patentovej prihláške USA č. 07/433 030 zo 7. 11. 1989 „Mäkké odovzdávanie v CDMA bunkovom telefónnom systéme“ a patentovej prihláške USA č. 07/432 552 zo 7. 11. 1989 „Prijímač výberového príjmu v CDMA bunkovom systéme“, oba od rovnakého prihlasovateľa.

Škodlivé účinky úniku môžu byť ďalej kontrolované do určitej miery v CDMA systéme riadením vysielacieho výkonu. Systém na reguláciu výkonu bunkovej oblasti a mobilnej jednotky je opísaný v súvisiacej patentovej prihláške USA č. 07/433 031 zo 7. 11. 1989 „Spôsob a zariadenie na riadenie výkonu v CDMA bunkovom telefónnom systéme“, od toho istého prihlasovateľa.

CDMA postupy opísané v patentovom spise USA č. 4 901 307 uvažovali o použití koherentnej modulácie a demodulácie pre oba smery spojovacieho vedenia v spojeniach z mobilnej jednotky s družicou. Je tu tak opísané použitie pilotného signálu ako koherentnej fázovej referencie na spojenie z družice na mobilnú jednotku a spojenie z bunky na mobilnú jednotku. V pozemnom bunkovom okolí však intenzita úniku z mnohocestného šírenia, s výsledným fázovým rušením kanálu, vylučuje použitie koherentného demodulačného postupu na spojenie z mobilnej jednotky do bunky. Vynález sa preto zameriava na vytvorenie prostriedkov na prekonanie negatívnych účinkov mnohocestného šírenia v spojení z mobilnej jednotky do bunky použitím nekoherentných modulačných a demodulačných postupov.

Postupy CDMA, ako sú opísané v patentovom spise USA č. 4 901 307, ďalej uvažovali o použití relatívne dlhých PN postupností, pričom každému užívateľskému kanálu je priradená rozdielna pseudonáhodná (PN) postupnosť. Vzájomná korelácia medzi rozdielnymi PN postupnosťami a autokorelácia PN postupností pre všetky časové posuny iné ako nula majú obe nulovú priemernú hodnotu, ktorá dovoľuje rozlišovať rozdielne užívateľské signály pri prijímaní.

Takéto pseudonáhodné (pseudošumové) signály však nie sú ortogonálne. 1 keď vzájomné korelácie majú v prie mere nulovú hodnotu, po krátkom časovom intervale, ako je čas informačného bitu, sleduje vzájomná korelácia binomické rozdelenie. Signály spolu ako také vzájomne interferujú prakticky rovnako, ako keby boli širokopásmovým Gaussovým šumom pri rovnakej výkonovej spektrálnej hustote. Ostatné užívateľské signály alebo vzájomný interferenčný šum tak obmedzuje dosiahnuteľnú kapacitu.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je spôsob prenosu komunikačných signálov s viacnásobným prístupom s kódovým delením s rozprestretým spektrom, prenášaných ako reprezentácia číslicových signálov v telekomunikačnom systéme zahŕňajúcom bunkový systém s mobilnými jednotkami a základňovými stanicami, pri ktorom sa v danom frekvenčnom pásme súčasne prenášajú v jednotlivých kanáloch komunikačné užívateľské signály, ktoré sú prenášané medzi mobilnými jednotkami a základňovými stanicami namodulované na nosnom kmitočte s rozprestretím pomocou signálu pseudonáhodnej postupnosti do rozprestretého spektra bez vzájomnej interferencie kanálov, pričom spôsob obsahuje systémové kódovanie dát prenášaného signálu do formy spôsobilej spracovania a prenášania, prenos signálov v rozprestretom spektre, namodulovaných na nosnom kmitočte po telekomunikačnom médiu a dekódovanie na prijímacej strane, ktorý sa podľa vynálezu vyznačuje tým, že sa pri prenose komunikačných signálov obsahujúcom prenos, v bunkovom telekomunikačnom systéme zo základňovej sta-: nice na mobilné jednotky a z mobilných jednotiek na zá-> kladňovú stanicu, na základňovej stanici vytvorí súbor jedinečných bitových postupností vo forme kódov, ktoré sú.v uvedenom súbore navzájom ortogonálne, kde každá jedinečná postupnosť zodpovedá jednému komunikačnému ka-. nálu, ďalej sa vytvorí na základňovej stanici najmenej jednfc. bitová pseudonáhodná postupnosť reprezentujúca pseuda-. náhodný rozprestierací kód, pričom dátový signál každého, kanálu v číslicovej forme sa kombinuje jednak s jednou za súboru ortogonálnych kódových postupností kvôli vytvore.niu krytej dátovej postupnosti a jednak so pseudonáhodným rozprestieracím kódom založeným na uvedenej najmenej jednej bitovej pseudonáhodnej postupnosti, a vzniknutý súbor krytých a rozprestretých číslicových signálov sa namoduluje na nosný kmitočet, a tento modulovaný signál sa prenáša v rozprestretom spektre zo základňovej stanice k miestu určenia na príjem, následné demodulovanie a dekódovanie.

Z hľadiska vynálezu nie je podstatné, v akom poradí sa dátový signál kombinuje s ortogonálnymi kódovými postupnosťami alebo so pseudonáhodným rozprestieracím kódom.

V rámci vynálezu je teda možné, že sa každý z dátových signálov najprv kombinuje s jednou zo súboru ortogonálnych kódových postupnosti kvôli vytvoreniu krytej dátovej postupnosti a potom sa krytá dátová postupnosť kombinuje so pseudonáhodným rozprestieracím kódom založeným na uvedenej najmenej jednej bitovej pseudonáhodnej postupnosti, kvôli získaniu súboru krytých a rozprestretých číslicových signálov pre dátové signály. Rovnako je tak možné, že sa najprv kombinujú príslušné ortogonálne kódové postupnosti so pseudonáhodným rozprestieracím kódom založeným na uvedenej najmenej jednej bitovej pseudonáhodnej postupnosti, a potom sa každá takto vzniknutá kombinovaná kódová postupnosť kombinuje s príslušným dátovým signálom kvôli vytvoreniu signálov v rozprestretom spektre obsahujúcich každý krytú dátovú postupnosť pre dátový signál v rámci získaného rozprestretého a krytého číslicového signálu, čím sa získa súbor rozprestretých a krytých číslicových signálov.

Pod pojmom „dátový signál“ sa chápe signál, na ktorý boli kódovaním prevedené prenášané užívateľské dáta, napríklad ľudská reč alebo iná informácia prenášaná spôsobom podľa vynálezu.

Pod pojmom „krytá dátová postupnosť“ sa chápe postupnosť získaná kombinovaním, napríklad násobením, dátového signálu s ortogonálnou kódovou postupnosťou. Tento pojem sa vzťahuje ako na prípad, keď sa najprv kombinuje dátový signál s ortogonálnou kódovou postupnosťou a potom sa rozprestiera pseudonáhodnou postupnosťou alebo keď sa najprv ortogonálna postupnosť rozprestiera pseudonáhodnou postupnosťou a potom sa kombinuje s dátovým signálom, takže krytá dátová postupnosť je prítomná v rámci kódovaného dátového signálu v rozprestretom spektre.

Pod pojmom „rozprestierací kód“ sa chápe pseudonáhodná postupnosť, s ktorou sa kombinuje krytá dátová postupnosť, prípadne ortogonálna kódová postupnosť pred ich kombinovaním s dátovým signálom, kvôli získaniu rozprestretého spektra.

Pod pojmom „systémové kódovanie dát“ sa chápe kódovanie, pri ktorom sa dáta kódujú do formy spôsobilej na spracovávanie a vysielanie. Tento pojem zahŕňa, pre prípad kódovania reči do formy, ktorá sa má spracovávať v rádiotelefónnom systéme, a akékoľvek následné kódovanie vrátane kódovania na ochranu proti chybám ako napríklad konvolučné kódovanie bez toho, aby na ne bolo obmedzené. Formy systémového kódovania sú dobre známe v odbore a nemusia preto byť v tomto texte konkrétne rozoberané. Termín je určený na rozlíšenie bežného kódovania od nasledujúceho ortogonálneho kódovania a rozprestierania pseudonáhodnou postupnosťou.

Podľa výhodného vyhotovenia vynálezu sú ortogonálne kódy Walshove kódy.

Výhodne sa pre skupinu užívateľských signálov, hlavne pre bunku bunkového mobilného telekomunikačného systému alebo jej sektor, generuje spoločný binárny kódovaný signál vo forme jedinečnej Walshovej postupnosti ako pilotný signál, ktorý sa spoločne s krytými dátovými signálmi rozprestiera pseudonáhodnou postupnosťou rozprestieracieho kódového signálu do rozprestretého spektra ako referenčný signál skupiny užívateľských signálov.

Podľa výhodného vyhotovenia vynálezu je pseudonáhodná postupnosť lineárna pseudonáhodná postupnosť so zvýšenou maximálnou dĺžkou oproti štandardnej maximálnej dĺžke postupnosti. Konkrétne je výhodné, ak má pseudonáhodná postupnosť so zvýšenou maximálnou dĺžkou dĺžku 32 768 bitov, zvýšenú o jeden bit vzhľadom na štandardnú maximálnu dĺžku postupnosti 32 767 bitov.

Pri prenose z mobilnej jednotky na základňovú stanicu sa podľa vynálezu vytvorí v mobilnej jednotke súbor jedinečných bitových postupností vo forme kódov, ktoré sú vzájomne ortogonálne, ďalej sa vytvorí najmenej jedna bitová pseudonáhodná postupnosť reprezentujúca rozprestierací kód, načo sa dátový signál prevádza do ortogonálnej kódovanej postupnosti, pričom sa pre každý vopred určený počet po sebe nasledujúcich bitov sériového prúdu dátových bitov vyberie jedna z uvedených ortogonálnych postupností, priradených vo forme kódovej tabuľky k zvláštnej binárnej kombinácii uvedeného vopred určeného počtu bitov, a uvedená zvolená ortogonálna postupnosť sa prenáša namiesto uvedenej skupiny vopred určeného počtu dátových bitov a výsledná ortogonálne kódovaná dátová postupnosť vo forme sledu po sebe nasledujúcich ortogonál nych postupností, zodpovedajúcich obsahu každej z po sebe nasledujúcich skupín dátových bitov, sa rozprestrie rozprestieracím kódom založeným na pseudonáhodnej postupnosti, a vzniknutý rozprestretý digitálny signál sa namoduluje na nosný kmitočet, a tento modulovaný signál sa prenáša z mobilnej jednotky na základňovú stanicu kvôli následnému spracovaniu a vedeniu na miesto určenia.

Pod pojmom „ortogonálne kódovaná dátová postupnosť“ sa chápe sled vybraných ortogonálnych postupností, ktorými sa nahradzujú príslušné bitové skupiny sériového prúdu dátových bitov a ktoré sa namiesto týchto bitových skupín vysielajú ako reprezentácia dátového signálu. Pojem je zavedený kvôli odlíšeniu od krytej dátovej postupnosti, používanej pri prenose z bunky na mobilnú jednotku, ktorá obsahuje pôvodné dátové bity, kombinované s ortogonálnou kódovou postupnosťou, zatiaľ čo v „ortogonálne kódovanej dátovej postupnosti“ pri opačnom smere prenosu tieto dátové bity obsiahnuté nie sú, ale sú nahradené zvolenými jedinečnými ortogonálnymi postupnosťami alebo „ortogonálnymi kódovými postupnosťami“. Ortogonálne kódy týchto postupností sú opäť výhodne Walshove kódy.

Výhodne je vopred určený počet bitov v uvedenej skupine šesť a ortogonálne kódové postupnosti sa priraďujú zo súboru 64 postupností na základe decimálnej reprezentácie binárnej kombinácie uvedených šesť bitov.

Podľa ďalšieho znaku vynálezu sa generujú dve pseudonáhodná postupnosti a krytá alebo ortogonálne kódovaná dátová postupnosť sa prevádza do dvoch signálov, v ktorých sa krytý alebo ortogonálne kódovaný signál kombinuje so zodpovedajúcou odlišnou pseudonáhodnou postupnosťou a vzniknuté rozprestreté signály samodulujú na nosný kmitočet so vzájomným fázovým posunutím 90° a následne sa kombinujú do kvadratúme modulovaného signálu.

V rozprestretom spektre sa výhodne ďalej prenáša najmenej jeden ďalší pomocný signál ako synchronizačný signál alebo vyhľadávací signál (paging signál), ktorý sa kombinuje s ďalšou jedinečnou Walshovou postupnosťou z uvedeného súboru ortogonálnych postupností a potom sa rozprestiera spolu s krytými dátovými signálmi alebo ortogonálne kódovaným dátovým signálom do rozprestretého spektra uvedenou pseudonáhodnou postupnosťou.

Vynález sa ďalej vzťahuje na zariadenie na vykonávanie spôsobu, obsahujúce kódovacie prostriedky dátového signálu, generovacie prostriedky na generovanie najmenej jednej pseudonáhodnej postupnosti, kombinačné a rozprestierame prostriedky na kombinovanie a rozprestieranie dátového signálu uvedenou pseudonáhodnou postupnosťou a modulačné prostriedky na modulovanie rozprestretého číslicového signálu na nosný kmitočet, ktorého podstatou je, že každý kanálový výstup kódovacích prostriedkov vo forme systémového kodéra je pripojený na jeden vstup kombinačného prostriedku ortogonálneho kódového signálu, ktorý má druhý vstup pripojený ku generátoru Walshovych kódových postupndstí a výstupy kombinačných prostriedkov napojené na prvé vstupy rozprestieracích prostriedkov pre každý kanál, majúce druhé vstupy napojené na generátor signálov pseudonáhodných postupností, pričom výstupy jednotlivých rozprestieracích prostriedkov sú vedené do číslicovo - analógových prevodníkov, ktorých výstupy modulovaných analógových signálov sú pripojené k sumačnej zostave, ktorej výstup je napojený na prenosové médium signálu multiplexovaného s kódovým delením.

Zariadenie výhodne obsahuje dva generátory pseudonáhodných postupností, so zodpovedajúcim výstupom napojeným na jednotlivé skupiny rozprestieracích prostriedkov, pričom výstupy rozprestieracích prostriedkov sú každý

SK 281176 Β6 spojené s jedným číslicovo - analógovým prevodníkom, ktorých výstupy sú pripojené k zodpovedajúcemu sumátoru sumačnej zostavy s priradením podľa napojenia príslušného rozprestieracieho prostriedku na príslušný generátor pseudonáhodných postupností, pričom výstupy fázovo posunutých modulovaných signálov zo sumátorov sú pripojené na vstupy spoločného sumátora s jediným výstupom modulovaného dátového signálu s rozprestretým spektrom.

Zariadenie na vykonávanie spôsobu pri komunikácii z mobilnej jednotky do bunky obsahuje kódovacie prostriedky dátového signálu, generovacie prostriedky na generovanie najmenej jednej pseudonáhodnej postupnosti a kombinačné a rozprestieracie prostriedky na kombinovanie a na rozprestieranie dátového signálu pseudonáhodnou rozprestieracou postupnosťou a modulačné prostriedky na modulovanie rozprestretého číslicového signálu na nosný kmitočet, pričom podľa vynálezu každý dátový výstup kódovacích prostriedkov vo forme systémového kodéra je spojený s kodérom Walshovho kódu, obsahujúcim generátor Walshovej postupnosti ako odozva na bitové skupiny na vstupe dátového signálu, pričom výstup kodéra Walshovho kódu je spojený so vstupom najmenej jedného rozprestieracieho prostriedku, ktorého druhý vstup je spojený so zodpovedajúcim generátorom pseudonáhodnej postupnosti a výstup najmenej jedného rozprestieracieho prostriedku je napojený na modulačné prostriedky výstupného signálu k základňovej stanici.

Kombinačné prostriedky a rozprestieracie prostriedky sú výhodne vytvorené ako logické členy EXCLUSIVE-OR (obvody nonekvivalencie).

Vynález vychádza z uvedených zistení, že existencia mnohocestného šírenia môže zaistiť výberový príjem s dráhovou diverzitou pre širokopásmový CDMA systém s prenosom s rozprestretým spektrom. Ak sú k dispozícii dve alebo viacero ciest s väčším rozdielovým dráhovým oneskorením ako jedna mikrosekunda, môžu sa použiť dva alebo viacero prijímačov pseudošumových PN postupností pre samostatné prijímanie signálov. Pretože tieto signály budú v typickom prípade vykazovať nezávislosť od úniku z mnohocestného šírenia, t. j. že zvyčajne spolu neunikajú, môžu byť výstupné signály dvoch prijímačov výberovo kombinované. Strata výkonu tak nastáva iba vtedy, keď oba prijímače vykazujú únik v rovnakom čase. Vynález preto prináša použitie dvoch alebo viacerých prijímačov PN signálov v kombinácii s kombinačným prostriedkom výberových signálov. Pre využitie existencie mnohocestných signálov na prekonávanie úniku je potrebné použiť tvarový priebeh signálu, ktorý dovoľuje vykonávať kombinačné operácie s výberovým príjmom s dráhovou diverzitou.

Vynález preto spočíva v generovaní pseudonáhodných postupností, ktoré sú ortogonálne, s cieľom redukovať vzájomnú interferenciu, čím sa umožňuje väčšia užívateľská kapacita a podporuje sa výberový príjem s dráhovou diverzitou pri súčasnom prekonaní úniku.

Realizácia prenosu s rozprestretým spektrom, najmä postupov CDMA, v prostredí mobilného bunkového (celulámeho) telefónneho systému tak poskytuje znaky, ktoré značne zvyšujú spoľahlivosť a kapacitu systému vzhľadom na iné spojovacie systémy. CDMA postupy, ako boli uvedené, ďalej umožňujú ľahko prekonávať problémy ako je únik a interferencia. CDMA postupy tak ďalej podporujú väčšie mnohonásobné použitie kmitočtov, a tým umožňujú podstatný nárast počtu užívateľov systému.

Vynález prináša nový a zdokonalený spôsob a zariadenie na konštruovanie pseudonáhodných postupností, ktoré zaisťujú ortogonálnosť medzi užívateľmi, takže vzájomná interferencia môže byť znížená, čo dovoľuje vyššiu kapa citu a lepšie správanie spojovacieho média. Pri ortogonálnych pseudonáhodných kódov je vzájomná korelácia nula v určitom vopred určenom časovom intervale, čo má za následok, že nedochádza k vzájomnej kolízii alebo interferencii medzi ortogonálnymi kódmi iba za podmienky, že kódové časové rámce sú časovo vzájomne spolu nastavené.

V príkladovom vyhotovení sú signály vedené medzi bunkovou oblasťou a mobilnými jednotkami pri použití spojovacích signálov s rozprestretím spektra priamou postupnosťou (t. j. rozprestretie, pri ktorom sa signál rozprestrie priamym kombinovaním so pseudonáhodnou postupnosťou). V spojení z bunky do mobilnej jednotky sú definované pilotný, synchronizačný, vyvolávači a hlasový kanál. Informácie, oznamované na spojovacom vedení z bunky do mobilnej jednotky sú spravidla kódované, prekladané, modulované dvojstavovou moduláciou kľúčovaním fázovým posunom (BPSK) s ortogonálnym krytím každého BPSK symbolu spolu s rozprestieraním štvorstavovou moduláciou kľúčovaním fázovým posunom (QPSK) krytých symbolov.

V spojení z mobilnej jednotky do bunky sú definované prístupový kanál a hlasový kanál. Informácie oznamované na kanáloch z mobilnej jednotky do bunky sú spravidla kódované, prekladané a ortogonálne signalizované s rozprestieraním štvorstavovou moduláciou kľúčovaním fázovým posunom QPSK.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený v nasledujúcom opise na príkladoch vyhotovenia s odvolaním na pripojené výkresy, v ktorých znázorňuje: obr. 1 prehľadnú schému bunkového telefónneho systému s viacnásobným prístupom s kódovým delením CDMA, obr. 2 blokovú schému vybavenia bunkovej oblasti, realizovaného v CDMA bunkovom telefónnom systéme, obr. 3 blokovú schému prijímača bunkovej oblasti, obr. 4 blokovú schému vysielacieho modulátora bunkovej oblasti, obr. 5 príkladový diagram časového riadenia symbolovej synchronizácie synchronizačného kanálu, obr. 6 príkladový časový diagram časového riadenia synchronizačného kanálu s ortogonálnym krytím, obr. 7 príkladový časový diagram celého časového riadenia spojenia z bunky do mobilnej jednotky, obr. 8 blokovú schému zariadenia používaného v spínacej ústredni mobilných telefónov MTSO.

obr. 9 blokovú schému telefónu mobilnej jednotky konfigurovaného pre CDMA spojenie v CDMA bunkovom telefónnom systéme, obr. 10 blokovú schému prijímača mobilného telefónu, obr. 11 blokovú schému vysielacieho modulátora mobilnej jednotky, obr. 12 príkladový diagram časového riadenia spojenia z mobilnej jednotky do bunky s premenlivou dátovou rýchlosťou so zhlukovým prenosom a obr. 13 príkladový časový diagram celého časového riadenia spojenia z mobilnej jednotky do bunky.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na úvod je vhodné poznamenať, že pod pojmom „hlasový signál“, ako sa uvádza v ďalšom opise príkladu vyhotovenia, sa chápe reprezentácia reči alebo zvuku vo forme signálov, na ktorú bol kódovaním prevedený zvuk alebo ľudská reč, ktorá je prikladovou formou užívateľskej informácie prenášanej spôsobom podľa vynálezu. Zvuk alebo ľudská reč v tomto prípade predstavuje užívateľské dáta, prenášané pri spôsobe podľa vynálezu. Pod pojmom „signál“ a „reprezentácia“ sa chápe akákoľvek forma, v ktorej sa signál vyskytuje od okamihu kódovania zvuku alebo reči v rôznych štádiách jeho prenosu, t. j. v digitálnej forme rôzne kódovaný, prekladaný, kombinovaný s kódovacími signálmi alebo v analógovej forme, na ktorú sa číslicový signál prevádza.

