NL1005522C2

NL1005522C2 - Method and communication system for CDMA data transfer.

Info

Publication number: NL1005522C2
Application number: NL1005522A
Authority: NL
Inventors: Giok-Djan Khoe; Robert Peter Christina Wolters; Alfons Willy Leo Janssen
Original assignee: Univ Eindhoven Tech
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-09-15
Also published as: WO1998045968A1; AU6638998A

Description

44

Korte aanduiding: Werkwijze en communicatiesysteem voor CDMA-data- overdracht.Short designation: Procedure and communication system for CDMA data transfer.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor 5 duplex communicatie in een Code Division Multiple Access (CDMA)-communicatiesysteem waarin databits in een aantal symbolen of "chips" gecodeerd via een eerste transmissiekanaal in een eerste communicatierichting en via een tweede transmi ssiekanaal in een tweede communicatierichting worden overgedragen.The invention relates to a method for duplex communication in a Code Division Multiple Access (CDMA) communication system in which data bits encoded in a number of symbols or "chips" via a first transmission channel in a first communication direction and via a second transmission channel in a second communication direction are transferred.

10 CDMA- of "Spread Spectrum" (SS)-datatransmissie is op zichzelf in de praktijk bekend. Aanvankelijk ingezet voor militaire en andere geheime communicatietechnieken wordt CDMA-informatie-overdracht thans in toenemende mate ook voor civiele communicatie toegepast. Een voorbeeld hiervan zijn draadloze en/of mobiele cellulaire telefoonsystemen. 15 Spread Spectrum is een transmissietechniek waarin het over te dragen signaal op een grotere bandbreedte beslag legt dan de bandbreedte welke in wezen nodig is voor het overdragen van de betreffende informatie. Bandspreiding wordt bewerkstelligd door middel van een algoritme waarin databits in een aantal elementen of chips worden 20 gecodeerd, zodat elkdatabit als een reeks van symbolen wordt overgedragen. Deze symbolen kunnen op zichzelf de logische waarde "1" of "0" aannemen of in het ritme van de betreffende reeks overdragen frequentievariaties. In het eerste geval spreekt men van "Direct Sequence CDMA" (DS-CDMA) en in het tweede geval van met van "Frequency Hopping CDMA" (FH-CDMA). In 25 beide gevallen kan het overgedragen signaal weer worden gereconstrueerd indien de volgorde van de overgedragen chips of de frequenties bij de ontvanger bekend zijn. Afhankelijk van de grootte van de reeks, dat wil zeggen het aantal chips waarin een over te dragen bit wordt gecodeerd, zijn een veelvoud van onafhankelijke codes beschikbaar waardoor 30 gelijktijdig verschillende gebruikers van eenzelfde transmissiekanaal gebruik kunnen maken, theoretisch zonder elkaar te storen. Alleen de gebruiker met de juiste code is in staat om de met deze code overgedragen databits te ontvangen. Door de bandspreiding is CDMA-transmissie veel minder gevoelig voor diverse soorten ruis en verstoringen op het 35 transmissiekanaal.CDMA or "Spread Spectrum" (SS) data transmission is known per se. Initially deployed for military and other secret communications techniques, CDMA information transfer is now increasingly used for civil communications. An example of this are wireless and / or mobile cellular telephone systems. Spread Spectrum is a transmission technique in which the signal to be transmitted takes up a larger bandwidth than the bandwidth that is essentially required for the transmission of the relevant information. Band spreading is accomplished by an algorithm in which data bits are encoded into a number of elements or chips so that each data bit is transferred as a series of symbols. These symbols can take on their own the logic value "1" or "0" or transmit frequency variations in the rhythm of the respective series. In the first case we speak of "Direct Sequence CDMA" (DS-CDMA) and in the second case of "Frequency Hopping CDMA" (FH-CDMA). In either case, the transmitted signal can be reconstructed again if the order of the transferred chips or frequencies are known to the receiver. Depending on the size of the string, ie the number of chips in which a bit to be transferred is encoded, a plurality of independent codes are available, allowing different users simultaneously to use the same transmission channel, theoretically without disturbing each other. Only the user with the correct code is able to receive the data bits transferred with this code. Due to the band spread, CDMA transmission is much less sensitive to various kinds of noise and disturbances on the transmission channel.

1005522 21005522 2

In de praktijk zijn een aantal coderingsalgoritmen bekend, waarbij een bit met verschillende chipreekslengten kan worden gecodeerd. De toepassing van een bepaald algoritme en de chipreekslengte zijn ondermeer afhankelijk van het type CDMA-data-overdracht, waarbij in 5 hoofdzaak een onderscheid kan worden gemaakt in asynchrone CDMA of synchrone CDMA-transmissie. Bij asynchrone CDMA zenden en ontvangen de verschillende gebruikers op een kanaal onafhankelijk van elkaar. Bij synchrone CDMA worden de chipreeksen overgedragen onder besturing van gemeenschappelijke tijdstuurmiddelen. Aangetoond kan worden dat synchrone 10 CDMA een grotere kanaalefficiëntie bezit dan asynchrone CDMA, echter bij synchrone CDMA zijn aanvullende schakelingen vereist voor het bewerkstelligen van de synchronisatie.A number of encoding algorithms are known in practice, whereby a bit can be encoded with different chip sequence lengths. The application of a particular algorithm and the chip sequence length depend, inter alia, on the type of CDMA data transmission, whereby a main distinction can be made between asynchronous CDMA or synchronous CDMA transmission. In asynchronous CDMA, the different users on a channel send and receive independently. In synchronous CDMA, the chip sequences are transferred under the control of common timing means. It can be shown that synchronous CDMA has greater channel efficiency than asynchronous CDMA, however, synchronous CDMA requires additional circuitry to accomplish synchronization.

Voor een meer gedetailleerde uitleg van CDMA- en Spread Spectrum-technieken wordt verwezen naar op dit vakgebied bekende 15 literatuur, waaronder de boeken "Spread Spectrum Systems with Applications", door R.C. Dixon, John Wiley & Sons, Ine.; 1994 en "CDMA, Principles of Spread Spectrum Communications", door A.J. Viterbi, Addison-Wesley Publishing Company.For a more detailed explanation of CDMA and Spread Spectrum techniques, reference is made to literature known in the art, including the books "Spread Spectrum Systems with Applications", by R.C. Dixon, John Wiley & Sons, Ine .; 1994 and "CDMA, Principles of Spread Spectrum Communications", by A.J. Viterbi, Addison-Wesley Publishing Company.

In een typisch "point-to-multipoint" communicatiesys-20 teem, waarbij verschillende op afstand gelegen gebruikers via een gemeenschappelijk verdeel- of schakelpunt communiceren, ontstaan bij het verdeel- of schakelpunt synchronisatieproblemen in de, van de gebruikers ontvangen data. Dat wil zeggen, door de op verschillende afstanden van het communicatieverdeel- of schakelpunt gelegen gebruikers uitgezonden 25 data zullen, mede als gevolg van door in het transmissiekanaal toegepaste versterkers, repeaters en dergelijke veroorzaakte vertragingen, niet zuiver synchroon bij het verdeel- of schakelpunt arriveren. Voorts kunnen de, voor de beoogde tweerichtingscommunicatie toegepaste eerste en tweede transmissiekanalen verschillende overdrachtseigenschappen hebben, zoals 30 verschillen in ruisniveau en andere storingen.In a typical "point-to-multipoint" communication system, in which different remote users communicate via a common distribution or switching point, synchronization problems arise in the data received from the users at the distribution or switching point. That is to say, data transmitted by the users located at different distances from the communication distribution or switching point will not arrive purely synchronously at the distribution or switching point, partly due to delays caused by amplifiers, repeaters and the like applied in the transmission channel. Furthermore, the first and second transmission channels used for the intended bi-directional communication may have different transmission characteristics, such as differences in noise level and other disturbances.

Bijgevolg bestaat er een behoefte aan een werkwijze voor duplex communicatie in een CDMA-communicatiesysteem, waarbij een hoge mate van vrijheid in de keuze van coderingsalgoritme(n) en chipreeksleng-te(n) mogelijk is, zonder het wezenlijk verhogen van de complexiteit van 35 de data-overdracht en met een efficiënte benutting van de totale overdrachtscapaciteit van het communicatiesysteem.Consequently, there is a need for a method of duplex communication in a CDMA communication system, which allows a high degree of freedom in the choice of encryption algorithm (s) and chip sequence length (s), without substantially increasing the complexity of 35 data transfer and efficient use of the total transfer capacity of the communication system.

1005522 31005522 3

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze waarin de databits in de eerste communicatierichting in een groter aantal chips worden gecodeerd dan de databits in de tweede communicatierichting en dat in de tweede communicatierichting een dusdanig aantal bits aan de over 5 te dragen databits wordt toegevoegd, dat op het eerste en het tweede transmissiekanaal in wezen gelijke chiptransmissiesnelheden worden gerealiseerd, waarbij de toegevoegde bits worden gecombineerd tot ten minste één afzonderlijk communicatiekanaal in de tweede communicatierichting.The invention provides a method for this purpose in which the data bits in the first communication direction are encoded in a larger number of chips than the data bits in the second communication direction and in the second communication direction such a number of bits is added to the data bits to be transmitted that first and second transmission channels realize substantially equal chip transmission rates, the added bits being combined into at least one separate communication channel in the second communication direction.

10 Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat, om de complexiteit van de verwerkingsschakel ingen in een CDMA-communicatie-systeem, in het bijzonder een synchroon CDMA-communicatiesysteem met een veelheid van op afstand gelegen aansluitpunten, niet wezenlijk te beïnvloeden het van belang is om de chipsnelheden waarmee de informatie 15 op beide transmissiekanalen wordt overgedragen zoveel mogelijk onderling gelijk te houden. Hierdoor kunnen de verwerkingsschakelingen voor de informatie-overdracht via het eerste en tweede transmi ssiekanaal aan zowel de gebruikerszijde als aan de netzijde, dat wil zeggen bij het verdeel-of schakelpunt, in hoge mate geïntegreerd worden uitgevoerd omdat in het 20 bijzonder bij de op afstand gelegen aansluitpunten de tijdsturing voor het zenden van data over bijvoorbeeld het tweede transmissiekanaal kan worden afgeleid uit de snelheid waarmee data op het eerste transmissie-kanaal van het verdeel- of schakelpunt worden ontvangen.The invention is based on the insight that, in order not to substantially influence the complexity of the processing circuits in a CDMA communication system, in particular a synchronous CDMA communication system with a plurality of remote terminals is to keep the chip speeds at which the information 15 is transmitted on both transmission channels mutually equal. As a result, the processing circuits for the information transfer via the first and second transmission channels on both the user side and the network side, ie at the distribution or switching point, can be implemented in a highly integrated manner, in particular with the remote located terminals the timing for sending data over, for example, the second transmission channel can be derived from the rate at which data is received on the first transmission channel of the dividing or switching point.

