DE69631623T2

DE69631623T2 - Spreizsequenzgenerator und CDMA-Übertragungssystem

Info

Publication number: DE69631623T2
Application number: DE1996631623
Authority: DE
Inventors: Atsushi Minato-ku Fukasawa; Toshio Minato-ku Kato; Manabu Minato-ku Kawabe; Shinichi Minato-ku Sato; Kiyoki Minato-ku Sekine
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2016-07-18
Also published as: JP3483991B2; KR970008940A; US5920591A; DE69631623D1; JPH0946317A; CA2181637A1; EP0756395B1; EP0756395A2; EP0756395A3; KR100420404B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spreizcodegenerator und ein Kommunikationssystem mit Direktsequenz-Codemultiplexzugriff, das diesen Spreizcodegenerator an allen Stationen sowohl zum Senden als auch zum Empfangen benutzt.
Direktsequenz-Codemultiplexzugriff (welcher korrekt als DS-CDMA abgekürzt wird, aber nachfolgend einfach als CDMA bezeichnet wird) ist ein Typ von Spreizspektrum-Kommunikationssystem, bei dem mehrere Signalkanäle dasselbe Frequenzband belegen und mittels unterschiedlicher Spreizcodes auseinander gehalten werden. CDMA-Kommunikation wird zum Beispiel bei digitalen Zellulartelefonsystemen und persönlichen Kommunikationsdiensten benutzt. Bei diesen Systemen kommuniziert eine Basisstation mit einer Vielzahl von Mobilstationen, wobei ein Frequenzband für alle Aufwärtsstrecken von den Mobilstationen zur Basisstation benutzt wird und ein anderes Frequenzband für alle Abwärtsstrecken von der Basisstation zu den Mobilstationen benutzt wird.
Konventionelle CDMA-Systeme haben unterschiedliche Kommunikationstechniken auf den Aufwärtsstrecken und Abwärtsstrecken benutzt. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent 5,103,459 ein System, bei dem eine Basisstation Datensignale, die für unterschiedliche Mobilstationen bestimmt sind, mittels zueinander orthogonaler Codes spreizt, während jede Mobilstation sämtliche Orthogonalcodes für m-Codierung der zur Basisstation zu sendenden Daten benutzt. Die Basis- und Mobilstationen benutzen außerdem Pseudozufalls-Rauschcodes mit unterschiedlichen Perioden, und die Basisstation sendet auf allen Kanälen synchron ein Signal, während die Mobilstationen asynchron senden.
Alle bei diesem System benutzten Orthogonalcodes und Pseudozufallscodes können als Spreizcodes beschrieben werden, was bedeutet, dass sie eine höhere Bitrate oder "Chiprate" als die Bitrate der gesendeten Daten haben; aufgrund der Hauptunterschiede in Codestruktur und -gebrauch zwischen den Basis- und Mobilstationen benötigt aber jede Station mindestens zwei unterschiedliche Typen von Spreizcodegeneratoren. Weiterhin haben die Spreizdemodulatoren an der Basisstation einen anderen Aufbau als die Spreizdemodulatoren an den Mobilstationen. Ein resultierender Nachteil für den Hersteller ist die Notwendigkeit, verschiedene unterschiedliche Typen von Spreizcodegeneratoren und Demodulatorschaltungen konstruieren und herstellen zu müssen, was die Gesamtkosten des Kommunikationssystems erhöht.
In der US 4,320,513 ist eine elektrische Schaltung zur Erzeugung einer Anzahl von unterschiedlichen Codes in Übereinstimmung mit einem linearen Bildungsgesetz offenbart, die praktisch vernachlässigbare Werte ihrer Kreuzkorrelationskoeffizienten einerseits und ihrer Autokorrelationskoeffizienten andererseits während eines Umschaltens in Bezug auf die einer Station zugeteilte Zeit haben.
In der US 5,210,770 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für Kommunikation in einem Spreizspektrumnetz offenbart. Blöcke von Bits, die Informationen verkörpern, werden entsprechenden Teilmengen von binären Spreizcodesequenzen zugeordnet, und mindestens eine der Teilmengen von binären Spreizcodesequenzen enthält mehr als eine binäre Spreizcodesequenz. Ausgewählte Teilmengen der binären Spreizcodesequenzen werden dann simultan von einem Sendeknoten zu einem Empfangsknoten übertragen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einzelnen Spreizcodegenerator bereitzustellen, der sowohl auf den Aufwärtsstrecken als auch den Abwärtsstrecken eines CDMA-Kommunikationssystems benutzt werden kann, um alle gesendeten Signale zu spreizen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein CDMA-Kommunikationssystem bereitzustellen, bei dem eine Basisstation simultan mit einer großen Zahl von Mobilstationen kommunizieren kann.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein CDMA-Kommunikationssystem bereitzustellen, bei dem jede Station ein einziges Synchronisationssignal für Bit-, Rahmen- und Codesynchronisation sendet.
Noch eine Aufgabe ist es, eine Basisstation zu befähigen, schnell mit einer Mobilstation zu resynchronisieren.
Und noch eine Aufgabe ist es, zu verhindern, dass eine Basisstation das Synchronisationssignal einer Mobilstation mit dem Synchronisationssignal einer anderen Mobilstation verwechselt.
Der erfundene Spreizcodegenerator empfängt Initialisierungsdaten, einen Steuerparameter, ein Chiptaktsignal und ein Rahmensignal. Eine erste Spreizcode-Erzeugungsschaltung erzeugt einen ersten Spreizcode in Synchronisation mit dem Chiptaktsignal und nimmt in durch das Rahmensignal festgelegten Intervallen wieder einen durch die Initialisierungsdaten festgelegten Anfangszustand an. Eine zweite Spreizcode-Erzeugungsschaltung erzeugt einen zweiten Spreizcode in Synchronisation mit dem Chiptaktsignal, wobei der zweite Spreizcode mittels des Steuerparameters gewählt wird und eine kürzere Wiederholperiode als die Rahmensignalperiode hat. Ein Modulo-zwei-Addierer addiert die ersten und zweiten Spreizcodes, um einen dritten Spreizcode zu erzeugen, der von dem Spreizcodegenerator ausgegeben wird.
Das erfundene CDMA-Kommunikationssystem weist eine Vielzahl von Stationen auf, die jeweils Signale auf mindestens zwei Kanälen senden, die sich durch unterschiedliche Sende-Spreizcodes unterscheiden. Diese Sende-Spreizcodes werden durch Sende-Spreizcodegeneratoren vom erfundenen Typ erzeugt. Unterschiedliche Stationen werden vorzugsweise durch unterschiedliche Initialisierungsdaten, und unterschiedliche Sende-Spreizcodegeneratoren an derselben Station durch unterschiedliche Steuerparameter auseinander gehalten. Die Sende-Spreizcodegeneratoren an derselben Station werden mittels eines einzelnen Chiptaktsignal und eines einzelnen Rahmensignals synchronisiert. Jede Station empfängt außerdem ein Funkfrequenzsignal, demoduliert dieses Signal in ein Basisbandsignal und entspreizt dann das Basisbandsignal durch Korrelieren des Basisbandsignals mit von Empfangs-Spreizcodegeneratoren vom erfundenen Typ erzeugten Spreizcodes.