V bunkovom telefónnom systéme CDMA s viacnásobným prístupom s kódovým delením má každá bunková oblasť jednotky z modulačných a demodulačných jednotiek alebo modemy s rozprestretým spektrom. Každý modem pozostáva z číslicového vysielacieho modulátora na moduláciu s rozprestretým spektrom, aspoň jedného číslicového prijímača číslicového signálu s rozprestretým spektrom a hľadacieho prijímača. Každý modem v bunkovej oblasti je priradený mobilnej jednotke, ako je potrebné na zaistenie spojenia s priradenou mobilnou jednotkou.

Pre bunkový telefónny systém CDMA s viacnásobným prístupom s kódovým delením sa používa mäkký odovzdávací postup (soft handoff), pri ktorom sa priraďuje mobilnej jednotke modem novej bunkovej oblasti, zatiaľ čo modem pôvodnej bunkovej oblasti pokračuje v obsluhe hovoru. Keď mobilná jednotka leží v prechodovej oblasti medzi dvoma bunkovými oblasťami, hovor môže byť prepínaný späť a dopredu medzi bunkovými oblasťami podľa toho, ako to vyplýva zo sily signálu. Pretože mobilná jednotka je v spojení cez najmenej jeden modem bunkovej oblasti, dochádza k menej rušivým účinkom na mobilnú jednotku alebo počas prevádzky. Mobilná jednotka tak využíva viac prijímačov na napomáhanie v odovzdávacom procese, prídavné k výberovej funkcii na zmiernenie účinkov úniku.

V bunkovom telefónnom systéme CDMA s viacnásobným prístupom s kódovým delením vysiela každá bunková oblasť pilotný signál. Pokiaľ by bunka bola rozdelená do sektorov, má každý sektor vo vnútri bunky priradený odlišný pilotný signál. Tento pilotný signál sa používa mobilnými jednotkami na získanie počiatočnej systémovej synchronizácie a na zaistenie stabilného sledovania času, kmitočtu a fázy signálov vysielaných v bunkovej oblasti. Každá bunková oblasť tiež vysiela modulovanú informáciu s rozprestretým spektrom, ako je identifikácia bunkovej oblasti, systémové časové riadenie, vyvolávacia informácia pre pohyblivé jednotky a rôzne iné riadiace signály.

Pilotný signál vysielaný každým sektorom každej bunky má rovnaký rozprestierací kód, ale rôzny fázový posun kódu. Fázový posun dovoľuje, aby pilotné signály boli vzájomne rozlišované, čím sa rozlišujú bunkové oblasti alebo sektory ich pôvodu. Použitie rovnakého kódu pilotného signálu dovoľuje, aby mobilná jednotka našla synchronizáciu časového riadenia jediným prehliadnutím všetkých fáz signálov riadiaceho kódu. Najsilnejší riadiaci signál, určený korelačným postupom pre každú fázu kódu, je ľahko identifikovateľný. Identifikovaný najsilnejší pilotný signál spravidla zodpovedá pilotnému signálu vysielanému najbližšou bunkovou oblasťou. Najsilnejší signál sa však používa bez ohľadu na to, či sa vysiela najbližšou bunkovou oblasťou.

Po získaní najsilnejšieho pilotného signálu, t. j. počiatočnej synchronizácii mobilnej jednotky s najsilnejším pilotným signálom, mobilná jednotka vyhľadáva ďalší signál, ktorý sa má prijímať všetkými užívateľmi systému v bunke. Tento signál, nazývaný synchronizačný kanál, vysiela obežníkovú správu obsahujúcu systémovú informáciu na použitie pohyblivými jednotkami v systéme. Systémová in formácia identifikuje bunkovú oblasť a systém prídavné k poskytovaniu informácie dovoľujúci, aby mohli byť bez prídavného vyhľadávania synchronizované pseudonáhodné kódy, prekladacie rámce, kodéry reči a iné systémové časové informácie používané mobilnou jednotkou. Môže sa použiť tiež ďalší kanál, nazývaný vyvolávači kanál (paging channel), na vysielanie oznámenia do mobilných jednotiek o tom, že pre ne prišiel hovor a na zodpovedanie s prideľovaním kanálu, keď pohyblivá jednotka zahajuje hovor.

Mobilná jednotka pokračuje v skenovaní (scanning -

- „prehľadávanie“) prijatého pilotného signálu pri posunoch kódu zodpovedajúcich susednému sektoru bunkovej oblasti alebo susedným vysielaným pilotným signálom. Toto skenovanie sa deje s cieľom určovať, či pilotný signál pochádzajúci zo susedného sektoru alebo bunky sa stáva silnejší ako pilotný signál, ktorý bol prv určený ako najsilnejší. Ak pri tomto nečinnom móde hovoru sa pilotný signál susedného sektoru alebo susednej bunkovej oblasti stane silnejší ako vysielaný pilotný signál počiatočného sektora bunkovej oblasti alebo počiatočnej bunkovej oblasti, mobilná jednotka získa silnejšie pilotné signály a zodpovedajúci synchronizačný kanál a vyvolávači kanál nového sektora alebo bunkovej oblasti.

Keď sa iniciuje hovor, je určená adresa pseudonáhodného (PN) kódu na použitie v priebehu hovoru. Kódová adresa sa môže buď priradiť bunkovou oblasťou alebo určiť predchádzajúcim usporiadaním založeným na totožnosti mobilnej jednotky. Po tom, čo je hovor iniciovaný, pokračuje mobilná jednotka v snímaní pilotného signálu vysielaného bunkovou oblasťou, ktorým sú vytvorené spojenia prídavné k pilotnému signálu susedných sektorov alebo buniek. Snímanie pilotného signálu pokračuje s cieľom určovať, či jeden z pilotných signálov vysielaných zo susedných sektorov alebo bunky sa stane silnejší ako pilotný signál vysielaný bunkovou oblasťou, s ktorou je mobilná jednotka spojená. Keď sa pilotný signál združený so susednou bunkou alebo bunkovým sektorom stane silnejší ako pilotný signál bežnej bunky alebo bunkového sektoru, indikuje to mobilnej jednotke, že vstúpila do novej bunky alebo bunkového sektoru a že by sa malo iniciovať odovzdanie.

Príkladový telefónny systém realizujúci vynález je znázornený na obr. 1. Systém znázornený na obr. 1 používa pri spájaní medzi systémovými mobilnými jednotkami alebo mobilnými telefónmi a bunkovými oblasťami modulačné postupy s rozprestretým spektrom. Bunkové systémy vo veľkých mestách majú stovky staníc bunkovej oblasti obsluhujúce stovky tisíc mobilných telefónov. Použitie prenosov s rozprestretým spektrom, hlavne viacnásobného prístupu s kódovým delením CDMA, pohotovo uľahčuje zvýšenie užívateľskej kapacity v systémoch tejto veľkosti pri porovnaní s bežnými bunkovými systémami s kmitočtovou moduláciou.

Na obr. 1 obsahuje systémový radič a spínač 10, tiež označovaný ako spínacia ústredňa mobilných telefónov (MTSO - mobile telephone switching oífice), v typickom prípade rozhranie a spracovávacie obvody kvôli zaisteniu systémového riadenia do bunkových oblastí. Radič 10 tiež riadi smerovanie telefónnych hovorov z klasickej (pevnej) telefónnej siete (verejné komutované telefónne siete -

- PSTN - public switched telephone network) do zodpovedajúcej bunkovej oblasti na vysielanie do zodpovedajúcej mobilnej jednotky. Radič 10 tiež riadi smerovanie hovorov z mobilných jednotiek cez aspoň jednu bunkovú oblasť do verejnej komutovanej telefónnej siete PSTN. Radič 10 môže spájať hovory medzi mobilnými užívateľmi cez vhodné bunkové oblasti, pretože bunkové jednotky v typickom prípade nie sú vo vzájomnom priamom spojení.

SK 281176 Β6

Radič 10 môže byť pripojený k bunkovým oblastiam rôznymi prostriedkami, ako sú telefónne vedenie, optické vlákenné vedenie alebo mikrovlnné spojovacie vedenie. Na obr. 1 sú znázornené dve takéto príkladové bunkové oblasti 12 a 14, spolu s mobilnými jednotkami 16 a 18 obsahujúcimi každá bunkový telefón. Bunkové oblasti 12 a 14, tu preberané a znázornené vo výkresoch, sa uvažujú ako obsluhujúce celú bunku. Je však potrebné mať na zreteli, že bunka môže byť geograficky rozdelená do sektorov, pričom každý sektor je obsluhovaný ako odlišná oblasť pokrytia. Dochádza tak k odovzdávaniu medzi sektormi rovnakej bunky, ako bolo opísané pre viacero buniek, pričom výberový príjem sa môže dosiahnuť tiež medzi sektormi, tak ako je to pre bunky.

Na obr. 1 označujú čiary 20a - 20b a 22a - 22b so šípkami zodpovedajúce možné spojovacie vedenie medzi bunkovou oblasťou 12 a mobilnou jednotkou 16 a 18. Podobné zodpovedajúce čiary 24a - 24b a 26a - 26b so šípkami označujú možné spojovacie vedenie medzi bunkovou oblasťou 14 a mobilnými jednotkami 16 a 18. Bunkové oblasti 12 a 14 menovite vysielajú pri použití rovnakého výkonu.

Obslužné plochy bunkových oblastí alebo buniek sú určené v geografických tvaroch, takže mobilná jednotka bude normálne najbližšie jednej bunkovej oblasti a vo vnútri jedného bunkového sektora, ak je bunka rozdelená do sektorov. Keď je mobilná jednotka nečinná, t. j. neprebieha žiaden hovor, mobilná jednotka stále sleduje vysielanie pilotného signálu z každej priľahlej bunkovej oblasti a prípadne z jedinej bunkovej oblasti, v ktorej je bunka sektorizovaná. Ako je znázornené na obr. 1, sú zodpovedajúce pilotné signály vysielané do mobilnej jednotky 16 bunkovými oblasťami 12 a 14, na odchádzajúcich alebo prichádzajúcich spojovacích vedeniach 20a a 26a. Mobilná jednotka 16 môže určiť, v ktorej je bunke, a to porovnaním sily signálu v riadiacich signáloch vysielaných bunkovými oblasťami 12 a 14.

V príklade znázornenom na obr. 1 môže byť mobilná jednotka 16 uvažovaná ako najbližšia bunkovej oblasti 12. Keď mobilná jednotka 16 iniciuje hovor, vysiela sa riadiaca správa do najbližšej bunkovej oblasti, a to bunkovej oblasti

12. Bunková oblasť 12 prevedie po prijatí správy so žiadosťou o hovor volané číslo do systémového radiča 10. Systémový radič 10 potom spája hovor cez verejnú komutovanú telefónnu sieť PSTN k uvažovanému príjemcovi.

Pokiaľ je hovor iniciovaný v rámci verejnej komutovanej telefónnej siete PSTN, radič 10 vysiela informáciu o hovore do všetkých bunkových oblastí v území. Bunkové oblasti naopak vysielajú vyhľadávaciu správu v každej zodpovedajúcej oblasti pokrytia, ktorá sa uvažuje pre prijímaného volaného mobilného užívateľa. Keď uvažovaná prijímajúca mobilná jednotka počuje vyhľadávaciu správu, odpovie riadiacou správou, ktorá sa vysiela do najbližšej bunkovej oblasti. Táto riadiaca správa signalizuje do systému radiča, že táto zvláštna bunková oblasť je v spojení s mobilnou jednotkou. Radič 10 potom smeruje hovor cez túto bunkovú oblasť do mobilnej jednotky. Pokiaľ sa mobilná jednotka 16 pohne von z oblasti pokrytia počiatočnej bunkovej oblasti, t. j. bunkovej oblasti 12, urobí sa pokus pokračovať v hovore smerovaním hovoru cez inú bunkovú oblasť.

S ohľadom na bunkové telefónne systémy pridelila Federálna spojová komisia (PCC) celkom 25 MHz na spojenie z mobilných jednotiek do buniek a 25 MHz na spojenie z buniek do mobilných jednotiek. Komisia PCC rozdelila pridelenie rovnako medzi dvoch poskytovateľov služieb, z ktorých jedným je telefónna spoločnosť na spájanie po drôte v služobnej oblasti a druhý sa volí lósom. Vzhľadom na poradie, v ktorom boli pridelenia vykonané, je 12,5 MHz pridelených pre každý nosný kmitočet pre každý smer spojenia ďalej rozdelený na dve čiastkové pásma. Pre nosné kmitočty vedené po drôte sú čiastkové pásma široké 10 MHz a 2,5 MHz. Pre bezdrôtové vedené nosné kmitočty sú čiastkové pásma široké 11 MHz a 1,5 MHz. Signálová šírka pásma menšia ako 1,5 MHz sa tak vojde do akéhokoľvek čiastkového pásma, zatiaľ čo šírka pásma menšia ako 2,5 MHz sa vojde do všetkých čiastkových pásiem až na jedno.

Kvôli zachovaniu maximálnej flexibility pri prideľovaní postupu CDMA s viacnásobným prístupom s kódovým delením súčasnému kmitočtovému spektru buniek je potrebné, aby tvarový priebeh signálu použitý v bunkovom telefónnom systéme mal menšiu šírku pásma ako 1,5 MHz. Druhou dobrou voľbou by bolo okolo 25 MHz, umožňujúcou plnú prispôsobivosť bunkovým nosným kmitočtom na drôtové spojenie a takmer úplnú prispôsobivosť nosným kmitočtom na bezdrôtové spojenie. Zatiaľ čo použitie väčšej šírky pásma má výhodu v tom, že poskytuje zvýšené viaccestné rozlišovanie, nevýhody spočívajú vo vyšších nákladoch na vybavenie a menšej prispôsobivosti v priraďovaní kmitočtu v pridelenej širke pásma. ,

V bunkovom telefónnom systéme s rozprestretým spek- trom, aký je znázornený na obr. 1, spočíva prednostné riešenie tvarového priebehu signálu v signáli s rozprestretým spektrom s rozprestretím pseudonáhodnými postupnosťami. Čipová rýchlosť pseudonáhodnej postupnosti sa volí , v prednostnom vyhotovení 1,2288 MHz. Táto zvláštna čipp- , vá rýchlosť sa volí tak, aby výsledná šírka pásma okolo+

1,25 MHz na filtrovanie bola približne jedna desatina šírky j pásma pridelená pre jeden bunkový obslužný nosný kmito·>

čet. v*i

Iné hľadisko vo voľbe presnej čipovej rýchlosti jc to^žc je žiaduce, aby čipová rýchlosť bola presne deliteľná rých-.j losťami dát základného pásma, ktoré sa majú používať..v systéme. Je tak žiaduce, aby rýchlosť dát základného pásma bola 9600 bitov za sekundu, čo vedie k voľbe 1,2288 MHz, 128 krát 9600 pre rýchlosť čipu pseudonáhodného signálu.

V spojovacom vedení z bunky do mobilnej jednotky sú binárne postupnosti používané pre rozprestieranie pásma « konštruované z dvoch rozdielnych typov postupností, majúcich každá rozdielne vlastnosti kvôli zaisťovaniu rozdielnych funkcií. Jedná sa o vonkajší kód, ktorý je zdieľaný všetkými signálmi v bunke alebo sektor, ktorý sa používa na rozlišovanie medzi mnohocestnými signálmi. Vonkajší kód sa tiež používa na rozlišovanie medzi signálmi vysielanými rôznymi bunkami alebo sektormi do mobilných jednotiek. Ďalej sa jedná o vnútorný kód, ktorý sa používa na rozlišovanie medzi užívateľskými signálmi vysielanými jedným sektorom alebo bunkou.

Tvarový priebeh nosnej vlny je vo výhodnom vyhotovení pre signály vysielané bunkovou oblasťou vo forme sínusovej nosnej vlny, ktorá je kvadrafázovo (štvorfázovo) modulovaná dvojicou binárnych pseudonáhodných postupností, ktoré poskytujú vonkajší kód vysielaný jediným sektorom alebo bunkou. Postupnosti sú generované dvoma rozdielnymi generátormi pseudonáhodných signálov rovnakej dĺžky postupnosti. Jedna postupnosť bifázovo moduluje synfázny (in-phase, vo fáze) kanál nosného kmitočtu (kanál I) a druhá postupnosť bifázovo moduluje kvadratúrnu fázu (Q kanál) nosného kmitočtu. Výsledné signály sú sčítané kvôli vytváraniu zloženého kvadrafázového nosného kmitočtu.

I keď sa zvyčajne používa na vyjadrenie binárnych sledov hodnôt logická „nula“ a logická Jednotka“, sú signá7

SK 281176 Β6 love napätia použité v modulačnom procese +V voltov pre logickú Jednotku“ a -V voltov pre logickú „nulu“. Výsledný signál môže byť potom pásmovo obmedzovaný priechodom cez pásmovú priepusť. V odbore je tiež známe spracovať dolnou priepusťou prúd binárnej postupnosti pred násobením signálom v tvare sínusoidy, čím sa zamení poradie operácií. Kvadrafázový modulátor pozostáva z dvoch bifázových modulátorov, poháňaných každý inou postupnosťou a so sínusovitými signálmi použitými v bifázových modulátoroch majúcimi medzi sebou 90° fázové posunutie.

Vo výhodnom vyhotovení sa dĺžka PN postupnosti pre vysielaný signál volí 32768 čipov. Postupnosti tejto dĺžky môžu byť generované modifikovaným generátorom maximálnej dĺžky lineárnej postupnosti pridávaním nulového bitu k dĺžke postupnosti 32767 čipov. Výsledná postupnosť má dobrú vzájomnú koreláciu a autokorelačné vlastnosti. Dobrá vzájomná korelácia a dobré autokorelačné vlastnosti sú potrebné kvôli zabráneniu vzájomnej interferencii medzi pilotnými signálmi vysielanými rôznymi bunkami.

Takáto krátka postupnosť je žiaduca s tým cieľom, aby minimalizovala zachytávači čas mobilných jednotiek, keď prvýkrát vstúpia do systému bez znalosti časového riadenia systému. Pri neznámom časovom riadení musí byť celá dĺžka postupnosti prehľadávaná kvôli určeniu správneho časovania. Čím je dlhšia postupnosť, tým dlhší čas zachytávacieho prehľadávania bude potrebovať. I keď by sa mohli používať postupnosti kratšie ako 32768, je potrebné mať na zreteli, že keď je dĺžka postupnosti zmenšená, zmenší sa zisk kódového spracovania. Keď sa zisk spracovania zmenší, bude tiež potlačenie mnohocestnej interferencie spolu s interferenciou z priľahlých buniek a iných zdrojov zmenšené, možno i na neprijateľnú úroveň. Je tak žiaduce používať pokiaľ možno najdlhšiu postupnosť, aká sa môže získať v prijateľnom čase. Je tiež žiaduce používať rovnaké kódové polynómy vo všetkých bunkách, takže mobilná jednotka, ktorá nevie, v ktorej je bunke, keď na začiatku získava synchronizáciu, môže získať plnú synchronizáciu prehľadávaním jediného kódového polynómu.

Aby sa zjednodušil synchronizačný proces, sú všetky bunky v systéme vzájomne spolu synchronizované. V príkladovom vyhotovení sa bunková synchronizácia dosiahne synchronizovaním všetkých buniek na spoločnú časovú referenciu, a to satelitným navigačným systémom Navstar Global Positioning Systém, ktorý sám je synchronizovaný s univerzálnym koordinovaným časom (UTC).

Signály zjednotlivých buniek sa rozlišujú časovými posunmi základných postupností. Každej bunke je priradený odlišný časový posun (offset) od základných postupností, odlišujúci sa od ich susedov. Vo výhodnom vyhotovení je opakovacia perióda 32768 rozdelená do súboru 512 časovacích posunov. 512 posunov je umiestnených v rozostupoch 64 čipov. Každému sektoru každej bunky v bunkovom systéme je tiež priradený rozdielny z posunov na používanie vo všetkých prenosoch. Ak je v systéme viac ako 512 sektorov alebo buniek, potom môžu byť posuny opätovne používané rovnakým spôsobom, ako sú opätovne používané kmitočty v súčasnom analógovom kmitočtovo modulovanom systéme. V iných riešeniach by sa mohol použiť iný počet ako 512 posunov. Pri rozumnej starostlivosti v prideľovaní posunov pilotných signálov by nikdy nemalo byť potrebné pre blízke susedné bunky používať blízke susedné časové posuny.

Všetky signály vysielané bunkou alebo jedným zo sektorov bunky zdieľajú rovnaké pseudonáhodné kódy pre kanál I a Q. Signály sú tiež rozprestreté s vnútorným ortogonálnym kódom generovaným použitím Waíshovych funkcií. Signál adresovaný určitému užívateľovi je násobe ný vonkajšími pseudonáhodnými (pseudošumovými) postupnosťami a zvláštnou Walshovou postupnosťou, alebo sledom Walshovych postupností, priradeným systémovým radičom na čas trvania telefónneho hovoru užívateľa. Rovnaký vnútorný kód sa použil ako pre kanál I, tak i kanál Q, čo má za následok moduláciu, ktorá je skutočne dvojfázová pre vnútorný kód.

V odbore je dobre známe, že je možné konštruovať súbor n ortogonálnych binárnych postupností, každá s dĺžkou n, keď n je akákoľvek mocnina 2, pozri S. W. Golomb a kol.: Digital Communications with Space Applications, Prentice - Halí Inc., 1964, str. 45 - 64. Súbory ortogonálnych binárnych postupností sú skutočne tiež známe pre väčšinu dĺžok, ktoré sú násobkami štyroch a menšie ako dvesto. Jedna trieda takýchto postupností, ktorá sa dá ľahko generovať, sa nazýva Walshova funkcia, tiež známa ako Hadamardove matice.

Walshova funkcia rádu n je definovaná rekurzívne nasledovne:

W (n) = W(n/2), W(n/2) W(n/2), W' (n/2) kde W' znamená logický komplement W a W (1) = /0/. Potom

W (2) = /0,0/ /0,1/ a

W(4) = /0,0,0,0/ /0,1, 0,1/ /0,0,1, 1/ /0, 1, 1,0/

W (8) má nasledujúcu podobu: W(8) = /0,0,0,0,0,0,0,0/ /0, 1,0, 1,0, 1,0, 1/ /0, 0, 1, 1,0,0, 1, 1/ /0,0,1,1,0,0,1,1/ /0,0, 0, 0, 0,1, 1,1/ /0,1,0,1,1,0,1,0/ /0,0,1,1,1,1,0,0/ /0, 1, 1,0,1,0, 0,1/

Walshova postupnosť je jeden z riadkov matice Walshovej funkcie. Walshova funkcia n-tého rádu obsahuje n postupností, z ktorých každá má dĺžku n bitov.

