BRPI9911341B1 - uma ou mais estações de rádio em um sistema de comunicações móvel de propagação de espectro de seqüência direta, em um sistema de comunicações móvel de múltiplo acesso por divisão de código, processo em um sistema de comunicações de múltiplo acesso por divisão de código, gerador de códigos cdma proporcionando códigos de propagação cdma, processo em um sistema de comunicações móveis incluindo uma pluralidade de estações de rádio base, e, processo em um sistema de comunicações móvel incluindo uma estação base - Google Patents

Abstract

"uma ou mais estações de rádio em um sistema de comunicações móvel de propagação de espectro de seqüência direta, em um sistema de comunicações móvel de múltiplo acesso por divisão de código, processo em um sistema de comunicações de múltiplo acesso por divisão de código, gerador de códigos cdma proporcionando códigos de propagação cdma, processo em um sistema de comunicações móveis incluindo uma pluralidade de estações de rádio base, e, processo em um sistema de comunicações móvel incluindo uma estação base". seqüências de código opcionais são geradas para uso em funções de propagação e despropagação em um sistema de comunicações de múltiplo acesso por divisão de código (cdma). particularmente, uma família de códigos de propagação quadrifásicos é empregada que proporciona um número máximo de códigos de propagação para realizar uma alta capacidade no sistema de comunicações cdma enquanto ao mesmo tempo tendo uma mínima correlação cruzada entre quaisquer dois códigos de propagação dentro daquela família para assegurar que a interferência de correlação cruzada seja mantida em ou abaixo de níveis aceitáveis. aquela família de código de propagação quadrifásico ideal é a família s(2) de seqüências de código quadrifásico de comprimento l = 2^ m-1^, onde m é um número inteiro maior que ou igual a 5. a dimensão da família s(2)de códigos de propagação quaternários é (l + 2)(l + 1)^ 2^, e a máxima correlação cruzada é 1 + 4 <sym>(l + 1). os códigos de propagação de preferência são alocados às estações base utilizando subgrupos de código específicos da família s(2) tendo as mesmas propriedades de correlação cruzada da família s(0) e/ou s(1) de códigos. os códigos de propagação são vantajosamente estendidos em um ou mais símbolos de código quando necessário ou de outro modo desejável. por exemplo, para suportar serviços de taxa de transmissão variável, há conveniência em empregar códigos de propagação cujo comprimento possa ser expresso como um múltiplo inteiro de cada fator de propagação no sistema de comunicações móvel. uma vez que os códigos de propagação individuais tem um comprimento de 2^ m^ - 1, um símbolo de código é adicionado ao código de propagação gerado.

Description

"UMA OU MAIS ESTAÇÕES DE RÁDIO EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES MÓVEL DE PROPAGAÇÃO DE ESPECTRO DE SEQÜÊNCIA DIRETA, EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES MÓVEL DE MÚLTIPLO ACESSO POR DIVISÃO DE CÓDIGO, PROCESSO EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES DE MÚLTIPLO ACESSO POR DIVISÃO DE CÓDIGO, GERADOR DE CÓDIGOS CDMA PROPORCIONANDO CÓDIGOS DE PROPAGAÇÃO CDMA, PROCESSO EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES MÓVEIS INCLUINDO UMA PLURALIDADE DE ESTAÇÕES DE RÁDIO BASE, E, PROCESSO EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES MÓVEL INCLUINDO UMA ESTAÇÃO BASE".

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a comunicações por propagação de espectro, e mais especificamente, à geração de sequências de código ideais usadas para desempenhar funções de propagação e despropagação em comunicação de múltiplo acesso por divisão de código.

FUNDAMENTOS E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um sistema de propagação de espectro de seqüência direta (DSSS) é um sistema de banda larga no qual a inteira largura de banda de freqüência do sistema é disponível para cada usuário todo o tempo. Um sistema DSSS emprega um sinal de propagação que expande ou “propaga” a largura de banda do sinal transmitido muito mais do que é requerido para a transmissão de símbolos de informação. O sinal de propagação é usualmente denominado de código ou seqüência de embaralhamento ou propagação. O termo código de propagação é genericamente adotado para a presente descrição. Esta é a razão pela qual os sistemas DSSS também são designados de sistemas de Múltiplo Acesso por Divisão de Código de Seqüência Direta. Em geral, os códigos de difusão ou propagação são usualmente bifásicos, com elementos pertencentes ao conjunto {+1, -1}, ou polifásicos, com elementos pertencentes ao conjunto de números complexos correspondentes a pontos eqüidistantes sobre o círculo unitário no plano complexo. Por exemplo, quadrifase corresponde a quatro pontos de comprimento unitário a partir da origem.

Em geral, existe uma conciliação entre o aumentar o número de códigos de difusão e o decrescer a interferência. O número de códigos de propagação usados para distinguir usuários de estação móvel, particularmente na direção de enlace ascendente de uma estação móvel para uma estação base, deve ser o maior possível. Isto porque mais códigos de difusão ou propagação proporcionar mais canais de rádio para que mais estações móveis possam comunicar-se o mesmo tempo na mesma área geográfica. Porém o aumento da capacidade em um sistema CDMA chega a um nível de custo/interferência que reduz a qualidade de comunicação para todos os usuários. Todavia, há conveniência que o grau de correlação entre quaisquer dois dos códigos de difusão seja reduzido para minimizar a interferência entre as estações móveis se comunicando utilizando aqueles códigos. Mais formalmente, a máxima correlação cruzada, periódica entre quaisquer dois códigos de difusão deve ser tão baixo quanto possível. A correlação cruzada periódica, também designada de correlação par, é igual a uma saída de correlação sob a presunção de que o formato de modulação de dados não se altera durante a operação de correlação. Na prática, sucessivos símbolos de modulação de dados tem valores aleatórios mais exatamente do que periódicos. Por conseguinte, uma função de correlação ímpar representa melhor a saída de correlação quando um símbolo de dados de sinal interferência se altera durante a operação de correlação. Embora ambas as funções de correlação par e ímpar devam ser avaliadas para obter uma medida de interferência para quaisquer dois códigos de difusão alocados a um par de estações móveis para determinar o grau de correlação cruzada, a correlação cruzada ímpar é difícil de determinar teoricamente para um conjunto dado de códigos de difusão. Por conseguinte, a função de correlação par é usada para comparar diferentes famílias ou grupos de códigos de difusão para determinar uma família/gruo ideal. A presente invenção apresenta um conjunto ideal de códigos de difusão para uso por exemplo em um sistema de rádio comunicações móvel CDMA de banda larga (WCDMA). Embora este grupo de códigos de difusão possa ser empregado em transmissões de enlace descendente, sincronizadas, da estação base, é particularmente útil na direção de enlace ascendente da estação móvel para a estação base onde as diferentes estações móveis não são mutuamente sincronizadas. A família de códigos de difusão ideal proporciona um grande número de códigos que também tem baixa correlação cruzada entre códigos de difusão para todos os deslocamentos de tempo possíveis entre as diferentes estações móveis. Desta maneira, a capacidade de comunicações móveis é significativamente aumentada enquanto ainda proporcionando rádio comunicações satisfatórias com interferência mínima para/das outras estações móveis.

Em uma concretização preferencial, a família de código ideal é a família S(2) de seqüências de código quadrifásico de comprimento L = 2m-1, onde m é um número inteiro maior que ou igual a 5. Os códigos na família S(2) são gerados pelo somador módulo-4 três seqüências de componentes que incluem uma primeira seqüência quaternária de componentes a(n), uma segunda seqüência binária de componentes b(n), e uma terceira seqüência binária de componentes c(n), onde as seqüências binárias b(n) e c(n) são multiplicadas por dois anteriormente à soma. A dimensão da família, isto é, o número de códigos de difusão quaternários, é {L + 2)(L +1)2, e a máxima correlação cruzada entre quaisquer dois dos códigos é 1+4 V(X + 1). As três seqüências de componentes podem ser geradas utilizando geradores de registradores de deslocamento de realimentação linear correspondentes. O conjunto de seqüências (L+2)(L+1)2 diferente S(2) é obtido combinando as diferentes seqüências de componente diferentes produzidas pelos estados de registrador de deslocamento iniciais diferentes: estados iniciais (L+2) para uma seqüência a(n) e estados iniciais (L+l) para seqüências b(n) e para c(n). A título de exemplo, o número de códigos de difusão S(2) tendo um comprimento (L) de 255 chips é 16 842 752 com uma máxima correlação cruzada par, absoluta, máxima de 65. Mais de 16 milhões de códigos de difusão de enlace ascendente proporcionam considerável capacidade de sistema. Se presumir-se que não mais de 256 estações moveis serão servidas em um único setor de estação base, então 65 792 grupos de código podem ser reutilizados no sistema de comunicações móvel. Este grande número de conjuntos de código proporciona considerável flexibilidade em planejamento de rede.

