FI114517B - RAKE-vastaanotin, jossa säteet yhdistetään selektiivisesti - Google Patents

Description

114517 RAKE-vastaanotin, jossa säteet yhdistetään selektiivisesti

Keksinnön ala

Keksintö liittyy koodijakoiseen monikäyttöön (CDMA) perustuvan 5 viestintätekniikan käyttöön solukkomatkaviestintäjärjestelmissä ja erityisesti RAKE-vastaanotinratkaisuun kokoavan koodisekvenssin korreloimiseksi vastaanotettujen signaalinäytteiden kanssa vastaanotettujen datasekvenssien määrittämiseksi.

Keksinnön tausta 10 CDMA- tai hajaspektriviestintää on ollut olemassa toisen maailman sodan päivistä lähtien. Ensimmäiset sovellutukset olivat hallitsevasti sotilaallisesti suuntautuneita. Tänä päivänä on kuitenkin esiintynyt kasvavaa mielenkiintoa käyttää hajaspektrijärjestelmiä kaupallisiin sovellutuksiin. Esimerkkejä näistä ovat digitaaliset solukkoradioviestintä-, matkaviestintä-ja sisä-ja ulko-15 tilojen henkilökohtaiset viestintäverkot.

Solukkopuhelinteollisuus on tehnyt ilmiömäisiä edistysaskeleita liiketoiminnassa Yhdysvalloissa ja muualla maailmassa. Suurimmilla suurkaupunkialueilla kasvu on ylittänyt suuresti odotukset ja on ylittämässä järjestelmän kapasiteetin. Jos tämä kasvu jatkuu, nopean kasvun vaikutukset saavuttavat 20 pian pienimmätkin markkinat. Innovatiivisia ratkaisuja tarvitaan näiden kasvavien kapasiteettitarpeiden tyydyttämiseksi sekä korkealaatuisen palvelun säilyt- : ·, ·. tämiseksi ja hintojen nousun välttämiseksi.

• » \ Kautta maailman eräs tärkeä askel solukkojärjestelmissä on siirtymi- ; ; nen analogisesta digitaaliseen siirtoon. Yhtä tärkeä on tehokkaan digitaalisen /’· 25 siirtoratkaisun valinta solukkoteknologian seuraavan sukupolven toteuttami- I · ''·’· seksi. Lisäksi uskotaan laajasti, että henkilökohtaisten viestintäverkkojen : (PCN), joissa käytetään halpoja taskukokoisia langattomia puhelimia, joita voi- v : daan kuljettaa mukana mukavasti ja käyttää puheluiden ottamiseen tai vas taanottamiseen kotona, toimistossa, kadulla, autossa ja niin edelleen, seuraa-··· 30 va sukupolvi toteutetaan solukkokantoaalloilla käyttäen seuraavan sukupolven : digitaalisen solukkojärjestelmän infrastruktuuria ja solukkotaajuuksia. Avainpiir-

• · I

,.· re, joka vaaditaan näissä uusissa järjestelmissä, on lisääntynyt liikennekapasi- teetti.

*·;·' Tällä hetkellä kanavan saanti toteutetaan käyttämällä taajuusja- : 35 koisen monikäytön (FDMA) ja aikajakoisen monikäytön (TDMA) menetelmiä.

114517 2 FDMA-menetelmässä liikennekanava on yksi ainoa radiotaajuuskaista, jolle signaalin siirtoteho keskitetään. Häiriöitä viereisten kanavien kanssa rajoitetaan käyttämällä kaistanpäästösuotimia, jotka päästävät läpi ainoastaan määritellyn taajuuskaistan sisällä olevan signaalienergian. Siten, kun kullekin kana-5 valle on osoitettu eri taajuus, järjestelmän kapasiteettia rajoittavat käytettävissä olevat taajuudet sekä kanavien uudelleenkäytön asettamat rajoitukset. TDMA-järjestelmissä kanava muodostuu aikavälistä jaksoittaisessa aikajaksojonossa samalla taajuudella. Kutakin aikavälien muodostamaa jaksoa kutsutaan kehykseksi. Annettu signaalin energia rajoittuu yhteen näistä aikaväleistä. Vierei-10 sen kanavan häiriötä rajoittaa aikaveräjän tai muun tahdistuselementin käyttö, joka päästää läpi ainoastaan signaalienergian, joka vastaanotetaan oikeaan aikaan. Erilaisista suhteellisista signaalinvoimakkuustasoista syntyvää häiriö-ongelmaa lievennetään sillä tavoin.

TDMA-järjestelmän kapasiteettia kasvatetaan puristamalla siirrettä-15 vää signaalia kokoon lyhyempään aikaväliin. Tämän seurauksena informaatio täytyy lähettää vastaavasti suuremmalla pursketaajuudella, joka kasvattaa suhteessa siihen varatun spektrin määrää.

FDMA- tai TDMA-järjestelmillä tai FDMA/TDMA-sekajärjestelmillä tavoitteena on varmistaa, että kaksi potentiaalisesti toisiaan häiritsevää signaalia 20 ei osu samalle taajuudelle samanaikaisesti. Vastakohtana tälle koodijakomonikäyttö (CDMA) sallii signaalien osumisen päällekkäin sekä ajallisesti että :v. taajuuden suhteen. Kaikki CDMA-signaalit jakavat siten saman taajuusspekt- • · \ \ rin. Monikäyttösignaalit näyttävät taajuus- tai aika-alueella olevan toistensa t I · : ; päällä.

*· / 25 CDMA-viestintämenetelmään liittyy lukuisia etuja. CDMA- · perusteisten solukkojärjestelmien kapasiteettirajat ennakoidaan jopa kaksi- ! kymmenkertaisiksi olemassa olevaan analogiseen teknologiaan nähden tulok- v : sena laajakaistaisen CDMA-järjestelmän ominaisuuksista, kuten paran tuneesta koodauksen vahvistuksesta modulointitiheyteen nähden, puheakti-t ·;· 30 voidusta avainnuksesta sekä sektoroinnista ja saman spektrin uudelleenkäy- töstä joka solussa. Puheen CDMA-siirto korkean bittitaajuuden omaavalla de-kooderilla varmistaa ylivertaisen, todellista vastaavan puheen laadun. CDMA :,t" tarjoaa käyttöön myös erilaiset datanopeudet, jotka mahdollistavat monien eri- ’···’ laisten puhelaatutasojen tarjoamisen. CDMA:n muokattu signaaliformaatti eli- : 35 minoi täysin ylikuulumisen ja tekee hyvin vaikeaksi ja kalliiksi salakuunnella tai 114517 3 seurata puheluita varmistaen paremman yksityisyyden suojan puhujille ja paremman immuniteetin lähetysajan väärinkäyttöä vastaan.

Periaatteessa CDMA-järjestelmässä lähetettävä informatiivinen da-tavirta jäljennetään paljon suurempitaajuiselle datavirralle, joka tunnetaan tun-5 nusmerkkisekvenssinä. Tunnusmerkkisekvenssin data on tyypillisesti binaarista muodostaen bittivirran. Eräs tapa generoida tämä tunnusmerkkisekvenssi on tehdä se näennäiskohinalla (PN), joka näyttää satunnaiselta mutta jonka valtuutettu vastaanotin voi toisintaa. Informatiivinen datavirta ja korkean bitti-taajuuden tunnusmerkkisekvenssivirta yhdistetään kertomalla yhteen kaksi bit-10 tivirtaa ja olettaen, että kahden bittivirran binaariarvoja edustavat +1 tai -1. Tätä korkeamman bittitaajuuden signaalin yhdistämistä alhaisemman bittitaajuuden datavirtaan kutsutaan informatiivisen datavirtasignaalin koodaamiseksi tai hajottamiseksi. Kullekin informatiiviselle datavirralle tai kanavalle on allokoitu ainutkertainen hajotuskoodi.

15 Useat koodatut informaatiosignaalit moduloivat radiotaajuuskan- toaaltoa esimerkiksi kvadratuurivaiheavainnuksella (QPSK), ja ne vastaanotetaan vastaanottimessa yhdistettynä signaalina. Kukin koodattu signaali on päälletysten kaikkien muiden koodattujen signaalien kanssa samoin kuin kohinaan liittyvät signaalitkin sekä taajuudeltaan että ajallisesti. Jos vastaanotin on 20 valtuutettu, niin yhdistettyä signaalia korreloidaan jonkin ainutkertaisen koodin kanssa, ja vastaava informaatiosignaali voidaan erottaa ja dekoodata.

Eräs CDMA-menetelmä, jota kutsutaan "perinteiseksi CDMA:ksi, ‘jossa on suora hajotus", käyttää tunnusmerkkisekvenssiä edustamaan yhtä in- ‘ «· ! formaatiobittiä. Lähetetyn sekvenssin tai sen komplementin (lähetetyt binaa- ’* / 25 risekvenssiarvot) vastaanottaminen osoittaa, onko informaatiobitti "0" vai "Γ.

* · : : : Tunnusmerkkisekvenssi sisältää tavallisesti N bittiä, ja kutakin bittiä kutsutaan ' ·' "chipiksi". Koko N chipin sekvenssiin tai sen komplementtiin viitataan lähe- v : tettynä symbolina. Vastaanotin korreloi vastaanotettua signaalia sen oman tunnusmerkkisekvenssigeneraattorin tunnetun tunnusmerkkisekvenssin kans-_ 30 sa tuottaakseen normalisoidun arvon, joka on alueella -1 ... +1. Kun tuloksena on suuri positiivinen korrelaatio, ilmaistaan "0", ja kun tuloksena on suuri nega-./ tiivinen korrelaatio, ilmaistaan "1".

Eräs toinen CDMA-menetelmä, jota kutsutaan "parannetuksi CDMA:ksi, jossa on suora hajotus", sallii kunkin lähetetyn sekvenssin edusta-: 35 van enempää kuin yhtä informaatiobittiä. Sarjaa koodisanoja, tyypillisesti orto- > · I · 114517 4 gonaalisia koodisanoja tai biortogonaalisia koodisanoja, käytetään ryhmän in-formaatiobittejä koodaamiseksi paljon pidemmäksi koodisekvenssiksi tai koo-disymboliksi. Tunnusmerkkisekvenssi tai muokkausmaski modulo-2-summataan binäärikoodattuun sekvenssiin ennen lähettämistä. Vastaanotti-5 messa tunnettua muokkausmaskia käytetään poistamaan muokkaus vastaanotetusta signaalista, jota sitten korreloidaan kaikkiin mahdollisiin koodisanoihin. Koodisana, jolla on suurin korrelaatioarvo, osoittaa, mikä koodisana todennäköisimmin lähetettiin osoittaen, mitkä informaatiobitit todennäköisimmin lähetettiin. Eräs yleinen ortogonaalinen koodi on Walsh-Hadamard-koodi (WH-10 koodi).

Sekä perinteisessä että parannetussa CDMA:ssa "informaatiobitit", joihin edellä viitattiin, voivat olla myös koodattuja bittejä, jolloin käytetty koodi on lohko- tai konvoluutiokoodi. Yksi tai useampia informaatiobittejä voi muodostaa datasymbolin. Myös tunnusmerkkisekvenssi tai muokkausmaski voi oils la paljon pidempi kuin yksi ainoa koodisekvenssi, jossa tapauksessa tunnus-merkkisekvenssin tai muokkausmaskin alisekvenssi lisätään koodisekvenssiin.