Walshova funkcia n-tého rádu (rovnako ako i ostatné ortogonálne funkcie) má tú vlastnosť, že po intervale n kódových symbolov je vzájomná korelácia medzi všetkými rozdielnymi sledmi vo vnútri súboru nula, za podmienky, že sledy sú časovo vzájomne spolu nastavené. To je zrejmé, ak si všimneme to, že každý sled sa odlišuje od každého druhého sledu presne v polovici jeho bitov. Je potrebné tiež poznamenať, že je tu vždy jedna postupnosť, ktorá obsahuje samé nuly a že všetky ostatné postupnosti obsahujú polovicu jednotiek a polovicu núl.

Susedné bunky a sektory môžu opätovne používať Walshove postupnosti, pretože vonkajšie pseudonáhodné kódy PN, použité v susedných bunkách a sektoroch, sú rozdielne. Vzhľadom na rozdielne časy šírenia pre signály medzi zvláštnou polohou mobilnej jednotky a dvoma alebo viacerými rozdielnymi bunkami nie je možné uspokojiť podmienku časového nastavenia vyžadovaného na ortogonalitu Walshovej funkcie pre obe bunky v rovnakom čase. Je tak nutné sa spoľahnúť na rozprestierací pseudonáhodný kód PN kvôli zaisteniu rozlíšenia medzi signálmi prichádzajúcimi do mobilnej jednotky z rôznych buniek. Všetky signály vysielané bunkou sú však navzájom ortogonálne, a preto neprispievajú k vzájomnej interferencii. To vylučuje väčšinu interferencie vo väčšine polôh, čím sa dovoľuje získať vyššiu kapacitu.

Systém ďalej predpokladá hlasový kanál ako kanál s premenlivou rýchlosťou, ktorého dátová rýchlosť sa môže meniť od dátového bloku k dátovému bloku s minimom doplnku požadovaného na riadenie dátovej rýchlosti pri použití. Použitie premenlivých dátových rýchlostí zmenšuje vzájomnú interferenciu eliminovaním nepotrebných vysielaní, keď sa nemá vysielať žiadna užitočná reč. V kodéroch reči sa používajú algoritmy na generovanie premenlivého počtu bitov v každom bloku kodéra reči podľa výchyliek v rečovej aktivite. Počas aktívnej reči môže kodér reči produkovať 20 msek. dátových blokov obsahujúcich 20, 40, 80 alebo 160 bitov, v závislosti od aktivity hovoriaceho. Je žiaduce vysielať dátové bloky v pevnom množstve v čase menením rýchlosti vysielania. Je ďalej žiaduce nevyžadovať signalizačné bity na informovanie prijímača, koľko bitov bolo odvysielaných.

Bloky sa ďalej kódujú použitím kontrolného kódu cyklickej redundancie (CRCC), ktoiý pripája k bloku prídavný súbor paritných bitov, ktoré môžu byť použité na určovanie, či blok dát bol alebo nebol správne dekódovaný. Kontrolné kódy CRCC sú vytvárané delením dátového bloku vopred určeným binárnym polynómom. Kód CRCC pozostáva zo všetkých alebo zvyšku bitov deliaceho procesu. Kód CRCC sa kontroluje v prijímači reprodukovaním rovnakého zvyšku a kontrolovaním, či prijaté zvyškové bity sú rovnaké ako regenerované kontrolné bity.

V opísanom vynáleze prijímací dekodér dekóduje blok, ako keby obsahoval 160 bitov, a potom opäť, ako keby obsahoval 80 bitov atď., až boli vyskúšané všetky možné blokové dĺžky. Kód CRCC sa vypočítava pre každé skúšobné dekódovanie. Ak jedno zo skúšobných dekódovaní vedie k správnemu kódu CRCC, dátový blok je prijatý a je odovzdaný do kodéra reči na ďalšie spracovávanie. Ak žiadne dekódovanie nevytvorí platný kód CRCC, odovzdajú sa prijaté symboly do systémového procesoru signálov, kde môžu byť podľa voľby vykonávané ďalšie spracovávacie operácie.

V bunkovom vysielači sa výkon vysielaného signálu mení, keď sa mení rýchlosť dát bloku. Najvyššia dátová rýchlosť používa najvyšší výkon nosného signálu. Keď je dátová iýchlosť nižšia ako maximum, opakuje modulátor okrem znižovania výkonu každý kódovaný dátový symbol niekoľkokrát podľa potreby kvôli dosiahnutiu požadovanej vysielacej rýchlosti. Napríklad pri najnižšej vysielacej rýchlosti je každý kódovaný symbol opakovaný štyrikrát.

V mobilnom vysielači je vrcholový výkon udržiavaný konštantný, ale vysielač sa odpája hradlovaním 1/2 alebo 1/4 alebo 1/8 času podľa počtu bitov, ktoré majú byť vysielané v dátovom bloku. Polohy časov zapojenia vysielača sa menia pseudonáhodne v súlade s užívateľským kódom adresovaného užívateľa mobilnej jednotky.

Teraz bude podrobnejšie opísané spojenie zo základňovej stanice bunky do mobilnej jednotky.

Vo výhodnom vyhotovení sa veľkosť n Walshovej funkcie stanoví rovná šesťdesiatštyrom (n = 64) na spojenie z bunky do mobilnej jednotky. Preto je každému až zo 64 rozdielnych signálov, ktoré sa majú vysielať, priradená jedinečná ortogonálná postupnosť. Symbolový prúd kódovaný samoopravným kódom (FEC) pre každý rozhovor je násobený jemu priradenou Walshovou postupnosťou, čím sa ziska krytá dátová postupnosť v zmysle definície predmetu vynálezu. Symbolový prúd kódovaný Walshovou postupnosťou a FEC kódom pre každý hlasový kanál sa potom násobí vonkajšou kódovacou postupnosťou alebo rozpre stieracím kódom vo forme pseudonáhodnej rozprestieracej postupnosti. Výsledné rozprestreté symbolové prúdy sa potom spolu sčítajú kvôli vytvoreniu zloženého vlnového tvaru.

Výsledný zložený vlnový tvar sa potom moduluje na sínusovitú nosnú vlnu, filtruje sa pásmovou priepusťou, prevádza sa na požadovanú pracovnú frekvenciu, zosilňuje a nechá sa vyžarovať anténnym systémom. Alternatívne vyhotovenia vynálezu môžu kvôli vytvoreniu signálu vysielaného bunkovou oblasťou zamieňať poradie niektorých z práve opísaných procesov. Napríklad sa môže dávať prednosť násobeniu každého hlasového kanálu vonkajšou kódovacou pseudonáhodnou postupnosťou a vykonávať filtrovanie pred sčítaním všetkých kanálových signálov, ktoré majú byť vysielané anténou. Je dobre známe v odbore, že poradie lineárnych operácií sa môže zameniť kvôli dosiahnutiu rôznych vykonávacích výhod a rôznych koncepčných riešení.

Riešenie tvarového priebehu signálu podľa výhodného vyhotovenia pre bunkovú prevádzku používa prístup k pilotnému signálu na spojenie z bunky do mobilnej jednotky, ako je opísaný v patentovom spise USA č. 4 901 307. Všetky bunky vysielajú pilotné signály používajúce rovnakú postupnosť s dĺžkou 32768, ale s rozdielnymi časovými posunutiami kvôli zabráneniu vzájomnej interferencie.

Tvarový priebeh pilotného signálu používa Walshovu postupnosť so samými nulami, t. j. Walshovu postupnosť, nachádzajúcu sa vo všetkých funkčných súboroch. Použitie Walshovej postupnosti so samými nulami pre všetky pilotné signály bunky umožňuje, aby sa pri počiatočnom hľadaní pilotného tvarového priebehu ignorovali Walshove funkcie až do času, keď sa získala synchronizácia vonkajšieho pseudonáhodného kódu. Walshove rámcovanie je v závnse na cyklus PN kódu vzhľadom na to, že dĺžka Walshovho rámca je násobkom dĺžky pseudonáhodnej postupnosti-. s?a predpokladu, že všetky adresovacie posuny pseudonáhodného kódu sú násobkami 64 čipov (alebo dĺžky Walshovho rámca), potom je Walshovo rámcovanie implicitne známe z časovacieho cyklu vonkajšieho pseudonáhodného kódu..

Všetkým bunkám v obslužnej oblasti sa poskytuje presná synchronizácia. Vo výhodných vyhotoveniach synchronizuje v každej bunke GPS prijímač miestne časové riadenie tvarového priebehu s univerzálnym koordinovaným časom. Systém GPS umožňuje časovú synchronizáciu s presnosťou viac ako 1 mikrosekundu. Presná synchronizácia buniek je žiaduca s cieľom umožniť ľahké odovzdávanie hovorov medzi bunkami, keď sa mobilné jednotky pohybujú z jednej bunky do druhej pri prebiehajúcom hovore. Ak sú susedné bunky synchronizované, nebude mať mobilná jednotka problémy v synchronizovaní snovou bunkou, čím sa uľahčí hladké odovzdávanie.

Pilotný signál sa vysiela s vyššou výkonovou hladinou ako typický hlasový signál, aby sa tak vytvoril väčší odstup signálu od šumu a väčšia interferenčná medza pre tento signál (pojem „hlasový signál“ bol definovaný a tu i v ďalšom opise sa chápe ako reprezentácia reči vo forme hovorových signálov, na ktoré bola kódovaním prevedená ľudská reč, ktorá je príkladovou formou užívateľskej informácie prenášanej spôsobom podľa vynálezu.) Pilotný signál s vyššou výkonovou hladinou umožňuje vykonávať počiatočné zachytávacie hľadanie väčšou rýchlosťou a umožňuje veľmi presné sledovanie fáz pilotného signálu sledovacím obvodom fázy s relatívne veľkou šírkou pásma. Fáza vlny signálu získaná zo sledovania pilotného signálu sa používa ako fázová referencia nosnej vlny pre demodulácie nosných vín modulovaných užívateľskými informačnými signálmi. Tento postup dovoľuje, aby mnoho užívateľských dátových signálov zdieľalo spoločný pilotný signál pre fázovú referenciu. Napríklad v systéme vysielajúcom celkom pätnásť súčasných hlasových signálov môže byť pilotnému signálu pridelený vysielací výkon rovný štyrom hlasovým signálom.

Okrem pilotného signálu môže byť bunkovou oblasťou vysielaný ďalší signál, určený na to, aby bol prijímaný všetkými užívateľmi systému. Tento signál, nazývaný synchronizačný kanál, tiež používa rovnakú dĺžku 32768 pseudonáhodnej postupnosti pre pásmové rozprestieranie, ale s rozdielnou vopred priradenou Walshovou postupnosťou. Synchronizačný kanál vysiela obežníkovú správu obsahujúcu systémovú informáciu na použitie mobilnými jednotkami v systéme. Systémová informácia identifikuje bunkovú oblasť a systém a dopravuje informáciu dovoľujúcu, aby dlhé PN kódy používané pre mobilné informačné signály boli synchronizované bez prídavného hľadania.

Iný kanál, nazývaný vyvolávači kanál, sa môže použiť na vysielanie správ do mobilných jednotiek, ktoré udávajú, že pre ne prišiel hovor a odpovedanie s prideľovaním kanálu, keď mobilná jednotka iniciuje hovor.

Každý hlasový signál vysiela číslicovú reprezentáciu reči pre telefónny hovor. Analógový tvar vlny pre reč sa digitalizuje pri použití štandardných digitálnych telefónnych postupov a potom sa podrobuje kompresii pri použití procesu kódovania hlasového signálu na dátovú rýchlosť približne 9600 bitov za sekundu. Tento dátový signál sa potom pri r = 1/2, obmedzujúcej dĺžke K = 9 konvolučne kóduje s opakovaním a prekladá sa s cieľom zaistiť detekciu chýb a korekčných funkcií, ktoré dovoľujú systému pracovať pri oveľa nižšom odstupe signálu od šumu (pomerom signál/šum - ďalej odstup signálu od šumu) a interferenčnom pomere. Postupy pre konvolučné kódovanie, opakovanie a prekladanie sú dobre známe v odbore. V definícii predmetu vynálezu sú tieto procesy súhrnne označené ako systémové kódovanie, pričom tento pojem rovnako zahŕňa prvotné prevedenie zvukového signálu na číslicový signál spôsobmi, aké sú v digitálnej telefónii bežné.

Výsledné kódované symboly sa násobia priradenou Walshovou postupnosťou, čím sa získa krytá dátová postupnosť v zmysle definície predmetu vynálezu a potom násobí vonkajším PN kódom alebo rozprcstieracou pseudonáhodnou postupnosťou. Tento postup má za následok rýchlosť PN postupnosti 1,2288 MHz alebo rýchlosť 128 krát 9600 bitov za sekundu. Výsledný signál sa potom moduluje na nosný rádiový kmitočet (vysoký kmitočet rádiového kmitočtového pásma RF) a sčíta sa s pilotným signálom a signálmi nastavovacej informácie spolu s ostatnými hlasovými signálmi. Sčítanie môže byť vykonávané v niekoľkých rozdielnych bodoch pri spracovaní ako pri medzikmitočte alebo pri kmitočte základného pásma buď pred alebo po násobení pseudonáhodnou postupnosťou.

Každý hlasový signál sa tiež násobí hodnotou, ktorá nastavuje jeho vysielaný výkon vzhľadom na výkon ostatných hlasových signálov. Toto riadenie výkonu dovoľuje, aby výkon bol prideľovaný tým spojeniam, ktoré vyžadujú väčší výkon vzhľadom na to, že uvažovaný príjemca je v relatívne nepriaznivej polohe. Mobilné jednotky sú opatrené prostriedkami na podávanie správ o prijímanom pomere signálu k šumu, aby dovolili nastavovanie výkonu na úroveň, ktorá poskytne primerané vlastnosti bez plytvania. Ortogonálnosť Walshovych funkcií nie je rušená používaním rôznych výkonových úrovní pre rôzne hlasové signály, za podmienky, že sa udržiava časové vzájomné nastavenie.

Obr. 2 znázorňuje vo forme blokovej schémy príkladové vyhotovenie vybavenia bunkovej oblasti. V bunkovej oblasti sú použité dva prijímacie systémy, z ktorých každý má samostatnú anténu a analógový prijímač na výberový príjem s priestorovou diverzitou. V každom z prijímacích systémov sú signály spracovávané totožné, až sú podrobené kombinačnému procesu výberového príjmu. Prvky vo vnútri čiarkovaného obrysu zodpovedajú prvkom, ktoré zodpovedajú spojeniu medzi bunkovou oblasťou a jednou mobilnou jednotkou. Výstupy analógových prijímačov sú tiež vedené do ďalších prvkov použitých v spojení s inými mobilnými jednotkami.

Na obr. 2 tvorí prvý prijímači systém anténa 30, analógový prijímač 32, hľadači prijímač 34 a číslicový dátový prijímač 36. Prvý prijímací systém môže tiež obsahovať prípadne číslicový dátový prijímač 38. Druhý prijímací systém obsahuje anténu 40, analógový prijímač 42, hľadači prijímač 44 a číslicový dátový prijímač 46.

Bunková oblasť tiež obsahuje riadiaci procesor 48 bunkovej oblasti. Riadiaci procesor 48 je pripojený k dátovým prijímačom 36, 38 a 46 spolu s hľadacími prijímačmi 34 a 44. Riadiaci procesor 48 poskytuje medzi inými funkciami funkciu, ako je spracovávanie signálu, generovanie časovacieho signálu, riadenie výkonu a riadenie, pokiaľ ide o odovzdávanie, výberový príjem, kombinovanie výberových signálov a rozhranie systémového riadiaceho procesoru so spínacou ústredňou mobilných telefónov MTSO (obr. 8). Priraďovanie Walshovej postupnosti spolu s priraďovaním vysielača a prijímača sa tiež poskytuje riadiacim procesorom 48.

Oba prijímacie systémy sú spojené dátovými prijímačmi 36, 38 a 46 s kombinačným prostriedkom výberových signálov a dekódovacou obvodovou sústavou 50. Na prijímanie výstupu kombinačného obvodu výberových signálov a dekódovacej obvodovej sústavy 50 je pripojené číslicové spojovacie vedenie 52. Číslicové spojovacie vedenie 52 je tiež pripojené k riadiacemu procesoru 48, vysielaciemu modulátoru 54 bunkovej oblasti a číslicovému spínaču ústredne MTSO. Číslicové spojovacie vedenie 52 sa použije na vedenie signálov k ústredni MTSO (obr. 8) a od nej pomocou vysielacieho modulátora 54 bunkovej oblasti a obvodovej sústavy 50 pri riadení riadiacim procesorom 48.

Signály vysielané mobilnou jednotkou sú signály rozprestretého spektra s rozprestretím priamou postupnosťou, ktoré sú modulované pseudonáhodnou postupnosťou, časovo riadenou na vopred určenej rýchlosti, ktorá je vo výhodnom vyhotovení 1,2288 MHz. Táto časová rýchlosť sa volí ako celistvý násobok dátovej rýchlosti základného pásma 9,6 kilobitov za sekundu.

Signály prijímané anténou 30 sú vedcnc do analógového prijímača 32. Podrobnosti prijímača 32 sú ďalej znázornené na obr. 3. Signály prijímané anténou sú vedené do zostupného meniča kmitočtu 100, ktorý je tvorený rádiofrekvenčným zosilňovačom 102 (zosilňovačom vysokých alebo rádiových kmitočtov RF, ďalej rádiofŕekvenčný) a zmiešavačom 104. Prijímané signály sú vedené na vstup rádiofrekvenčného zosilňovača, kde sú zosilňované a vedené na vstup zmiešavača 104. Zmiešavač 104 je vybavený ďalším vstupom, ktorým je výstup z kmitočtového syntetizátora 106. Zosilnené rádiofrekvenčné signály (signály rádiových frekvencií) sú prevádzané v zmiešavači 104 na medzikmitočet zmiešavaním s výstupným signálom kmitočtového syntetizátora.

Medzikmitočtové signály sú potom vedené zo zmiešavača 104 do pásmovej priepuste (BPF) 108, v typickom prípade filtra s povrchovou akustickou vlnou (SAW) majúcou priepustné pásmo 1,25 MHz, kde sú filtrované pásmovou priepusťou. Filtrované signály sú vedené z pásmovej priepuste 108 do medzikmitočtového zosilňovača 110, kde sú signály zosilňované. Zosilnené medzikmitočtové signály

SK 281176 Β6 sú potom vedené z medzikmitočtového zosilňovača 110 do analógovo - číslicového prevodníka 112, kde sú digitalizované pri časovej rýchlosti 9,8304 MHz, ktorá je presne osemnásobkom rýchlosti čipu pseudonáhodnej postupnosti. I keď je analógovo - číslicový prevodník 112 znázornený ako časť prijímača 32, môže namiesto toho tvoriť časť dátových a hľadacích prijímačov. Digitalizované medzikmitočtové signály sú vedené z analógovo - číslicového prevodníka 112 do dátového prijímača 36, prípadne dátového prijímača 38 a hľadacieho prijímača 34. Signály vydávané z prijímača 32 sú signály kanálu I a Q, ako bude vysvetlené nižšie. I keď na obr. 3 je analógovo - číslicový prevodník 112 znázornený ako jediné zariadenie, s neskorším delením signálov kanálu I a Q, je možné vykonávať kanálové delenie pred digitalizáciou dvoma analógovo - číslicovými prevodníkmi použitými na digitalizovanie kanálov I a Q. Postupy zostupného menenia kmitočtu rádiových frekvencií, medzikmitočtov a kmitočtu základného pásma analógovo číslicové prevádzania pre kanály I a Q sú dobre známe v odbore.

Hľadači prijímač 34 sa používa v bunkovej oblasti na snímanie časovej oblasti okolo prijímaného signálu kvôli zaisteniu, že pridružený číslicový dátový prijímač 36 a dátový prijímač 38 (ak je použitý) sledujú a spracovávajú najsilnejší signál časovej oblasti, aký je k dispozícii. Hľadači prijímač 64 poskytuje signál do riadiaceho procesora 48 bunkovej oblasti, ktorý poskytuje riadiace signály do číslicových dátových prijímačov 36 a 38 kvôli voľbe primeraného prijímaného signálu na spracovávanie.

Spracovávanie signálu v dátových prijímačoch a vyhľadávacom prijímači bunkovej oblasti je odlišné v rade hľadísk ako signálové spracovávanie podobnými prvkami v mobilnej jednotke. V prichádzajúcom spojovacom vedení, t. j. opačnom spojovacom vedení ako z mobilnej jednotky do bunky, mobilná jednotka nevysiela pilotný signál, ktorý sa môže použiť na koherentné referenčné účely v signálovom spracovaní v bunkovej oblasti. Spojenie z mobilnej jednotky do bunky sa vyznačuje nekoherentnou modulačnou a demodulačnou schémou používajúcou 64-člennú ortogonálnu signalizáciu.

V šesťdesiatštyri („64-člennej“) ortogonálnej signalizácii sú symboly vysielané mobilnou jednotkou kódované do jednej 2⁶, t. j. 64 člennej postupnosti. Súbor zvolených postupností je známy ako Walshove funkcie. Optimálna prijímacia funkcia pre m-náme kódovanie s Walshovou funkciou je rýchla Hadamardova transformácia (FHT).

Ako je opäť zrejmé z obr. 2, hľadači prijímač 34 a prijímače 36 a 38 číslicových dát prijímajú signály vydávané analógovým prijímačom 32. Aby sa dekódovali signály rozprestretého pásma vysielané k zvláštnemu prijímaču bunkovej oblasti, cez ktorý je mobilná jednotka v spojení, musia byť generované správne pseudonáhodné postupnosti. Ďalšie podrobnosti generovania signálov mobilnej jednotky sa preberajú ďalej.