Um Signale von einer ersten Station zu empfangen, weist eine zweite Station zweien oder mehreren ihrer Empfangs-Spreizcodegeneratoren Initialisierungsdaten und Steuerparameter zu, so dass diese Spreizcodegeneratoren die Spreizcodes erzeugen, die beim Senden der Signale an der ersten Station benutzt wurden. Ein Synchronisierer an der zweiten Station erzeugt als Antwort auf das Ausgangssignal eines Korrelators, der mit einem der oben erwähnten zwei oder mehr Empfangs-Spreizcodegeneratoren verbunden ist, ein Chiptaktsignal und ein Rahmensignal und führt diese Chiptakt- und Rahmensignale allen oben erwähnten zwei oder mehr Empfangs-Spreizcodegeneratoren zu, wodurch diese Empfangs-Spreizcodegeneratoren mit der ersten Station synchronisiert werden.
Bei einem CDMA-Kommunikationssystem mit Basisstationen und Mobilstationen synchronisieren die Mobilstationen vorzugsweise außerdem ihre Sende-Spreizcodegeneratoren mit dem vom Synchronisierer ausgegebenen Rahmensignal.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen sind:
1 ein Blockdiagramm des erfundenen Spreizcodegenerators,
2 ein Timingdiagramm, das den Betrieb der ersten Codeerzeugungsschaltung in 1 veranschaulicht,
3 ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Gestaltung der ersten Codeerzeugungsschaltung in 1 veranschaulicht,
4 ein Blockdiagramm, das eine andere bevorzugte Gestaltung der ersten Codeerzeugungsschaltung in 1 veranschaulicht,
5 ein Timingdiagramm, das den Betrieb der zweiten Codeerzeugungsschaltung in 1 veranschaulicht,
6 ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Gestaltung der zweiten Codeerzeugungsschaltung in 1 veranschaulicht,
7 ein Timingdiagramm, das die Timingbeziehungen der ersten und zweiten Codeerzeugungsschaltungen in 1 veranschaulicht,
8 ein Schaubild der allgemeinen Gestaltung des erfundenen CDMA-Kommunikationssystems,
9 ein Blockdiagramm, das die in dem System in 8 benutzte Sendergestaltung veranschaulicht,
10 ein Blockdiagramm, das die in dem System in 8 benutzte Empfängergestaltung veranschaulicht, und
11 ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zur Kommunikation bei dem erfundenen CDMA-Kommunikationssystem veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die beigefügten veranschaulichenden Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Zuerst wird der erfundene Spreizcodegenerator beschrieben; danach wird das erfundene CDMA-Kommunikationssystem beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält der erfundene Spreizcodegenerator 2 zwei Spreizcode-Erzeugungsschaltungen 4 und 6 und einen Modulo-zwei-Addierer 8.
Die erste Spreizcode-Erzeugungsschaltung 4 empfängt ein Rahmensignal FS, ein Chiptaktsignal CK und Initialisierungsdaten Si und erzeugt einen ersten Spreizcode Sp. In durch das Rahmensignal FS festgelegten Intervallen nimmt die erste Spreizcode-Erzeugungsschaltung 4 wieder einen durch die Initialisierungsdaten Si festgelegten Anfangszustand an.
Die zweite Spreizcode-Erzeugungsschaltung 6 empfängt das Chiptaktsignal CK und das Rahmensignal FS und einen Steuerparameter Sc und erzeugt einen zweiten Spreizcode So. Der zweite Spreizcode So wird mittels des Steuerparameters Sc aus einem vorbestimmten Satz von Spreizcodes ausgewählt.
Der Modulo-zwei-Addierer 8 nimmt die chipweise Summe modulo zwei der ersten und zweiten Spreizcodes Sp und So, um einen dritten Spreizcode Ss zu erzeugen. Die ersten und zweiten Spreizcodes Sp und So sind interne Spreizcodes. Lediglich der dritte Spreizcode Ss wird vom Spreizcodegenerator 6 ausgegeben.
Der vom Spreizcodegenerator 6 ausgegebene Spreizcode Ss kann benutzt werden, um Benutzerdaten UD zu spreizen, in welchem Fall der Spreizcode Ss und die Benutzerdaten UD einem weiteren Modulo-zwei-Addierer 9 zugeführt werden, wie gezeigt. Der Ausgangs-Spreizcode Ss kann außerdem als ein Pseudozufalls-Synchronisationssignal benutzt werden, wie später beschrieben.
Die Spreizcodes Sp, So und Ss enthalten Chips, die in Synchronisation mit dem Chiptaktsignal CK ausgegeben werden. Die Spreizcodes werden außerdem mit dem Rahmensignal FS synchronisiert, jedoch hat der erste Spreizcode Sp eine längere Periode als der zweite Spreizcode So. Übrigens bezieht sich die Periode eines Spreizcodes auf die Wiederholperiode: Die Länge des Intervalles, in dem sich die gleiche Chipsequenz wiederholt.
In der folgenden Beschreibung werden die Spreizcodechips und Benutzerdatenbits als mit Werten von null oder eins angesehen, welche die Modulo-zwei-Addierer 8 und 9 in Übereinstimmung mit der Regel addieren, dass 1 + 1 = 0.
Außerdem kann man die Chips und Datenbits als mit Werten von plus oder minus eins (+1 oder –1) ansehen, in welchem Fall die Modulo-zwei-Addierer 8 und 9 als Multiplizieren anzusehen sind. In jedem Fall arbeiten Modulo-zwei-Addierer in Übereinstimmung mit Exklusiv-ODER-Logik, wobei gleiche Eingangswerte einen Ausgangswert erzeugen und ungleiche Eingangswerte einen anderen Ausgangswert erzeugen.
1 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des erfundenen Spreizcodegenerators 2, bei der der erste Spreizcode Sp Teil einer Pseudozufallsrausch(PN)-Sequenz ist. Eine PN-Sequenz ist eine Chipsequenz mit im wesentlichen gleichen Anzahlen von Nullen und Einsen, die in einem normalen Muster nicht auftritt. Die erste Spreizcode-Erzeugungsschaltung 4 enthält einen Zähler 10, einen Initialisierer 12 und einen PN-Generator 14. Der Zähler 10 zählt Benutzerdatenrahmen wie durch das Rahmensignal FS angezeigt und erzeugt ein Rücksetzsignal Sr. Das Rücksetzsignal Sr bewirkt, dass die Initialisierungsdaten Si vom Initialisierer 12 in den PN-Generator 14 geladen werden, der dann den ersten Spreizcode Sp erzeugt.
In dieser Ausführungsform wird der zweite Spreizcode So aus einem Satz von zueinander orthogonalen Chipsequenzen ausgewählt. Die zweite Spreizcode-Erzeugungsschaltung 6 enthält einen Codewähler 16 zum Speichern des Steuerparameters Sc und einen Orthogonalcodegenerator 18 zum Ausgeben der mittels Sc gewählten orthogonalen Chipsequenz als den zweiten Spreizcode So.