Embora os códigos de difusão da família £(2)possam ser aleatoriamente selecionados e alocados a vários usuários em um sistema de comunicações móveis CDMA, uma concretização típica preferencial da presente invenção aloca os códigos de difusão de acordo com um procedimento de alocação de código específico que obtém resultados mais vantajosos comparado com a seleção de códigos aleatória. Presumindo-se que o inteiro sistema de comunicações móveis empregue a família S(2) de códigos, subgrupos de código de difusão específicos da família S(2) de códigos são alocados à cada estação base (ou setor de estação base). Os subgrupos de código de difusão tem as mesmas propriedades de correlação cruzada das famílias S(0) e/ou S(l)e proporciona interferência reduzida para estações móveis operando na mesma estação base (ou no mesmo setor de estação base) quando comparado com códigos aleatoriamente selecionados da família S(2) de códigos.

Capacidade é um aspecto importante de um sistema de comunicações, porém serviços também são muito importantes. Existem determinados serviços prestados em sistemas de comunicações móveis como sistemas celulares WCDMA que podem exigir ou suportar mais de uma taxa (de transferência) de dados. Para taxa variável e outros serviços, é desejável proporcionar códigos de difusão cujo comprimento possa ser expresso como um múltiplo inteiro de cada fator de difusão no sistema de comunicações móvel. O fator de difusão corresponde ao números de chips usado para a difusão de um único símbolo de dados. Códigos de difusão relativamente curtos, cujo período de código cobre um ou mais símbolos de dados, são desejáveis para suportar detecção de multiusuários de baixa complexidade nas estações de rádio base CDMA.

Uma maneira de implementar múltiplas taxas (de transferência) de dados é utilizar aquelas taxas de dados que permitam correspondentes fatores de difusão (SF)a serem expressos como SF(k) = L/2k, onde L é o comprimento de cada código de difusão na família de códigos, e k é um número inteiro positivo e varia em proporção à taxa de dados. Por conseguinte, o comprimento de código de difusão deve ser determinada potência de dois. Tendo o comprimento de código de difusão suscetível de ser expresso como um múltiplo inteiro de cada possível fator de difusão no sistema alivia significativamente a sincronização total no receptor tomando o mesmo independente da taxa de dados. Em outras palavras, se o período de código de difusão contém um número inteiro de símbolos de dados, os quadros de dados e sincronização de dados no receptor são derivados automaticamente quando a seqüência de despropagação do receptor é sincronizada com o sinal entrante. Caso contrário, a posição de símbolo de dados com respeito ao período de código de difusão (relativamente pequeno) flutua com o tempo, isto é, é diferente em consecutivos períodos de código de difusão. Consequentemente, é difícil afixar um único sinal de sincronização de dados a um período de código de difusão, e consequentemente, um circuito separado adicional a um circuito de sincronização de dados tem de ser empregado para adquirir e rastrear a sincronização de dados.

Todavia, o comprimento (L) dos códigos em famílias de código de difusão típicas é 2m - 1, como a família de código de difusão S(2) descrita acima. Por exemplo, se m=8, o comprimento de código é de 255. Para obter as vantagens de alta capacidade ideal com mínima interferência de código de correlação cruzada assim como suportar aplicações de taxas de dados variáveis, a presente invenção estende o comprimento de cada código de difusão por um símbolo de código para tomar o comprimento de código de difusão uma potência de dois. Em uma concretização típica preferencial, um símbolo de código adicional é acrescentado no fim de cada código de difusão. Mais especificamente, o código de difusão estendido é obtido adicionando outro símbolo de código após L símbolos do código original (não estendido) de comprimento L.

Em uma concretização típica, o símbolo de código adicional pode ser fixo, isto é, ter o mesmo valor, para todos os códigos de difusão na família. Em outras concretizações típicas, o símbolo de código acrescentado tem o mesmo valor do primeiro chip no código de difusão original. No caso de códigos de difusão quaternários como aqueles na família S(2), o símbolo de código de difusão adicional pode ter quatro valores possíveis, isto é, 0, 1, 2 ou 3. De preferência, o valor do símbolo de código de difusão adicional é selecionado para otimizar a correlação cruzada mútua entre os códigos de difusão estendidos.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

Os precedentes e demais objetivos, aspectos característicos, e vantagens da invenção se evidenciarão da seguinte descrição de concretizações preferenciais assim como ilustrada nos desenhos apensos nos quais caracteres de referência se referem às mesmas partes através das várias vistas. Os desenhos não estão necessariamente em escala, maior ênfase sendo dada em vez disso a ilustrar os princípios da invenção. A fig. 1 é um diagrama em blocos funcional de um sistema de comunicações m’[oveis típico no qual a presente invenção pode ser vantajosamente empregada; A fig. 2 é um diagrama em blocos funcional de um transceptor de estação de rádio típico no qual a presente invenção pode ser vantajosamente empregada; A fíg. 3 é um diagrama em blocos funcional ilustrando detalhes adicionais dos blocos de difusão e moduladores mostrados na fíg. 2. A fig. 4 ilustra um diagrama de círculo unitário ilustrando quatro valores quadrifásicos em um plano complexo; A fig. 5 é um fluxograma ilustrando procedimentos típicos para proporcionar um código de difusão de uma família de código de difusão S(2) ideal de acordo com a presente invenção; A fíg. 6 é um diagrama esquemático ilustrando em maior detalhe o gerador de código mostrado na fig. 2; A fig. 7 é um diagrama esquemático ilustrando um gerador de código de difusão estendido de acordo com uma concretização típica de símbolo estendido fixo; e A fig. 8 é um diagrama esquemático ilustrando um gerador de código de difusão estendido típico de acordo com uma concretização típica de símbolo estendido periódico; A fíg. 9 é um diagrama em blocos funcional ilustrando procedimentos típicos de acordo com uma concretização de código de difusão estendido da presente invenção; e A fig. 10 é um gráfico ilustrando um desempenho dos códigos de difusão estendido fixo e periódico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

Na descrição que se segue, para fins de explanação e não de limitação, detalhes específicos são apresentados, tais como concretizações específicas, procedimentos, técnicas, etc., de maneira a oferecer uma compreensão completa da presente invenção. Todavia, será evidente aqueles versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada em outras concretizações que se afastam destes detalhes específicos. Por exemplo, embora a presente invenção seja por vezes descrita no contexto de uma estação de rádio móvel utilizando códigos de difusão de enlace ascendente, a presente invenção é igualmente aplicável a outras estações de radio, p.ex., estações de rádio base, e na verdade, a quaisquer sistemas de comunicações de propagação de espectros. Em outros casos, descrições detalhadas de processos, interfaces, dispositivos e técnicas de sinalização bem conhecidas são omitidas de maneira não obscurecer a descrição da presente invenção com detalhes desnecessários.

A presente invenção é descrita no contexto de um sistema de telecomunicações móvel universal (UMTS) 10 mostrado na fíg. 2. Uma rede de núcleo externa, orientada a conexão, representativa, mostrada como um nuvem 12 pode ser por exemplo a Rede de Telefonia Comutada Pública (PSTN) e/ou a Rede Digital de Serviços Integrados (ISDN). Uma rede de núcleo externa orientada a sem conexões representativa mostrada como um nuvem 14, pode ser por exemplo a Internet. Ambas as redes de núcleo são acopladas com correspondentes nós de serviço 16. A rede PSTN/ISDN orientada a conexão 12 é conectada com nó de serviço orientado a conexão mostrado como um nó de Centro de Comutação Móvel (MSC) 18 que presta serviços por comutação de circuitos. No modelo GSM existente, o MSC 18 é conectado através de uma interface A com o Subsistema de Estação Base (BSS) 22 que por sua vez é conectado com a estação de radiobase 23 através da interface A. A rede orientada a sem conexões de Internet 14 é conectada com um nó de General Packet rádio Service (GPRS) 20 personalizado para prestar serviços do tipo comutado por pacotes. Cada um dos nós de serviço de rede de núcleo 18 e 20 conecta-se com uma Rede de Acesso de rádio UMT (URAN) 24 através de uma interface de rede de acesso de rádio (RAN). URAN 24 inclui um ou mais controladores de rede de rádio 26. Cada RNC 26 é conectado com uma pluralidade de estações base (BS) 28 e com quaisquer outros RNCs na URAN 24.