Ako je znázornené na obr. 3, obsahuje prijímač 36 dva generátory 120 a 122 pseudonáhodných postupností, ktoré generujú dve krátke kódové pseudonáhodné postupnosti rovnakej dĺžky. Tieto dve pseudonáhodné postupnosti sú spoločné pre generátory všetkých prijímačov bunkovej oblasti a všetky mobilné jednotky vzhľadom vonkajšiemu kódu modulačného riešenia, ako sa podrobnejšie preberá ďalej. Generátory 120 a 122 pseudonáhodnej postupnosti tak poskytujú zodpovedajúce výstupné postupnosti PN, a PNq. Postupnosti PH sa označujú ako pseudonáhodné postupnosti kvadratúmeho kanálu (Q).

Obe pseudonáhodné postupnosti PH a PN_Q sú generované rozdielnymi polynómni stupňa 15, rozšírenými kvôli vytvoreniu postupností dĺžky 32 768 namiesto 32 767, ktorá by sa normálne vytvárala. Napríklad sa môže rozšírenie vykonať vo forme pridania jedinej nuly k behu štrnástich núl v rade, ktorý sa objavuje raz v každej maximálnej lineárnej postupnosti stupňa 15. Inými slovami by sa opakoval pri generovaní postupnosti jeden stav generátora pseudonáhodných postupností. Modifikovaná postupnosť tak obsahuje jeden beh pätnástich jednotiek a jeden beh pätnástich núl. Takýto generátorový obvod pseudonáhodných postupností je opísaný v súvisiacej patentovej prihláške USA „Výkon generátora dvoj dĺžkovej pseudonáhodnej postupnosti s rýchlymi nastavovaniami posunu“ od rovnakého prihlasovateľa.

V príkladovom vyhotovení prijímač 36 tiež obsahuje generátor 124 dlhého PN kódu, ktorý generuje pseudonáhodnú postupnosť PNq zodpovedajúcu pseudonáhodnej postupnosti generovanej mobilnou jednotkou v spojovacom vedení z mobilnej jednotky do bunky. Generátor 124 pseudonáhodnej postupnosti môže byť generátor maximálnej lineárnej postupnosti, ktorý generuje užívateľský PN kód, ktorý je veľmi dlhý, napríklad stupňa 42, a časovo posunutý v súlade s prídavným faktorom ako je adresa mobilnej jednotky alebo užívateľské identifikačné dáta na zaistenie rozlišovania medzi užívateľmi. Tak je signál prijímaný v bunkovej oblasti modulovaný ako dlhou kódovou postupnosťou PNq, tak i krátkymi kódovými postupnosťami PNi a PNq. Alternatívne sa môže použiť namiesto generátora 124 pseudonáhodnej postupnosti generátor nelineárneho šifrovania ako je šifrovač používajúci dátovú šifrovaciu normu (DES) na šifrovanie 64-symbolovej reprezentácie univerzálneho času pri užívaní špecifického kľúča užívateľa.

Postupnosť PNq vydávaná z generátora 124 pseudopáhodnej postupnosti je podrobená nonekvivalencii EXCEUSIVE-OR postupnosťami PN, a PNq v zodpovedajúcich.le? gických členoch EXCLUSIVE-OR 126 a 128 kvôli zisteniu zodpovedajúcich postupností PN/ a PNq'. .

Postupnosti PNf a PNq' sú vedené do QPSK korelátara 130 pseudonáhodných postupností spolu so signálmi kanálu I a Q vydávanými z prijímača 32. Korelátor 130 je použitý na koreláciu dát kanálu I a Q s postupnosťami PN]' a PNq'. Korelované výstupy kanálu I a Q korelátora 130 sú poskytované do zodpovedajúcich zberačov 132 a 134, kde. sú symbolové dáta zbierané počas štvorčípovej periódy. Výstupy zberačov 132 a 134 sú vedené ako vstupy do procesora 136 rýchlej Hadamardovej transformácie (FHT). Procesor 148 FHT vytvára súbor 64 koeficientov pre každých 6 symbolov. 64 koeficientov sa potom násobí váhovou funkciou generovanou v riadiacom procesore 48. Váhová funkcia je pripojená k sile demodulovaného signálu. Vážený dátový výstup z FHT procesora 136 je vedený do kombinačného prostriedku výberových signálov a dekódovacej obvodovej sústavy 50 (obr. 2) na ďalšie spracovávanie.

Druhý prijímací systém spracováva prijímané signály spôsobom podobným tomu, aký bol rozobraný v súvislosti s prvým prijímačovým systémom z obr. 2 a 3. Vážených 64 symbolov vystupujúcich z prijímačov 36 a 46 je vedených do kombinačného prostriedku výberových signálov a dekódovacej obvodovej sústavy 40. Obvodová sústava 50 obsahuje sčítačku, ktorá pričíta vážených 64 koeficientov z prijímača 36 k váženým 64 koeficientom z prijímača 46. Výsledných 64 koeficientov sa porovnáva spolu navzájom s cieľom určiť najväčší koeficient. Veľkosť výsledku porovnania, spolu s identitou najväčšieho zo 64 koeficientov, sa používa na určenie súboru váh dekodéra a symbolov na použitie vo vnútri dekodéra pracujúceho s Viterbiho algoritmom, realizovaného vo vnútri obvodovej sústavy 50.

SK 281176 Β6

Viterbiho dekodér obsiahnutý vo vnútri obvodovej sústavy 50 je typ schopný dekódovať dáta zakódované v mobilnej jednotke s obmedzujúcou dĺžkou a kódovou rýchlosťou r = 1/3. Viterbiho dekodér sa používa na určovanie najpravdepodobnejšej informačnej bitovej postupnosti. Periodicky, konkrétne po 1,25 msek. sa získava odhad kvality signálu a vysiela sa ako povel nastavenia výkonu mobilnej jednotky spolu s dátami do mobilnej jednotky. Ďalšie informácie o generovaní tohto odhadu kvality sa rozoberajú podrobnejšie v uvedenej súvisiacej patentovej prihláške. Tento odhad kvality je priemerný pomer signálu k šumu v 1,25 m sekundovom intervale.

Každý dátový prijímač sleduje časové riadenie signálu, ktorý prijíma. To sa vykonáva dobre známym spôsobom korelovania prijímaného signálu o niečo skoršou miestnou referenčnou pseudonáhodnou postupnosťou (pseudošumom) a korelovaním prijímaného signálu s o niečo neskoršou miestnou referenčnou pseudonáhodnou postupnosťou. Rozdiel medzi týmito dvoma koreláciami bude v priemere nula, ak nedochádza k chybe časového riadenia. V opačnom prípade, ak dochádza k chybe časového riadenia, potom bude rozdiel udávať veľkosť a znamienko chyby a časové riadenie prijímača sa primerane nastaví.

Bunková oblasť ďalej obsahuje anténu 62, ktorá je spojená s GPS prijímačom 64. GPS prijímač spracováva signály prijímané na anténe 62 zo satelitov v satelitnom navigačnom systéme Navstar Global Positioning Systém, takže poskytuje časové riadiace signály indikatívne pre univerzálny koordinovaný čas (UTC). GPS prijímač 64 dodáva tieto časové riadiace signály do riadiaceho procesora 48 kvôli časovej synchronizácii v bunkovej oblasti, ako bolo vysvetlené.

Na obrázku 2 sa môže použiť fakultatívne prijímač 38 číslicových dát kvôli zlepšeniu výkonu systému. Štruktúra a činnosť tohto prijímača je podobná tým, aké boli opísané s odvolaním na dátové prijímače 36 a 46. Prijímač 38 sa môže použiť v bunkovej oblasti na získanie prídavných módov výberového príjmu. Tento prídavný dátový prijímač samotný alebo v kombinácii s prídavnými prijímačmi môže sledovať a prijímať iné možné oneskorené cesty signálov vysielaných mobilnými jednotkami. Fakultatívne prídavné prijímače číslicových dát ako je prijímač 38 poskytujú prídavné módy výberového príjmu, ktoré sú mimoriadne užitočné v tých bunkových oblastiach, ktoré sú umiestnené v hustých mestských oblastiach, kde sa vyskytuje veľa možností mnohocestných signálov.

Signály zo spínacej ústredne mobilných telefónov MTSO sú pripojené k primeranému vysielaciemu modulátoru pomocou číslicového spojovacieho vedenia 52 pri riadení riadiaceho procesora 48. Výstup obvodovej sústavy 56 je opatrený sumátorom 57, kde je sčítaný s výstupom vysielacieho modulátora a/alebo riadiacich obvodov orientovaných k ostatným mobilným jednotkám v bunke. Výstup 57 sumátora je vedený do obvodovej sústavy 58 výkonového zosilňovača, ktorej výstup je napojený na anténu 60 na vysielanie do mobilných jednotiek vo vnútri obslužnej oblasti bunkovej oblasti. Obr. 2 ďalej zobrazuje generátory pilotného/riadiaceho kanálu a obvodovú sústavu 66 na riadenie vysielacieho výkonu. Obvodová sústava 66 pri riadení riadiacim procesorom generuje a výkonovo riadi pilotný signál, synchronizačný kanál a vyhľadávací kanál na pripojenie k obvodovej sústave 58 a k výstupu k anténe 60.

Bloková schéma príkladového vyhotovenia vysielača bunkovej oblasti je znázornená na obr. 4. Vysielač obsahuje dvojicu generátorov pseudonáhodnej postupnosti použitých pri generovaní vonkajšieho kódu. Tieto generátory pseudonáhodnej postupnosti generujú dve rozdielne pseudonáhod né postupnosti, a to postupnosti PNi a PNq, ako je rozobraté v súvislosti s obr. 3. Tieto pseudonáhodné postupnosti PN, a PNq sú však časovo oneskorené podľa sektorovej alebo bunkovej adresy.

Na obr. 4 je vysielacia obvodová sústava z obr. 3 znázornená v ďalších podrobnostiach s riadiacim, synchronizačným a vyvolávacím signálom a signálom hlasového kanálu. Obvodová sústava vysielača obsahuje dva generátory pseudonáhodných postupností PN, a to PN generátory 196 a 198, ktoré generujú pseudonáhodné postupnosti PNj a PNq. PN generátory 196 a 198 reagujú na vstupný signál zodpovedajúci signálu adresy sektoru alebo bunky z riadiaceho procesoru tak, aby poskytli vopred určené časové oneskorenie PN postupnostiam. Tieto časovo oneskorené PNi a PNq postupnosti sa opäť vzťahujú ku kanálu (1) vo fáze (inphase) a kvadratúmemu kanálu (Q). I keď sú znázornené iba dva PN generátoiy na generovanie jednak PN] postupnosti a jednak PNq postupnosti, je zrejmé, že sa môže realizovať mnoho iných vyhotovení PN generátorov. Napríklad v nesektorizovanej bunke môže byť dvojica PN generátorov použitá pre každý z riadiaceho, synchronizačného, vyvolávacieho a hlasového kanálu na vytvorenie sledov PN| a PNq v synchronizácii, použitých vo vonkajšom kóde. Takýto prípad môže byť výhodný pre to, aby bolo možné vyhnúť sa rozdeľovaniu P^ a PNq cez veľký počet obvodov.

Vo výhodnom vyhotovení sa kódovanie kanálových signálov Walshovou funkciou použije ako vnútorný kód. V príkladových numerických hodnotách, tu uvádzaných, je k dispozícii celkom 64 rôznych Walshovych postupností s troma z týchto sledov venovaných riadiacej, synchronizačnej a vyhľadávacej kanálovej funkcii. V synchronizačnom, vyvolávačom a hlasovom kanáli sa vstupné dáta konvolučne kódujú a potom sa prekladajú, ako je dobre známe v odbore. Ďalej sa konvolučne kódované dáta tiež vybavia opakovaním pred tým, ako sa prekladajú, ako je tiež dobre známe v odbore.

Pilotný kanál neobsahuje žiadnu dátovú moduláciu a je charakterizovaný ako nemodulovaný signál rozprestretého spektra, ktorý všetci užívatelia zvláštnej bunkovej oblasti alebo sektoru používajú na zachytávacie alebo sledovacie účely. Každá bunka, alebo ak je rozdelená do sektorov - každý sektor, má jediný pilotný signál. Namiesto používania rozdielnych PN generátorov pre pilotné signály je zrejmé, že účinnejším spôsobom vytvorenia rozdielnych pilotných signálov je použitie posunov v rovnakej základnej postupnosti. Pri použití tohto postupu mobilná jednotka postupne prehľadáva celú postupnosť a ladí na posun, ktorý vytvára najsilnejšiu koreláciu. Pri použití tohto posunu základného sledu musia byť posuny také, že riadiace signály v priľahlých bunkách alebo sektoroch nesmú spolu interferovať alebo sa rušiť.

Pilotná postupnosť musí byť preto dostatočne dlhá, aby mohlo byť generovaných dosť veľa rozdielnych postupností, posuny v základnej postupnosti na podporovanie veľkého počtu pilotných signálov v systéme. Ďalej musí byť oddeľovanie posunov dostatočne veľké, aby zaistilo, že nedôjde k žiadnej vzájomnej kolízii alebo interferencii v pilotných signáloch. V prikladovom vyhotovení vynálezu sa dĺžka pilotnej postupnosti volí 2¹⁵. Postupnosť sa generuje začínajúc postupnosťou 2¹⁵ -1 s ďalšou nulou pripojenou k postupnosti, keď sa detekuje zvláštny stav. V príkladovom vyhotovení sa volí 512 rozdielnych riadiacich signálov s posunmi v základnej postupnosti 64 čipov. Posuny však môžu byť celé násobky 64 čipového posunu so zodpovedajúcou redukciou v počte rozdielnych pilotných signálov.

SK 281176 Β6

Pri generovaní pilotného signálu sa používa Walshova „nulová“ postupnosť (WO), ktorá pozostáva zo samých núl, aby sa nemoduloval riadiaci signál, ktorý je v podstate tvorený sledmi PN_T a PNq. Walshova „nulová“ postupnosť (WO) sa preto násobí PNi a PNq postupnosťou v logických členoch EXCLUSIVE-OR. Výsledný pilotný signál tak obsahuje iba postupnosti PN_t a PNq. Keď všetky bunkové oblasti majú rovnakú PN postupnosť pre pilotný signál, je rozlišujúcim znakom medzi bunkovými oblasťami alebo sektormi pôvod vysielania fázy v postupnosti.

Pokiaľ ide o časť vysielacieho modulátora a riadiace obvodové sústavy 66 výkonu pre riadiaci signál, generuje generátor 200 Walshovej funkcie (WO) signál zodpovedajúci funkcii samých núl, ako bolo práve vysvetlené. Časové riadenie v generovaní Walshovej funkcie je zaisťované riadiacim procesorom, ako je to u všetkých generátorov Walshovej funkcie v bunkovej oblasti a mobilnej jednotke. Výstup generátora 200 slúži ako vstup pre oba logické členy 202 a 204 nonekvivalencie EXCLUSIVE-OR. Druhý vstup logického člena 202 EXCLUSIVE-OR súčtu prijíma PNi signál, zatiaľ čo druhý vstup logického člena 204 EXCLUSIVE-OR súčtu prijíma PNq signál. Signály PN] a PNq sú podrobené funkcii nonekvivalencie s výstupom generátora 200 a sú vedené na zodpovedajúce vstupy filtrov 206 a 208 s konečnou impulzovou odozvou (FIR). Filtrované signály vystupujú z filtrov FIR 206 a 208, sú vedené do obvodovej sústavy na riadenie výkonu, tvorenej prvkami regulácie zosilnenia 210 a 212. Signály vedené do prvkov 210 a 212 regulácie zosilnenia majú zosilnenie regulované na základe neznázomených vstupných signálov od riadiaceho procesora. Výstupné signály z prvkov regulácie zisku sú vedené do zosilňovacej obvodovej sústavy vysielacieho výkonu 58, ktorej podrobná stavba a funkcia sú opísané nižšie.

Informácia synchronizačného kanálu sa kóduje a potom sa násobí v logických členoch EXCLUSIVE-OR vopred priradenou Walshovou postupnosťou. V príkladovom vyhotovení je zvolená Walshova funkcia postupnosti (W₃₂), ktorá pozostáva zo sledu 32 Jednotiek“ nasledovaných 32 „nulami“. Výsledný sled sa potom násobí postupnosťou PNi a PNq v logických členoch výlučného súčtu. V príkladovom vyhotovení je synchronizačná kanálová dátová informácia vedená do vysielacieho modulátora v typickom prípade rýchlosťou 1200 bitov za sekundu. V príkladovom vyhotovení sa synchronizačné kanálové dáta konvolučne kódujú pri rýchlosti r = 1/2 s obmedzujúcou dĺžkou K = R, s každým kódovým symbolom opakovaným dvakrát. Táto kódová rýchlosť a obmedzujúca dĺžka sú spoločné všetkým kódovaným kanálom na mobilnej jednotke, t. j. synchronizačným, vyvolávajúcim a hlasovým. V príkladovom vyhotovení sa použije na generovanie kódu G] = 753 (osmičkové číslo) a G₂ = 561 (osmičkové číslo). Symbolová rýchlosť do synchronizačného kanálu je v príkladovom vyhotovení 4800 symbolov za sekundu, t. j. jeden symbol je 208 mikrosekúnd alebo 256 PN čipov.

Kódové symboly sa prekladajú pomocou konvolučného prekladacieho prostriedku, ktorý má rozpätie v príkladovom vyhotovení 40 msek. Pokusné parametre prekladacieho prostriedku sú I = 16 a J = 48. Ďalšie podrobnosti, pokiaľ ide o prekladanie, možno nájsť v publikácii „Data Communication, Networks and Systems“, Howard W. Sams and Co., 1987, str. 343 - 352. Účinkom konvolučného prekladacieho prostriedku je rozptýlenie nespoľahlivých kanálových symbolov tak, že ktorékoľvek dva symboly v priľahlom slede I -1 alebo menej symbolov sú oddeľované najmenej J + 1 symbolmi vo výstupnom signáli prostriedku kvôli inverzii (reštitúcii) prekladania. Rovnako tak sú akékoľvek dva symboly v priľahlej postupnosti J - 1 symbolov oddeľované najmenej I + 1 symbolmi na výstupe prostriedku pre inverziu (reštitúciu) prekladania. Inými slovami, ak je I = 16 a J = 48, sú v reťazci 15 symbolov symboly vysielané oddelené o 885 mikrosekúnd, čím sa poskytuje časová rôznosť.

Symboly synchronizačného kanálu zvláštnej bunky alebo sektora sú viazané na zodpovedajúci riadiaci signál pre túto bunku alebo sektor. Obr. 5 znázorňuje časové riadenie dvoch rozdielnych pilotných kanálov (N) a (N + 1), ktoré sú oddeľované posunom 64 čipov. Obr. 5 znázorňuje iba formou príkladu diagram časového riadenia pre prikladový riadiaci a synchronizačný kanál s neznázomeným stavom skutočných čipov riadiaceho signálu a symbolov synchronizačného kanálu. Každý synchronizačný kanál začína nový prekladací cyklus s prvým kódovým symbolom (C_x) kódovej symbolovej dvojice (C_x, C_x'), vyplývajúcej z opakovania kódu, posunutým vzhľadom na absolútny čas o veľkosť rovnú zodpovedajúcemu riadiacemu signálu.

Ako je znázornené na obr. 5, začína riadiaci kanál N nový prekladací cyklus alebo pilotnú synchronizáciu, v čase t*. Podobne riadiaci kanál N + 1 začína nový prekladací cyklus alebo pilotnú synchronizáciu v čase t» ktorý nastáva o 64 čipov neskôr, ako počas t_x. Pilotný cyklus v príkladovom vyhotovení je dlhý 26,67 msek., čo zodpovedá 128 synchronizačným kanálovým kódovým symbolom alebo 32 synchronizačným kanálovým bitom. Synchronizačné kanálové symboly sú prekladané konvolučným prekladacím prostriedkom, ktorý má rozpätie 26,67 msek. Keď mobilná jednotka získala pilotný signál, má tak okamžitú prekladaciu synchronizáciu synchronizačného kanálu.

Symboly synchronizačného kanálu sú pokryté vopred priradenou Walshovou postupnosťou kvôli zaisteniu ortogonálnosti v signáli. V synchronizačnom kanáli má jecjen kódový symbol rozpätie štyroch krycích sledov, t. j. jeden kódový symbol na štyri opakovania sledu „32 jednotiek“ alebo „32 núl“, ako je znázornené na obr. 6. Ako je znázornené na obr. 6, predstavuje jedna logická Jednotka“ výskyt 32 Jednotkových“ Walshovych čipov, zatiaľ čo jedna,Logická „nula“ predstavuje výskyt 32 „nulových“ Walshovych čipov. Ortogonálnosť v synchronizačnom kanálL je stále udržiavaná, i keď sú synchronizačné kanálové symboly posunuté vzhľadom na absolútny čas v závislosti od pridruženého riadiaceho kanálu, pretože posuny synchronizačného kanálu sú celé násobky Walshovho rámca.

Správy synchronizačného kanálu majú v príkladovom vyhotovení premenlivú dĺžku. Dĺžka správy je celý násobok 80 msek., čo zodpovedá 3 riadiacim cyklom. V bitoch informácie synchronizačného signálu sú zahrnuté bity cyklickej redundancie (CRC) na detekciu chýb.

Obr. 7 znázorňuje vo forme časového diagramu celkové príkladové časové riadenie systému. V období dvoch sekúnd je 75 pilotných cyklov. Na obr. 7 zodpovedajú riadiaci kanál N a synchronizačný kanál sektoru alebo bunke používajúcej neposunutý pilotný signál a synchronizačný signál, ktoré sú presne nastavené s univerzálnym časom UTC. Pilotný synchronizačný impulz, t. j. počiatočný stav, je tak presne nastavený s bežným 1 impulzovým signálom za sekundu.

Vo všetkých prípadoch, v ktorých je použitý posunutý pilotný signál, je zavedené fázové posunutie PN, zodpovedajúce posunutiu pilotného signálu. Inými slovami sú pilotná synchronizácia (počiatočný stav) a správy synchronizačného kanálu posunuté vzhľadom na signály o 1 impulz za sekundu. Synchronizačná správa nesie túto informáciu o fázovom posune, takže mobilná jednotka si môže podľa toho nastaviť svoju časomieru.

