FI115352B - Adaptiivinen sektorointi hajaspektritietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

115352 ADAPTIIVINEN SEKTOROINTI HAJASPEKTRITIETOL11KENNE-JÄRJESTELMÄSSÄ

Esillä oleva keksintö liittyy tietoliikennejärjestelmiin, jotka käyttävät hajaspektrisignaaleja 5 ja erityisesti esillä oleva keksintö liittyy uuteen ja parannettuun menetelmään ja laitteeseen adaptiivisen kanavasektoroinnin suorittamiseksi hajaspektritieto-1iikennej ärj estelmässä.

Informaatiosignaalien lähettämiseksi lähtö-10 paikasta fyysisesti eri paikassa olevalle käyttäjälle on kehitetty tietoliikennejärjestelmiä. Sekä analogisia että digitaalisia menetelmiä on käytetty sellaisten informaatiosignaalien lähettämiseksi lähteen ja käyttäjän yhdistävällä tietoliikennekanavalla. Digi-15 taalisilla menetelmillä on useita etuja suhteessa analogisiin menetelmiin, kuten parempi immuniteetti kanavan kohinaan ja häiriöön, suurempi kapasiteetti ja parantunut turvallisuus salauksen käytön ansiosta.

Lähetettäessä informaatiosignaali jompaan 20 kumpaan suuntaan lähteen ja vastaanottajan välillä tietoliikennekanavan kautta, informaatiosignaali ensin muunnetaan sopivaan muotoon sen lähettämiseksi tehok-kaasti kanavalla. Informaatiosignaalin konversio tai ,. modulaatio sisältää kantoaallon muuttuvan parametrin ; 25 perustuen informaatiosignaaliin siten, että saadun mo-

f I

duloidun signaalin spektri mahtuu kanavan kaistalle.

• « Käyttäjän päässä alkuperäinen signaali kopioidaan mo- * · '· * duloidusta signaalista sen kuljettua kanavan kautta.

Tämä aikaansaadaan yleensä käyttämällä lähdemodulaat-,,L" 30 torin modulaation käänteismodulaatiota.

: : Lisäksi modulaatio mahdollistaa kanavoinnin . \ eli useiden signaalien samanaikaisen lähettämisen yh- *!,V teisellä kanavalla. Kanavoidut tietoliikennejärjestel- • t ’”·* mät käsittävät yleensä joukon etäistilaajayksiköitä, 35 jotka vaativat suhteellisen lyhytkestoista ajoittaista palvelua sen sijaan, että vaatisivat jatkuvan pääsyn • * tietoliikennekanavalle. Järjestelmät, jotka on suunni- 115352 2 teltu lyhyiden aikajaksojen kommunikointiin tilaajayk-siköiden kanssa, on nimetty monipääsyjärjestelmiksi.

Tietyntyyppisiä monipääsyjärjestelmiä kutsutaan hajaspektrijärjestelmiksi (CDMA, code division 5 multiple access; moniliityntäinen koodijako). Haja-spektrijärjestelmässä käytetty modulaatiotekniikka johtaa lähetettävän signaalin hajauttamiseen laajalle taajuusalueelle kanavalla. Alalla tunnetaan yleensä muita moniliityntäisiä menetelmiä, kuten TDMA (time 10 division multiple access; moniliityntäinen alkajako) ja FDMA (frequency division multiple access; moniliityntäinen taajuusjako). Kuitenkin CDMA-moduloinnin ha-jaspektrimodulointitekniikalla on huomattavia etuja suhteessa näihin menetelmiin moniliityntäisissä vies-15 tintäjärjestelmissä. CDMA-menetelmä monipääsytietolii-kennejärjestelmässä esitetään patenttijulkaisussa US-4.901.307 (13.2.90, "Hajaspektrin moniliityntäinen viestintäjärjestelmä, joka hyödyntää satelliitti- tai maassa sijaitsevia toistajia"), jossa hakijana on sama 20 kuin tässä hakemuksessa.

Mainitussa patenttijulkaisussa esitetään moniliityntäinen järjestelmä, jossa on suuri määrä matkapuhelinkäyttäjiä, jotka kukin omaavat * lähetys/vastaanottoyhteyden satelliittitoistajien tai : 25 maassa olevien tukiasemien kautta käyttäen CDMA- : : moduloinnin laajennetun spektrin viestintäsignaaleja.

; Käyttämällä CDMA-viestintää taajuusspektri voidaan i · käyttää uudestaan useita kertoja, jolloin mahdollistetaan järjestelmän käyttäjäkapasiteetin 30 lisääminen. CDMA:n käyttö johtaa paljon suurempaan *;;; spektritehokkuuteen kuin mitä voidaan saavuttaa muita saantitekniikoita käyttämällä.