In de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij de via 25 het eerste en tweede transmissiekanaal over te dragen databits in een verschillend aantal chips kunnen worden gecodeerd, wordt door het toevoegen van extra bits in de communicatierichting met het minst aantal chips per bit een gelijke of nagenoeg gelijke chipsnelheid op de beide transmissiekanalen bewerkstelligd, waarbij de toegevoegde bits worden gecombineerd tot 30 één communicatiekanaal of verschillende communicatiekanalen, bijvoorbeeld voor het overdragen van systeeminformatie voor foutencorrectie-, synchronisatie- en/of signaleringsdoeleinden. De aanvullende bits kunnen uiteraard ook voor andere informatiedoeleinden worden ingezet.In the method according to the invention, in which the data bits to be transmitted via the first and second transmission channel can be encoded in a different number of chips, by adding extra bits in the communication direction with the least number of chips per bit, an equal or almost equal equal chip speed is achieved on both transmission channels, the added bits being combined into one communication channel or different communication channels, for example for transferring system information for error correction, synchronization and / or signaling purposes. The additional bits can of course also be used for other information purposes.

De werkwijze volgens de uitvinding combineert derhalve 35 de voordelen van gel i jke transmissiesnelheden op de beide informatiekanalen met het beschikbaar stellen van aanvullende informatie-overdrachtscapaci- 1005522 4 teit en zoals beoogd een vrije keuze van het coderingsalgoritme en de coderingsreekslengte voor optimaal aan de kanaal eigenschappen van het eerste en tweede transmissiekanaal aangepaste CDMA-transmissie.The method according to the invention therefore combines the advantages of equal transmission rates on the two information channels with the provision of additional information transfer capacity and, as intended, a free choice of the encoding algorithm and the encoding sequence length for optimal channel properties. of the first and second transmission channel adapted CDMA transmission.

In een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens 5 de uitvinding waarin de chipreekslengten op de verschillende transmissieka-nalen respectievelijk n en n+m bedragen, kan per modulo (n/m) uitgezonden databits een extra bit worden toegevoegd. Dat wil zeggen telkens na een blok van modulo (n/m) databits kan een extra bit worden opgenomen of de aanvullende bits kunnen na een te kiezen aantal modulo (n/m) uitgezonden 10 databits bloksgewijze worden toegevoegd. Alle extra bits kunnen voorts als één enkel blok in de uit te zenden datastroom worden opgenomen.In a further embodiment of the method according to the invention, in which the chip sequence lengths on the different transmission channels are n and n + m, respectively, an extra bit can be added per modulo (n / m) data bits. That is to say, each time after a block of modulo (n / m) data bits an extra bit can be recorded or the additional bits can be added blockwise after a number of modulo (n / m) transmitted 10 data bits. All additional bits can further be included as a single block in the data stream to be transmitted.

In een communicatiesysteem, waarbij de communicatie met op eindaansluitpunten aangesloten gebruikers bijvoorbeeld vanuit een centraal verdeel- of schakel punt wordt gestuurd, is gebleken dat op het 15 eerste transmissiekanaal vanaf het verdeel- of schakel punt naar de eindaansluitpunten verzonden informatie middels een zogeheten "Hadamard-Walsh"-algoritme efficiënt kan worden gecodeerd. Dit type codering laat bij een gegeven chipreekslengte een maximaal aantal gelijktijdige transmissies toe. Omdat de tijdsturing door het centrale verdeel- of 20 schakelpunt wordt gerealiseerd, worden geen synchroniseringsproblemen ondervonden, hetgeen echter wel het geval is voor de, van de op afstand gelegen aansluitpunten van het communicatiesysteem door het verdeel- of schakelpunt ontvangen transmissies. Zoals boven reeds genoemd zullen, als gevolg van verschillende vertragingen op de verschillend lange en eventuele 25 verschillend opgebouwde transmissiepaden, vanaf de eindaansluitpunten uitgezonden codereeksen onderling niet volmaakt synchroon bij het verdeel-of schakelpunt arriveren. Deze synchronisatiefouten kunnen de aanleiding zijn voor decoderingsfouten doordat als gevolg van de tijdverschuiving bij het decoderen geen dekking tot stand kan worden gebracht tussen de 30 ontvangen chips en het codewoord in de ontvanger, zodat decodering van de ontvangen informatie niet mogelijk is. Gebleken is dat zogeheten "Preferentially Phase Gold"-coderingsreeksen in hoge mate ongevoelig zijn voor relatief geringe synchronisatiefouten. Hetgeen echter wel ten koste gaat van de beschikbare chipreekslengte.In a communication system, in which communication with users connected to end connection points is controlled, for example, from a central distribution or switching point, it has been found that on the first transmission channel, information sent from the distribution or switching point to the end connection points by means of a so-called "Hadamard- Walsh "algorithm can be encoded efficiently. This type of encoding allows a maximum number of simultaneous transmissions at a given chip sequence length. Since the timing is realized by the central distribution or switching point, no synchronization problems are encountered, which is however the case for the transmissions received from the remote communication system terminals by the distribution or switching point. As already mentioned above, due to different delays on the differently long and possibly differently constructed transmission paths, code sequences broadcast from the terminal points will not arrive at the dividing or switching point with perfect synchronization. These synchronization errors can give rise to decoding errors in that due to the time shift in the decoding, coverage cannot be established between the 30 chips received and the codeword in the receiver, so that decoding of the received information is not possible. It has been found that so-called "Preferentially Phase Gold" encoding strings are highly insensitive to relatively minor synchronization errors. However, this is at the expense of the available chip sequence length.

35 Onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding worden, in een voorkeursuitvoeringsvorm, de informatiebits op het eerste 1005522 5 transmissiekanaal overeenkomstig een Hadamard-Walsh-coderingsalgoritme met een coderingslengte van 128 chips gecodeerd en worden de bits op het tweede transmissiekanaal middels een Preferentially Phase Gold-coderingsal-goritme met een code van 127 chips gecodeerd. Bij overdracht van data met 5 bijvoorbeeld een informatiesnelheid van 64 kb/s betekent dit dat er in totaal 64.000 chips minder op het tweede transmissiekanaal worden overgedragen in vergelijking tot het eerste transmissiekanaal. Teneinde de chipsnelheden op de beide transmissiekanalen zoveel mogelijk gelijk te houden dienen bij toepassing van de betreffende coderingsalgoritmen 10 circa 500 bits/s aan de datastroom op het tweede transmissiekanaal te worden toegevoegd, welke bits als afzonderlijk communicatiekanaal of communicatiekanalen nuttig kunnen worden ingezet.Using the method according to the invention, in a preferred embodiment, the information bits on the first 1005522 5 transmission channel are encoded according to a Hadamard-Walsh encryption algorithm with an encryption length of 128 chips and the bits on the second transmission channel are encrypted using a Preferentially Phase Gold encryption algorithm encoded with a 127-chip code. For example, when transferring data with an information rate of 64 kb / s, this means that a total of 64,000 less chips are transferred on the second transmission channel compared to the first transmission channel. In order to keep the chip speeds on the two transmission channels as equal as possible, when the relevant encoding algorithms 10, approximately 500 bits / s must be added to the data stream on the second transmission channel, which bits can be usefully used as separate communication channel or communication channels.

De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor toepassing in communicatiesystemen waarbij de transmissieka-15 nalen via een Community Antenna Television (CATV)-net lopen. In bestaande netten wordt het eerste transmissiekanaal voor data-overdracht vanaf een (centraal) verdeel- of schakelpunt naar een veelheid van eindaansluitpunten daarbij in een hogere frequentieband gerealiseerd dan het tweede transmissiekanaal vanaf de eindaansluitpunten naar het verdeel- of schakelpunt. 20 Dit tweede transmissiekanaal wordt op een relatief lage frequentieband gerealiseerd. Deze indeling is terug te voeren tot de oorsprong van CATV-netten, welke aanvankelijk als éénrichtingsdistributienetten zijn opgezet en waaraan later een retourpad op een lage, relatief weinig verzwakking ondervindende frequentieband is toegevoegd. Dit om te kunnen volstaan met 25 versterkers met een relatief lage versterkingsfactor teneinde interferentie en andere storingen als gevolg van hoge uitstuurwaarden zoveel mogelijk te beperken. Deze frequentieband is echter relatief gevoelig voor storingen door instraling op kwalitatief mindere componenten zoals aansluit- en verbindingsdozen welke door de gebruiker zelf kunnen zijn geïnstalleerd. 30 Door toepassing van de CDMA-transmissietechniek, welke relatief ongevoelig is voor storingen van dit type, kan een technisch efficiënt en economisch exploiteerbaar communicatiesysteem via een CATV-net worden gerealiseerd.The method according to the invention is particularly suitable for use in communication systems in which the transmission channels run via a Community Antenna Television (CATV) network. In existing networks, the first transmission channel for data transfer from a (central) distribution or switching point to a plurality of end terminals is realized in a higher frequency band than the second transmission channel from the end terminals to the distribution or switching point. This second transmission channel is realized on a relatively low frequency band. This classification can be traced back to the origin of CATV grids, which were initially set up as unidirectional distribution grids and later added a return path on a low, relatively attenuated frequency band. This is to suffice with 25 amplifiers with a relatively low gain factor in order to limit interference and other disturbances as a result of high output values as much as possible. However, this frequency band is relatively sensitive to interference from radiation on lesser quality components such as connection and connection boxes which can be installed by the user himself. By applying the CDMA transmission technique, which is relatively insensitive to disturbances of this type, a technically efficient and economically exploitable communication system can be realized via a CATV network.

Vergelijkbare storingsproblemen zijn ook te verwachten bij data-overdracht via electriciteitsdistributienetwerken zoals het 35 220/380 volt elektriciteitsnet en bijvoorbeeld tractienetten voor trein en tram, die door de toepassing van CDMA-transmissietechniek volgens de 1005522 6 werkwijze van de uitvinding tot volwaardige datatransmissienetten kunnen worden opgewaardeerd.Similar interference problems are also to be expected with data transmission via electricity distribution networks such as the 35 220/380 volt electricity network and, for example, traction networks for train and tram, which can be upgraded to fully-fledged data transmission networks by applying CDMA transmission technology according to the 1005522 method of the invention. .

De werkwijze volgens de uitvinding is echter ook toepasbaar in modernere CATV-netten waarbij een volledig passieve 5 transmissieband in het frequentiegebied tot ca. 70 MHz is gerealiseerd en waarbij beide transmissiekanalen in deze passieve transmissieband kunnen worden ondergebracht.However, the method according to the invention is also applicable in more modern CATV networks in which a fully passive transmission band is realized in the frequency range up to approx. 70 MHz and in which both transmission channels can be accommodated in this passive transmission band.