SK 281176 Β6

Len čo bola správa synchronizačného kanálu správne prijatá, je mobilná jednotka schopná okamžite synchronizovať ako vyvolávači kanál, tak hlasový kanál. Pri pilotnej synchronizácii, zodpovedajúcej koncu každej synchronizačnej správy, začína nový 40 milisekundový prekladací cyklus. V tomto okamihu začne mobilná jednotka vykonávať inverziu (reštitúcia) prekladania na prvom kódovom symbole každého kódového opakovania alebo dvojice (C_x, C_x+i) so získanou synchronizáciou dekodéra. Zápisová adresa inverzie prekladania je inicializovaná na 0 a čítacia adresa je inicializovaná na J a dosiahne sa synchronizácia pamäti prostriedku pre inverziu prekladania. Symbol „l.KS-ZA-ČA-NPS“ znamená „prvý kódový symbol nového bitu, zápisová adresa inverzie prekladania 0, čítacia adresa inverzie prekladania J a nový prekladací cyklus“.

Správy synchronizačného kanálu nesú informáciu týkajúcu sa stavu PN generátora dlhého 42 bitov pre hlasový kanál priradený spojeniu s mobilnou jednotkou. Táto informácia sa používa v prijímačoch číslicových dát mobilných jednotiek na synchronizovanie zodpovedajúcich PN generátorov. Napríklad na obr. 7 správa N + 1 synchronizačného kanálu obsahuje 42-bitové pole, ktoré je indikatívne pre stav, stav X, ktorý bude mať sektorový alebo bunkový hlasový kanál zodpovedajúci PN generátoru dlhého kódu vo vopred určenom neskoršom čase, ako je 160 msek. neskôr. Mobilná jednotka po tom, čo úspešne dekódovala správu synchronizačného kanálu, plní v správnom časovom okamihu generátor PN dlhého kódu so stavom X. PN generátor dlhého kódu mobilnej jednotky je tak synchronizovaný kvôli umožneniu deskramblovania správ určených pre užívateľov.

Pokiaľ ide o časť vysielacieho modulátora a obvodovej sústavy 66 na riadenie výkonu, je informácia synchronizačného kanálu zavádzaná zriadiaceho procesoru do kodéra 214. Dáta synchronizačného kanálu sa v prikladovom vyhotovení, ako bolo opísané, konvolučne kódujú kodérom 214. Kodér 214 ďalej poskytuje opakovanie zakódovaných symbolov, v prípade synchronizačného kanálu sú kódované symboly opakované. Symboly vedené z kodéra 214 sú vedené do prekladacieho prostriedku 215, ktorý vykonáva konvolučné prekladanie symbolov. Preložené symboly sú z prekladacieho prostriedku 215 vedené ako vstupný signál do logického člena 216 EXCLUSIVE-OR.

Generátor 218 Walshovej postupnosti generuje signál zodpovedajúci Walshovej postupnosti (W₃₂), ktorý sa vedie ako druhý výstup na logický člen 216 EXCLUSIVE-OR. Symbolový prúd synchronizačného kanálu a Walshova postupnosť sa podrobia nonekvivalencii logickým členom 216 a výsledok sa vedie ako vstup pre logický člen 220 EXCLUSIVE-OR a logický člen 222 EXCLUSIVE-OR.

Druhý vstup logického člena 220 EXCLUSIVE-OR prijíma signál PN_t a druhý vstup logického člena 222 EXCLUSIVE-OR prijíma signál PNq. Signály PNj a PNq sa podrobujú spracovávaniu funkciou EXCLUSIVE-OR súčtu s výstupom logického člena 218 EXCLUSIVE-OR súčtu a sú vedené ako zodpovedajúce vstupy flitrov 224 a 226 s konečnou impulzovou odozvou (FIR). Filtrované signály vedené z filtrov 224 a 226 sú vedené do obvodovej sústavy na riadenie vysielacieho výkonu, tvorenej číslicovými prvkami 228 a 230 kvôli premenlivej regulácii zisku. Signály vedené do prvkov 228 a 230 na reguláciu zisku majú číslicovo regulovaný zisk na základe neznázomených vstupných číslicových signálov z riadiaceho procesoru. Signály vedené z prvkov na reguláciu výkonu sú vedené do zosilňovacej obvodovej sústavy 58 vysielacieho výkonu.

Informácia vyvolávacieho kanálu sa tiež kóduje s opakovaním, prekladá sa a potom sa násobí vopred priradenou

Walshovou postupnosťou. Výsledná postupnosť sa potom násobí postupnosťami PN_t a PNq. Dátová rýchlosť vyvolávacieho kanálu pre určitý sektor alebo bunku sa udáva v priradenom poli v správe synchronizačného kanálu. I keď rýchlosť dát vyvolávacieho kanálu je premenlivá, je v príkladovom vyhotovení pevne stanovená pre každý systém na jednej z nasledujúcich príkladových dátových rýchlostí: 9,6,4,8,2,4 a 1,2 kilobitov za sekundu.

Pokiaľ ide o vysielací modulátor a obvodovú sústavu na riadenie výkonu vyvolávacieho kanálu sa informácia vyvolávacieho kanálu zavádza zriadiaceho procesoru do kodéra 232. Kodér 232 je v prikladovom vyhotovení konvolučný kodér, ktorý tiež zaisťuje opakovanie symbolov podľa priradenej rýchlosti dát kanálu. Výstup kodéra 232 je vedený do prekladacieho prostriedku 133, kde sú symboly konvolučne prekladané. Výstup prekladacieho prostriedku

233 je vedený do výstupu logického člena 234 EXCLUSIVE-OR. I keď sa rýchlosť dát vyhľadávacieho kanálu bude meniť, rýchlosť kódových symbolov sa udržiava konštantná na 19,2 ks za sekundu kódovým opakovaním.

Generátor 236 Walshovej postupnosti generuje signál, zodpovedajúci vopred priradenej Walshovej postupnosti, ktorý je vedený ako druhý vstup logického člena EXCLUSIVE-OR 234. Symbolové dáta a Walshova postupnosť sú podrobené spracovaniu nonekvivalenciou v logickom člene

234 EXCLUSIVE-OR a sú vedené ako vstupy logických členov 238 a 240 EXCLUSIVE-OR.

Druhý vstup logického člena 238 EXCLUSIVE-OR prijíma signál PN_b zatiaľ čo druhý vstup logického člena 240 výlučného súčtu prijíma signál PNq. Signály PN_; a PNq sú vedené ako zodpovedajúce vstupy filtrov 242 a 244 s konečnou impulzovou odozvou FIR. Filtrované signálové výstupy z filtrov FIR 242 a 244 sú vedené do obvodovej sústavy vysielacieho výkonu tvorenej regulačnými prvkami 246 a 248 zosilnenia. Signály vedené do prvkov 246 a 248 na reguláciu zosilnenia sú regulované na základe neznázornených riadiacich signálov z riadiaceho procesora. Signály vydávané z prvkov na reguláciu riadenia sú vedené do zosilňovacej obvodovej sústavy 58 vysielacieho výkonu.

Dáta v každom hlasovom kanáli sa tiež kódujú s opakovaním, prekladajú, skramblujú, násobia im priradenou Walshovou postupnosťou (Wj - Wj) a potom sa násobia postupnosťami PN] a PNq. Walshova postupnosť, ktorá sa má používať určitým kanálom, sa priraďuje systémovým radičom v čase spájania hovoru rovnakým spôsobom, ako sa kanály priraďujú hovorom v analógovom kmitočtovo modulovanom bunkovom systéme. V prikladovom vyhotovení tu opisovanom je k dispozícii na použitie hlasovými kanálmi až 61 rozdielnych Walshovych postupností.

V prikladovom vyhotovení vynálezu používa- hlasový kanál premenlivú dátovú rýchlosť. Cieľom pri používaní premenlivej dátovej rýchlosti je zmenšiť dátovú rýchlosť vtedy, keď nie je žiadna hlasová aktivita, čím sa zmenší interferencia generovaná týmto zvláštnym hlasovým kanálom ostatným užívateľom. Kodér reči, uvažovaný na poskytovanie dát s premenlivou rýchlosťou je opísaný v súvisiacej patentovej prihláške USA „Kodér reči s premenlivou rýchlosťou“ rovnakého prihlasovateľa. Takýto kodér reči vytvára dáta v štyroch rozdielnych dátových rýchlostiach založených na hlasovej aktivite na 20 milisekundovej rámcovej báze. Príkladové dátové rýchlosti sú 9,6 kilobitov za sekundu, 4,8 kg/s, 2,4 kb/s a 1,2 kb/s. I keď rýchlosť dát sa bude meniť na báze 2 msek, je rýchlosť kódových symbolov udržiavaná konštantným kódovým opakovaním pri 19,2 kb/s. Kódové symboly sú tak opakované 2, 4 a 8 krát pre príslušné dátové týchlosti 4,8 kb/s, 4 kb/s, a 12 kb/s.

SK 281176 Β6

Pretože práca s premenlivou rýchlosťou je zameraná na zmenšovanie interferencie, budú mať kódové symboly pri nižších rýchlostiach nižšiu energiu. Napríklad pre prikladové dátové rýchlosti 9,6 kb/s, 4,8 kb/s a 1,2 kb/s, je zodpovedajúca kódová symbolová energia (E_m) Eb/2, Εβ/4, Εβ/8 a E|/16, kde E_b je energia informačného bitu pre prenosovú rýchlosť 9,6 Kb/s.

Kódové symboly sa prekladajú konvolučným prekladacím prostriedkom tak, že kódové symboly s rozdielnymi úrovňami energie budú skramblované činnosťou prekladacieho prostriedku. Aby sa sledovalo, akú energetickú úroveň by mal mať kódový symbol, je ku každému symbolu pripájaná značka udávajúca jeho dátovú rýchlosť pre meradlové účely. Po krytí ortogonálnou Walshovou postupnosťou a rozprestieraním pseudonáhodnou postupnosťou sú kvadratúme kanály číslicovo filtrované filtrom FIR s konečnou impulzovou odozvou. FIR filter bude prijímať signál zodpovedajúci úrovni symbolovej energie, aby sa získalo energetické odstupňovanie 1, 1/V2, 1/2 alebo 1/2^2. V jednom vyhotovení môže kodér reči poskytovať značku dátovej rýchlosti vo forme dvojbitového čísla do filtra FIR na riadenie koeficientu filtrového odstupňovania.

Na obr. 4 je znázornená obvodová sústava dvoch príkladových hlasových kanálov (i) a (j). Dáta hlasového kanálu (i) sú privádzané z neznázomeného pridruženého kodéra reči do vysielacieho modulátora 54 (obr. 3). Vysielací modulátor 54 je tvorený kodérom 250_i; prekladacím prostriedkom 251;, logickými členmi EXCLUSIVE-OR 252;, 255;, 256; a 258_b generátorom 253| a generátorom (W;) 254i Walshovych postupností.

Dáta hlasového kanálu (i) sú vedené do kodéra 250_i; kde sú v príkladovom vyhotovení konvolučne kódované s opakovaním kódových symbolov podľa vstupnej dátovej rýchlosti. Kódované dáta sa potom vedú do prekladacieho prostriedku 251;, kde sa v príkladovom vyhotovení konvolučne prekladajú. Prekladací prostriedok 251; tiež prijíma z kodéra reči pridruženého k dátovému kanálu (i) dvojbitovú značku dátovej rýchlosti, ktorá je prekladaná so symbolovými dátami na identifikovanie dátovej rýchlosti do filtrov FIR. Značka dátovej rýchlosti sa nevysiela. V mobilnej jednotke dekodér vykonáva kontrolu na všetky možné kódy. Preložené symbolové dáta sú vedené z prekladacieho prostriedku 251i pri príkladovej rýchlosti 19,2 ksk/s na vstupe logického člena 252₍ EXCLUSIVE-OR.

V príkladovom vyhotovení sa každý hlasový signál skrambluje kvôli zaisteniu väčšej bezpečnosti v prenosoch z bunky do mobilnej jednotky. I keď takéto skramblovanie sa nepožaduje, zvyšuje bezpečnosť v spojení. Napríklad skramblovanie signálov hlasového kanálu sa môže dosiahnuť PN kódovaním signálov hlasového kanálu PN kódom určovaným adresou mobilnej jednotky užívateľských dát. Takéto skramblovanie môže používať PN_W sled alebo šifrovací postup, ako bol vysvetlené s odvolaním na obr. 3 s ohľadom na zvláštny prijímač na spojenie z mobilnej jednotky do bunky. Môže sa tak vytvoriť samostatný PN generátor pre túto funkciu, ako je znázornené na obr. 4. I keď skramblovanie sa preberá s odvolaním na pseudonáhodná postupnosť, môže sa skramblovanie vykonávať inými postupmi vrátane tých, ktoré sú dobre známe v odbore.

S odvolaním opäť na obr. 4 môže byť skramblovanie hlasového kanálu (i) dosiahnuté pomocou PN generátora 253;, ktorý prijíma priradenú adresu mobilnej jednotky z riadiaceho procesora. PN generátor 253; generuje jednoznačne PN kód, ktoiý je vedený ako druhý vstup do logického člena 252; výlučného súčtu. Výstup logického člena 252; sa namiesto toho vedie na jeden vstup logického člena 255; EXCLUSIVE-OR.

Generátor 254; Walshovej postupnosti (W;) generuje na základe signálu voľby funkcie a signálov časového riadenia z riadiaceho procesoru signál zodpovedajúci vopred priradenej Walshovej postupnosti. Hodnota signálu voľby funkcie môže byť určovaná adresou mobilnej jednotky. Signál Walshovej postupnosti je vedený ako druhý vstup do logického člena 255; výlučného súčtu. Skramblované symbolové dáta a Walshova postupnosť sú podrobené nonekvivalencii logickým členom EXCLUSIVE-OR 255; s výsledkom vedeným ako vstup do oboch logických členov 256; a 258; EXCLUSIVE-OR. PN generátor 253; spolu s inými PN generátormi a generátormi Walshovej postupnosti v bunkovej oblasti poskytujú výstup pri 1,288 MHz. Je potrebné poznamenať, že PN generátor 253 obsahuje decimátor, z ktorého je vedený výstupný signál pri rýchlosti 19,2 kHz do logického člena 255; EXCLUSIVE-OR.

Druhý vstup logického člena 256; EXCLUSIVE-OR prijíma signál PN_b zatiaľ čo druhý vstup logického člena 258; EXCLUSIVE-OR prijíma signál PN_Q. Signály PN; a PNq sú podrobované nonekvivalencii s výstupom logického člena 252; a sú vedené ako zodpovedajúce vstupy do filtrov FIR s konvenčnou impulzovou odozvou 260; a 262;. Vstupné symboly sú filtrované podľa neznázomenej značky vstupnej dátovej rýchlosti z konvolučného prekladacieho prostriedku 251;. Filtrované signály vystupujúce z filtrov FIR 260; a 262; sú vedené do obvodovej sústavy 56 na riadenie vysielacieho výkonu, tvorenej prvkami na reguláciu výkonu 264; a 266;. Signály vedené do prvkov 264; a 266; sú regulované z hľadiska zisku na základe neznázomených vstupných signálov z riadiaceho procesoru. Signály vystupujúce z prvkov regulácie zisku sú vedené do zosilňovacej obvodovej sústavy 58 vysielacieho výkonu.

Okrem hlasových bitov nesie hlasový kanál napredujúceho spojenia informáciu o riadení výkonu. Rýchlosť bitov na riadenie výkonu je v príkladovom vyhotovení 800 bitov za sekundu. Prijímač bunkovej oblasti, ktorý demoduluje signál z danej mobilnej jednotky do bunky, generuje informáciu o riadení výkonu, ktorá sa vkladá do hlasového J$análu z bunky do mobilnej jednotky adresovaného do uvedenej určitej mobilnej jednotky. Ďalšie podrobnosti o riadení výkonu sú uvedené v uvedenej súvisiacej patentovej prihláške.

Bity riadenia výkonu sa vkladajú na výstupe z konvolučného prekladacieho prostriedku prostredníctvom postupu nazývaného „code symbol puneturing“. Inými slovami, kedykoľvek má byť bit na ovládanie výkonu vysielaný, sú dva kódové symboly nahradené dvoma totožnými kódovými symbolmi s polaritou danou informáciou o riadení výkonu. Navyše sú bity riadenia výkonu vysielané pri energetickej úrovni zodpovedajúcej rýchlosťou 9600 bitov za sekundu.

Prídavné obmedzenie kladené na informáciu o riadení výkonu je to, že poloha bitov musí byť náhodne usporiadaná pozdĺž kanálov z mobilnej jednotky do bunky. Inak by bity riadenia výkonu s plnou energiou vyvolávali ihlové impulzy interferencie v pravidelných intervaloch a znížila by sa tak schopnosť detekcie takýchto bitov.

Obr. 4 ďalej znázorňuje hlasový kanál (j), ktorý je totožný, pokiaľ ide o funkciu a štruktúru s hlasovým kanálom (i). Je potrebné poznamenať, že existuje oveľa viac neznázomených hlasových kanálov, ktorých celkový počet je až 61 pre znázornené vyhotovenie.

Pokiaľ ide o generátory Walshovej postupnosti z obr. 4, sú Walshove funkcie súbor ortogonálnych binárnych postupností, ktoré môžu byť ľahko generované prostriedkami známymi v odbore. Zaujímavá charakteristická vlastnosť vo Walshovej funkcii je to, že každá zo 64 postupností je

SK 281176 Β6 dokonale ortogonálna voči všetkým ostatným postupnostiam. Každá dvojica postupnosti sa tak ako taká odlišuje v presne toľkých bitových polohách, ako v ktorých sa zhoduje, t. j. 32 v intervale 4 symbolov. Keď je tak kódovaná informácia na vysielanie pomocou Walshovych postupností, bude prijímač schopný voliť ktorúkoľvek z Walshovych postupností ako požadovaný kódovací signál. Akákoľvek signálová energia kódovaná na druhej Walshovej postupnosti bude odmietnutá a nebude mať za následok vzájomnú interferenciu do požadovanej Walshovej postupnosti.

V príkladovom vyhotovení na spojenie z bunky do mobilnej jednotky používajú synchronizačný, vyvolávači a hlasový kanál, ako bolo uvedené, konvolučné kódovanie s obmedzujúcou dĺžkou K = 9 a kódovou rýchlosťou r = 1/2, t. j. sú vytvárané a vysielané dva kódované symboly na každý informačný bit, ktorý sa má vysielať. Okrem konvolučného kódovania sa ďalej používa konvolučné prekladanie symbolových dát. Ďalej sa predpokladá, že sa tiež používa v spojení s konvolučným kódovaním opakovania. V mobilnej jednotke je optimálny dekodér pre tento typ kódu dekodér s mäkkým rozhodovaním s Viterbiho algoritmom. Na účely dekódovania sa môže použiť štandardné riešenie. Bity výslednej dekódovanej informácie sa vedú do vybavenia základného číslicového pásma mobilnej jednotky.

Ako je ďalej zrejmé na obr. 4, obsahuje obvodová sústava 58 rad číslicovo - analógových prevodníkov na prevádzanie číslicovej informácie z PN₍ a PNq rozprestretých dát pre riadiaci, synchronizačný, vyvolávači a hlasový kanál na analógovú formu. Konkrétne sú rozprestreté dáta PN, riadiaceho kanálu vedené z regulačného prvku 210 zosilnenia do číslicovo - analógového prevodníka 268. Digitalizované dáta sú vedené z číslicovo - analógového prevodníka 268 do sumátora 284. Podobne je výstup zodpovedajúcich regulačných prvkov zosilnenia pre synchronizačný, vyvolávači a hlasový kanál s PN_T rozprestretými dátami, t. j. regulačných prvkov zosilnenia 228, 246, 264; - 264, vedený do zodpovedajúcich číslicovo - analógových prevodníkov 272, 276 a 280; - 280j, kde sú signály digitalizované a vedené do sumátora 284. Rozprestreté dáta PNq pre riadiaci, synchronizačný a hlasový kanál sú vedené z regulačných prvkov 221, 230, 248 a 266, - 266j zisku do zodpovedajúcich číslicovo - analógových prevodníkov 270, 274, 278 a 282; - 282j, kde sú signály digitalizované a vedené do sumátora 286.

Sumátor 284 sčíta PN_t rozprestreté dáta pre riadiaci, synchronizačný, vyhľadávací a hlasový kanál, zatiaľ čo sumátor 286 sčíta PNq rozprestreté dáta pre rovnaké kanály. Sčítané dáta kanálu I a Q sú vedené spolu s kmitočtovými signálmi lokálneho oscilátora (LO) Sin (2πή) a Cos (2πή) do zodpovedajúcich zmiešavačov 288 a 290, kde sú zmiešavané a vedené do sumátora 292. Kmitočtové signály (LO) Sin(2afL) a Cos (2nft) sú poskytované z neznázomených vhodných kmitočtových zdrojov. Tieto zmiešané medzikmitočtové signály sú sčítané v sumátore 292 a vedené do zmiešavača 294.

Zmiešavač zmiešava sčítaný signál s rádiofrckvenčným signálom poskytovaným kmitočtovým syntetizátorom 296 s cieľom prevedenia kmitočtu smerom nahor do vysokofrekvenčného pásma. Rádiofrekvenčný signál vedený zo zmiešavača 294 je filtrovaný pásmovou priepusťou 298 a vedený do rádiofrekvenčného zosilňovača 299, zosilňovač 299 zosilňuje pásmovo obmedzený signál v súlade so vstupným signálom regulácie zisku z riadiacej obvodovej sústavy 56 vysielacieho výkonu (obr. 3). Je potrebné mať na zreteli, že vyhotovenie znázornené pre zosilňovaciu obvodovú sústavu 58 vysielacieho výkonu je iba na účely ilustrácie s tým, že sú možné mnohé obmeny v sčítaní, zmiešavaní a zosilňovaní signálov, ako je dobre známe v odbore.

