FI111306B - CDMA-mikrosolupuhelinjärjestelmä ja tämän hajautettu antennijärjestelmä - Google Patents

Description

111306

CDMA MIKROSOLUPUHELINJÄRJESTELMÄ JA TÄMÄN HAJAUTETTU ANTENNIJÄRJESTELMÄ - CDMA MIKROCELLTELEFONSYSTEM OCH ETT DISTRIBUERAT ANTENNSYSTEM FÖR DETTA

Esillä olevan keksinnön kohteena on langaton 5 sarja- (PBX)- ja johdoton paikallinen silmukkapuhelin-järjestelmä. Erityisesti keksintö koskee uutta ja parannettua mikrosolupuhelinjärjestelmää ja hajautettua antennijärjestelmää tätä varten, jotka mahdollistavat sisätiloissa tapahtuvaa viestintää käyttäen levitetyn 10 spektrin viestintäsignaaleja.

Viestinnässä, jossa on useita järjestelmän käyttäjiä, voidaan mm. käyttää CDMA-modulaatiota (code division multiple access; moniliityntäinen koodijako). Alalla tunnetaan yleensä muita moniliityntäisiä mene-15 telmiä, kuten TDMA (time division multiple access; moniliityntäinen alkajako), FDMA (frequency division multiple access; moniliityntäinen taajuusjako) sekä AM-modulointimenetelmä, kuten ACSSB-modulointia (amplitude companded single sideband; amplitudikompandoitu 20 yksittäinen sivukaista). Kuitenkin CDMA-moduloinnin laajennetun spektrin modulointitekniikalla on huomattavia etuja suhteessa näihin menetelmiin moniliityn-täisissä viestintäjärjestelmissä. CDMA-menetelmä esitetään patenttijulkaisussa US-4.901.307 (13.2.90, 25 "Laajennetun spektrin moniliityntäinen viestintäjärjestelmä, joka hyödyntää satelliitti- tai maassa sijaitsevia toistajia").

Mainitussa patenttijulkaisussa esitetään moniliityntäinen järjestelmä, jossa on suuri määrä mat-30 kapuhelinkäyttäjiä, jotka kukin omaavat lähe-tys/vastaanottoyhteyden satellittitoistajien tai maassa olevien tukiasemien kautta (kutsutaan myös "solu-asemeksi" tai "soluiksi") käyttäen CDMA-moduloinnin laajennetun spektrin viestintäsignaaleja. Käyttämällä ; 35 CDMA-viestintää taajuusspektri voidaan käyttää uudes taan useita kertoja, jolloin mahdollistetaan järjes- 111306 2 telmän käyttäjäkapasiteetin lisääminen. CDMA:n käyttö tarjoaa huomattavasti paremman spektritehokkuuden kuin mitä voidaan aikaansaada käyttämällä muita moniliityn-täisiä menetelmiä.

5 Maassa olevaan kanavaan kohdistuu signaalin häipyminen, joka muistuttaa Rayleigh-häipymistä. Tämän Rayleigh- häipymisen aiheuttaa maasignaali, joka heijastuu eri fyysisistä osista ympäristössä. Tämän tuloksena signaali saapuu matkapuhelinyksikön vastaanotit) timeen useista suunnista eri viiveellä. UHF-taajuuskaistalla, jota yleensä käytetään käsipuhelin-liikenteessä, sisältäen myös matkapuhelimien solujär-jestelmät, saattaa esiintyä huomattavia vaihe-eroja signaaleissa, jotka kulkevat eri kautta. Tällöin saat-15 taa signaalien yhdistäminen aiheuttaa tilapäistä huomattavaa häipymistä.

Ympäristöstä johtuva kanavan häipyminen on suuresti riippuvaista liikkuvan yksikön fyysisestä sijainnista. Pieni liikkuvan yksikön siirtyminen muut-20 taa kaikkien signaalien kulkuteiden viiveet, joka edelleen aikaansaa kullekin tielle eri vaiheen. Täten liikkuvan yksikön liike ympäristössä voi aiheuttaa hyvin nopeaa häipymistä. Esim. 850 MHz soluradion taajuuskaistalla tämä häipyminen voi tyypillisesti olla 25 niinkin nopeaa kuin yksi häipyminen per sekunti per maili per tunti ajoneuvon nopeutta. Tämä häipyminen voi suuresti huonontaa yhteyttä. Lähetystehon lisääminen parantaa häipymisongelmaa. Tehon lisääminen vaikuttaa kuitenkin myös käyttäjään lisäten tehon kulu-30 tusta ja myös järjestelmään lisääntyneen interferens sin kautta. Patenttijulkaisussa US-4.901.307 esitetty ’’ CDMA-modulointimenetelmä omaa monta etua kapeakaistai seen modulointimenetelmään nähden, jota käytetään viestintäjärjestelmissä, joissa hyödynnetään satel-35 liitti- tai maapohjaisia toistimia. Maassa oleva kana va aiheuttaa monia ongelmia mihin tahansa viestintäjärjestelmään erityisesti koskien monitiesignaaleja.

3 ΙΠώΟο CDMA-menetelmät poistavat maakanavien erityiset ongelmat lieventämällä monitiekanavien vaikutuksia, esim. häipymistä, mutta hyödyntävät kuitenkin näiden etuja.

CDMA-solupuhelinjärjestelmässä voidaan käyt-5 tää samaa laajakaistaista taajuuskanavaa kaikkien solujen viestinnässä. CDMA-aaltomuoto-ominaisuudet, jotka tarjoavat hyvää prosessointivahvistusta, käytetään myös signaalien erottamiseksi, jotka sijaitsevat samalla taajuuskaistalla. Edelleen nopea näennäiskohina 10 (PN, pseudonoise) -modulointi mahdollistaa hyvin monien eri kulkuteiden erottamisen, mikäli teiden viiveiden erotus ylittää PN-sirun keston, eli 1/kaistanleveys. Mikäli PN-sirun nopeus on n. 1 MHz CDMA-järjestelmässä, koko laajennetun spektrin proses-15 sointivahvistusta voidaan käyttää erottamaan tiet, jotka eroavat enemmän kuin yksi mikrosekunti teidensä viiveiden osalta. Yhden mikrosekunnin kulkuviiveen erotus vastaa n. 300 m (1 000 jalkaa) tie-erotusta. Lähiöissä viive yleensä ylittää 1 mikrosekunnin, ja 20 jopa 10-20 mikrosekunnin viiveitä todetaan eräillä alueilla.

Kapeakaistamodulointijärjestelmissä, kuten analogisessa FM-moduloinnissa, jota käytetään tavan omaisissa puhelinjärjestelmissä, useiden teiden ole-: 25 massaolo aikaansaa huomattavaa monitiehäipymistä. Laa jakaistaisessa CDMA-moduloinnissa voidaan toisaalta f": eri tiet erottaa demodulointiprosessin kautta. Erotus c yksinkertaistaa monitiehäipymisen ongelmaa. Moni- tiehäipyminen ei ole täysin poistunut mikäli käytetään 30 CDMA-erotusta, koska toisinaan esiintyy teitä, joiden viivästynyt erotus on pienempi kuin kyseisen järjestelmän PN-sirun kesto. Signaaleja, joiden kulkuviive on tätä luokkaa, ei voida erottaa toisistaan demodu-:laattorissa, jolloin kuitenkin saadaan jonkunasteista 35 häipymistä.

Siksi on toivottavaa, että CDMA-solupuhelinjärjestelmässä esiintyisi jonkunlainen ero- 111306 4 tus, jolla voitaisiin vähentää järjestelmän häipymistä. Erotus on yksi menetelmä järjestelmän häipymisen vaikutusten lieventämiseksi. Voidaan käyttää kolmea eri erotusmenetelmää: aikaerotus, taajuuserotus ja 5 paikkaerotus.

Aikaerotus, eli eriaikaisuus, voidaan parhaiten aikaansaada käyttämällä toistoa, aikalimitystä ja virheiden havaitsemis- ja korjauskoodia, joka on eräs toiston muoto. Esillä olevassa keksinnössä käytetään 10 kaikkia näitä menetelmiä eräänlaisena aikaerotuksena.

Koska CDMA on laajakaistasignaalityyppinen, tarjoaa se eräänlaista taajuuserotusta laajentamalla signaalienergian laajalle taajuuskaistalle. Siksi taajuuteen vaikuttava häipyminen vaikuttaa ainoastaan 15 osaan CDMA-signaalin taajuuskaistaa.

Paikkaerotus aikaansaadaan järjestämällä useita signaaliteitä vastaavien linkkien kautta liikkuvalta käyttäjältä kahden tai useamman soluaseman kautta. Edelleen paikkaerotus voidaan aikaansaada si-20 ten, että signaali, joka saapuu eri viiveellä vastaanotetaan ja käsitellään erikseen. Tällaisia esimerkkejä on esim. patenttijulkaisussa US-5.101.501 (7.11.89) ja hakemuksessa US-5.109.390 (7.11.89), joissa hakemuk sissa on sama hakija kuin esillä olevassa hakemukses-25 sa.

Häipymisen haitat voidaan edelleen osittain poistaa CDMA-järjestelmässä ohjaamalla lähettimen lähetystehoa. Järjestelmä soluaseman ja liikkuvan aseman tehon säätämiseksi esitetään esim. patenttijulkaisussa 30 US-5.056.109 (7.11.89).

Patenttijulkaisussa US-4.901.307 esitetty i CDMA-tekniikka hyödyntää koherenttia modulointia ja ; V demodulointia linkin molemmissa suunnissa liikkuvan :· aseman ja satelliitin välisessä viestinnässä. Täten V. 35 tämä käsittää ohjauskantosignaalin käyttöä koherentti- na vaihereferenssina linkille satelliitin ja liikkuvan aseman välillä ja linkille solun ja liikkuvan aseman 111306 5 välille. Maassa olevassa soluympäristössä monitiehäi-pyrainen ja tästä johtuva vaihevääristymä kanavassa estää koherentin demodulointitekniikan käytön linkissä liikkuvan aseman ja solun välillä. Esillä oleva kek-5 sintö tarjoaa järjestelmän, joka poistaa nämä haitat käyttämällä epäkoherentteja modulointi- ja demoduloin-timenetelmiä.

Patenttijulkaisussa US-4.901.307 esitetään CDMA-menetelmä, esittää edelleen suhteellisen pitkän 10 PN-sekvenssin käytön kussakin käyttäjäkanavassa, joille on annettu eri PN-sekvenssi. Ristikorrelointi eri PN-sekvenssien välillä ja PN-sekvenssin autokorreloin-ti kaikille aikasiirroille, jotka poikkeavat nollasta omaavat molemmat keskiarvon 0, joka mahdollistaa eri 15 käyttäjäsignaalien erottamisen vastaanoton yhteydessä. Tällaiset PN-signaalit eivät kuitenkaan ole kohtisuoria keskenään. Vaikkakin ristikorreloinnit ovat keskiarvoltaan 0, ristikorrelointi noudattaa lyhyellä aikavälillä, kuten informaatiobittiaika, binomija-20 kaumaa. Tällöin signaalit interferoivat toistensa kanssa hyvin samantapaisesti kuin jos ne olisivat laajakaistaista Gaussin kohinaa samalla tehospektritihey-dellä. Täten muut käyttäjäsignaalit tai keskinäinen interferenssikohina vaihtoehtoisesti rajoittaa käytet-1 ! : 25 tävää kapasiteettia.

Monitiemahdollisuus aikaansaa tie-erotuksen : : laajakaistaisessa PN-CDMA-järjestelmässä. Mikäli saa tavana on kaksi tai useampia teitä, joilla on kulku-viive -erotus , joka ylittää yhden mikrosekunnin, voi-30 daan käyttää kahta tai useampaa PN-vastaanotinta otta-, maan erikseen vastaan näitä signaaleja. Koska nämä !' signaalit tyypillisesti ovat riippumattomia moni- j \ ' tiehäipymisessä, eli ne eivät yleensä häivy yhdessä, ; ; kahden vastaanottimen annot voidaan yhdistää erotus- \ 35 tyyppisesti. Siksi tapahtuu häviö ainoastaan mikäli molemmat vastaanottimet havaitsevat häipymisen samanaikaisesti. Täten keksinnön erään näkökohdan mukaises- 111306 6 ti sovitetaan kaksi tai useampia PN-vastaanottimia yhdessä erotusyhdistimen kanssa. Monitiesignaalien olemassaolon toteamiseksi ja häipymisen voittamiseksi on välttämätöntä käyttää aaltomuotoa, joka suorittaa 5 tarvittavan tie-erotuksen yhdistämistoiminnon.

Menetelmä ja järjestelmä PN-sekvenssien aikaansaamiseksi, jotka tarjoavat kohtisuoruuden käyttäjien välillä, jolloin keskinäinen interferenssi pienenee, esitetään patenttijulkaisussa US-5.103.459 10 (25.6.90) . Nämä menetelmät vähentävät keskinäistä in terferenssiä, jolloin aikaansaadaan parempi järjestelmän käyttäjäkapasiteetti ja parempi linkkisuoritus. Kohtisuoralla PN- koodilla ristikorrelointi on 0 en-naltaan määrätyn aikavälin yli, jolloin ei saada yh-15 tään interferenssiä kohtisuorien koodien välillä, ai noastaan mikäli koodiaikakehykset ovat aikakohdistetut toistensa suhteen.

Tällaisessa CDMA-solupuhelinjärjestelmässä, joka on esitetty julkaisussa 07/543.496, signaalit 20 lähetetään solun ja liikkuvan yksikön välillä käyttäen suorasekvenssisiä laajennetun spektrin viestintäsig-naaleja. Tässä linkissä solun ja liikkuvan aseman välillä määritetään ohjaus-, tahdistus-, haku- ja äänikanavat. Informaatio, joka lähetetään solun ja liikku-'1 25 van aseman välillä linkkikanavassa on yleensä koodat tua, limitettyä ja moduloitu kaksivaihesiirtoavaimella (BPSK, bi-phase shift key) siten, että kukin BPSK-merkki on kohtisuorassa suhteessa peitettyjen merkkien QPSK-laajennukseen (90° vaihe-eroavaan, quadrature 30 phase shift key). Linkissä liikkuvan aseman ja solun välillä määritetään liittymäkanava ja äänikanava. Informaatio linkkikanavilla liikkuvan aseman ja solun : · - välillä ovat yleensä koodattuja, limitettyjä ja koh- tisuoria signaaleja yhdessä QPSK-laajennuksen kanssa.

35 Käyttämällä kohtisuoria PN-sekvenssejä vähennetään itse asiassa keskinäistä interferenssiä, jolloin ai- 111306 7 kaansaadaan parempi käyttäjäkapasiteetti sen lisäksi että tuetaan tie-erotus, jolloin häipyminen voitetaan.

Yllä mainittu patentti ja patenttihakemukset sisältävät uuden moniliityntämenetelmän, jossa useat 5 liikkuvat puhelinjärjestelmän käyttäjät ovat yhteydessä satelliittitoistimen tai maassa olevan tukiaseman välillä käyttäen CDMA:n laajennetun spektrin modulaatiota, joka mahdollistaa spektrin uudelleenkäytön useita kertoja. Näin saatu järjestelmän rakenne omaa 10 paljon paremman spektritehokkuuden kuin mitä voidaan aikaansaada käyttämällä aikaisempia moniliityntämene-telmiä.

Solupuhelinjärjestelmissä matkapuhelimet toimivat laajalla maantieteellisellä alueella, käyttämäl-15 lä lukuisia soluasemia, jotka sijaitsevat siten, että ne peittävät koko maantieteellisen alueen. Mikäli käyttötarve ylittää tarjolla olevan kapasiteetin, solut voidaan edelleen jakaa pienempiin soluihin. Tämä on jatkettu siihen pisteeseen, että eräillä suur-20 kaupunkialueilla on jopa 200 soluasemaa.

Patenttijulkaisussa US-4.901.307 esitetään - , CDMA, jolla aikaansaadaan hyvin suuri kapasiteetti järjestämällä rajoitettua vahvistuksen eristystä muuntamalla järjestelmää ja sen toimintaa käyttämällä 25 esim. useita ohjattavia antenneja, puheaktiviteetti-- toimintoa tai koko taajuuskaistan uudelleenkäyttöä järjestelmän joka solussa. Näin saadaan huomattavasti 1 suurempi järjestelmäkapasiteetti kuin muissa monilii- tyntäisissä menetelmissä, kuten FDMA ja TDMA.

30 Solupuhelinidean edelleen kehittämisessä on toivottavaa aikaansaada tietty lukumäärä hyvin pieniä soluja, joita kutsutaan mikrosoluiksi, jotka peittävät ; hyvin pienen maantieteellisen alueen. Yleensä nämä alueet rajoittuvat esim. toimiston yhteen kerrokseen 35 rakennuksessa, ja matkapuhelintoimintoa voidaan pitää langattomana puhelinjärjestelmänä, joka on tai mahdollisesti ei ole yhteensopiva matkapuhelinsolupuhelin- 111306 8 järjestelmän kanssa. Tällöin saadaan samoja etuja kuin käyttämällä sarjajohtoja (PBX, Private Branch Exchange) toimisto-oloissa. Tällaisilla järjestelmillä saadaan matkapuhelinkäyttökustannukset pysymään alhaisina 5 mikäli soitetaan samalla alueella puhelimesta toiseen samalla, kun aikaansaadaan yksinkertainen soittaminen alanumeroiden välillä. Näissä käytetään myös muutamia johtoja liittämään PBX-järjestelmä yleiseen puhelinjärjestelmään, jolloin puhelimista voidaan soittaa ja 10 vastaanottaa ulkopuheluja. On toivottavaa, että mik-rosolujärjestelmä tarjoaa samoja palveluja kuin normaali matkapuhelinjärjestelmä, mutta lisäksi langattoman puhelimen edut PBX- alueen sisällä.