De uitvinding heeft derhalve eveneens tot doel een CDMA-communicatiesysteem voor duplex communicatie te verschaffen, omvattende 10 zend-ontvangmiddelen voorzien van modulatormiddelen voor het overeenkomstig een voorafbepaal de code in een aantal chips coderen van uit te zenden databits en demodulatormiddelen voor het overeenkomstig de vooraf bepaal de code uit ontvangen chips decoderen van databits, met een eerste transmissiekanaal voor transmissie in een eerste communicatierichting en 15 een tweede transmissiekanaal voor transmissie in een tweede communicatierichting, met het kenmerk, dat de modulatormiddelen voor transmissie over het eerste transmissiekanaal zijn ingericht voor het in een groter aantal chips coderen van de databits dan de modulatormiddelen voor transmissie over het tweede transmissiekanaal, met werkzaam met de modulatormiddelen 20 voor transmissie over het tweede transmissiekanaal verbonden eerste middelen voor het aan de over te dragen databits toevoegen van een dusdanig aantal bits dat op het eerste en tweede transmissiekanaal in wezen gelijke chiptransmissiesnelheden worden gerealiseerd, en met werkzaam met de demodulatormiddelen voor transmissie over het tweede transmissiekanaal 25 verbonden tweede middelen voor het uit de overgedragen bits terugwinnen van de toegevoegde bits, welke toegevoegde bits ten minste één afzonderl ijk communicatiekanaal in de tweede communicatierichting vormen.The invention therefore also aims at providing a CDMA communication system for duplex communication, comprising transceiver means provided with modulator means for encoding data bits to be transmitted according to a predetermined code in a number of chips and demodulator means for according to the predetermined decoding the code from received chips of data bits, having a first transmission channel for transmission in a first communication direction and a second transmission channel for transmission in a second communication direction, characterized in that the modulator means for transmission over the first transmission channel are arranged for encode a greater number of chips of the data bits than the modulator means for transmission over the second transmission channel, operatively connected to the modulator means 20 for transmission over the second transmission channel for adding a thus to the data bits to be transmitted any number of bits that realize substantially equal chip transmission rates on the first and second transmission channels, and having second means operatively connected to the demodulator means for transmission over the second transmission channel for recovering the added bits from the transferred bits, said added bits being at least form one separate communication channel in the second communication direction.

In het communicatiesysteem volgens de uitvinding kan de tijdsturing voor de modulator- en demodulatormiddelen met voordeel uit 30 de ontvangen databits worden gewonnen. In een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de modulatormiddelen voor transmissie over het eerste transmissiekanaal en de demodulatormiddelen voor transmissie over het tweede transmissiekanaal met systeemklokmiddelen verbonden, voor tijdsturing van de bittransmissie en zijn de modulatormiddelen voor 35 transmissie over het tweede transmissiekanaal en de demodulatormiddelen voor transmissie over het eerste transmissiekanaal ingericht voor 1005522 7 tijdsturing van de transmissie onder besturing vanuit het eerste transmissiekanaal gewonnen tijdstuurinformatie.In the communication system according to the invention, the timing for the modulator and demodulator means can advantageously be obtained from the received data bits. In a further embodiment of the invention, the modulator means for transmission over the first transmission channel and the demodulator means for transmission over the second transmission channel are connected to system clocking means for timing the bit transmission and the modulator means for transmission over the second transmission channel and the demodulator means for transmission on the first transmission channel arranged for 1005522 7 timing of the transmission under timing information obtained from the first transmission channel.

De uitvinding wordt in het navolgende meer gedetailleerd beschreven aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld van een communicatie-5 systeem via een CATV-net, echter zonder hiertoe beperkt te zijn. De uitvinding kan met dezelfde voordelen worden gerealiseerd in een electriciteits-distributienet en andere soortgelijke netten.The invention is described in more detail below with reference to an exemplary embodiment of a communication system via a CATV network, but without being limited thereto. The invention can be realized with the same advantages in an electricity distribution network and other similar networks.

Figuur 1 toont een vereenvoudigd blokschema van een "Direct Sequence" CDMA (DS-CDMA)-systeem.Figure 1 shows a simplified block diagram of a "Direct Sequence" CDMA (DS-CDMA) system.

10 Figuur 2a, b tonen vereenvoudigde blokschema’s van respectievelijk een gebruikelijk en een verbeterd CATV-net.Figure 2a, b show simplified block diagrams of a conventional and an improved CATV network, respectively.

Figuur 3 illustreert schematisch de werkwijze volgens de uitvinding in een CATV-net.Figure 3 schematically illustrates the method according to the invention in a CATV network.

Figuur 4a, b tonen voorbeeldschema’s van een zender-15 ontvanger volgens de uitvinding, voor toepassing in een verdeel- of schakel punt van een CATV-net.Figures 4a, b show exemplary diagrams of a transmitter-15 receiver according to the invention, for use in a distribution or switching point of a CATV network.

Figuur 5a, b tonen voorbeeldschema’s van een zender-ontvanger voor gebruik in een eindaansluitpunt van een CATV-net.Figure 5a, b show example diagrams of a transmitter-receiver for use in a terminal point of a CATV network.

Figuur 6 toont een voorbeeld van een CDMA-kanaalstruc-20 tuur voor gebruik in een communicatiesysteem volgens de uitvinding.Figure 6 shows an example of a CDMA channel structure for use in a communication system according to the invention.

Zoals in de aanhef reeds besproken, zijn de twee meest toegepaste vormen van "Code Division Multiple Access" (CDMA) of "Spread Spectrum" (SS) de zogeheten "Frequency-Hopping" CDMA (FH-CDMA) en "Direct Sequence" CDMA (DS-CDMA). In het navolgende zal verder worden uitgegaan 25 van DS-CDMA. De uitvinding is echter geenszins beperkt tot deze vorm.As already discussed in the preamble, the two most commonly used forms of "Code Division Multiple Access" (CDMA) or "Spread Spectrum" (SS) are the so-called "Frequency-Hopping" CDMA (FH-CDMA) and "Direct Sequence" CDMA (DS-CDMA). The following will continue from DS-CDMA. However, the invention is by no means limited to this form.

Figuur 1 toont een vereenvoudigd blokschema van een DS-CDMA systeem, met een transmissiekanaal 1, een zender 2 en een ontvanger 3. Het kanaal 1 kan een draadgebonden, optisch of draadloos communicatiekanaal zijn waaronder begrepen een radiokanaal, een infrarood-kanaal en een 30 ultrasoon-transmissiekanaal. Zoals bij deskundigen bekend, kan een transmissiekanaal mathematisch worden gerepresenteerd door een tijdvertra-ging ri 4 en een ruisbron 5.Figure 1 shows a simplified block diagram of a DS-CDMA system, with a transmission channel 1, a transmitter 2 and a receiver 3. The channel 1 can be a wired, optical or wireless communication channel including a radio channel, an infrared channel and a 30 channel. ultrasonic transmission channel. As known to those skilled in the art, a transmission channel can be mathematically represented by a time delay ri 4 and a noise source 5.

In een CDMA-communicatiesysteem wordt door verschillende gebruikers j tegelijkertijd informatie over het transmissiekanaal 35 overdragen, zoals gerepresenteerd middels een sommatieblok 6 waarbij een aantal van j = 1 tot en met N gebruikers 8 is verondersteld. Het totale 1005522 8 signaal op het transmissiekanaal wordt dan gevormd door de som van de ruisbron 5 en de signalen van de gebruikers 8, zoals schematisch aangeduid door sommator 7. In een meer gedetailleerd model kan voor elke gebruiker afzonderlijk een ruisbron worden verondersteld.In a CDMA communication system, several users j simultaneously transmit information on the transmission channel 35, as represented by a summation block 6 assuming a number of j = 1 to N users 8. The total 1005522 8 signal on the transmission channel is then formed by the sum of the noise source 5 and the signals from the users 8, as schematically indicated by summator 7. In a more detailed model, a noise source can be assumed for each user separately.

5 De zender 2 bestaat in wezen uit een modulator 9, met een ingang 10 waaraan over te dragen databits worden toegevoerd. De modulator 9 verwerkt de databits tot voor overdracht via het transmi ssiekanaal 1 geschikte signalen. De ontvanger 3 bezit een demodulator 11 met een uitgang 12 voor het afgeven van de overgedragen gedemoduleerde 10 databits.The transmitter 2 essentially consists of a modulator 9, with an input 10 to which data bits to be transmitted are applied. The modulator 9 processes the data bits into signals suitable for transmission via the transmission channel 1. The receiver 3 has a demodulator 11 with an output 12 for outputting the transferred demodulated 10 data bits.

Voor transmissie volgens het DS-CDMA principe worden de van een zender 2 naar een ontvanger 3 door een gebruiker j over te dragen databits elk met een door een codegenerator 13 opgewekte code 15 Cj(t) en mengschakeling 14 in een aantal symbolen of "chips" gecodeerd. Een logische "1" wordt bijvoorbeeld door de betreffende code zelf en een logische "0" wordt bijvoorbeeld door de inverse van de code gerepresenteerd. Naarmate de code langer is zal het over te dragen signaal meer en meer een ruissignaal benaderen.For transmission according to the DS-CDMA principle, the data bits to be transferred from a transmitter 2 to a receiver 3 by a user j are each with a code 15 Cj (t) and a mixing circuit 14 generated by a code generator 13 in a number of symbols or "chips". coded. For example, a logic "1" is represented by the particular code itself and a logic "0" is represented, for example, by the inverse of the code. As the code is longer, the signal to be transmitted will increasingly approach a noise signal.

20 Het op deze wijze in de frequentie gespreide, breed bandige DS-CDMA signaal van de gebruiker j kan na de transmissie-vertra gingstijd ri bij de ontvanger 3 via eenzelfde codegenerator 13 Cj(t-Tj) en mengschakeling 14 worden gereconstrueerd, mits de code bekend is waarmee 25 de databits voor de j-de gebruiker gecodeerd zijn.After the transmission delay time ri at the receiver 3, the frequency-spread, broad-band DS-CDMA signal from the user j can be reconstructed via the same code generator 13 Cj (t-Tj) and mixing circuit 14, provided that the code is known with which the data bits for the j-th user are encoded.

Voor deskundigen zal het duidelijk zijn dat bij toepassing van unieke codes voor het verdelen c.q. spreiden van databits, data van meerdere gebruikers gel i jkti jdig over hetzelfde transmissiekanaal kunnen worden overgedragen. De transmissiecapaciteit van een DS-CDMA 30 systeem is het grootst wanneer de verschillende datatransmissies onderling gesynchroniseerd worden overgedragen. Ook de op het transmissiekanaal gebruikte modulatietechniek beïnvloedt de overdrachtscapaciteit.It will be clear to those skilled in the art that when using unique codes for distributing or spreading data bits, data from several users can be simultaneously transferred over the same transmission channel. The transmission capacity of a DS-CDMA 30 system is greatest when the different data transmissions are mutually synchronized. The modulation technique used on the transmission channel also influences the transmission capacity.