V zmysle definície predmetu vynálezu predstavujú kodéry 250;, 250j kanálové výstupy 2500 systémového kodéra 250 (ktorý obsahuje potrebné kódovacie prostriedky na prevod reči do kódovanej formy s kódovacími postupmi bežnými v danom odbore, z ktorých je v danom prípade uvedené konvolučné kódovanie), ktorého výstup je pripojený na jeden vstup kombinačného prostriedku 252 ortogonálneho kódového signálu, tvoreného v danom vyhotovení logickým členom 252;. Druhý vstup tohto kombinačného prostriedku je pripojený na generátor 254 Walshovych kódových postupností. Výstupy kombinačných prostriedkov 252 sú napojené na prvé vstupy rozprestieracích prostriedkov 259 pre každý kanál, majúci druhé vstupy napojené na generátor 196,198 signálov pseudonáhodných postupností. Výstupy jednotlivých rozprestieracích prostriedkov 259, tvorených v danom vyhotovení logickými členmi 256; a 258; EXCLLJSIVE-OR, sú vedené do číslicovo - analógových prevodníkov 268 - 282, ktorých výstupy modulovaných analôgov signálov sú pripojené do sumačnej zostavy 291. Tá zahŕňa, ako je zrejmé z obr. 4c, zmiešavače 288 a 290, sumátor 292, zmiešavač 294, kmitočtový syntetizátor 296 a pásmovú priepusť 298. Výstup sumačnej zostavy 291 je napojený na prenosové médium signálu multiplexovaného s kódovým delením.

Zariadenie obsahuje výhodne dva generátory 196, 198 pseudonáhodných postupností, so zodpovedajúcim výstupom napojeným na jednotlivé skupiny rozprestieracích prostriedkov 259. Výstupy rozprestieracích prostriedkov 259 sú každý spojený sjedným číslicovo - analógovým prevodníkom 268 - 282, ktorých výstupy sú pripojené k zodpovedajúcemu sumátoru 284, 286 sumačnej zostavy 291 s priradením podľa napojenia príslušného rozprestieracieho prostriedku 259 na príslušný generátor 196, 198 pseudonáhodných postupností. Výstupy fázovo posunutých modulovaných signálov zo sumátorov 284, 286 sú pripojené na vstupy spoločného sumátora 292 s jediným výstupom modulovaného dátového signálu s rozprestretým spektrom.

Riadiaci procesor 48 bunkovej oblasti (obr. 3) zodpovedá za priraďovanie prijímačov číslicových dát a vysielacích modulátorov konkrétnemu hovoru. Riadiaci procesor 48 tiež sleduje postup hovoru, kvalitu signálov a iniciuje opatrenia pri strate signálu. Bunková oblasť je v spojení s ústredňou MTSO cez spojovacie vedenie 52, kde je spojená štandardným telefónnym drôtom, optickým vláknom alebo mikrovlnným spojením.

Obr. 8 znázorňuje v blokovej schéme zariadenie používané v spínacej ústredni mobilných telefónov MTSO. Ústredňa MTSO v typickom prípade obsahuje systémový radič alebo riadiaci procesor 300, číslicový spínač 302, kombinačný prostriedok 304 výberových signálov, číslicový kodér 306 reči a číslicový spínač 308.1 keď nie sú znázornené, sú medzi číslicovými spínačmi 302 a 308 umiestnené prídavné kombinačné prostriedky výberových signálov a číslicové kodéry reči.

Keď je kód výberového príjmu bunky aktívny, je hovor spracovávaný dvoma bunkovými oblasťami. Signály tak budú prichádzať do ústredne MTSO z viac ako jednej bunkovej oblasti s nominálne rovnakou informáciou. Vzhľadom na únik a interferenciu na prichádzajúcom spojení alebo spätnom spojení z mobilnej jednotky do bunkových oblastí však signál z jednej bunkovej oblasti môže mať lepšiu kvalitu ako signál z druhej bunkovej oblasti.

Digitálny spínač 302 sa používa v smerovaní informačného prúdu zodpovedajúceho danej mobilnej jednotke z jednej alebo viacerých bunkových oblastí do kombinačného

SK 281176 Β6 obvodu 304 výberových signálov alebo zodpovedajúceho kombinačného obvodu výberových signálov, ako je určené signálom zo systémového riadiaceho procesoru 300. Keď systém nie je v móde výberového príjmu bunky, môže byť kombinačný prostriedok 304 výberových signálov buď obchádzaný alebo zásobený rovnakou informáciou na každej vstupnej bráne.

Väčší počet sériovo zapojených kombinačných prostriedkov výberových signálov a kodérov reči je umiestnených paralelne, konkrétne jeden pre každý hovor, ktorý sa má spracovávať. Kombinačný prostriedok 304 výberových signálov porovnáva indikátory kvality signálu sprevádzajúce informačné bity z dvoch alebo viacerých bunkových oblastí po jednotlivých rámcoch informácie pre výstup kodéra 306 reči.

Kodér 306 reči prevádza formát digitalizovaného hlasového signálu na štandardný telefónny 64 kb/s formát impulzovej kódovej modulácie. Výsledné signály sú vysielané z kodéra reči 306 do číslicového spínača 308. Pri riadení systémovým riadiaci procesorom 300 je hovor smerovaný do verejnej komutovanej telefónnej siete PSTN.

Hlasové signály z verejnej komutovanej telefónnej siete PSTN určenej pre mobilné jednotky sú vedené do číslicového spínača 308 na pripojenie k vhodnému číslicovému kodéru reči, ako je kodér 306 reči, pri riadení systémovým riadiacim procesorom 300. Kodér 306 reči kóduje vstupné digitalizované hlasové signály a poskytuje výsledný informačný bitový prúd priamo do číslicového spínača 302. Číslicový spínač 302 pod systémovým riadiacim radičom riadi priamo kódované dáta do bunkových oblastí alebo bunkových oblastí, s ktorými je mobilná jednotka v spojení. I keď bol preberaný prípad, keď informácia vysielaná do ústredne MTSO je analógový hlas, ďalej sa predpokladá, že v systéme môže byť oznamovaná i číslicová informácia. Aby sa zaistila kompatibilita so systémom, je potrebné pamätať na patričné rámcovanie dát.

Ak mobilná jednotka je v odovzdávacom móde v spojení s viacerými bunkovými oblasťami alebo v móde výberového príjmu bunky, smeruje číslicový spínač 302 hovory do zodpovedajúcich bunkových oblastí na vysielanie zodpovedajúcim bunkovým vysielačom k uvažovanej prijímacej mobilnej jednotke. Ak však je mobilná jednotka v spojení iba s jedinou bunkovou oblasťou alebo nie je v móde výberového príjmu, je signál smerovaný iba do jedinej bunkovej oblasti.

Systémový riadiaci procesor 300 zaisťuje riadenie cez číslicové spínače 302 a 306 na smerovanie dát do ústredne MTSO a von z nej. Systémový riadiaci procesor 300 tiež určuje priraďovanie hovorov bunkovým oblastiam a kodérom reči v ústredni MTSO. Ďalej je systémový riadiaci procesor 300 v spojení s riadiacim procesorom každej bunkovej oblasti, pokiaľ ide o priraďovanie konkrétnych hovorov medzi ústredňou MTSO a bunkovou oblasťou, priraďovanie pseudonáhodných kódov pre hovory. Je ďalej potrebné mať na zreteli, že číslicové spínače 302 a 308 na obrázku 9 sú znázornené ako dva samostatné spínače, ale táto funkcia sa môže vykonávať jedinou fyzickou spínacou jednotkou.

Keď sa používa mód výberového príjmu bunky, bude mobilná bunka používať hľadači prijímač na identifikáciu a získanie najsilnejšieho mnohoccstného signálu z každej z dvoch bunkových oblastí. Prijímače číslicových dát budú riadené hľadacim prijímačom a riadiacim procesorom tak, aby demodulovali najsilnejšie signály. Keď je počet prijímačov menší, ako je počet číslicových oblastí vysielajúcich informácie paralelne, j c možná schopnosť prepínacieho výberového príjmu. Napríklad pri jedinom dátovom prijímači a pri dvoch bunkových oblastiach, ktoré vysielajú, bude hľadači prijímač sledovať riadiace signály z oboch bunkových oblastí a voliť najsilnejší signál pre prijímač na demoduláciu. V tomto vyhotovení môže byť voľba vykonávaná tak často, ako sa vyskytuje každý rámec kodéra reči, t. j. približne každých 20 msek.

Systémový riadiaci procesor zodpovedá za priraďovanie číslicových dátových prijímačov a modulátorov v bunkovej oblasti na manipulovanie s konkrétnymi hovormi. V spojení z bunky do mobilnej jednotky ako systémový, tak riadiaci procesor riadia priraďovanie Walshovych sledov používaných v bunkovej oblasti vo vysielaní konkrétneho hovoru do mobilnej jednotky. Systémový riadiaci procesor ďalej riadi prijímač Walshovych postupností a PN kódov. V spojení z mobilnej jednotky do bunky systémový riadiaci procesor tiež riadi užívateľské PN kódy mobilnej jednotky pre hovor. Priraďovacia informácia sa preto vysiela z ústredne MTSO do bunkovej oblasti a z nej do bunky do mobilnej jednotky. Systémový riadiaci procesor tiež sleduje postup hovoru, kvalitu signálov a iniciuje prerušenie pri strate signálu.

Teraz bude opísané vyhotovenie vynálezu na spojenie medzi mobilnou jednotkou a bunkou.

V spojovacom vedení z mobilnej jednotky do bunky kanálové charakteristiky určujú potrebu modifikácie modulačných postupov. Hlavne použitie pilotného signálu, aký sa používa v spojení z bunky do mobilnej jednotky, už nie je vykonateľné. Pilotný signál musí byť výkonnejší ako hlasový signál, aby zaisťoval dobrú fázovú referenciu pre dátovú moduláciu. V bunkovej oblasti, vysielajúcej mnoho súčasných hlasových signálov, môže byť jediný riadiaci signál zdieľaný všetkými hlasovými signálmi. Výkon pilotného signálu na hlasový signál je preto celkom malý. >_ŕ

V spojení medzi mobilnou jednotkou a bunkou je však zvyčajne iba jeden hlasový signál kmitočet na mobilnú jed-notku. Keby sa použil pilotný signál, vyžadoval by znajjpc vyšší výkon ako hlasový signál. Táto situácia je zjavne žiaduca, lebo celá systémová kapacita by bola značne zmenšená vzhľadom k interferencii pôsobením prítomnosti väčšieho počtu vysoko výkonných pilotných signálov. Musí sa preto použiť modulácia schopná účinnej demodulácie bez pilotného signálu.

Pri rušení kanálu z mobilnej jednotky do bunky Rayleighovým únikom, ktorý má za následok rýchle menené kanálové fázy, nie sú vykonateľné koherentné demodulačné postupy, ako je Costasova slučka, ktorá odvodzuje fázu z prijímaného signálu. Môžu sa použiť iné postupy, ako je diferenciálne koherentné PSK, ktoré však zlyhávajú, pokiaľ ide o zaisťovanie požadovanej úrovne odstupu signálu od šumu (pomeru signál/šum).

Musí sa tak použiť forma ortogonálnej signalizácie, ako je binárna, kvartemáma alebo m-členná signalizácia. V príkladovom vyhotovení sa použije 64-členný ortogonálny signalizačný postup používajúci Walshove funkcie. Demodulátor pre m-námu ortogonálnu signalizáciu vyžaduje kanálovú koherenciu iba počas trvania vysielania m-člcnného symbolu. V príkladovom vyhotovení sú to iba dvojbitové doby.

Postup kódovania správy a modulácie začína s konvolučným kodérom s obmedzujúcou dĺžkou K = 9 a kódovou rýchlosťou r = 1/3. Pri menovitej dátovej rýchlosti 9600 bitov za sekundu kodér vytvára 28800 binárnych symbolov za sekundu. Tie sú zoskupené do znakov obsahujúcich každý 6 symbolov pri rýchlosti 4800 znakov za sekundu, pričom je tu 64 možných znakov. Každý znak sa nahradzuje jednou zo 64 Walshovych postupností, obsahujúcich 64 binárnych bitov alebo „čipov“. Rýchlosť čipov 64-námych

SK 281176 Β6

Walshovych postupností je v príkladovom vyhotovení 307 200 čipov za sekundu.

Čipy Walshovej postupnosti sú potom kombinované alebo násobené pseudonáhodnými postupnosťami pri rýchlosti 1,2288 MHz. Každej mobilnej jednotke je priradená na tento účel jediná pseudonáhodná postupnosť. Táto PN postupnosť môže byť priradená buď iba pre čas trvania hovoru alebo je priradená trvalé mobilnej jednotke. Priradená PN postupnosť je tu označovaná ako užívateľská PN postupnosť. Generátor užívateľskej PN postupnosti pracuje pri rýchlosti hodinového signálu 1,2288 MHz a vytvára tak štyri PN čipy na každý Walshov čip.

Konečne sa generuje dvojica krátkych PN postupností dĺžky 32 768. V príkladovom vyhotovení sa používajú rovnaké postupnosti ako na spojenie z bunky do mobilnej jednotky. Postupnosť Walshovych čipov, kombinovaná s užívateľskou PN postupnosťou, je potom násobená každou z dvoch krátkych postupnosti. Dve výsledné postupnosti potom bifázovo modulujú kvadratúmu dvojicu sínusoíd a sú sčítané do jediného signálu. Výsledný signál sa potom filtruje pásmovou priepusťou, prevádza sa na rádiový kmitočet, zosilňuje sa, filtruje a vysiela sa anténou mobilnej jednotky. Ako bolo vysvetlené pri opise prenosu signálu z bunky do mobilnej jednotky, môže byť poradie filtračných, zosilňovacích, prevádzacích a modulačných operácií zamenené.

V alternatívnom vyhotovení môžu byť vytvorené dve odlišné fázy užívateľského PN kódu a používané na modulovanie dvoch fáz nosného kmitočtu kvadrafázového tvaru vlny, pričom odpadne potreba použitia dĺžky 32 768. V ešte ďalšej alternatíve môže spojenie z mobilnej jednotky do bunky používať iba bifázovú moduláciu, pričom tiež odpadne potreba používať krátke postupnosti.

Prijímač bunkovej oblasti pre každý signál vytvára krátke pseudonáhodné postupnosti a užívateľskú pseudonáhodnú postupnosť pre každý aktívny signál mobilnej jednotky, ktorý sa prijíma. Prijímač koreluje energiu prijatého signálu s každým z kódovaných tvarov vlny v samostatných korelátoroch. Každý z výstupných signálov korelátorov je potom samostatne spracovávaný kvôli demodulovaniu 64-čienného kódovania a konvolučného kódovania pri použití procesora rýchlej Hadamardovej transformácie a dekodéra s Viterbiho algoritmom.

V ďalšom alternatívnom modulačnom spôsobe na spojenie z mobilnej jednotky do bunky sa použije rovnaký modulačný postup ako sa použil na spojenie medzi bunkou a mobilnou jednotkou. Každá mobilná jednotka bude používať dvojicu sektorových kódov dĺžky 32 768 ako vonkajšie kódy. Vnútorný kód bude používať Walshovu postupnosť dĺžky 64, aká je priradená mobilnej jednotke, keď je v tomto sektore. Nominálne bude rovnaká Walshova postupnosť priradená mobilnej jednotke na spojenie z mobilnej jednotky do bunky, aká sa použije v spojení z bunky do mobilnej jednotky.

Uvedená ortogonálna PN kódovacia schéma obmedzuje rozprestieranie šírky pásma, ktoré je k dispozícii a ktoré sa môže použiť v modulačnom systéme, na maximálnu rýchlosť čipovej rýchlosti delenú 64 alebo 19 200 Hz pre čísla použité v príkladovom vyhotovení. To by zabránilo použitiu m-členného kódovania s veľkým m, ako je opísané v príkladovom vyhotovení. Ako alternatíva by sa však mohol použiť konvolučný kód s pomerom r = 1/2, obmedzovacou dĺžkou K = 9, s moduláciou kódovaných binárnych symbolov kľúčovaním diferenciálnym binárnym posunom fázy. Demodulátor v bunkovej oblasti v takomto prípade vytvorí fázovú referenciu v krátkom intervale pri používaní postupu opísaného v článku „Nonlinear Estimation of PSK

-Modulated Carrier with Application to Burst Digital Transmission“, Andrew J. Viterbi a Audrey M. Viterhi v IEEE Transaction on Information Theory, zv. IT-29, č. 4, júl 1983. Napríklad môže byť fázová referencia spriemerovaná iba cez 4 symboly, pričom nevyžaduje väčšiu kanálovú koherenciu ako pri uvedenej 64-člennej schémy.

Výkon práve opísanej alternatívnej schémy však bude nižší ako pri prednostnom vyhotovení v prítomnosti výrazného Rayleighovho úniku a mnohocestných podmienok. V určitých prostrediach, kde sú úniky a mnohocestné vplyvy menej výrazné, napríklad kanál medzi satelitom a mobilnou jednotkou a v určitých kanáloch zem - mobilná jednotka však výkon alternatívneho systému môže byť lepší ako pri prednostnom vyhotovení. Je to tak preto, že zisk vyplývajúci z toho, že signály mobilných jednotiek sú navzájom ortogonálne, môže presiahnuť straty v detekčnej účinnosti kľúčovania diferenciálnym fázovým posunom.

Aby sa uspokojila požiadavka na časové nastavenie ortogonálnych Walshovych funkcií na alternatívne spojenie z mobilnej jednotky do bunky, určuje každý prijímač časovú chybu z nominálneho časovania každého prijatého kanálu. Ak sa daný prijatý signál oneskoruje za časomierou, potom bude priradený modulátor bunky a vysielač vysielať povel do tejto mobilnej jednotky, aby posunula dopredu vysielaný časový signál o malý prírastok. Opačne, ak prijímaný časový signál mobilnej jednotky predbieha nominálnu časomieru, vysiela sa povel do mobilnej jednotky oneskoriť o malý prírastok časový signál. Prírastky časového nastavenia sú realizované rádovo s veľkosťou 1/8 PN čipu alebo 101,7 nanosekúnd. Povely sa vysielajú pri relatívne nízkej rýchlosti, rádovo 10 až 50 Hz a pozostávajú z jediného bitu vloženého do prúdu číslicových hlasových dát.

V priebehu mäkkej odovzdávacej operácie bude mobilná jednotka prijímať signály z dvoch alebo viacerých buniek. Pretože mobilná jednotka môže iba nastaviť svoju časomieru na základe povelov z jednej z buniek, aby mohla vykonať toto nastavenie, bude mobilná jednotka normálne pohybovať svojou časomierou na základe prijímaných z najsilnejšej bunky. Signál vysielaný mobilnou jednotku tak bude v časovom nastavení s bunkou, s ktorou má najlepšiu dráhu. Inak by dochádzalo k väčším vzájomným kolíziám s inými užívateľmi.

Ak bunkový prijímač prijímajúci signál mobilnej jednotky vykonáva uvedené meranie časovej chyby a proces korekčného vysielania, potom budú všetky signály prijímané mobilnými jednotkami prijímané s približne rovnakým časovaním, majúcim za následok zmenšenú vzájomnú kolíziu.

Obr. 9 znázorňuje vo forme blokovej schémy telefónneho prístroja mobilnej jednotky systém bunkového telefónneho systému CDMA s viacnásobným prístupom s kódovým delením. Telefónny prístroj mobilnej jednotky CDMA obsahuje anténu 430, ktorá je spojená cez diplexer 432 s analógovým prijímačom 344 a vysielacím výkonovým zosilňovačom 436. Anténa 430 a diplexer 432 sú štandardného riešenia a dovoľujú súčasné vysielanie a prijímanie jedinou anténou. Anténa 430 zbiera vysielané signály a vedie ich cez diplexer 432 do analógového prijímača 434. Prijímač 434 prijíma rádiofiekvenčné signály zdiplexera 432, ktoré majú v typickom prípade kmitočet v 850 MHzovom pásme na zosilňovanie a zostupné kmitočtové prevádzanie na medzikmitočet. Tento prevádzací proces je realizovaný použitím kmitočtového syntetizéra štandardného vyhotovenia, ktorý dovoľuje prijímaču, aby bol naladený na akýkoľvek z kmitočtov v rámci prijímacieho kmitočtového pásma celého kmitočtového pásma bunkového telefónu. Signály sú tiež filtrované a digitalizované na zásobenie

SK 281176 Β6 prijímačov 540 a 542 číslicových dát spolu s hľadacím prijímačom 544.

Podrobnosti prijímača 434 sú ďalej znázornené na obr.

10. Prijaté signály z antény 430 sú vedené do zostupného prevodníka 500, ktorý je tvorený rádiofrekvenčným zosilňovačom 502 a zmiešavačom 504. Prijaté signály sú vedené ako vstupné signály do rádiofŕekvenčného zosilňovača 502, kde sú zosilňované a vedené do zmiešavača 504. Zmiešavač 504 má ďalší vstup, ktorým je signálový výstup z kmitočtového syntetizátora 506. Zosilnené rádiofrekvenčné signály sú prevádzané v zmiešavači 504 na medzikmitočet zmiešavanfm a výstupným signálom z kmitočtového syntetizátora.

Medzikmitočtové signály sú vedené zo zmiešavača 504 do pásmovej priepuste (BPF) 508, v typickom prípade filtra s povrchovou akustickou vlnou (SAW), majúceho priepustné pásmové charakteristiky približne 1,25 MHz, kde sú pásmovo filtrované. Charakteristické vlastnosti SAW filtra sa volia tak, aby zodpovedali tvaru vlny signálu vysielaného bunkovou oblasťou. Signál vysielaný bunkovou oblasťou je signál rozprestretého pásma s priamym sledom, ktoíý je modulovaný pseudošumovým sledom časovo riadeným pri vopred určenej rýchlosti, ktorá je v príkladovom vyhotovení 1,2288 MHz. Táto časová rýchlosť sa volí ako celý násobok rýchlosti dát základného pásma 9,6 kb/s.

Filtrované signály sú vedené z pásmovej priepuste 508 ako vstupný signál do medzikmitočtového zosilňovača 510 s premenlivým zosilnením. Zosilnené medzikmitočtové signály sú vedené z medzikmitočtového zosilňovača 510 do analógovo - číslicového prevodníka 512, kde sú signály digitalizované. Prevádzanie medzikmitočtového signálu na číslicový signál sa deje v príkladovom vyhotovení pri rýchlosti časového signálu 9,8304 MHz, ktorá je presne osemnásobkom PN čipovej rýchlosti. I keď analógovo - číslicový prevodník 512 je znázornený ako časť prijímača 534, môže byť namiesto toho súčasťou dátových a hľadacích prijímačov. Digitalizované medzikmitočtové signály sú vedené z analógovo - číslicového prevodníka 512 do dátových prijímačov 440 a 442 a hľadacieho prijímača 444.