Tietyissä CDMA-j ärj estelmissä yhteys tukiase- man ja tilaajayksikön välillä ympäröivän solun alueel- 35 la saavutetaan hajauttamalla jokainen lähetettävä sig- ;**, naali käsillä olevalle kanavalle käyttämällä uniikkia • · · ’ käyttäj äkoodia. Sellaisessa CDMA-j ärj estelmässä koo- 115352 3 disekvenssit spektrin hajauttamiseksi generoidaan kahdesta erityyppisestä sekvenssistä, joilla molemmilla on erilaiset ominaisuudet erilaisten ominaisuuksien järjestämiseksi. Esimerkiksi, ensimmäinen käytetty 5 sekvenssi ovat I- ja Q-kanavan PN-koodit, jotka jaetaan jokaisen signaalin kesken solussa tai sektorissa. Lisäksi jokainen käyttäjä voidaan yksilöidä uniikilla PN-pitkäkoodilla, joka on kestoltaan tyypillisesti pidempi kuin I- ja Q-kanavan PN-koodit.

10 Viitaten kuvioon 1, esitetään esimerkinomai nen CDMA-solu 10, jossa on joukko tilaajayksiköltä 12 ja tukiasema 14. Tilaajayksiköt 12 on ryhmitelty ensimmäiseen, toiseen ja kolmanteen käyttäjäsektoriin 16, 18 ja 20, joista jokainen tukee vastaavaa määrää 15 liikennekanavia. Tukiasemaan 14 voi kuulua joukko kiinteäkeilaisia antenneita (ei esitetty), jotka on tarkoitettu yhteyksiin tilaajayksiköiden kanssa kussakin sektorissa. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kolmea elementtiantennimatriisia solun jakamiseksi tiet-20 tyihin käyttäjäsektoreihin.

Kuvion 1 järjestelmän eräs etu on se, että tukiasemaan 14 tyypillisesti kuuluu hajavastaanotin, ! · ’··* joka on asetettu vastaanottamaan kunkin tilaajayksikön .* lähettämän PN-hajaspektriaaltomuodon monireittiset 25 kaiut. Monireittiset kaiut voivat syntyä lähetetyn jt : käyttäjäsignaalin heijastuessa etenemisreitillä ; olevista esteistä. Yksilölliset monireittiset signaalit aikakohdistetaan eri vastaanotinosoittimissa, jotka on nimetty tietyille 30 monireittisille signaaleille ja sen jälkeen ne » yhdistetään signaalikohinasuhteen parantamiseksi. Kun solu 10 jaetaan useampiin sektoreihin (esim. yli J : kuuteen), niin suhteellisen kapea kaista nimetään kullekin sektorille. Tämä laajempi sektorointi voi 35 epäonnekseen estää kunkin keskittyneen sektorin ulkopuolella olevan monireittisen signaalin ’· vastaanoton, mikä vasten haluttua heikentää signaalikohinasuhdetta.

115352 4 Näin ollen esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin adaptiivinen sektorointitekniikka, joka mahdollistaa käyttäjien kanssa lähetettyjen suoran ja monireittisen signaalin 5 erillisen seurannan ja vastaanoton digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä. Keksinnölle on tunnusomaista se joka on esitetty itsenäisissä vaatimuksissa.

Esillä oleva keksintö tuo esiin järjestelmän 10 ja menetelmän kanavaresurssien sektoroimiseksi adap- tiivisesti digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä, esimerkiksi solukkotietoliikennejärjestelmässä. Järjestelmään kuuluu antennijärjestely ainakin ensimmäisen ja toisen sähkömagneettisen keilan antamiseksi en-15 simmäisen tiettyjen käyttäjien lähettämän informaatio-signaalin vastaanottoa varten generoiden siten ensimmäisen ja toisen vastaanotetun signaalin. Sen jälkeen generoidaan ensimmäinen keilanmuodostussignaalijoukko ensimmäisestä ja toisesta vastaanotetusta signaalista.

20 Demodulointivastaanottimella demoduloidaan ainakin ensimmäinen ja toinen säteenmuodostussignaali, jotka kuuluvat ensimmäiseen säteenmuodostussignaali-’··* joukkoon muodostaen siten ensimmäisen ja toisen demo- duloidun signaalin. Lisäksi järjestelmään kuuluu seu-25 rantaverkko eri paikoista ja eri kulmilla vastaanotettu : tujen monireittisten informaatiosignaalien seuraami- : seksi perustuen ensimmäisen ja toisen demoduloidun .· ·. signaalin vertaamiseen.