Monissa radioviestintäjärjestelmissä vastaanotettu signaali sisältää kaksi komponenttia, l-komponentin (vaiheessa oleva komponentti) ja Q- komponentin (kvadratuurikomponentti). Tämä on seurauksena siitä, että lähe- 20 tetyssä signaalissa on kaksi komponenttia ja/tai että häiritsevä kanava tai ko- herentin kantoaaltoreferenssin puute saa aikaan lähetetyn signaalin jakautu- :v. misen I- ja Q-komponentteihin. Tyypillisessä vastaanottimessa, joka käyttää * ♦ digitaalista signaalinkäsittelyä, vastaanotetuista I- ja Q-komponenttisig- • * ♦ naaleista otetaan näytteet aina Te sekunnin kuluttua, jolloin Te on chipin kesto, / / 25 ja näytteet tallennetaan.

: Matkaviestintäjärjestelmissä tukiaseman ja matkaviestimen välillä lä- ·’ hetetyt signaalit kärsivät tyypillisesti kaikuvääristymästä tai aikahajonnasta, v ; jonka aiheuttavat esimerkiksi signaalin heijastumiset suurista rakennuksista tai läheisistä vuorijonoista. Monitiehajoamista esiintyy, kun signaali ei etene vas-it;:· 30 taanottimeen ainoastaan yhtä vaan useita teitä pitkin, niin että vastaanotin kuulee monta kaikua, joilla on erilaiset ja satunnaisesti vaihtelevat viiveet ja amplitudit. Siten, kun CDMA-järjestelmässä esiintyy monitieaikahajontaa, vas-taanotin vastaanottaa lähetetyn symbolin useiden versioiden, jotka ovat eden-' ·; · ‘ neet pitkin eri teitä (joihin viitataan "säteinä") ja joilla on pienemmät kuin yhden : 35 symbolijakson suhteelliset aikaviiveet, yhdistetyn signaalin. Kullakin ero- t t 5 114517 tettavalla "säteellä" on tietty suhteellinen saapumisaika k Te sekuntia, ja se ulottuu N I- ja Q-chippinäytteen yli, koska kukin signaalikuva on N-chippinen sekvenssi. Tuloksena monitieaikahajonnasta korrelaation antaa useita pienempiä huippuja mieluummin kuin yhden voimakkaan huipun. Kukin säde, jo-5 ka vastaanotetaan symbolijakson jälkeen (ts. jos heijastuksen aiheuttama aikaviive ylittää yhden symbolijakson), näkyy ei-korreloivana häiritsevänä signaalina, joka pienentää viestintäjärjestelmän kokonaiskapasiteettia. Lähetettyjen symbolien (bittien) ilmaisemiseksi optimaalisesti vastaanotetut huiput täytyy yhdistää. Tyypillisesti tämä tehdään RAKE-vastaanottimella, jota kutsutaan si-10 ten, koska se "haravoi" kaikki monitieosavaikutukset yhteen (rake = haravoida).

RAKE-vastaanotin käyttää diversiteettiyhdistämisen erästä muotoa kokoamaan vastaanotetuilta eri signaaliteiltä, ts. eri signaalisäteistä, saadun signaalienergian. Diversiteetti saa aikaan redundanssia omaavat kom-15 munikointikanavat, niin että kun jotkin kanavat häipyvät, kommunikointi on yhä mahdollista häipymättömien kanavien kautta. CDMA-RAKE-vastaanotin vastustaa häipymistä ilmaisemalla kaikusignaalit yksitellen käyttäen korreloin-timenetelmää ja laskemalla ne algebrallisesti (samalla merkillä varustettuina) yhteen. Lisäksi symbolien välisen häiriön välttämiseksi lisätään sopivat aikavii-20 veet vastaavien ilmaistujen kaikujen välille, niin että ne tulevat jälleen samaan tahtiin.

RAKE-vastaanottimen eräässä muodossa tunnusmerkkisekvenssin korreiaatioarvot eri aikaviivein vastaanotettujen signaalien kanssa viedään läpi ! viivelinjasta, josta otetaan väliottoja odotettujen aikaviiveiden (dt) kohdalla kai- / / 25 kujen vastaanottamisen välisen odotetun ajan. RAKE-väliottojen annot yhdis- • * · : tetään sitten sopivin painoin. Tällainen vastaanotin etsii aikaisinta sädettä aset- ·’ ·’ tamalla välioton kohtaan To ja sädettä, joka on viivästynyt ajalla dt asettamalla v : välioton kohtaan To + dt ja niin edelleen. RAKE-väliottoannot, joilla on merkit tävä energia, painotetaan sopivasti ja yhdistetään maksimoimaan vastaanote-;:· 30 tun signaalin suhde kohinaan ja häiriöihin. Viivelinjan kokonaisaikaviive mää- : ’ ‘ ‘: rää sen saapumisaikaviiveen määrän, jota voidaan tarkastella.

Kuviossa 1 on esitetty kaavio tavanomaisesta RAKE-vastaanot-timesta, jossa käytetään eri säteiden korrelaattorin jälkeistä koherenttia yhdisti·' tämistä. Vastaanotettu radiosignaali demoduloidaan esimerkiksi sekoittamalla : : *; 35 se kosini- ja siniaaltomuotoihin ja suodattamalla signaali RF-vastaanottimessa

* I

114517 6 1, mikä antaa I- ja Q-chippinäytteet. Nämä chippinäytteet puskuroidaan puskurilla, joka muodostuu kahdesta puskurista, joista toinen on 2a l-näytteitä (vaiheessa olevia) ja toinen 2b Q-näytteitä (kvadratuuri) varten. Kummankin puskurin 2a ja 2b pohjalla on ajallisesti viimeisimmäksi vastaanotetut chippinäyt-5 teet.

Multiplekseri 3 vastaanottaa puskuroidut chippinäytteet ja lähettää kompleksikorrelaattoreille 4a ja 4b l-chippinäytteiden alueen ja Q-chip-pinäytteiden saman alueen. Valittu alue sisältää N näytettä vastaten tiettyyn aikaan saapuvaa N-chippistä sekvenssiä. Jos I- ja Q-puskurit 2a ja 2b esimer-10 kiksi sisältävät vastaavasti 159 chippinäytettä (0 -158) ja N on 128, niin multiplekseri 3 lähettää chippinäytteet i... (i+127) puskurilta 2a ja chippinäytteet i... (i+127) Q-puskurilta 2b korrelaattorille 4a, jolloin i on signaalisäteiden diskreetti aikaindeksi, joka alkaa siitä, kun puskurit ensiksi täytettiin.

Kumpikin kompleksikorrelaattori 4a ja 4b muodostaa kompleksisen 15 korrelaatioarvon, joka korreloi kaksi sarjaa signaalinäytteitä I ja Q tunnettuun tunnusmerkkisekvenssiin (koodiin). Eri kompleksikorrelaattorit vastaavat erilaisia vastaanotettuja näytealueita ja täten eri signaalisäteitä. Multiplekseri 3 voi antaa vastaanotetut signaalit joko sarjamuotoisesti tai rinnakkaisesti.

Yleisesti ottaen kompleksikorrelaattori korreloi kompleksista ottovir-20 taa (Ι+jQ-näytteet) tunnettuun kompleksiseen sekvenssiin tuottaen kompleksiset korrelaatioarvot. Jos tunnusmerkkisekvenssi ei ole kompleksinen, kukin : . ·. kompleksikorrelaattori voidaan toteuttaa kahtena rinnakkain olevana skalaari- korrelaattorina, mikä määritellään "puolikompleksiseksi" korrelaattoriksi. Jos ! ! tunnusmerkkisekvenssi on kompleksinen, kompleksikorrelaattorit korreloivat 25 kompleksista ottoa kompleksiseen sekvenssiin muodostaen "täysin komplek-;;·*/’ siset" korrelaattorit. On ymmärrettävä, että termiä "kompleksikorrelaattori" käy- ' tetään tässä viittaamaan kumpaankin edellä mainituista skenaarioista, v ; Korreloinnin jälkeen kompleksiset korrelaatioarvot lähetetään kerto jalle 5, jossa ne kerrotaan kompleksisella painolla, johon viitataan kompleksi-30 sena RAKE-väliottona. RAKE-väliotto on kompleksiluku, joka muodostuu reaa-liosasta ja imaginaariosasta. Kompleksikorrelaattori 4a korreloi datasarjaa tun-nettuun tunnusmerkkisekvenssiin. Tyypillisesti ainoastaan kompleksisten kor-relaatioarvojen ja RAKE-väliottoarvojen tulon reaaliosa lähetetään akkuun 6.

·;·' Akku 6 laskee yhteen painotetut korrelaatiotulokset kaikille käsitellyille signaali/· 35 lisäteille ja lähettää kootun tuloksen kynnyslaitteelle 7. Kynnyslaite 7 ilmaisee 114517 7 binaarisen "0":η, jos otto on suurempi kuin kynnysarvo ja binaarisen "1":n, jos otto on pienempi kuin kynnysarvo.

Matemaattista esitystä varten oletetaan, että X(n) = l(n) + jQ(n) ovat vastaanottimen vastaanottamia chippinäytteitä, jolloin l(n) esittää l-kompo-5 nenttinäytteitä, Q(n) esittää Q-komponenttinäytteitä ja n on vastaavaa diskreettiä aikaa vastaava chippinäyteindeksi. Kuviossa 1 l(n) tallennetaan puskuriin 2a ja Q(n) tallennetaan puskuriin 2b. Multiplekseri 3 valitsee l-näytteiden alueen ja Q-näytteiden alueen samaa sädettä vastaten. Jos M(k,n) = Mi(k,n) + jMo(k,n) on multiplekserianto säteelle k antaen N näytettä (n=0,N-1), niin 10 M(k,n) = X(n+k) ja Mi(k,n) = l(n+k) ja MQ(k,n) = Q(n+k).

Kompleksikorrelaattori 4a korreloi multiplekserilta 3 saatujen data-näytteiden aluetta tunnettuun koodisekvenssiin. Tarkasteltakoon datanäytteitä X(k), X(k+1), ... , X(k+N-1), jotka ovat vastaanotetun datan näytteitä diskreetteinä aikoina. Jos vastaanotin yrittää ilmaista koodisekvenssin C(0), C(1), 15 .... C(n-1), joka muodostuu N arvosta (tavallisesti arvoja ±1), korrelaattori kor reloi jotakin N data-arvon sarjaa N koodisekvenssiarvoon seuraavasti: R(k) =X(k) C{0) +X(k+1) C(l) + . . . +Λ"( Jc+iV-l) C(N-l) »-1 u =£X(n+k)C(n) /1*0 * * a missä indeksi k osoittaa, mistä alkaa data sekvenssissä. Tämä vastaa signaa- • 25 Iin suhteellista saapumisaikaa. Eri saapumisajat vastaavat eri signaalisäteitä.

Säde k vastaa siten tarvittua data-arvosarjaa tai aluetta: {X(k), X(k+1), ... , , ; ·, X(k+N-1)}. Jos N on suuri, niin säteet k ja k+1 vastaavat alueita, jotka menevät olennaisesti päälletysten.

R(k):n laskenta voidaan suorittaa hakemalla tuleva data-alue rinnak-

» » I

·;;; 30 kaismuotoisesti tai sarjamuotoisesti. Kuvio 2 on rinnakkaismuotoisen lähesty- ’··· mistavan esitys. Datapuskuri 53 tallentaa vastaanotetun signaalin toisiaan seu- raavat aikanäytteet X(n). Multiplekseri 54 valitsee N data-arvon alueen {X(k), :*··. X(k+1),... , X(k+N-1)}, joka lähetetään korrelaattorille 55. Kertoja 56, joka vas taa kutakin korrelaattorille tulevaa ottoa, kertoo kunkin tulevan arvon vastaa-

r I I

114517 8 valla koodaussekvenssiarvolla. Tulot lasketaan yhteen summaimessa 57, niin että muodostuu korrelaatioarvo R(k).