Als Nächstes werden detailliertere Beschreibungen des Aufbaus und Betriebs des ersten Spreizcode-Erzeugungsschaltung 4 gegeben.
2 zeigt Signalformen des Rahmensignals FS, Chiptaktsignals CK, Rücksetzsignals Sr und ersten Spreizcodes Sp. Der Zähler 10 zählt Rahmenimpulse (FS) und erzeugt ein Rücksetzsignal Sr für alle K Impulse, wobei K eine feste positive ganze Zahl ist. Da der PN-Generator 14 bei jedem Rücksetzsignal Sr auf den gleichen Anfangszustand zurückgesetzt wird, wiederholt sich die Chipsequenz des ersten Spreizcodes Sp in Intervallen Ta gleich der Rahmenperiode multipliziert mit K. In 2 ist K größer als eins, jedoch kann K auch gleich eins sein, in welchem Fall das Rahmensignal FS und das Rücksetzsignal Sr identisch sind und der Zähler 10 weggelassen werden kann.
3 zeigt ein Beispiel für einen bevorzugten Aufbau des Initialisierers 12 und des PN-Generators 14. Der Initialisierer 12 enthält ein Register 22 mit Zwischenspeichern 23 zum Speichern der Initialisierungsdaten Si und eine Umschalt-Schaltung 24. Der PN-Generator 14 ist ein Linearrückführungs-Schieberegister mit Zwischenspeichern 26 und Modulo-zwei-Addierern 28, die so verbunden sind, dass der Zwischenspeicher 26 ganz links die Summe modulo zwei der Ausgangssignale von bestimmten anderen Zwischenspeichern 26 empfängt. Diese anderen Zwischenspeicher werden vorzugsweise so gewählt, das eine Chipsequenz mit einer Periode von maximaler Länge erzeugt wird.
Ein Linearrückführungs-Schieberegister kann günstig mittels eines Generatorpolynoms beschrieben werden, dessen Koeffizienten ungleich null den Positionen der Modulo-zwei-Addierer 28 entsprechen. Als Beispiel, wenn es zweiunddreißig Zwischenspeicher 26 gibt, erzeugt das Generatorpolynom g(x) = x³² + x² + 1 eine Chipsequenz von maximaler Länge.
Der Betrieb der ersten Spreizcode-Erzeugungsschaltung 4 in 3 ist kurz wie folgt. In jedem Zyklus des Chiptaktsignals CK wird der Wert in jedem Zwischenspeicher 26 nach rechts in den nächsten Zwischenspeicher verschoben, mit Rückführung durch die Modulo-zwei-Addierer 28 zum Zwischenspeicher ganz links. Der Wert im Zwischenspeicher 26 ganz rechts wird als ein Chip des ersten Spreizcodes Sp ausgegeben. Für das oben angegebene Generatorpolynom würde in Abwesenheit eines Rücksetzsignals Sr die resultierende Sequenz eine Periode von mehr als viertausend Millionen Chips haben (2³² – 1 Chips, um genau zu sein).
Wie in 2 gezeigt, wird jedoch bei jedem Rücksetzsignal Sr der PN-Generator 14 zurückgesetzt und beginnt wieder im gleichen, durch die Initialisierungsdaten Si gegebenen Anfangszustand. Daher wird nur ein Teil der Maximallänge-Sequenz, die vom PN-Generator ausgegeben werden könnte, tatsächlich als der erste Spreizcode Sp erzeugt. Der erste Spreizcode Sp besteht aus Wiederholungen dieses Teils.
Obwohl das Intervall zwischen Rücksetzsignalen Sr keinen Beschränkungen unterliegt, wird dieses Intervall bei typischen CDMA-Systemen kleiner als eine Million Chips sein. Mit dem obigen Erzeugungspolynom kann man dann Tausende von unterschiedlichen, nicht überlappenden Spreizcodes Sp erzeugen, indem die Initialisierungsdaten Si geändert werden. Aufgrund der Pseudozufallsnatur des Ausgangssignals des PN-Generators 14 wird die Kreuzkorrelation zwischen zweien dieser ersten Spreizcodes Sp nahe bei null liegen, d. h. die zwei Codes werden im wesentlichen in der Hälfte ihrer Chips übereinstimmen.
4 veranschaulicht einen anderen bevorzugten Aufbau der ersten Codeerzeugungsschaltung 4 unter Verwendung derselben Bezugszeichen wie in 3, um äquivalente Elemente zu kennzeichnen. In diesem Aufbau sind die Initialisierungsdaten in zwei Teile Sia und Sib, der Initialisierer 12 in zwei Teile 12a und 12b und der PN-Generator 14 in zwei Linearrückführungs-Schieberegister 14a und 14b mit unterschiedlichen Generatorpolynomen unterteilt. Die Ausgangssignale dieser Linearrückführungs-Schieberegister 14a und 14b werden durch einen Modulo-zwei-Addierer 30 addiert und als der erste Spreizcode Sp ausgegeben.
Wenn die zwei Linearrückführungs-Schieberegister 14a und 14b dieselbe Anzahl von Zwischenspeichern 26a und 26b haben, kann dieser Aufbau benutzt werden, um Spreizcodes (Gold-Codes) mit kleinen Kreuzkorrelationen zu erzeugen. Wenn die zwei Linearrückführungs-Schieberegister 14a und 14b unterschiedliche Anzahlen von Zwischenspeichern haben, kann man andere Codefamilien erhalten. In jedem Fall kann man unterschiedliche erste Spreizcodes Sp erhalten, indem nur ein Teil der Initialisierungsdaten geändert wird, z. B. der Teil Sia. Der andere Teil, z. B. der Teil Sib, kann dauerhaft gespeichert werden, wodurch die Menge der Initialisierungsdaten vermindert wird, die von außen zugeführt werden müssen, und der Aufbau des Initialisierers vereinfacht wird.
Als Nächstes werden detaillierte Beschreibungen des Aufbaus und Betriebs der zweiten Spreizcode-Erzeugungsschaltung 6 gegeben.
Unter Bezugnahme auf 5 wird der zweite Spreizcode So auf dieselbe Weise wie der erste Spreizcode Sp mit dem Chiptaktsignal CK synchronisiert, hat aber eine kürzere Periode Tb. Die Periode Ta des ersten Spreizcodes Sp war mindestens so lang wie das Intervall zwischen Rahmensignalen FS. Die Periode Tb des zweiten Spreizcodes So ist kürzer als dieses Intervall. Wenn der Ausgangs-Spreizcode Ss benutzt wird, um ein Benutzerdatensignal zu spreizen, hat Tb vorzugsweise die Länge eines Bits der Benutzerdaten. Die Anzahl der Chips in einer Periode des zweiten Spreizcodes So ist dann gleich der Spreizverstärkung.
6 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der zweiten Spreizcode-Erzeugungsschaltung 6. Der Codewähler 16 enthält ein Register 32 und eine Umschalt-Schaltung 34. Der Orthogonalcodegenerator 18 enthält einen Adressengenerator 36, einen Orthogonalcodespeicher 38 und einen Parallel-Seriell-Wandler 40. Der Orthogonalcodespeicher 38 ist zum Beispiel ein Nur-Lese-Speicher (ROM), der eine Vielzahl von zueinander orthogonalen Chipsequenzen, wie z. B. die bekannten Walsh-Hadamard-Sequenzen, an unterschiedlichen Adressen speichert.