Na concretização preferencial, o acesso de rádio é baseado sobre Múltiplo Acesso por Divisão de Código de banda larga (WCDMA) com canais de rádio individuais alocados utilizando códigos de difusão CDMA. WCDMA proporciona largura de banda ampla para serviços multimídia e outras demandas de alta velocidade assim como características robustas como transferência de diversidade e receptores RAKE para assegurar alta qualidade. Cada estação móvel 24 é alocada seu próprio código de difusão para que uma estação base 20 identifique transmissões daquela estação móvel específica assim como para a estação móvel identificar transmissões da estação base propostas para aquela estação móvel em relação a todas as outras transmissões e ruído presente na mesma área.

Um transceptor de estação de rádio CDMA 30 no qual a presente invenção pode ser empregada é mostrado na fig. 2 em formato em blocos funcional. Aqueles versados na técnica apreciarão que outras funções de rádio transceptor usadas em transceptores CDMA não particularmente pertinentes à presente invenção deixam de ser mostradas. Na ramificação de transmissão, bits de informação a serem transmitidos são recebidos por um propagador 32 que efetua a difusão daqueles bits de informações através do espectro de freqüência disponível, (para CDMA de banda larga esta banda de freqüência podería ser por exemplo de 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz ou mais), de acordo com um código de propagação gerado por um gerador de código de difusão 40. O controlador 44 determina qual código de difusão deve ser prestado pelo gerador de código 40 ao propagador ou difusor 32.0 código de difusão fornecido pelo gerador de código 40 corresponde a um canal de rádio em um sistema de comunicações CDMA. Devido a um número muito grande de símbolos de código (às vezes denominado de “chips”) poder ser usado para codificar cada bit de informação (dependendo da taxa (de transferência) de dados atual em um sistema de taxa de dados variável tal como um sistema WCDMA), a operação de difusão aumenta consideravelmente a taxa d dados desse modo expandindo a largura da banda de sinais. O sinal de difusão é fornecido a um modulador 34 que modula o sinal de difusão sobre uma portadora de RF. Um oscilador 42 gera uma portadora de rádio ffeqüência apropriada a uma ffeqüência selecionada pelo controlador 44. O sinal RF modulado é então filtrado e amplificado no bloco de processamento RF 36 antes de ser transmitido através da rádio interface por intermédio da antena 38.

Operações similares porém inversas são executadas na ramificação de recepção do transceptor 30. Um sinal RF é recebido por antena 38 e filtrado no bloco de processamento de RF 150. O sinal processado é então demodulado para extrair o sinal de banda base da portadora de RF em um demodulador 48 utilizando um sinal de portadora RF apropriado fornecido pelo oscilador 44. O sinal demodulado é despropagado em um despropagador 46 de acordo com um código selecionado pelo controlador 44 e gerado pelo gerador de código 40. O sinal despropagado corresponde aos bits de informação recebidos na banda base que são então tipicamente adicionalmente processados. Embora blocos funcionais individuais sejam mostrados no transceptor de estação de rádio 30, aqueles versados na técnica apreciarão que estas funções podem ser desempenhadas por circuitos de hardware individuais, por um processador digital convenientemente programado, por um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), e/ou por um ou mais processadores de sinalização digitais (DSPs). A fig. 3 ilustra em forma esquemática detalhes típicos adicionais do difusor 32 e do modulador 34. Uma vista esquemática similar se aplicaria ao demodulador 48 e ao despropagador 46 com funções opostas no sentido inverso. Chaveamento de fase em quadratura (QPSK) é usado tanto para a modulação de dados (efetuada pelo difusor 32) como a modulação de propagação (efetuada pelo modulador de quadratura 34). A figura 4 ilustra quatro pontos quadrifásicos no círculo unitário correspondente ao plano complexo definido por um eixo geométrico real 1 e um eixo geométrico imaginário Q. Os valores de alfabeto quadrifase correspondem à onde j = V-1. O difusor típico 32 na fig. 3 inclui dois fluxos de informação bifásicos (± 1) a serem demodulados separadamente, tal como um fluxo de dados de tráfego e um fluxo de dados de controle, que são introduzidos em respectivos multiplicadores 52 e 54 para serem propagados e IQ multiplexados. Os fluxos de dados de tráfego e controle são propagados por diferentes códigos de canalização e a seguir mapeados ou correlacionados com as ramificações I e Q. Códigos de canalização são empregados para separadamente identificar e distinguir os fluxos de informações real e imaginário no receptor, mesmo se houver sincronização de fase I e Q imperfeita no receptor. Na situação onde múltiplos fluxos de dados de tráfego e controle devem ser transmitidos em paralelo a partir de um único usuário móvel, (p.ex. transmissões multicódigo - propostas para taxas de transferência de dados muito altas), múltiplos códigos de canalização ortogonais são usados para realizar os canais de código paralelos necessários. Os canais de canalização podem ser baseados sobre os códigos denominados de Fator de Propagação Variável Ortogonal (VSF) que mantém a ortogonalidade mesmo se diferentes fatores de propagação são usados. Os códigos de canalização são comuns para todas estações móveis.

Os fluxos de informação I e Q representam as partes real e imaginária de um fluxo de dados complexos a ser transmitidos através de um canal de rádio CDMA. Na presente descrição, fluxos de informação real e imaginária e correspondentes códigos de canalização diferentes foram empregados para gerar um sinal complexo a ser propagado utilizando um correspondente código de propagação CDMA de radio. Todavia, o sinal não necessita ser complexo. Na verdade, a presente invenção pode ser empregada para propagar qualquer tipo de sinal de informação. O código de propagação gerado pelo gerador de código de propagação 40 é empregado pelo multiplicador complexo 6 para propagar o sinal de informação complexo. O multiplicador complexo 60 em um modulador de dados QPSK efetua a multiplicação complexa entre o fluxo de dados complexo / + jQ e um código de propagação complexo (p.ex., temporariamente alocado a uma estação móvel) para fornecer a saída de sinal de propagação ao modulador 34. O modulador de quadratura 34 divide o sinal propagado em fluxos real (I) e imaginário (Q) que são processados por um correspondente filtro modelador de pulsos 62, 64, tal como um filtro cosenoidal elevado a raiz, e então fornecido a respectivos misturadores 66 e 68 que também recebem versões em fase e em quadratura da portadora de RF. Os sinais de quadratura de portadora modulados são somados no somador 70 e emitidos para o bloco de processamento RF 36.

Como mencionado acima, o número de códigos de propagação CDMA usados para distinguir usuários de estação móvel, particularmente na direção de enlace ascendente de uma estação móvel para uma estação base devem os maiores possíveis para permitir mais estações móveis a se comunicarem ao mesmo tempo na mesma área geográfica. Por outro lado, o número de códigos de propagação não pode ser demasiadamente grande, caso contrário, existe demasiada interferência gerada entre estações móveis para ter uma comunicação aceitável. A presente invenção apresenta um conjunto de códigos de propagação com um equilíbrio ideal: um número relativamente grande de códigos de propagação com somente mínima correlação cruzada periódica entre quaisquer dois dos códigos de propagação na família.

Para comparação, parâmetros de várias famílias de código de propagação bifásico e quadrifásico são mostrados na Tabela I abaixo. A dimensão de alfabeto corresponde ao número de diferentes valores que cada símbolo de código pode assumir. Para códigos bifásicos, a dimensão de alfabeto é dois; para códigos quadrifásicos a dimensão de alfabeto é quatro. O comprimento de sequência (L) é o número de símbolos de código (“chips ”) em cada código e para todas as famílias de código na Tabela I é igual a 2m - 1 , onde m é um número inteiro positivo os valores possíveis do qual podem ser restritos dependendo de como a família de código específica é construída. A dimensão de família (M)é o número de códigos em uma família de código de propagação específica. Tanto maior a dimensão da família M, tanto maior a capacidade. A máxima correlação cruzada absoluta (Cmax é máxima correlação cruzada periódica entre quaisquer dois códigos de propagação na família de código de propagação.