Kuvio 3 on esitys ottoalueen sarjamuotoisesta hausta R(k):n laskemiseksi. Ottopuskuri 58 tallentaa vastaanotetut datanäytteet. Puskuri voi olla 5 ainoastaan yhden näytteen pituinen, koska ainoastaan yhtä näytettä kerrallaan korreloidaan. Jos puskuri on enemmän kuin yhden näytteen pituinen, niin tarvitaan kertoja 59 valitsemaan erityinen näyte X(k+i), missä i:n määrittää ohjaus-prosessori 60. Valittu arvo lähetetään korrelaattorille 61. Korrelaattori 61 laskee ensin oton X(k+i) ja koodisekvenssin yhden alkion C(i) käyttäen kertojaa 10 62. Tämä tulo lisätään sitten akkuun 64, joka tallentaa aikaisemmat tulot. Akku 64 asetetaan aluksi nollaan, ja sitten i:tä askelletaan 0:sta N-1 :een, jolloin saadaan aikaan N tulon kertyminen. Kun on kerätty N tuloa, ne annetaan ulos kor-relaattorilta, joka antaa korrelaatioarvon R(k). Suoritettaessa korrelointia rin-nakkaismuotoisesti tai sarjamuotoisesti kukin data-arvo X(n) muodostuu b bi-15 tistä. Bitit voidaan hakea ja käyttää kaikki yhdellä kertaa (rinnakkainen laskenta) tai yksi kerrallaan (sarjamuotoinen lähestymistapa).

Riippumatta käytetystä korreloinnin lähestymistavasta korrelaattori 4a säteelle k korreloi kertojan antoa M(k,n) reaalikoodisekvenssiin C(n) tuottaen kompleksisen korrelaatioarvon R(k) = Ri(k) + jRo(k), missä: 20 n- l R{k) =]T M(k,n) C(n) n-o \: ja

Rjik)^l(n*k)C(n) ·: 25 n'° • · · • · » * * j/.χ “Σ 0(n+*)C(n) • n*o 30 RAKE-yhdistin käyttää RAKE-väliottoja W(k) = Wi(k) + jWo(k) korrelaatioarvo- :.., ·' jen kertomiseen ja tuloksen keräämiseen päätösstatistiikaksi Z, jolloin: O z= T Re{v(k)R-(k)}= £ Wx{k) Rxlk)+W0lk)R0(k) • k k mt· e· jo »ja 114517 9

Suure Z on kynnysarvo kynnyslaitteessa 7 sen määrittämiseksi, oliko lähetetty „0" vaj «r

Tavanomainen RAKE-vastaanotin on suunniteltu perustuen oletukseen, että annetulla signaalisäteellä energiaa on sekä I- että Q-kanavilla. Käy-5 tännössä asia ei ole aina näin. Jos kaikki tai suurin osa energiasta annetulla signaalisäteellä on l-kanavalla, niin sekä I- että Q-kanavan korreloiminen on tehotonta. Tästä seuraa, että käytetään tehottomasti käsittelyaikaa, joka voitaisiin käyttää paremmin muualla vastaanottimessa. Vaaditulle suoritustasolle tavallinen RAKE-vastaanotin vaatii enemmän käsittelyaikaa kuin on välttämätön-10 tä. Jos käsittelyaikaa rajoitetaan, niin tuloksena on hyväksikäytetyn vastaanotetun signaalitehon osittainen menettäminen, mikä johtaa suorituskyvyn huononemiseen, ts. lisääntyneisiin ilmaisuvirheisiin.

Seuraava esimerkki osoittaa, kuinka tavanomainen RAKE-vastaanotin toimii kahdella eri skenaariolla. Oletetaan, että on neljä signaa-15 lisädettä, yksi suora säde ja kolme kaikua, jotka yhdistetään kompleksisin painoin (joihin viitataan RAKE-väliottoina), jotka on annettu taulukossa 1.

Taulukko 1 RAKE-vastaanotinesimerkki 20 Signaali- Amplitudi Kulma l-RAKE- Q-RAKE- säde (ast.) väliotto väliotto 0 0,625 70 0,214 0,587 I·.*! 1 0,5 30 0,433 0,250 *:/: 2 0,4677 40 0,358 0,301 ’* 25 3 0,375 10 0,369 0,065 * ♦ · ' « » · > · · • · • ·* Amplitudi ja kulma edustavat RAKE-väliottojen napakoor- »* · v ; dinaattiesitysmuotoa ja I- ja Q-väliotot antavat suorakulmaisissa koordi naateissa ilmaistun muodon, jota käytetään vastaavasti l:n ja Q:n kertomiseen.

30 Energian kussakin signaalisäteessä antaa neliöity amplitudi tai neliöidyn I-RAKE-välioton ja neliöidyn Q-RAKE-välioton summa. Amplitudit on nor- »* · ./ malisoitu siten, että kokonaissignaaliteho (neliöityjen amplitudien summa) on yksi.

Ensimmäisessä skenaariossa oletetaan, että RAKE-vastaanotin ra-:35 joittuu kahteen RAKE-väliottoon, joita käytetään yhdistämään kaksi voimak- 114517 10 kainta sädettä, säteet 0 ja 1. Energiaa säteissä 2 ja 3 ei käytetä ilmaisuproses-sissa. Kokoonharavoitu kokonaissignaaliteho olisi 0,6252 + 0,52 = 0,2142 + 0,5872 + 04332 + 0,2502 = 0,64 tai 64 % kokonaissignaalitehosta. Keksinnön tarkoituksena on kasvattaa ilmaisuprosessissa käytettyä signaalitehoa, mikä 5 tuottaa parannuksen järjestelmän toimintakykyyn.

Toisessa skenaariossa oletetaan, että RAKE-vastaanotinta vaaditaan antamaan tietty suorituskykytaso, joka vastaa kokoonharavointia signaa-lienergian tietyllä prosenttitasolla, esimerkiksi 75 %, ilmaisun aikana. Tavanomaisella RAKE-vastaanottimella on välttämätöntä käsitellä kolme neljästä sä-10 teestä. Tämä vaatii tietyn määrän laskentaa, joka vastaa joko tiettyä määrää laitteistoa (kolme kompleksikorrelaattoria) tai tiettyä määrää prosessointiaikaa (yksi kompleksikorrelaattori, jota käytetään kolme kertaa). Keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on kehittää sama järjestelmän suorituskykytaso vähemmällä laskennalla, mikä vastaa joko vähempää laitteistoa tai vähempää käsit-15 telyaikaa, jota tarkastellaan tässä jäljempänä.

Yhteenveto keksinnöstä

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä ja vastaanottimella, joille on tunnus-20 omaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

I .1. Keksintö ratkaisee mainitut ongelmat käyttäen CDMA-järjestelmässä .·, : RAKE-vastaanottimen modifioitua muotoa, johon tässä viitataan WRAKE- | vastaanottimena. Vastaanotin käsittää tällöin välineet vähintään kahden da- / 25 tasignaalin säteen vastaanottamiseksi, jolloin vastaanottovälineet tuottavat ;;:: vaiheessa olevat komponentit (I) ja kvadratuurikomponentit (Q) kullekin säteel- « » · ·' ·* le. Vastaanotin käsittää myös välineet näytteiden ottamiseksi I- ja Q- *·* * komponenteista l-näytteen ja Q-näytteen tuottamiseksi säteille sekä välineet vähintään kahden näytteiden parin valitsemiseksi, jolloin kukin pari käsittää jo-30 ko saman säteen l-näytteen ja Q-näytteen, eri säteiden l-näytteiden parin tai eri säteiden Q-näytteiden parin. Lisäksi vastaanotin käsittää välineet näyttei-:·’ den yhdistämiseksi kussakin valituista näytteiden pareista lähetetyn datasig- naalin toistamiseksi. Keksinnön mukaan valitsemisvälineet pystyvät valitse-·;·’ maan näytteiden pareja, jotka käsittävät ensimmäisen säteen l-näytteen ja toi- :, |,: 35 sen säteen Q-näytteen toisen säteen ollessa erilainen kuin ensimmäinen säde.

114517 11

Keksinnön mukaisessa menetelmässä vastaanotetaan päällekkäisten lähetettyjen datasignaalien muodostama yhdistetty signaali, tuotetaan vaiheessa olevat komponentit (I) ja kvadratuurikomponentit (Q) lähetetyille da-tasignaaleille sekä otetaan lähetettyjen datasignaalien mainituista I- ja Q-5 komponenteista näytteet l-näytteen ja Q-näytteen tuottamiseksi lähetetyille da-tasignaaleille. Lisäksi vastaanotetaan päällekkäisten moduloitujen kanto-aaltosignaalien, kun mukaan luetaan vähintään kaksi sädettä, muodostama yhdistetty signaali, demoduloidaan yhdistetty signaali säteissä olevien lähetettyjen symbolien toistamiseksi, jolloin säteille tuotetaan vaiheessa olevat 10 komponentit (I) ja kvadratuurikomponentit (Q). Mainituista I- ja Q-komponenteista otetaan näytteet l-näytteen ja Q-näytteen tuottamiseksi lähetetyille symboleille. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa valitaan vähintään kaksi näytteiden paria kunkin parin käsittäessä ensimmäisen säteen l-näytteen ja toisen säteen Q-näytteen, jolloin toinen säde on erilainen kuin ensimmäinen 15 säde. Lisäksi valituissa näytteiden pareissa olevia näytteitä korreloidaan tunnettuun koodisekvenssiin ja kehitetään korrelaatioarvot. Korrelaatioarvot yhdistetään yhdistetyn arvon kehittämiseksi ja yhdistettyä arvoa verrataan kynnysarvoon lähetettyä symbolia vastaavan datasymbolin määrittämiseksi.

Piirustusten lyhyt kuvaus 20 Keksinnön piirteet ja edut selviävät luettaessa seuraava yksityiskoh tainen kuvaus yhdessä piirustusten kanssa, joista: ; kuvio 1 on tavanomaisen RAKE-vastaanottimen toiminnallinen kaa-

• I

., : vio, ,· , | kuvio 2 on esimerkkinä esitetyn rinnakkaiskorrelaattorin toiminnalli- .' 25 nen kaavio, * * · kuvio 3 on esimerkkinä esitetyn sarjakorrelaattorin toiminnallinen • * · :ti;‘ kaavio, • I | ‘ kuvio 4 on keksinnön mukaisen WRAKE-vastaanottimen erään so- vellutusmuodon toiminnallinen kaavio, 30 kuvio 5 on keksinnön mukaisen multiplekseritoiminnan erään sovel- • # · : *' lutusmuodon toiminnallinen kaavio, »* * » : ·! kuvio 6 on keksinnön mukaisen multiplekseritoiminnan erään toisen » »> sovellutusmuodon toiminnallinen kaavio, kuvio 7 on keksinnön mukaisen WRAKE-vastaanottimen erään toi-:, ·,: 35 sen sovellutusmuodon toiminnallinen kaavio, 114517 12 kuvio 8 on keksinnön multiplekseritoiminnan vielä erään so-vellutusmuodon toiminnallinen kaavio, kuvio 9 on esisuodatuksella varustetun tavanomaisen RAKE-vastaanottimen toiminnallinen kaavio, 5 kuvio 10 on keksinnön mukaisen esisuodatuksella varustetun WRA- KE-vastaanottimen erään sovellutusmuodon toiminnallinen kaavio, kuvio 11 on keksinnön mukaisen WRAKE-vastaanottimen vielä erään sovellutusmuodon toiminnallinen kaavio sekä kuvio 12 on toiminnallinen kaavio, joka sisältää kuvion 11 sovellu-10 tusmuodon lisäosia.

Parhaina pidettyjen sovellutusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus

Vaikka seuraava kuvaus on esitetty sellaisen solukkoviestintäjär-jestelmän, joka käsittä kannettavia tai matkapuhelimia, ja/tai henkilökohtaisten 15 viestintäverkkojen yhteydessä, alan ammattilaiset ymmärtävät, että keksintöä voidaan soveltaa muihinkin tietoliikennesovellutuksiin.