Kurz gesagt arbeitet die zweite Spreizcode-Erzeugungsschaltung 6 in 6 wie folgt.
Das Register 32 und die Umschalt-Schaltung 34 sind im Betrieb dem Register 22 und der Umschalt-Schaltung 24 in 3 ähnlich, außer dass das Register 32 den Steuerparameter Sc speichert. Der Adressengenerator 36 wandelt diesen Parameter Sc in eine Adresse im Orthogonalcodespeicher 38 um. Der Orthogonalcodespeicher 38 gibt die an dieser Adresse gespeicherte Orthogonalchipsequenz parallel an den Parallel-Seriell-Wandler 40 aus. Der Parallel-Seriell-Wandler 40 zwischenspeichert die empfangene Chipsequenz und gibt dann die zwischengespeicherte Sequenz zyklisch, einen Chip nach dem anderen, in Synchronisation mit dem Chiptaktsignal CK aus.
Das Rahmensignal FS wird der Umschalt-Schaltung 34 und dem Orthogonalcodespeicher 38 zugeführt, um sicherzustellen, dass es eine bekannte Timingbeziehung zwischen den ersten und zweiten Spreizcodes Sp und So gibt. Bei jedem Rahmensignal FS wird die mittels des Steuerparameters Sc ausgewählte orthogonale Sequenz wieder dem Parallel-Seriell-Wandler 40 zugeführt, welcher mit der Ausgabe des ersten Chips dieser Sequenz beginnt.
Die in 6 gezeigte zweite Spreizcode-Erzeugungsschaltung 6 gibt zum Beispiel eine Walsh-Hadamard-Sequenz mit vierundsechzig Chips aus dem Orthogonalcodespeicher 38 an den Parallel-Seriell-Wandler 40 weiter. Der Orthogonalcodespeicher 38 speichert vierundsechzig dieser Sequenzen, welche mittels eines Sechs-Bit-Steuerparameters Sc ausgewählt werden.
Einige der in 3, 4 und 6 gezeigten Elemente können in Software ausgeführt werden. Zum Beispiel können der Zähler 10, Initialisierer 12 (oder 121 und 12b) und Codewähler 16 durch einen Prozessor ersetzt werden, der programmiert ist, Rahmensignale FS zu zählen und in den notwendigen Intervallen Initialisierungsdaten Si und Steuerparameter Sc zu liefern.
7 zeigt die Timingbeziehungen zwischen den Perioden Ta und Tb der ersten und zweiten Spreizcodes Sp und So und den Rahmen von Benutzerdaten UD für den Fall, dass in jedem zweiten durch ein Rahmensignal FS angezeigten Rahmen ein Rücksetzsignal Sr ausgegeben wird. Die Periode Ta des ersten Spreizcodes Sp ist zwei Mal die Rahmenlänge der Benutzerdaten UD. Jeder Rahmen der Benutzerdaten UD enthält eine feste Zahl von Bits, wobei jedes Bit eine Dauer Tb gleich der Periode des zweiten Spreizcodes So hat. Die Periode Tb des zweiten Spreizcodes So ist ein ganzzahliges Vielfaches der Chipdauer Tc, welche die Zykluslänge des Chiptaktes CK ist.
Als Nächstes wird ein CDMA-Kommunikationssystem beschrieben, das den erfundenen Spreizcodegenerator 2 benutzt.
Unter Bezugnahme auf 8 enthält dieses Kommunikationssystem mindestens eine Basisstation 42, die mittels drahtloser Verbindungen mit einer Vielzahl von Mobilstationen 44 kommuniziert. Ein Frequenzband wird für alle Aufwärtsstrecken von den Mobilstationen 44 zur Basisstation 42 und ein anderes Frequenzband für alle Abwärtsstrecken von der Basisstation 42 zu den Mobilstationen 44 benutzt. Die Basisstation 42 kann mit einem drahtlosen Kommunikationsnetz wie z. B. einem Telefonnetz verbunden sein.
9 zeigt die Sendergestaltung sowohl an den Basis- als auch Mobilstationen. Der Sender enthält eine Vielzahl von Spreizcodegeneratoren 2-0 bis 2-N vom in 1 gezeigten Typ. Das Rahmensignal FS und das Chiptaktsignal CK, die all diesen Spreizcodegeneratoren 2-0 bis 2-N zugeführt werden, werden von einem Taktgenerator 46 erzeugt. Der vom Spreizcodegenerator 2-0 ausgegebene Spreizcode wird als ein Pseudozufalls-Synchronisationssignal benutzt. Die von den Spreizcodegeneratoren 2-1 bis 2-N ausgegebenen Spreizcodes werden Modulo-zwei-Addierern 9-1 bis 9-N zugeführt und zum Spreizen von Benutzerdaten UD1 bis UDN benutzt.
Das vom Spreizcodegenerator 2-0 ausgegebene Pseudozufalls-Synchronisationssignal und die von den Modulo-zwei-Addierern 9-1 bis 9-N ausgegebenen gespreizten Benutzerdatensignale werden durch jeweilige Verstärker mit veränderlicher Verstärkung 48-0 bis 48-N verstärkt und dann durch Analogsummierung in einem Kombinator 50 kombiniert. Der Frequenzbereich des vom Kombinator 50 ausgegebenen Analogsignals wird durch ein Bandpassfilter 52 begrenzt; danach wird das Signal durch einen Funkfrequenzmodulator 54 in das passende Funkfrequenzband umgewandelt, weiter verstärkt und von einer Antenne 56 gesendet.
Die Zahl der im Sender einer Station erforderlichen Spreizcodegeneratoren ist gleich der Zahl der von dieser Station gesendeten Kanäle. Die Basisstation 42 sendet im Minimum einen Benutzerdatenkanal für jede kommunizierende Basisstation und einen Kanal für das Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Basisstation. Eine Mobilstation 44 sendet im Minimum einen Benutzerdatenkanal und einen Kanal für das Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Mobilstation. Der Wert von N in 9 kann bei den Basis- und Mobilstationen verschieden sein.
Ein anderer Unterschied zwischen den Basis- und Mobilstationen ist, dass an den Mobilstationen der Taktgenerator 46 das Rahmensignal FS und das Chiptaktsignal CK aus einem Empfangs-Rahmensignal FS' und Empfangs-Chiptaktsignal CH' erzeugt, was weiter unten beschrieben wird.
Andere Kanäle können zu Zwecken wie z. B. Verbindungssteuerung gesendet werden. Zum Beispiel kann ein getrennter Zugriffskanal benutzt werden, um die Kommunikation zwischen der Basisstation 42 und den Mobilstationen 44 aufzubauen.