Langattoman PBX-järjestelmän sovelluksissa 15 tai langattomissa paikallissilmukkapuhelinjärjestel-missä kulkuviiveet ovat hyvin paljon lyhyemmät kuin solumatkapuhelinjärjestelmässä. Rakennuksissa ja muissa sisätiloissa, joissa käytetään PBX-järjestelmiä, on välttämätöntä järjestää tietty erotus, joka erottaa 20 CDMA-signaalit toisistaan.

Esillä olevan keksinnön ratkaisema pääongelma on se, että järjestetään yksinkertainen antennijärjestelmä, joka tarjoaa suuren kapasiteetin, yksinkertaisen asennuksen, hyvän peiton ja hyvän suorituksen.

: : 25 Toinen ongelma on aikaansaada yllä mainittu rajoitettu peitto samalla kun ylläpidetään yhteensopivuus matka-puhelinsolujärjestelmään ja rasitetaan matkapuhelinjärjestelmää mahdollisimman vähän. Tämä aikaansaadaan esillä olevan keksinnön mukaisesti yhdistämällä TDMA-30 kapasiteettiominaisuudet uuteen hajautettuun antenni-rakenteeseen, joka ohjaa säteilyn hyvin rajoitetulle ja tarkoin harkitulle alueelle.

Soveltamalla laajennetun spektrin viestintämenetelmiä, erityisesti CDMA-menetelmiä PBX- 35 ympäristöön aikaansaadaan täten ominaisuuksia, jotka parantavat järjestelmän luotettavuutta ja kapasiteettia muiden viestintäjärjestelmämenetelmien suhteen.

11130ό 9 CDMA-menetelmät, kuten aikaisemmin mainittiin, ratkaisevat sellaisia ongelmia kuin häipyminen ja interferenssi. Täten CDMA-menetelmät tarjoavat paremman taajuuden uudelleenkäytön, jolla mahdollistetaan huomat-5 tava järjestelmän käyttäjän lisääntyminen.

Tärkeä osa esillä olevan keksinnön mukaisessa langattomassa PBX- ja paikallissilmukkajärjestelmässä on hajautettu CDMA-antenni. Tässä syötetään joukkoon yksinkertaisia antenneja yhteinen signaali, jossa on 10 ainoastaan aikaviiveprosessointi erottamaan signaalit. Solulähettimen anto syötetään koaksiaalikaapelia pitkin säteilijäjonoön. Säteilijät on kytketty kaapeliin käyttäen tehonjakajia. Näin saadut signaalit, jotka tarvittaessa vahvistetaan, syötetään antenneihin. Tä-15 män antennirakenteen etuja ovat: (1) se on hyvin yk sinkertainen rakenteeltaan, (2) vierekkäisiin antenneihin on syötetty aikaviive, jolloin kahdesta antennista saatavat signaalit ovat erotettavissa PN-hetkelliskäsittelyllä, (3) näissä käytetään suoran 20 sekvenssin CDMA-mahdollisuutta erottamaan monitiet, ja (4) aikaansaavat harkitun monitien, joka täyttää ero-tuskriteerin.

Hajautetun antennin käsittelyssä kukin antenni on liitetty kaapeliin samalla tavalla kuin kaapeli-25 tv-järjestelmässä. Laajakaistavahvistus sovitetaan tarvittaessa antenniin tai kaapeliliittimiin. Huomaa, että kaapelijärjestelmä yleensä koostuu kahdesta kaapelista, joista toista käytetään lähetettäviä signaaleja var6ten ja toista vastaanotettavia signaaleja ; \ 30 varten. Useissa tapauksissa tarvittava viive aikaan- ' saadaan luonnollisesti jakokaapelissa eikä siinä tar vita lisäviive-elintä. Mikäli lisäviive tarvitaan, on se yleensä helpointa järjestää lisäkaapelin avulla.

Tämä rakenteen eräs huomattava etu on, että 35 ei tarvita tiettyä signaalikäsittelyä. Erityisesti ei tarvita suodatusta, yhdistävää tulkintaa tai muuta monimutkaista signaalikäsittelyä. Ainoastaan vahvistus 111306 10 tarvitaan, ja tämä tehdään yhdessä kaikille signaaleille kaapelissa yhdellä ainoalla vahvistimella.

Toinen etu on se, että asennuksessa ei tarvita paikan päällä erityisiä ammattimiehiä, yleensä an-5 tennin sijainti määritetään yksinkertaisilla fyysisillä määritteillä, ja sillä vaatimuksella, että paikan, jossa puhelimen on toimittava, on oltava ainakin yhden antennin peittämä. Limityksestä ei tarvitse huolehtia. Itse asiassa limittyminen on toivottavaa siksi, että 10 se aikaansaa erotustoiminnon kaikille päätteille limitetyllä alueella. Limitystä ei kuitenkaan välttämättä tarvita.

Hajautetun antennin edut ilmenevät kun tutkitaan tarvittavan solulaitteiston yksinkertaisuutta, 15 joka tarvitaan langattomassa PBX-järjestelmässä, langattomassa paikallissilmukkajärjestelmässä tai langattomassa kotipuhelinjärjestelmässä.

Kun langaton PBX-järjestelmä asennetaan ensimmäisen kerran hotelli- tai toimistorakennukseen, on 20 todennäköistä, että järjestelmä, joka pystyy käsittelemään 40 samanaikaista puhelua on sopiva. Tällaisessa järjestelmässä käytetään ainoastaan yhtä laajakaistaista (1,25 MHz kaistanleveys) vastaanotin/lähetintä. Yksi ainoa vastaanotin/lähetin kytketään antennijär-25 jestelmän syöttökaapeliin. Kuten mainittiin, tämä voi olla yksi ainoa antennielementtien sarjajohto.

: Erään toisen menetelmän mukaisesti voidaan käyttää kahta tai useampaa kaapelia, joita käytetään rinnakkain lähetin/vastaanottimessa ja joissa käyte-30 tään tarvittavia viive-elementtejä, jotka sijaitsevat lähetin/vastaanottimessa. Yksittäisen järjestelmän kapasiteettivaatimusten kasvaessa yli 40 yhtäaikaisen puhelun, järjestelmää voidaan kasvattaa kahdella eri : tavalla.

35 Ensimmäinen tapa, joka on yksinkertaisin, on käyttää laajakaistataajuisia lisäkanavia. Solupuhelin-sovelluksessa koko 12,5 MHz kaistataajuus, joka on 111306 11 käytettävissä kumpaankin suuntaan, jaetaan jopa 10:een eri 1,25 MHz:iin laajakaistakanaviin. Mikäli esim. halutaan tuplata kapasiteetti 80:ksi samanaikaiseksi puheluksi muuttamatta antennijärjestelmää, lisätään 5 järjestelmään toinen lähetin/vastaanotinyksikkö, sekä tarvittava digitaalinen kanavayksikkö/vokooderilaite. Mikäli CDMA ei tarvitse koko 10 kanavan spektriä, loppuosaa voidaan käyttää analogista FM-järjestelmää varten käyttäen normaali 30 kHz kanavointia.

10 Mikäli halutaan lisätä kapasiteettia käyttä mättä lisätaajuusspektriä, antennialijärjestelmä voidaan jakaa "näennäissektoreiksi". Tällöin antennin syöttökaapeli jaetaan siten, että se muodostaa kaksi tai useampia portteja. Yleensä pyritään järjestämään 15 antennit kussakin näennäissektorissa suhteellisen erilleen toisistaan, vaikkakaan tämä ei ole kriittinen vaatimus. Kukin näennäissektori varustetaan omalla lähetin/vastaanotin- yksiköllä. Lähetin/vastaanottimen digitalisoitu näyteväyläanto syötetään kaikille kana-20 vayksiköille.

Kanavayksiköt solujärjestelmässä tarjoavat jopa kolmen sektoriväylän liitännän. Solujärjestelmäs-sä tämä mahdollistaa kolmen sektorin käytön solussa, jotka kytketään kanavayksikköön. Kanavayksikkö tarjoaa ; 25 signaalien erotusyhdistämisen kaikilta kolmelta sektori riita merkkitasolla, jolloin saadaan hyvin suuri ero- ; , tusyhdistäminen. Langattomassa PBX-sovelluksessa voi daan kytkeä kolme antennijonoa, jotka ohjaavat vierekkäisiä alueita näihin kolmeen väylään. Tämä mahdollis-30 taa "soft handoff" ilman, että vaaditaan kytkentää 1 antennien välillä kolmessa antennijonossa. Täten voi daan "piilottaa" kytkentätoiminto normaalissa PBX-järjestelmässä.

Yllä mainitun järjestelmän voidaan myös antaa 35 kasvaa hyvin suureksi. Käytettäessä 10 laajakaista- kanavaa kolmella "näennäissektorilla", voidaan käsitellä samanaikaisesti n. 1 200 samanaikaista puhelua.

111306 12 Tämä voisi palvella n. 15 000 linjaa vastaten suuren keskuksen kapasiteettia. Kasvattaminen tämän kapasiteetin yli on myös mahdollista, mutta kytkentärakenne alkaisi silloin muistuttaa solujärjestelmää.

5 Yllä selostettu CDMA-järjestelmä langatonta PBX-sovellusta varten sopii myös lähes muuttumattomana langattomaan paikallissilmukkajärjestelmään. Langattomassa paikallissilmukkajärjestelmässä on toivottavaa aikaansaada parannettu puhelinpalvelu jo rakennetulle 10 alueelle pienin kustannuksin ja helpoilla asennusmenetelmillä. Langaton paikallissilmukkalaitteisto sijaitsisi tällöin normaalissa keskuksessa, joka palvelee aluetta.

Vokooderit, kanavayksiköt ja vastaan- 15 otin/lähettimet sijaitsisivat kaikki yhdessä samassa paikassa kuin vaihde. Vastaanotin/lähettimet kytketään hajautettuun antennijärjestelmään yllä selostetulla tavalla. Tässä järjestelmässä radiotaajuussignaalit (RF) sekä tuleville että lähteville signaaleille kul-20 kevät parin kaapelin kautta. Kaapelit on kytketty jaksottaan ohjaamaan säteileviä elementtejä. Kaapelilii-tokset vaativat mahdollisesti vahvistusta signaalita-son ylläpitämiseksi.

Kotipuhelinyksikkö, joka ohjaa langatonta 25 paikallissilmukkaa, koostuu edullisesta CDMA-matkapuhelimesta, joka on modifioitu käytettäväksi verkkosähköllä ja yksinkertaisella kiinteällä antennilla. Puhelin kytketään radiotaajuusyksikköön RF. Asentaminen olisi yksinkertaista, koska asiakas veisi 30 ainoastaan puhelimen kotiinsa, avaisi laatikon ja kytkisi puhelimen, jonka jälkeen puheluiden soittaminen olisi mahdollista.

Järjestelmä mahdollistaa yksinkertaisen asentamisen, koska palvelu voidaan aloittaa yhdellä ympä-35 risäteilevällä antennilla, joka sijaitsee laitteessa. Tämä antenni asetetaan korkealle paikalle peittäen täten koko alueen. On huomattavaa, että palvelun alku- 111306 13 vaiheessa toivotaan alueen yleispeittoa siten, että kaikki voivat halutessa hankkia järjestelmän.

Kun tämän jälkeen tarvitaan lisäkapasiteettia, voidaan antennit jakaa sektoreihin. Kun tarve 5 edelleen kasvaa, tiheimmät sektorit voidaan korvata hajautetulla antennilla. Hajautettu antenni mahdollistaa suuremman kapasiteetin, koska interferenssi vierekkäisistä soluista pienenee ja koska tilaajayksiköt voivat toimia pienellä teholla ja häiritsevät vähemmän 10 naapurisoluja.

Järjestelmä voi myös tarjota liikkuvaa palvelua, mikäli siihen sovitetaan tarvittavat kytkennät vierekkäisten keskusten väliin, mikäli käyttäjä liikkuu alueelta toiselle. Tämä kytkentä voidaan aikaan-15 saada CDMA-solujärjestelmässä käyttäen sopivaa ohjelmistoa ja laitteistoa keskusten välillä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 on kaaviokuva esillä olevan keksinnön 20 mukaisesta CDMA langattomasta PBX- puhelinjärjestelmästä, kuvio 2 on esimerkki kuvion 1 hajautetun antennijärjestelmän antennimuodosta, kuvio 3 on kaaviokuva vaihtoehtoisesta hajau-: ; ; 25 tetusta antennijärjestelmästä, jota voidaan käyttää kuvion 1 järjestelmässä, ' : kuvio 4 on lohkokaavio esimerkin mukaisesta mikrosolulaitteesta, jota käytetään. CDMA langattomassa PBX-puhelinjärjestelmässä, ja 30 kuvio 5 on lohkokaavio liikkuvasta puhelinyk- - siköstä CDMA-viestinnässä CDMA langattomassa PBX- puhelinjärjestelmässä.

CDMA langattomassa puhelinjärjestelmässä mik-rosolulla on ohjain, siinä on useita hajautetun spekt-35 rin modulaattori-demodulaattoriyksiköitä, joita myös kutsutaan kanavayksiköiksi tai modeemeiksi, lähetin ja hajautettu antennijärjestelmä. Kukin kanavayksikkö 111306 14 koostuu digitaalisen laajennetun spektrin lähetysmodu-laattorista, digitaalisesta laajennetun spektrin data-vastaanottimesta ja hakuvastaanottimesta. Kukin mik-rosolun modeemi on kytketty liikkuvaan yksikköön tar-5 vittaessa mahdollistaen viestinnän tämän yksikön kanssa. Liikkuvalla yksiköllä tarkoitetaan tilaajapäätettä mikrosolujärjestelmässä, ja se on yleensä CDMA-puhelinlaite, joka on käsipuhelimen muodossa, kannettava CDMA-puhelin tai jopa kiinteä CDMA-puhelin.

10 CDMA langattomassa PBX- tai paikallissilmuk- kapuhelinjärjestelmässä mikrosolu lähettää "ohjauskan-to"-signaalin. Ohjaussignaalia käytetään liikkuvassa yksikössä aikaansaamaan järjestelmän alkutahdistus ja aikaansaamaan kiinteä ajan, taajuuden ja vaiheen ohja-15 us mikrosolun lähetyssignaaleihin. Kussakin mik-rosolussa lähetetään myös laajennetun spektrin moduloitua informaatiota, kuten mikrosolun tunnistus, järjestelmän ajoitus, liikkuvan aseman hakuinformaatio, ja monta muuta ohjaussignaalia.

20 Ohjaussignaalin tullessa, eli liikkuvan yksi kön alkutahdistuksen yhteydessä ohjaussignaaliin, liikkuva yksikkö etsii toista kantajaa, joka on tarkoitettu kaikkien solun käyttäjien vastaanotettavaksi. Tämä kantaja, jota kutsutaan tahdistuskanavaksi, lä-: 25 hettää radiosanoman, joka sisältää järjestelmäinfor- , maatiota, jota käytetään järjestelmän liikkuvissa yk- : ' : siköissä. Järjestelmäinformaatio tunnistaa mikrosolun ja järjestelmän sen lisäksi, että se kuljettaa informaatiota, joka mahdollistaa pitkien PN-koodien, limi-30 tettyjen kehyksien, vokooderien, ja muun järjestelmä-·, ajoitusinformaation, jota käytetään liikkuvassa yksi kössä, tahdistuksen ilman lisähakua. Toinen kanava, jota kutsutaan hakukanavaksi, voi myös olla sovitettu siirtämään viestejä liikkuviin yksiköihin, osoituksena 35 siitä, että puhelu on tullut näitä varten, ja vastaamaan kanavan nimityksellä kun liikkuva yksikkö aloittaa puhelun.

111306 15

Puhelun alussa määritetään näennäiskohina (PN) koodiosoite, jota käytetään tämän puhelun ajan. Koodiosoite voidaan joko määrittää mikrosolussa tai etukäteen perustuen liikkuvan yksikön tunnisteeseen.

5 Kuviossa 1 on esitetty langaton tukiasema 10, joka sisältää PBX-keskuksen 12 mikrosolun 14. PBX-keskusta 12 käytetään yhteyksissä tukiaseman 10 ja yleisen puhelinverkon <PSTN) välillä ja/tai yhteyksissä PBX-järjestelmän puhelimiin. PBX-kytkin ohjaa puhe-10 lut mikrosolulle 14 tai mikrosolulta 14, joka on yhteydessä CDMA-viestintäsignaalien kautta oikeaan liikkuvaan yksikköön. Mikrosolu 14 sisältää CDMA-ohjaimen 18, useita kanavayksikköjä 20A-20N ja vastaavia vokoo-dereita 22A-22N, lähettimen 24 ja hajautetun antenni-15 järjestelmän 26.