Door het spreiden van de databits over een grotere systeembandbreedte wordt de invloed van smalbandige interferentiestoringen 35 op het uiteindelijk teruggewonnen signaal aanzienlijk gereduceerd. DS-CDMA is derhalve bij uitstek geschikt voor gebruik in communicatiesystemen met smalbandige interferentiesignalen. Het CDMA-signaal van elke actieve 1005522 9 gebruiker draagt voorts bij aan de achtergrondruis welke alle gebruikers van het systeem beïnvloedt. Door het kiezen van een set unieke spreidings-codes, dat wil zeggen spreidingscodes met een kleine kruiscorrelatie, wordt de onderlinge beïnvloeding van de gebruikers tot een minimum beperkt.By spreading the data bits over a larger system bandwidth, the influence of narrow-band interference disturbances on the ultimately recovered signal is considerably reduced. DS-CDMA is therefore ideally suited for use in communication systems with narrow-band interference signals. The CDMA signal from each active 1005522 9 user further contributes to the background noise affecting all users of the system. By choosing a set of unique spreading codes, i.e. spreading codes with a small cross-correlation, user interaction is minimized.

5 Typische communicatiesystemen met smalbandige interferentiesignalen zijn de zogeheten "Community Antenna Television" (CATV)-netten, waarvan figuur 2a een schema van een gebruikel ijke en figuur 2b een schema van een verbeterde netopbouw tonen. In de, in figuur 2a getoonde netstructuur 15 wordt informatie vanaf een hoofdstation 16 naar 10 eindaansluitpunten 17 overgedragen. Tussen het hoofdstation 16 en de eindaansluitpunten 17 zijn diverse bi-directionele versterkers 18, 19, 20 geschakeld, voor het opheffen van transmissieverliezen in het net 15, dat gebruikelijk uit coaxiale kabel 22 is opgebouwd.Typical communication systems with narrow-band interference signals are the so-called "Community Antenna Television" (CATV) networks, Figure 2a of which shows a schematic of a conventional network and Figure 2b of which shows an improved network structure. In the network structure 15 shown in Figure 2a, information is transferred from a main station 16 to 10 terminal 17. Various bi-directional amplifiers 18, 19, 20 are connected between the main station 16 and the end terminals 17, for eliminating transmission losses in the network 15, which is usually constructed from coaxial cable 22.

In de getoonde uitvoeringsvorm, zijn de versterkers 15 18 in de vorm van een zogeheten ringnet op het hoofdstation 16 aangesloten, waarbij de van een versterker 18 ontvangen signalen in een districtstation 21 verder via een groepsversterker 19 worden gedistribueerd. De gebruikers of eindaansluitpunten 17 zijn stervormig op een eindversterker 20 aangesloten die signalen van een groepsversterker 19 ontvangt.In the embodiment shown, the amplifiers 18 are connected in the form of a so-called ring network to the main station 16, the signals received from an amplifier 18 being further distributed in a district station 21 via a group amplifier 19. The users or end terminals 17 are star-shaped connected to a power amplifier 20 which receives signals from a group amplifier 19.

20 In Nederlandse CATV-netten zijn de versterkers 18, 19 en 20 in het algemeen zodanig ingericht, dat zij signalen vanaf het hoofdstation 16 naar de eindaansluitpunten 17 in een brede frequentieband van circa 50 MHz tot boven 750 MHz doorlaten. De transmissierichting vanaf het hoofdstation 16 naar de eindaansluitpunten 17 wordt ook wel als 25 "stroomafwaarts" aangeduid. In de andere richting, dat wil zeggen vanaf de eindaansluitpunten 17 naar het hoofdstation 16, ook wel "stroomopwaarts" genoemd, is een transmissiefrequentieband van 5 MHz tot circa 50 MHz beschikbaar. Gestreefd wordt naar een volledig passieve transmissiefrequentieband in het frequentiegebied tot ca. 70 MHz, dat wil zeggen zonder 30 versterkers.In Dutch CATV networks, amplifiers 18, 19 and 20 are generally arranged to transmit signals from main station 16 to terminal 17 in a wide frequency band from about 50 MHz to above 750 MHz. The transmission direction from main station 16 to end terminals 17 is also referred to as "downstream". In the other direction, that is, from the termination points 17 to the main station 16, also referred to as "upstream", a transmission frequency band from 5 MHz to about 50 MHz is available. The aim is for a fully passive transmission frequency band in the frequency range up to approx. 70 MHz, ie without 30 amplifiers.

Figuur 2b toont een verbeterde CATV-netstructuur 25, waarbij het hoofdstation 16 en de bijbehorende versterkers 18 zijn vervangen door een stelsel van ontvang- en schakel stations 26, welke via een duplex of tweewegs-gl asvezel transmissiesysteem 23, 24 onderling in 35 een ringstructuur zijn verbonden. Een dergelijk verbeterd CATV-net 25 is geschikt voor data-overdracht voor breedbandige datadiensten welke volgens 1005522 10 de "Integrated Services Digital Network" (ISDN) of the "Asynchronous Transfer Mode" (ATM) techniek worden overgedragen.Figure 2b shows an improved CATV network structure 25, in which the main station 16 and the associated amplifiers 18 have been replaced by a system of receiving and switching stations 26, which interconnect in a ring structure via a duplex or two-way gl axis fiber transmission system 23, 24. are connected. Such an improved CATV network 25 is suitable for data transfer for broadband data services which are transmitted according to 1005522 the "Integrated Services Digital Network" (ISDN) or the "Asynchronous Transfer Mode" (ATM) technique.

Op het pad van een schakel station 26 naar de eindgebruiker 17 wordt echter ook in de verbeterde CATV-netten 25 nog 5 ruimschoots van coaxiale kabel 22 en van groepsversterkers 19 en eindversterkers 20 gebruik gemaakt, met de bijbehorende transmissiefrequen-tiebanden.However, on the path from a switching station 26 to the end-user 17, the improved CATV networks 25 also make ample use of coaxial cable 22 and of group amplifiers 19 and power amplifiers 20, with the associated transmission frequency bands.

Gebleken is dat juist op dit gedeelte van het CATV-net hinderlijke smalbandige interferentiesignalen kunnen optreden. In het 10 bijzonder in het gedeelte van de transmissieband stroomopwaarts, gelegen tussen 5 en 15 MHz. De invloeden van deze smalbandige interferentiesignalen kunnen echter worden geminimaliseerd door het gebruik van de boven beschreven DS-CDMA-techniek voor data-overdracht. Hierbij worden onder besturing van een hoofdstation 16 of een schakel station 26 via een eerste 15 transmissiefrequentieband in een eerste communicatierichting data naar eindaansluitpunten 17 verzonden en worden door de eindaansluitpunten 17 via een tweede transmissiefrequentieband in een tweede communicatierichting data naar het hoofdstation 16 of een schakel station 26 overgedragen.It has been found that annoying narrow-band interference signals can occur on this part of the CATV network. In particular in the part of the transmission band upstream, which lies between 5 and 15 MHz. However, the influences of these narrow-band interference signals can be minimized using the DS-CDMA technique described above for data transfer. Here, under the control of a main station 16 or a switching station 26, data is transmitted via a first transmission frequency band in a first communication direction to end terminals 17 and data is transmitted by the end terminals 17 via a second transmission frequency band in a second communication direction to the main station 16 or a switching station 26 transferred.

Uit figuur 2a/b zal het voor een deskundige duidelijk 20 zijn dat de transmissiepaden vanaf het hoofdstation 16 of een schakelsta-tion 26 naar de afzonderlijke eindaansluitpunten 17 verschillende lengten kunnen hebben, afhankelijk van de omvang en uitgestrektheid van het CATV-net. Onder besturing van bijvoorbeeld het hoofdstation 16 synchroon uitgezonden chipreeksen zullen derhalve niet gelijktijdig of synchroon 25 bij elk eindaansluitpunt 17 arriveren. Omgekeerd, door de eindaansluitpunten 17 overgedragen data zullen niet synchroon bij het hoofdstation 16 arriveren.It will be apparent to one skilled in the art from Figure 2a / b that the transmission paths from the main station 16 or a switching station 26 to the individual termination points 17 may have different lengths, depending on the size and extent of the CATV network. For example, under the control of, for example, the main station 16, synchronously transmitted chip strings will not arrive simultaneously or synchronously at each terminal 17. Conversely, data transferred from the terminal 17 will not arrive synchronously at the main station 16.

Zoals in het voorgaande reeds aangeduid, hangt de transmissiecapaciteit van een CDMA-communicatiesysteemnaast het synchroon 30 overdragen van de codereeksen ook af van de onderlinge uniekheid van de reeksen, dat wil zeggen de mate waarin de reeksen onderling correleren. De mate van correlatie wordt naast de opbouw van de diverse codes ook bepaald door het aantal chips waarin de databits worden verdeeld. Het aantal chips kan hoger zijn naarmate de verschillende datasignalen van 35 de verschillende eindaansluitpunten beter zijn gesynchroniseerd.As indicated above, the transmission capacity of a CDMA communication system in addition to the synchronous transmission of the code strings also depends on the mutual uniqueness of the strings, that is, the extent to which the strings correlate with each other. In addition to the structure of the various codes, the degree of correlation is also determined by the number of chips in which the data bits are divided. The number of chips may be higher as the different data signals from the different end terminals are better synchronized.

1005522 111005522 11

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat de databits in de eerste communicatierichting stroomafwaarts met een groter aantal chips kunnen worden gecodeerd dan in de tweede communicatierichting stroomopwaarts. Dit, omdat de codereeksen in de stroomafwaartse richting 5 op gesynchroniseerde wijze vanaf het hoofdstation 16 of een schakel station 25 worden overgedragen, terwijl de door een hoofdstation 16 of een schakel station 25 van de afzonderlijke eindaansluitpunten 17 ontvangen codereeksen niet synchroon arriveren als gevolg van de verschillende vertragingen op de verschillende transmissiekanalen.The invention is based on the insight that the data bits in the first communication direction downstream can be encoded with a larger number of chips than in the second communication direction upstream. This is because the code sequences in the downstream direction 5 are transferred synchronously from the main station 16 or a switching station 25, while the code sequences received by a main station 16 or a switching station 25 from the individual terminal 17 do not arrive synchronously due to the different delays on the different transmission channels.