Baseada sobre esta análise de várias características destas famílias de código, a requerente que a S(2) de códigos de propagação oferece a conciliação ideal entre o máximo número (M) de códigos de propagação, (L + 2)(L + 1) , e a menor correlação cruzada, 1 + 4VL+1. Em outras palavras, para os S(2) códigos de propagação, a relação do número de códigos de propagação para o pico de correlação cruzada é maximizada para um comprimento de código de propagação dado L. As famílias de código de propagação S(l) e S(2) são obtidas generalizando a partir da construção da família S(0) de códigos de propagação quadrifásicos. A família S(0) de códigos de propagação inclui a família S(l), que é o subgrupo de (L + 2) (L + 1) códigos de propagação obtido combinando seqüências de componentes a(n) e b(n). As famílias de código de propagação S(2) e S(l) incluem a família S(0), que é o subgrupo de códigos de propagação (L + 2) obtido pelos diferentes estados iniciais de um registrador de deslocamento de seqüência de componentes a(n). A família S(0) de código de propagação tem o mesmo número de códigos de propagação que a família de código de propagação Gold, porém a família S(0) tem uma menor correlação cruzada pelo menos pelo fator de V2 .

Para proporcionar uma melhor compreensão da presente invenção, a construção da família S(2) de códigos de propagação é descrita a seguir. Presuma-se que h(x) =xm + hsxm'! +... + hm'' x + h, onde h,x eZ4é um polinômio primitivo sobre Z4 de grau m, onde Z4é o conjunto de números inteiros {0,1,2,3), isto é, o anel de números inteiros módulo-4. Uma lista de todos os polinômios primitivos sobre Z^até o grau m = 15 pode ser encontrada em “On a Recent 4-Phase Sequence Design for CDMA”, Hammons & outro, IEICE Trans. Commun., vol. E76-B, nfi 8, pp. 804-813. A recorrência linear de irf ordem ar(n) sobre Z4, definida por h(x) como ar(n) = hia(n-l) -h2d(n -2)-... - hma(n - m) (mod 4), n>m, (1) produz uma seqüência quaternária de período L= 2m -1. A recorrência acima pode ser implementada utilizando um registrador de deslocamento com conexões de realimentação.

Existem L+2 seqüências ciclicamente distintas que podem ser obtidas da recorrência definida na equação (1) selecionando um estado inicial apropriado da recorrência, isto é, do registrador de deslocamento. O estado inicial Tr é um vetor de m elementos, que pode ser representado como xr = [ar(m -1), ar (m - 2), ...ar(0)] Os L+2 estados iniciais τ& X;, x^, ..., x l+i podem ser selecionados de acordo com o seguinte algoritmo \r = [a/m -1), ar(m-2),..ar (0)] (2) onde T(Q = [ζ + ζ2 + ζ4 +..., + ζ2m'’ (modh(x), mod 4)] (modx), (3) e γ0 = 1,γι = 2,72 = 3 γ3 = 1 - x, y4 = 1 -x2,..., yL+1 = 1 - x1'1, mod h(x), mod 4) (4) O conjunto de seqüências {ar(n)} definido pelas equações (1)-4) representa a família S(0) de seqüências cujos parâmetros são dados na Tabela I. O conjunto de seqüências {ar (n)} de comprimento 255 pode ser gerado por um polinômio primitivo de grau 8 sobre Z4. O polinômio primitivo de grau 8, que proporciona as conexões de realimentação mais simples do correspondente gerador de registrador de deslocamento, é como segue: h(x) = x8 + x5 + 3x3 + x2 + x2 + 2x + 1 (5) a S(l) família de seqüências {yu(n)}, u = 0,1,..., (L + 2)(L + 1), é a generalização da família de seqüências S(0) obtida combinando as seqüências quaternárias do conjunto {ar(n)}. r = 0,1,2,...,(L+1), com as seqüências binárias {b3(n)j, s = 0,1,2,..., L, do mesmo comprimento. O algoritmo exato é dado pela seguinte seqüência: yu (n) = ar + 2bs(n) (mod4), n = 0,1,..., L-1 (6) As seqüências bs(n) são obtidas por uma recorrência linear sobre Z2, definida pelo polinômio g(x) =xe + gjxe~} + ... + ge.;x + 1 como bs (n) = gib(n -1) + g2b(n - l)+...+b(n - e) (mod 2), n>e (7) onde e < m é um número inteiro mínimo satisfazendo (3 ■ 23) mod (2m - 1)= 3. O polinômio g(x) está relacionado cm o polinômio h(x) e é obtido do polinômio g(x) ’, dado por g(x) ’= (x-x3)(x - (χψ)(χ - (x3)2 2)...(x - (χψ e'}) (mod h(x),mod 2) (8) de acordo com a seguinte relação: g(x) ’ e<m g(x) =[}í(x) + g(x) ] mod 2, e = m (9) Para h(x) dado pela equação (5), o correspondente g(x) é igual g(x) =x8 +x7 + x5 +x-1 (10) O conjunto de seqüências distintas (porém não ciclicamente distintas) bs(n) é definido pelos estados iniciais apropriados da recorrência definida na equação (7). Os L +1 estados iniciais Òq, ót, ô2,...,ôL são definidos como óo = 0, ¢5/ = 1 ô2 = x,,ô2 = x2,.. òi~ xL+1, (mod h(x), mod 2) (11) O estado inicial atual [bs (m -1), bs (m - 2)xm~2 + bs(0) A S(2) família de seqüências (zv(n)}, v = 0,1,2..(L+1)(L+1)2- 1, é uma generalização adicional utilizando as S(0) e S(l) famílias. É obtida combinando as seqüências dos conjuntos previamente definidos {ar(n)}e {bs(n)} com um conjunto adicional {ct(n)}de L +1 seqüências binárias, de acordo com a seguinte relação: zv(n) = ar(n) + 2bs(n) + 2ct(n) (mod 4), n = 0,1„..,L -1 (12) Um algoritmo de enumeração para o conjunto S(2) pode ser definido por v = r-2(,+1)(t + l) + s-2í+I+t r = 0,1,2,..., L + 1 s = 0,,1,2,..., L (13) t = 0,1,2,..., L

As seqüências c/n) são obtidas por uma recorrência linear sobre Z2, definida pelo polinômio f(x) = xc + f\x~l + fc_i x+ 1 como ct(n) =f]Ct (n-l)+f2c, (n-2) +...+ ct (n - e) (mod 2),n>e (14) onde e <mé um número inteiro mínimo satisfazendo (5-2e) mod (2m 1)=5. O polinômio /(¾está relacionado com o polinômio h(x) e é obtido do polinômio f(x) dado por f(x) ’= (x - x5)(x - (xs)2)(x - (x5)2 2)...(x - (x5)2 2e·') (mod h(x),mod 2) (15) de acordo com a seguinte relação f(x) ’ e<m f(x) = [h(x) +f(x) ] mod2. e = m (16) Para h(x) dado pela equação (5), o correspondente f(x) é igual a f(x)=x8 + x7 + x5 + x4 + l (17) O conjunto de L + 7 sequências distintas (porém não ciclicamente distintas) ct (n) é definido pelos estados iniciais apropriados da recorrência (14). Estes estados iniciais já são definidos pela equação (11).

As construções acima para a S(2) família de códigos de propagação produz códigos quaternários com elementos pertencentes ao conjunto {0,1,2,3). Para obter códigos de propagação quadrifásicos complexos tendo um envelope constante, com partes reais e imaginárias sendo valores bifásicos ±1/V2, isto é, com elementos pertencentes ao conjunto ’ a seguinte transformação é aplicada (18) Com esta explanação matemática de como a S(2) família de códigos de propagação é construída, referência é feita a seguir a uma rotina Chamada de Móvel (bloco 80) ilustrada em formato de blocos funcionais na fig. 5.