Keksintö, johon viitataan WRAKE-vastaanottimena, yhdistää signaa-lienergian tavalla, joka eroaa tavanomaisista RAKE-vastaanottimista. Sen sijaan että käsittelisi signaalienergiakomponentteja signaalisäteinä, joissa on I-20 ja Q-komponentit, WRAKE-vastaanotin käsittelee alemmalla tasolla olevia komponentteja, joihin viitataan "aaltoina", jolloin kullakin aallolla on signaa-lisädenumero ja kanavamääritys (I tai Q).

i * . *. : Esimerkiksi edellä todetussa taulukon 1 esimerkissä voimakkain aal- * I · I · : to on signaalisäteellä 0 Q-kanavalla (jolla on paino 0,587). Taulukossa 2 on 25 esitetty aallot pienenevän energian mukaisessa järjestyksessä taulukon 1 esi-J. \ ’ merkille.

t P

< I * t » I t < I t • i * • i i ‘ I \ * I ( 1 I * s I | » i ‘ i » 13 114517

Taulukko 2 WRAKE-katsaus signaalikomponentteihin Aalto Signaalisäde Kanava Paino 0 0 Q 0,587 5 11 I 0,433 2 3 I 0,369 3 2 I 0,358 4 2 Q 0,301 5 1 Q 0,250 10 6 0 I 0,214 7 3 Q 0,065

Kun yhdistetään signaalienergiakomponentit aaltotasolla, eräs strategia on yhdistää aallot, jotka sisältävät eniten signaalienergiaa. Koska aaltoja 15 on kaksi kertaa niin monta kuin säteitä, tämä lähestymistapa saattaisi osoittautua tehottomaksi. Kuitenkin, koska kompleksikorrelaattori voi suorittaa kaksi korrelointia rinnakkain, kaksi aaltoa voidaan käsitellä yhdessä samassa komp-leksikorrelaattorissa. Toisin kuin kuvion 1 tavanomaisessa RAKE-vastaanot-timessa näiden aaltojen ei tarvitse tulla samasta signaalisäteestä (ts. yhdessä 20 käsitellyt aallot voivat tulla eri aikoihin) eikä näiden aaltojen tarvitse tulla kah-.. . delta eri kanavalta (ts. ne voivat molemmat olla joko I- tai Q-kanavalta). Saman \ kompleksikorrelaattorin käsittelemä aaltopari määritellään nimityksellä "w- säde".

• · *· ’· Keksintö käsittelee aallot, jotka sisältävät enimmän osan signaali : 25 lienergiasta. Esimerkiksi voimakkain aalto voidaan käsitellä seuraavaksi voi- • makkaimman aallon kanssa samassa kompleksikorrelaattorissa jne. Tätä :T; WRAKE-parinmuodostuksen erityistä menetelmää ei tarvitse käyttää niin kau an, kuin käsitellään voimakkaimpia aaltoja. Taulukko 3 esittää edellä mainittua parinmuodostusmenetelmää, jossa voimakkain aalto käsitellään seuraavaksi • ♦« · .···, 30 voimakkaimman aallon kanssa. Kuhunkin pariin viitataan "W-säteenä".

• ·« • · • » 114517 14

Taulukko 3 WRAKE-parinmuodostus

Signaalin "w-säde" 1. komponentti 2. komponentti 0 aalto 0 aalto 1 5 1 aalto 2 aalto 3 2 aalto 4 aalto 5 3 aalto 6 aalto 7 Käytetyssä esimerkissä kahteen kompleksiseen korrelointiin rajoittu-10 va tavanomainen RAKE käsitteli 64 % signaalienergiasta. Kahteen kompleksiseen korrelointiin rajoittuva WRAKE käsittelisi "w-säteet" 0 ja 1. Mukaan tuleva kokonaissignaalienergia olisi siten (katso taulukoita 2 ja 3) 0,5872 + 0,4332 + 0,3692 + 0,3582 = 0,796 eli 79,6 % kokonaissignaalitehosta. Tällä esimerkillä kasvu tavanomaiseen järjestelmään nähden kerätyn signaalienergian suhteen 15 on 15,6 % saatavilla olevasta kokonaisenergiasta. On mahdollista muodostaa muita esimerkkejä, joissa kerätyn signaalienergian kasvu on vielä suurempi.

Siten, kun suoritettavien kompleksisten korrelointien määrä on rajoitettu, WRAKE-vastaanotin kokoaa signaalienergiasta enemmän tuottaen paremman vastaanottimen suorituskyvyn.

20 Oletetaan samassa esimerkissä, että suorituskykyvaatimus määrää ; ·. ·. suoritettavien kompleksisten korrelointien määrän. Jos järjestelmän suoritusky- kyvaatimukset tuottavat vaatimuksen, että 75 % signaalienergiasta on kerättä-I ; vä, suorituskykykriteeri täytetään ainoastaan kahdella kompleksisella korre- ’· / loinnilla. Itse asiassa tässä esimerkissä WRAKE-vastaanotin kerää 79% jy ‘ 25 energiasta ainoastaan kahdella kompleksisella korreloinnilla. Tuloksena on jo- i ko laitteiston tai käsittelyajan väheneminen tavanomaiseen RAKE-vas- v : taanottimeen nähden, joka vaatii kolme kompleksista korrelointia suori- tuskykyvaatimuksen täyttämiseksi.

_·;· Tavanomaisen RAKE:n tarkasteluun liitettyä päätösstatistiikan Z ma- 30 temaattista arvoa voidaan muokata, jotta ero tavanomaisen RAKE:n ja keksin- • < » ..· nön WRAKE:n välillä tulee näkyviin. Tavanomaisesta RAKE:sta: • · • * * Z= £ Re{w(Jc)X-(X)}= Σ RT(k)+W0(k) R0(k) k k t i»> «riJti.o.jo H(k)*9*)e ;···. 35 • > * 114517 15

Lauseke on yhtä kuin: Z= £ wz(k)Rx(k)+ £ W0(k)R0{k) 5 kk ° *<*>»O.JO »(*1*0.30

Jotkin komponenttiväliotot kummassakin summassa voivat olla nollia tai ne voidaan kvantisoida nollaksi, koska W(k) =/ 0 +j0 tarkoittaa, että ainakin W(k):n 10 toinen komponentti on eri kuin nolla mutta eivät välttämättä molemmat. Vastaavan korrelaatioarvon laskeminen olisi laskentaresurssien tuhlausta, koska se silloin kerrottaisiin nollalla. Niinpä WRAKE-vastaanottimelle lasketaan ainoastaan komponenttikorrelaatiot, jotka on painotettu nollasta poikkeavilla kom-ponenttiväliottoarvoilla. Kun RAKE-vastaanotin rajoittuu tiettyyn määrään L 15 RAKE-väliottoja, tämä rajoittaa yhdistettävien säteiden määrää tavanomaisessa RAKE:ssa. Toiminnan optimoimiseksi käytetään L sädettä, joilla on suurimmat RAKE-väliottoarvot tai niiden neliöt. Jos k1, missä i = 0,..., L-1, vastaa näitä säteitä, niin Z tavanomaiselle RAKEJIe on: 20 ... j»0 1

Oi =Y^WI(ki)RI(ki)+W0(ki)R0(ki) ,·, : i-o ;;/ 25 WRAKE-vastaanotin yhdistää enemmän signaalienergiaa kahdella ·’ tavalla. Ensinnäkään ei tarvitse käyttää samaa sädettä kummallekin rinnakkain v ' yhdistetylle komponentille, ja toiseksi ei tarvitse yhdistää rinnakkain eri kom ponentteja (I ja Q). Esimerkiksi kun i = 1 edellisessä summauksessa, WRAKE-vastaanotin voisi yhdistää säteen 1 l-komponentin säteen 2 l-komponentin 30 kanssa. Matemaattisesti WRAKE-vastaanotin muodostaa lausekkeen: I k t Ζ=Σ WC1 (ki) Rci (k?) +WC1 (ki) Rei (ie/) *** j-0 • » » » 1 * 114517 16 missä ci' ja C21 edustavat komponenttia I tai Q, k/ ja k2 edustavat sädettä ja i osoittaa "w-sädettä". Toisin kuin tavanomaisessa RAKE:ssa ci':n ja C2':n ei tarvitse olla toisistaan eroavia eikä kV:n ja Ι^'ιη tarvitse olla samoja. Tavanomaisessa RAKE:ssa Z muodostuu erityistä sädeindeksiä ja eri komponenttien I ja 5 Q paria vastaavien sädeosavaikutusten summasta. WRAKE yhdistää kuitenkin "w-säteet", joista kukin muodostuu kahdesta komponentista ci ja C2, jotka eivät välttämättä ole erilaisia, ja niihin liittyvistä säteistä ki ja k2, jotka eivät välttämättä ole samoja. Keksintö kuvataan nyt viitaten kuviossa 4 esitettyyn lohkokaavioon. Kuten tavanomaisessa RAKE-vastaanottimessakin radiosignaalin vas-10 taanottaa vastaanotin 11, ja siitä otetaan näytteet ja tuotetaan chippinäytteet l(n) ja Q(n). Nämä chippinäytteet puskuroidaan puskuriin, jota voidaan tarkastella kahtena puskurina, joista toinen on 12a l(n)-näytteille ja toinen 12b Q(n>-näytteille.

Puskuroidut chippinäytteet viedään multiplekserille 13. Multiplekseri 15 13 valitsee kaksi toisistaan riippumatonta chippinäytteiden aluetta. Valitut chippinäytteet voivat tulla samalta kanavalta tai eri kanavilta. Osoittakoon M(ki, ci, k2, C2, n) multiplekserin 13 antoa "w-säteelle", joka muodostuu kahdesta näytealueesta, joista toinen on komponentista ci ja toinen komponentista C2, jolloin ci on joko I tai Q ja C2 on joko I tai Q. Kaikki neljä ci:n ja C2in yhdistel-20 mää (l,l), (l,Q), (Q,l) ja (Q,Q) ovat mahdollisia. Jotkin yhdistelmät ovat kuiten-: ·. kin järjettömiä. Esimerkiksi jos ci = C2, ei ole järkeä siinä, että ki = k2, koska \ tämä tulos vastaisi saman signaalienergian kokoonharavointia kahdesti. Näy- ; ; tealue komponentista Ci vastaa sädettä ki ja näytealue komponentista C2 vas- ' ': taa sädettä k2. Arvot ki ja k2 eivät ole välttämättä samoja. Multiplekserin annon : · 1 25 antaa nyt: * * · a »

Mikl, cl, kl, cl, n) = c} (n + kl) + jcl (n * kl) ·:· Multiplekseriantoja korreloidaan tunnettuun sekvenssiin nähden 30 kompleksikorrelaattoreissa 14a ja 14b. "W-säteelle" i korrelaattorin 14a anto on: ’·: *ci ik‘> *iRc! <*2') ‘Σ oi, ki,n) Cin) n-o ; * * * * 35 114517 17

Korrelaattoreiden 14a ja 14b anto kerrotaan kompleksisilla painoilla kertojissa 15. Tyypillisesti tarvitaan ainoastaan tulon reaaliosa, joka voidaan saada kahdella skalaarikertojalla ja summaimella. Tähän viitataan "puolikompleksisena" kertojana. Kuitenkin on tapauksia, joissa tarvitaan todellista kompleksista ker-5 tojaa, johon viitataan "täysin kompleksisena" kertojana. Jos esimerkiksi lähetetään kaksi signaalia kantoaalloilla, joilla on yhdeksänkymmenen asteen vaihe-ero, ne voidaan demoduloida yhdessä, jos käytetään täysin kompleksista kertojaa. Tulee ymmärtää, että termi kompleksinen kertoja viittaa tässä käytettynä joko puolikompleksiseen tai täysin kompleksiseen kertojaan. Toinen mahdolli-10 suus on, että koodisekvenssi on kompleksinen, mikä vastaa tapausta, jossa I-kanavan tunnusmerkkisekvenssi ja Q-kanavan tunnusmerkkisekvenssi ovat erilaiset. Tässä tapauksessa C (n):ää tulisi käyttää edellä esitetyssä yhtälössä korrelaattorin annolle.