PBX-keskus 12 kytkee puhelut tietylle käytettävissä olevalle vokooderi-kanavayksikköparille tai tästä. PBX-keskus 12 on edullisesti laite, joka pystyy ohjaamaan signaalien siirtoa siitä ero vokoodereille. 20 PBX-keskus 12 voi olla digitaalinen laite, joka käsittelee analogisia tai digitaalisia äänisignaaleja, sen lisäksi että se käsittelee digitaalisia datasignaaleja yhteisellä väylällä sinänsä tunnetuilla menetelmillä, kuten aikamultipleksoinnin kautta eri vokoodereille. 25 PBX-keskuksen 12 vastaanottamat äänikutsut koodataan digitaalisesti, mikäli ne ei jo ole digitalisoituja : vokooderissa valitussa vokooderi-kanavayksikköparissa, kuten vokooderikanavayksikköparin 22A-20A vokooderissa 22A. Valittu vokooderi muuntaa äänen muotoon, joka on 30 edullinen CDMA-koodausta ja siirtoa ajatellen. Vokoo-derin muut yksityiskohdat ilmenevät myöhemmin. Valitun vokooderi-kanavayksikköparin kanavayksikkö aikaansaa CDMA-koodauksen ja muun koodauksen digitaaliselle koodatulle äänisignaalille, joka siirretään liikkuvaan 35 yksikköön. On ymmärrettävää, että digitalisoituja tietoja myös voidaan siirtää PBX-keskuksen 12 kautta, jotka, vaikkakaan niitä ei ole digitalisoitu, on for- 111306 16 matoitu siirrettäviksi CDMA-koodauksen ja lähetyksen avulla. Vokooderi ja kanavayksiköt esitetään yksityiskohtaisemmin alla.

CDMA-koodattu signaali viedään vastaavalta 5 kanavayksiköltä lähetin/vastaanottimelle 24 taajuus-muunnosta varten sopivalle lähetystaajuudelle ja sen lähetystehoa ohjataan. Radiotaajuussignaali (RF) sovitetaan antennijärjestelmään 26, joka on hajautetun antennijärjestelmän 28A-28I muodossa, jossa on viive-10 elementit 30A-30J, jotka sijaitsevat vierekkäisten antennien välissä. Antennit 28A-28I voivat olla yleensä ympärisäteilevien antennien muotoisia tai suuntaa-via antenneja, joilla on tietty säteilymalli. Viive-elementit 30A-30J voivat olla yksinkertaisia viive-15 elimiä, kuten koaksiaalikaapelin pituuksia, tai muita yleisesti tunnettuja aktiivisia tai passiivisia viive-elementtejä, jotka pystyvät aikaansaamaan yhden mikro-sekunnin viiveen itsessään tai yhdessä kaapeloinnin kanssa. On ymmärrettävää, että myös muita elimiä, ku-20 ten optisia kuituja, voidaan käyttää lähetyslinjoina lähettimen 24 ja antennijärjestelmän 26 välissä. Edelleen tällaisia elimiä voidaan käyttää antennien välillä, ja optisten viive-elinten yhteydessä ja sopivien RF-optisten liitinten yhteydessä antenneihin.

25 Kuviossa 2 esitetään esimerkkinä antennikuvio antennien sarjalle, jotka on muodostettu esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kuviossa 2 esitetty antennikuvio muodostetaan sarjasta ympärisäteileviä antenneja, jotka kukin määrittävät erillisen antennikuvion 40A - 30 401, joka edullisesti ylittää vierekkäisen antennin kuvion. Kuvioiden limitys aikaansaa jatkuvan antennin peiton toivotulla alueella. Antennit kytketään sarjaan viivan 42 mukaisesti.

On ymmärrettävää, että antennit voivat olla ' 35 rakenteeltaan sellaisia että ne voidaan sijoittaa si ten, että niiden kuviot osittain tai täysin limittyvät peittoalueella. Tällä järjestelyllä aikaansaadaan vii- 111306 17 ve antennien syöttöön, jolla aikaansaadaan signaalien erotus. Tällaisella järjestelyllä aikaansaadaan moni-tieympäristö, jossa aikaansaadaan erotus signaalien erottamiseksi. Tätä menetelmää voidaan käyttää mik-5 rosoluympäristössä mikäli tarvitaan lisää moniteitä. Tämä menetelmä on kuitenkin erittäin sopiva CDMA solu-puhelinympäristössä jossa ympäristö ei tuota häiritseviä monitiesignaaleja. Tämä on tilanne tasaisilla avoimilla alueilla joissa signaalien heijastus ja si-10 ten monitie on minimissään. Tämän menetelmän hyödyntäminen aikaansaa antennierotuksen linkissä solun ja liikkuvan aseman välillä yhdellä ainoalla antennilla.

On ymmärrettävää, että eri parannuksia voidaan tehdä kuvion 1 antennijärjestelmään. Voidaan esi-15 merkiksi käyttää rinnakkaisia jonoja sarjaan kytkettyjä antenneja, joissa syöttö tapahtuu yhteisestä lähteestä. Tällaisessa järjestelyssä käytetään viive-elementtejä syöttölinjoissa. Nämä viive-elementit aikaansaavat viiveen signaalien välille, jotka säteile-20 vät antenneista siten, että sama signaali säteilee eri antennista eri aikaan.

Kuviossa 3 esitetään vaihtoehtoinen suoritusmuoto kuvion 1 langattoman PBX-järjestelmän antenni-järjestelmälle 26. Kuviossa 3 antennijärjestelmä 26' 25 koostuu keskus- tai paikallisantennista 50, joka on kytketty lähettimeen 26 antennien 28A - 281 ja viive-elementtien 30A - 30J sijasta. Sarja etäisantennijär-jestelmiä 52A - 521 koostuvat suurtehoantennista 54A -541, viive-elementistä 56A - 561 ja etäisantennista 30 58A- 581. Tässä suoritusmuodossa signaalien jakaminen ' antennijärjestelmän sisällä tapahtuu ilman kaapeleita.

Antennijärjestelmässä 26' lähettimeltä 24 tulevat signaalit säteilevät paikallisesta antennista 50 kuhunkin suurtehoantenniin 54A - 541, joka tyypilli- 35 sesti on suuntaava antenni, jossa ne vahvistetaan vastaanoton yhteydessä. Vahvistettu signaali viivästetään tämän jälkeen tietyn määrän, tyypillisesti yli 1 mik- 111306 18 rosekunti vastaavalla viive-elementillä 56A - 561.

Viive- elementtien 56A - 561 viivejakso eroaa toisistaan yleensä yhden mikrosekunnin viivejakson moninker-tana. Signaali viedään kustakin viive-elementistä vas-5 taavaan etäisantenniin 58A - 581, josta signaali lähetetään uudelleen.

Käänteisesti signaalit, jotka lähetetään liikkuvasta yksiköstä vastaanotetaan yhdessä tai useammassa etäisantennissa 58A - 581, ja sovitetaan vas-10 taavaan viive-elementtiin 56A - 561. Viive-elementti 56A - 561 aikaansaa jälleen ennalta määrätyn viiveen vastaanotettuun signaaliin siten, että viivästetty signaali sovitetaan vastaavaan suurtehoantenniin 54A -541. Suurtehoantennit 54A - 541 vahvistaa ja säteilee 15 signaalin paikallisantenniin 50.

Esillä olevan keksinnön mukainen antennijärjestelmä on uusi sovellus mikrosolujärjestelmässä. Kuten mainittiin yllä signaalitehon ohjaus on tärkeää CDMA puhelinjärjestelmässä jotta voitaisiin lisätä 20 käyttäjäkapasiteettia. Tavallinen ympärisäteilevä antenni säteilee signaalin karkeasti samalla tavalla joka suuntaan. Signaalin voimakkuus pienenee säteet-täisen etäisyyden lisääntyessä antennista fyysisen ympäristön etenemisominaisuuksien mukaisesti. Etene-. 25 mislaki saattaa vaihdella käänteisen neliön laista käänteisen 5,5-teho lakiin suhteessa säteettäiseen etäisyyteen.

Solun, joka on rakennettu palvelemaan tiettyä sädettä, on lähetettävä riittävän tehokasta signaali-30 tasoa jotta liikkuva yksikkö solun rajoilla vastaanottaisi riittävän signaalitason. Liikkuvat yksiköt, jotka sijaitsevat lähempänä solun keskiosaa vastaanottavat suuremman signaalitehon. Suuntaavat antennikuviot aikaansaadaan käyttäen useita eri menetelmiä, jotka \\ 35 ovat yleisesti tunnettuja. Kuitenkin suuntaavien kuvi oiden aikaansaaminen eivät voi muuttaa etenemislakia. Tietyn alueen peittäminen radiosignaalilla voidaan 111306 19 aikaansaada yhdistämällä antennikuvioita, antennien sijoituksella ja lähetystehon kautta.

Hajautetun antennijärjestelmän käyttö aikaansaa toivotun antennikuvion, kuten rakennuksen aulan 5 peiton, jossa kukin antennielementti aikaansaa tietyn peiton. Rajoitetussa antennipeitossa tarvittava teho liikkuvan yksikön saavuttamiseksi pienemmällä peitto-alueella on vastaavasti pienempi, koska etenemishäviöt ovat pienemmät.

10 Kuitenkin esiintyy ongelmia moniantennijär jestelmässä, jotka kaikki säteilevät samaa signaalia. Syntyy alueita, erityisesti lähellä pisteitä, jotka sijaitsevat yhtä kaukana kahdesta tai useammasta antennista, jossa signaalit voivat sammuttaa toisensa. 15 Pisteet, joissa signaali saattaa häipyä, sijaitsevat noin yhden puolikkaan aaltopituuden etäisyydellä toisistaan. 850 MHz taajuudella tämä etäisyys on 17,6 cm. Mikäli kaksi signaalia saapuvat vastaanottimen antenniin samalla voimakkuudella mutta vastakkaisella vai-20 heella, voivat signaalit sammuttaa toisensa. Tämä on rakenteen aikaansaama monitiehäipyminen. Kuten luon-nollisessakin monitiehäipymisessä paras lääke tähän on erotus. CDMA järjestelmä tarjoaa useita erotusmenetelmiä monitiehäipymisen poistamiseksi.

: 25 Yllä esitetyissä alihakemuksissa esitetään solupuhelinjärjestelmä, joissa käytetään CDMA raodu-; lointia 1,25 MHz taajuuskaistalla, useita erotusmuoto- ja, ja tarkkaa lähetintehon ohjausta. Eräs menetelmä aikaansaada erotus on järjestää "harava" vastaanotin-30 rakenne, jossa on useita vastaanottimia, jotka kukin pystyvät vastaanottamaan signaalin, joka on kulkenut eri tien ja siksi omaa eri viiveen. Siinä on myös ; > erillinen hakuvastaanotin, joka jatkuvasti tutkailee ,aika-aluetta ja etsii parasta tietä ja nimittää vas-35 taavasti useita vastaanottimia.

Toinen menetelmä erotuksen aikaansaamiseksi on tie-erotus. Tie-erotuksessa signaali säteillään 111306 20 useista antenneista, jotka sijaitsevat eri kohdissa, jolloin mahdollisesti aikaansaadaan useita etenemisteitä. Mikäli kaksi tai useampi antenni voi aikaansaada hyväksyttävän etenemistien liikkuvaan vastaanotti-5 meen, voidaan aikaansaada tienerottavaa häipymisen estoa.

Mikrosolujärjestelmässä on toivottavaa aikaansaada useita antenneja, jotka peittävät toivotun alueen, mutta järjestelmä ei vaadi, että kuhunkin an-10 tenniin sovitetaan eri signaaleja kuten normaalissa solujärjestelmässä. Kustannusten minimoimiseksi on toivottavaa, että kuhunkin antenniin voidaan lähettää samat radiotaajuussignaalit. Sellaisilla mikrosolun alueilla, joissa hyvät tiet ovat mahdollisia kahdelle 15 tai useammalle antenneista, voidaan aikaansaada tie-erotusta .

Häipymisongelma antenneissa mikrosolujärjestelmässä käytettäessä samoja identtisiä signaaleja, merkitsee, että vaihesammumista voi esiintyä kohdissa, 20 joissa lähes samat signaalit vastaanotetaan kahdelta tai useammalta antennilta. Tällöin halutaan aikaansaada yksinkertainen ja edullinen tapa erottaa signaalit, jotka tulevat eri antenneihin ilman, että järjestelmän kustannukset lisääntyvät huomattavasti. Esillä olevan : i : 25 keksinnön mukaisesti tämä aikaansaadaan lisäämällä ' : viive-elementtejä syöttöjottoihin tukiaseman lähetti men ja antennien välissä.

Mikäli yllä selostetussa moniantenni järjestelmässä on useita viivelinjoja syöttiläissä siten, \ 30 että kutakin antennia ohjaa signaali, joka on yhden tai useita mikrosekunteja viivästetty suhteessa naapuri reihin, liikkuvien asemien monivastaanotinrakenne mah- : dollistaa kunkin antennin signaalin vastaanottamisen : erikseen ja mahdollistaa niiden koherentin yhdistämi- 35 sen siten, että häipymistä ei esiinny. Itse asiassa häipyminen, joka johtuu muista heijastuksista ympäris- 111306 21 tössä voidaan suuresti estää esitetyllä menetelmällä, koska tämä aikaansaa eräänlaista tie-erotusta.

Mikrosolu on normaali CDMA soluasema, kuten on selostettu yllämainituissa patenttijulkaisuissa.

5 Näissä esitettyjen toimintojen lisäksi tämä järjestelmä sisältää antennijärjestelmän, jossa käytetään useita säteilijöitä, jotka on asennettu alueelle, jonka mikrosolun on peitettävä. Signaalit viedään säteilijöille esim. koaksiaalikaapeleiden kautta. Yhden tai 10 useamman mikrosekunnin viive sisältyy kaapeliin, joka yhdistää vierekkäiset antennit toisiinsa.

Liikkuvat yksiköt eli päätteet sisältävät yhden tai useita CDMA-vastaanottimia ja hakuvastaanottimen. Hakuvastaanotin tutkailee aika-aluetta, päättäen 15 mitkä tiet ovat voimassa, ja mitkä tiet ovat voimakkaimmat. Vapaana oleva CDMA- vastaanotin kytketään tämän jälkeen vahvim-paan tiehen. Soluaseman vastaanottimet omaavat vastaavan mahdollisuuden.

20 Kuviossa 3 esitetyssä suoritusmuodossa eivät säteilijät ole kytketty kaapelilla toisiinsa, vaan ne poimivat signaalin toiselta säteilijältä käyttäen suurtehoantennia. Poimittu signaali vahvistetaan hieman, viivästetään tietyn määrän ja säteilytetään uu-L·; 25 destaan.

, : Edellä mainituissa julkaisuissa esitetty ; CDMA-järjestelmä tarjoaa kapasiteetin, joka vastaa noin 40 yhtäaikaista puhelua kussakin solussa, jotka kukin sijaitsevat 1,25 MHz kaistanleveyden CDMA-30 kanavassa. Tässä hakemuksessa aikaansaatu solu muo- ·>>' dostuu antennikuvioiden summan peittoalueesta. Täten 40 puhelun kapasiteetti saavutetaan millä tahansa peittoalueella. Liikkuvien asemien liikkuessa järjestelmässä, kaikkia soittajia palvellaan jatkuvasti. 35 Tämä on erityisen sopivaa langattomassa PBX- järjestelmässä kuten esim. hotelleissa, jossa on suuret aulat ja muut yleiset tilat, jossa saattaa olla 111306 22 useita käyttäjiä samaan aikaan. Toisina aikoina kaikki käyttäjät saattavat sijaita omissa hotellihuoneissaan. On toivottavaa, että langaton PBX järjestelmä selviää tällaisista tilanteista.

5 Solupuhelinjärjestelmiä varten USA:n Federal

Communications Commission (FCC; liittovaltion viesti-liikennekomitea) on varannut kaikkiaan 25 MHz linkkejä varten liikkuvasta asemasta soluun ja 25 MHz linkkejä varten solusta liikkuvaan asemaan. FCC on jakanut tä-10 män tasan palvelujen tarjoajien kesken, joista eräs on alueen langallinen puhelinyhtiö ja toinen valitaan arpomalla. Johtuen järjestyksestä, jossa myöntämiset tehtiin, 12,5 MHz, joka varattiin kullekin käyttäjälle kumpaankin suuntaan linkissä, jaetaan edelleen kahteen 15 alikaistaan. Kiinteän verkon kantajille alikaistat ovat kukin 10 MHz ja 2,5 MHz leveitä. Ei-kiinteän verkon kantajille alikaistat ovat kukin 11 MHz ja 1,5 MHz leveitä. Täten signaalin kaistanleveys alle 1,5 MHz voidaan sovittaa yhteen alikaistoista, kun toisaalta 20 kaistanleveys alle 2,5 MHz voidaan sovittaa kaikkiin paitsi yhteen alikaistaan. Tällainen taajuusmalli soveltuu myös mikrosolujärjestelmään, vaikkakin muut taajuusmallit ovat toivottuja tietyissä tapauksissa.

Mahdollisimman suuren joustavuuden varmista-: 25 miseksi CDMA menetelmän soveltamisessa solun taajuus- spektriin, jota käytetään solupuhelinjärjestelmässä, : aaltomuodon tulisi olla alle 1,5 MHz kaistanleveydel tään. Hyvä toinen valinta olisi kaistanleveys noin 2,5 MHz, joka mahdollistaa joustavuuden kiinteän verkon 30 solukantajille ja lähes täyden joustavuuden ei- kiinteän verkon solukantajille. Käytettäessä laajempaa kaistanleveyttä aikaansaadaan se etu, että tarjotaan parannettua monitie-erotusta. Toisaalta haittana on suuremmat laitteistohinnat ja huonompi joustavuus taa-35 juusmäärityksissä tietyn kaistanleveyden sisällä.