Inicialmente, uma estação móvel solicita um canal de tráfego (TCH) emitindo uma solicitação de canal de tráfego através de um canal de acesso aleatório (RACH) (bloco 82). O canal de acesso aleatório tem ou mais códigos de propagação correspondente que a estação móvel emprega para transmitir/receber através daquele canal de acesso aleatório. Em resposta à solicitação da estação móvel, a estação \base emite através do canal de acesso aleatório para a estação móvel o número “v” de um código de propagação zv (n) da S(2) família de códigos de propagação (bloco 84) correspondente a um canal de rádio alocado. Zv(n) é definido na equação (12), e v é definido na equação (13) acima. Utilizando o número de código de propagação v, a estação móvel determina os números ordinais r, s, e t que singularmente identificam os estados iniciais de registradores de deslocamento usados para gerar as três seqüências componentes (ar(n), bs(n), e ct(i) definidas acima nas equações (1), (7) e (14) respectivamente.

Aquelas três seqüências componentes são combinadas para proporcionar um correspondente S(2) código de propagação quaternário zv(n) de acordo com a equação (12) (bloco 88). O S(2) código de propagação quaternário é então correlacionado com um correspondente código de propagação quaternário (bloco 90) e usado para informações de propagar/despropagar (dependendo da operação de transmissão ou recepção atualmente sendo efetuada na estação móvel) utilizando o código de propagação quadrifásico gerado (bloco 92). A fig. 6 ilustra uma implementação de registrador de deslocamento de um gerador de código 40 para gerar S(2) códigos de propagação (e despropagação) quadrifásicos de acordo com uma concretização típica da presente invenção. O gerador de códigos 40 inclui três registradores de deslocamento de realimentação, lineares 100, 102 e 104. Cada registrador de deslocamento inclui oito elementos de memória (estágios de deslocamento) 0-7. Ao início de cada intervalo de chip, o conteúdo de cada elemento de memória é transferido (deslocado) para o elemento de memória direito (adjacente). As saídas dos elementos de memória são multiplicados pelos coeficientes da respectiva equação de recorrência e a seguir somados módulo 4(ou 2). O resultado da soma é armazenado no elemento de memória extremo esquerdo no início do intervalo de chip subsequente. O registrador de deslocamento 104 implementa a recorrência linear ar (n) definido na equação (1). O registrador de deslocamento 102 gera as bs(n) seqüências, e o registrador de deslocamento 100 gera as ct(n) seqüências de acordo com as equações (7) e (14). As saídas de registradores de deslocamento 100 e 102 são multiplicados por dois nos respectivos multiplicadores 106 e 108. Cada uma das três seqüências emitidas pelos correspondentes registradores de deslocamento é somada no somador 110 ara gerar um S(2) código quaternário que é convertido em um correspondente S(2) código de propagação quadrifásico por intermédio do mapeador 112. Naturalmente, a saída do código quaternário S(2) depende do estado inicial atual estabelecido nos registradores de deslocamento que é determinado de acordo com as equações (2), (3), (4), (11). Aqueles estados iniciais podem ser introduzidos nos registradores de deslocamento apropriados pelo controlador de transceptor 44 que posiciona os valores apropriados dos parâmetros ajustáveis no transmissor e receptor, tanto nos transceptores de estação móvel como de estação base. Ainda que em uma concretização preferencial, o gerador de códigos de propagação 40 seja implementado utilizando registradores de deslocamento que geram os S(2) códigos de propagação necessários na medida necessária, aqueles SfTjcódigos de propagação poderíam ser antecipadamente gerados, armazenados na memória, e recuperados utilizando uma função de pesquisa de tabela.

Assim, a presente invenção apresenta uma família de códigos de propagação CDMA quadrifásicos que proporciona um máximo número de códigos de propagação CDMA de um comprimento específico tendo uma correlação cruzada mínima. Ao mesmo tempo, estes códigos de propagação tem um pequeno alfabeto de sinalização que é muito conveniente para a implementação prática do propagador e despropagador.

Embora a S(2) família de códigos de propagação possa ser alocada aleatoriamente, uma concretização preferencial alocada códigos da S(2) família de uma maneira mais vantajosa. Como mostrado acima, as famílias de código S(l) e S(2) são subgrupos da família de códigos S(2) e possuem melhores propriedades de correlação cruzada, e por conseguinte produzem menos interferóencia entre usuários móveis. A Tabela 1 acima mostra que a família de código S(l) e a família de código S(2)tem metade e um quarto da máxima correlação cruzada absoluta como a família de código S(2), respectivamente.

Nesta concretização preferencial, o grande número de códigos proporcionado pela família S(2) é empregado pelo sistema de comunicações móveis, porém subgrupos específicos dos códigos S(2) são alocados à estações base específicas ou setores de estação base. Consequentemente, dependendo do número de usuários móveis em uma área específica de uma rede celular CDMA, a qualidade de serviço é aperfeiçoada, isto é, menos interferência entre usuários móveis conectados com a mesma estação base ou setor de estação base. Por exemplo, o sistema de comunicações móveis pode utilizar S(2,)códigos de propagação de comprimento L = 255. Uma primeira estação base BSO é alocada o subgrupo de códigos S(2) definido pelas seqüências de componente tendo índices r = 0,l, 2,..., 256; s=0; e t= 0. Em outras palavras, BSO é alocada a família “pura” S(0) de códigos. Uma segunda estação base vizinha BS1 é alocada outro subgrupo de S(2) códigos de propagação definidos pelas seqüências de componentes correspondente aos índices r = 0,1,2,...,256, s=l; e t=0. Os códigos da segunda estação base são muito similares aos códigos puros S(0), (os códigos S(0) são multiplicados chip-por-chip com uma seqüência de componente comum bj(n)), e tem essencialmente as mesmas características. Como um resultado desta alocação de subgrupo de código S(2), a correlação cruzada ente aqueles códigos S(2) alocados para cada estação base é a mesma como para a família de código S(0), isto é, menor correlação cruzada entre códigos quando comparada com aquela para a família S(2) em geral.

Utilizando uma estratégia de alocação de código de subgrupo S(2) deste tipo, a interferência mútua entre estações móveis conectadas com a mesma estação base é minimizada, e a interferência entre as estações base é também limitada de acordo com as propriedades dos códigos S(2). A estratégia de alocação de código de subgrupo S(2) pode ser genericamente definida como segue: cada BS (ou setor BS) tem pelo menos L+2 códigos de propagação da família S(2) definidos pelas três seqüências de componentes tendo um índice r = 0,],2,...,L+1 e índices s e t que são únicos para cada estação base (ou setor de estação base), isto é, os índices s e t tem valores de número inteiro diferentes para diferentes estações base.

Embora este esquema de alocação de código de subgrupo seja vantajoso pelo fato de reduzir a correlação cruzada entre usuários móveis em um estação base/setor quando comparado com as situações de transferência de família de código geral S(2), situações de transferência requerem alguma provisão especial. Para a duração de uma chamada, a estação móvel mantém o mesmo código de propagação alocado no início da chamada pela estação/setor fonte mesmo se a estação móvel mudar da estação base fonte original durante a transferência para uma estação base de destino. Utilizando o código alocado pela estação base fonte enquanto conectada com a estação base de destino pode produzir interferência maior que aquela para a família S(0). Porém aquela interferência ainda não é maior que aquela definida para o conjunto de código S(2).

