DE69916787T2

DE69916787T2 - Vorrichtung und verfahren zur generierung eines quasionthogonalen kodes und zur verteilung von kanalsignalen in einem mobilkommunikationssystem

Info

Publication number: DE69916787T2
Application number: DE69916787T
Authority: DE
Inventors: Kyeong-Cheol C/O Samsung Electronics Yang; Kim; Kunpo-Shi; Hee-Won Kang; Young-Ky Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2019-09-23
Also published as: EP1034665B1; AU5763899A; CN1130867C; AU749559B2; EP1034665A1; WO2000019730A3; BR9909592A; CA2310815A1; RU2216880C2; US6731674B1; CN1286851A; DE69916787D1; CA2310815C; WO2000019730A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kanalkommunikationsvorrichtung sowie ein in einem CDMA-Kommunikationssystem verwendetes Verfahren und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von binären quasi-orthogonalen Codes und Spreizkanalsignalen unter Verwendung der erzeugten binären quasi-orthogonalen Codes.
Allgemein führt ein CDMA (Code Division Multiple Acess = Codemultiplex-Vielfachzugriff)-Mobilkommunikationssystem eine Kanaltrennung unter Verwendung von orthogonalen Codes durch, um die Kanalkapazität zu erhöhen. Als orthogonale Codes werden gewöhnlich Walsh-orthogonale Codes verwendet. Zum Beispiel trennt eine durch den Standard IS-95/IS-95A spezifizierte Vorwärtsverbindung die Kanäle unter Verwendung der Walsh-orthogonalen Codes.
1 stellt die IS-95/IS-95A-Vorwärtsverbindung dar, in der Kanäle durch Walsh-orthogonale Codes getrennt werden. Mit Bezug auf 1 werden die Kanäle jeweils durch eindeutige Walsh-orthogonale Codes Wi getrennt (wobei i = 0 bis 63). Die IS-95/IS-95A-Vorwärtsverbindung verwendet R = 1/2 Faltungscodes für die Kanalcodierung, verwendet eine BPSK (Binary Phase Shift Keying = Binäre Phasenumtastung)-Modulation für das Spreizen der Walsh-orthogonalen Codes und weist eine Bandbreite von 1,2288 MHz auf. Dementsprechend ist die Anzahl der verfügbaren Kanäle gleich 1,2288 MHz/(9,6KHz*2) = 64. Das heißt, die IS-95/IS-95-Vorwärtsvverbindung kann 64 Kanäle unter Verwendung der Walsh-orthogonalen Codes trennen.
Deshalb ist die Anzahl der verfügbaren Walsh-orthogonalen Codes von dem verwendeten Modulationsverfahren und der minimalen Datenrate abhängig. Zukünftige CDMA-Mobilkommunikationssysteme werden jedoch eine größere Anzahl von Benutzern zugeordneten Kanälen erfordern, um die Leistung zu verbessern. Deshalb werden zukünftige CDMA-Mobilkommunikationssysteme Verkehrkanäle, Pilotkanäle und Steuerkanäle verwenden, um die Kanalkapazität zu erhöhen.
Es ist jedoch nur eine begrenzte Anzahl von orthogonalen Codes verfügbar. Diese Beschränkung setzt der Erhöhung der Kanalkapazität Grenzen. Um diesen Nachteil zu überwinden, werden vorzugsweise quasi-orthogonale Codes erzeugt, um Störungen mit den orthogonalen Codes und einer variablen Datenrate begrenzen.
US 5,103,459 beschreibt ein System und Verfahren zum Kommunizieren von Informationssignalen mittels Spreizspektrums-Kommunikationstechniken. Der Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) -kodierte Symbolstrom für jede Sprachkommunikation ist multipliziert mit seiner zugewiesen Walsh-Sequenz. Der Walsh-kodierte/FEC-kodierte Symbolstrom für jeden Sprachkanal ist dann mit dem äußeren PN-kodierten Signal multipliziert. Die resultierenden Spreizsymbolströme werden dann zusammenaddiert zu einem zusammengesetzten Signal. Ein Spreizspektrummodulator zum Modulieren eines digitalen Benutzerinformationssignals zum Übertragen an einen beabsichtigten Empfänger erzeugt ein vorgewähltes Walsh-Funktionssignal, kombiniert ein Benutzerinformationssignal mit einem Walsh-Funktionssignal zu einem resultierenden Zwischenmodulationssignal, und kombiniert das Zwischenmodulationssignal entsprechend mit dem ersten und zweiten PN-Signalen.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von quasi-orthogonalen Codes anzugeben, die eine minimale Störung mit Walsh-orthogonalen Codes in einem CDMA-Kommunikationssystem verursachen, das Walsh-orthogonale Codes verwendet, um eine Kanalspreizung durchzuführen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es ist ein Verfahren zum Erzeugen eines binären quasi-orthogonalen Codes in einem CDMA-Kommunikationssystem angegeben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erzeugen einer m-Sequenz sowie spezifischer linker und rechter Sequenzen, die eine gute Vollkorrelationseigenschaft mit der m-Sequenz aufweisen; Spaltenumwandeln der spezifischen linken und rechten Sequenz in einem Spaltenumwandlungsverfahren, das zum Umwandeln der m-Sequenz zu einem Walsh-orthogonalen Code verwendet wird, und Verbinden der linken Sequenzen mit den rechten Sequenzen, um Maskenkandidaten zu erzeugen; Betreiben der Maskenkandidaten und der Walsh-orthogonalen Codes mit derselben Länge wie die Maskenkandidaten, um quasi-orthogonale Codekandidatenfamilien zu erzeugen; und Auswählen eines quasi-orthogonalen Codes aus den erzeugten quasiorthogonalen Codekandidatenfamilien, wobei der ausgewählte quasi-orthogonale Cdoe eine Teilkorrelationseigenschaft mit den Walsh-orthogonalen Codes erfüllt, und Auswählen einer Maske, die auf die Erzeugung des ausgewählten quasi-orthogonalen Codes bezogen ist.
Vorstehend genannte und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert:
1 ist ein Diagramm, das eine Kanaltrennung unter Verwendung von Walsh-orthogonalen Codes in einem herkömmlichen CDMA-Kommunikationssystem zeigt,
2 ist ein Diagramm, das eine Teilkorrelationseigenschaft zwischen einem Walsh-orthogonalen Code und einem quasi-orthogonalen Code in Erfüllung der Bedingung 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
3 ist ein Diagramm, das eine Matrix Q für verschobene Sequenzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
4 ist ein Diagramm, das eine Matrix Q' für quasi-orthogonale Codekandidaten, die nach der Durchführung einer Spaltenumwandlung für die Matrix Q von 3 zu Walsh-orthogonalen Codes hinzugefügt werden, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zum Erzeugen von binären quasiorthogonalen Codes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
6 ist ein Diagramm, das eine Kanaltrennung unter Verwendung von Walsh-orthogonalen Codes und quasi-orthogonalen Codes, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, in einem CDMA-Kommunikationssystem zeigt,
7 ist ein Blockdiagramm, das einen Kanalsender unter Verwendung von quasiorthogonalen Codes, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, in einem CDMA-Kommunikationssystem zeigt,
8 ist ein Blockdiagramm, das einen Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger für den Kanalsender von 7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegende Erfindung in einem CDMA-Kommunikationssystem zeigt,
9 ist ein Diagramm, das eine Quasi-Orthogonalcodemasken-Tabelle in dem Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger von 8 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Beispiel zeigt,
10 ist ein Diagramm, das eine Walsh-Orthogonalcode-Tabelle in dem Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger von 8 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Beispiel zeigt,
11 ist ein Diagramm, das eine Tabelle zum Erzeugen von quasi-orthogonalen Codes in dem Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger von 8 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
12 ist ein Blockdiagramm, das einen Kanalsender zum Spreizen von Kanalsignalen unter Verwendung von quasi-orthogonalen Codes und Walsh-orthogonalen Codes in einem CDMA-Kommunikationssystem zeigt,
13 ist ein detailliertes Blockdiagramm, das ein Schema zum Spreizen von Kanalsignalen zeigt, die unter Verwendung der quasi-orthogonalen Codes von 12 übertragen werden, und
14 ist ein detailliertes Blockdiagramm, das ein Schema zum Spreizen von Kanalsignalen zeigt, die unter Verwendung der quasi-orthogonalen Codes und Walsh-orthogonalen Codes in 12 übertragen werden.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden wohlbekannte Funktionen oder Konstruktionen nicht im Detail beschrieben, um das Prinzip der Erfindung nicht durch unnötige Details zu verundeutlichen.