10 De uitvinding is schematisch in figuur 3 geïllustreerd, waarbij CDMA-datatransmissie via een CATV-net 15; 25 (figuur 2a/b) wordt verondersteld. Vanaf een hoofd- of schakel station 16; 26 worden data via een eerste transmissiekanaal 27 in een eerste communicatierichting stroomafwaarts naar een eindaansluitpunt 17 overgedragen. Vanaf het 15 eindaansluitpunt 17 worden via een tweede transmissiekanaal 28 in een tweede communicatierichting stroomopwaarts data naar het hoofd- of schakel station 16; 26 overgedragen. Het CATV-net 15; 25 kan daarbij een opbouw hebben zoals geïllustreerd in de figuren 2a/b.The invention is schematically illustrated in Figure 3, wherein CDMA data transmission via a CATV network 15; 25 (Figure 2a / b) is assumed. From a main or switching station 16; 26, data is transferred via a first transmission channel 27 in a first communication direction downstream to an end terminal 17. From the end terminal 17, data is sent upstream to the main or switching station 16 via a second transmission channel 28 in a second communication direction upstream; 26 transferred. The CATV network 15; 25 can have a construction as illustrated in Figures 2a / b.

In een praktisch CATV-net, zoals bijvoorbeeld toegepast 20 in Nederland, kan het eerste transmissiekanaal zijn gerealiseerd in de stroomafwaartse transmissieband welke loopt van circa 50 MHz tot boven 750 MHz. Het tweede transmissiekanaal kan daarbij in de transmissieband stroomopwaarts tussen circa 5 MHz en 50 MHz zijn gerealiseerd. Gebleken is dat in het frequentiegebied stroomopwaarts gelegen tussen 5-15 MHz 25 aanzienlijke smalbandige interferenties kunnen voorkomen, hetgeen eveneens van invloed is op de keuze van CDMA-codering op het tweede transmissiekanaal .In a practical CATV network, such as applied in the Netherlands, for example, the first transmission channel can be realized in the downstream transmission band, which runs from approximately 50 MHz to above 750 MHz. The second transmission channel can be realized in the transmission band upstream between approximately 5 MHz and 50 MHz. It has been found that in the frequency range upstream between 5-15 MHz, significant narrowband interferences can occur, which also influences the choice of CDMA encoding on the second transmission channel.

In het hoofd- of schakel station 16; 26 zijn zend-ontvangmiddelen opgesteld voorzien van middelen 29 voor het CDMA-gecodeerd 30 zenden van databits over het eerste transmissiekanaal 27 naar aansluitpun-ten 17 en middelen 30 voor het terugwinnen van databits uit de over het tweede transmissiekanaal 28 van eindaansluitpunten 17 ontvangen informatie. Bij de aansluitpunten 17 zijn zend-ontvangmiddelen opgesteld voorzien van middelen 31 voor het over het tweede transmissiekanaal 28 CDMA-gecodeerd 35 overdragen van databits naar het hoofd- of schakel station 16; 26 en middelen 32 voor het decoderen van CDMA-gecodeerde informatie van het 1005522 12 eerste transmissiekanaal 27. De middelen 29 en 31 kunnen een opbouw overeenkomstig de zender 2 in figuur 1 bezitten, terwijl de middelen 30 en 32 overeenkomstig de ontvanger 3 zoals getoond in figuur 1 kunnen zijn geconstrueerd.In the main or switching station 16; 26, transceiver means are arranged provided with means 29 for the CDMA encoded 30 transmission of data bits over the first transmission channel 27 to terminals 17 and means 30 for recovering data bits from the information received over the second transmission channel 28 from terminal 17. At the terminals 17, transceiver means are provided with means 31 for transferring data bits to the main or switching station 16 over the second transmission channel 28 CDMA encoded; 26 and means 32 for decoding CDMA encoded information from the 1005522 12 first transmission channel 27. The means 29 and 31 may have a structure corresponding to the transmitter 2 in Figure 1, while the means 30 and 32 correspond to the receiver 3 as shown in Figure 1 may be constructed.

5 In de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de middelen 29 en 32 ingericht voor het overeenkomstig een Hadamard-Walsh CDMA-code met een chiplengte van 128 overdragen van databits op het eerste transmissiekanaal 27 en zijn de middelen 30 en 31 ingericht voor het overeenkomstig een Preferentially Phase Gold CDMA-code met een chiplengte 10 van 127 overdragen van databits op het tweede transmissiekanaal 28.In the preferred embodiment of the invention, the means 29 and 32 are arranged for transferring data bits on the first transmission channel 27 according to a Hadamard-Walsh CDMA code with a chip length of 128 and the means 30 and 31 are arranged for according to a Preferentially Phase Gold CDMA code with a chip length 10 of 127 transferring data bits on the second transmission channel 28.

Een set van N unieke of orthogonale codereeksen met lengte N wordt gegeven door de rijen van een N x N orthogonale matrix: c = [ c„] met cJ i f 15 hetgeen een Hadamard-matrix wordt genoemd. Dit aantal van N orthogonale reeksen is het maximum voor een reekslengte N. Voor gebruik in CDMA-transmissie zijn Hadamard-matrices (Walshcodes) alleen optimaal voor synchronisatiefouten kleiner dan één chipperiode.A set of N unique or orthogonal code strings of length N is given by the rows of an N x N orthogonal matrix: c = [c '] with cJ i f 15 which is called a Hadamard matrix. This number of N orthogonal series is the maximum for a series length N. For use in CDMA transmission, Hadamard matrices (Walsh codes) are only optimal for synchronization errors smaller than one chip period.

20 Zoals geïllustreerd in figuur 3, worden data onder besturing van tijdstuurmiddelen 33 synchroon vanaf het hoofd- of schakel station 26 over het eerste transmissiekanaal 27 overgedragen. Voor maximale transmissiecapaciteit kan derhalve in de eerste communicatieric-hting stroomafwaarts met voordeel de genoemde Hadamard-Walsh-codering 25 worden toegepast.As illustrated in Figure 3, data under the control of timing means 33 is transferred synchronously from the main or switching station 26 over the first transmission channel 27. For maximum transmission capacity the aforementioned Hadamard-Walsh encoding 25 can therefore advantageously be used in the first communication direction downstream.

Voor transmissie over het tweede transmissiekanaal 28 wordt in de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding gebruik gemaakt van Preferentially Phase Gold-codes met een chiplengte van 127. Aangetoond kan worden dat deze codes minder gevoelig zijn voor synchronisatiefouten 30 en optimaal zijn in de zin dat er geen grotere sets van reeksen bestaan met behoud van dezelfde unieke eigenschappen voor overdracht over niet-volledig gesynchroniseerde transmissiekanalen. Voor een meer uitgebreide discussie omtrent Gold-codes wordt verwezen naar het artikel "Optimal binary sequences for spread spectrum multiplexing" door R. Gold, IEEEFor transmission over the second transmission channel 28, the preferred embodiment of the invention uses Preferentially Phase Gold codes with a chip length of 127. It can be shown that these codes are less sensitive to synchronization errors 30 and are optimal in the sense that no larger sets of arrays exist while maintaining the same unique properties for transmission over non-fully synchronized transmission channels. For a more extensive discussion of Gold codes, see the article "Optimal binary sequences for spread spectrum multiplexing" by R. Gold, IEEE

10055 22 1310 055 22 13

Transactions on Information Theory, 13(4), oktober 1967 en "Definition of the mobile network synchronisation experiment, final study report", door W.R. Braun et al. Technical report ESA-ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, november 1990.Transactions on Information Theory, 13 (4), October 1967 and "Definition of the mobile network synchronization experiment, final study report", by W.R. Braun et al. Technical report ESA-ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, November 1990.

5 Door toepassing van Preferentially Phase Gold-codes voor data-overdracht op het tweede transmissiekanaal 28 waarop, zoals boven beschreven, de transmissies van de verschillende eindaansluitpunten 17 als gevolg van onderling verschillende vertragingen op ongesynchroniseerde wijze bij het hoofd- of schakelstation 16; 26 arriveren, kan ook de 10 overdracht op het tweede transmi ssiekanaal 28 zo efficiënt mogel ijk worden uitgevoerd.5 by applying Preferentially Phase Gold codes for data transfer to the second transmission channel 28 on which, as described above, the transmissions of the different end terminals 17 due to mutually different delays at the main or switching station 16 in an unsynchronized manner; 26, the transfer on the second transmission channel 28 can also be performed as efficiently as possible.

Teneinde het gebruik van afzonderlijke tijdgeneratormid-delen met bijvoorbeeld de noodzaak voor externe synchronisatiesignalen vanaf satellieten of atoomklokzenders in de zend- en ontvangmiddelen in 15 de eindaansluitpunten 17 te voorkomen, zijn de zend- en ontvangmiddelen in de eindaansluitpunten 17 voorzien van tijdstuurmiddelen 34 die uit de over het eerste transmissiekanaal 27 ontvangen data tijdstuurinformatie winnen.In order to avoid the use of separate time generator means with, for example, the need for external synchronization signals from satellites or atomic clock transmitters in the transmitting and receiving means in the terminal 17, the transmitting and receiving means in the terminal 17 are provided with timing means 34 which are extracted from the data received on the first transmission channel 27 gain timing information.

Hierbij treedt echter een probleem op, omdat bij gebruik 20 van een code met lengte 128 op het eerste transmissiekanaal 27 en een code met een lengte van 127 chips op het eerste transmissiekanaal 28 er bij een databitsnelheid van bijvoorbeeld 64 kb/s 64.000 chips minder op het tweede transmissiekanaal 28 worden overgedragen dan op het eerste transmissiekanaal 27. Dit zou een aanpassing van de tijdstuurmiddelen 34 25 vereisen, omdat de uit het eerste transmissiekanaal gewonnen tijdstuurinformatie als gevolg van de verschillend aantal over te dragen chips niet zonder meer kan worden gebruikt voor tijdsturing van de transmissie vanaf een eindaansluitpunt 17 op het tweede transmissiekanaal 28.However, a problem arises here, because when using a code with length 128 on the first transmission channel 27 and a code with a length of 127 chips on the first transmission channel 28, at a data bit rate of, for example, 64 kb / s, 64,000 chips less the second transmission channel 28 will then be transferred to the first transmission channel 27. This would require an adjustment of the timing means 34, because the timing information extracted from the first transmission channel cannot simply be used for timing due to the different number of chips to be transmitted of the transmission from an end terminal 17 to the second transmission channel 28.

In het bijzonder bij duplex communicatiesystemen met 30 een groot aantal eindaansluitpunten 17 geldt dat een economisch verantwoord en exploiteerbaar communicatiesysteem alleen dan wordt verkregen, wanneer de zend- en ontvangmiddelen in de eindaansluitpunten 17 niet onnodig complex zijn en waneer zoveel mogelijk componenten tot een enkele bouwsteen kunnen worden geïntegreerd.Particularly in duplex communication systems with a large number of end connection points 17, an economically sound and exploitable communication system is only obtained if the transmitting and receiving means in the end connection points 17 are not unnecessarily complex and when as many components as possible can form a single building block. be integrated.