Seuraavaksi tulot lähetetään akkuun 16, johon ne kerätään. Koottu 15 tulos on: 2= Σ Re{{ wct <*i) +J^c‘ iki)) (Äci (*i > -jRe* iki))} ci 1 *a ^ 20 tai : V Z- Σ wd <*i > <*2> *«/<*/> ; ·.· , 1 , ;;/ 25 Päätösstatistiikka Z viedään kynnyspäätöslaitteelle 17, joka määrittää vas- : ·* taanotetun binaari-informaatiobitin vertaamalla koottua tulosta ennalta määrät- : tyyn kynnysarvoon.

Kaikki korreloinnit voidaan yleensä suorittaa rinnakkain (kuten on esi-tetty kuviossa 4) tai sarjamuotoisesti käyttäen samaa korrelaationa useammin 30 kuin kerran. Käytettävissä olevien korrelaattoreiden määrä ja tyyppi (komplek-sinen versus skalaarinen) määrää sen vastaanotettujen näytealueiden mää- * »· rän, joka multiplekserin täytyy antaa (yksi sarja korreloitua "aaltoa" kohti).

;·' WRAKE-vastaanottimen multiplekserin täytyy siten antaa yksi data-arvoalue : (yksi skalaarikorrelaattori), kaksi data-arvoaluetta (yksi kompleksikorrelaattori 35 tai kaksi skalaarikorrelaattoria) tai enemmän data-arvoalueita (enemmän kuin 114517 18 kaksi skalaarikorrelaattoria tai enemmän kuin yksi kompleksikorrelaattori) da-tapuskurista korrelaattor(e)ille. Rinnakkaisten alueiden lisääntymiseen liittyy multiplekseriä varten tarvittavien piirien lisääntyminen.

Jos tarvitaan vain yksi alue, esimerkiksi kun käytetään yhtä ainoata 5 skalaarikorrelaattoria, niin multiplekseri on suoraviivaisen yksinkertainen. Yksinkertainen esimerkki tästä sovellutusmuodosta on esitetty kuviossa 5, jossa kukin kanavapuskuri on kolme näytettä pitkä ja vaadittu näytealue (ts. sen in-formaatiosekvenssin pituus, johon dataa korreloidaan) on kaksi. Jos kolmea kompleksista näytettä edustavat l(n) + jQ(n), missä n on diskreetti aikaindeksi, 10 on neljä mahdollista data-arvoaluetta: 1(1) -1(2), l(2) -1(3), Q(1) - Q(2) ja Q(2) -Q(3). Nämä arvot ovat tallennettuina kanavittain puskureihin 43a ja 43b. Multiplekseri 44 valitsee yhden neljästä mahdollisesta alueesta, jolloin ohjausbitit ci ja C2 valitsevat vastaavasti aloitusajan ja kanavan. Valittu alue lähetetään sitten skalaarikorrelaattorille 45.

15 On useita tapoja saada enemmän kuin yksi alue, ei välttämättä eri kanavista. Esimerkiksi, jos kaikki multiplekseriannot ovat rinnakkaisia, niin eräs "raakaa voimaa" käyttävä menetelmä useamman kuin yhden alueen saamiseksi on kahdentaa kuvion 5 multiplekseri, kuten on esitetty kuviossa 6. Data-puskurit 46a ja 46b on kytketty multiplekseriin 47, joka sisältää multiplekserit 20 48a ja 48b, joista kumpikin antaa mahdollisesti päälletysten menevien data- arvojen eri alueen. Data-arvojen kaksi aluetta lähetetään kahdelle eri skalaari-•; korrelaattorille 50a ja 50b.

Suoritettavien korrelointien kokonaismäärä riippuu w-säteiden mää-j rästä, joka liittyy kaikujen määrään. Kun vastaanotin liikkuu lähettimen suh- : : 25 teen, aaltojen määrä vaihtelee ja siten kullakin hetkellä suoritettavien kor- ·’·*: relointien määrä vaihtelee ajan mukana. Esimerkiksi jonkin aikajakson aikana * · ; ’ j’; voidaan käsitellä yhtä ainoata aaltoa, kun taas jonkin toisen aikajakson aikana voidaan käsitellä useita aaltoja.

WRAKE-vastaanotinta voidaan sovittaa muille kanavadiversiteet-*!!! 30 timuodoille soveltuvaksi. Jos esiintyy esimerkiksi antennidiversiteettiä, niin ’: ’ ’ saadaan useita I- ja Q-kanavia. WRAKE voisi silti käsitellä voimakkaimmat aal- : *·· lot riippumatta signaalisäteestä, l/Q-kanavasta ja antennista, jolta aallot ovat : ’ ’ ’: peräisin. Myös käyttämällä täysin kompleksisia kertojia puolikompleksisten ker- , !·, tojien sijaan WRAKE-vastaanotin voi demoduloida rinnakkain kaksi signaalia, ::: 35 joiden kantoaaltoja erottaa yhdeksänkymmentä astetta. Muut kanavadiversi- 114517 19 teetin muodot käsittävät taajuusdiversiteetin (saman sanoman lähettämisen eri taajuuskanavilla), aikadiversiteetin (saman sanoman lähettämisen eri aikoihin), tarkoituksellisen tie- tai tiladiversiteetin (sanoman lähettämisen tarkoituksellisesti eri teitä, tavallisesti käyttäen eri antenneja lähettämisessä ja/tai vastaan-5 ottamisessa) sekä polarisaatiodiversiteetin näihin rajoittumatta.

Eräs vaihtoehtoinen hyväksi nähty sovellutusmuoto korvaa kuviossa 4 esitetyt useat korrelaattorit yhdellä kompleksikorrelaattorilla. Tässä kokoonpanossa yhtä ainoata kompleksikorrelaattoria käytetään useita kertoja ja tulokset kootaan yhteen. Tavanomaiseen vastaanottimeen verrattuna, jos yhtä ai-10 noata kompleksikorrelaattoria käytetään sama määrä kertoja, WRAKE:n klompleksikorrelaattori käsittelee enemmän signaalienergiaa kuin tavanomainen RAKE. WRAKE käyttää siten annetulle suoritustasolle yhtä ainoata kompleksikorrelaattoria pienemmän määrän kertoja säästäen prosessoin-tiaikaa.

15 Edellä esitetyssä tarkastelussa WRAKE-vastaanotin on muodostettu käsittelemään aluepareja joko rinnakkais- tai sarjamuotoisesti. Jos käytetään skalaarikorrelaattoreita (skalaariset näyte-näytteeitä-kertojat esisuodattavan WRAKE:n tapauksessa), niin alueet käsitellään itse asiassa yksi kerrallaan, jolloin sallitaan, että käsiteltyjen alueiden kokonaismäärä on parillinen tai pariton.

20 Siten, jos aaltojen määrä on pariton, käsiteltyjen alueiden määrä on tarkalleen sama kuin aaltojen määrä. Jos WRAKE-vastaanotin on muodostettu käsitte-: ·’ lemään aluepareja ja aaltojen määrä on pariton, niin viimeinen aalto voidaan panna muodostamaan pari mielivaltaisen alueen kanssa "w-säteen" täyden-’ · tämiseksi, ja mielivaltaiseen alueeseen liittyvä paino voidaan asettaa nollaksi.

: : 25 WRAKE-vastaanotin voidaan yleisesti ottaen muodostaa käsittelemään J data-

aluetta rinnakkain, jolloin mahdollisesti sallitaan tulosten kerääminen useista J

I I

alueen sarjoista. Jos aaltojen määrä ei ole J:n monikerta, niin joko syötetään nollat epäolennaisille prosessoiville elimille tai niihin syötetään mielivaltaiset .:. alueet ja painotetaan niiden tulokset nollalla.

30 Rajoitettu WRAKE

• I

Rajoitetuksi WRAKE-vastaanottimeksi kutsuttu keksinnön eräs toi-: ’·· nen hyväksi katsottu sovellutusmuoto on esitetty kuviossa 7. Samankaltaiset :osat kuviossa 7 toimivat samalla tavoin kuin osat kuviossa 4 lukuunottamatta » »· , alla mainittuja. Rajoitettu WRAKE-vastaanotin eroaa yleisestä WRAKE- 35 vastaanottimesta, koska rajoitetun WRAKE-vastaanottimen kompleksi- 114517 20 korrelaattorin täytyy vastaanottaa l-arvoalue ja Q-arvoalue. Alueet ovat edelleen toisistaan riippumattomia, mutta toisin kuin WRAKE-vastaanottimessa kahden alueen rajoitetussa WRAKE-vastaanottimessa täytyy tulla eri kanavilta. Multiplekseri 13 valitsee edelleen toisistaan riippumattomat alueet I-ja Q-5 kanavilta, kuten esitetään kuviossa 7.

Rajoitettu WRAKE-vastaanotin käsittelee voimakkaimmat l-aallot ja voimakkaimmat Q-aallot, mutta l-aallot täytyy parittaa Q-aaltojen kanssa. Edellä tarkasteltua esimerkkiä seuraten taulukko 4 esittää tulokset parinmuodostuksesta, jossa voimakkain l-aalto paritetaan voimakkaimman Q-aallon 10 kanssa ja niin edelleen.

Taulukko 4

Rajoitetun WRAKE:n parinmuodostus Signaalin "w-säde" l-komponentti Q-komponentti 15 0 aalto 1 aalto 0 1 aalto 2 aalto 4 2 aalto 3 aalto 5 3 aalto 6 aalto 7 20 Kahden voimakkaimman "w-säteen" käsittely antaa 0,4332 + 0,5872 + 0,3692 + 0,3012 = 0,759 eli 75,9 % kokonaissignaalienergiasta. Tässä esi-: ' merkissä rajoitettu RAKE-vastaanotin antaa 11,9 % enemmän signaa- : lienergiaa kuin tavanomainen RAKE-vastaanotin. 75 %:n toimintakykykriteerin V: täyttämiseksi rajoitetun WRAKE-vastaanottimen käsittelemä signaalienergia \l\ 25 vaatii ainoastaan kaksi kompleksista korrelointia. Rajoitettu WRAKE on siten • ’ · ‘; vielä parannus tavanomaiseen RAKE-vastaanottimeen nähden.

Eräs motiivi rajoitetun WRAKE:n lähestymistapaan on, että multiplekserit tulevat yksinkertaisemmiksi erityisesti, jos käytetään ainoastaan yhtä kompleksikorrelaattoria, ts. kahta skalaarikorrelaattoria. Tässä tapauksessa 30 vaaditaan kaksi standardimultiplekseriä, toinen l-kanavalle ja toinen Q- I · T kanavalle. Kummankin ohjaus on toisistaan riippumaton sallien toisistaan riip- : *·· puimattomien arvoalueiden valinnan.