10 veranschaulicht die Empfängergestaltung in den Basis- und Mobilstationen. Eine Antenne 58 nimmt ein Funkfrequenzsignal auf, das ankommende Signale von allen anderen Stationen in Reichweite enthält. Ein Funkfrequenzdemodulator 60 demoduliert das passende Funkfrequenzband, um ein Basisbandsignal zu erzeugen, das einem oder mehreren Spreizdemodulatoren 62-1 bis 62-N zugeführt wird. Die Basisstation 42 benötigt einen Spreizdemodulator für jede kommunizierende Mobilstation 44. Eine Mobilstation 44 benötigt normalerweise nur einen Spreizdemodulator 62-1.
Jeder Spreizdemodulator enthält eine Synchronisationserlangungs- und -verfolgungsschaltung 64, die einen Spreizcodegenerator 2'-0, Korrelator 66-0 und Synchronisierer 68 enthält. Jeder Spreizdemodulator enthält außerdem einen oder mehrere zusätzliche Spreizcodegeneratoren 2'-1 bis 2'-M und Korrelatoren 66-1 bis 66-M. Der Synchronisierer 68 gibt ein Empfangs-Rahmensignal FS' und Empfangs-Chiptaktsignal CK' an alle Spreizcodegeneratoren 2-0 bis 2-M aus, zur Verwendung als die in 1 gezeigten Signale FS und CK. An einer Mobilstation 44 werden das Empfangs-Rahmensignal FS' und Empfangs-Chiptaktsignal CK' außerdem dem Taktgenerator 46 im Sender zugeführt.
Jeder Korrelator 66-i korreliert das empfangene Basisbandsignal mit dem vom entspre chenden Spreizcodegenerator 2'-i ausgegebenen Spreizcode (i = 0 bis M). Wird der Spreizcode für den Augenblick als die Werte plus und minus eins annehmend betrachtet, umfasst die Korrelationstätigkeit, das Basisbandsignal mit dem Spreizcode zu multiplizieren und das Ergebnis über ein bestimmtes Zeitintervall zu integrieren und auszuspeichern. Im ersten Korrelator 66-0 ist dieses Zeitintervall zum Beispiel die Periode Ta des ersten Spreizcodes Sp. In den Korrelatoren 66-1 bis 66-M ist dieses Zeitintervall normalerweise die Periode Tb des zweiten Spreizcodes So, d. h. die Dauer eines Datenbits. Die Korrelatoren benutzen das Empfangs-Rahmensignal FS' zur Bitsynchronisation und Rahmensynchronisation, obwohl dies in der Zeichnung nicht explizit angezeigt ist.
Als Nächstes wird der Betrieb des erfundenen CDMA-Kommunikationssystems beschrieben. Die Spreizcodegeneratoren im Sender und Empfänger an jeder Station werden als Sende-Spreizcodegeneratoren bzw. Empfangs-Spreizcodegeneratoren bezeichnet.
Jeder mit der Basisstation 42 in Verbindung stehenden Mobilstation 44 werden andere Initialisierungsdaten Si zugewiesen. Die der i-ten Mobilstation 44 zugewiesenen Initialisierungsdaten Si werden in den Initialisierern 12 aller Sende-Spreizcodegeneratoren 2-0, 2-1, ... an jener Mobilstation 44 gespeichert. Dieselben Initialisierungsdaten Si werden außerdem in den Initialisierern 12 aller Empfangs-Spreizcodegeneratoren 2'-0, 2'-1, ... des an der Basisstation 42 benutzten Spreizdemodulators 62-i zum Demodulieren von Signalen von jener bestimmten Mobilstation 44 gespeichert.
Die Initialisierungsdaten Si werden außerdem der Basisstation 42 zugewiesen, in den Initialisierern 12 aller Sende-Spreizcodegeneratoren 2-0 bis 2-N an der Basisstation 42 gespeichert und in allen Empfangs-Spreizcodegeneratoren 2'-0, 2'-1, ... an allen Mobilstationen 44 gespeichert. Die der Basisstation 42 zugewiesenen Initialisierungsdaten Si können anders sein als alle den Mobilstationen 44 zugewiesenen Initialisierungsdaten Si, dies ist aber nicht wesentlich, wenn unterschiedliche Funkfrequenzen auf den Aufwärtsstrecken und Abwärtsstrecken benutzt werden.
Von derselben Station gesendete unterschiedliche Kanäle werden mittels unterschiedlicher Steuerparameter Sc auseinander gehalten. Normalerweise wird dem Kanal, auf dem das Pseudozufalls-Synchronisationssignal gesendet wird, ein fester Steuerparameter zugewiesen, der zum Beispiel einen Code mit lauter Nullen auswählt. Dieser feste Steuerparameter wird dauerhaft in den Codewählern 16 der ersten Spreizcodegeneratoren 2-0 und 2'-0 in den Sendern und Empfängern an allen Stationen gespeichert.
Der aus Modulo-zwei-Addition des mittels dieses festen Steuerparameters und des einer bestimmten Station zugewiesenen ersten Spreizcodes Sp resultierende Spreizcode Ss wird als das Pseudozufalls-Synchronisationssignal dieser Station benutzt. Wenn der zweite Spreizcode So der Code mit lauter Nullen ist, ist ein Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Station mit dem ersten Spreizcode Sp identisch, der von den dieser Station zugewiesenen Initialisierungsdaten erzeugt wird.
Jeder Mobilstation 44 wird ein anderer Steuerparameter Sc zugewiesen, zur Verwendung auf der Abwärtsstrecke von der Basisstation zu dieser Mobilstation. An der Basisstation 42 wird dieser Steuerparameter in den Codewähler 16 eines Sende-Spreizcodegenerators 2-i gesetzt, der für die zu jener Mobilstation 44 gesendeten Spreizdaten benutzt wird. An der Mobilstation 44 wird dieser Steuerparameter in den Codewähler 16 zum Beispiel des Empfangs-Spreizcodegenerators 2'-1 gesetzt.
Ein Steuerparameter Sc zum Spreizen von Benutzerdaten auf der Aufwärtsstrecke muss außerdem zum Beispiel einem Sende-Spreizcodegenerator 2-1 an der Mobilstation 44 und dem für Datenempfang von dieser Mobilstation 44 an der Basisstation 42 benutzten Empfangs-Spreizcodegenerator 2'-i zugewiesen und darin gesetzt werden. Dieser Aufwärtsstrecken-Steuerparameter Sc kann derselbe wie der Abwärtsstrecken-Steuerparameter Sc sein, der derselben Mobilstation 44 zugewiesen ist. Alternativ kann ein fester Aufwärtsstrecken-Steuerparameter Sc für alle Mobilstationen benutzt werden.
Diese Steuerparameter legen Synchronisationskanäle und Benutzerdatenkanäle fest. Wenn andere Kanäle zwischen der Basisstation 42 und den Mobilstationen 44 gesendet werden, werden diesen anderen Kanälen auf eine Weise ähnlich wie oben Steuerparameter Sc zugewiesen.
Die Initialisierungsdaten Si und Steuerparameter Sc können dauerhaft zugewiesen werden, oder sie können während des Kommunikationsaufbaus mit den Mobilstationen 44 von der Basisstation 42 zugewiesen werden.