Laajennetun spektrin langattomassa PBX- tai paikallissilmukkapuhelinjärjestelmässä, kuten tässä 111306 23 esitetyssä, edullinen aaltomuoto on suoran sekvenssin näennäiskohinan laajennetun spektrin kantaja kuten edellä mainitussa patenttijulkaisussa US-4.901.307 . PN-sekvenssin sirun nopeus valitaan 1,2288 MHz:ksi 5 jolloin saatu kaistanleveys, noin 1,25 MHz suodatuksen jälkeen, on noin kymmenesosa koko kaistanleveydestä, joka liittyy yhteen solupalvelukantajaan.

Toinen näkökohta valittaessa sirun nopeus on se, että on toivottavaa, että . nopeus voi olla tasan 10 jaettavissa järjestelmässä käytettävillä peruskaistan tietonopeuksilla. On myös toivottavaa että jakaja on kahden moninkerta. Peruskaistanopeudella 9600 bittiä sekunnissa PN sirun nopeudeksi valitaan 1,2288 MHz, eli 128 kertaa 9600.

15 Linkissä mikrosolun ja liikkuvan aseman vä lillä, binaariset sekvenssit, joita käytetään spektrin laajentamiseksi, tehdään kahdesta eri .tyyppisestä sekvenssistä, joilla kummallakin on eri ominaisuudet eri toimintojen suorittamiseksi. Ulkokoodi jaetaan kaikki-20 en signaalien kesken mikrosolussa järjestetylle erotukselle monitiesignaalien välillä. Ulkokoodia voidaan myös käyttää erottamaan liikkuville asemille lähetettyjen signaalien välillä eri mikrosoluissa jos järjestelmä sisältää lisämikrosoluja. On myös olemassa sisä-25 koodi, jota käytetään erottamaan käyttäjäsignaalien . välillä, jotka läheteään yksittäisestä sektorista tai solusta.

: Kantajan aaltomuoto edullisessa suoritusmuo dossa mikrosolun lähettämässä signaalissa hyödyntää 30 sinimuotoista kantajaa, joka 90° vaihemoduloidaan bi-näärisellä PN-sekvenssin parilla, joka aikaansaa yksittäisen sektorin tai solun lähettämän ulomman koodin. Sekvenssit generoidaan kahdella eri PN-generaattorilla, joilla on sama sekvenssipituus. Toi-35 nen sekvenssi kaksivaihesiirtomoduloi kantajan sama-vaihekanavan (I kanava) ja toinen sekvenssi kaksivaihesiirtomoduloi kantajan neliövaihekanavan (Q kanava).

111306 24 Näin saadut signaalit summataan muodostamaan yhdistetyn nelivaihe kantajan.

Yleensä käytetään "0" ja "1" kuvaamaan binäärisiä sekvenssejä, mutta tässä käytetään +V ("1") ja -5 V ("0"). Sinimuotoisen signaalin kaksivihesiirtämisek-si nollan voltin keskiarvo sinikäyrä kerrotaan +V tai -V jännitearvolla kertojapiirisää binäärisen sekvenssin ohjaamana. Näin saatua signaalia voidaan tämän jälkeen kaistarajoittaa kaistanpäästösuodattimen kaut-10 ta. Alalla tunnetaan myös binääristen sekvenssien ali-päästösuodatus ennen kuin kerrotaan sinimuotoinen signaali, jolloin vaihdetaan toimintojen järjestystä. 90° vaihesiirtomodulaattori koostuu kahdesta kaksivaihemo-dulaattorista, joita kumpaakin käyttää eri sekvenssi 15 ja jossa käytetään' sinimuotoisia signaaleja kaksivai-hemuolaattorissa, joiden välillä on 90° vaihesiirto.

Tällaisessa ympäristössä lähetetyn signaalin sekvenssipituus on valittu 32768 siruksi. Tämän pituiset sekvenssit voidaan generoida modifioidulla maksi-20 maalisen pituuden sekvenssigeneraattorilla lisäämällä nollabitti 32767 sirun sekvenssiin. Näin saatu sekvenssi omaa hyvät ristikorrelointi- ja autokorreloin-tiominaisuudet.

Näin lyhyt sekvenssi on toivottava minimoi-25 maan liikkuvien yksiköiden tunnistusaikaa näiden tullessa ensimmäistä kertaa järjestelmään tietämättä jär-: : jestelmän ajoituksesta mitään. Mikäli ajoitus ei ole tiedossa, sekvenssin koko pituutta on tutkittava määrittämään oikea ajoitus. Mitä pitempi sekvenssi, sitä 30 kauemmin tunnistus kestää. Vaikkakin voitaisiin käyt-' tää lyhyempiä sekvenssejä kuin 32768, on ymmärrettävä, että sekvenssin pituuden lyhentyessä, koodikäsittelyn vahvistus pienenee. Tällöin myös monitieinterferenssin poistaminen yhdessä vierekkäisten solujen interferens-35 sin kanssa ja muiden lähteiden kanssa pienenee, jopa ei toivotulle tasolle. Täten on toivottavaa käyttää mahdollisimman pitkää sekvenssiä. On myös toivottavaa 111306 25 käyttää samoja koodipolynoomeja kaikissa soluissa jotta liikkuva yksikkö, joka ei tiedä missä solussa se sijaitsee, voi aikaansaada täyden tahdistuksen tutkimalla yhtä ainoata koodipolynoomia.

5 Kaikki mikrosolussa lähetetyt signaalit jaka vat samaa ulkoista PN-koodia I- ja Q-kanavilla. Signaalit jaetaan myös sisäisellä kohtisuoralla koodilla, joka generoidaan käyttämällä Walsh-funktioita. Signaali, joka osoitetaan tietylle käyttäjälle, kerrotaan 10 ulkoisella PN-sekvenssillä ja tietyllä Walsh-sekvenssillä tai Walsh-sekvenssien sekvenssillä, jonka määrittää järjestelmän ohjaus käyttäjän puhelun keston ajalta. Samaa sisäistä koodia sovitetaan sekä I- että Q-kanaville, aikaansaaden moduloinnin, joka on käytän-15 nössä kaksivaiheinen sisäkoodille.

Alalla tunnetaan yleisesti useita n-asteen kohtisuoria binäärisiä sekvenssejä, jotka kukin ovat pituudeltaan n, joka on 2:n moninkerta, katso esim. "Digital Communications with Space Application", SW 20 Golomb et ai. Prentice-Hall Inc, 1964, ss 45-64. Itse asiassa tunnetaan myös kohtisuoria binäärisiä sekvenssejä useimmille pituuksille, jotka ovat neljän monin-kertoja ja alle kaksisataa. Eräs tällaisten sekvenssien luokka, joka on helppo generoida, on Walsh-funktio, ; 25 jota myös tunnetaan nimellä Hadamard matriisi. Walsh- ; sekvenssi on yksi rivi Walsh-funktion matriisissa, n- : asteen Walsh funktio sisältää n sekvenssiä, jotka ku kin ovat n bittiä pitkiä.

n-asteen Walsh-funktio (kuten myös muut koh-30 tisuorat funktiot) omaa ominaisuuden, jossa n koodi-/; merkin osalta ristikorrelointi kaikkien eri sekvenssi en välillä on nolla, mikäli sekvenssit on aikakohdis-tettu toistensa suhteen. Tämä nähdään huomaamalla, että jokainen sekvenssi eroaa toisesta sekvenssistä 35 tasan puolelta bittimäärältään. On myös huomattava, että on aina yksi sekvenssi, jossa kaikki bitit ovat 111306 26 nolla, ja että kaikissa muissa sekvensseissä on puolet nollia ja puolet ykkösiä.

Koska kaikki mikrosolun lähettämät signaalit ovat kohtisuoria toistensa suhteen, ne eivät aiheuta 5 keskinäistä interferenssiä. Tämä poistaa useimmat interferenssit, ja mahdollistaa suuremman kapasiteetin aikaansaamisen.

Järjestelmä voi edelleen käyttää äänikanavaa, joka on vaihtelevan nopeuden kanava, jonka nopeutta 10 voidaan muuttaa datalohkosta toiseen mahdollisimman pienellä ohjauksella. Eri datanopeuksien käyttö vähentää keskinäistä interferenssiä poistamalla turhia lähetyksiä, mikäli ei esiinny lähetettävää puhetta. Algoritmeja käytetään vokooderien sisällä generoimaan 15 vaihtelevia bittien lukumääriä kussakin vokooderiloh-kossa puheaktiviteetin mukaisesti. Aktiivisen puheen aikana vokooderi voi tuottaa 20 ms datalohkoja, jotka sisältävät 20, 40, 80 tai 160 bittiä, riippuen puhujan aktiviteetistä. On toivottavaa lähettää datalohkot 20 tietyn kiinteän ajan sisällä muuttamalla lähetysaikaa.

On edelleen toivottavaa, että ei tarvita signaalibit-tejä kertomaan vastaanottajalle montako bittiä lähetetään.

Lohkot koodataan edelleen käyttäen syklistä 25 redundanssin tarkistuskoodia (CROC), joka antaa loh kolle lisää pariteettibittejä, joita voidaan käyttää ·’ ; määrittämään onko lohkodata koodattu oikein. CROC tar- kistuskoodit tuotetaan jakamalla tietolohko ennalta määrätyllä binäärisellä polynoomilla. CROC koostuu 30 kaikista tai osasta jakotoimenpiteen jäännösbiteistä.

CRCC tarkistetaan vastaanottimessa tuottamalla uudestaan sama jäännös ja tarkistamalla, ovatko nämä samat.

Tässä keksinnössä vastaanottava dekooderi de-koodaa lohkon siten, että oletetaan että se sisältää 35 160 bittiä, ja tämän jälkeen oletetaan että se sisäl tää 80 bittiä jne. kunnes kaikkia lohkon puituuksia on yritetty. CRCC lasketaan kaikille koekoodauksille.

111306 27

Mikäli jokin koekoodauksista aikaansaa oikean CRCC:n, tämä datalohko hyväksytään ja viedään vokooderille edelleen käsiteltäväksi. Mikäli ei saada täsmäävää CRCC:tä vastaanotetut merkit viedään järjestelmän sig-5 naaliprosessorilla, jossa vaihtoehtoisesti voidaan suorittaa toimenpiteitä.

Mikrosolulähettimessä lähetetyn aaltomuodon tehoa vaihdellaan yhdessä lohkon tietonopeuden kanssa. Korkein tietonopeus käyttää korkeinta kantajatehoa. 10 Alhaisemmalla datanopeudella (alle maksimin) modulaattori, sen lisäksi että se vähentää tehoa, toistaa kunkin koodatun merkin tietyn määrän kertoja, joka tarvitaan aikaansaamaan toivottu lähetysnopeus. Esim. pienimmällä lähetysnopeudella kukin merkki toistetaan 15 neljä kertaa.

Liikkuvassa lähettimessä huipputeho pidetään vakiona, mutta lähetin kytketään pois 1/2, 1/4 tai 1/8 ajasta datalohkossa lähetettävien bittien mukaisesti. Lähettimen päällä-aikojen sijainnit vaihdellaan näen-20 näis-satunnaisesti liikkuvan käyttäjän osoitetun käyt-täjäkoodin mukaisesti.

Kuten myös alihakemuksessa 07/543.496 esitetyssä solu- liikkuva asema, eli linkissä mikrosolun ja liikkuvan aseman välillä, Walsh-funktion koko n määri-- 25 tellään 64:ksi linkissä solun ja liikkuvan aseman vä- ; Iillä. Siksi kaikille 64:stä lähetettävästä eri sig naalista annetaan oma kohtisuora sekvenssi. Ennakoiva ; korjaus (FEC; Forward error correction) -koodattu

merkkijono kullekin käyttäjä-äänelle kerrotaan sille v, 30 annetulla Walsh-sekvenssillä. Walsh-koodattu/FEC

koodattu merkkijono kullakin äänikanavalla kerrotaan tämän jälkeen ulommalla PN koodatulla aaltomuodolla. Näin saatu laajennettu merkkijono lisätään tämän jälkeen yhdistetyn aaltomuodon aikaansaamiseksi.

35 Näin saatu yhdistetty aaltomuoto moduloidaan tämän jälkeen sinimuotoiseksi kantajaksi, kaistanpääs-tösuodatetaan, käännetään toivotulle toimintataajuu- 111306 28 delle, vahvistetaan ja säteilytetään antennijärjestelmän kautta. Keksinnön vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa voidaan jonkun toiminnon järjestystä muuttaa keskenään. Esim. voi olla edullista kertoa kukin äänikanava 5 ulomman PN-koodin aaltomuodolla ja suorittaa suodatus-toiminto ennen kaikkien lähetettävien kanavasignaalien summaamista. Yleisesti teidetään, että lineaaristen toimenpiteiden järjestys voidaan muuttaa tiettyjen etujen saavuttamiseksi.

10 Aaltomuoto langatonta PBX palvelua varten käyttää patenttijulkaisussa US-4.901.307 esitettyä ohjauskantosignaalia linkille mikrosolun ja liikkuvan aseman välillä. Ohjausaaltomuoto käyttää Walsh-sekvenssiä, jossa kaikki paikat ovat nolla. Tämä mah-15 dollistaa sen, että ensimmäinen ohjausaaltomuodon haku voi jättää huomioimatta Walsh-funktiot ennen kuin ulomman koodin PN-tahdistus on saavutettu. Walsh-kehykset lukitaan PN-koodin jaksoon Walsh-kehyksen pituuden avulla, joka on PN-sekvenssin pituuden ker-20 rannainen. Siksi, mikäli PN-koodin solujen osoituserot ovat 64:n sirun (tai Walsh:n kehyspituuden) kerrannaisia, Walsh-kehys tunnetaan ulommasta PN-koodi ajoitus-jaksosta.

Ohjauskantosignaali lähetetään suuremmalla 25 teholla kuin tavallinen äänikantosignaali jotta tälle ; saadaan parempi signaali/kohina suhde ja parempi in terferenssi marginaali. Suurempi teho mahdollistaa alkukättelyn suorituksen suurella nopeudella ja mahdollistaa hyvin tarkan ohjauskantosignaalin kantovai-30 heen kohdistuksen suhteellisen laajalla kaistanleveyden vaiheenkohdistuspiirillä. Saatua kantovaihetta käytetään kantovaiheen referenssinä käyttäjän infor-maatiosignaalien moduloitujen kantosignaalien demodu-loimiseksi. Tämä tekniikka mahdollistaa sen, että mon-35 ta käyttäjäkantosignaalia jakavat yhteisen ohjaussignaalin kantovaihereferenssiä varten. Esim. järjestelmässä, jossa siirretään kaikkiaan viisitoista samanai- 11101)6 29 kaista äänikantosignaalia, ohjauskantosignaalille voidaan antaa lähetysteho, joka vastaa neljää äänikantosignaalia .

Lisäksi lähetetään toinen kantosignaali, joka 5 on tarkoitettu kaikkien mikrosolun käyttäjien käytettäväksi. Tämä kantosignaali, jota kutsutaan tahdistus-kanavaksi, käyttää myös samaa 32768 pituista PN-sekvenssiä spektrin laajentamiseksi, mutta siinä on eri Walsh-sekvenssi. Tahdistuskanava lähettää radio-10 viestin, jossa on järjestelmätietoa, jota käytetään järjestelmän liikkuvissa asemissa. Järjestelmätunnis-tus tunnistaa soluaseman ja järjestelmän ja lähettää informaatiota, joka mahdollistaa pitkät PN-koodit, joita käytetään liikkuvia informaatiosignaaleja var-15 ten, jotka tahdistetaan ilman lisähakua. Toinen kanava, jota kutsutaan hakukanavaksi, lähettää viestejä liikkuville yksiköille osoituksena siitä, että viesti on saapunut heille, ja vastaa kanavan kohdistamisella mikäli liikkuva yksikkö aloittaa puhelun.

20 Kukin äänikantosignaali lähettää digitaalisen puheen esityksen puheesta. Analoginen puheen aaltomuoto digitalisoidaan käyttäen normaaleja digitaalisten puhelinten menetelmiä ja tiivistetään tämän jälkeen käyttäen vokoodausmenetelmää datanopeudeksi noin 9600 25 bittiä sekunnissa. Tällä datasignaalilla on nopeus r = 1 j 1/2, pituus K = 9 ja on limitetty aikaansaamaan vir heen tunnistus- ja korjaustoimenpide, joka mahdollistaa sen, että järjestelmä toimii alhaisemmalla signaa-li/kohina - suhteella ja pienemmällä interferenssisuh-30 teella. Nämä menetelmät ovat yleisesti tunnettuja.

.1 Näin saadut koodatut merkit kerrotaan tietyl lä Walsh-sekvenssillä ja kerrotaan tämän jälkeen ulkoisella PN-koodilla. Tämä prosessi aikaansaa PN-sekvenssi nopeuden 1,2288 MHz, eli 128 kertaa datano-35 peus 9600 bittiä sekunnissa. Näin saatu signaali moduloidaan radiotaajuus kantajalle ja summataan ohjaus-ja asetuskantosignaalien kanssa yhdessä toisen ääni- 111306 30 kantosignaalin kanssa. Summaus voidaan suorittaa monessa eri kohdassa prosessissa, kuten radiotaajuudella, tai kantotaajuudella joko ennen tai sen jälkeen kun tämä on kerrottu PN-sekvenssillä.