35 Teneinde hieraan tegemoet te komen, zijn overeenkomstig de uitvinding middelen 35 op de zend- en ontvangmiddelen in een eindaan- 1005522 14 sluitpunt 17 aangesloten, voor het aan de databitstroom op het tweede transmissiekanaal 28 toevoegen van bits om de chiptransmissiesnelheid op de beide transmissiekanalen 27 en 28 zoveel mogelijk in overeenstemming te brengen. Zodanig, dat de uit het eerste transmissiekanaal 27 door de 5 tijdstuurmiddelen 34 gewonnen tijdstuurinformatie direct kan worden toegepast voor het sturen van de transmissie op het tweede transmissiekanaal 28.In order to meet this, according to the invention, means 35 are connected to the transmitting and receiving means in an end connection point 1005522 14 for adding bits to the data bit stream on the second transmission channel 28 in order to change the chip transmission rate on the two transmission channels 27 and 28 align as much as possible. Such that the timing information extracted from the first transmission channel 27 by the timing means 34 can be directly used for controlling the transmission on the second transmission channel 28.

In de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, met databitstromen van 64 kb/s dienen via de middelen 35 64.000/127 ~ 500 bit/s 10 te worden toegevoegd.In the preferred embodiment of the invention, with data bitstreams of 64 kb / s, 64,000 / 127 ~ 500 bit / s must be added via the means.

Uit de over het tweede transmissiekanaal 28 overgedragen bitstroom worden in het hoofd- of schakelstation 16; 26 via middelen 36 de toegevoegde bits teruggewonnen.From the bit stream transmitted over the second transmission channel 28, the main or switching station 16; 26 the added bits are recovered via means 36.

Overeenkomstig de uitvinding, kunnen deze bits 15 afzonderlijk, in verschillende blokken of als een totaal blok aan de databits worden toegevoegd en als afzonderlijk communicatiekanaal of communicatiekanalen worden gebruikt voor het vanaf een eindaansluitpunt 17 overdragen van bijvoorbeeld systeeminformatie, signaleringsinformatie, synchronisatie-informatie etc.In accordance with the invention, these bits 15 can be added to the data bits individually, in different blocks or as a total block and used as a separate communication channel or communication channels for transferring, for example, system information, signaling information, synchronization information from an end terminal 17, etc.

20 De werkwijze volgens de uitvinding biedt derhalve twee directe voordelen, dat wil zeggen de uit het eerste transmissiekanaal 27 gewonnen tijdstuurinformatie kan direct worden toegepast voor het sturen van de transmissie over het tweede transmissiekanaal 28, terwijl de extra bits als nuttig aanvullend communicatiekanaal of communicatiekanalen kunnen 25 worden ingezet.The method according to the invention therefore offers two direct advantages, ie the timing information obtained from the first transmission channel 27 can be directly used for controlling the transmission over the second transmission channel 28, while the additional bits can be useful as additional communication channel or channels. 25 are deployed.

Voor een deskundige zal het duidel ijk zijn dat in plaats van de bij wijze van voorkeur genoemde coderingstechnieken en chiplengten ook andere voor CDMA-transmissie geschikte coderingen kunnen worden toegepast met andere chiplengten.It will be apparent to one skilled in the art that, in place of the preferred coding techniques and chip lengths, other codings suitable for CDMA transmission may be used with other chip lengths.

30 In het algemeen geldt dat, indien de via het tweede transmissiekanaal 28 over te dragen bits in n chips worden gecodeerd en de over het eerste transmissiekanaal over te dragen bits in n+m chips worden gecodeerd, per modulo (n/m) overgedragen bits een extra bit op het tweede transmissiekanaal wordt tussengevoegd. Bij een efficiënte benutting 35 van de kanaalcapaciteit zal in het algemeen gelden dat m « n.In general, if the bits to be transmitted via the second transmission channel 28 are encoded in n chips and the bits to be transmitted via the first transmission channel are encoded in n + m chips, bits transferred per modulo (n / m) an extra bit on the second transmission channel is inserted. In the case of efficient utilization of the channel capacity, this will generally apply.

1005522 151005522 15

Figuur 4a toont een blokschema van een voorkeursuitvoe-ringsvorm van zendermiddelen 40 voor gebruik overeenkomstig de uitvinding in een verdeel- of schakelpunt in een transmissienet, zoals bijvoorbeeld het hoofd- of schakel station 16; 26 van een CATV-net 15 respectievelijk 5 25 (figuur 2a/b).Figure 4a shows a block diagram of a preferred embodiment of transmitter means 40 for use according to the invention in a distribution or switching point in a transmission network, such as, for example, the main or switching station 16; 26 of a CATV network 15 and 5 respectively (Figure 2a / b).

Een, aan een ingang 41 van de zendermiddelen 40 toegevoerd datasignaal wordt met behulp van middelen 42 differentieel gecodeerd en op bekende wijze in een In-fase (I) en Quadratuur-fase (Q) datastroom gesplitst, beide op de halve bitsnelheid. De arriverende seriële 10 datastroom 41 wordt daarbij tevens in een parallelle bitstroom geconverteerd. De I- en Q-datastromen worden in een signaalcodeereenheid 44 via een codegenerator 45 in CDMA-gecodeerde chipreeksen omgezet, zodanig dat elke datastroom naar een gebruiker met verschillende I- en Q-codes kan worden gecodeerd. De codering vindt plaats onder besturing van tijdstuur-15 middelen 43.A data signal applied to an input 41 of the transmitter means 40 is encoded differentially by means of means 42 and is split in known manner into an In-phase (I) and Quadrature-phase (Q) data stream, both at half the bit rate. The arriving serial 10 data stream 41 is also converted into a parallel bit stream. The I and Q data streams are converted into CDMA encoded chip sequences in a signal encoder 44 via a code generator 45, such that each data stream can be encoded to a user with different I and Q codes. The coding takes place under the control of timing means 43.

Data van andere gebruikers 48 worden op soortgelijke wijze CDMA-gecodeerd echter met andere unieke codereeksen. De betreffende I- en Q-chipreeksen worden door sommators 46 en 47 tot gezamenlijke I-en Q-chipreeksen gecombineerd. Deze I- en Q-chipreeksen worden vervolgens 20 door een bemonster- en houdschakel ing 49, digitale pulsvormmiddelen 50 bijvoorbeeld in de vorm van een zogeheten "square-root raised cosign"-doorlaatfilter en een Digitaal-Analoog (D/A)-omzetter 51 verwerkt tot een voor transmissie over het eerste transmissiekanaal geschikte pulsvorm.Data from other users 48 is similarly CDMA encoded, however, with other unique code strings. The respective I and Q chip sequences are combined by sums 46 and 47 to form common I and Q chip sequences. These I and Q chip series are then converted by a sample and hold circuit 49, digital pulse shaping means 50 in the form of a so-called square-root raised cosign pass filter and a Digital-Analog (D / A) converter. 51 is processed into a pulse form suitable for transmission over the first transmission channel.

Voor deskundigen zal het het duidelijk zijn dat de 25 houdfunctie vsn de schakeling 49 ook door de D/A-omzetter 51 kan worden vervuld en dat de schakeling 49 alleen als bemonsterschakeling kan zijn uitgevoerd, in het bijzonder als een zogeheten over-bemonsterschakeling ("oversampling circuit").It will be clear to those skilled in the art that the holding function of the circuit 49 can also be performed by the D / A converter 51 and that the circuit 49 can only be designed as a sampling circuit, in particular as a so-called over-sampling circuit (" oversampling circuit ").

De aldus gevormde I- en Q-chipreeksen worden op bekende 30 wijze in een analoge modulator 53 op respectievelijk I- en Q-draaggolfcom-ponenten gemoduleerd, middels een oscillator 54 en faseverschuiver 55. De I- en Q-componenten worden vervolgens met behulp van middelen 56 gecombineerd en op een, door een oscillator 57 verschafte, zenddraaggolf na filtering door een bandfilter 58 aan een uitgang 59 van de zendermidde-35 len 40 afgegeven voor transmissie over het eerste transmissiekanaal.The I and Q chip arrays thus formed are modulated in known manner in an analog modulator 53 on I and Q carrier components, respectively, by means of an oscillator 54 and phase shifter 55. The I and Q components are then converted by means of of means 56 combined and delivered to a transmitter carrier wave provided by an oscillator 57 after filtering through a band filter 58 to an output 59 of the transmitter means 40 for transmission over the first transmission channel.

1005522 161005522 16

De tijdstuurmiddelen 43 zijn gemeenschappelijk voor alle gebruikers 48, zodat automatisch een gesynchroniseerde CDMA-gecodeerde bitstroom vanaf een schakel- of verdeelpunt van een communicatiesysteem wordt overgedragen. Omdat de gecodeerde signalen voorafgaand aan de analoge 5 modulatie in het digitale domein worden gesommeerd, kan met een enkele analoge modulator 53 met zenddraaggolfgenerator 57 worden volstaan. Deze oplossing is van voordeel voor het terugwinnen van de draaggolf en voor coherente detectie bij de demodulatormiddelen in de eindaansluitpunten van het communicatiesysteem.Timing means 43 are common to all users 48, so that a synchronized CDMA encoded bitstream is automatically transferred from a switching or distribution point of a communication system. Since the encoded signals are summed in the digital domain prior to the analog modulation, a single analog modulator 53 with transmit carrier generator 57 will suffice. This solution is advantageous for the recovery of the carrier wave and for coherent detection at the demodulator means in the terminal points of the communication system.

10 Zoals in het voorgaande besproken, is de codegenerator 45 in de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding ingericht voor het coderen van bits middels een Hadamard-Walsh CDMA-code met een chiplengte van 128.As discussed above, the code generator 45 in the preferred embodiment of the invention is arranged to encode bits using a Hadamard-Walsh CDMA code with a chip length of 128.

Figuur 5a toont een blokschema van een zender 60 voor 15 gebruik in een eindaansluitpunt van een communicatiesysteem zoals bijvoorbeeld een eindaansluitpunt 17 van de in figuur 2a/b getoonde CATV-netten.Figure 5a shows a block diagram of a transmitter 60 for use in an end terminal of a communication system such as, for example, an end terminal 17 of the CATV networks shown in Figure 2a / b.

De zender 60 is voor het overgrote deel gelijk aan de zender 40 zoals boven beschreven en getoond in figuur 4a, met dit verschil 20 dat er uiteraard slechts één enkele datastroom aan een ingang 61 van de zender 60 als een CDMA-gecodeerde chipreeks aan een uitgang 62 van de zender 60 wordt afgegeven.Transmitter 60 is largely similar to transmitter 40 as described above and shown in Figure 4a, with the difference 20 that, of course, there is only a single data stream at an input 61 of transmitter 60 as a CDMA encoded chip sequence at an output 62 from the transmitter 60 is output.