Die vorliegende Erfindung erzeugt quasi-orthogonale Codes, die eine begrenzte Störung mit den orthogonalen Codes verursachen, um die Kanalkapazität zu erhöhen oder die Kapazität einer einzelnen Zelle in einem CDMA-Kommunikationssystem zu maximieren.
Binäre quasi-orthogonale Codes sollten die folgenden Gleichungen erfüllen:
wobei i = 0, 1, 2, ... log₂ M – 1.
In den Gleichungen (1) bis (3) gibt W_k(t) die k-te Sequenz eines Walsh-orthogonalen Codes mit der Länge N (1 ≤ k ≤ N) an und gibt S_i(t) einen i-ten quasi-orthogonalen Code mit einer Länge N (1 ≤ i ≤ X) an, wobei X die Anzahl der quasi-orthogonalen Codes angibt, welche die Bedingungen 1 bis 3 erfüllen. Die durch die Gleichung (1) ausgedrückte Bedingung 1 bedeutet, dass die Vollkorrelation zwischen dem k-ten Walsh-orthogonalen Code W_k(t) (1 ≤ k ≤ N, 1 ≤ t ≤ N) und dem i-ten quasi-orthogonalen Code S_i(t) (1 ≤ i ≤ X, 1 ≤ t ≤ N) nicht größer als θ_min(N) werden sollte. Die durch die Gleichung (2) ausgedrückte Bedingung 2 bedeutet, dass die Vollkorrelation zwischen einer i-ten Zeile und einer i'-ten Zeile eines quasi-orthogonalen Codes nicht größer als θ_min(N) sein sollte. Die durch die Gleichung (3) ausgedrückte Bedingung 3 bedeutet, dass eine Teilkorrelation nicht größer als
sein sollte, wenn die Teilkorrelation für entsprechende Teile N/M genommen wird, die durch das Teilen der Länge N einer k-ten Zeile eines Walsh-orthogonalen Codes und einer i-ten Zeile eines quasiorthogonalen Codes durch M erhalten werden.
Dabei gibt die Bedingung 1 der Gleichung (1) die Vollkorrelationseigenschaft eines Walsh-orthogonalen Codes und eines quasi-orthogonalen Codes wieder und gibt den minimalen Korrelationswert, den ein quasi-orthogonaeer Code theoretisch haben kann, als absoluten Korrelationswert mit einem Walsh-orthogonalen Code an, wobei θ_min(N) =√N. Die Bedingung 2 der Gleichung (2) gibt eine Bedingung für eine Vollkorrelationseigenschaft zwischen quasiorthogonalen Codes wieder. Die Bedingung 3 der Gleichung (3) gibt eine Teilkorrelationseigenschaft zwischen einem Walsh-orthogonalen Code und einem quasi-orthogonalen Code wie in 2 gezeigt wieder. In 2 ist M = 2_m (0 ≤ m ≤ log₂N). Die Teilkorrelation der Gleichung 3 von 2 erfüllt eine Korrelationseigenschaft für den Fall, dass N/M Teile des orthogonalen Codes übertragen werden, wenn sich die Datenrate während eines Datendienstes erhöht. Diese Teilkorrelation erfüllt eine Korrelationseigenschaft zu diesem Zeitpunkt. Wenn beispielsweise N = 256 ist, sind
Werte in der Tabelle 1 gezeigt.
[Tabelle 1]
Die Ergebnisse der Tabelle 1 können allgemein erweitert werden. Wenn beispielsweise N = 1024 und M = 2, kann für die Teilkorrelation während der Länge 512 aus einem orthogonalen Code der Länge 1024 eine Vollkorrelationsbindung θ_min(N) zwischen einem orthogonalen Code der Länge 512 und einer anderen Sequenz als dem orthogonalen Code betrachtet werden. Die Tabelle 2 gibt die Beziehung zwischen der Länge N und dem minimalen Konelationswert θ_min(N) wieder.
Tabelle 2
Es wurden Untersuchungen bezüglich der Sequenzen durchgeführt, welche die Bedingungen 1 und 2 erfüllen. Für diese Sequenzen sind bekannte Kasami-Sequenzen der Länge 2^2m und Gold-Sequenzen der Länge 2^2m+1 bekannt. Das heißt, sowohl die Kasami-Sequenzenfamilie als auch die Gold-Sequenzenfamilie weisen eine gute Querkorrelationseigenschaft auf. Eine Vollkorrelationseigenschaft für die vorstehenden Sequenzfamilien ist wohlbekannt.
Es wurden keine Untersuchungen bezüglich einer Sequenz durchgeführt, welche die Bedingung 3 erfüllt. Es ist jedoch sehr wichtig, das der IS-95B-Standard oder das zukünftige CDMA-System eine variable Datenrate unterstützen, um die Bedingung 3 zu erfüllen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Kerdock-Codefamilien als Sequenzen der Familie A erzeugt, um binäre quasi-orthogonale Codefamilien zu erzeugen, damit die erhöhte Anzahl von Codefamilien die oben genannten Bedingungen erfüllt.
Zuerst wird auf ein Verfahren zum Erzeugen von Kerdock-Codes Bezug genommen. Die Bildung wird in A. R. Hammons, P. V. Kumar, A. R. Calderbank, N. J. A. Sloane und P. Sole in „The Z4-linearity of Kerdock, Preparata, Goethals and related codes", IEEE Trans. Inform. Theory, vol.IT-40, pp. 301–319, Mar,1994 beschrieben.
Ein binärer Kerdock-Code der Länge 2^m – 2 wird als die Summe aus einer Sequenz der Länge 2^m – 2, die durch das zweifache Wiederholen einer m-Sequenz der Länge 2^m–1 – 1 erzeugt wird, und aus einer spezifischen Sequenz der Länge 2^m – 2 ausgedrückt, wobei die spezifische Sequenz durch die Anordnung von linken und rechten Sequenzen mit jeweils einer Länge 2^m–1 – 1 erzeugt wird. Zuerst wird ein binäres primitives Polynom f(x) des (m – 1)-ten Grades ausgewählt, um eine quasi-orthogonalen Codesequenz der Länge 2^m zu erhalten. Es ist möglich, ein Galois-Feld GF(2^m–1) unter Verwendung des charakteristischen Polynoms f(x) zu erstellen. Wenn eine Wurzel des charakteristischen Polynoms f(x) durch β wiedergegeben wird, kann ein Kerdock-Codewort als die folgende Gleichung (4) unter Verwendung einer Verfolgungsfunktion in dem Galois-Feld GF(2^m–1) ausgedrückt werden. c(t, x1) = Qγ(t, x1) + Lη,c0,c1(t, x1) (4) (Gleichung 4)wobei
Qγ(t, x1) = σ2(γα') + x1σ1(γα'), Lη,c0,c1(t, x1) = σ1(ηβt) + c0x1 + c1,
c0, c1, x1 ∊ GF(2),
In Gleichung (4), ist σ₁(ηβ^t) eine m-Sequenz der Länge 2^m–1 – 1, wobei ein Walsh-orthogonaler Code der Länge 2^m–1 mit den Symbolen „0" und „1" erhalten werden kann, indem „0" oder βⁱ
für η eingesetzt werden und dann eine Spaltenumwandlung vorgenommen wird.