Prijímač 434 tiež vykonáva funkciu riadenia výkonu na nastavovanie vysielacej energie mobilnej jednotky. K medzikmitočtovému zosilňovaču 510 je tiež pripojený obvod 514 na automatickú reguláciu zosilnenia AGC. Na základe úrovne zosilneného medzikmitočtového signálu poskytuje obvod AGC 524 spätnoväzobný signál na vstup medzikmitočtového zosilňovača 510 na reguláciu zosilnenia. Prijímač 434 tiež používa obvod 514 automatickej regulácie výkonu na generovanie analógového signálu regulácie výkonu, ktorý je vedený do obvodovej sústavy 438 na reguláciu vysielacieho výkonu.

Na obr. 9 je digitalizovaný signálový výstup z prijímača 434 vedený do prijímačov 440 a 442 číslicových dát a do hľadacieho prijímača 444. Je potrebné poznamenať, že nenákladná mobilná jednotka s nízkym výkonom by mohla mať iba jeden dátový prijímač, zatiaľ čo jednotky vyššieho výkonu by ich mali mať dva alebo viac kvôli umožneniu výberového príjmu.

Digitalizovaný medzikmitočtový signál môže obsahovať signály mnohých prichádzajúcich hovorov spolu s pilotnými signálmi vysielanými bežnou bunkovou oblasťou a všetkými susednými bunkovými oblasťami. Funkciou prijímačov 440 a 442 je korelovať medzikmitočtové vzorky so správnou pseudonáhodnou postupnosťou. Tento korelačný proces zaisťuje vlastnosť, ktorá je dobre známa v odbore ako „zisk spracovania“, ktorá zlepšuje pomer signálu k interferencii u signálu zodpovedajúceho správnej pseudonáhodnej postupnosti, zatiaľ čo nezlepšuje ostatné signály. Kore lačný výstup je potom synchronizovane detekovaný pri použití pilotného signálu z najbližšej bunkovej oblasti ako fázovej referencie nosného kmitočtu. Výsledkom tohto detekčného procesu je postupnosť kódovaných dátových symbolov.

Vlastnosť pseudonáhodnej postupnosti, ktorá sa využíva vo vynáleze, je to, že sa zaisťuje rozlišovanie proti viaccestným signálom. Keď signál príde k mobilnému prijímaču po tom, čo prešiel viac ako jednou prenosovou cestou, bude tu rozdiel v prijímacom čase signálu. Tento rozdiel prijímacieho času zodpovedá rozdielu vo vzdialenosti delenému rýchlosťou šírenia. Ak tento časový rozdiel presahuje jednu mikrosekundu, potom korelačný proces bude rozlišovať medzi cestami prenosu. Prijímač môže zvoliť, či bude sledovať a prijímať skoršiu alebo neskoršiu cestu. Ak sú dva prijímače, ako prijímače 440 a 442, potom môžu byť sledované dve nezávislé cesty a spracovávané paralelne.

Vyhľadávací prijímač 444 pri riadení riadiacim procesorom 446 je pre súvislé skanovanie časovej oblasti okolo menovitého času prijímaného riadiaceho signálu bunkovej oblasti pre iné mnohocestné riadiace signály z rovnakej bunkovej oblasti a pre iné riadiace signály vysielané bunkovou oblasťou. Prijímač 444 bude merať silu akéhokoľvek príjmu požadovaného tvaru vlny v iných časoch, ako je menovitý čas. Prijímač 444 porovnáva signál signálovej sily v prijímaných signáloch. Prijímač 444 poskytuje signál signálovej sily riadiacemu procesoru 446, indikatívny pre najsilnejšie signály.

Procesor 446 poskytuje riadiace signály do dátových prijímačov 440 a 442 kvôli tomu, aby každý spracovával rozdielny z najsilnejších signálov. Príležitostne má iný pilotný signál vysielaný bunkovou oblasťou väčšiu signáloyú silu ako je bežná sila signálu bunkovej oblasti. Riadiaci procesor 446 bude potom generovať riadiacu správu ,na prenos do systémového radiča cez bežnú bunkovú oblasť vyžadujúcu presun bunky do bunkovej oblasti zodpovedajúcej najsilnejšiemu pilotnému signálu. Prijímače 440 a 4Ž12 môžu preto spracovávať hovory cez dve rôzne bunkové oblasti.

Počas procesu mäkkého odovzdávania bude pohyblivá jednotka prijímať signály z dvoch alebo viacerých buniek. Pretože mobilná jednotka môže iba nastavovať svoju časomieru na základe niektorého z povelov bunky na nastavovanie časového riadenia, bude mobilná jednotka normálne pohybovať svojím časovým riadením na základe povelov prijatých z prijímanej najsilnejšej bunky. Signál vysielaný mobilnou jednotkou tak bude v časovom nastavení s bunkou, s ktorou je najlepšia prenosová cesta. Inak by to malo za následok väčšiu vzájomnú interferenciu s ostatnými užívateľmi.

Ďalšie podrobnosti príkladového prijímača, ako je dátový prijímač 440, sú detailne znázornené na obr. 10. Dátový prijímač 440 obsahuje PN generátor 516 a 518, ktoré generujú PNi a PNq postupnosti spôsobom a druhom zodpovedajúcim tým, aké sú generované bunkovou oblasťou. Časové riadenia a signály riadenia sledov sa poskytujú do PN generátorov 516 a 518 z riadiaceho procesora 446. Dátový prijímač 440 tiež obsahuje generátor 520 Walshovej funkcie, ktorý poskytuje zodpovedajúcu Walshovu funkciu na spojenie s touto mobilnou jednotku bunkovou oblasťou. Generátor 520 Walshovej funkcie generuje na základe neznázomených časovacích signálov a signálu voľby funkcie z riadiaceho procesoru, signál zodpovedajúci priradenému Walshovmu sledu. Signál voľby funkcie vysielaný do mobilnej jednotky bunkovou oblasťou sa vysiela ako časť správy na zostavenie spojenia. PN_I a PNq postupnosti vedené z PN generátorov 516 a 518 sú vedené do zodpove

SK 281176 Β6 dajúceho vstupu logických členov 522 a 524 EXCLUSIVE-OR. Generátor 520 Walshovej postupnosti vedie svoj výstupný signál do oboch logických členov 522 a 524 EXCLUSIVE-OR, kde sú signály spracované nonekvivalenciou a sú na výstupoch vydávané postupnosťami PN' a PNq'.

Postupnosti PN' a PNq' sú vedené do prijímača 440, kde sú zavádzané do PN korelátora 526 kvadratúmeho kľúčovania fázovým posunom. PN korelátor 526 môže byť konštruovaný spôsobom podobným PN korelátorom číslicových prijímačov bunkovej oblasti. PN korelátor 526 koreluje prijímané kanálové dáta kanálu I a Q s postupnosťami PNf a PNq' a poskytuje výstup s korelovanými dátami kanálu I a Q do zodpovedajúcich zberačov 528 a 530. Zberače 528 a 530 zberajú vstupné informácie počas jedného symbolu alebo 64 čipov. Výstupy zberača sú vedené do otáčacieho prostriedku 532 fázy, ktorý tiež prijíma riadiaci fázový signál z riadiaceho procesora 446. Fáza prijímaných symbolových dát sa otáča podľa fázy pilotného signálu, ako je určené hľadacím prijímačom a riadiacim procesorom. Výstup z otáčacieho prostriedku 532 fázy sú dáta kanálu I, ktoré sú vedené do prostriedku na inverziu prekladania a do dekódovacej obvodovej zostavy.

Riadiaci procesor 446 tiež zahŕňa PN generátor 534, ktorý generuje užívateľskú PN postupnosť na základe vstupu adresy mobilnej jednotky alebo užívateľských identifikačných dát. Výstupná PN postupnosť z PN generátora 534 je vedená do kombinačného prostriedku výberových signálov a do dekódovacej obvodovej sústavy. Pretože je signál z bunky do mobilnej jednotky skramblovaný s PN postupnosťou užívateľskej adresy mobilnej jednotky, používa sa výstup z PN generátora 534 pri deskramblovaní signálu vysielaného bunkovou oblasťou uvažovaného pre túto mobilnú jednotku podobne ako v prijímači bunkovej oblasti. PN generátor 534 konkrétne poskytuje výstupnú PN postupnosť do prostriedku na inverziu (reštitúciu) prekladania a dekódovacej obvodovej sústavy, kde sa používa na deskramblovanie skramblovaných užívateľských dát. I keď skramblovanie sa rozoberá s ohľadom na PN postupnosť, predpokladá sa, že sa môžu použiť iné skramblovacie postupy vrátane tých, ktoré sú dobre známe v odbore.

Výstupy prijímačov 440 a 442 sú tak vedené do kombinačného prostriedku výberových signálov a dekódovacej obvodovej sústavy 448. Kombinačný prostriedok výberových signálov obsiahnutý vo vnútri obvodovej sústavy 448 jednoducho nastavuje časomieru v dvoch prúdoch prijímaných symbolov do vzájomného nastavenia a navzájom ich sčíta. Sčítací proces sa môže vykonávať násobením dvoch prúdov číslom zodpovedajúcim relatívnym signálovým silám oboch prúdov. Výsledný kombinovaný signálový prúd sa potom dekóduje pri použití dekodéra s napredujúcou detekciou chyby (FEC) rovnako obsiahnutého vo vnútri obvodovej sústavy 448. Zvyčajné číslicové vybavenie základného pásma je číslicový systém kodéra reči. Systém CDMA s viacnásobným prístupom s kódovým delením je navrhnutý tak, aby bolo možné použiť rad rôznych riešení kodéra reči.

Obvodová sústava 450 základného pásma v typickom prípade zahŕňa neznázomený číslicový kodér reči, ktorý môže byť typ s premenlivou rýchlosťou, ako je opísané v uvedenej súvisiacej patentovej prihláške. Obvodová sústava 450 základného pásma ďalej slúži ako rozhranie s mikrotelefónom alebo akýmkoľvek iným typom periférneho zariadenia. Obvodová sústava 450 základného pásma umožňuje použiť rad rôznych riešení kodéra reči. Obvodová sústava 450 základného pásma poskytuje informačné sig nály užívateľovi v súlade s informáciou poskytovanou na tento účel z obvodovej sústavy 448.

V spojení z mobilnej jednotky do bunky sú užívateľské analógové signály v typickom prípade poskytované mikrotelefónom ako vstupné signály do obvodovej sústavy 450 základného pásma. Obvodová sústava 450 základného pásma obsahuje neznázomený analógovo - číslicový prevodník, ktoré prevádza analógové signály do číslicovej formy. Číslicový signál je vedený do číslicového kodéra reči, kde sa kóduje. Vstup kodéra reči je vedený do neznázomeného kódovacieho obvodu s napredujúcou korekciou chyby (FEC) kvôli korekcii chýb. V príkladovom vyhotovení je kódovanie na korekciu chyby realizované konvolučným kódovacím postupom. Digítalizovaný kódovaný signál je vedený z obvodovej sústavy 450 základného pásma do vysielacieho modulátora 452.

Vysielací modulátor 452 najprv kóduje vysielané dáta Walshovym kódom a potom moduluje kódovaný signál na rozprestierací PN signál, ktorého pseudonáhodná postupnosť sa volí podľa priradenej adresovej funkcie pre hovor. Pseudonáhodná postupnosť sa určuje riadiacim procesorom 446 z informácie na zostavenie hovoru, ktorá sa vysiela bunkovou oblasťou a dekóduje sa prijímačmi 440 a 442 a riadiacim procesorom 446. Alternatívne môže riadiaci procesor 446 určovať PN postupnosť predbežným usporiadaním s bunkovou oblasťou. Riadiaci procesor 446 poskytuje informáciu o PN postupnosti do vysielacieho modulátora 452 a do prijímačov 440 a 442 na dekódovanie hovoru.

Výstup vysielacieho modulátora 452 je vedený do regulačnej obvodovej sústavy 438 vysielacieho výkonu. Výkon signálového vysielania sa riadi analógovým regulačným signálom výkonu z prijímača 434. Riadiace bity vysielané bunkovými oblasťami vo forme povelov na nastavovanie výkonu sú spracovávané dátovými prijímačmi 440 a 442. Povel nastavovania výkonu sa používa riadiacim procesorom 446 pri nastavovaní hladiny výkonu vo vysielaní mobilnej jednotky. Na základe tohto povelu generuje riadiaci procesor 446 číslicový regulačný signál výkonu, ktorý je vedený do obvodovej sústavy 438. Ďalšie informácie o vzájomnom vzťahu prijímačov 440 a 442, riadiaceho procesoru 446 a regulačnej obvodovej sústavy 438 vysielacieho výkonu sú ďalej opísané v uvedenej súvisiacej americkej patentovej prihláške.

Regulačná obvodová sústava 438 vysielacieho výkonu vydáva výkonovo regulovaný modulovaný signál do zosilňovacej obvodovej sústavy 436 vysielacieho výkonu. Obvodová sústava 436 zosilňuje a prevádza medzikmitočtový signál na rádiovú frekvenciu zmiešavaním s výstupným signálom kmitočtového syntetizátora, ktorý ladí signál na správny výstupný kmitočet. Obvodová sústava 436 obsahuje zosilňovač, ktorý zosilňuje výkon na konečnú výstupnú hladinu. Uvažovaný vysielací signál je vedený z obvodovej sústavy 436 do diplexera 432. Diplexer 432 spája signál k anténe 340 na vysielanie do bunkových oblastí.

Riadiaci procesor 446 je tiež schopný generovať riadiace správy ako žiadosť o mód bunky s výberovým príjmom a o povely ukončenia spojenia v bunkovej oblasti. Tieto povely sú poskytované do vysielacieho modulátora 452 na vysielanie. Riadiaci procesor 446 reaguje na dáta prijímané z dátových prijímačov 440 a 442 a hľadacieho prijímača 444 na rozhodovanie, pokiaľ ide o odovzdávanie a kombinácie výberových signálov.

Pokiaľ ide o vysielanie mobilnou jednotkou, nechá sa analógový hlasový signál užívateľa najprv prejsť číslicovým kodérom reči. Výstupný signál kodéra reči sa potom postupne kóduje konvolučným kódovaním s napredujúcou korekciou chyby (FEC), kóduje 64-člennou ortogonálnou

SK 281176 Β6 postupnosťou a rozprestiera sa modulovaním na pseudonáhodný signál. 64-námy ortogonálny sled sa generuje kodérom Walshovej funkcie. Kodér je riadený zbieraním Šiestich po sebe nasledujúcich výstupov z konvolučného FEC kodéra. Týchto šesť binárnych symbolov určuje, ktorá zo 64 možných Walshovych postupností bude vysielaná. Walshova postupnosť je dlhá 64 bitov. Rýchlosť Walshovho „čipu“ tak musí byť 9600 * # * (1/6) * 64 = 307 200 Hz pre prenosovú rýchlosť dát 9600 bitov za sekundu.

V spojení z mobilnej jednotky do bunky sa používa spoločná krátka pseudonáhodná postupnosť pre všetky hlasové signály v systéme, pričom kódovanie užívateľskej adresy sa deje pri použití generátora užívateľskej PN postupnosti. Užívateľská PN postupnosť sa jednoznačne priraďuje mobilnej jednotke aspoň počas trvania hovoru. Užívateľská PN postupnosť sa podrobuje spracovaniu funkciou EXCLUSIVE-OR so spoločnými PN postupnosťami, ktoré sú rozšírené maximálnou lineárnou postupnosťou posúvacieho registra s dĺžkou 32768. Výsledné binárne signály sú potom každý bifázovo modulované na kvadratúmej nosnej vlne, sú podrobené filtrovaniu pásmovou priepusťou a prevedené na medzikmitočtový výstupný signál. V prikladovom vyhotovení sa časť filtračného procesu vykonáva číslicovým flitrom s konečnou impulzovou odozvou (FIR) pracujúcim na výstupe binárneho sledu.

Výstup modulátora je potom výkonovo regulovaný signálmi z číslicového riadiaceho procesoru a analógového prijímača, prevádzaný na operačnú rádiovú frekvenciu zmiešavaním s kmitočtovým syntetizátorom, ktorý ladí signál na správny výstupný kmitočet, a potom sa zosilňuje na konečnú výstupnú úroveň. Vysielací signál sa potom vedie na diplexer a anténu.

Obr. 11 znázorňuje prednostné, avšak pritom stále príkladové vyhotovenie vysielacieho modulátora 452 mobilnej jednotky. Dáta sú vedené v číslicovej forme z užívateľskej obvodovej sústavy základného pásma do kodéra 600, kde sa v prikladovom vyhotovení konvolučne kódujú. Vstup kodéra 600 je vedený do prekladacieho prostriedku 602, ktorý je v prikladovom vyhotovení blokový prekladací prostriedok. Preložené symboly sú vedené z blokového prekladacieho prostriedku 602 do Walshovho kodéra 604 vysielacieho modulátora 452. Kodér 604 Walshovych postupností používa vstupné symboly na generovanie kódovej postupnosti na výstupe. Walshova postupnosť je vedená na jeden vstup logického člena 606 EXCLUSIVE-OR.

Vysielací modulátor 452 ďalej obsahuje PN generátor 608, ktorý prijíma adresu mobilnej jednotky ako vstupný signál pri určovaní výstupného PN sledu. PN generátor 608 generuje užívateľský špecifický 42-bitový sled, ako bolo vysvetlené v súvislosti s obr. 3 a 4. Ďalším atribútom PN generátora 608, ktorý je spoločný pre všetky užívateľské PN generátory a doteraz nebol rozoberaný, je použitie maskovacieho postupu pri generovaní výstupnej užívateľskej PN postupnosti. Napríklad 42-bitová maska sa použije pre toho užívateľa s každým bitom tejto 42-bitovej masky podrobenej nonekvivalencii -ného súčtu s bitovým výstupom z každého registra radu posuvných registrov, ktoré tvoria PN generátor. Výsledky výlučného súčtu maskového bitu a bitu posúvacieho registra sa potom podrobia spoločne nonekvivalencii kvôli vytvoreniu výstupu PN generátora, ktorý sa použije v užívateľskom PN slede. Výstupná pseudonáhodná postupnosť PN generátora 608, postupnosť PNq, je vedená do logického člena 606 EXCLUSIVE-OR. Dáta Walshovych symbolov a PN_Q postupnosť sa podrobia fúnkcii EXCLUSIVE-OR súčtu v logickom člene 606 EXCLUSIVE-OR a vedú sa ako vstupy do logických členov 610 a 612 EXCLUSIVE-OR.

Vysielací modulátor 452 ďalej obsahuje PN generátory 614 a 616, ktoré generujú zodpovedajúce PN_t a PNq postupnosti. Všetky mobilné jednotky používajú rovnaké PN] a PNq postupnosti. Tieto PN postupnosti sú v prikladovom vyhotovení použité s nulovým posunom v spojeniach z bunky do mobilnej jednotky. Druhý vstup logických členov 610 a 612 EXCLUSIVE-OR sú opatrené zodpovedajúcimi výstupmi PNi a PNq postupnosti z PN generátorov 614 a 616. Postupnosti PN] a PNq sú podrobené funkcii EXCLUSIVE-OR súčtu (nonekvivalencii) v zodpovedajúcich logických členoch EXCLUSIVE-OR s výstupom vedeným do regulačnej obvodovej sústavy 438 vysielacieho výkonu (obr. 9).

V zmysle definície predmetu vynálezu je každý dátový výstup kódovacích prostriedkov vo forme systémového kodéra 600 (reprezentovanom v danom príklade konvolučným kodérom, pričom systémový kodér obsahuje, ako je zrejmé, ďalšie kódovacie prostriedky na prevod reči na digitálny kódovaný signál) spojený s kodérom 604 Walshovho kódu, obsahujúcim generátor Walshovej postupnosti ako odozva na bitové skupiny na vstupe dátového signálu. Výstup kodéra 604 Walshovho kódu je spojený so vstupom najmenej jedného rozprestieracieho prostriedku 611, reprezentovaného v danom vyhotovení logickým členom 606, 610, 612 EXCLUSIVE-OR. Druhý vstup rozprestieracieho prostriedku 611 je spojený so zodpovedajúcim generátorom 608, 614, 616 pseudonáhodnej postupnosti a výstup najmenej jedného rozprestieracieho prostriedku 611 je napojený na modulačné prostriedky výstupného signálu k základňovej stanici.

V prikladovom vyhotovení používa spojenie z mobilnej jednotky do bunky konvolučný kód s rýchlosťou r = 1/3 s obmedzujúcou dĺžkou K = 9. Generátor pre kód .sú G| = 557 (osmičkové číslo), G₂ = 663 (osmičkové číslo) a G₃ = 711 (osmičkové číslo). Podobne ako pri spojení, z bunky sa použije opakovanie kódu kvôli zohľadneniu štyroch rozdielnych dátových rýchlostí, ktoré kodér reči vytvára na báze 20 milisekundových rámcov. Na rozdiel .pd spojenia z bunky do mobilnej jednotky nie sú opakované kódové symboly vysielané vzduchom pri nižších energetických hladinách, ale iba jeden kódový symbol opakovacej skupiny sa vysiela pri menovitej výkonovej úrovni. Kódové opakovanie sa v prikladovom vyhotovení používa iba ako východisko zapadajúce do postupu s premenlivou dátovou rýchlosťou pri prekladaní a modulačnej štruktúre, ako bude vysvetlené v nasledujúcich odsekoch.

V spojení z mobilnej jednotky do bunky sa používa prekladací prostriedok s rozpätím 20 msek, t. j. presne jeden rámec kodéra reči. Počet kódových symbolov v 20 msek, za predpokladu dátovej rýchlosti 9600 bitov/sek. a kódovej rýchlosti r = 1/3, je 576. Parametre N a B, kde N je rovné počtu riadkov a B počtu stĺpcov v matici prekladacieho prostriedku, sú 32 a 18. Kódové symboly sa zapisujú do pamäťovej matice prekladacieho prostriedku po riadkoch a čítajú sa po stĺpcoch.

Modulačný formát je 64-členná ortogonálna signalizácia. Inými slovami sú preložené kódové symboly zoskupené do skupín po šiestich kvôli zvoleniu jedného zo 64 ortogonálnych tvarových priebehov vlny. 64 ortogonálnych tvarových priebehov vlny sú rovnaké Walshove funkcie, aké sa používali pre krycie postupnosti v spojení z bunky do mobilnej jednotky.