5 Kukin äänikantosignaali kerrotaan myös arvol la, joka asettaa lähetystehon suhteessa toisen ääni-kantosignaalin tehoon. Tämä tehonsäätöominaisuus mahdollistaa tehon säädön näissä linkeissä, jotka tarvitsevat korkeamman tehon johtuen siitä, että vastaanotin 10 sijaitsee epäedullisessa kohdassa. Elimet on sovitettu liikkuviin asemiin raportoimaan vastaanottamansa sig-naali/kohinasuhteensa jotta teho voidaan säätää tasolle aikaansaamaan sopiva suoritus ilman häviöitä. Kohtisuora ominaisuus Walsh-funktioissa ei häiriinny 15 vaikka käytetään eri tehotasoja eri äänikantosignaa-leille mikäli aikakohdistus on kunnossa.

Kuviossa 4 esitetään lohkokaaviomuodossa kuvion 1 esimerkkikokoonpano. Diplekseri 100 on yhteinen molemmille vastaanotin ja lähetinosille lähe-20 tin/vastaanottimessa 24. Kuviossa 4 lähe- tin/vastaanottimen 24 vastaanotinjärjestelmä mik-rosolussa 14 koostuu analogisesta vastaanottimesta 102, kun toisaalta vastaavat komponentit kanavayksi-kössä, tässä kanavayksikkö 20A käsittää hakuvastaanotin : 25 timen 104, digitaalisen datavastaanottimen 106 ja de- ; kooderipiirin 108. Vastaanotinjärjestelmä voi myös i - ; sisältää digitaalisen datavastaanottimen 110. Analogi sen vastaanottimen 100 muut yksityiskohdat ilmenevät julkaisusta 07/543.496.

30 Mikrosolu 14 sisältää, kuten mainittiin, CDMA-ohjaimen 18, joka on kytketty datavastaanottimiin 106 ja 110 yhdessä hakuvastaanottimen 104 kanssa.

' CDMA-ohjain 18 tarjoaa mm. Walsh-sekvenssin ja koodi- määrityksen, signaalinkäsittelyn, ajoitussignaalin 35 generoinnin, tehon säädön ja muitakin toimenpiteitä.

Antennin 26 vastaanottamat signaalit viedään diplekserin 100 kautta analogiseen vastaanottimeen 100 111306 31 ja tämän jälkeen hakuvastaanottimelle 104. Hakuvas-taanotinta 104 käytetään tutkailemaan mikrosolussa aika-aluetta koskien vastaanotettua signaalia varmistamaan, että digitaalinen datavastaanotin 106 käsitte-5 lee vahvinta saatavissa olevaa aika-aluesignaalia. Hakuvastaanotin 104 aikaansaa signaalin CDMA-ohjaimelle 118, joka lähettää ohjaussignaalit digitaaliselle datavastaanottimelle 106 valitsemaan sopivan vastaanotetun signaalin käsittelyä varten.

10 Mikrosolun datavastaanottimessa ja hakuvas- taanottimessa tapahtuva signaalin käsittely eroaa monessa suhteessa vastaavasta käsittelystä liikkuvassa yksikössä. Sisäänpäin suunnatussa liikenteessä liikkuva yksikkö ei lähetä ohjaussignaalia, jota voidaan 15 käyttää koherenttia referenssitarkoitusta varten solu-asemassa tapahtuvassa signaalin käsittelyssä. Linkille liikkuvan aseman ja mikrosolun välillä on ominaista epäkoherentti modulointi ja demodulointi käyttäen 64-aarisia kohtisuoria signaaleja.

20 Tässä 64 kohtisuorassa signaaliprosessissa liikkuvan yksikön lähettämät merkit koodataan yhdestä 26 eli 64:stä eri binääristä sekvenssistä. Valitut sekvenssit tunnetaan Walsh-funktioina. Optimi vastaan-ottofunktio Walsh-funktion m:nnelle signaalikooduka-: : ; 25 selle on nopea Hadamard-muunnos (FHT;Fast Hadamard ; · Transform) .

: ’ ; Viitaten jälleen kuvioon 2, hakuvastaanotin ; 104 ja digitaalinen data 104 vastaanottaa signaalit, jotka lähetetään analogiselta vastaanottimelta 102.

, , 30 Laajennetun spektrin signaalien dekoodaamiseksi, jotka on lähetetty tiettyyn solussa olevaan vastaanottimeen, jonka läpi liikkuva yksikkö kommunikoi, oikeat PN- sekvenssit on generoitava. Kts. yksityiskohdat julkai-1 susta 07/543.493.

35 Piiriin 108 kuuluva Viterbi-dekooderi on tyyppiä, joka pystyy dekoodaamaan dataa, joka on koodattu liikkuvassa yksikössä pituudella K = 9 ja koodi- 111306 32 nopeudella r =1/3. Viterbi-dekooderia käytetään määrittämään todennäköisimmän bittisekvenssin. Jaksotel-len, nimellisesti 1,25 ms, saadaan signaalilaadulle arvio, joka lähetetään liikkuvan yksikön tehonsäätö-5 käskynä yhdessä datan kanssa liikkuvalle yksikölle.

...... Tämä laadun arvio on keskimääräinen signaali /kohinasuhde 1,25 ms aikana.

Kukin datavastaanotin seuraa vastaanotetun signaalin ajoitusta. Tämä aikaansaadaan tunnetulla 10 tavalla vertaamalla vastaanotettua signaalia hieman aikaisempaan paikalliseen referenssiin PN ja vertaamalla vastaanotettua signaalia hieman myöhäisempään paikalliseen referenssiin PN. Erotus näiden kahden korreloinnin välillä on keskimäärin nolla mikäli ajoi-15 tusvirhettä ei esiinny. Vastaavasti, mikäli ajoitus-virhe esiintyy, tämä erotus osoittaa virheen suuruuden ja etumerkin, jolloin vastaanottimen ajoitus säädetään vastaavasti.

PBX:ltä signaalit kytketään oikeaan modulaat-20 tori-vokooderiin 22A-22N CDMA-ohjaimen 18 ohjaamana. Kuvion 4 esimerkissä käytetään vokooderia 22A. Kana-vayksikkö 20A käsittää edelleen lähetysmodulaattorin 112, joka CDMA-ohjaimen 18 ohjaamana moduloi dataa laajennetussa spektrissä lähetettäväksi tietylle vas-! ! 25 taanottaja-liikkuvalle yksikölle.

Lähetysmodulaattorin 112 anto on sovitettu / lähettämään tehonsäätöyksikölle 114, jossa CDMA- ohjaimen 18 ohjaamana lähetysteho voidaan säätää. Piirin 114 anto sovitetaan summaimelle 116, jossa se sum-J , 30 mataan lähetystehon ohjauspiirien antoon toisissa ka- navayksiköissä. Summain voi olla ryhmitelty yhden ka-navayksikön kanssa tai sitä voidaan pitää osana lähe-tysosaa lähetin/vastaanottimessa 24. Summaimen 116 anto sovitetaan lähetin/vastaanottimen 24 lähe-35 tysosaan, joka muodostuu lähetystehovahvistimesta 118. Lähetystehovahvistin 118 vahvistaa signaalin vietäväksi diplekserin 100 kautta antennille 26 säteilemään 111306 33 liikkuville yksiköille mikrosolu palvelualueella. Kuvion 4 yksityiskohtaisemmat lähetinspeksit ilmenevät julkaisusta 07/543.496.

Kuviossa 4 esitetään edelleen ohjauskanava-5 generaattorit ja lähetystehon ohjauspiiri 120, joka voidaan sijoittaa yhteen kanavayksiköistä tai järjestelmän erillisenä komponenttina. Piiri 120 CDMA-ohjaimen 18 ohjaamana generoi ja ohjaa tehon ohjaussignaalissa, tahdistuskanavassa ja hakukanavassa kyt-10 keytyen lähetystehovahvistinpiirin 118 antoon diplek-serin 100 kautta antenniin 26.

Edullisessa suoritusmuodossa kanavasignaalien Walsh-funktio -koodaus aikaansaadaan sisäkoodina. Tässä esimerkissä on käytettävissä kaikkiaan 64 eri Walsh 15 sekvenssiä siten, että kolme näistä, sekvensseistä on ohjaus-, tahdistus- ja hakukanavatoimintoja. Tahdistus-, haku- ja äänikanavissa ottotieto konvoluutiokoo-dataan ja limitetään, kuten on yleisesti tunnettua. Edelleen konvoluutiokoodattu data varustetaan myös 20 toistolla ennen limitystä, kuten on yleisesti tunnettua .

Ohjauskanava ei sisällä minkäänlaista datamo-dulointia ja sille on tunnusomaista ei-moduloitu laajennettu spektrisignaali, jota kaikki tietyn soluase-: 25 man tai sektorin käyttäjät käyttävät tunnistusta tai seurantaa varten. Kukin solu, tai mikäli se on jaettu : ' ; sektoreihin kukin sektori, omaa oman ohjaussignaalin.

: ' ; Kuitenkin, sen sijaan että käytettäisiin eri PN- generaattoreita ohjaussignaaleille, aikaansaadaan te-, , 30 hokkaampi menetelmä generoida eri ohjaussignaaleja > käyttämällä siirtymää samassa perussekvenssissä. Käyt tämällä tätä menetelmää liikkuva yksikkö etsii sekven-tiaalisesti koko sekvenssiä ja virittyy sille tasolle, jolla saadaan voimakkain korrelointi. Siirryttäessä 35 perussekvenssissä, siirtojen on oltava sellaisia, että vierekkäisten solujen ohjaukset eivät saa interferoida keskenään tai sammuttaa toisiaan.

111306 34

Ohjaussekvenssin on siksi oltava riittävän pitkä jotta monta eri sekvenssiä voidaan generoida siirroilla perussekvenssissä tukemaan useita ohjaussignaaleja järjestelmässä. Edelleen erotus tai siirty-5 mä on sovitettava riittävän suureksi jotta ohjaussignaalit eivät interferoi. Täten esillä olevan keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa ohjaussekvenssi valitaan 215 pitkäksi. Sekvenssi generoidaan lähtien sekvenssistä 215-1 ja lisäämällä ylimääräinen "0" sekvenssiin kun 10 tietty tila todetaan. Esimerkissä on 512 eri ohjaussignaalia, ja perussekvenssin siirtymä on 64 sirua. Kuitenkin siirtymät voivat olla kokonaislukumoninker-toja 64:stä sirusiirtymästä vastaavalla eri ohjaussignaalien lukumäärän pienennyksellä.

15 Ohjaussignaalien generoinnissa käytetään

Walsh-"nolla"-(Wa) -sekvenssiä, joka koostuu pelkästään nollista jotta ohjaussignaali ei moduloituisi joka vastaa PNt ja PNQ sekvenssejä XOR-piireissä. Näin saatu ohjaussignaali sisältää täten ainoastaan PNX ja PNQ 20 sekvenssit. Kaikilla soluasemilla ja sektoreilla, joilla on sama PN-sekvenssi, ohjaussignaalilla erotetaan soluasemat ja sektorit sekvenssin vaiheella.

Tahdistuskanavainformaatio koodataan ja kerrotaan XOR-porteissa käyttämällä Wals-sekvenssiä. Esi-25 merkissä valittu Walsh-sekvenssi on (W32) sekvenssi, joka koostuu 32:sta "1", jota seuraa 32 "0". Näin saatu sekvenssi kerrotaan tämän jälkeen ΡΝ3- ja PNQ-sekvensseillä XOR-porteissa.

Esimerkkikokoonpanossa tahdistuskanavadatain-30 formaatio sovitetaan lähettämään modulaattoria tyypillisesti nopeudella 1200 bittiä. Esimerkin kokoonpanossa tahdistuskanavadata koodataan edullisesti nopeudella r = 1/2 pituudella K =9 siten, että kukin koodisig-naali toistetaan kahdesti. Tämä koodausnopeus ja pi-35 tuus on yhteinen kaikille koodatuille linkkikanaville, eli tahdistus-, haku- ja äänikanava. Esimerkkikokoonpanossa käytetään siirtorekisterirakennetta bcoodin G3 111306 35 = 753 (oktaali) ja g2 =561 (oktaali) -generaattoreille. Merkkinopeus tahdistuskanavaan on esimerkissä 4800 merkki sekunnissa, eli yksi merkki kestää 208 mikrose-kuntia tai 256 PN sirua.

5 Koodimerkit limitetään tavanomaisella konvo- luutiolimityksellä 40 ms. Limittäjän testiparametrit ovat I = 16 ja J =48. Julkaisusta "Data Communication, Networks and Systems" Howard W Sams & Co, 1987, ss 343-352 löytyy lisää tietoa tästä. Konvoluutiolimittä-10 jän tehtävänä on poistaa epäluotettavat kanavamerkit siten, että mitkä tahansa kaksi merkkiä jatkuvassa sekvenssissä, jossa on 1-1 tai vähemmän merkkejä, erotetaan ainakin J+l merkillä takaisinlimittäjän annossa. Vastaavasti mitkä tahansa kaksi merkkiä jatkuvassa 15 sekvenssissä, jossa on J- 1 merkkiä; erotetaan ainakin 1+1 merkillä takaisinlimittäjän annossa. Toisin sanoen mikäli 1=16 ja J=48 15 merkin jonossa, merkit lähetetään erotettuna 885 mikrosekuntia toisistaan, jolloin aikaansaadaan aikaerotus.

20 Tahdistuskanavamerkit mikrosolussa liitetään mikrosolun ohjaussignaaliin. Esimerkissä ohjaussignaa-lijakso on 26,67 ms pitkä, joka vastaa 128 tahdistus-kanava koodimerkkiä tai 32 tahdistuskanavainformaa-1 tiobittiä. Tahdistuskanavamerkit limitetään konvoluu- !i·' 25 tiolimittäjällä, joka peittää 26,67 ms. Täten, kun liikkuva yksikkö on saanut ohjaussignaalin, sillä on 'V välittömästi tahdistuskanavan limitetty tahdistus.

;; Tahdistuskanavan merkit peitetään käytetyllä

Walsh-sekvenssillä aikaansaamaan suorakulmaisuutta 30 signaalissa. Tahdistuskanavassa yksi koodimerkki ylit-> tää neljä kuorisekvenssiä, eli yksi koodimerkki vastaa / neljää "32yksi,r-"32nolla" sekvenssin toistoa, kts.

; V kuvio 6. Kuten kuviossa on esitetty yksi ainoa loogi- V," nen "1" esittää 32:n "1" Walsh-sirun esiintymistä, kun .·/. 35 toisaalta looginen "0" edustaa 32 :n "0" Walsh-sirua.

Tahdistuskanavan suorakulmaisuus ylläpidetään edelleen vaikkakin tahdistuskanavamerkit siirtyvät suhteessa 111306 36 absoluuttiseen aikaan riippuen vastaavasta ohjauskana-vasta koska tahdistuskanavan siirrot ovat kokonaislu-kumoninkertoja Walsh-kehyksessä.

Tahdistuskanavaviestit esimerkissä ovat vaih-5 televan pituisia. Viestin pituus on kokonaislukumonin-kerta 80 ms:sta, joka vastaa 3 ohjausjaksoa. Tahdis-tusinformaatiobitteihin sisältyy CRC-bittejä virheiden havaitsemiseksi.

Heti kun tahdistuskanavaviesti on vastaan-10 otettu oikein liikkuva yksikkö pystyy välittömästi tahdistumaan joko hakukanavaan tai äänikanavaan. Ohja-ustahdistuksella, joka vastaa kunkin tahdistusviestin loppua, alkaa uusi 40 ms limitysjakso. Tällöin liikkuva yksikkö alkaa ensimmäisen koodimerkin takaisinlimi-15 tyksen joko koodin toistosta tai (cx, cx+1) -parista, kun dekooderin tahdistus on aikaansaatu. Takaisinli-mittäjän kirjoitusosoite initialisoidaan "0":ksi ja lukuosoite initialisoidaan "J":ksi, jolloin muistin takaisinlimittäjän tahdistus aikaansaadaan.

20 Tahdistuskanavaviestit sisältävät tietoa kos kien 42 bittiä pitkän PN-generaattorin tilasta äänikanavalla, joka on määritetty viestintää varten liikkuvan yksikön kanssa. Tätä informaatiota käytetään liikkuvissa digitaalisissa vastaanottimissa tahdista- 2 5 maan vastaavat PN-generaattorit.

Hakukanavainformaatio koodataan myös toistol-; : la, ne limitetään ja kerrotaan tämän jälkeen tietyllä

Walsh-sekvenssillä. Näin saatu sekvenssi kerrotaan sitten PNj- ja PNQ-sekvensseillä. Datanopeus hakukana-30 vassa tietyllä sektorilla tai solussa osoitetaan tietyssä kentässä tahdistuskanavaviestissä. Vaikkakin hakukanavan datanopeus on muuttuva, on se tässä esimerkissä kiinteä kussakin järjestelmässä yhdellä seu-raavista datanopeuksilla 9.6, 4.8, 2.4 ja 1.2 kbps.