Weiterhin weist x₁ in Gleichung (4) einen Wert von „0" und „1" auf, wobei (2^m–1 – 1) Sequenzen der Länge 2^m–1 erhalten werden können, indem „0" am Kopf der Sequenz Q_γ(t, x₁) mit der Länge 2^m–1 – 1 für das entsprechende x₁ eingefügt wird und dann
für γ eingesetzt wird. Nun werden Sequenzen der Länge 2^m – 2 in gleichzeitiger Erfüllung der Bedingungen 1 und 2 erzeugt, indem linke Sequenzen der Länge 2^m–1 – 1, die für x₁ = 0 erzeugt werden, rechte Sequenzen der Länge 2^m–1 – 1, die für x₁ = 1 erzeugt werden, wie in 9 gezeigt angeordnet werden. Es bestehen (2^m–1 – 1) Sequenzen der Länge 2^m – 2. Deshalb werden die Sequenzen der Länge 2^m – 2 als Maskenkandidaten bezeichnet, und es wird ein Maskenkandidatenwert der Sequenzfamilie für γ = βⁱ als Si(t) wie in der folgenden Gleichung (7) gezeigt ausgedrückt.
wobei t = 0, 1, 2, ..., 2^m – 3
Es ist möglich, eine Matrix Q von 3 zu erstellen, indem „0" am Kopf jeder Sequenz in dem Satz K von Gleichung (5) eingesetzt wird. Die Matrix Q weist (2^m–1 – 1)*2^m Reihen und 2^m Spalten auf. Dabei werden durch Spaltenwandlung orthogonale Codes der Länge 2^m und (2^m–1 – 1) Sequenzen in Erfüllung der Bedingungen 1 und 2 erzeugt; außerdem können (2^m–1 – 1)*2^m quasi-orthogonale Codekandidaten in Erfüllung der Gleichungen 1 und 2 erhalten werden, indem die vorstehenden Sequenzen als Masken mit Walsh-orthogonalen Codes kombiniert werden. Dann werden Sequenzen in Erfüllung der Bedingung 3 aus den (2^m–1 – 1)*2^m Sequenzen extrahiert.
5 stellt eine Prozedur zum Erzeugen von quasi-orthogonalen Kandidatensequenzen der Länge 2^m dar.
Wie in 5 gezeigt, werden in Schritt 511 die Sequenzen Q_γ(t, x₁), t = 0, 1, ..., 2^m–1 – 2, x₁ = 0,1 der Länge 2^m–1 – 1 für das entsprechende x₁, d. h. die linken Sequenzen und die rechten Sequenzen erzeugt.
In Schritt 513 soll Folgendes gelten: m(t) = σ₁(ηβ^t) = Tγ_m–1(β^(t+r)), wobei η = β^t. Dadurch kann eine Spaltenumwandlungsfunktion σ für eine binäre Sequenz wie folgt definiert werden:
[Gleichung 6]

σ: {0, 1, 2, ..., 2m–1 – 2} → {1, 2, ..., 2m–1 – 1}

Danach wird in Schritt 515 „0" am Kopf jeder in Schritt 511 erzeugten Teilsequenz der Länge 2^m–1 – 1 eingesetzt, um die Länge auf 2^m–1 zu erhöhen, wobei dann für jedes t eine Sequenz der Länge 2^m erzeugt wird, indem eine Teilsequenz der Länge 2^m–1 für x₁ = 0 angeordnet wird und darauf folgend eine Teilsequenz der Länge 2^m–1 für x₁ = 1 angeordnet wird. Dies kann wie folgt definiert werden:
[Gleichung 7]

[di(t)|t = 1, ..., 2m, i = 1, 2, ..., 2m–1 – 1]

Dann werden in Schritt 517 der führende 2^m–1-Teil und der folgende 2^m–1-Teil der in Schritt 515 erzeugten Sequenz unabhängig voneinander durch die in Schritt 513 erzeugte Spaltenumwandlungsfunktion spaltenumgewandelt. Das heißt, in Schritt 517 werden neue Sequenzen erzeugt, die wie folgt definiert werden können:
[Gleichung 8]

[ei(t)|t = 1, ..., 2m, i = 1, 2, ...2m–1 – 1]

Danach werden in Schritt 519 quasi-orthogonale Codes wie in 4 gezeigt unter Verwendung der in dem vorstehenden Prozess erzeugten Sequenzen in Übereinstimmung mit der Gleichung 11 unten erzeugt.
[Gleichung 9]

[Sij(t)|t = 1, 2, ..., 2m] Sij(t) = ei(t) + Wj(t) (mod 2), i = 0, 1, 2, ..., 2m–1 – 2, j = 0, 1, ..., 2m – 1

Dabei gibt [W_j(t)|t = 1, 2, ..., 2^m, j = 0, 1, ..., 2^m – 1] eine Walsh-Sequenz wieder, die ein orthogonaler Code ist, der durch die Symbole „0" und „1" ausgedrückt wird.
Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der Prozedur zum Erzeugen von binären Quasi-Orthogonalcode-Masken mit Bezug auf 5 als Beispiel gegeben.
Dabei wird angenommen, dass f(x) = x³ + x + 1 für das binäre primitive Polynom verwendet wird. Dementsprechend soll in Schritt 511 die Wurzel von g(x) gleich β sein, um spezifische Sequenzen zu bestimmen. Das heißt, β₃ + β + 1 = 0. Der Einfachheit halber werden zuerst β, β², β³, β⁴, β⁵, β⁶ und β⁷ wie folgt bestimmt. β = β β2 = β2 β3 = β + 1 β4 = β2 + β β5 = β3 + β2 = (β + 1) + β2 = β2 + β + 1 β6 = β3 + β2 + β = (β + 1) + β2 + β = β2 + 1 β7 = β3 + β = (β + 1) + β = 1
Wenn γ = β⁰ = 1, werden σ₁(1·β^t) und σ₂(1·β^t) vor der Bestimmung von Q₁(t, x₁) = σ₂(1·β^t) + x₁σ₁(1·β^t) bestimmt.
wird wie folgt bestimmt:
Dann wird
wie folgt bestimmt:
Wenn also γ = β⁰ = 1, wird die linke Sequenz zu Q₁(t, 0) = σ₂(β') = 1001011 und wird die rechte Sequenz (für x₁ = 1) zu Q₁(t, 1) = σ₂(β^t) = 1110100.
Wenn auβerdem γ = β^t = β, ist Q_β(t, x₁) = σ₂(β^t+1) + x₁σ₁(β^t+1) = σ₂(β^t+1)+ x₁σ₁(β^t+1) = Q₁(t + 1, x₁). Deshalb ist die Sequenz Q_β(t, x₁) für γ = β^t = β gleich dem Ergebnis, das erhalten wird, wenn die Sequenz Q₁(t, x₁) einmal für γ = β⁰ = 1 verschoben wird.