Omdat de zender 60 op een tweede transmissiekanaal op een andere frequentieband informatie overdraagt, zullen de oscillator 57 25 en het banddoorlaatfilter 58 in de analoge modulator 63 op andere frequenties werken dan de oscillator 57 en het bandfilter 58 in de analoge modulator 53 van de zender 40.Since the transmitter 60 on a second transmission channel on a different frequency band transmits information, the oscillator 57 and the bandpass filter 58 in the analog modulator 63 will operate at different frequencies than the oscillator 57 and the band filter 58 in the analog modulator 53 of the transmitter 40 .

De signaalcodeereenheid 64 is voorzien van een codegenerator 65 welke in de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding 30 een Preferentially Phase Gold CDMA-code afgeeft voor het coderen van de I- en Q-bitstromen. In afwijking van de zender 40, wordt de codegenerator 65 in de zender 60 tijdgestuurd door uit de op het eerste transmissiekanaal van het communicatiesysteem teruggewonnen tijdstuurinformatie, zoals aangeduid met de signaalpijl 66 aan een ingang van stuurmiddelen 67 waaraan 35 tevens informatie van een stuurkanaal van het communicatiesysteem kan worden toegevoerd, zoals aangeduid met de signaalpijl 68. Over dit .1005522 17 stuurkanaal kan informatie omtrent het door de analoge modulator 63 af te geven zendvermogen aan de zender 60 worden toegevoerd, waartoe in de analoge modulator 63 stuurbare versterkermiddelen 69 zijn opgenomen, waarvan de versterking door de stuurmiddelen 67 wordt ingesteld.The signal encoder 64 includes a code generator 65 which, in the preferred embodiment of the invention, outputs a Preferentially Phase Gold CDMA code for encoding the I and Q bit streams. In deviation from the transmitter 40, the code generator 65 in the transmitter 60 is time-controlled by time control information recovered on the first transmission channel of the communication system, as indicated by the signal arrow 66 at an input of control means 67 to which information of a control channel of the control system is also assigned. communication system can be supplied, as indicated by the signal arrow 68. About this control channel, information about the transmission power to be delivered by the analog modulator 63 can be applied to the transmitter 60, for which controllable amplifier means 69 are included in the analog modulator 63, the gain of which is adjusted by the control means 67.

5 Figuur 5b toont een blokschema van een voorkeursuitvoe ringsvorm van een ontvanger 70 voor gebruik in een eindaansluitpunt van een communicatiesysteem.Figure 5b shows a block diagram of a preferred embodiment of a receiver 70 for use in an end terminal of a communication system.

Het aan een ingang 71 van een analoge demodulator 72 ontvangen signaal wordt middels een mengschakeling met een oscillator 74 10 en een bandfilter 75 op een bekende wijze naar een vaste middenfrequentie geconverteerd. De oscillator 74 en het bandfilter 75 zijn afgestemd voor ontvangst op het eerste transmissiekanaal, overeenkomstig de afstemming van de oscillator 57 en het bandfilter 58 in de zender 40. Vervolgens wordt het middenfrequentsignaal in I- en Q-basisbandsignalen omgezet, waartoe 15 uit het middenfrequentsignaal de modulatiedraaggolf middels een draaggolfterugwinschakeling 76 wordt teruggewonnen. Via laagdoorlaatfilters 77, Analoog-Digitaal (A/D)-omzetters 78 en pulsherstelschakelingen 79 worden de I- en Q-basisband chipreeksen aan een signaaldecodeerinrichting 80 toegevoerd.The signal received at an input 71 of an analog demodulator 72 is converted in a known manner to a fixed intermediate frequency by means of a mixing circuit with an oscillator 74 and a band filter 75. The oscillator 74 and the band filter 75 are tuned for reception on the first transmission channel, in accordance with the tuning of the oscillator 57 and the band filter 58 in the transmitter 40. Then, the intermediate frequency signal is converted into I and Q baseband signals, 15 of which from the intermediate frequency signal. the modulation carrier is recovered by a carrier recovery circuit 76. The I and Q baseband chip arrays are applied to a signal decoder 80 via low-pass filters 77, Analog-Digital (A / D) converters 78 and pulse recovery circuits 79.

20 De decodeerinrichting 80 heeft tot taak om uit de ontvangen CDMA-gecodeerde chipreeksen de overgedragen bits te reconstrueren. De reconstructie vindt plaats door vermenigvuldiging van de basisband I- en Q-reeksen met replica van de I- en Q-codes waarmee de bits in de zender 40 zijn gecodeerd.The decoder 80 has the task of reconstructing the transferred bits from the received CDMA encoded chip strings. The reconstruction takes place by multiplying the baseband I and Q strings by replicating the I and Q codes encoding the bits in the transmitter 40.

25 De signaaldecodeereenheid 80 is opgebouwd als een interpolatie/decimatieschakeling, omvattende interpolatiefliters 81, welke in feite digitale laagdoorlaatfilters zijn, bemonstermiddelen 82, 83 sommators 84 en een codegenerator 85, van hetzelfde soort als de codegenerator 45 in de zender 40.The signal decoder 80 is constructed as an interpolation / decimation circuit, comprising interpolation flashers 81, which are in fact digital low-pass filters, sampling means 82, 83 summers 84 and a code generator 85, of the same type as the code generator 45 in the transmitter 40.

30 De decodeereenheid 80 werkt zodanig, dat de I-chipstroom in een eerste en tweede chipstroom wordt gesplitst, waarbij de eerste chipstroom verder wordt verwerkt en via een gecombineerde datadetectie-, parallel serie- en decodeerschakeling 88 aan een uitgang 89 van de ontvanger 70 de gereconstrueerde bitstroom afgeeft. De tweede I-chipstroom 35 welke kan voor- of naijlen op de eerste I-chipstroom wordt in een tijdstuurterugwinschakeling 86 samen met het uitgangssignaal van een 1005522 18 schakeling 87, welke detecteert of de eerste I-chipstroom resulteert in het terugwinnen van de databits, tot een ti jdstuursignaal voor de zogeheten "down sampling" schakelingen 82 en de tijdstuurmiddelen 67 van de zender 60 verwerkt, zoals aangegeven door de signaal pijl 66. Zie ook figuur 5a.The decoder 80 operates such that the I-chip current is split into a first and second chip current, the first chip current is further processed and, via a combined data detecting, parallel series and decoding circuit 88 at an output 89 of the receiver 70 reconstructed bitstream. The second I-chip current 35 which can lead or lag on the first I-chip current becomes in a timing recovery circuit 86 together with the output of a 1005522 18 circuit 87, which detects whether the first I-chip current results in the recovery of the data bits, into a timing signal for the so-called "down sampling" circuits 82 and the timing means 67 of the transmitter 60, as indicated by the signal arrow 66. See also Figure 5a.

5 De middelen 87 sturen ook de versterking van het ontvangen signaal in de analoge demodulator 72 via stuurbare versterkermiddelen 73 en de codegenerator 85 in de signaaldecodeereenheid 80. Het door de terugwin-schakeling 86 teruggewonnen tijdstuursignaal wordt bij elk ontvangen databit bijgeregeld, zodat een nauwkeurige terugwinning van het kloksignaal 10 wordt bewerkstelligd.The means 87 also controls the gain of the received signal in the analog demodulator 72 via controllable amplifier means 73 and the code generator 85 in the signal decoder 80. The timing signal recovered by the recovery circuit 86 is adjusted with each data bit received so that an accurate recovery of the clock signal 10 is effected.

Figuur 4b toont een ontvanger 90 voor gebruik in een verdeel- of schakelpunt van het communicatiesysteem, zoals een hoofd- of schakel station 16; 26 van een CATV-net 15; 25. De werking van de ontvanger 90 komt grotendeels overeen met de werking van de ontvanger 70, echter 15 omdat de verschillende chipstromen vanaf de eindaansluitpunten c.q. de zenders 60 onafhankelijke frequenties en fasen bezitten, kan er geen draaggolfterugwinning plaatsvinden voordat de CDMA-signalen zijn gedecodeerd. In de analoge demodulator 92 met ingang 91 bevindt zich derhalve geen modulatiedraaggolfterugwinschakeling 76 maar een oscillator 20 54 met faseverschuiver 55, afgestemd voor ontvangst op het tweede transmissiekanaal. De signaaldecodeereenheid 93 is ingericht voor het via een digitale fasevergrendellusschakeling 94 terugwinnen van de verschillende datastromen, welke aan uitgangen 95 van de ontvanger 90 in seriële vorm worden afgegeven. Door demodulatie in het digitale domein kan met een 25 enkele analoge demodulator 92 in de ontvanger 90 worden volstaan. De digitale fasevergrendellusschakeling 94 omvat een schakeling 96 voor het schatten van fasefouten tussen de gedecodeerde chipreeksen en de chipreeksen van de codegenerator 98 in de signaaldecodeereenheid 93 en zogeheten complexe faserotatieschakelingen 97 welke de arriverende chips 30 over een geschatte fase in het complexe vlak roteren. Het reële deel van het fasegeroteerde complexe signaal wordt toegepast voor het terugwinnen van databits, terwijl het imaginaire deel voor het produceren van een foutsignaal wordt benut. Het foutsignaal wordt toegepast voor het maken van een schatting van de complexe fase van de arriverende chipstroom.Figure 4b shows a receiver 90 for use in a distribution or switching point of the communication system, such as a main or switching station 16; 26 from a CATV network 15; 25. The operation of the receiver 90 largely corresponds to the operation of the receiver 70, however, because the different chip currents from the terminal points or the transmitters 60 have independent frequencies and phases, carrier recovery cannot take place before the CDMA signals have been decoded. . The analog demodulator 92 with input 91 therefore does not contain a modulation carrier recovery circuit 76 but an oscillator 20 54 with phase shifter 55, tuned for reception on the second transmission channel. The signal decoder 93 is adapted to recover the various data streams which are output at outputs 95 of the receiver 90 in serial form via a digital phase lock loop circuit 94. Due to demodulation in the digital domain, a single analog demodulator 92 in the receiver 90 will suffice. The digital phase lock loop circuit 94 includes a circuit 96 for estimating phase errors between the decoded chip arrays and the chip arrays of the code generator 98 in the signal decoder 93 and so-called complex phase rotation circuits 97 which rotate the arriving chips 30 by an estimated phase in the complex plane. The real part of the phase-rotated complex signal is used to recover data bits, while the imaginary part is used to produce an error signal. The error signal is used to estimate the complex phase of the arriving chip current.