Unter Bezugnahme auf 11 beginnt bei Kommunikation zwischen der Basisstation 42 und einer Mobilstation 44 die Mobilstation 44, indem sie Synchronisation mit der Basisstation 42 herstellt (Schritt 70). Im Empfänger der Mobilstation korreliert der erste Korrelator 66-0 das empfangene Basisbandsignal mit dem bekannten Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Basisstation, welches vom Empfangs-Spreizcodegenerator 2'-0 der Mobilstation ausgegeben wird, und der Synchronisierer 68 justiert das Timing des Empfangs-Rahmensignals FS' und Empfangs-Chiptaktsignals CK', bis ein maximaler Korrelationswert erhalten wird. In diesem Augenblick sind FS' und CK' in wesentlicher Synchronisation mit dem vom Taktgenerator 46 im Sender der Basisstation erzeugten Rahmensignal FS und Chiptaktsignal CK, mit einer Toleranz für die Signalausbreitungsverzögerung zwischen den zwei Stationen.
Danach fährt der Synchronisieren 68 damit fort, das Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Basisstation zu verfolgen und das Timing von FS' und CK' zu justieren, wie zur Aufrechterhaltung von maximaler Korrelation erforderlich. FS' und CK' werden dem Taktgenerator 46 im Sender der Mobilstation zugeführt, so dass das Sende-Rahmensignal FS und -Chiptaktsignal CK der Mobilstation ebenfalls in wesentlicher Synchronisation mit dem Rahmensignal FS und Chiptaktsignal CK der Basisstation sind.
Wenn Synchronisation erreicht ist, setzt die Mobilstation 44 ihren ersten Verstärker mit veränderlicher Verstärkung 48-0 auf einen bestimmten vergleichsweise hohen Verstärkungspegel und beginnt, ihr eigenes Pseudozufalls-Synchronisationssignal zu senden (Schritt 72).
Die Basisstation 42 synchronisiert nun auf dieselbe Weise mit dem Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Mobilstation, wie die Mobilstation mit dem Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Basisstation synchronisiert wird. Insbesondere erzeugt der Spreizcodegenerator 2'-0 in der Synchronisationserlangungs- und -verfolgungsschaltung 64 eines der Spreizdemodulatoren 62-i der Basisstation das Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Mobilstation, und der Synchronisierer 68 in jenem Spreizdemodulator 62-i justiert die Phase des Empfangs-Rahmensignals FS' und Empfangs- Chiptaktsignals CK'.
Dieser Synchronisationsschritt 74 kann schnell wiederholt werden, da das Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Mobilstation schon annähernd auf das Rahmensignal FS der Basisstation synchronisiert ist. Unter Berücksichtigung der Hin- und Rückreise-Fortpflanzungsverzögerung zwischen der Basisstation 42 und der Mobilstation 44 muss der Synchronisierer 68 nur in einem kurzen Intervall hinter dem Eigen-FS-Timing der Basisstation suchen, um das Timing des Pseudozufalls-Synchronisationssignal der Mobilstation zu finden.
Wenn im Schritt 74 Synchronisation erreicht worden ist, sendet die Basisstation 42 der Mobilstation 44 einen Befehl, der die Mobilstation 44 anweist, die Leistung ihres Pseudozufalls-Synchronisationssignal zu vermindern (Schritt 76). Die Mobilstation 44 antwortet, indem sie zum Beispiel die Verstärkung ihres ersten Verstärkers mit veränderlicher Verstärkung 48-0 vermindert oder indem sie den Verstärker mit veränderlicher Verstärkung 48-0 intermittierend ein- und ausschaltet. Die Leistung des Verstärkers mit veränderlicher Verstärkung 48-0 zu vermindern, vermindert Störungen in anderen Aufwärtsstrecken-Kanälen.
Die Basisstation 42 und Mobilstation 44 fahren nun damit fort, Benutzerdaten zu senden und zu empfangen (Schritt 78). Zum Senden von Daten benutzt die Basisstation 42 einen ihrer Sende-Spreizcodegeneratoren 2-1 bis 2-N und Verstärker mit veränderlicher Verstärkung 48-1 bis 48-N. Die Mobilstation 44 benutzt zum Beispiel ihren Sende-Spreizcodegenerator 2-1 und Verstärker mit veränderlicher Verstärkung 48-1. Zum Empfang von Daten benutzt die Basisstation zum Beispiel den Empfangs-Spreizcodegenerator 2'-1 und Korrelator 2'-1 im oben erwähnten Spreizdemodulator 62-i, während die Mobilstation 44 zum Beispiel den Empfangs-Spreizcodegenerator 2'-1 und Korrelator 66-1 in ihrem einzigen Spreizdemodulator 62-1 benutzt.
Ein Vorteil des erfundenen CDMA-Kommunikationssystems ist, dass sowohl an den Basis- als auch Mobilstationen synchrone Demodulation benutzt werden kann, da jede Station ein Synchronisationssignal sendet. Weiterhin, selbst wenn asynchrone Demodulation benutzt wird, besteht noch der Vorteil, dass ein Spreizdemodulator ein einziges empfangenes Synchronisationssignal mit einer bekannten Chipsequenz benutzen kann, um Bitsynchronisation, Rahmensynchronisation und Spreizcodesynchronisation herzustellen, statt diese Synchronisationstimings aus dem ankommenden Benutzerdatensignal gewinnen zu müssen, welches eine unvorhersagbare Chipsequenz aufweist.
Während der Kommunikation kann die Synchronisation aufgrund von Signalstörung oder Schwund verlorengehen. Die Basisstation 42 ist besonders anfällig für Synchronisationsverlust, da die Leistung des Pseudozufalls-Synchronisationssignals der Mobilstation vermindert worden ist. Ein zusätzlicher Vorteil des erfundenen Kommunikationssystems ist, dass die Basisstation 42 schnell resynchronisieren kann, da das Timing des Pseudozufalls-Synchronisationssignals der Mobilstation normalerweise nahe am Timing des Rahmensignals der Basisstationen gefunden werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist, dass der erfundene Spreizcodegenerator jede Mobilstation in die Lage versetzt, ein eindeutiges Pseudozufalls-Synchronisationssignal zu haben, so dass selbst dann, wenn eine Mobilstation die Synchronisation verliert und ein Pseudozufalls-Synchronisationssignal mit einem unerwarteten Timing sendet, die Basisstation dieses Pseudozufalls-Synchronisationssignal nicht mit dem Pseudozufalls-Synchronisationssignal einer anderen Mobilstation verwechselt. Es werden eindeutige Pseudozufalls-Synchronisationssignale zugewiesen, indem jede Mobilstation mit Initialisierungsdaten Si versehen wird, so dass die Pseudozufalls-Synchronisationssignale von unterschiedlichen Mobilstationen nichtüberlappende Teile der von allen PN-Codegeneratoren 14 ausgegebenen gemeinsamen Maximallänge-Sequenz aufweisen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die von derselben Station auf unterschiedlichen Kanälen gesendeten Signale zueinander orthogonal sind, da die vom Orthogonalcodegenerator 18 ausgegebenen unterschiedlichen Spreizcodes So zueinander orthogonal sind. Insbesondere gibt es keine Gleichkanalstörung auf der Abwärtsstrecke, da alle von der Basisstation 42 gesendeten Kanäle zueinander orthogonale Spreizcodes aufweisen. Auf der Aufwärtsstrecke wird Störung so weit vermindert, dass die von derselben Mobilstation 44 gesendeten unterschiedlichen Kanäle einander nicht stören. Insbesondere stört das von einer Mobilstation 44 gesendete Pseudozufalls-Synchronisationssignal das von derselben Mobilstation 44 gesendete Benutzerdatensignal nicht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch Verwendung von Spreizcodegeneratoren, die eine große Zahl von unterschiedlichen Spreizcodes erzeugen können, und durch Störungsverminderung wie oben beschrieben, das erfundene System eine Basisstation in die Lage versetzt, simultan mit einer großen Zahl von Mobilstationen zu kommunizieren.