Auf diese Weise können die linke Sequenz 1001011, die rechte Sequenz 1110100 und deren verschobene Sequenzen bestimmt werden. Dabei wird eine i Mal verschobene Sequenz als S_i bezeichnet.
In Schritt 513 wird eine m-Sequenz in Übereinstimmung mit dem Polynom f(x) = x³ + x + 1 erzeugt. Dabei wird die m-Sequenz in Übereinstimmung mit dem Polynom f(x) = x³ + x + 1 zu 1001011. Eine Spalten-Umwandlungsfunktion für die Umwandlung der m-Sequenz zu einem Walsh-orthogonalen Code in Übereinstimmung mit der Gleichung (8) wird unter Verwendung der m-Sequenz 1001011 berechnet. Die Gleichung (8) impliziert, dass die m-Sequenz zu Dezimalzahlen umgewandelt wird, indem die m-Sequenz durch drei aufeinanderfolgende Terme gruppiert wird. Das heißt, die ersten drei Terme 100 werden zu der Dezimalzahl 4 umgewandelt; die zweiten drei Terme 001 werden zu der Dezimalzahl 1 umgewandelt; die dritten drei Terme 010 werden zu der Dezimalzahl 2 umgewandelt; die vierten drei Terme 101 werden zu der Dezimalzahl 5 umgewandelt; die fünften drei Terme 011 werden zu der Dezimalzahl 3 umgewandelt; die sechsten drei Terme 111 werden zu der Dezimalzahl 7 umgewandelt; und die siebten drei Terme 110 werden zu der Dezimalzahl 6 umgewandelt. die vorstehenden Ergebnisse können wie folgt ausgedrückt werden:
Die berechneten Spaltenumwandlungsfunktionen sind in Tabelle 3A gezeigt.
[Tabelle 3A]
In Schritt 515 wird „0" zu dem Kopf jeder in Schritt 511 bestimmten linken Sequenz hinzugefügt und dann angeordnet; darauf wird „0" zu dem Kopf jeder rechten Sequenz hinzugefügt und dann angeordnet. Mit Bezug auf den Ausdruck von d_i(t) in Übereinstimmung mit S_i(t) wenn i = 0, ist d₀(t) die binäre Sequenz S₀(t), an deren Kopf „0" hinzugefügt wird, was in Schritt 511 für γ = β⁰ = 1. Das heißt, wenn S₀(1) = 1, S₀(2) = 0, S₀(3) = 0, S₀(4) = 1, S₀(5) = 0, S₀(6) = 1, S₀(7) = 1, S₀(8) = 1, S₀(9) = 1, S₀(10) = 1, S₀(11) = 0, S₀(12) = 1, S₀(13) = 0 und S₀(14) = 0 wie in Schritt 511 bestimm, dann kann d₀(t) wie folgt bestimmt werden: d0(1) = 0 d0(2) = S0(2 – 1) = S0(1) = 1 d0(3) = S0(3 – 1) = S0(2) = 0 d0(4) = S0(4 – 1) = S0(3) = 0 d0(5) = S0(5 – 1) = S0(4) = 1 d0(6) = S0(6 – 1) = S0(5) = 0 d0(7) = S0(7 – 1) = S0(6) = 1 d0(8) = S0(8 – 1) = S0(7) = 1 d0(9) = 0 d0(10) = S0(10 – 2) = S0(8) = 1 d0(11) = S0(11 – 2) = S0(9) = 1 d0(12) = S0(12 – 2) = S0(10) = 1 d0(13) = S0(13 – 2) = S0(11) = 1 d0(14) = So(14 – 2) = S0(12) = 1 d0(15) = S0(15 – 2) = S0(13) = 1 d0(16) = S0(16 – 2) = S0(14) = 1
Wenn außerdem i = 1, ist d₀(t) die binäre Sequenz S₁(t), an deren Kopf „0" hinzugefügt wird, wie in Schritt 511 für γ = β' = β bestimmt. Das heißt, wenn wie in Schritt 511 bestimmt S₁ (1) = 0, S₁(2) = 0, S₁(3) = 1, S₁(4) = 0, S₁(5) = 1, S₁(6) = 1, S₁(7) = 1, S₁(8) = 1, S₁(9) = 1, S₁(10) = 0, S₁(11) = 1, S₁(12) = 0, S₁(13) = 0, und S₁(14) = 1, dann kann d₁(t) wie folgt bestimmt werden: d1(1) = 0 d1(2) = S1(2 – 1) = S1(1) = 0 d1(3) = S1(3 – 1) = S1(2) = 0 d1(4) = S1(4 – 1) = S1(3) = 1 d1(5) = S1(5 – 1) = S1(4) = 0 d1(6) = S1(6 – 1) = S1(5) = 1 d1(7) = S1(7 – 1) = S1(6) = 1 d1(8) = S1(8 – 1) = S1(7) = 1 d1(9) = 0 d1(10) = S1(10 – 2) = S1(8) = 1 d1(11) = S1(11 – 2) = S1(9) = 1 d1(12) = S1(12 – 2) = S1(10) = 0 d1(13) = S1(13 – 2) = S1(11) = 1 d1(14) = S1(14 – 2) = S1(12) = 0 d1(15) = S1(15 – 2) = S1(13) = 0 d1(16) = S1(16 – 2) = S1(14) = 1
Die folgende Tabelle 3B zeigt die vorstehenden Ergebnisse, wobei c_i (i = 0 bis 15) eine i-te Spalte angibt.
[Tabelle 3B]
In Schritt 517 werden die verschobenen und angeordneten spezifischen Sequenzen der Tabelle 3B mit den in Schritt 513 bestimmten Spaltenumwandlungsfunktionen spaltenumgewandelt. In Tabelle 3C sind die binären Sequenzen der Tabelle 3B gezeigt, die mit der in Schritt 513 bestimmten Spaltenumwandlungsfunktion spaltenumgewandelt werden.
[Tabelle 3C]
Durch die Verbindung der Sequenzen oben links und rechts der Länge 8 können die in Tabelle 3D gezeigten binären quasi-orthogonalen Codemaskenkandidaten der Länge 16 erzeugt werden.
[Tabelle 3D]
Die linken und rechten binären Sequenzen werden also unabhängig voneinander spaltenverschoben und angeordnet. Dann wird „0" zu jeder linken und rechten Sequenz hinzugefügt, um linke und rechte Sequenzen der Länge 8 zu erzeugen. Danach werden die linken und rechten Sequenzen jeweils in Übereinstimmung mit der Spaltenumwandlungsfunktion spaltenumgewandelt. Die spaltenumgewandelten linken und rechten Sequenzen werden verbunden, um quasi-orthogonale Codemaskenkandidatenfunktionen der Länge 16 zu erzeugen.
Alternativ hierzu kann nach dem Spaltenverschieben der linken und rechten binären Sequenzen, dem Anordnen der spaltenverschobenen Sequenzen und dem Spaltenumwandeln der angeordneten linken und rechten Sequenzen in Übereinstimmung mit der Spaltenumwandlungsfunktion eine „0" zu dem Kopf der spaltenverschobenen linken und rechten Sequenzen hinzugefügt werden, um die linken und rechten Sequenzen der Länge 8 zu erzeugen.
Die erstellten binären quasi-orthogonalen Codemaskenkandidaten werden zu den Walsh-orthogonalen Codes hinzugefügt, um zu prüfen, ob die Bedingung 3 erfüllt wird.