Na situação de transferência onde a estação base fonte alocou um código de propagação específico à estação móvel, a estação base fonte é impedida de alocar aquele mesmo código de propagação antes da estação móvel transferida terminar a chamada para evitar a situação onde duas estações móveis são alocadas o mesmo código. Uma maneira de realizar isto é para a estação base fonte alocar um sinalizador {flag)àz temporização à cada código de propagação disponível. O sinalizador de temporização é posicionado, significando que o código pode ser alocado a outra estação móvel somente se um intervalo de tempo predefinido tiver passado desde que o código foi alocado. Altemativamente, o sinalizador tem um valor de temporização não zero somente quando a estação móvel está em transferência com o intervalo de temporização se iniciando ao tempo de transferência. De uma e de outra maneira, o mesmo código é impedido de ser alocado a duas estações móveis ao mesmo tempo quando as estações moveis são conectados com as estações base vizinhas. A construção da S(2) ou de outra família de códigos de propagação produz códigos de propagação que individualmente tem um comprimento L=2m -1. Consequentemente, cada comprimento de código não é uma potência de 2. Todavia, em um sistema CDMA que suporta diferentes taxas de dados através do mesmo canal de rádio físico dependendo de qual de diferentes serviços está correntemente operando, o comprimento de código de propagação deve ser expresso como um múltiplo de cada fator de propagação existente no sistema CDMA de múltiplas taxas. O fator de propagação é o número de chips (múltiplos chips são usados para propagar um bit de dados) dentro do símbolo de dados. Uma maneira de implementar múltiplas taxas de dados é utilizar aquelas taxas de dedos que permite os correspondentes fatores de propagação (SF) a serem expressos como: SF(k) = L!22 onde a variável k é proporciona à taxa de dados, outrossim, uma vez que o número de chips dentro do símbolo de dados deve ser um número inteiro, o comprimento da seqüência de propagação deve ser uma potência de 2.

Consequentemente, seqüências de código de propagação pertencentes à família S(2) devem ser estendidas com um símbolo quaternário para uso ideal em um sistema CDMA de múltiplas taxas (de transferência). A presente invenção resolve esta necessidade proporcionando uma extensão de código de propagação sem aumentar a correlação transversal máxima entre códigos de propagação na família de códigos de propagação, com mínima complexidade de implementação de hardware.

Em uma concretização preferencia que busca reduzir a complexidade de implementação de hardware, o símbolo de código de propagação é adicionado ao término do código de propagação original de forma a estender o código por um símbolo. Naturalmente, o comprimento do código de propagação original podería ser estendido adicionando um símbolo de código a outras locações no código original. Em outras palavras, códigos de propagação estendidos podem ser obtidos adicionando um símbolo de código de propagação adicional, após os L símbolos do código de propagação não estendido original de comprimento L-2m -1.

Em uma concretização típica de extensão de código fixa, o símbolo de código de propagação adicional é fixo, isto é, o mesmo para todos os códigos de propagação. No caso de códigos quaternários como a família S(2) de códigos de propagação, o símbolo de código de propagação adicional pode ter quatro valores possíveis. O valor de símbolo de código específico, isto é, valor chip, pode ser selecionado para minimizar a correlação cruzada mútua entre seqüências estendidas em um conjunto, as seqüências S(2).

Um exemplo da concretização de extensão de código fixa é mostrado na fig. 7 para códigos de propagação S^originais de comprimento 255 onde numerais de referência idênticos se reportam a elementos idênticos da fig. 6. O gerador de códigos 40’ na fig.7 inclui o comparador 120 conectado com as saídas de cada elemento de memória do registrador de deslocamento 104 que gera a seqüência de componentes ar(n). Além disso, um correspondente registrador 122 contendo o estado inicial rr do registrador de deslocamento 104 é conectado com as entradas disponíveis remanescentes do comparador 120. Além disso, um bloco comutador 124 é conectado com num terminal de entrada com a saída de somador 110. O outro terminal de entrada é conectado com o valor de símbolo de código fixo x, e a saída do comutador é conectada com o mapeador 112. As saídas do comparador 120 suspendem a operação de deslocamento de todos três registradores 100, 102 e 104 assim como controlam o estado do comutador 110.

Em operação, o comparador 120 detecta o fim de um código de propagação S(2) original detectando o término da seqüência de componentes ar (n). Somente a seqüência de componentes ar (n) tem o mesmo período do código de propagação S(2). As outras duas seqüências de componente bs(n) e ct(n)i períodos mais curtos que estão contidos no período de um código de propagação S(2), e por conseguinte, elas não são usadas para detectar o fim do código de propagação S(2). O término da seqüência de componentes ar(n) é detectada detectando a subseqüente ocorrência periódica do mesmo estado do registrador de deslocamento 104 que foi carregado no registrador 104 na inicialização da operação do gerador de códigos 40. Durante a inicialização do gerador de códigos 40, todos três registradores de deslocamento 100,102 e 104 são carregados com os correspondentes estados iniciais e a seguir liberados para rodar em paralelo. Todavia, somente o estado interno do registrador de deslocamento 104 é monitorado pelo comparador 120.

Quando o término do código de propagação original é detectado pelo comparador 120, o comparador 120 gera uma operação de suspensão de deslocamento durante o ciclo do símbolo de código de propagação seguinte. Naquela ocasião, o símbolo de extensão x, que pode ser qualquer um do conjunto de valores 0, 1, 2, ou 3, é adicionado ao fim do código quando o comutador 124 está temporariamente conectado com o terminal x de acordo com uma saída do comparador 120. Durante aquele tempo, os estados internos de todos três registradores de deslocamento permanecem inalterados. Como resultado, o código de propagação S(2) é estendido por um símbolo para um total de 256 símbolos que é uma potência Q de 2, isto é, 2 = 256. Após o intervalo de chip, três registradores de deslocamento iniciam o deslocamento dos correspondentes estados iniciais sem efetivo recarregamento daqueles estados iniciais. A fig. 8 mostra um exemplo de uma concretização de extensão de código periódica na qual o código de propagação original é estendido por um único chip cujo valor é o mesmo daquele do primeiro símbolo no código de propagação original. A estrutura e operação do gerador de códigos 40” mostrada na fig. 8 é similar aquela descrita acima para o gerador de códigos 40’ mostrado na fig. 7. Todavia, o comutador 124 não é empregado; nem existe qualquer fonte externa “x” que forneça o chip extra. Em vez disso, quando o término do código de propagação original é detectado pelo comparador 120, a correspondente saída do gerador de código 4 representa o valor de chip estendido (2562). O deslocamento em todos os registadores de deslocamento é suspenso durante o ciclo de chip seguinte assim o mesmo estado, igual ao estado inicial, se apresenta no primeiro ciclo de chip do período de código de propagação seguinte. Após o intervalo de chip inserido, os três registradores de deslocamento prosseguem efetuando o deslocamento de seus correspondentes estados iniciais sem efetivamente recarregar aqueles estados iniciais.

Consequentemente, um código de símbolo adicional igual ao primeiro símbolo no código de propagação original é inserido após o último símbolo no código de propagação original sem qualquer hardware adicional. Esta mesma extensão periódica pode ser implementada usando um contador de módulos, módulo-256 neste exemplo onde L = 255, (mais genericamente o módulo do contador é igual ao período do código de propagação estendido), que indica o fim do código de propagação estendido. Em operação, os registros de deslocamento são reinicializados como usual ao término do período de código e geram como a saída de chip seguinte, o primeiro chip do código conforme determinado pelos estados iniciais dos registradores de deslocamento. Porém após este primeiro chip ser emitido, (desse modo estendendo o código de propagação gerado por um chip), o contador gera uma saída que causa os registrados de deslocamento a recarregarem seus respectivos estados inicias de forma que a operação de código estendido é mais uma vez reiniciada.

Referência é feita a seguir a uma rotina de código estendido (bloco 200)que ilustra um procedimento típico de acordo com a presente invenção. Inicialmente, uma família de códigos de propagação originais é gerada, cada código tendo um comprimento L (bloco 202). Para cada código de propagação gerado, o término daquele código de propagação original é detectado (bloco 204). Operações de deslocamento e realimentação linear no gerador de códigos são temporariamente suspensas (bloco 206). Uma decisão é tomada no bloco 208 quanto ao fato do procedimento de extensão de código de propagação fixo ou do procedimento de extensão de código de propagação periódico descrito nas duas concretizações típicas imediatamente acima ser selecionado. Para extensão de código de propagação periódica, um símbolo de código de propagação igual ao primeiro símbolo naquele código é adicionado ao fim do código de propagação (bloco 210). Para uma extensão de código de propagação fixa, um símbolo de código fixo é adicionado ao fim do código de propagação (bloco 212). O processo de extensão de código é repetido para cada código gerado (bloco 214). Naturalmente, uma vez que a decisão tenha sido tomada quanto ao tipo específico de extensão, a decisão no bloco 208 não mais necessita ser tomada.