Eräs toinen multipleksoinnin menetelmä, joka on erityisen hyödylli- , nen rajoitetun WRAKE:n lähestymistavassa, on käyttää ottopuskuria anta- » « · ( 35 maan aluevalinta, kuten on esitetty kuviossa 8. I- ja Q-datapuskurit ovat toisis- I · 114517 21 taan riippumattomia siirtorekistereitä, jotka siirtävät datan hakupaikkaan sarjalla kytkentöjä datapuskuripaikkojen kiinteään alueeseen. I-ja Q-puskurit 51a ja 51b ovat tällaisia siirtorekistereitä. Kun komennetaan yksi ainoa siirto ylöspäin, sisältö paikassa D siirtyy paikkaan C, sisältö paikassa C siirtyy paikkaan B ja 5 niin edelleen. Kuviossa 8 esitetyllä sisällöllä alue 1(1) -1(2) valitaan korrelointia varten kuten myös alue Q(1) - Q(2). Eri alueiden, sanokaamme l(2) - l(3) ja Q(1) - Q(2), valitsemiseksi l-puskuria siirrettäisiin ylöspäin kerran ja Q-puskuri jäisi muuttumattomaksi.

Esisuodattava WRAKE

10 Vastaanotetun signaalin käsittelyjärjestystä WRAKE-vastaanotti- messa voidaan muuttaa. Kuvio 9 esittää tavanomaista RAKE-vastaanotinta, jossa chippinäytteet suodatetaan käyttäen RAKE-väliottoja, ja sitten niitä korreloidaan tunnettuun sekvenssiin. Tällaisessa toteutuksessa tarvitaan ainoastaan yksi skalaarikorrelaattori.

15 Keksinnön vielä eräs hyväksi katsottu sovellutusmuoto on kuviossa 10 esitetyn kaltainen esisuodatuksella varustettu WRAKE. Radiosignaalin vastaanottaa vastaanotin 21, joka tuottaa kvantisoidut chippinäytteet I-ja Q-kana-ville. Nämä näytteet puskuroidaan puskuriin, joka voi sisältää kaksi puskuria, joista toinen 22a on l-näytteille ja toinen 22b on Q-näytteille.

20 Puskuroidut chippinäytteet viedään muftiplekserille 23. Kuvion 9 ta vanomaisessa esisuodatuksella varustetussa RAKE-vastaanottimessa multi-,: plekseri 23 toimittaa näyte-näytteeltä-kertojalle 24 alueen l-arvoja ja saman alueen Q-arvoja. Kertoja 24 voi sisältää sarjan näyte-näytteeltä-kertojia, kuten :,: on esitetty kuviossa 9, tai yksinkertaisesti yhden näyte-näytteeltä-kertojan, jota ; : : 25 käytetään useita kertoja. Kertoja 24 ottaa kunkin näytteen I + jQ ja kertoo sen : ’ : kompleksisella painolla laskien ainoastaan tulon reaaliosan. Siten, jos tulona ; ; ; kertojalle on N l-näytettä ja N Q-näytettä, antona on N skalaarinäytettä.

Kuviossa 10 esitetyssä WRAKE-vastaanottimessa multiplekseri 23 antaa yhden alueen I- ja Q-arvoja ja toisen alueen I- ja Q-arvoja näyte- 30 näytteeltä-kertojalle 24. Kertoja kertoo kunkin chippinäytteen kompleksisella ; painolla laskien ainoastaan täysin kompleksisen tulon tai ainoastaan tulon re- • ·· aaliosan. Jos vaaditaan ainoastaan tulon reaaliosa, niin kompleksinen näyte- : ^: näytteeltä-kertoja voidaan toteuttaa kahtena skalaarisena näyte-näytteeltä-ker- , tojana, joita seuraa akku. Jos on käytettävissä ainoastaan yksi näyte- t · 114517 22 näytteeltä-kertoja, niin sitä voidaan käyttää kahdesti tulon muodostamiseksi. Akkutoiminta voidaan toteuttaa summaimella 25.

Näyte-näytteeltä-summain 25 laskee yhteen kertojan 24 useilta näy-te-näytteeltä-kertojilta saadut tulokset ja siirtää tulokset skalaarikorrelaattorille 5 26. Jos yhtä ainoata näyte-näytteeltä-kertojaa käytetään useita kertoja, niin näyte-näytteeltä-summain kokoaa tulokset ennen niiden viemistä edelleen skalaarikorrelaattorille 26. Skalaarikorrelaattori 26 korreloi tulosta tunnetun tunnusmerkkisekvenssin kanssa. Korrelointitulos lähetetään kyn-nyspäätöslaitteelle 27. Kynnyspäätöslaite 27 vertaa korrelointitulosta kyn-10 nysarvoon lähetetyn datan määrittämiseksi. Jos kompleksiset näyte-näytteeltä-kertojat 24a ja 24b tuottavat kompleksiset annot, niin 26 on kompleksikorre-laattori, joka korreloi reaalinäytteitä toiseen sekvenssiin ja imaginaarinäytteitä toiseen sekvenssiin (esim. jotta ilmaistaisiin samanaikaisesti kaksi signaalia silloin, kun nämä kaksi signaalia on lähetetty yhdeksänkymmenen asteen vaihe-15 eron erottamilla kantoaalloilla).

Keksinnön esisuodatetulla WRAKE-vastaanottimella toteutetaan useita etuja. Esimerkiksi kiinteällä määrällä kompleksisia näyte-näytteeltä-kertojia WRAKE kokoaa enemmän signaalienergiaa kuin tavanomainen RAKE. WRAKE vaatii myös kiinteällä suorituskykytasolla vähemmän kompleksi-20 siä näyte-näytteeltä-kertojia. Siten, kun yhtä ainoata näyte-näytteeltä-kertojaa käytetään useita kertoja, WRAKE-vastanotin käyttää kompleksista kertojaa ,. , pienemmän määrän kertoja vähentäen käsittelyaikaa.

f · WRAKE-vastaanotin vähentävässä CDMA-järjestelmässä

Vielä eräässä keksinnön hyväksi katsotussa sovellutusmuodossa *. ί 25 WRAKE-vastaanotinta käytetään US-patentissa 5 151 919, nimeltä "CDMA

: Subtractive Demodulation", Paul W Dent, ja vastaavassa osittain jatkoa ole- • vassa US-patenttijulkaisussa 5 218 619 kuvatun tyyppisessä vähentävässä :T: CDMA-järjestelmässä. Vähentävässä CDMA-järjestelmässä käytetyn esillä olevan WRAKE-vastaanottimen lohkokaavio on esitetty kuviossa 11.

30 Samalla tavoin kuin kuvion 4 WRAKE-vastaanottimessa yhdistetyn

Hi) signaalin vastaanottaa vastaanotin 31, ja siitä otetaan näytteet ja tuotetaan I- * » ja Q-chippinäytteet. Näytteet puskuroidaan puskuriin, joka sisältää l-näytteille : ” ja Q-näytteille vastaavasti kaksi puskuria 32a ja 32b. Yleistä WRAKE- I f i :: lähestymistapaa käyttäen multiplekseri 33 valitsee kaksi näytealuetta, jotka ei- . 35 vät välttämättä vastaa eri komponentteja (I ja Q). Rajoitettua WRAKE-lähes- » * »·» 114517 23 tymistapaa käyttäen multiplekseri 33 valitsee l-näytealueen ja Q-näytealueen. Kummassakin tapauksessa valitut näytealueet ovat toisistaan riippumattomia.

Muokkauksenpoistaja 34 poistaa yhden muokkauskoodin näytteistä joko invertoimalla tai jättämällä invertoimatta kunkin chippinäytteen riippuen 5 muokkauskoodin bittinapaisuudesta. Seuraavaksi näytteet siirretään rinnakkain yhdelle ainoalle korrelaattorille 35, joka korreloi näytteitä samanaikaisesti useiden tunnettujen koodisekvenssien kanssa käyttäen nopean Walsh-muunnoksen algoritmia. Kunkin sekvenssin korrelointitulos kerrotaan sitten kompleksisella painolla kertojassa 36, ja tulokset kerätään yksitellen akkuun 10 37.

Useiden w-säteiden keräämiseksi yhteen multiplekserin ikkunoita siirretään ja korrelointi-, painotus- ja keräysprosessit toistetaan. Lopuksi pää-töslaite 38 määrittää suurimman keräystuloksen. Suurimman keräystuloksen indeksi osoittaa, mikä sekvenssi ilmaistiin sekä siten dekoodatun signaalin.

15 Seuraavaksi tapahtuu juuri ilmaistun koodatun signaalin vähentämi nen; prosessi on kuvattu kuvioissa 11 ja 12. Samalla tavoin kuin ilmaisupro-sessissa multiplekseri valitsee l-näytealueen ja Q-näytealueen, joissa esiintyy signaalienergiaa. Näistä alueista poistetaan molemmista muokkaus kohdassa 34 ja ne lähetetään korrelaattorille 35. Sen sijaan että lähetettäisiin korrelaatto-20 riannot kompleksisille kertojille kuten kuviossa 11, korrelaattoriannot lähetetään veräjälaitteelle 39, joka on esitetty kuviossa 12. Aikaisemmin suoritetusta ilmaisuprosessista saatu päätöslaitteen 38 anto määrää, mikä kompleksinen :*· : korrelaatioarvo asetetaan nollaksi, avaamalla vastaavan kytkimen ve- , *. ; räjälaitteessa 39. Veräjälaite 39 päästää kulkemaan läpi kaikki arvot lukuunot- : \ 25 tamatta linjaa, joka vastaa aikaisemmin ilmaistua indeksiä. Tämä tehdään sul- kemalla yhtä lukuunottamatta kaikki kytkimet. Sulkematon linja päästää läpi ’ tehollisesti nolla-arvon. Päätöslaitteen 38 määrittämää suurinta korrelointiar- '·' voa vastaava linja asetetaan siten nollaksi avaamalla vastaava kytkin laittees sa 39. Tällä tavoin dekoodatun signaalin yksi kuva vähennetään yhdistetystä 30 signaalista. Kuten kuviossa 12 on kuvattu, yhdistetyn signaalin, josta yksi

• · I

komponentti on poistettu, jäljelle jäävä spektri käsitellään käänteisen nopean

Walsh-muunnoksen suorittavassa piirissä 40 ja muokataan uudelleen uudel- [···, leenmuokkaimella 41 samalla muokkauskoodilla, jotta saadaan rekonstruoi- • » duksi alkuperäiset signaalinäytteet miinus juuri vähennetty signaalikuva. Uu-35 delleenmuokkaimen 41 antoa käytetään kirjoittamaan yli alkuperäinen data I-

I I

• I » 114517 24 ja Q-puskureissa 32. Prosessi toistetaan muille I- ja Q-näytealueille, kunnes kaikki tai suurin osa signaalienergiasta on poistettu. Kukin informaatiosignaali poistetaan siten yhdistetystä signaalista sen jälkeen, kun se on dekoodattu.

Korrelointiarvot, joita veräjälaite 39 ei päästänyt, lähetetään sen si-5 jaan lajitteluprosessorille 42, joka yhdistää nämä arvot eri kaiuista signaalivoi-makkuuden estimaatin muodostamiseksi. Lajittelu prosessori 42 järjestää sitten signaalivoimakkuudet ja niihin liittyvät muokkauskoodit voimakkaimmasta heikoimpaan. Suurinta voimakkuutta vastaava koodi lähetetään muokkauksen-poistajalle 34 signaalin demoduloimiseksi ensiksi. Tätä järjestämismenetelmää 10 pidetään parhaana muihin menetelmiin nähden, koska häiriöt minimoituvat de-koodaamalla voimakkain signaali ja sitten vähentämällä tuo signaali yhdistetystä signaalista. Kun voimakkain signaali on poistettu yhdistetystä signaalista, seuraavaksi voimakkain signaali voidaan helposti ilmaista, ilman että tarvitsee ottaa huomioon voimakkaimman signaalin aiheuttamaa häiriötä.