Danach werden in Schritt 519 die Bedingung 3 erfüllende Sequenzen aus den (2^m–1 – 1)*2m quasi-orthogonalen Codekandidaten ausgewählt, wobei der verwendete quasi-orthogonale Codemaskenkandidat als eine quasi-orthogonale Codemaske gewählt wird. Das heißt, nach dem Prozess von Schritt 517 werden in Schritt 519 die Bedingung 3 erfüllende Sequenzen aus den bestimmten Maskenkandidatenfamilien ausgewählt. Mit Bezug auf das Auswahlverfahren werden jeder Walsh-orthogonale Code und eine Korrelation für jede Länge bestimmt, um zu untersuchen, ob die Bedingung 3 erfüllt wird, wobei sie dementsprechend als eine Maske ausgewählt werden, wenn die Bedingung 3 erfüllt wird.
Zum Beispiel wird für einen orthogonalen Code der Länge 128 eine Teilkorrelation mit jedem Walsh-orthogonalen Code der Länge 54 bestimmt, um zu untersuchen, ob die Teilkorrelation 8 überschreitet. Wenn die Teilkorrelation 8 überschreitet, wird sie nicht als eine Maske ausgewählt; andernfalls wird bei einer Erfüllung eine Teilkorrelation wiederum für die Teillänge 32 in Bezug auf den Maskenkandidaten berechnet. Dann wird untersucht, ob der Teilkorrelationswert 8 überschreitet. Wenn die Teilkorrelation 8 überschreitet, wird sie nicht als Maske gewählt; andernfalls wird bei einer Erfüllung dieselbe Operation für die nächste Länge durchgeführt. Nach der Durchführung des vorstehenden Prozesses für die Teillänge von bis zu 4, wird ein Maskenkandidat, der alle die oben genannten Bedingungen erfüllt hat, als quasi-orthogonaler Codemaskenkandidat gewählt, der die Bedingungen 1 bis 3 erfüllt.
Unter Verwendung des Prozesses von 5 erzeugte quasi-orthogonale Sequenzen werden durch die Maskenfunktion e_i(t) bestimmt. Das heißt, wenn die Maskenfunktion e_i(t) die Bedingungen 1 bis 3 erfüllt, können 2^m quasi-orthogonale Codes erhalten werden. Wenn also k Masken vorhanden sind, welche die Bedingungen 1 bis 3 erfüllen, können k × 2^m quasiorthogonale Codes erhalten werden. Die folgende Tabelle 4 zeigt die Anzahl der quasiorthogonalen Codes in Übereinstimmung mit der m-Sequenz. Weiterhin zeigen die Tabellen 5, 6 und 7 die in dem vorstehend genannten Prozess bestimmten quasi-orthogonalen Codesequenz-Maskenfunktionen e_i(t) für jeweils m = 6, m = 7 und m = 8.
[Tabelle 4]
[Tabelle 5] f(x) = 1 + X² + X⁵ (Binärer Ausdruck)
[Tabelle 6] f(x) = 1 + X + X⁷ (Hexadezimaler Ausdruck)
[Tabelle 7] f(x) = 1 + X³ + X⁷ (Hexadezimaler Ausdruck)
Wenn also eine erhöhte Anzahl von orthogonalen Codes in einem System erforderlich ist, das Walsh-orthogonale Codes verwendet, kann die Kanalkapazität durch die Verwendung der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugten quasi-orthogonalen Codes erhöht werden. In diesem Fall verursachen die quasi-orthogonalen Codes eine begrenzte Störung mit den Walsh-orthogonalen Codes und sehen einen festen Korrelationswert vor. Wenn beispielsweise N = 64, ist ein Korrelationswert zwischen dem quasi-orthogonalen Code und dem Walsh-orthogonalen Code 8 oder –8. Auch wenn N = 256 ist, ist ein Teilkorrelationswert (für die Länge N = 64) ebenfalls 8 oder –8. Deshalb kann die Störung genau vorausgesagt werden, was hervorragende Eigenschaften bietet.
Die oben genannten quasi-orthogonalen Codes können für jede Verbindung in dem CDMA-System, das die Walsh-orthogonalen Codes verwendet, genutzt werden. Wenn die quasiorthogonalen Codes zusammen mit den orthogonalen Codes verwendet werden, stehen die folgenden drei Optionen zur Verfügung.
Option 1
In einem System, das Walsh-orthogonale Codes verwendet und einen Dienst mit einer variablen Datenrate anbietet, können die binären quasi-orthogonalen Codes ohne Einschränkungen bezüglich der Länge frei verwendet werden. Es ist weiterhin möglich, jede binäre quasi-orthogonale Codesequenz mit voller Länge zu verwenden.
Option 2
Eine Walsh-orthogonale Codegruppe und eine binäre quasi-orthogonale Codegruppe werden ausgewählt, um zwei orthogonale Sätze zu erstellen, wobei die zwei Gruppen beide einen Dienst mit der variablen Datenrate vorsehen können.
Option 3
Es ist möglich, die Walsh-orthogonale Codegruppe und jede binäre quasi-orthogonale Codegruppe als eine Gruppe zu verwenden, damit jede Codegruppe die variable Datenrate unterstützen kann. In diesem Fall kann eine zufällige Codecharakteristik zwischen den binären quasi-orthogonalen Codegruppen auftreten.
Vorzugsweise werden die quasi-orthogonalen Codes in Übereinstimmung mit der Anwendung verwendet, wobei die drei vorstehenden Optionen in Betracht gezogen werden. Wenn allgemein nur die Walsh-orthogonalen Codes verwendet werden, tauscht die modulierende Seite eine vorbestimmte orthogonale Codenummer mit der demodulierenden Seite aus. Wenn also die orthogonalen Codes und die quasi-orthogonalen Codes verwendet werden, muss eine vorbestimmte orthogonale Codenummer und eine Gruppennummer (d. h. ein Index i der Q'-Matrix e_i(t) von 4) ausgetauscht werden. In diesem Fall ist die orthogonale Codegruppe als eine Gruppe 0 definiert, wobei die Gruppenmitglieder danach bis zu 2^m – 1 neu definiert werden.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Anwenden der quasi-orthogonalen Codegruppe auf ein die variable Datenrate unterstützendes System, wie etwa der orthogonalen Codegruppe, beschrieben. Jedes Element der quasi-orthogonalen Codegruppe umfasst eine orthogonale Codenummer und eine Gruppennummer. Die Gruppennummer gibt an, welche e_i(t) in 4 ausgewählt wird. Um die variable Datenrate unter Verwendung der quasi-orthogonalen Codegruppe zu bedienen, wird eine zuvor zugewiesene orthogonale Codegruppe als Walsh-orthogonale Codenummer verwendet, wobei die zugewiesene e_i(t) dann für jede Länge N hinzugefügt wird.
6 stellt ein Kanaltrennungsverfahren unter Verwendung der Walsh-orthogonalen Codes und der quasi-orthogonalen Codes in einer IS-95/IS-95A-Vorwärtsverbindung dar, um die Kanalkapazität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erweitern. 6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform, in der die Walsh-orthogonalen Codes, die durch Wi (i = 0 bis 63) wiedergegeben werden, zu verschiedenen Kanälen zugewiesen sind, und die quasi-orthogonalen Codes der Länge 256, die durch Sj (j = 0 bis 255) wiedergegeben werden, zu Verkehrskanälen zugewiesen sind. Deshalb kann eine IS- 95/IS-95A-Weiterleitungsverbindung unter Verwendung der Walsh-orthogonalen Codes 64 Kanäle und unter Verwendung der quasi-orthogonalen Codes 256 Kanäle, d. h. die vierfache Anzahl wie bei den Walsh-orthogonalen Codes, trennen. Es ist also möglich, die Kanalkapazität unter Verwendung der Walsh-orthogonalen Codes und der quasi-orthogonalen Codes zu erhöhen.