35 Kunkin äänikanavan data koodataan myös tois tolla, limitetään, sekoitetaan, kerrotaan määritetyllä Walsh-sekvnessillä (Wj-W^ , ja kerrotaan tämän jälkeen 111306 37 PNj- ja PN0-sekvensseillä. Tietyssä kanavassa käytettävän Walsh-sekvenssin määrää järjestelmän ohjain puhelun alussa samalla tavalla kuin mitä kanavat varataan puheluille analogisessa FM-solujärjestelmässä. Esimer-5 kissä on käytettävissä jopa 61 eri Walsh-sekvenssiä käytettäväksi äänikanavissa.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa esimerkissä äänikanava käyttää muuttuvaa datanopeutta. Tämä siksi että laskettaisiin datanopeus mikäli ei esiinny 10 ääniaktiviteettia, jolloin pienennetään tämän äänikanavan interferenssimahdollisuudet suhteessa toisiin äänikanaviin. Julkaisussa US-07/713.661 esitetään vo-kooderi, jolla aikaansaadaan muuttuvanopeuksista data. Tällainen vokooderi tuottaa dataa neljällä eri datano-15 peudella perustuen ääniaktiviteettiin 20 ms:n kehys-pohjalta. Esimerkkinopeuksia ovat 9.6, 4.8, 2.4 ja 1.2 kbps. Vaikkakin data vaihtelee 20 ms pohjalla, koodi-merkkinopeus pidetään vakiona 19,2 ksps kooditoistol-la. Täten koodimerkit toistetaan 2, 4 ja 8 kertaa vas-20 taavilla datanopeuksilla 4.8, 2.4 ja 1.2 kbps.

Koska muuttuva nopeus vähentää interferenssiä, pienemmän nopeuden koodimerkit omaavat vähemmän energiaa. Esimerkiksi mainituilla nopeuksilla koodi-merkkien energia (Eb) on vastaavasti Eb/2, Eb/4, Eb/8 ja - - 25 Eb/16, jossa Eb on informaatiobittienergia 9,6 kbps ; siirtonopeudella.

Koodimerkit limitetään konvoluuttilimittäjällä siten, että koodimerkit, joilla on eri energiataso sekoitetaan limittäjässä. Sen selvittämiseksi, mikä 30 energiataso tietyllä koodimerkillä tulisi olla, kuhunkin merkkiin liitetään tieto sen datanopeudesta skaa-laustarpeisiin. Kohtisuoran Walsh-peiton ja PN-laajennuksen jälkeen 90° kanavat suodatetaan digitaalisesti rajallisen impulssivasteen suodattimessa (FIR; 35 Finite Impulse Response). FIR suodatin vastaanottaa signaalin, joka vastaa merkin energiatasoa jotta energian skaalaus datanopeuden mukaisesti voidaan suorit- 111306 38 taa. I- ja Q-kanavat skaalataan kertoimilla 1, M42, 1/2 tai !/2 4Ϊ. Eräässä suoritusmuodossa kukin ääni-kanavasignaali sekoitetaan parantamaan puheluturvalli -suutta. Vaikkakaan sekoitusta ei tarvita, parantaa se 5 puhesalaisuutta. Esimerkiksi äänikanavasignaalien sekoittaminen voidaan suorittaa PN-koodaamalla äänikanava signaalit PN-koodilla, jonka määrittää käyttäjä-tunnisteen liikkuvan yksikön osoite. Tällainen sekoitus voi käyttää PN0-sekvenssiä tai salakirjoitusmallia, 10 jota selostettiin kuvion 3 yhteydessä suhteessa tiettyyn vastaanottimeen liikenteessä liikkuvan aseman ja solun välillä. Täten voidaan käyttää erillistä PN-generaattoria tätä varten. Vaikkakin sekoitusta käsitellään viittaamalla PN-sekvensseihin, sekoitus voi-15 daan suorittaa muillakin menetelmillä.

Äänibittien lisäksi äänikanavissa on tehon-säätöinformaatiota. Tehonsäätö bittinopeiis on tässä suoritusmuodossa 800 bps. Vastaanotin solussa, joka demoduloi tietystä liikkuvasta yksiköstä tulevaa sig-20 naalia, generoi tehonsäätöinformaatiota, joka sovite taan äänikanavaan solusta liikkuvaan yksikköön ja osoitetaan kyseiselle liikkuvalle yksikölle. Yllämainituissa alihakemuksissa on esitetty yksityiskohtaisemmin tämä.

25 Tehonsäätöbittejä sovitetaan konvoluutioli- mittäjän antoon menetelmän kautta, jota kutsutaan koo-dimerkin rei1 itykseksi. Toisin sanoen, aina kun halutaan lähettää tehonsäätöbitti, kaksi koodimerkkiä korvataan kahdella identtisellä merkillä siten että na-30 paisuus saadaan tehonsäätöinformaatiosta. Edelleen tehonsäätöbitit lähetetään energiatasolla, joka vastaa 9600 bps nopeutta.

Toinen vaatimus tehonsäätöinformaatiolle on, / että bittien sijainti on tehtävä satunnaisesti liikku- 35 van yksikön ja solun välisissä kanavissa. Muutoin täy den energian tehonsäätöbitit generoisivat interferens- 111306 39 sipiikkejä tietyin välein, jolloin tällaisten bittien havaittavuus pienenisi.

Walsh-funktion mielenkiintoinen ominaisuus on se, että kukin 64 sekvenssistä on täysin kohtisuora, 5 ortogonaalinen kaikkien muiden sekvenssien kanssa. Tällöin mikä tahansa sekvenssien pari eroaa täsmälleen yhtä monen bitin suhteen, kuin mitä on sovittu, eli 32 bittiä 64 merkin välillä. Täten, kun informaatiota koodataan lähetettäväksi Walsh-sekvenssillä vastaan-10 otin pystyy valitsemaan mitä tahansa Walsh-sekvenssiä "kanto"-signaalina. Mikä tahansa signaalienergia, joka on koodattu Walsh-sekvenssiin poistetaan eikä aiheuta keskinäistä interferenssiä toivottuun Walsh-sekvenssiin.

15 Esimerkin suoritusmuodossa linkille solusta liikkuvaan yksikköön tahdistus-, haku- ja äänikanavat, jotka mainittiin yllä, käyttävät konvoluutiokoodausta vakiopituudella K = 9 ja koodinopeudella r = 1/2, eli kaksi koodattua merkkiä tuotetaan ja lähetetään kulla-20 kin lähetettävällä informaatiobitillä. Konvoluutiokoo-dauksen lisäksi käytetään myös konvoluutiolimitystä. Edelleen käytetään toistoa yhdessä konvoluutiokoodauk-sen kanssa. Liikkuvassa yksikössä optimaalinen dekooderi tämän tyyppiselle koodille on pehmeä Viterbi-; ' : ’ 25 algoritmidekooderi. Voidaan käyttää vakiokokoonpanoa ; dekoodausta varten. Näin. saadut dekoodausinformaa- ’ tiobitit viedään liikkuvan yksikön digitaaliseen kan- totaajuuslaitteistoon.

CDMA-ohjain 18 vastaa kanavayksiköiden ja vo-30 kooderien määrityksistä tiettyä puhelua varten. CDMA-' , ohjain 18 tutkii myös puhelun edistymistä, signaalien laatua ja aloittaa korjauksen signaalien puuttuessa.

Linkissä liikkuvasta yksiköstä mikrosoluun kanavaominaisuudet määrittävät, että modulointimene-35 telmä on modifioitava. Erityisesti ohjauskantosignaa-lin käyttö, siten kuin sitä käytetään linkissä mik-rosolusta liikkuvaan yksikköön ei ole enää järkevää.

111306 40

Ohjauskantosignaalin on oltava tehokkaampi kuin ääni-kantosignaalin jotta aikaansaadaan hyvä vaihereferens-si datamodulointia varten. Mikrosolun lähetyksessä, jossa lähetetään useita samanaikaisia äänikantosignaa-5 leja, voidaan yksi ohjaussignaali jakaa kaikkien ääni-kantosignaalien kesken. Siksi ohjaussignaalin teho äänikantosignaalia kohti on suhteellisen pieni.

Linkissä liikkuvasta yksiköstä mikrosoluun on yleensä kuitenkin ainoastaan yksi ainoa äänikantosig-10 naali liikkuvaa yksikköä kohti. Mikäli käytetään ohjaussignaalia tarvitaan huomattavasti enemmän tehoa kuin äänikantosignaalille. Tämä tilanne ei ole toivottava koska koko järjestelmän kapasiteetti vähentyy olennaisesti johtuen interferenssistä, jonka aiheuttaa suuri 15 lukumäärä suuritehoisia ohjaussignaaleja. Siksi on käytettävä modulointia, joka pystyy tehokkaasti demoduloimaan ilman ohjaussignaalin käyttöä.

Siksi on käytettävä kohtisuoraa signalointia, kuten binääristä, kvaternaarista tai m-aarista signa-20 lointia. esimerkin suoritusmuodossa käytetään 64-aarista kohtisuoraa signalointimenetelmää käyttäen Walsh-funktioita. Demodulaattori m-aarista kohtisuoraa signalointia varten vaatii kanavan koherenssin ainoastaan m-aarisen merkin lähetyksen keston ajan. Esimer-25 kin suoritusmuodossa tämä on ainoastaan kaksi bitti -j aksoa.

Liikkuvan yksikön lähettämät signaalit ovat suoran sekvenssin spektrisignaaleja, jotka moduloidaan PN-sekvenssillä, joka on kellotettu ennalta määrätyllä 30 nopeudella, tässä 1,2288 MHz. Tämä kellotaajuus valitaan kokonaislukukerronnaiseksi kantotaajuusdatanopeu-desta 9,6 kbps.

Viestin koodaus ja modulointiprosessi alkaa konvoluutiokooderilla, jonka pituus on K -9 ja koodi-35 nopeus r = 1/3. Nimellisellä datanopeudella 9600 bps kooderi tuottaa 28800 binaarista merkkiä sekunnissa. Nämä ryhmitellään merkeiksi, jotka sisältävät kukin 6 111306 41 merkkiä nopeudella 4800 merkkiä sekunnissa siten, että on 64 mahdollista merkkiä. Kukin merkki koodataan 64 pituiseksi Walsh-sekvenssiksi, joka sisältää 64 binääristä bittiä eli "sirua". 64-aarinen Walsh-sirunopeus 5 on 307.200 merkkiä sekunnissa esimerkin suoritusmuodon mukaisesti.

Walsh-sirut peitetään tämän jälkeen tai kerrotaan PN-sekvenssillä, joka toimii nopeudella 1,2288 MHz. Kukin liikkuva yksikkö saa oman PN-sekvenssinsä 10 tätä tarkoitusta varten. Tämä PN-sekvenssi voidaan joko määrittää ainoastaan puhelun keston ajaksi tai määrittää liikkuvalle yksikölle kiinteäksi. PN-sekvenssiä kutsutaan tässä käyttäjän PN-sekvenssiksi. Käyttäjän PN-sekvenssi generaattori toimii kellonopeu-15 della 1,2288 MHz tuottaen neljä PN sirua kutakin

Walsh-sirua varten.

Lopuksi pari lyhyttä, pituudeltaan 32768 PN-sekvenssiä generoidaan. Esimerkin suoritusmuodossa käytetään samoja sekvenssejä kuin linkissä solusta 20 liikkuvaan yksikköön. Käyttäjän PN-sekvenssillä pei tetty Walsh-sirusekvenssi peitetään tämän jälkeen tai ;v, kerrotaan kullakin kahdesta lyhyestä PN-sekvenssistä.

Näin saadut kaksi ^sekvenssiä kaksivaihemoduloivat tämän jälkeen sinikäyrän 90° parin ja summataan yhdeksi ; 25 ainoaksi signaaliksi. Näin saatu signaali kaistanpääs- tösuodatetaan tämän jälkeen ja muunnetaan lopulliseksi : /’ radiotaajuudeksi, vahvistetaan, suodatetaan ja lähete- v ' tään liikkuvan yksikön antennista. Kuten mainittiin viittaamalla signaaliin solusta liikkuvaan yksikköön, : ; 30 suodatuksen, vahvistuksen, muunnoksen ja moduloinnin ’ L toimintojen järjestystä voidaan vaihtaa.

Vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa voidaan tuottaa käyttäjän PN-koodin kahta eri vaihetta ja niitä voidaan käyttää moduloimaan kaksi kantovaihetta 90° 35 siirtoeron aaltomuodossa koska tarvitaan 32768 pitui nen sekvenssi. Edelleen toisessa vaihtoehdossa linkki liikkuvasta yksiköstä soluun voidaan käyttää ainoas 111306 42 taan kaksivaihemodulointia koska tarvitaan lyhyitä sekvenssej ä.

Mikrosoluvastaanotin kullekin signaalille tuottaa lyhyet PN-sekvenssit ja käyttäjä PN-sekvenssit 5 kutakin aktiivista vastaanotettua liikkuvaa signaalia varten. Vastaanotin korreloi vastaanotetut signaa-lienergiat kuhunkin koodattuun aaltomuotoon eri korre-laattoreissa. Kutakin korrelaattorin antoa käsitellään tämän jälkeen erikseen 64-aarisen koodauksen ja konvo-10 luutiokoodin demoduloimiseksi käyttäen FHT- (nopea

Hadamard muunnos) prosessoria ja Viterbi-algoritmi -dekooderia.

Kuviossa 5 esitetään lohkokaavion muodossa esimerkin mukainen liikkuvan yksikön CDMA-15 puhelinjärjestelmä. Liikkuvan yksikön CDMA- puhelinjärjestelmä sisältää antennin 200, joka on kytketty diplakserin 202 kautta analogiseen vastaanottimeen 204 ja lähetystehovahvistimeen 206. Antenni 200 ja diplekseri 202 ovat normaalirakennetta ja mahdol-20 listavat samanaikaisen lähetyksen ja vastaanoton yhden ainoan antennin kautta. Antenni 200 kerää lähetettyjä signaaleja ja vie ne diplekserin 202 kautta analogiseen vastaanottimeen 204.

Vastaanotin 204 vastaanottaa diplekseriltä : 25 radiotaajuussignaaleja 202, jotka yleensä sijaitsevat 850 MHz taajuuskaistalla, vahvistettavaksi ja taajuuden muuntamiseksi IF-taajuudeksi. Tämä muunnos suoritetaan käyttäen taajuus syntetisoijaa, joka on normaalia tyyppiä, ja joka mahdollistaa vastaanottimen vi-30 rittämisen mille tahansa koko solupuhelimen taajuus kaistan taajuudelle vastaanoton taajuuskaistalla. Signaalit suodatetaan myös ja digitalisoidaan ja viedään digitaalisiin datavastaanottimiin 210 ja 212 sekä hakuvastaanottimeen 214. Kts. tarkemmin 07/543.496.

35 Vastaanotin 204 suorittaa myös tehonsäätötoi- minnon säätääkseen liikkuvan yksikön lähetystehoa.

111306 43

Vastaanotin 204 generoi analogisen tehonsäätösignaa-lin, joka viedään lähetystehon ohjauspiirille 208.

Kuviossa 5 vastaanottimen 204 digitalisoitu signaalin anto sovitetaan digitaaliseen datavastaanot-5 timeen 210 ja 212 ja hakuvastaanottimeen 214. On ymmärrettävää, että edullisessa liikkuvassa yksikössä voi olla ainoastaan yksi datavastaanotin kun toisaalta kehittyneemmissä laitteissa voi olla kaksi tai useampia vastaanottimia, jotka mahdollistavat erotusvas-10 taanoton.

Digitalisoitu IF-signaali voi sisältää käynnissä olevan puhelun signaalit yhdessä ohjauskantosig-naalien kanssa, jotka on lähetetty tietystä soluase-masta ja vierekkäisestä soluasemasta. Kaikkien vas-15 taanottimien 210 ja 212 tarkoitus on korreloida IF-näytteet vastaaviin PN-sekvensseihin. Tämä korreloin-tiprosessi tarjoaa mahdollisuudet, jotka ovat yleisesti tunnettuja nimellä "prosessivahvistus", joka tarkoittaa signaali/interferenssi -suhdetta signaalilla, 20 joka täsmää vastaavaan PN-sekvenssiin mutta ei muihin signaaleihin. Korrelointianto havaitaan tällöin tahdistetusta käyttäen ohjauskantosignaalia lähimmästä soluasemasta kantovaihereferenssinä. Tämän tuloksena saadaan koodattujen datamerkkien sekvenssi.

25 PN-sekvenssin eräs ominaisuus, jota käytetään esillä olevassa keksinnössä, on aikaansaatu erotus monitiesignaaleja vastaan. Signaalin saapuessa liikkuvaan vastaanottimeen kuljettuaan useampaa kuin yhtä tietä, syntyy erotus signaalin vastaanottoajassa. Tämä 30 vastaanottoajan erotus vastaa etäisyyden erotusta jaettuna etenemisnopeudella. Mikäli tämä aikaero ylittää yhden mikrosekunnin korrelointiprosessi erottaa tiet toisistaan. Vastaanotin voi valita seuraako ja vastaanottaako se edellisen tai jälkimmäisen tien. Mikäli 35 laitteessa on kaksi vastaanotinta, kuten 210 ja 212 voidaan seurata kahta riippumatonta tietä ja nämä voidaan käsitellä rinnakkain.