Noch ein Vorteil ist, dass eine einzige Spreizcodegenerator-Konstruktion genügt, um sämtliche im System benötigten Spreizcodes zu erzeugen. Dies wiederum erlaubt es, dass die Korrelatoren an den Basisstationen und den Mobilstationen dieselbe Konstruktion haben. Dadurch werden die Gesamtsystemkosten vermindert, da der Hersteller weniger unterschiedliche Typen von Vorrichtungen konstruieren und herstellen muss.
Der erfundene Spreizcodegenerator und das erfundene CDMA-Kommunikationssystem sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Man kann andere Codetypen als den Walsh-Hadamard-Typ einschließlich Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)-Codes, Reed-Solomon-Codes und anderen aus der Theorie der Fehlerkorrektur bekannten Codes als den zweiten internen Spreizcode verwenden. Die Perioden der internen Spreizcodes oder die Periode der PN-Sequenz, aus der der erste interne Spreizcode erzeugt werden kann, unterliegen keinen Beschränkungen. Die Sender- und Empfängerstrukturen in dem erfundenen CDMA-Kommunikationssystem sind nicht auf die in 9 und 10 gezeigten Strukturen beschränkt. Die Strukturen der ersten und zweiten Spreizcode-Erzeugungsschaltungen sind nicht auf die in 3, 4 und 6 gezeigten Strukturen beschränkt. Es ist nicht notwendig, unterschiedliche Frequenzbänder für die Aufwärtsstrecken und Abwärtsstrecken zu benutzen, vorausgesetzt, dass die Basis- und Mobilstationen mittels unterschiedlicher Initialisierungsdaten auseinander gehalten werden. Der Fachmann erkennt, dass innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung viele Veränderungen möglich sind.

Claims

Spreizcodegenerator (2) zur Erzeugung eines Spreizcodes als Antwort auf Initialisierungsdaten und einen Steuerparameter in Synchronisation mit einem Chiptaktsignal und einem Rahmensignal, welcher Folgendes aufweist: eine erste Spreizcode-Erzeugungsschaltung (4) zur Erzeugung eines ersten Spreizcodes in Synchronisation mit dem Chiptaktsignal, ausgehend von einem durch die Initialisierungsdaten festgelegten Anfangszustand, und Wiederannehmen des Anfangszustandes als Antwort auf das Rahmensignal; eine zweite Spreizcode-Erzeugungsschaltung (6) zur wiederholten Erzeugung eines zweiten Spreizcodes in Synchronisation mit dem Chiptaktsignal, wobei der zweite Spreizcode mittels des Steuerparameters gewählt wird; und einen Modulo-zwei-Addierer (8), der mit der ersten Spreizcode-Erzeugungsschaltung (4) und der zweiten Spreizcode-Erzeugungsschaltung (6) verbunden ist, zur Durchführung einer Modulo-zwei-Summieroperation an dem ersten Spreizcode und dem zweiten Spreizcode, wodurch ein dritter Spreizcode zur Ausgabe aus dem Spreizcodegenerator erzeugt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spreizcode eine kürzere Periode als die Periode des Rahmensignals hat.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 1, bei dem der erste Spreizcodegenerator Folgendes aufweist: einen Initialisierer (12) zum Speichern der Initialisierungsdaten; einen Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) zur Erzeugung einer Pseudozufalls-Rauschsequenz; und einen Zähler (10) zum Zählen des Rahmensignals und Erzeugen eines Rücksetzsignals in durch das Rahmensignal festgelegten Intervallen, wodurch die im Initialisierer (12) gespeicherten Initialisierungsdaten in den Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) geladen werden.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 2, bei dem der Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) ein Linearrückführungs-Schieberegister aufweist.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 3, bei dem die Pseudozufalls-Rauschsequenz eine Maximallänge-Sequenz ist.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 2, bei dem der Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) Folgendes aufweist: ein Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) mit unterschiedlichen Generatorpolynomen, zur Erzeugung zweier unterschiedlicher Pseudozufalls-Rauschsequenzen; und einen Modulo-zwei-Addierer (30), der mit dem Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) verbunden ist, zum Summieren der zwei unterschiedlichen Pseudozufalls-Rauschsequenzen.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 5, bei dem das Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) Sequenzen mit einander gleichen Perioden erzeugen.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 5, bei dem das Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) Sequenzen mit voneinander verschiedenen Perioden erzeugen.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 1, bei dem die Spreizcode-Erzeugungsschaltung (6) Folgendes aufweist: einen Codewähler (16) zum Speichern des Steuerparameters; und einen Orthogonalcodespeicher (38), der mit dem Codewähler (16) verbunden ist, zum Speichern einer Vielzahl von zueinander orthogonalen Sequenzen und Liefern einer Wählbaren der zueinander orthogonalen Sequenzen als Ausgabe als Antwort auf den im Codewähler (16) gespeicherten Steuerparameter.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 8, bei dem der Orthogonalcodespeicher (38) die zueinander orthogonalen Sequenzen in paralleler Form als Ausgabe liefert und weiterhin Folgendes aufweist: einen Parallel-Seriell-Wandler (40), der mit dem Orthogonalcodespeicher (38) verbunden ist, zum Umwandeln der zueinander orthogonalen Sequenzen von paralleler in serielle Form.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 9, bei dem die Vielzahl von zueinander orthogonalen Sequenzen Walsh-Hadamard-Sequenzen sind.