7 zeigt einen Kanalsender, der Kanäle unter Verwendung der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugten quasi-orthogonalen Codes trennt. Das in 7 gezeigte Mobilkommunikationssystem bildet die Kanalbitströme mittels einem Verfahren, das sich von dem IS-95-Standard unterscheidet.
Im Folgenden wird auf 7 Bezug genommen. Ein Signalwandler (oder ein Demultiplex- & Signalabbildungsteil) 711, das einen Datenbitstrom X empfängt, trennt den empfangenen Datenbitstrom in ungerade nummerierte Bits und gerade nummerierte Bits, um die getrennten Signale in I- und Q-Signale zu demultiplexen, wobei er dann die getrennten I- und A-Signale umwandelt, indem er ein Signal „0" zu „+1" und ein Signal „1" zu „1" umwandelt. Ein Quasi-Orthogonalcode (QOC)-Erzeuger 713, der den Quasi-Orthogonalcode-Maskenindex und einen Walsh-Orthogonalcode (WOC)-Maskenindex empfängt, erzeugt einen quasi-orthogonalen Code QOFk. Ein orthogonaler Spreizer 715 kanalspreizt die aus dem Signalwandler 711 ausgegebenen Signale mit dem durch den Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger 713 erzeugten quasi-orthogonalen Code QOFk. Ein PN-Codeerzeuger 717 erzeugt komplexe PN-Codes PNi und PNq. Ein PN-Spreizer 719 PN maskiert die orthogonal gespreizten Signale di und dq mit jeweils PNi und PNq. Ein Basisbandfilter 721 filtert die PN-gespreizten Signale Xi und Xq in Basisbandsignale. Ein Frequenzverschieber 723 konvertiert die Basisband-gefilterten Signale Xi und Xq zu RF-Signalen.
Obwohl 7 einen den quasi-orthogonalen Code verwendenden Kanalsender in einem CMDA-Kommunikationssystem darstellt, sollte, wenn der Sender N Kanäle umfasst, die entsprechende Anzahl von orthogonalen Spreizern vorgesehen werden, welche die quasiorthogonalen Codes verwenden.
Mit Bezug auf 7 werden die binären Eingangssignale, die als „0" und „1" ausgedrückt werden, durch den Signalwandler 711 in I- und Q-Signale gedemultiplext und dann derart umgewandelt, dass ein Signal „0" zu „+1" und ein Signal „1" zu „–1" umgewandelt wird. Der Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger 713 erzeugt dann einen quasi-orthogonalen Code QOFk in Übereinstimmung mit dem empfangenen Quasi-Orthogonalcode-Maskenindex und dem Walsh-Orthogonalcode-Maskenindex. Der orthogonale Spreizer 715 multipliziert die aus dem Signalwandler 711 ausgegebenen Signale mit dem quasi-orthogonalen Code QOFk, um ein Übertragungssignal auf dem entsprechenden Kanal zu spreizen.
Der Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger 713 kann unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Methoden implementiert werden.
Bei Verwendung eines ersten Verfahrens umfasst der Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger 713 einen in 11 gezeigten Speicher, um die quasi-orthogonalen Codes zu erzeugen. Das heißt, jede quasi-orthogonale Sequenz wird wie in 11 gezeigt im Speicher gespeichert, um die quasi-orthogonale Sequenz in Übereinstimmung mit dem Quasi-Orthognonalcode-Maskenindex und dem Walsh-Orthogonalcode-Index auszugeben. Weiterhin speichert der Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger 713 alle verfügbaren quasi-orthogonalen Sequenzen in dem Speicher, wobei er auf den Empfang eines Quasi-Orthogonalcode-Indexes q und eines Orthogonalcode-Indexes p hin die (q*2^m + p)-te quasi-orthogonale Sequenz QOF_q×2 ^m _+p ausgibt. In 11 sind die oberen 2^m Sequenzen Walsh-orthogonale Codesequenzen, während die anderen Sequenzen quasi-orthogonale Codesequenzen sind.
In einem zweiten Verfahren wird der Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger 713 wie in 8 gezeigt implementiert.
Mit Bezug auf 8 gibt ein Quasi-Orthogonalcode-Maskenerzeuger 811, der die Quasi-Orthogonalcode-Masken e₀ – e_N speichert, eine Quasi-Orthogonalcode-Maske e_i in Übereinstimmung mit einem empfangenen Quasi-Orthogonalcode-Maskenindex aus. Das heißt, der Quasi-Orthogonalcode-Maskenerzeuger 811 umfasst eine Tabelle für Quasi-Orthogonalcode-Masken e_i, die wie in 9 gezeigt implementiert sein kann. Im Folgenden wird auf 9 Bezug genommen. Weit e₀ = 0, wird bei Auswahl von e₀ ein Walsh-orthogonaler Code ausgegeben, der durch einen Walsh-Orthogonalcode-Erzeuger 813 erzeugt wird. Der Walsh-Orthogonalcode-Erzeuger 813, der Walsh-orthogonale Codes speichert, gibt einen Walsh-orthogonalen Code W_j in Übereinstimmung mit einem empfangenen Walsh-orthogonalen Codeindex aus. Der Walsh-Orthogonalcode-Erzeuger 813 umfasst eine Walsh-Orthogonalcode-Tabelle, die wie in 10 gezeigt implementiert werden kann. Ein Addierer 815 addiert die aus dem Quasi-Orthogonalcodemasken-Maskenerzeuger 811 ausgegebene Quasi-Orthogonalcode-Maske e_i und den aus dem Walsh-Orthogonalcode-Erzeuger 813 ausgegebenen Walsh-orthogonalen Code W_j, um einen quasi-orthogonalen Code QOFk zu erzeugen.
Eine Signalspreizung mit dem quasi-orthogonalen Code wir auf den PN-Spreizer 719 angewendet. Der PN-Spreizer 719 spreizt dann die Signale di und dq, die aus dem Orthogonalspreizer 715 ausgegeben werden mit den entsprechenden PN-Codes PNi und PNq, um eine PN-Maskierung durchzuführen. Die PN-maskierten Signale Xi und Xq werden durch den Basisband-Filter 721 Basisband-gefiltert, wobei die Basisband-gefilterten Signale durch den Frequenzverschieber 723 zu RF-Signalen umgewandelt werden.
12 zeigt einen Kanalsender, der einen Walsh-orthogonalen Code und einen quasiorthogonalen Code gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, in einem CDMA-Kommunikationssystem. 12 zeigt ein Beispiel, in dem beim Übertragen von wenigstens zwei Übertragungssignalen, die Übertragungssignale der entsprechenden Kanalsender mit eindeutigen quasi-orthogonalen Codes oder eindeutigen Walsh-orthogonalen Codes gespreizt werden. In 12 können ein erstes Kanalsignal und ein zweites Kanalsignal Signale auf dedizierten Kanälen oder Signale auf einem dedizierten Kanal und einem allgemeinen Kanal sein. Der dediziere Kanal umfasst einen fundamentalen Kanal, einen ergänzenden Kanal und einen dedizierten Steuerkanal, und der allgemeine Kanal umfasst einen allgemeinen Steuerkanal, einen Pilotkanal, einen Sync-Kanal und einen Paging-Kanal. In der Ausführungsform verwenden die allgemeinen Kanäle Walsh-orthogonale Codes und verwenden die dedizierten Kanäle entweder die Walsh-orthogonalen Codes oder die quasi-orthogonalen Codes.