15 Jäljelle jäävästä yhdistetystä signaalista, josta on poistettu ensim mäinen dekoodattu signaali vähentävän demodulointimenetelmän mukaisesti, poistetaan muokkaus jälleen muokkauksenpoistajalla 34 käyttäen toisen koodattavan signaalin muokkauksenpoistokoodia, ja se viedään korrelaattorille 35 korreloitavaksi toisella nopealla Walsh-muunnoksella dekoodaamista varten ja 20 niin edelleen. Järjestystä, jossa signaalit dekoodataan ja vähennetään, hallitsee järjestys, jossa muokkauksenpoistokoodeja käytetään ja joka parhaana : ' : pidetyssä sovellutusmuodossa on alenevan signaalinvoimakkuuden mukainen järjestys.

: ‘ : Epätoivottavien signaalien (esim. häiritsevien) osavaikutusta voidaan : . \ 25 edelleen minimoida, jos digitaaliset hajotuskoodit ovat ortogonaalisia. Kaksi koodia ovat ortogonaalisia, jos tarkalleen puolet niiden biteistä on erilaisia. Li-säksi biortogonaalisia koodeja, joissa käytetään koodisanoja ja niiden komp- • » « ’ lementteja, voidaan käyttää digitaalisina hajotuskoodeina, niin että yksi lisäin- formaatiobitti voidaan kuljettaa koodisanaa kohti. On huomattava, että äärelli- * * * ····’ 30 selle sananpituudelle on olemassa ainoastaan tietty määrä ortogonaalisia koodisanoja ja että ortogonaalisuus voidaan säilyttää ainoastaan, jos säilyte-tään tiukasti suhteellinen aikakohdistus kahden signaalin välillä. Nopea Walsh-.···. muunnos, jossa kaikki hajotuskoodit voidaan korreloida samanaikaisesti, käyt- ·, tää tehokkaasti lohkokoodisanoja.

114517 25

Kuvioissa 4, 7, 10 ja 11 esitetty WRAKE-suodatustoimintojen toteutus voidaan tehdä useilla tavoilla. Toiminnat voidaan toteuttaa suoraan laitteistossa käyttäen VLSI-teknologiaa. Eräs vaihtoehto on toteuttaa jotkin tai kaikki toiminnoista monikäyttöisessä ohjelmoitavassa prosessorissa, esimerkiksi mik-5 roprosessorissa tai digitaalisessa signaaliprosessorissa (DSP). Tässä sovellu-tusmuodossa multipleksoinnista tulee muistihakua tietyin osoittein. Korrelointi ja kertominen voidaan toteuttaa prosessorin aritmeettisloogisessa yksikössä (ALU) käyttäen rekistereitä tai muuta muistia tulosten keräämiseen.

Kun tässä on selitetty ja kuvattu keksinnön erityisiä sovellutusmuoto-10 ja, on huomattava, että keksintö ei rajoitu niihin, koska alan ammattilaiset voivat tehdä niihin muutoksia. Tämä hakemus koskee kaikkia muunnelmia, jotka ovat tässä selitetyn ja patenttivaatimuksissa määritellyn, peruskeksinnön hengen mukaisia ja sen puitteisiin sisältyviä.

I · I

I ( »tl » · • I »

« I

III • » 1 « • It I »

I I

I «

Claims (47)

114517 26

1. Vastaanotin koodijakoisessa monikäyttöjärjestelmässä, joka lähet-5 tää datasymboleja, mainitun vastaanottimen sisältäessä välineet (11) ainakin kahden datasignaalin säteen vastaanottamiseksi, jolloin vastaanottovälineet tuottavat vaiheessa olevat komponentit (I) ja kvadratuurikomponentit (Q) kullekin säteelle, välineet (11) näytteiden ottamiseksi mainituista I-ja Q-komponen-10 teista ainakin yhden l-näytteen ja ainakin yhden Q-näytteen tuottamiseksi kullekin säteelle, välineet (13) ainakin kahden mainittujen näytteiden parin valitsemiseksi, jolloin kukin mainittujen näytteiden pareista käsittää saman säteen I-näytteen ja Q-näytteen, tai eri säteiden l-näytteiden parin, tai eri säteiden ΟΙ 5 näytteiden parin, välineet (16) mainittujen näytteiden yhdistämiseksi kussakin valituista mainittujen näytteiden pareista lähetetyn datasignaalin toistamiseksi, tunnettu siitä, että: mainitut valitsemisvälineet (13) pystyvät myös valitsemaan näyttei-20 den pareja, jotka käsittävät ensimmäisen säteen l-näytteen ja toisen säteen Q-näytteen mainitun toisen säteen ollessa erilainen kuin mainittu ensimmäinen ·’: säde.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, , : että se käsittää: 25 välineet (14) mainittujen näytteiden korreloimiseksi kussakin vali- ’ ·’ tuista mainittujen näytteiden pareista tunnettuun koodisekvenssiin ja korrelaa- tioarvojen kehittämiseksi, jolloin mainitut yhdistämisvälineet (16) yhdistävät mainitut korrelaatioarvot yhdistetyn arvon kehittämiseksi; ja välineet (17) mainitun yhdistetyn arvon vertaamiseksi kynnysarvoon 30 kutakin lähetettyä symbolia vastaavan datasymbolin määrittämiseksi. lii

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vastaanotin, tunnettu :·. siitä, että mainitut valintavälineet (13) valitsevat mainitut näytteet kahdesta eri • mainittujen näytteiden parista ensimmäisen parin sisältäessä l-näytteet josta-’·” kin mainituista säteistä ja toisen parin sisältäessä Q-näytteet jostakin maini- 35 tuista säteistä. 27 714517

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että yhdistämisvälineet sisältävät: välineet (15) kunkin korrelaatioarvon kertomiseksi vastaavalla painolla useiden painotettujen arvojen tuottamiseksi; ja 5 välineet (16) painotettujen arvojen laskemiseksi yhteen mainitun yh distetyn arvon kehittämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että korrelointivälineet sisältävät yhden ainoan kompleksikorrelaattorin (14) kunkin valitun mainittujen näytteiden parin korreloimiseksi mainitun tunnetun 10 koodisekvenssin kanssa.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että korrelointivälineet sisältävät yhden ainoan skalaarikorrelaattorin (45) kunkin valitun mainittujen näytteiden parin korreloimiseksi mainitun tunnetun koodisekvenssin kanssa.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että korrelointivälineet sisältävät useita kompleksikorrelaattoreita (14a ja 14b) kunkin valitun mainittujen näytteiden parin korreloimiseksi mainitun tunnetun koodisekvenssin kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, 20 että korrelointivälineet sisältävät useita skalaarikorrelaattoreita (50a ja 50b) kunkin valitun mainittujen näytteiden parin korreloimiseksi mainitun tunnetun koodisekvenssin kanssa.

: 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että se sisältää: 25 mainitut välineet (16) mainittujen näytteiden yhdistämiseksi kussakin . ’ valituista mainittujen näytteiden pareista yhdistettyjen näytteiden ryhmien ke- ; ’ liittämiseksi; '· ' välineet (14) mainittujen yhdistettyjen näytteiden ryhmien korreloimi seksi tunnetun koodisekvenssin kanssa ja korrelaatioarvon kehittämiseksi; ja 30 välineet (17) mainitun korrelaatioarvon vertaamiseksi kynnysarvoon * * I ·,,,·* kutakin lähetettyä symbolia vastaavan datasymbolin määrittämiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, * t | ] · * ·, että mainitut valintavälineet valitsevat mainitut näytteet kahdesta eri mainittujen näytteiden parista ensimmäisen parin sisältäessä l-näytteet jostakin maini- * 1 > 114517 28 tuista säteistä ja toisen parin sisältäessä Q-näytteet jostakin mainituista säteistä.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että yhdistämisvälineet sisältävät: 5 välineet (15) kunkin näytteen kertomiseksi vastaavalla painolla usei den painotettujen arvojen tuottamiseksi; ja välineet (16) painotettujen arvojen laskemiseksi yhteen mainittujen yhdistettyjen näytteiden ryhmien kehittämiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vastaanotin, tunnettu sii-10 tä, että kertomisvälineet sisältävät yhden ainoan kompleksisen näyte-näyt- teeltä-kertojan (24) kunkin näytteen kertomiseksi mainitulla vastaavalla painolla.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että kertomisvälineet sisältävät yhden ainoan skalaarisen näyte-näytteeltä- 15 kertojan (24) kunkin näytteen kertomiseksi mainitulla vastaavalla painolla.

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että kertomisvälineet sisältävät useita kompleksisia näyte-näytteeltä-kertojia (24a ja 24b) kunkin näytteen kertomiseksi mainitulla vastaavalla painolla.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vastaanotin, tunnettu sii-20 tä, että kertomisvälineet sisältävät useita skalaarisia näyte-näytteeltä-kertojia (24a ja 24b) kunkin näytteen kertomiseksi mainitulla vastaavalla painolla.

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, : että: mainitut välineet (11,31) ovat soveltuvia päällekkäisten moduloitujen : ·’ 25 kantoaaltosignaalien mukaan lukien ainakin kaksi sädettä muodostaman yh- : . 1 distetyn signaalin vastaanottamiseksi ja yhdistetyn signaalin demoduloimiseksi \ kussakin säteessä olevien lähetettyjen muokattujen koodisymbolien toistami- ’· ’ seksi vastaanotto- ja demodulointivälineiden tuottaessa vaiheessa olevat komponentit (I) ja kvadratuurikomponentit (Q) kullekin säteelle, jolloin kukin lä-30 hetetty muokattu koodisymboli käsittää koodisymbolin yhdistettynä jonkin :,,, · muokkausbittisekvenssin kanssa; välineet (34) näytteiden kunkin mainittujen näytteiden parin muok- * < · /. · t kauksen poistamiseksi perätysten muokkaavalla bittisekvenssillä; 1 · » « » 114517 29 välineet (35) valituissa mainittujen näytteiden pareissa olevien muokkauksesta palautettujen näytteiden korreloimiseksi perätysten sarjan tunnettuja koodisekvenssejä kanssa ja korrelaatioarvojen kehittämiseksi; välineet (38) mainittujen korrelaatioarvojen yhdistämiseksi perätysten 5 yhdistettyjen arvojen kehittämiseksi; ja välineet (41) yhdistettyjen arvojen vertaamiseksi perätysten toisiinsa kunkin lähetetyn muokatun koodisymbolin ilmaisemiseksi mainittujen ilmaistujen muokattujen koodisymbolien vastatessa mainittua datasymbolivirtaa.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen vastaanotin, tunnettu επί 0 tä, että mainitut valintavälineet valitsevat perätysten mainitut näytteet kahdesta eri mainittujen näytteiden parista ensimmäisen parin sisältäessä l-näytteitä jostakin mainituista säteistä ja toisen parin sisältäessä Q-näytteitä jostakin mainituista säteistä.

18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen vastaanotin, tunnettu sii-15 tä, että se sisältää lisäksi: välineet (34) valitun, ilmaistua yhtä mainituista koodisymboleista vastaavan mainitun koodisymbolin poistamiseksi perätysten yhdistetystä signaalista jäljelle jäävän yhdistetyn signaalin kehittämiseksi; ja välineet (35) alkuperäisten yhdistettyjen signaalinäytteiden lukuun-20 ottamatta valittua koodisymbolia rekonstruoimiseksi perätysten jäljelle jääneestä yhdistetystä signaalista sekä näytteiden lähettämiseksi valintavälineille.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen vastaanotin, tunnettu sii- : tä, että mainitut rekonstruointivälineet sisältävät lisäksi: välineet (40) jäljelle jääneen yhdistetyn signaalin korreloimiseksi • ‘ 25 käänteisesti; ja välineet (41) jäljelle jääneen yhdistetyn signaalin muokkaamiseksi uudelleen mainittua muokkausbittisekvenssiä käyttäen alkuperäisen yhdistetyn signaalin rekonstruoimiseksi ilman ilmaistua koodisymbolia vastaavaa koodi-symbolia.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen vastaanotin, tunnettu sii- tä, että mainitut korrelointivälineet sisältävät välineet (35) nopean Walsh-muunnoksen laskemiseksi näytteiden korreloimiseksi tunnettuihin Walsh-Ha-’···, damard-sekvensseihin ja että mainitut käänteisen korreloinnin välineet sisältä vät välineet (40) käänteisen nopean Walsh-muunnoksen laskemiseksi jäljelle v!,: 35 jääneen yhdistetyn signaalin näytteiden rekonstruoimiseksi. 114517 30

21. Patenttivaatimuksen 18 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että mainitut vertailuvälineet (41) määrittävät, mikä yhdistetty arvo on suurin, ja että mainitut poistovälineet (34) poistavat suurinta korrelaatioarvoa vastaavan koodisymbolin yhdistetystä signaalista jäljelle jäävän yhdistetyn sig- 5 naalin muodostamiseksi.