Kommunikationssystem mit Direktsequenz-Codemultiplexzugriff, das eine Vielzahl von Stationen mit Spreizcodegeneratoren nach Anspruch 1 aufweist, wobei jede Station Signale auf mindestens zwei Kanälen sendet, die sich durch unterschiedliche Spreizcodes unterscheiden, jede Station ein empfangenes Funkfrequenzsignal in ein Basisbandsignal demoduliert und jede Station separat Folgendes aufweist: mindestens zwei Sende-Spreizcodegeneratoren (2) mit miteinander identischem Aufbau und jeweils identisch mit dem Spreizcodegenerator aufgebaut, zum Ausgeben der unterschiedlichen Spreizcodes; einen Taktgenerator (46), der mit den Sende-Spreizcodegeneratoren verbunden ist und dazu dient, den Sende-Spreizcodegeneratoren ein Sende-Chiptaktsignal und ein Sende-Rahmensignal zuzuführen; mindestens zwei Empfangs-Spreizcodegeneratoren (2'), die identisch mit den Sende-Spreizcodegeneratoren aufgebaut sind, zum Ausgeben von Spreizcodes; mindestens zwei Korrelatoren (66), die mit jeweiligen Empfangs-Spreizcodegeneratoren (2') verbunden sind, zum Korrelieren der Basisbandsignale mit den von jeweiligen Empfangs-Spreizcodegeneratoren ausgegebenen Spreizcodes und Ausgeben von jeweiligen entspreizten Signalen; und mindestens einen Synchronisierer (68), der mit einem der Korrelatoren (66-0) verbunden ist und dazu dient, als Antwort auf das von dem einem Korrelator ausgegebene entspreizte Signal mindestens zweien der Empfangs-Spreizcodegeneratoren ein Empfangs-Chiptaktsignal und ein Empfangs-Rahmensignal zuzuführen; wobei das den Sende-Spreizcodegeneratoren (2) zugeführte Chiptaktsignal das Sende-Chiptaktsignal ist; das den Empfangs-Spreizcodegeneratoren (2') zugeführte Chiptaktsignal das Empfangs-Chiptaktsignal ist; das den Sende-Spreizcodegeneratoren (2) zugeführte Rahmensignal das Sende-Rahmensignal ist; und das den Empfangs-Spreizcodegeneratoren (2') zugeführte Rahmensignal das Empfangs-Rahmensignal ist.
System nach Anspruch 11, bei dem die Sende-Spreizcodegeneratoren (2) an einer beliebigen Station unter der Vielzahl von Stationen identische Initialisierungsdaten, aber unterschiedliche Steuerparameter aufweisen.
System nach Anspruch 12, bei dem die mittels der Steuerparameter gewählten zweiten Spreizcodes zueinander orthogonal sind.
System nach Anspruch 11, bei dem die erste Spreizcode-Erzeugungsschaltung (4) einen Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) zur Erzeugung einer Pseudozufalls-Rauschsequenz aufweist, von welcher der erste interne Spreizcode einen Teil bildet.
System nach Anspruch 14, bei dem die Initialisierungsdaten so zugeordnet werden, dass die an unterschiedlichen Stationen erzeugten ersten internen Spreizcodes nichtüberlappende Teile der Pseudozufalls-Rauschsequenz bilden.
System nach Anspruch 11, bei dem an jeder Station unter der Vielzahl von Stationen der von einem der Sende-Spreizcodegeneratoren (2-0) ausgegebene Spreizcode als ein Pseudozufalls-Synchronisationssignal gesendet wird und der von mindestens einem anderen Sende-Spreizcodegenerator (2-1) ausgegebene Spreizcode für Spreizungs-Benutzerdaten benutzt wird.
System nach Anspruch 16, bei dem die Stationen als Basisstationen (42) und Mobilstationen (44) klassifiziert sind und die Kommunikation so durchgeführt wird, dass alle Mobilstationen die Signale in einem Frequenzband an die Basisstationen senden und alle Basisstationen die Signale in einem anderen Frequenzband an die Mobilstationen senden.
System nach Anspruch 17, bei dem jede Mobilstation (44) einen einzelnen Synchronisierer (68) aufweist, wobei der einzelne Synchronisierer (68) das Empfangs-Rahmensignal dem Taktgenerator (46) zuführt und der Taktgenerator (46) das Sende-Rahmensignal mit dem Empfangs-Rahmensignal synchronisiert.
System nach Anspruch 17, bei dem jede Mobilstation (44) einen Regelverstärker (44-0) zum Verstärken des Pseudozufalls-Synchronisationssignals aufweist, wobei das Pseudozufalls-Synchronisationssignal auf einem ersten Leistungspegel gesendet wird, um eine der Basisstationen (42) in die Lage zu versetzen, Synchronisation zu erlangen, und danach auf einem zweiten Leistungspegel, der niedriger als der erste Leistungspegel ist, um die eine Basisstation in die Lage zu versetzen, die Synchronisation zu bewahren.
Spreizcodegenerator (2) nach Anspruch 1, wobei der dritte Spreizcode zum Spreizen eines Signals zum Senden von einer Mobilstation (44) an eine Basisstation (42) in einem Kommunikationssystem mit Direktsequenz-Codemultiplexzugriff benutzt wird, das eine Vielzahl von Mobilstationen aufweist und bei dem jede Mobilstation auf mindestens zwei Kanälen Signale sendet, wobei die Initialisierungsdaten die Mobilstation (44) eindeutig kennzeichnen und der Steuerparameter einen von der Mobilstation an die Basisstation (42) gesendeten bestimmten Kanal eindeutig kennzeichnet.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 20, bei dem der erste Spreizcodegenerator Folgendes aufweist: einen Initialisierer (12) zum Speichern der Initialisierungsdaten; einen Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) zur Erzeugung einer Pseudozufalls-Rauschsequenz; und einen Zähler (10) zum Zählen des Rahmensignals und Erzeugen eines Rücksetzsignals in durch das Rahmensignal festgelegten Intervallen, wodurch die im Initialisierer (12) gespeicherten Initialisierungsdaten in den Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) geladen werden.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 21, bei dem der Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) ein Linearrückführungs-Schieberegister aufweist.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 22, bei dem die Pseudozufalls-Rauschsequenz eine Maximallänge-Sequenz ist.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 21, bei dem der Pseudozufalls-Rauschgenerator (14) Folgendes aufweist: ein Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) mit unterschiedlichen Generatorpolynomen, zur Erzeugung zweier unterschiedlicher Pseudozufalls-Rauschsequenzen; und einen Modulo-zwei-Addierer (30), der mit dem Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) verbunden ist, zum Summieren der zwei unterschiedlichen Pseudo zufalls-Rauschsequenzen.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 24, bei dem das Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) Sequenzen mit einander gleichen Perioden erzeugen.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 24, bei dem das Paar Linearrückführungs-Schieberegister (14a und 14b) Sequenzen mit voneinander verschiedenen Perioden erzeugen.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 20, bei dem die Spreizcode-Erzeugungsschaltung (6) Folgendes aufweist: einen Codewähler (16) zum Speichern des Steuerparameters; und einen Orthogonalcodespeicher (38), der mit dem Codewähler (16) verbunden ist, zum Speichern einer Vielzahl von zueinander orthogonalen Sequenzen und Liefern einer Wählbaren der zueinander orthogonalen Sequenzen als Ausgabe in Reaktion auf den im Codewähler (16) gespeicherten Steuerparameter.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 27, bei dem der Orthogonalcodespeicher (38) die zueinander orthogonalen Sequenzen in paralleler Form als Ausgabe liefert und weiterhin Folgendes aufweist: einen Parallel-Seriell-Wandler (40), der mit dem Orthogonalcodespeicher (38) verbunden ist, zum Umwandeln der zueinander orthogonalen Sequenzen von paralleler in serielle Form.
Spreizcodegenerator nach Anspruch 28, bei dem die Vielzahl von zueinander orthogonalen Sequenzen Walsh-Hadamard-Sequenzen sind.