Mit Bezug auf 12 demultiplext ein erster Signalwandler 1211 einen empfangenen ersten Kanalbittrom zu I- und Q-Armen, wobei er die gedemultiplexten Signale dann umwandelt. Das heißt, der erste Signalwandler 1211 wandelt ein Signal „0" des empfangenen ersten Kanalbitstroms zu „+1" und ein Signal „1" zu „–1" und gibt die umgewandelten Signale zu einem Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219. Entsprechend demultiplext ein zweiter Signalwandler 1213 einen empfangenen zweiten Kanalbitstrom zu I- und Q-Armen, wobei er die gedemultiplexten Signale dann umwandelt. Der zweite Signalumwandler 1213 wandelt ein Signal „0" des empfangenen zweiten Kanalbitstroms zu „+1" und ein Signal „1" zu „–1" und gibt die umgewandelten Signale zu dem Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 aus.
Ein Orthogonalcode-Erzeuger 1215, der einen Quasi-Orthogonalcode (QOC)-Maskenindex und einen Walsh-Orthogonalcode (WOC)-Index empfängt, erzeugt einen Walsh-orthogonalen Code W_j oder einen quasi-orthogonalen Code S_i unter Verwendung der empfangenen Indizes und gibt den erzeugten Code an den Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 aus. Dabei sollte die Anzahl der Orthogonalcode-Erzeuger 1215 gleich der Anzahl der Kanalsender sein. Um beispielsweise in 12 orthogonale Codes für den ersten Kanal und den zweiten Kanal separat vorzusehen, sind zwei Orthogonalcode-Erzeuger erforderlich. Außerdem sollte der Orthogonalcode-Erzeuger 1214 quasiorthogonale Codes und Walsh-orthogonale Codes in Übereinstimmung mit dem Quasi-Orthogonalcode-Maskendindex und dem Walsh-Orthogonalcode-Index erzeugen können, die wie in 8 gezeigt durch einen höheren Prozessor angegeben werden.
Ein PN-Code-Erzeuger 1217 erzeugt echte und imaginäre PN-Codes PNi und PNq und gibt diese an den Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 aus. Der Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 multipliziert die Ausgaben aus dem ersten und dem zweiten Signalwandler 1211 und 1213 mit assoziierten eindeutigen Walsh-orthogonalen Codes W_j oder quasi-orthogonalen Codes S_i, um die Eingangssignale zu spreizen, wobei er wiederum die gespreizten Signale mit den PN-Codes PNi und PNq multipliziert, um PN-maskierte Signale Xi und Xq zu erzeugen. Ein Basisband-Filter 1221 filtert die aus dem Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 ausgegebenen Signale Xi und Xq zu Basisband-Signalen. Ein Frequenzverschieber 1223 frequenzverschiebt die aus dem Basisband-Filter 1221 ausgegebenen Signale zu RF-Signalen.
Um eine hohe Korrelationseigenschaft für die Mehrpfad-Verzögerung sicherzustellen, kann der Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 in verschiedenen Konfigurationen implementiert werden. 13 stellt einen Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil dar, der durch einen komplexen Multiplizierer 1319 für die komplexe PN-Maskierung implementiert wird, welcher einen quasi-orthogonalen Code S_i für den ersten Kanal und einen Walsh-orthogonalen Code W_i für den zweiten Kanal verwendet. Außerdem kann der komplexe Multiplizierer 1319 auch gleichermaßen für den Fall angewendet werden, dass die quasi-orthogonalen Codes S_i für sowohl den ersten als auch den zweiten Kanal angewendet werden, um eine komplexe PN-Maskierung durchzuführen. 14 stellt einen Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil dar, der eine nicht-komplexe PN-Maskierung verwendet und einen Walsh-orthogonalen Code W_i für den ersten Kanal und einen quasi-orthogonalen Code S_i für den zweiten Kanal verwendet. Außerdem kann dasselbe Schema auch für den Fall angewendet werden, dass die quasi-orthogonalen Codes S_i für sowohl den ersten als auch den zweiten Kanal verwendet werden und keine komplexe PN-Maskierung angewendet wird. In 13 und 14 entspricht die Anzahl der Kanalspreizer und der Orthogonalcode-Erzeuger der Anzahl von Kanälen. Weiterhin ist in 13 nur ein komplexer Multiplizierer erforderlich.
Mit Bezug auf 13 empfängt ein erster Spreizer 1311 ein erstes Kanalsignal, multipliziert das empfangene erste Kanalsignal mit einem quasi-orthogonalen Code S_i, um die Spreizsignale di1 und dq1 auszugeben. Ein zweiter Spreizer 1313, der ein zweites Kanalsignal empfängt, multipliziert das empfangene zweite Kanalsignal mit einem Walsh-orthogonalen Code W_i, um Spreizsignale di2 und dq2 auszugeben. Ein Wiederholer 1317 wiederholt die aus dem PN-Code-Erzeuger 1217 ausgegebenen PN-Codes PNi und PNq mit einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen. Der komplexe Multiplizierer 1319 addiert das Signal di1 zu dem Signal di2 und das Signal dq1 zu dq2, die aus dem ersten und dem zweiten Spreizer 1311 und 1313 ausgegeben werden, und nimmt danach eine komplexe Multiplikation der addierten Signale di1 + di2 und dq1 + dq2 mit den PN-Codes PNi und PN1 vor, die jeweils aus dem Wiederholer 1317 ausgegeben werden, um PN-maskierte Signale Xi und Xq zu erzeugen. Der komplexe Multiplizierer 1319 führt eine komplexe PN-Maskierung durch, indem er die in 13 gezeigte komplexe Operation durchführt.
In 13 sollten sich bezüglich des quasi-orthogonalen Codes S_i und des Walsh-orthogonalen Codes W_i, die dem ersten und dem zweiten Kanal zugewiesen wurden, auch die Teilcodes der orthogonalen Codes unterscheiden. Deshalb kann für den Fall, dass der Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 auf diese Weise implementiert wird, eine genaue Ankunftszeit-Synchronisation zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal erhalten werden, so dass eine gegenseitige Störung zwischen denselben verhindert wird.
14 stellt den Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 dar, wobei der Walsh-orthogonale Code W_i für den ersten Kanal und der quasi-orthogonale Code S_i für den zweiten Kanal verwendet wird und wobei eine nicht-komplexe PN-Maskierung angewendet wird.
Mit Bezug auf 14 multipliziert ein erster Spreizer 1411, der ein erstes Kanalsignal empfängt, das empfangene erste Kanalsignal mit einem Walsh-orthogonalen Code W_i, um die Spreizsignale di1 und dq1 auszugeben. Entsprechend multipliziert ein zweiter Spreizer 1413, der ein zweites Kanalsignal empfängt, das empfangene zweite Kanalsignal mit einem quasi-orthogonalen Signal S_i, um die Spreizsignale di2 und dq2 auszugeben. Ein Addierer 1415 addiert das aus dem ersten Spreizer 1411 ausgegebene Spreizsignal di1 zu dem aus dem zweiten Spreizer 1413 ausgegebenen Spreizsignal di2, um ein Signal di1 + di2 zu erzeugen. Ein Addierer 1417 addiert das aus dem ersten Spreizer 1411 ausgegebene Spreizsignal dq1 zu dem aus dem zweiten Spreizer 1413 ausgegebenen Spreizsignal dq2, um ein Signal dq1 + dq2 zu erzeugen. Ein Wiederholer 1421 wiederholt die aus dem PN- Code-Erzeuger 1217 ausgegebenen PN-Codes PNi und PNq für eine vorbestimmte Anzahl von Wiederholungen. Ein Multiplizierer 1423 multipliziert das aus dem Addierer 1415 ausgegebene Spreizsignal di1 + di2 mit dem aus dem Wiederholer 1421 ausgegebenen PN-Code PNi, um ein maskiertes Signal Xi zu erzeugen. Ein Multiplizierer 1425 multipliziert das aus dem Addierer ausgegebene Spreizsignal dq1 + dq2 mit dem PN-Code PNq, um ein maskiertes Signal Xq auszugeben.