22. Patenttivaatimuksen 16 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että korrelointivälineet sisältävät välineet (35) nopean Walsh-muunnoksen laskemiseksi näytteiden korreloimiseksi tunnettuihin Walsh-Hadamard-sekvensseihin.

23. Patenttivaatimuksen 16 mukainen vastaanotin, tunnettu sii tä, että mainittu tunnettujen koodisekvenssien sarja on koodisanoja ortogo-naalisesta lohkokoodista.

24. Patenttivaatimuksen 16 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että mainittu tunnettujen koodisekvenssien sarja on koodisanoja biorto- 15 gonaalisesta lohkokoodista.

25. Menetelmä koodijakoisessa monikäyttöjärjestelmässä, jossa menetelmässä vastaanotetaan päällekkäisten lähetettyjen datasignaalien muodostama yhdistetty signaali; tuotetaan vaiheessa olevat komponentit (I) ja kvadratuurikomponentit (Q) kullekin lähetetylle datasignaalille; ja otetaan mai- 20 nittujen lähetettyjen datasignaalien mainituista I- ja Q-komponenteista näytteet ainakin yhden l-näytteen ja ainakin yhden Q-näytteen tuottamiseksi kullekin lähetetylle datasignaalille, sisältäen vaiheet, joissa: : vastaanotetaan päällekkäisten moduloitujen kantoaaltosignaalien : mukaan lukien ainakin kaksi sädettä muodostama yhdistetty signaali; : Ί 25 demoduloidaan yhdistetty signaali kussakin säteessä olevien lähe- / tettyjen symbolien toistamiseksi tuottaen vaiheessa olevat komponentit (I) ja kvadratuurikomponentit (Q) kullekin säteelle; otetaan mainituista I- ja Q-komponenteista näytteet ainakin yhden I-näytteen ja ainakin yhden Q-näytteen tuottamiseksi kullekin mainitulle lähete- 30 tylle symbolille; tunnettu siitä, että _ valitaan ainakin kaksi mainittujen näytteiden pareista kunkin mainit- ’·»·, tujen näytteiden parin käsittäessä ensimmäisen säteen l-näytteen ja toisen sä- • 4 *!’ teen Q-näytteen, jolloin mainittu toinen säde on erilainen kuin mainittu en- 35 simmäinen säde; I · * > » 114517 31 korreloidaan kussakin valitussa mainittujen näytteiden parissa olevia mainittuja näytteitä tunnettuun koodisekvenssiin ja kehitetään korrelaatioarvot; yhdistetään mainitut korrelaatioarvot yhdistetyn arvon kehittämiseksi; ja 5 verrataan mainittua yhdistettyä arvoa kynnysarvoon kutakin lähetet tyä symbolia vastaavan datasymbolin määrittämiseksi.

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu valintavaihe sisältää vaiheen, jossa valitaan mainitut näytteet kahdesta eri mainittujen näytteiden parista ensimmäisen parin sisältäessä Ι- ΙΟ näytteitä jostakin mainituista säteistä ja toisen parin sisältäessä Q-näytteitä jostakin mainituista säteistä.

27. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu yhdistämisvaihe sisältää lisäksi vaiheet, joissa: kerrotaan kukin korrelaatioarvo vastaavalla painolla useiden paino- 15 tettujen arvojen tuottamiseksi; ja lasketaan yhteen painotetut arvot mainitun yhdistetyn arvon kehittämiseksi.

28. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korrelointivaihe sisältää kunkin valitun mainittujen näytteiden parin kor- 20 reloimisen mainitun tunnetun koodisekvenssin kanssa käyttäen yhtä ainoata kompleksikorrelaattoria (14).

29. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu sii- ; tä, että korrelointivaihe sisältää kunkin valitun mainittujen näytteiden parin kor- , : reloimisen mainitun tunnetun koodisekvenssin kanssa käyttäen yhtä ainoata , · ‘ 25 skalaarikorrelaattoria (45).

30. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korrelointivaihe sisältää kunkin valitun mainittujen näytteiden parin kor-reloimisen mainitun tunnetun koodisekvenssin kanssa käyttäen useita komp-leksikorrelaattoreita (14a ja 14b). .. ; ’ 30

31. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu sii- :, · tä, että korrelointivaihe sisältää kunkin valitun mainittujen näytteiden parin kor- reloimisen mainitun tunnetun koodisekvenssin kanssa käyttäen useita ska-’ · · ·, laarikorrelaattoreita (50a ja 50b). I i

’ 32. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu sii- *.:.: 35 tä, että se sisältää lisäksi vaiheet, joissa: 32 11451 7 yhdistetään mainitut näytteiden parit yhdistettyjen näytteiden ryhmien kehittämiseksi; korreloidaan mainittuja yhdistettyjen näytteiden ryhmiä tunnetun koo-disekvenssin kanssa ja kehitetään korrelaatioarvo; ja 5 verrataan mainittua korrelaatioarvoa kynnysarvoon kutakin lähetettyä symbolia vastaavan datasymbolin määrittämiseksi.

33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu valintavaihe sisältää vaiheen, jossa valitaan mainitut näytteet kahdesta eri mainittujen näytteiden parista ensimmäisen parin sisältäessä Ι- ΙΟ näytteitä jostakin mainituista säteistä ja toisen parin sisältäessä Q-näytteitä jostakin mainituista säteistä.

34. Patenttivaatimuksen 32 mukainen menetelmä, tunnettu sii- ! tä, että mainittu yhdistämisvaihe sisältää lisäksi vaiheet, joissa: I kerrotaan kukin näyte vastaavalla painolla useiden painotettujen ar- 15 vojen tuottamiseksi; ja lasketaan yhteen painotetut arvot mainittujen yhdistettyjen näytteiden ryhmien kehittämiseksi.

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kertomisvaihe sisältää kunkin näytteen kertomisen mainitulla vastaa- 20 valla painolla käyttäen yhtä ainoata kompleksista näyte-näytteeltä-kertojaa (24). Ί

36. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu sii- : tä, että kertomisvaihe sisältää kunkin näytteen kertomisen mainitulla vastaa- : valla painolla käyttäen yhtä ainoata skalaarista näyte-näytteeltä-kertojaa (24). • 25

37. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu sii- : : tä, että mainittu kertomisvaihe sisältää kunkin näytteen kertomisen mainitulla : _ : vastaavalla painolla käyttäen useita kompleksisia näyte-näytteeltä-kertojia (24a ja 24b).

.:. 38. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu sii- I * | ,**·, 30 tä, että mainittu kertomisvaihe sisältää kunkin näytteen kertomisen mainitulla ’· vastaavalla painolla käyttäen useita skalaarisia näyte-näytteeltä-kertojia (24a i ja 24b).

39. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, jolloin yhdistetty » . signaali sisältää kussakin säteessä muokattuja koodisymboleja ja jolloin kukin • I · 114517 33 lähetetty muokattu koodisymboli käsittää koodisymbolin yhdistettynä jonkin muokkausbittisekvenssin kanssa; tunnettu siitä, että poistetaan perätysten muokkaus kustakin näytteiden parista muok-5 kausbittisekvenssillä; korreloidaan perätysten valituissa näytteiden pareissa olevia muokkauksesta palautettuja näytteitä tunnettujen koodisekvenssien sarjan kanssa ja kehitetään korrelaatioarvot; yhdistetään perätysten mainitut korrelaatioarvot yhdistettyjen arvojen 10 kehittämiseksi; ja verrataan perätysten yhdistettyjä arvoja toisiinsa kunkin lähetetyn muokatun koodisymbolin ilmaisemiseksi mainittujen ilmaistujen muokattujen koodisymbolien vastatessa mainittua datasymbolivirtaa.

40. Patenttivaatimuksen 39 mukainen menetelmä, tunnettu sii-15 tä, että mainittu perätysten valitsemisen vaihe sisältää vaiheen, jossa valitaan perätysten mainitut näytteet kahdesta eri mainittujen näytteiden parista ensimmäisen parin sisältäessä l-näytteet jostakin mainituista säteistä ja toisen parin sisältäessä Q-näytteet jostakin mainituista säteistä.

41. Patenttivaatimuksen 39 mukainen menetelmä, tunnettu sii-20 tä, että se sisältää lisäksi vaiheet, joissa: poistetaan perätysten ilmaistua yhtä mainituista koodisymboleista ·’ * vastaava valittu yksi mainituista koodisymboleista yhdistetystä signaalista jäl- ;: jelle jäävän yhdistetyn signaalin kehittämiseksi; ja . ' : rekonstruoidaan perätysten alkuperäiset yhdistetyt signaalinäytteet :.· · 25 paitsi valittua koodisymbolia jäljelle jääneestä yhdistetystä signaalista ja lähe- : · ’: tetään näytteet valintavälineille.

42. Patenttivaatimuksen 41 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu rekonstruointivaihe sisältää lisäksi vaiheet, joissa: ,:. korreloidaan käänteisesti jäljelle jäänyt yhdistetty signaali; ja [···. 30 muokataan uudelleen jäljelle jäänyt yhdistetty signaali muokkaus- > · bittisekvenssiä käyttäen alkuperäisen yhdistetyn signaalin rekonstruoimiseksi • * : ’ · · ilman ilmaistua koodisymbolia vastaavaa koodisymbolia.

43. Patenttivaatimuksen 42 mukainen menetelmä, tunnettu sii- . !·. tä, että mainittu korrelointivaihe sisältää nopean Walsh-muunnoksen laske- ,···, 35 misen näytteiden korreloimiseksi tunnettuihin Walsh-Hadamard-sekvensseihin 114517 34 ja että mainittu käänteisen korreloinnin vaihe sisältää käänteisen nopean Walsh-muunnoksen laskemisen jäljelle jääneen yhdistetyn signaalin näytteiden rekonstruoimiseksi.

44. Patenttivaatimuksen 41 mukainen menetelmä, tunnettu sii-5 tä, että mainittu vertailuvaihe määrittää, mikä yhdistetty arvo on suurin, ja että mainittu poistovaihe poistaa suurinta korrelaatioarvoa vastaavan koodi-symbolin yhdistetystä signaalista jäljelle jäävän yhdistetyn signaalin muodostamiseksi.

45. Patenttivaatimuksen 39 mukainen menetelmä, tunnettu sii-10 tä, että mainittu tunnettujen koodisekvenssien sarja on koodisanoja ortogo- naalisesta lohkokoodista.

46. Patenttivaatimuksen 39 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu tunnettujen koodisekvenssien sarja on koodisanoja biorto-gonaalisesta lohkokoodista.

47. Patenttivaatimuksen 39 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että korrelointivaihe sisältää nopean Walsh-muunnoksen laskemisen näytteiden korreloimiseksi tunnettuihin Walsh-Hadamard-sekvensseihin. » I » 114517 35