111306 44

Hakuvastaanotin 214 tutkailee ohjausprosesso-rin 216 ohjaamana aika-aluetta vastaanotetun ohjaussignaalin nimellisajan ympärillä mikrosolussa siinä mielessä, että onko siinä muita monitieohjaussignaale-5 ja. Vastaanotin 24 mittaa minkä tahansa vastaanotetun signaalin, jolla on toivottu aaltomuoto, voimakkuuden aikoina, jotka eivät ole nimellisaikoja. Vastaanotin 214 vertaa signaalinvoimakkuutta vastaanotetuissa signaaleissa. Vastaanotin tuottaa signaalinvoimakkuus 10 signaalin ohjausprosessorille 214, joka osoittaa voimakkaimman signaalin. Prosessori syöttää ohjaussignaalit datavastaanottimiin 210 ja 212 kullekin, kahden eri voimakkaimpien signaalien käsittelemiseksi.

Ohjausprosessori 216 sisältää myös PN-15 generaattorin, joka generoi käyttäjän PN-sekvenssin syötetyn liikkuvan yksikön osoitteen tai käyttäjätunnuksen tuloksena. PN-sekvenssianto PN-generaattorilta sovitetaan erotusyhdistin- ja dekooderipiiriin 218. Koska signaalia mikrosolusta liikkuvaan yksikköön se-20 koitetaan käyttäjän osoite-PN-sekvenssin kanssa, PN- generaattorin antoa käytetään signaalin takaisinse-;v, koittamisessa vastaavasti kuin mikrosoluasemassa. PN- generaattori aikaansaa erityisesti anto-PN-sekvenssin takaisinlimitys- ja dekooderipiirissä, jossa sitä käy-' ’ : 25 tetään takaisinsekoittamaan sekoitettua käyttäjätie toa. Vaikkakin sekoitusta on käsitelty PN-sekvenssin yhteydessä, huomautetaan, että voidaan käyttää muita sekoitusmenetelmiä, sisältäen ne, jotka ovat alan am-mattimiehille hyvin tunnettuja.

30 Vastaanottimien 210 ja 212 annot viedään sit ten erotusyhdistin- ja dekooderipiiriin 218. Erotusyh-'' distinpiiri, joka on piirissä 218 yksinkertaisesti säätää kahden vastaanotetun merkkijonon ajoituksen :·ιοι· sopimaan toisiinsa ja lisää ne toisiinsa. Tämä summaus 35 voidaan suorittaa kertomalla molemmat jonot luvulla, joka vastaa suhteellista signaalivoimakkuutta kahdessa jonossa. Tälle toiminnolle voidaan määrittää maksimaa- 111306 45

linen suhde- erotusyhdistin. Näin saatu yhdistetty signaalijono dekoodataan tämän jälkeen käyttäen ennakoivaa virheenhavainnointi (FEC) -dekooderia, joka myös sijaitsee piirissä 218. Normaali digitaalinen 5 kantotaajuuslaite on digitaalinen vokooderilaite CDMA

-järjestelmä on sovitettu sisältämään useita eri vo-kooderimalleja.

Kantotaajuuspiiri 220 sisältää tyypillisesti digitaalisen vokooderin (ei esitetty) , joka on esim. 10 esitetty mainituissa julkaisuissa. Kantotaajuuspiiri 220 toimii edelleen liitäntänä, jossa on kuulotorvi tai vastaava laite. Kantotaajuuspiirissä 220 on useita eri vokooderimalleja. Kantotaajuuspiiristä 220 saadaan antoinformaatiosignaali käyttäjälle piiristä 218 sovi-15 tetun informaation mukaisesti.

Linkissä liikkuvan aseman ja mikrosolun välillä on yleensä käyttäjän analogisia äänisignaaleja, jotka sovitetaan kuulotorven kautta ottona kantotaa-juuskaistapiirille 220. Kantotaajuuspiiri 220 sisältää 20 AD -muuntimen (ei esitetty), joka muuntaa analogiset signaalit digitaaliseen muotoon. Digitaalinen signaali sovitetaan digitaaliseen vokooderiin, jossa se koodataan. Vokooderin anto sovitetaan ennakoivaan virhetun-nistuspiiriin FEC (ei esitetty), joka korjaa virheet. 25 Esimerkin suoritusmuodossa virheen korjaus tapahtuu ' ’ > konvoluutiokoodausmaisesti. Digitalisoitu koodattu i / signaali viedään kantotaajuuspiiristä 220 lähetysmodu- V laattoriin 222.

Lähetysmodulaattori 222 Walsh-koodaa ensin 30 siirtotiedot ja moduloi tämän jälkeen koodatut signaa- 1 lit PN -kantosignaalille, jonka PN-sekvenssi valitaan puhelun valitun osoitetoiminnon mukaisesti. PN-: V sekvenssi määritetään ohjausprosessorissa 216 kutsun , e alkuinformaatiosta, joka tuodaan soluasemasta ja koo- 35 dataan vastaanottimissa 210 ja 212, ja ohjausprosesso rissa 216. Vaihtoehtoisessa ohjausprosessorissa 216 voidaan määrittää PN-sekvenssi sopimalla etukäteen 111306 46 soluaseman kanssa. Ohjausprosessori 216 tarjoaa PN-sekvenssi- informaatiota lähetettäväksi modulaattorille 222 ja vastaanottimiin 210 ja 212 puhelun koodaamiseksi .

5 Lähetysmodulaattorin 222 anto sovitetaan lä hetystehon ohjauspiirille 208. Signaalin lähetystehoa säädetään analogisella tehon säätösignaalilla, joka saadaan vastaanottimelta 204. Mikrosolun lähettämät ohjausbitit käsitellään datavastaanottimissa 210 ja 10 212. Tehonsäätökäskyä käytetään ohjausprosessorissa 216 tehotason asettamiseksi liikkuvan yksikön lähetyksessä. Tämän käskyn vaikutuksesta ohjausprosessori 216 generoi digitaalisen tehonsäätösignaalin, joka viedään piirille 208. Suhteet vastaanottimien 210, 212 ja 214, 15 ohjausprosessorin 216 ja lähetystehon ohjaimen 108 välillä suhteessa tehon säätöön on selostettu mainituissa patenttijulkaisuissa.

Lähetystehon ohjauspiiri 208 lähettää teho-ohjatun moduloidun signaalin lähetystehovahvistimen 20 piiriin 206. Piiri 206 vahvistaa ja muuntaa IF-signaalin radiotaajuussignaaliksi sekoittamalla taa-juussyntetisoijän antosignaaliin, joka virittää signaalin oikealle antotaajuudelle. Piiri 206 sisältää vahvistimen, joka vahvistaa tehon lopulliselle antota-25 solle. Lähetyssignaali lähetetään piiristä 206 diplek-serille 202. Diplekseri 202 kytkee signaalin antenniin 200 lähetettäväksi mikrosolulle.

Liikkuvan yksikön käyttäjän analoginen äänisignaali viedään ensin digitaalisen vokooderin kaut-' 30 ta. Vokooderin anto konvoluutiokorjataan tämän jälkeen ennakoivasti sekventiaalisesti (FEC), koodataan ja moduloidaan 64-aari kohtisuorasti sekventiaalisesti PN-kantosignaaliin. 64-aarinen kohtisuora sekvenssi generoidaan Walsh-funktio kooderilla. Kooderia ohja-35 taan keräämällä kuusi peräkkäistä binääristä merkkian-toa konvoluutio-FEC -kooderilta. Kuusi binäärilukua määrittävät yhdessä mikä 64:sta mahdollisesta Walsh- 111306 47 sekvenssistä lähetetään. Walsh-sekvenssi on 64 bittiä pitkä. Tällöin Walsh -sirunopeuden on oltava 9600 * 3 * (1/6)* 64 = 307200 Hz lähetysnopeudella 9600 bps.

Linkissä liikkuvasta yksiköstä mikrosoluun 5 käytetään yhteistä lyhyttä PN-sekvenssiä järjestelmän .................. kaikille äänikantajille, kun toisaalta käyttäjän osoi- tekoodaus suoritetaan käyttäen käyttäjän PN-sekvenssigeneraattoria. Käyttäjän PN-sekvenssi annetaan yksinomaan yhdelle liikkuvalle yksikölle ainakin 10 puhelun keston ajaksi. Käyttäjän PN-sekvenssi yhdiste tään XOR -portin kautta yhteisiin PN-sekvensseihin, jotka ovat pituudeltaan 32768 lisättyjä maksimaalisia lineaarisiirto - rekisterisekvenssejä. Näin saadut binääriset signaalit moduloivat kukin tämän jälkeen 15 kaksivaiheisesti 90° vaihesiirretyn kantajan, summataan yhdistetyn signaalin muodostamiseksi, ja kaistanpääs-tösuodatetaan ja muunnetaan IF -taajuusannoksi. Esimerkin suoritusmuodossa osa suodatusprosessista suoritetaan itse asiassa FIR -digitaalisella suodattimena, 20 joka vaikuttaa binääriseen sekvenssiantoon.

Modulaattoriannon tehoa ohjataan tämän jäl-; , keen signaaleilla, jotka tulevat digitaaliselta ohja- usprosessorilta ja analogiselta vastaanottimelta, , muunnetaan radiotaajuudelle sekoittamalla taajuussyn- / ; 25 tetisoijaan, joka virittää signaalin oikealle antotaa- ' j uudelle, ja vahvistetaan tämän jälkeen lopulliselle antotasolle. Lähetyssignaali viedään tämän jälkeen diplekseriin ja antenniin.

Liikkuvan yksikön lähetysmodulaattorissa 222 30 data viedään digitaalisessa muodossa käyttäjän digi- / taaliselta kantotaajuuspiiriltä kooderille, jossa se tässä esimerkissä konvoluutiokoodataan, lohkokoodataan ja Walsh-koodataan.

.. Lähetysmodulaattori sisältää edelleen PN- 35 generaattorin, joka vastaanottaa liikkuvan yksikön osoitteen ottona määritettäessä annon PN-sekvenssi. Tämä PN-generaattori generoi käyttäjäkohtaisen 42- 111306 48 bittisen sekvenssin kuten esitettiin mikrosolun yhteydessä. Toinen ominaisuus tällä PN-generaattorilla, joka on yhteinen kaikille käyttäjä-PN-generaattoreille eikä ole aikaisemmin esitetty, on maskaustekniikan 5 käyttö generoitaessa käyttäjän anto-PN-sekvenssit.

Voidaan esimerkiksi käyttää 42-bittistä maskia siten että tämä kytketään XOR -portin kautta kunkin PN-generaattorin siirtorekisterin annon kanssa. Tämän tulokset XOR-kytketään muodostamaan PN-generaattorin 10 anto, joka käytetään käyttäjän PN-sekvenssinä.

Lähetysmodulaattori 222 sisältää PN-generaattoreita, jotka generoivat PNr- ja PN0-sekvenssit, joita kaikki liikkuvat yksiköt käyttävät. Nämä PN-sekvenssit ovat tässä suoritusmuotoesimerkissä 15 nollasiirto, jota käytetään viestinnässä mikrosolun ja liikkuvan yksikön välillä.

Linkki liikkuvan yksikön ja solun välillä käyttää nopeutta r = 1/3 konvoluutiokoodia pituudella K = 9. Koodin generaattorit ovat G3 = 557 (oktaali), G2 20 = 663 (oktaali) ja G3 = 711 (oktaali) . Vastaavalla tavalla kuin linkissä solun ja liikkuvan yksikön välillä tässäkin käytetään koodin toistoa neljän eri datahopeuden mahdollistamiseksi, jotka vokooderi tuottaa 2 0 ms:n kehyspohjalta. Toisin kuin linkissä mik-; ; 25 rosolun ja liikkuvan yksikön välillä toistettuja koo- dimerkkejä ei lähetetä radioteitse alhaisemmilla energiatasoilla, vaan ainoastaan yksi toistoryhmän koodi-merkki lähetetään nimellistehotasolla. Siten koodin toistoa käytetään tässä esimerkissä lähinnä jotta jär-30 jestelmä soveltuisi muuttuvan datanopeuden järjestelmään limitys- ja modulointirakenteessa, kuten ilmenee seuraavasta.

Lohkolimitintä, jonka ulottuvuus on 20 ms, eli täsmälleen yksi vokooderikehys, käytetään linkissä 35 liikkuvan yksikön ja solun välillä. Koodimerkkien lukumäärä 20 ms:ssa, on 576 nopeudella 9600 bps ja koo-dinopeudella r=l/3. N = 32 (rivien lukumäärä) ja B = 111306 49 18 (sarakkeiden lukumäärä). Koodimerkit kirjoitetaan limittimen muistialueelle riveittäin ja luetaan sarakkeittain .

Modulointimuoto on 64-aarinen kohtisuora sig-5 nalointi. Toisin sanoen limitetyt koodimerkit ryhmitellään kuuden ryhmiin yhden kohtisuoran aaltomuodon valitsemiseksi 64:stä mahdollisesta. 64-kertaiset kohtisuorat aaltomuodot ovat samat Walsh-funktiot, joita käytettiin peittosekvensseinä linkissä solun ja liik-10 kuvan yksikön välillä.

Datamoduloinnin aikaväli on 208,33 mikrose-kuntia, ja sitä kutsutaan Walsh-merkkiväliksi. Nopeudella 9600 bps 208,33 mikrosekuntia vastaa 2 informaa-tiobittiä ja vastaavasti 6 koodimerkkiä koodimerkkino-15 peudella 28800 sps. Walsh-merkkiväli jaetaan 64 samankokoiseen aikaväliin, joita kutsutaan Walsh-siruiksi, jotka kukin kestävät 208,33 mikrosekuntia / 64 _ 3,25 mikrosekuntia. Tällöin Walsh-sirunopeus on 1/3,25 7us = 307,2 kHz. Koska PN:n levitysnopeus on symmetrinen 20 kahdessa linkissä, eli 1,2288 MHz, kussakin Walsh-sirussa on täsmälleen 4 kappaletta PN-sirua.

Kaikkiaan kolmea PN-generaattoria käytetään linkissä liikkuvan yksikön ja solun välillä. Käyttäjäkohtainen 42-bittinen PN-generaattori sekä 15-bittinen ; 25 I- ja Q-kanavien PN-generaattoripari. Käyttäjäkohtai- : sen levitystoimenpiteen jälkeen signaali QPSK- ; levitetään samalla tavalla kuin linkissä solun ja liikkuvan yksikön välillä. Toisin kuin linkissä solun ja liikkuvan yksikön välillä, jossa kutakin sektoria 30 tai solua tunnistettiin omilla 215 sekvensseillä, kaikki liikkuvat yksiköt käyttävät tässä samaa I- ja Q-PN-sekvenssiä. Nämä PN-sekvenssit ovat samat nollasiirre-tyt sekvenssit, joita käytettiin linkissä solun ja : liikkuvan yksikön välillä, ja joita myös kutsutaan 35 ohjaussekvensseiksi.

Koodin toistoa ja energian skaalausta käytetään linkissä mikrosolun ja liikkuvan yksikön välillä 111306 50 vokooderin eri nopeuksien sallimiseksi. Linkissä liikkuvan yksikön ja solun välillä käytetään eri järjestelmää, joka perustuu purskeen lähetykseen.

Vokooderi tuottaa neljä eri datanopeutta, eli 5 9600, 4800, 2400 ja 1200 bps 20 ms:n kehyspohj alla, kuten linkissä solun ja liikkuvan yksikön välillä. Informaatiobittejä koodataan nopeuden r = 1/3 konvo- luutiokooderilla ja koodimerkit toistetaan 2, 4 ja 8 kertaa kolmella alhaisemmalla datanopeudella. Tällöin 10 koodimerkin nopeus pidetään vakiona 28800 sps. Koode-rin jälkeen koodimerkit limitetään lohkolimittimessä, joka käsittelee täsmälleen yhtä vokooderikehystä, eli 20 ms: Kaikkiaan 576 koodisignaalia generoidaan joka 20 ms konvoluutiokooderissa, joista osa voi olla tois-15 tettuja signaaleja!

Vokooderikehys 20 ms jaetaan 16 uraksi, jotka kukin kestävät 1,25 ms. Linkki solun ja liikkuvan yksikön välillä on sovitettu siten, että kussakin urassa on 36 koodimerkkiä nopeudella 28800 sps eli 6 Walsh-20 merkkiä nopeudella 4800 sps. Puolella nopeudella, eli 4800 bps, urat on ryhmitelty 8 ryhmään, jossa kussakin on 2 uraa. Neljäsosa nopeudella, eli 2400 bps, urat on ryhmitelty 4 ryhmään, jossa kussakin on 4 uraa ja lopuksi kahdeksasosa nopeudella, eli 1200 bps, urat on : 25 ryhmitelty 2 ryhmään, jossa kussakin on 8 uraa.

'/ Liikkuvassa yksikössä on, jotta se voisi : ’ ; käynnistää puhelun toiseen järjestelmään soluaseman : : : kautta, signalointimahdollisuudet. Linkissä liikkuvan yksikön ja mikrosolun välillä menetelmä on nimeltään 30 ura-ALOHA. Tässä on esimerkiksi bittinopeus käänteis-/ kanavassa 4800 bps. Liittymäkanava koostuu johdannos ta, jota seuraa informaatio.