Časový interval dátovej modulácie je rovný 208,33 psek. a označuje sa ako interval Walshovych symbolov. Pri 9600 bitov/sek. zodpovedá 208,33 psek. 2 informačným bitom a ekvivalentne 6 kódovým symbolom pri rýchlosti kódových symbolov rovnej 28 800 symbolov/sek.

Walshov interval sa delí do 64 časových intervalov rovnakej dĺžky, označovaných ako Walshove čipy, z ktorých každý trvá 208,33/64 = 3,25 psek. Rýchlosť Walshovych čipov je potom 1/3,25 psek = 307,2 psek. Pretože pseudošumová rozprestieracia rýchlosť je súmerná v oboch spojeniach, t. j. 1,2288 MHz, pripadajú presne 4 čipy pseudonáhodnej postupnosti na čip Walshovej postupnosti.

Na ceste z mobilnej jednotky do bunky sú použité celkom tri PN generátory, a to PN generátor špecifických užívateľských 42-bitových signálov a dvojica PN generátorov 15-bitových kanálov I a Q. Po rozprestieracom procese špecifickom pre užívateľa sa signál rozprestiera kvadratúrnym kľúčovaním s fázovým posunom, ako sa vykonávalo v spojení z bunky do mobilnej jednotky. Na rozdiel od spojenia z bunky do mobilnej jednotky, kde každý sektor alebo bunka boli identifikované jedinečnými sledmi dĺžky 215, používajú tu všetky mobilné jednotky rovnaké PN postupnosti v kanáli I a Q. Tieto PN postupnosti sa používajú v spojení medzi bunkou a pohyblivou jednotkou ako postupnosti s nulovým posunom, tiež označované ako pilotné postupnosti.

Kódové opakovanie a energetické odstupňovanie sa použijú v spojení z bunky do mobilnej jednotky, aby zodpovedalo premenlivým rýchlostiam vytváraným kodérom reči. Spojenie z mobilnej jednotky do bunky používa rozdielny prístup založený na zhlukovom prenose.

Kodér reči vytvára štyri rozdielne dátové rýchlosti, t. j. 9600, 1800, 2400 a 1200 bitov/sek. na báze 20 milisekundových rámcov, aké sú v spojení z bunky do mobilnej jednotky. Informačné bity sa kódujú rýchlosťou r = 1/3 konvolučným kodérom a kódové symboly sa opakujú 2,1 a 8 krát pri troch nižších dátových rýchlostiach. Rýchlosť kódových symbolov sa tak udržiava na konštantnej úrovni 26 800 s/sek. Za kodérom sa kódové symboly prekladajú blokovým prekladacím prostriedkom, ktorý má rozpätie presne jedného rámca kodéra reči alebo 20 msek. Každých 20 msek. sa generuje konvolučným kodérom celkom 576 kódových symbolov, z ktorých niektoré môžu byť opakované symboly.

Sled kódových symbolov, ako je vysielaný, je znázornený na obr. 12. Je potrebné si všimnúť to, že rámec kodéra reči, 20 msek., bol rozdelený do 16 časových úsekov trvajúcich každý 1,25 msek. Číselné údaje spojenia z mobilnej jednotky do bunky sú také, že v každom časovom úseku je 36 kódových symbolov pri rýchlosti 28 800 s/sek. alebo ekvivalentne 6 Walshovych symbolov pri rýchlosti 4800 s/sek. Pri rýchlosti 1/2, t. j. 4800 bitov/sek. sú časové úseky zoskupené do 8 skupín obsahujúcich každá 2 časové úseky. Pri rýchlosti 1/4, t. j. 2400 bitov/sek., sú časové úseky zoskupené do 4 skupín obsahujúcich každá 4 časové úseky a konečne pri rýchlosti 1/8, t. j. 1200 bitov/sek., sú časové úseky zoskupené do dvoch skupín obsahujúcich každá 8 časových úsekov.

Príkladová symbolová kombinácia zhlukového prenosu je ďalej znázornená na obr. 12. Napríklad pri rýchlosti 1/4, t. j. 2400 bitov/sek. sa počas štvrtého časového úseku prvej skupiny čítajú štvrtý a ôsmy riadok pamäťového poľa prekladacieho prostriedku po stĺpcoch a po sebe sa vysielajú. Poloha časového úseku pre vysielané dáta musí byť náhodne zvolená, aby sa zmenšila interferencia.

Časové riadenie v spojení z mobilnej jednotky do bunky je znázornené na obr. 13. Obr. 13 je rozšírením diagramu časového riadenia z obr. 7 a zahŕňa kanály z mobilnej jednotky do bunky, a to hlasové a prístupové. Symbol

l.KS-ZAP-ČAI-NPS tu znamená „prvý kódový symbol nového bitu, zápisová adresa prekladania 0, čítacia adresa inverzie prekladania J a nový cyklus inverzie prekladania“, symbol l.KS-NWS-ZAP-ČAP-NPS-NEKR znamená „prvý kódový symbol nového bitu, nový Walshov symbol, zápisová adresa prekladania 0, čítacia adresa prekladania 0 a nový rámec kodéra reči“ a symbol l.KS-NWS-ZAP-ČAP“ znamená „prvý kódový symbol nového bitu, nový Walshov symbol, zápisová adresa prekladania 0 a čítacia adresa prekladania 0“. Synchronizácia spojenia z mobilnej jednotky do bunky obsahuje nasledujúce kroky:

1. Dekóduj úspešne synchronizačnú správu, t. j. kontroluj CRC,

2. Zaveď do posúvacieho registra dlhú PN postupnosť so stavmi prijatými v synchronizačnej správe.

3. Kompenzuj fázový posun pilotného signálu, ak príjem zo sektoru používa posunutý riadiaci signál.

V tomto bode má mobilná jednotka úplnú synchronizáciu, t. j. PN synchronizáciu a synchronizáciu s reálnym časom a môže začať vysielať buď na prístupovom kanáli alebo hlasovom kanáli.

Aby z mobilnej jednotky mohol vychádzať hovor, musí byť vybavená signalizačnými atribútmi s cieľom skončiť hovor k inému užívateľovi systému cez bunkovú oblasť. V spojení z mobilnej jednotky do bunky je predpokladaný prístupový postup ALOHA s delením na časové úseky (slotted ALOHA). Príkladová vysielacia bitová rýchlosť na opačnom kanáli je 4800 bitov/sek. Paket prístupového kanálu obsahuje úvodnú skupinu, po ktorej nasleduje informácia.

Dĺžka úvodnej skupiny je v príkladovom vyhotovení celý násobok 20 milisekundových rámcov a je parametrom sektoru/bunky, ktorý mobilná jednotka prijíma v jednej zo správ vyhľadávacieho kanálu. Pretože bunkové prijímače používajú úvodné skupiny na rozhodovanie o oneskorení v šírení, dovoľuje tento postup meniť dĺžku úvodnej skupiny na základe polomeru bunky. Užívateľský PN kód pre prístupový kanál je buď vopred usporiadaný alebo sa vysiela do mobilných jednotiek na vyvolávačom kanáli.

Modulácia je fixná a konštantná pre čas trvania úvodnej skupiny (preambule). Ortogonálny tvar vlny použitý v preambuli je W_o, t. j. Walshova funkcia so samými nulami. Je treba si všimnúť, že kombinácia so samými nulami na vstupe do konvolučného kodéra vyvoláva požadovaný tvar vlny W_o.

Paket dát prístupového kanálu môže pozostávať z jedného alebo najviac dvoch 20 msekundových rámcov. Kódovanie, prekladanie a modulácia prístupového kanálu sú presne rovnaké, ako pre hlasový kanál pri rýchlosti 9600 bitov/sek. V príkladovom vyhotovení sektor/bunka vyžaduje, aby mobilné jednotky vysielali 40 milisekundovú preambulu a typ správy prístupového kanálu vyžaduje jeden dátový rámec. Predpokladajme, že NP je počet rámcov preambule, kde kje počet 2 msek. uplynulých od vopred určeného časového počiatku. Potom sa mobilné jednotky nechajú inicializovať na vysielanie na prístupovom kanáli iba vtedy, keď platí rovnica: (k, NP + 2) = 0.

Pokiaľ ide o použitie pre iné spojenie, môže byť žiaduce preskupiť rôzne prvky opravného kódovania proti chybám, kódovanie ortogonálnej postupnosti a PN kódovanie kvôli lepšiemu prispôsobeniu použitia.

Napríklad v satelitných pohyblivých spojoch, kde sú signály spájané medzi veľkými štafetovými zemnými stanicami a mobilnými terminálmi jednou alebo viacerými družicami obiehajúcimi Zem, môže byť žiaduce použiť koherentné modulačné a demodulačné postupy v oboch smeroch spojenia, pretože kanál je fázovo oveľa koherentnejší ako pozemný pohyblivý kanál. V takýchto použitiach nebude mobilný modulátor používať m-členné kódovanie, aké bolo opísané. Namiesto toho je možné použiť bifázové alebo

SK 281176 Β6 kvadrafázové modulácie symbolov napredujúcej korekcie chýb s bežnou koherentnou demoduláciou s fázou nosného kmitočtu extrahovanou z prijímaného signálu pri použití postupov s Costasovou slučkou. Okrem toho sa môže použiť kanalizovanie ortogonálnou Walshovou funkciou, ako tu bolo opísané pre spojenie z bunky do mobilnej jednotky. Pokiaľ kanálová fáza zostáva prijateľne koherentná, poskytuje tento modulačný a demodulačný systém prácu s menším Eb/No ako m-členná ortogonálna signalizácia, čo má za následok vyššiu systémovú kapacitu.

V inom vyhotovení môže byť výhodné kódovať tvar vlny reprezentatívny pre reč priamo do rádiofrekvenčného tvaru vlny namiesto používania kodéra reči a postupov s napredujúcou opravou chýb (FEC). Zatiaľ čo použitie kodéra reči a postupov FEC má za následok veľmi vysoký výkon spojenia, zložitosť realizovania je vysoká, čo vedie k prídavným nákladom a k vysokej spotrebe energie. Tieto nevýhody môžu byť obzvlášť nepriaznivé pri vreckovom prenosnom telefóne, kde sú spotreba batérií a náklady značné. V bežnom použití číslicového telefónneho prenosu je tvar vlny pre reč reprezentovaný v číslicovom formáte 8-bitovými vzorkami reči pri rýchlosti vzorkovania 8 kHz. CDMA systém by mohol kódovať 8-bitové vzorky priamo do fázových uhlov nosného kmitočtu. Tým by sa vylúčila potreba kodéra reči alebo FEC kodéra/dekodéra. Bol by tiež potrebný trochu vyšší pomer signálu k šumu kvôli dobrému výkonu, čo má za následok nižšiu kapacitu. V inej alternatíve by mohli byť 8-bitové vzorky kódované priamo do amplitúd nosného kmitočtu. V ešte ďalšej alternatíve by mohli byť vzorky tvaru vlny reči kódované do fáz a amplitúd nosného kmitočtu.

Predchádzajúci opis výhodných vyhotovení slúži na to, aby umožnil odborníkovi v odbore používať vynález. Odborníkom v odbore budú ľahko zrejmé rôzne obmeny týchto vyhotovení a tu definované všeobecné princípy sa môžu aplikovať na iné vyhotovenia bez použitia vynálezcovskej činnosti. Vynález preto nie je obmedzený tu opísanými vyhotoveniami, ale vzťahuje sa na široký rámec, ktorý je v súlade s tu opísanými princípmi a novými znakmi.

Claims (16)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob prenosu komunikačných signálov s viacnásobným prístupom s kódovým delením s rozprestretým spektrom, prenášaných ako reprezentácia číslicových signálov v telekomunikačnom systéme zahŕňajúcom bunkový systém s mobilnými jednotkami a základňovými stanicami, pri ktorom sa v danom frekvenčnom pásme súčasne prenášajú v jednotlivých kanáloch komunikačné užívateľské signály, ktoré sú prenášané medzi mobilnými jednotkami a základňovými stanicami namodulované na nosnom kmitočte s rozprestretím pomocou signálu pseudonáhodnej postupnosti do rozprestretého spektra bez vzájomnej interferencie kanálov, pričom spôsob obsahuje systémové kódovanie dát prenášaného signálu do formy spôsobilej spracovania a prenášania, prenos signálov v rozprestretom spektre, namodulovaných na nosnom kmitočte po telekomunikačnom médiu, a dekódovanie na prijímacej strane, vyznačujúci sa tým, že sa pri prenose komunikačných signálov obsahujúcom prenos v bunkovom telekomunikačnom systéme zo základňovej stanice na mobilné jednotky a z mobilných jednotiek na základňovú stanicu, na základňovej stanici vytvorí súbor jedinečných bitových postupností vo forme kódov, ktoré sú v uvedenom súbore vzájomne ortogonálne, kde každá jedinečná postupnosť zodpovedá jednému komunikačnému kanálu, ďalej sa vy tvorí na základňovej stanici najmenej jedna bitová pseudonáhodná postupnosť reprezentujúca pseudonáhodný rozprestierací kód, pričom dátový signál každého kanálu v číslicovej forme sa kombinuje jednak s jednou zo súboru ortogonálnych kódových postupností na vytvorenie krytej dátovej postupnosti a jednak so pseudonáhodným rozprestieracím kódom založeným na uvedenej najmenej jednej bitovej pseudonáhodnej postupnosti a vzniknutý súbor krytých a rozprestretých číslicových signálov sa namoduluje na nosný kmitočet, a tento modulovaný signál sa prenáša v rozprestretom spektre zo základňovej stanice na mieste určenia na príjem, následné demodulovanie a dekódovanie.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa každý z dátových signálov najprv kombinuje s jednou zo súboru ortogonálnych kódových postupností na vytvorenie krytej dátovej postupnosti a potom sa krytá dátová postupnosť kombinuje so pseudonáhodným rozprestieracím kódom, založeným na uvedenej najmenej jednej bitovej pseudonáhodnej postupnosti na získanie súboru krytých a rozprestretých číslicových signálov pre dátové signály.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa najprv kombinujú príslušné ortogonálne kódové postupnosti so pseudonáhodným rozprestieracím kódom založeným na uvedenej najmenej jednej bitovej pseudonáhodnej postupnosti a potom sa každá takto vzniknutá kombinovaná kódová postupnosť kombinuje s príslušným dátovým signálom na vytvorenie signálov v rozprestretom spektre obsahujúcich každý krytú dátovú postupnosť pre dátový signál v rámci získaného rozprestretého a krytého číslicového signálu, čím sa získa súbor rozprestretých a krytých číslicových signálov.
4. 4. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa najmenej jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa t ý m , že ortogonálne kódy sú Walshove kódy.
5. 5. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa najmenej jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa t ý m , že sa pre skupinu užívateľských signálov, predovšetkým pre bunku bunkového mobilného telekomunikačného systému alebo pre jej sektor, generuje spoločný binárny kódovaný signál vo forme Walshovej postupnosti ako pilotný signál, ktorý sa spoločne s krytými dátovými signálmi rozprestiera pseudonáhodnou postupnosťou rozprestieracieho kódového signálu do rozprestretého spektra ako referenčný signál skupiny užívateľských signálov.
6. 6. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa najmenej jedného z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa t ý m , že pseudonáhodná postupnosť je lineárna pseudonáhodná postupnosť so zvýšenou maximálnou dĺžkou oproti štandardnej maximálnej dĺžke postupnosti.
7. 7. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým,že pseudonáhodná postupnosť so zvýšenou maximálnou dĺžkou má dĺžku 32768 bitov, zvýšenú o jeden bit vzhľadom na štandardnú maximálnu dĺžku postupnosti 32 767 bitov.
8. 8. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa najmenej jedného z nárokov laž 7, vyznačujúci sa t ý m , že sa pri prenose z mobilnej jednotky na základňovú stanicu vytvorí v mobilnej jednotke súbor jedinečných bitových postupnosti vo forme kódov, ktoré sú vzájomne ortogonálne, ďalej sa vytvorí najmenej jedna bitová pseudonáhodná postupnosť reprezentujúca rozprcstierací kód, načo sa dátový signál prevádza do ortogonálnej kódovanej postupnosti, pričom sa pre každý vopred určený počet po sebe nasledujúcich bitov sériového prúdu dátových bitov vyberie jedna z uvedených ortogonálnych postupností, priradených vo forme kódovej tabuľky k zvláš

   SK 281176 Β6 tnej binárnej kombinácii uvedeného vopred určeného počtu bitov, a uvedená zvolená ortogonálna postupnosť sa prenáša namiesto uvedenej skupiny vopred určeného počtu dátových bitov a výsledná ortogonálne kódovaná dátová postupnosť vo forme sledu po sebe nasledujúcich ortogonálnych postupností, zodpovedajúcich obsahu každej z po sebe nasledujúcich skupín dátových bitov, sa rozprestrie rozprestieracím kódom založeným na pseudonáhodnej postupnosti a vzniknutý rozprestretý digitálny signál sa namoduluje na nosný kmitočet, a tento modulovaný signál sa prenáša z mobilnej jednotky na základňovú stanicu na následné spracovanie a vedenie na miesto určenia.
9. 9. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že ortogonálne kódy, použité pri prenose z mobilnej jednotky na základňovú stanicu, sú Walshove kódy.
10. 10. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa nároku 8 alebo 9, vyznačujúci sa tým, že vopred určený počet bitov v uvedenej skupine je šesť a ortogonálne kódové postupnosti sa priraďujú zo súboru 64 postupností na základe decimálnej reprezentácie binárnej kombinácie uvedených šiestich bitov.
11. 11. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa najmenej jedného z nárokov laž 10, vyznačujúci sa t ý m , že sa generujú dve pseudonáhodné postupnosti a krytá alebo ortogonálne kódovaná dátová postupnosť sa prevádza do dvoch signálov, v ktorých sa krytý alebo ortogonálne kódovaný signál kombinuje so zodpovedajúcou odlišnou pseudonáhodnou postupnosťou a vzniknuté rozprestreté signály sa modulujú na nosný kmitočet so vzájomným fázovým posunutím 90° a následne sa kombinujú do kvadratúme modulovaného signálu.
12. 12. Spôsob prenosu komunikačných signálov podľa najmenej jedného z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa t ý m , že sa v rozprestretom spektre ďalej prenáša najmenej jeden ďalší pomocný signál, ako synchronizačný signál alebo vyhľadávací signál, ktorý sa kombinuje s ďalšou jedinečnou Walshovou postupnosťou z uvedeného súboru ortogonálnych postupností, a potom sa rozprestiera spolu s krytými dátovými signálmi alebo ortogonálne kódovaným dátovým signálom do rozprestretého spektra uvedenou pseudonáhodnou postupnosťou.
13. 13. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa najmenej jedného z nárokov 1 až 7 alebo 11 alebo 12 obsahujúce kódovacie prostriedky dátového signálu, generovacie prostriedky na generovanie najmenej jednej pseudonáhodnej postupnosti, kombinačné a rozprestieracie prostriedky na kombinovanie a rozprestieranie dátového signálu uvedenou pseudonáhodnou postupnosťou, a modulačné prostriedky na modulovanie rozprestretého číslicového signálu na nosný kmitočet, vyznačujúce sa tým, že každý kanálový výstup (2500) kódovacích prostriedkov vo forme systémového kodéra (250) je pripojený na jeden vstup kombinačného prostriedku (252) ortogonálneho kódového signálu, ktorý má druhý vstup pripojený ku generátoru (254) Walshových kódových postupností, a výstupy kombinačných prostriedkov (252) napojené na prvé vstupy rozprestieracích prostriedkov (259) pre každý kanál, majúce druhé vstupy napojené na generátor (196, 198) signálov pseudonáhodných postupnosti, pričom výstupy jednotlivých rozprestieracích prostriedkov (259) sú vedené do číslicovo - analógových prevodníkov (268 - 282), ktorých výstupy modulovaných analógových signálov sú pripojené k sumačnej zostave (291), ktorej výstup je napojený na prenosové médium signálu multiplexovaného s kódovým delením.
14. 14. Zariadenie podľa nároku 13, vyznačujúce sa tým, že obsahuje dva generátory (196, 198) pseudonáhodných postupností, so zodpovedajúcim výstupom napojeným na jednotlivé skupiny rozprestieracích prostriedkov (259), pričom výstupy rozprestieracích prostriedkov (259) sú každý spojený s jedným číslicovo - analógovým prevodníkom (268 - 282), ktorých výstupy sú pripojené k zodpovedajúcemu sumátoru (284, 286) sumačnej zostavy (291) s priradením podľa napojenia príslušného rozprestieracieho prostriedku (252) na príslušný generátor (196, 198) pseudonáhodných postupností, pričom výstupy fázovo posunutých modulovaných signálov zo sumátorov (284, 286) sú pripojené na vstupy spoločného sumátora (292) s jediným výstupom modulovaného dátového signálu s rozprestretým spektrom.
15. 15. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa najmenej jedného z nárokov 8 až 10, obsahujúce kódovacie prostriedky dátového signálu, generovacie prostriedky na generovanie najmenej jednej pseudonáhodnej postupnosti a kombinačné a rozprestieracie prostriedky na kombinovanie a na rozprestieranie dátového signálu pseudonáhodnou rozprestieracou postupnosťou a modulačné prostriedky na modulovanie rozprestretého číslicového signálu na nosný kmitočet, vyznačujúce sa tým, že každý dátový výstup kódovacích prostriedkov vo forme systémového kodéra (600) je spojený s kodérom (604) Walshovho kódu, obsahujúcim generátor Walshovej postupnosti v odozve na bitové skupiny na vstupe dátového signálu, pričom výstup kodéra (604) Walshovho kódu je spojený so vstupom najmenej jedného rozprestieracieho prostriedku (611), ktorého druhý vstup je spojený so zodpovedajúcim generátorom (608, 614, 616) pseudonáhodnej postupnosti a výstup najmenej jedného rozprestieracieho prostriedku (611) je napojený na modulačné prostriedky výstupného signálu k základňovej stanici.
16. 16. Zariadenie podľa najmenej jedného z nárokov 13 až 15, vyznačujúce sa tým, že kombinačné prostriedky (252) a rozprestieracie prostriedky (259, 611) sú vytvorené ako logické členy EXCLUSIVE-OR.