In 14 sollte sich wie weiter oben erläutert der Walsh-orthogonale Code W_i, der dem ersten Kanal zugewiesen ist, von dem quasi-orthogonalen Code S_i, der dem zweiten Kanal zugewiesen ist, unterscheiden. Für den Fall, dass der Orthogonalcodespreiz- und PN-Maskierungsteil 1219 auf diese Weise implementiert ist, kann eine genaue Ankunftszeit-Synchronisation zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal erreicht werden, wodurch eine gegenseitige Störung zwischen denselben verhindert wird.
Wie oben beschrieben, kann die Ausführungsform quasi-orthogonale Codes mit einer minimalen Störung von Walsh-orthogonalen Codes vorsehen. Weiterhin kann in einem Mobilkommunikationssystem, das Kanäle unter Verwendung der Walsh-orthogonalen Codes trennt, die Kanalkapazität unter Verwendung der quasi-orthogonalen Codes unabhängig von der Beschränkung der Walsh-orthogonalen Codes erhöhen.
Die Erfindung wurde mit Bezug auf eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform erläutert und dargestellt, wobei dem Fachmann jedoch deutlich sein sollte, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Details vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines binären quasi-orthogonalen Codes, welcher zur Kommunikation in einem CDMA (Code Division Multiple Access = Codemultiplex-Vielfachzugriff)-Mobilkommunikationssystem verwendet wird, mit folgenden Schritten: (a) Erzeugen einer m-Sequenz sowie spezifischer linker und rechter Sequenzen mit der Eigenschaft einer vollständigen Korrelation, die eine spezifische Schranke des Korrelationswerts mit der m-Sequenz aufweisen, (b) Spaltenpermutation der spezifischen linken und rechten Sequenzen in einem Spaltenpermutationsverfahren, das zum Umwandeln der m-Sequenz zu einem Walsh-orthogonalen Code verwendet wird, und zum Verbinden der linken Sequenzen mit den rechten Sequenzen, um Maskenkandidaten zu erzeugen, (c) Betreiben der Maskenkandidaten und der Walsh-orthogonalen Codes mit derselben Länge wie die Maskenkandidaten, um quasi-orthogonale Kandidatenfamilien zu erzeugen, und (d) Auswählen eines quasi-orthogonalen Codes aus den erzeugten quasiorthogonalen Kandidatenfamilien, wobei der ausgewählte quasi-orthogonale Code eine Teilkorrelationseigenschaft mit den Walsh-orthogonalen Codes erfüllt, und Auswählen einer Maske in Übereinstimmung mit der Erzeugung des ausgewählten quasi-orthogonalen Codes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die spezifischen linken und rechten Sequenzen Kerdock-Codes einer Familie-A-Sequenz sind, um binäre quasi-orthogonale Codemasken zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) folgende Schritte umfasst: (1) unabhängiges Verschieben der spezifischen linken und rechten Sequenzen, um verschobene linke und rechte Sequenzen zu erzeugen, (2) unabhängiges Spaltenpermutieren der spezifischen linken und rechten Sequenzen und der verschobenen linken und rechten Sequenzen mit einer Spaltenpermutationsfunktion, und (3) Verbinden der spaltenpermutierten linken Sequenzen mit den spaltenpermutierten rechten Sequenzen, um binäre quasi-orthogonale Codemasken-Kandidaten zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt (1) den Schritt zum Einfügen von „0" am Kopf der verschobenen linken und rechten Sequenzen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei in Schritt (d) eine Maske zum Erzeugen des binären quasi-orthogonalen Codes als eine binäre Quasi-Orthogonalcode-Maske gewählt wird, wenn ein Korrelationswert für jeden Teil von N/M nicht größer als
ist, wobei N die Gesamtlänge des binären quasi-orthogonalen Codekandidaten und des Walsh-orthogonalen Codes ist, M = 2^m ist und m = 0, 1, ..., log₂N ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin einen Schritt zum Speichern einer Maske zum Erzeugen des binären quasi-orthogonalen Codes als binäre Quasi-Orthogonalcode-Maske umfassen, wenn ein Korrelationswert für jeden Teil von N/M nicht größer als
ist, wobei N die Gesamtlänge des mit der Maske erzeugten binären quasi-orthogonalen Codekandidaten und eines anderen binären quasi-orthogonalen Codekandidaten ist, M = 2^m ist und m = 0, 1, ..., log₂N ist.
Kanalübertragungseinrichtung für ein CDMA-Kommunikationssystem mit: einem Erzeuger (713) zum Erzeugen von einem binärem quasi-orthogonalem Code (QOFk) durch das Betreiben einer binären quasi-orthogonalen Codemaske und einem Walsh-orthogonalen Code jeweils in Übereinstimmung mit einem designierten Maskenindex und einem Walsh-Orthogonalcode-Index; einem Kanalspreizer (715) zum Betreiben von Eingangssignalen (I, Q) und des erzeugten binären quasi-orthogonalen Codes (QOFk), um Kanalspreizsignale (di, dq) zu erzeugen; und einem PN (Pseudo Noise = Pseudorauschen)-Maskierungsteil (719) zum Betreiben der Kanalspreizsignale (di, dq) und PN-Sequenzen (PNi, PNq), um PN-maskierte Kanalsignale (Xi, Xq) zu erzeugen.
Kanalübertragungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei der binäre Quasi-Orthogonalcode-Erzeuger (713) umfasst: einen ersten Erzeuger (811) zum Erzeugen der binären Quasi-Orthogonalcode-Maske (e_i) in Entsprechung zu dem designierten Maskenindex, einen zweiten Erzeuger (813) zum Erzeugen des Walsh-orthogonalen Codes (W_j) in Entsprechung zu dem designierten Walsh-orthogonalen Code, und einen Addierer (815) zum Betreiben der binären Quasi-Orthogonalcode-Maske und des Walsh-orthogonalen Codes (W_j), um einen binären quasi-orthogonalen Code (QOFk) zu erzeugen.
Kanalübertragungsverfahren für ein CDMA-Kommunikationssystem mit den folgenden Schritten: Erzeugen binärer Quasi-Orthogonalcode-Masken (e_i), jede in Entsprechung zu einem designierten Quasi-Orthogonalcode-Index und Erzeugen eines binären quasi-orthogonalen Codes (QOFk) durch das Betreiben einer erzeugten binären Quasi-Orthogonalcode-Maske (e_i) und eines Walsh-orthogonalen Codes (W_j); Betreiben von Eingangssignalen (I, Q) und des erzeugten binären quasi-orthogonalen Codes (QOFk), um Kanalspreizsignale (di, dk) zu erzeugen; und Betreiben der Kanalspreizsignale (di, dq) und komplexer PN-Sequenzen (PNi, PNq), um PN-maskierte Kanalsignale (Xi, Xq) zu erzeugen.