Johdannon pituus on esimerkin suoritusmuodossa kokonaislukukerronnainen 20 ms:n kehyksistä ja se 35 on sektori/solu -parametri, jonka liikkuva yksikkö vastaanottaa yhdessä hakukanavaviesteistä. Koska solu-vastaanottimet käyttävät johdantoja kulkuviiveen rat- 111306 51 kaisemiseksi tämä rakenne mahdollistaa sen, että johdannon pituus vaihtelee solun säteen mukaisesti. Käyttäjän PN-koodi liittymäkanavalla on joko järjestetty etukäteen tai se lähetetään liikkuville yksiköille 5 hakukanava11a.

Modulointi on kiinteä ja vakio johdannon aikana. Johdannossa käytetty kohtisuora aaltomuoto on W0, eli kaikki-nolla-Walsh -funktio. Huomaa, että kaikki-nolla- kuvio konvoluutiokooderin otossa generoi toivo-10 tun aaltomuodon W0.

Liittymäkanava -järjestelmä voi koostua yhdestä tai enintään kahdesta 20 ms:n kehyksistä. Koodaus, limitys ja modulointi liittymäkanavassa on täsmälleen sama kuin äänikanavassa nopeudella 4800 bps, 15 paitsi että lähetys ei ole luonteeltaan purskelähetys ja kaikki koodimerkit lähetetään. Esimerkkikokoonpanossa sektori/solu vaatii, että liikkuva yksikkö lähettää 40 ms:n johdannon ja liittymäkanavan viesti-tyyppi vaatii yhden datakehyksen. Np on johdantokehys-20 ten lukumäärä, jossa k on 20 ms:n jakson lukumäärä, joka on kulunut ennaltamäärätystä aloitusajankohdasta. Liikkuvien yksiköiden sallitaan käynnistää lähetys liittymäkanavalla ainoastaan mikäli kaava: (k, Np+2)=0 on tosi.

hi : 25 Toisissa viestintäsovelluksissa voi olla toi- ’V ; vottavaa järjestää virhekorjauksen, kohtisuoran sek- ’ j venssikoodauksen ja PN-koodauksen eri elementit eri tavalla.

Edellä on selostettu esimerkin muodossa kek-30 sintöä, ja alan ammattimies pystyy tämän perusteella > käyttämään keksintöä. Hän pystyy myös modifioimaan keksintöä seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (21)

111306 52

1. Moniliityntäinen koodijako (CDMA) -viestintäjärjestelmä, jossa järjestelmän käyttäjät lähettävät informaatiosignaaleja muille järjestelmän käyt- 5 täjille tukiaseman (10) kautta käyttäen CDMA-viestintäsignaaleja, jossa mainitussa tukiasemassa on antennijärjestelmä, joka käsittää: - useita erillään olevia antenneja (28A-28J); - signaalin jakoelimet, jotka kytkevät CDMA-10 viestintäsignaalit tukiaseman (10) ja mainittujen antennien (28A-28J) välillä; tunnettu siitä, että että järjestelmä edelleen käsittää: - viive-elimet (30A-30J), jotka toiminnallisesti on kytketty mainittuihin antenneihin ja mainit- 15 tuihin signaalin jakoelimiin, jotka aikaansaavat ennalta määrätyn viiveen mainittuihin CDMA-viestintäsig-naaleihin, jotka on kytketty mainitun tukiaseman ja mainittujen antennien väliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel-20 mä, tunnettu siitä, että signaalin jakoelimet käsittävät lähetyskaapeloinnin, joka sarjamuotoisesta kytkee mainitut antennit (28A-28J) ja kytkee ensimmäisen mainituista antenneista tukiasemaan (10). ; , 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestel- 25 mä, tunnettu siitä, että CDMA-viestintäsignaalit , generoidaan laajennetun spektrin modulointitekniikalla moduloimalla mainittuja informaatiosignaaleja näen-näissatunnaisen kohinan (PN) laajennuskoodin mukaisesti, joka koostuu ennalta määrätystä sekvenssistä bi-30 näärisiä siruja, joilla kullakin on ennalta määrätty sirun kesto, ja jossa mainitut viive-elimet (30A-30J) käsittävät useita viive-elementtejä, jotka sijaitsevat mainitussa kaapeloinnissa vierekkäisten antennien välissä, jotka kukin viive-elementti (30A) aikaansaa 35 viiveen CDMA-viestintäsignaaleille, joka on kooltaan ainakin yhden sirun pituinen. 111306 53

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel mä, tunnettu siitä, että kullakin antennilla (28A-28J) on ennalta määrätty antennikuvio ja että antennit (28A-28J) sijaitsevat siten, että niillä on 5 limittyvät kuviot.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestel mä, tunnettu siitä, että antennit (28A-28J) sijaitsevat siten, että niillä on huomattavasti limittyvät kuviot.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel mä, tunnettu siitä, että mainitut signaalin ja-koelimet käsittävät: - paikallisen antennin (26), joka on sähköisesti kytketty tukiasemaan (10); ja 15 - useita etäisantenneja, jotka on sähkömag- neettisesti kytketty mainittuun paikalliseen antenniin (26) siten että kukin etäisantenni on kytketty vastaavaan antenneista (28A-28J).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestel- 2. mä, tunnettu siitä, että CDMA-viestintäsignaalit generoidaan laajennetun spektrin modulointitekniikalla moduloimalla mainittuja informaatiosignaaleja näen-näissatunnaisen kohinan (PN) laajennuskoodin mukaisesti, joka koostuu ennalta määrätystä sekvenssistä bild ; 25 näärisiä siruja, joilla kullakin on ennalta määrätty d' sirun kesto, ja jossa mainitut viive-elimet (30A-30J) ; ’ käsittävät useita viive-elementtejä, jotka kukin si- ; jaitsevat vierekkäisten antennien ja etäisantennien välissä, jotka kukin viive-elementti aikaansaa vii-' ’, 3 0 veen CDMA-viestintäsignaaleille, joka on kooltaan ai nakin yhden sirun pituinen.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kullakin antennilla (28A-28J) on ennalta määrätty antennikuvio ja että 35 antennit (28A-28J) sijaitsevat siten, että niillä on limittyvät kuviot. 111306 54

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että antennit (28A-28J) sijaitsevat siten, että niillä on huomattavasti limittyvät kuviot.

10. Viestintäjärjestelmä, jossa järjestelmän käyttäjät kommunikoivat tukiaseman (10) kautta muihin etäällä sijaitseviin järjestelmän käyttäjiin, jotka järjestelmän etäiskäyttäjät kommunikoivat mainitun tukiaseman (10) kautta radiolinkin kautta, joka tu-10 kiasema käsittää.- - viestintäpääte-elimet, jotka vastaanottavat ja laajennusspektrimoduloivat järjestelmän käyttäjäin-formaatiosignaalia; tunnettu siitä, että tukiasema edelleen käsittää: 15. antennielimet, jotka vastaanottavat mainit tua spektrimoduloitua järjestelmän käyttäjäinformaa-tiosignaalia, ja tuottavat useita säteilyjä spektrimo-duloidusta järjestelmän käyttäjäinformaatiosignaalista kullakin spektrimoduloidulla järjestelmän käyttäjäin-20 formaatiosignaalilla, jolla on ennalta määrätty aikaviive suhteessa toisiinsa.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että antennielimet käsit-' tävät: 25. useita erillään olevia antenneja (28A-28J); \ - signaalin jakoelimet, jotka spektrimoduloi- vat järjestelmän käyttäjäinformaatiosignaaleja kustakin viestintäpääte-elimestä kuhunkin antenniin (28A-28J) ; ja 30. viive-elimet (30A-30J) , jotka toiminnalli sesti on kytketty mainittuihin antenneihin (28A-28J) ja mainittuihin signaalin jakoelimiin, jotka aikaansaavat erilaisen ennalta määrätyn viiveen mainittuihin spektrimoduloituihin järjestelmän käyttäjäinformaa-35 tiosignaaleihin kun ne kytketään signaalin jakoelinten toimesta kuhunkin antenniin (28A-28J). 111306 55

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että spektrimoduloidut järjestelmän käyttäjäinformaatiosignaalit generoidaan suoralla järjestelmän spektrimoduloidulla sekvenssi- 5 laajennetulla moduloinnilla näennäissatunnaisen kohinan (PN) laajennuskoodin mukaisesti, joka koostuu ennalta määrätystä sekvenssistä binäärisiä siruja, joilla kullakin on ennalta määrätty sirun kesto.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjes- 10 telmä, tunnettu siitä, että mainitut viive-elimet (30A-30J) käsittävät useita viive-elementtejä, jotka kukin on kytketty vastaavaan antenniin (28A-28J), jotka kukin viive-elementti (30A) aikaansaa vastaavan viiveen spektrimoduloituihin järjestelmän käyttäjäin-15 formaatiosignaaleihin, joka kukin viive poikkeaa toi sistaan ainakin yhden sirun keston verran.

14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen viestintäjärjestelmä, tunnettu siitä, että etäiskäyttä-jät ovat yhteydessä järjestelmän käyttäjiin ja muihin 20 etäisjärjestelmän käyttäjiin mainitun tukiaseman (10) kautta lähettämällä laajennetun spektrin moduloituja etäisjärjestelmän käyttäjäinformaatiosignaaleja mainitulle tukiasemalle (10) lähetettäväksi aiotuille vastaanottojärjestelmän käyttäjille ja etäisjärjestelmän 25 käyttäjille, jotka antennielimet (28A-28J) edelleen suorittaakseen etäisjärjestelmäkäyttäjän lähettämän ' : laajennetun spektrin moduloitujen etäisjärjestelmä- käyttäjän informaatiosignaalien monikeräyksen suorittavat kunkin etäisjärjestelmäkäyttäjän lähettämän laa-30 jennetun spektrin moduloitujen etäisjärjestelmäkäyttä- jän informaatiosignaalien monikeräyksen tietyllä aika-siirtymällä suhteessa toisiinsa, ja aikaansaavat kunkin aikasiirtymän laajennetun spektrin moduloidulle etäisjärjestelmän käyttäjäinformaatiosignaalille vies-35 tintäpääte-elimille.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen viestintäjärjestelmä, tunnettu siitä, että etäiskäyttä- 111306 56 jät ovat yhteydessä järjestelmän käyttäjiin ja muihin etäisjärjestelmän käyttäjiin mainitun tukiaseman (10) kautta lähettämällä laajennetun spektrin moduloituja etäisjärjestelmän käyttäjäinformaatiosignaaleja maini-5 tulle tukiasemalle (10) lähetettäväksi aiotuille vastaanottojärjestelmän käyttäjille ja etäisjärjestelmän käyttäjille, jotka antennielimet (28A-28J) keräävät etäisjärjestelmän käyttäjien lähettämiä laajennetun spektrin moduloituja etäisjärjestelmän käyttäjäinfor-10 maatiosignaaleja, mainitut signaälinjakoelimet kootun laajennetun spektrin moduloidun etäisjärjestelmän käyttäjän informaationsignaalin kytkemiseksi antenneilta (28A-28J) viestintäpääte-elimille ja mainitut viive-elimet (30A-30J) aikaansaavat kunkin antennin 15 (28A-28J) keräämän laajennetun spektrin moduloidun etäisjärjestelmän käyttäjän informaatiosignaalille tietyn ennalta määrätyn aikasiirtymän suhteessa toisiinsa signaalinjakoelimien avulla viestintäpääte-elimissä.

16. Paikallisviestintäjärjestelmä informaa- tiosignaalien viestimisen mahdollistamiseksi paikallisen viestintäjärjestelmän käyttäjien välillä ja mainitun paikallisen viestintäjärjestelmän käyttäjien ja' ulkoisen verkon käyttäjien välillä, jossa eräät käyt-25 täjät mainitussa paikallisessa viestintäjärjestelmässä käyttävät etäispäätteitä viestimään mainitussa paikallisessa viestintäjärjestelmässä radiolinkin kautta tukiaseman (10) kanssa käyttäen moniliityntäistä koodi jako (CDMA) -viestintäsignaalia, joka järjestelmä 30 käsittää: - sarjajohdon (PBX); - tukiaseman (10) , joka on kytketty mainittuun PBX:ään, käsittäen: - viestintäpääte-elimet, jotka vastaanottavat 35 ja suorasekvenssilaajennetun spektrin -moduloivat informaat iosignaalin, joka on tarkoitettu vastaanottavalle etäispäätteen käyttäjälle näennäissatunnaisen 111306 57 (PN) kohinan laajennuskoodilla, joka koostuu ennalta määrätystä sekvenssistä binäärisiä siruja, joilla kullakin on ennalta määrätty sirun kesto; tunnettu siitä, että järjestelmä edelleen käsittää 5 - antennielimet, joilla vastaanotetaan maini tut laajennetun spektrin moduloidut informaatiosignaa-lit, aikaansaaden laajennetun spektrin moduloitujen informaatiosignaalien monisäteilyn siten, että kukin laajennetun spektrin moduloitu informaatiosignaali on 10 aikaviivästetty suhteessa toisiinsa ainakin yhden sirun keston ajan.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää: - useita erillään olevia antenneja (28A-28J); 15. signaalin jakoelimet, jotka kytkevät laa jennetun spektrin moduloidut informaatiosignaalit viestintäpäätteeltä mainituille antenneille (28A-28J); ja - viive-elimet (30A-30J), jotka toiminnalli-20 sesti on kytketty mainittuihin antenneihin (28A-28J) ja mainitut signaalin jakoelimet, jotka aikaansaavat lisätyn yhden sirun kestoajan viiveen mainituille laajennetun spektrin moduloiduille informaatiosignaaleil-le, jotka on kytketty mainitusta signaalin jakoelimil-: 25 tä kuhunkin antenniin (28A-28J) .

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen viestin täjärjestelmä, tunnettu siitä, että PBX on kyt-V ; ketty mainittuun ulkoiseen verkkoon ja verkkoon, jossa on paikalliskäyttäjiä mainitussa paikallisviestintä-30 järjestelmässä.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen viestintäjärjestelmä, tunnettu siitä, että etäispäätteen käyttäjät ovat yhteydessä ulkoisen verkon käyttäjiin, paikallisen viestintäjärjestelmän paikallisiin käyttä-35 jiin, ja muihin paikallisen viestintäjärjestelmän etäispäätteen käyttäjiin mainitun tukiaseman (10) kautta lähettämällä laajennetun spektrin moduloituja 111306 58 etäisjärjestelmän käyttäjäinformaatiosignaaleja mainitulle tukiasemalle (10) lähetettäväksi aiotuille vastaanottaville käyttäjille, jotka antennielimet (28A-28J) keräävät etäispäätteen käyttäjien lähettämiä laa-5 jennetun spektrin moduloituja etäisjärjestelmän käyt-täjäinformaatiosignaaleja, mainitut signaalinjakoeli-met kootun laajennetun spektrin moduloidun etäisjärjestelmän käyttäjän informaatiosignaalin kytkemiseksi antenneilta (28A-28J) viestintäpääte-elimille ja mai-10 nitut viive-elimet (30A-30J) aikaansaavat kunkin antennin (28A-28J) keräämän laajennetun spektrin moduloidun etäisjärjestelmän käyttäjän informaatiosignaa-lille tietyn ennalta määrätyn aikasiirtymän suhteessa toisiinsa signaalinjakoelimien avulla viestintäpääte-15 elimissä.

20. Viestintäjärjestelmä, jossa informaatio-signaalit, jotka on tarkoitettu lähetettäväksi vastaanottavalle päätteelle lähetetään lähettävältä päätteeltä moniliityntäisenä koodijako (CDMA) -signaalina, 20 jossa mainittu vastaanottava pääte vastaanottaessaan kunkin CDMA-viestintäsignaalin monitie-etenemisen tarvitsee ennalta määrätyn minimi aikaerotuksen monitie-etenemisten välillä kullakin CDMA- viestintäsignaalilla, joka on vastaanotettu demodu-25 lointia varten mainitun informaatiosignaalin aikaan saamiseksi, joka on tarkoitettu vastaanottavaa päätettä varten, menetelmä monitie-etenemisten aikaansaamiseksi siirretyille CDMA-signaaleille, jossa kukin monitie- eteneminen on pituudeltaan ainakin mainittu en-30 naita määrätty minimi aikaerotus suhteessa toisiinsa vastaanottopäätteen vastaanottaessa, joka menetelmä käsittää askeleet, joissa: - sovitetaan useita erillään olevia antenneja (28A-28J); 35. sovitetaan mainitulta lähettävältä päätteeltä CDMA-viestintäsignaali kullekin antennille (28A-28J) ; tunnettu siitä, että 111306 59 - sovitetaan eri ennalta määrätty viive kuhunkin CDMA-viestintäsignaaliin kun signaali viedään kuhunkin antenniin (28A-28J).

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen järjes-5 telmä,. tunnettu siitä, että CDMA-viestintäsignaa-lit ovat mainitussa lähetyspäätteessä generoimalla laajennetun spektrin moduloinnilla mainittuja infor-maatiosignaaleja näennäissatunnaisen kohinan (PN) laa-jennuskoodin mukaisesti, joka koostuu ennalta määrä-10 tystä sekvenssistä binäärisiä siruja, joilla kullakin on ennalta määrätty sirun kesto, ja jossa askeleessa mainitun eri ennalta määrätyn viiveen aikaansaamiseksi mainittuun CDMA-signaaliin, joka viedään kuhunkin antenniin kukin viive eroaa toisistaan ja on kooltaan 15 ainakin yhden sirun keston pituinen. 111306 60