Para a família S(2) de códigos de propagação, ambos os procedimentos de extensão podem ser efetuados facilmente com um mínimo de hardware. Estes códigos S(2) estendidos proporcionam a flexibilidade necessária para otimizar comunicações multitaxas enquanto permitindo o máximo número de usuários balanceado com correlação cruzada mínima entre códigos estendidos. Devido às propriedades de correlação cruzada de códigos estendidos ser difícil de predizer teoricamente, a seguinte avaliação de desempenho de códigos de propagação estendidos S(2) é realizada numericamente. O desempenho das extensões de código de propagação fixa e periódica é considerada a seguir em conjunção com a fig. 10 e é baseada sobre o cálculo da probabilidade de erro de bit média Pe em um sistema de múltiplo acesso com K usuários concorrentes. O cálculo de probabilidade de erro de bit é implementado confiando sobre uma avaliação numérica de uma fórmula analítica que inclui a convolução (K-2) vezes da função de densidade de probabilidade de correlação cruzada do par de códigos como segue. (19) onde eB é a energia de bit de dados (seqüência de propagação), N0 é a densidade espectral de potência de ruído Gaussiano branco aditivo, e//z) é a função de densidade de probabilidade de interferência de múltiplo acesso (PDF). A função fj(z)’é obtida por convolução (K-2)-vqzes da correlação cruzada de par de códigos PDF fpar(z ’), isto é (20) Um formato de modulação de dados BPSK e deslocamentos de tempo entre usuários correspondentes ao múltiplos inteiros do período de símbolo de código (chip) foram presumidos de modo que a função de densidade de probabilidade de correlação cruzada pode ser presumida discreta. A função de densidade de probabilidade de correlação cruzada foi obtida contando todos os diferentes valores da parte real de correlações cruzadas par e ímpar dentro de um conjunto dado de códigos de propagação. A função de densidade de probabilidade de correlação cruzada foi avaliada para os códigos de propagação S(l) estendidos (que formam um subgrupo de S(2) códigos de propagação) de comprimento L = 32.

Verificou-se que ambas as abordagens de extensão fixa e periódica tem aproximadamente o mesmo desempenho. A probabilidade de erro de bit médio Pe para K = 4 usuários concorrentes utilizando S(l) sequências de comprimento 32 periodicamente estendidas, assim como S(l) seqüências estendidas por um símbolo fixo (igual a 3) é mostrada na fig. 10. Comparando o desempenho entre as seqüências S(l) não estendida e estendida, seria de prever-se , baseado a correlação cruzada de período absoluto máximo (Cmax), que os códigos de propagação não estendidos devam ter melhor desempenho porque tem um menor valor Cmax. Se o número de usuários é K - 4, os códigos de propagação periodicamente estendidos produzem uma taxa de erro de bit média ligeiramente mais alta. Todavia, quando o número de usuários aumenta para K =6, os códigos, estendidos surpreendentemente produzir uma taxa de erro de bit média mais baixa que os códigos de propagação não estendidos. Esta última relação permanece válida para todos os outros números de usuários maiores que 6 que é uma outra vantagem das concretizações de código de propagação estendido da presente invenção. A explanação pode residir nas propriedades da função de correlação cruzada ímpar, que influencia dominantemente a forma de função de densidade de probabilidade de correlação cruzada par de código fPar(z’), ambas para os códigos de propagação não estendido e estendido. A forma da função de densidade de probabilidade de interferência de múltiplo acesso fi(z), que determina diretamente a taxa de erro de bit média, é influenciada tanto pela forma da função fpar(z ) e pelo número de auto-convoluções de fpar (z)na equação (20), isto é, pelo número de usuários concorrentes.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com respeito a uma concretização específica, aqueles versados na técnica reconhecerão que a presente invenção não está limitada às concretizações específicas descritas e ilustradas aqui. Diferentes concretizações e adaptações além daquelas mostradas e descritas assim como muitas modificações, variações, e conjuntos equivalentes também podem ser usados para implementar a invenção. Por conseguinte, embora a presente invenção tenha sido descrita em relação com suas concretizações preferenciais, deve ser compreendido que a presente exposição é meramente ilustrativa e típica da presente invenção e é meramente para os fins de proporcionar uma exposição completa e habilitadora da invenção. Consequentemente, é proposto que a invenção seja limitada somente pelo espírito e âmbito das reivindicações aqui apensas.

Claims (35)

1. Estação de rádio em um sistema de comunicações móvel de propagação de espectro de seqüência direta (DSSS) (10) no qual uma pluralidade de estações de rádio móveis (24) comunicam-se com uma ou mais estações de rádio base (20) localizadas em correspondentes áreas geográficas através de um canal de rádio, cada canal de rádio correspondendo a um de um conjunto de códigos de propagação, a estação de rádio caracterizada pelo fato de compreender: um gerador de códigos de propagação (40) proporcionando códigos de propagação quaternários dentre uma família de sequências quaternárias de comprimento L = 2m — 1, onde m é um número inteiro maior que ou igual a 5, tendo elementos de código de um alfabeto {0,1,2,3), gerado pela soma módulo-4 três seqüências de componentes inclusive uma primeira seqüência quaternária de componentes a, uma seqüência binária de componentes b, e uma terceira seqüência binária de componentes c, onde as seqüências binárias de componentes b e c são multiplicadas por 2 antes da soma módulo-4; um propagador (32) propagando um sinal de informação a ser transmitido pela estação de rádio móvel utilizando um dos códigos de propagação quaternários para proporcionar um sinal de propagação; e um despropagador (46) despropagando um sinal recebido utilizando um dos códigos de propagação quaternários.

2. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender: um modulador (34) modulando o sinal de propagação sobre uma portadora de rádio; e um demodulador (48) demodulando o sinal de recebido e fornecendo o sinal demodulado ao despropagador (46).

3. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da família de códigos de propagação quaternários proporcionar um número máximo de códigos de propagação de um comprimento específico que tem uma correlação cruzada mínima.

4. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato da dimensão da família de códigos de propagação Λ quaternária ser de (L + 2)(L + 1) e do máximo valor de correlação cruzada absoluto para a família de códigos de propagação quaternários ser de 1 + 4^{ L +1) .

5. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da primeira sequência quaternária de componentes ser definida por ar(n) — hia(n-l) — h2a(n -2)- ... - hma(n - m) (mod 4), n > m, onde h é um primeiro polinômio, a segunda seqüência quaternária de componentes ser definida por: bs (n) — gib(n — 1) + g2b(n — l)+...Jrb(n — e) (mod2), n > e, onde g é um segundo polinômio, a terceira seqüência quaternária de componentes ser definida por: ct(n) -■ fjct (n~l)+f2Ct (n~2) + ...+ ct (n - e) (mod2), n > e onde/é um terceiro polinômio.

6. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato do gerador de códigos (40) incluir primeiro, segundo e terceiro registradores de deslocamento de realimentação que geram as primeira, segunda, e terceira seqüêncías quaternárias de componentes, respectivamente, e na qual os correspondentes estados iniciais dos primeiro, segundo, e terceiro registradores de deslocamento determinados são redefinidos para cada um dos códigos de propagação na família de códigos de propagação quaternários.

7. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da estação de rádio ser uma estação de rádio móvel (24) e uma das estações de rádio base (20) alocar um dos códigos de propagação à estação de rádio móvel (24) em resposta a uma solicitação por uma comunicação envolvendo a estação de rádio móvel (24).

8. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do gerador de códigos de propagação (40) correlacionar o código de propagação quaternário com um código de propagação quadrifásico.

9. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do gerador de códigos (40) estender o comprimento dos códigos de propagação quaternários gerados.

10. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato dos códigos de propagação quaternários gerados serem estendidos por um símbolo quaternário para que o comprimento de propagação quaternário tenha uma potência de 2,

11. Estação de rádio em um sistema de comunicações móvel de múltiplo acesso por divisão de código (CDMA) (10) no qual uma pluralidade de estações de rádio móveis (24) comunicam-se com uma ou mais estações de rádio base (20) localizadas em correspondentes áreas geográficas através de um canal de rádio, cada canal de rádio correspondendo a um de um conjunto de códigos de propagação, caracterizada pelo fato de compreender: um gerador de códigos (40) seletivamente proporcionando códigos de propagação quadrifásicos determinados a partir de S(2) conjunto de códigos de propagação quaternários tendo um número máximo de códigos de propagação quaternários com uma correlação cruzada mínima e estender o comprimento dos S(2) códigos de propagação quaternários para suportar as multi taxas de comunicações no sistema de comunicações móveis CDMA; um propagador (32) propagando um sinal de informação a ser transmitido pela estação de rádio utilizando um dos códigos de propagação quadrifásicos alocados à estação de rádio para proporcionar um sinal de propagação; e um modulador (34) modulando o sinal de propagação sobre uma portadora de rádio.

12. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 11, caracterizada adicionalmente pelo fato de compreender: um demodulador (48) demodulando um sinal CDMA recebido da portadora de rádio; e um despropagador (46) despropagando o sinal CDMA recebido utilizando o código de propagação quadrifásico para proporcionar um sinal de informação recebido.

13. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato dos sinais de informação a serem transmitidos serem alocados em um fluxo de dados real e um fluxo de dados imaginário, a estação de rádio adicionalmente compreendendo: um propagador de canal real propagando o fluxo de dados reais utilizando um código de canalização real; um propagador de canal imaginário propagando o fluxo de dados imaginário utilizando um código de canalização imaginário; e um combínador combinando as saídas dos propagadores de canal real e imaginário para gerar um sinal complexo; no qual o propagador propaga o sinal complexo utilizando o código de propagação quadrifásico alocado ao rádio móvel.

14. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato do modulador (34) ser um modulador de chaveamento de fase em quadratura (QPSK) e no qual o sinal complexo é dividido em componentes reais e imaginários que são então alimentados às entradas real e imaginária do modulador QPSK.

15. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do gerador de código (40) correlacionar o código de propagação quaternário com um código de propagação quadrifásico.

16. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato do gerador de código (40) estender o comprimento dos S(2) códigos de propagação quaternários periodicamente.

17. Estação de rádio de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato do S(2) códigos de propagação quaternários serem estendidos por um símbolo quaternário para que o comprimento do S(2) código de propagação ser um múltiplo de cada um dos fatores de propagação múltiplos usados no sistema de comunicações móveis CDMA (10).

18. Processo em um sistema de comunicações de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) no qual uma pluralidade de dispositivos de comunicação se comunicam usando canais de comunicação alocados, cada canal correspondendo a um de um conjunto de códigos de propagação CDMA, caracterizado por compreender: gerar uma família de códigos originais, cada código original possuindo um comprimento predeterminado, e estender o comprimento de códigos originais a partir da família de códigos de propagação por um símbolo de código para gerar uma família de códigos de propagação CDMA detectando o fim de um dos códigos originais, e adicionar o símbolo de código ao fim de um dos códigos originais, em que a família de códigos originais possui um comprimento L=2m-1, onde m é um número inteiro, e um símbolo de código único é adicionado ao fim do código original periodicamente.

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a família de códigos originais são códigos quadrifásicos, e o símbolo de código usado para estender o código original possui quatro valores possíveis.

20. Transceptor de estação de rádio (30) para um sistema de comunicações de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) (10) no qual uma pluralidade de dispositivos de comunicação se comunicam usando canais de comunicação alocados* cada canal correspondendo a um de um conjunto de códigos de propagação CDMA, o transceptor de estação de rádio (30) caracterizado por compreender: um gerador de código (40) configurado para gerar uma família de códigos originais, cada código original possuindo um comprimento predeterminado, e o gerador de código (40) adicionalmente configurado para estender o comprimento de códigos originais a partir da família de códigos de propagação por um símbolo de código para gerar uma família de códigos de propagação CDMA detectando o fim de um dos códigos originais, e para adicionar o símbolo de código ao fim de um dos códigos originais, em que a família de códigos originais possui um comprimento L=2m-1, onde m é um número inteiro, e onde o gerador de código é adicionalmente configurado para adicionar um símbolo de código único ao fim do código original periodicamente

21. Transceptor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a família de códigos originais são códigos quadrifásicos, e o símbolo de código usado para estender o código original possui quatro valores possíveis

22. Processo em um sistema de comunicações móveis incluindo uma pluralidade de estações de rádio base para se comunicarem com as estações móveis e empregando códigos de propagação de uma família de código de propagação específica para rádio comunicações entre as estações móveis e as estação de rádio base, caracterizado pelo fato de compreender: alocar um primeiro subgrupo da família de código de propagação específica a uma primeira estação de rádio base; e alocar um segundo subgrupo da família de código de propagação específica a uma segunda estação de rádio base; no qual os códigos de propagação nos primeiro e segundo subgrupos tem menor correlação cruzada que os códigos de propagação na família de códigos de propagação específica,

23. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato da família de código de propagação específica corresponder à S(2) família de código e os primeiro e segundo subgrupos serem associados com uma ou ambas as famílias de código S(0) e S(l).

24. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato dos primeiro e segundo subgrupos de código de propagação serem definidos por três sequências de componentes de tal maneira que uma primeira seqüência de componentes inclui um índice de r ~ 0,1,2..L \ J, onde L é o comprimento de código de propagação, e um ou mais dos índices para as segunda e terceira seqüências de componentes serem diferentes para as primeira e segunda estações de rádio base.

25. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender: para uma chamada específica, alocar uma estação móvel associada com a primeira estação base um código alocado do primeiro subgrupo de códigos de propagação; associar um sínalizador com o código alocado; posicionar o sínalizador a um primeiro valor quando a estação móvel é envolvida na chamada; posicionar o sínalizador a um segundo valor após um tempo prescrito expirar; e proibir a alocação do código alocado a outra estação móvel até após o tempo prescrito expirar.

26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de compreender: posicionar o sinalizador ao primeiro valor ao início da chamada; e medir o tempo prescrito a partir do início da chamada.

27. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato da estação móvel empregar o código alocado para a duração da chamada mesmo quando a chamada é transferida para a segunda estação base.

28. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de compreender: posicionar o sinalizador ao primeiro valor quando a estação móvel está envolvida na chamada; medir o tempo prescrito a partir de um tempo associado com a transferência; e se a estação móvel não se encontrava em uma transferência durante a chamada, o sinalizador é posicionado ao segundo valor ao término da chamada.

29. Processo em um sistema de comunicações móvel incluindo uma estação base tendo múltiplos setores para se comunicar com as estações móveis e empregando códigos de propagação de uma família de códigos de propagação específica para rádio comunicações entre as estações móveis e a estação base, caracterizado pelo fato de compreender: alocar um primeiro subgrupo da família de códigos de propagação a um primeiro setor de estação base; e alocar um segundo subgrupo da família de códigos de propagação específica a um segundo setor de estação base; no qual os códigos de propagação nos primeiro e segundo subgrupos tem menor correlação cruzada que os códigos de propagação na família de códigos de propagação específica.

30. Processo de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato da família de código de propagação específica corresponder à família de código S(2) e os primeiro e segundo subgrupos serem associados com uma ou ambas as famílias de código S(0) e S(l).

31. Processo de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de cada um dos primeiro e segundo subgrupos de código de propagação ser definido por três seqüências de componentes de tal maneira que uma primeira seqüência de componentes inclui um índice de r = 0,1,2,...,L + 1, onde Lê o comprimento de código de propagação, e um ou mais dos índices para as segunda e terceira seqüências de componentes ser diferente para os primeiro e segundo setores de estação base.

32. Processo de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de compreender: para uma chamada específica, alocar uma estação móvel associada com o primeiro setor de estação base um código alocado do primeiro subgrupo de códigos de propagação; associar um sinalizador com o código alocado; posicionar o sinalizador a um primeiro valor quando a estação móvel é envolvida na chamada; posicionar o sinalizador a um segundo valor após um tempo prescrito expirar; e proibir a alocação do código alocado a outra estação móvel até após o tempo prescrito expirar.

33. Processo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender: posicionar o sinalizador ao primeiro valor ao início da chamada; e medir o tempo prescrito a partir do início da chamada.

34. Processo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato da estação móvel empregar o código alocado para a duração da chamada esmo quando a chamada é transferida para o segundo setor da estação base.

35. Processo de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de compreender: posicionar o sinalizador ao primeiro valor quando a estação móvel está envolvida na chamada; medir o tempo prescrito a partir de um tempo associado com a transferência; e se a estação não estava em uma transferência durante a chamada, o sinalizador é posicionado ao segundo valor ao término da chamada.