35 Via een codestuurschakeling 99 wordt uit de ontvangen chipstromen een signaal gewonnen dat een maat is voor de signaalsterkte 1005522 19 van de ontvangen chips en dat via een stuurkanaal aan de ontvanger 60 kan worden overgedragen, zoals boven beschreven en aangeduid met de signaal pijl 68 (zie fig. 5a).Via a code control circuit 99, a signal is obtained from the received chip currents which is a measure of the signal strength 1005522 19 of the received chips and which can be transmitted via a control channel to the receiver 60, as described above and indicated by the signal arrow 68 ( see fig. 5a).

Hoewel de, onder verwijzing naar de figuren 4 en 5 5 beschreven zenders en ontvangers de chips in QPSK ("Quadrature Phase Shift Keying")-modulatie overdragen, kunnen uiteraard ook anderemodulatiemetho-den worden toegepast, zoals bekend onder de acronymen BPSK, M-ASK, M-PSK, M-FSK en M-QAM. In plaats van de beschreven coherente detectietechnieken kan ook niet-coherente modulatie en demodulatie worden toegepast.Although the transmitters and receivers described with reference to Figures 4 and 5 transmit the chips in QPSK ("Quadrature Phase Shift Keying") modulation, other modulation methods can of course also be used, as known under the acronyms BPSK, M- ASK, M-PSK, M-FSK and M-QAM. Instead of the described coherent detection techniques, non-coherent modulation and demodulation can also be used.

10 Overeenkomstig de uitvinding is de zender 60 van middelen 100 voorzien voor het aan de bitstroom toevoegen van bits, teneinde aan de uitgang 62 zoveel mogel ijk dezelfde chiptransmissiesnelheid te bewerkstelligen als aan de uitgang 59 van de zender 40. Hierdoor kan de, uit de door de ontvanger 70 aan zijn ingang 71 ontvangen chipstroom 15 teruggewonnen tijdstuurinformatie 66 direct aan de zender 60 worden toegevoerd, zoals boven beschreven.In accordance with the invention, the transmitter 60 is provided with means 100 for adding bits to the bitstream, in order to achieve as much as possible the same chip transmission rate at the output 62 as at the output 59 of the transmitter 40. the receiver 70 received at its input 71 chip stream 15 recovered timing information 66 is fed directly to the transmitter 60, as described above.

De ontvanger 90 is voorzien van middelen 101 waarmee de toegevoegde bits uit de ontvangen datastroom kunnen worden teruggewonnen, zodat één of meer afzonderlijke communicatiekanalen worden verkregen 20 wel ke voor het overdragen van systeeminformatie synchronisatie-informatie, etc. kunnen worden toegepast, zoals boven beschreven.The receiver 90 is provided with means 101 with which the added bits can be recovered from the received data stream, so that one or more separate communication channels are obtained, which can be used for transmitting system information, synchronization information, etc., as described above.

Doordat de modulatoren en demodulatoren nagenoeg volledig digitaal zijn geïmplementeerd kunnen deze tot zogeheten "Application Specific Integrated Circuit" (ASIC) modems worden 25 geïntegreerd, hetgeen uit kostentechnisch oogpunt bijzonder van voordeel is.Because the modulators and demodulators are implemented almost entirely digitally, they can be integrated into so-called “Application Specific Integrated Circuit” (ASIC) modems, which is particularly advantageous from a cost-technical point of view.

Figuur 6 toont een voorbeeld van een CDMA-kanaalstructuur voor het vanaf een verdeel- of schakelpunt in een communicatiesysteem volgens de uitvinding overdragen van informatie. In dit voorbeeld zijn 30 drie stuurkanalen voorzien, een pilootkanaal 110, een synchronisatiekanaal 111, een oproepkanaal 112 en een veelheid van datakanalen 113. Elk kanaal bezit digitale signaalcodeermiddelen 114 en filter- en D/A-omzetterschake-lingen 115, zoals boven beschreven in samenhang met figuur 4a. De I- en Q-componenten van de verschillende kanalen worden met behulp van 35 sommeermiddelen 116 en 117 tot I- en Q-chipstromen voor verdere verwerking door een analoge modulator samengevoegd.Figure 6 shows an example of a CDMA channel structure for transferring information from a distribution or switching point in a communication system according to the invention. In this example, three control channels are provided, a pilot channel 110, a synchronization channel 111, a paging channel 112, and a plurality of data channels 113. Each channel includes digital signal encoding means 114 and filter and D / A converter circuits 115, as described above in coherence with figure 4a. The I and Q components of the different channels are combined by means of summing means 116 and 117 into I and Q chip currents for further processing by an analog modulator.

1005522 201005522 20

Overeenkomstig de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, kan het pilootkanaal 110 door middel van de Walshcode 0 worden gecodeerd, zoals aangegeven met de signaalpijl 118. Het synchronisatieka-naal kan bijvoorbeeld met Walshcode 64, pijl 119, en het oproepkanaal kan 5 bijvoorbeeld met walshcode 1, pijl 120 worden gecodeerd. De kanalen 113 kunnen met de overige Walshcodes 2-63, 65, 128 worden gecodeerd, zoals aangegeven met signaalpijl 121, waarbij is verondersteld dat Hadamard-Walshcodes ter grootte van 128 chips beschikbaar zijn, hetgeen resulteert in een maximum van 128 gelijktijdig werkzaam CDMA-verbindingen.In accordance with the preferred embodiment of the invention, the pilot channel 110 can be encoded by means of the Walsh code 0, as indicated by the signal arrow 118. The synchronization channel can be, for example, with Walsh code 64, arrow 119, and the calling channel, for example, with walsh code 1, arrow 120 are coded. Channels 113 can be encoded with the other Walsh Codes 2-63, 65, 128, as indicated by signal arrow 121, assuming Hadamard Walsh codes of 128 chips are available, resulting in a maximum of 128 concurrent CDMA connections.

10055221005522

Claims

A method for duplex communication in a Code Division Multiple Access (CDMA) communication system in which data bits encoded in a number of 5 symbols or "chips" are transmitted via a first transmission channel in a first communication direction and via a second transmission channel in a second communication direction, with the characterized in that the data bits in the first communication direction are encoded in a larger number of chips than the data bits in the second communication direction and that in the second communication direction a number of bits is added to the data bits to be transmitted, such that on the first and the second transmission channel, essentially equal chip transmission rates are realized, the added bits being combined into at least one separate communication channel in the second communication direction.

Method according to claim 1, characterized in that a bit to be transmitted in n chips via the second transmission channel is encoded and a bit to be transmitted in the first transmission channel is encoded in n + m chips, wherein n and m are integers are with 20 m.

Method according to claim 2, characterized in that an additional bit is inserted per modulo (n / m) data bits.

Method according to claim 2, characterized in that the extra bits are added blockwise to the data bits.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the additional bits are used for controlling the communication, in particular for error correction, synchronization and / or signaling purposes.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the communication system is arranged for transmission from a distribution or switching point over the first transmission channel to a plurality of end points and for transmission from end points over the second transmission channel to the divide or switch point under timing from the first transmission channel obtained timing information, the bits to be transferred over the first transmission channel according to a Hadamard-Walsh CDMA code and the bits to be transmitted over the 1005522 second transmission channel according to a Preferentially Phase Gold CDMA code to be transferred.

Method according to claim 6, characterized in that the Hadamard-Walsh CDMA code has a chip length of at least 128 and the Preferentially Phase Gold CDMA code has a chip length of at least 127.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that the communication system comprises a Community Antenna Television (CATV) network.

Method according to claim 6, 7 or 8., characterized in that the communication system comprises an electricity distribution network, including an electric traction distribution network.

10. Code Division Multiple Access (CDMA) communication system for duplex communication, comprising transceiver means provided with 15 modulator means for encoding data bits to be transmitted and demodulator means according to a predetermined code in a plurality of symbols or "chips". decoding code from received chips of data bits, having a first transmission channel for transmission in a first communication direction and a second transmission channel for transmission in a second communication direction, characterized in that the modulator means for transmission over the first transmission channel are arranged for coding the data bits more than the modulator means for transmission over the second transmission channel, operatively connected to the modulator means for transmission over the second transmission channel for adding such a number of bits to the data bits to be transmitted that substantially equal chip transmission rates are realized on the first and second transmission channels, and having second means operatively connected to the demodulator means for transmission over the second transmission channel 30 for recovering the added bits from the transferred bits, said added bits being at least one separately communication channel in the second communication direction.

CDMA communication system according to claim 10, characterized in that the modulator means for transmission over the second transmission channel are adapted to encode a bit in n chips to be transmitted, the modulator means for transmission over the first 1005522 * * * transmission channel are arranged to encode a bit in n + m chips, and n and tn are integers with m «n.

CDMA communication system according to claim 11, characterized in that the first and second means are arranged for adding or removing an extra bit per 5 modulo (n / m) data bits.

CDMA communication system according to claim 10 or 11, characterized in that the first and second means are arranged for adding or removing extra bits in blocks.

CDMA communication system according to one or more of claims 10 to 13, characterized in that the modulator means for transmission over the first transmission channel and the demodulator means for transmission over the second transmission channel are connected to system clock means for timing. of the transmission and wherein the modulator means for transmission over the second transmission channel and the demodulator means for transmission over the first transmission channel are provided with means for timing the transmission under the control of time control information extracted from the first transmission channel.

CDMA communication system according to one or more of claims 10 to 14, characterized in that the modulator means for transmission over the first transmission channel are arranged for transmission of bits encoded in accordance with a Hadamard-Walsh CDMA code and wherein the modulator means for transmission over the second transmission channel are arranged for transmitting bits transmitted in accordance with a Preferentially Phase Gold CDMA code.

CDMA communication system according to one or more of claims 10 to 15, characterized in that the first and second transmission channels comprise transmission channels formed by a Community Antenna Television (CATV) network, wherein the modulator means for transmission 30 first transmission channel and the demodulator means for transmission over the second transmission channel are placed in a distribution or switching center of the CATV network, the modulator means for transmission over the second transmission channel and the demodulator means for transmission over the first transmission channel at a plurality of end connection points of the CATV network have been established. 1005522

CDMA communication system according to one or more of claims 10 to 15, wherein the first and second transmission channels comprise transmission channels formed by an electricity distribution network, including an electric traction distribution network, wherein the modulator means for transmission over the first transmission channel and the demodulator means for transmission via the second transmission channel are arranged in a distribution or switching center of the electricity distribution network and wherein the modulator means for transmission over the second transmission channel and the demodulator means for transmission over the first transmission channel are arranged at a plurality of terminal points of the electricity distribution network.

Modulator and demodulator means for use in a CDMA communication system according to one or more of claims 10 to 17, adapted to transmit bits according to a predetermined CDMA code 15 and provided with means for transmission add data bits from additional bits.

Modulator and demodulator means for use in a CDMA communication system according to one or more of claims 10 to 17, adapted to transfer bits according to a predetermined CDMA code 20 and provided with means for recovering from received bits additional bits added to this. 1005522