Esillä olevan keksinnön muodot, tarkoitukset . 30 ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskoh- täisestä kuvauksesta viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa on samat viitenumerot kauttaaltaan ja joissa : kuvio 1 esittää esimerkinomaista monipääsytietoliikenne järjestelmää, jossa on joukko \ 35 tilaajayksiköltä ja tukiasema; ;*_ kuvio 2 erästä edullista hajaspektritietolii- ’· kennejärjestelmää, jossa suoraan lähetetyt ja moni- 115352 5 reittiset signaalit vastaanotetaan keksinnön esittämällä tavalla; kuvio 3 esittää lohkokaaviomuodossa haja-spektrilähetintä, joka soveltuu käytettäväksi esillä 5 olevan keksinnön edullisessa sovellutuksessa; kuvio 4 esittää lohkokaaviota esimerkinomaisesta RF-lähettimestä; kuvio 5A esittää lohkokaaviomuodossa tukiaseman vastaanottoverkkoa, joka on konfiguroitu toteutta- 10 maan esillä olevan keksinnön mukainen adaptiivinen sektorointi ,- kuvio 5B esittää lohkokaaviomuodossa tukiaseman vastaanottoverkkoa, johon kuuluu erityinen kana-vayksikkötoteutus; 15 kuvio 5C esittää lohkokaaviomuodossa tukiase man vastaanottoverkkoa, johon kuuluu etäpisteeseen sijoitettu antennimatriisi ; kuvio 5D esittää lohkokaaviomuodossa adaptiivisen keila-RAKE-vastaanottimen, joka on järjestetty 20 käsittelemään taajuusalasmuunnettuja digitoituja antenni sädesignaalei ta; kuvio 6 esittää toteutusta vastaanottoanten- *'* nista, johon kuuluu antennielementit sekä horisontaa- • · *·'.· listi että vertikaalisti polarisoitujen anten- '·”· 25 nisädesignaalien vastaanottamiseksi; j kuvio 7 esittää kytkinjärjestelyä, joka kuu- : luu kytkinmatriisiin tarkalleen yhden signaalireitin antamiseksi tietyn tulokeilasignaalin ja kunkin lii-kennekanavalähdön välille; 30 kuvio 8 esittää lohkokaaviomuodossa esimer- kinomaista haj avastaanotinta, joka kuuluu tukiaseman vastaanottoverkkoon; • · kuvio 9 on yksityiskohtainen kuvaus vasem- man/oikean keilan prosessorista; 35 kuvio 10 esittää lohkokaaviomuodossa « * säteenseurantakerääjän, joka liittyy esimerkinomaisen • · ‘ ’ hajavastaanottimen ensimmäiseen vastaanotinosoittimeen; ja 115352 6 kuvio 11 esittää havainnollisesti rengasan-tennimatriisia.

Kuten myöhemmin esitetään, esillä oleva keksintö käsittää yhdellä tai useammalla antennilla muo-5 dostettujen keilakuvioiden ohjaamisen adaptiivisesti haj aspektritietoliikennejärj estelmässä. Edullisessa sovellutuksessa yksi tai useampi antennimatriisi on klusteroitu tietoliikennejärjestelmän solutukiasemis-sa. Keksinnön mukaan on järjestetty erilliset keilat 10 sekä suorien että epäsuorien (eli monireittisten) signaalien vastaanottamiseksi tietyille tilaajille liittyviltä tilaajayksiköiltä. Uusi seurantaverkko mahdollistaa suorat ja monireittiset signaalilähetykset tietyltä tilaajayksiköltä seurattavaksi erillisinä sekä 15 ajan että paikan suhteen. Kuten alla kuvataan, "aika-seuranta" toteutetaan säätämällä vaihetta, jolla vastaanotetut signaalit korreloidaan PN- hajautussekvenssin kanssa vastaanotettujen signaalien demodulaatiotulosten mukaisesti.

20 Viitaten kuvioon 2 esitetään eräs keksinnön mukainen hajaspektritietoliikennejärjestelmä 20. Tietoliikennejärjestelmään 20 sijoitettu joukko kiinteitä •·* ja matkaviestintilaajia 22, ensimmäinen ja toinen tu- kiasema 24 ja 2 6 ja ohjausasema 30. Kuhunkin tukiase-25 maan 24 ja 26 kuuluu antennimatriisi (ei esitetty) : signaalien vastaanottamiseksi tilaajayksiköiltä 22.

Järjestelmässä 20 jokaiselle tilaajayksikölle 22 on nimetty uniikki näennäissatunnainen (PN-generaattori) koodi, mikä mahdollistaa samalla kanavalla lähetetty-30 jen käyttäjäsignaalien liittyen tilaajayksiköihin 22 erottamisen. Tämä erottaminen aikaansaadaan vaikkakin ;·' kaikki järjestelmän liikennekanavat voidaan lähettää :: yhdellä ja samalla radiokanavalla.

Kuten osoitetaan kuviossa 2, signaali S, joka 35 lähetetään tilaajayksiköllä 22a kohtaa esteen 34 (esi- merkiksi rakennuksen). Signaali vastaanotetaan tu-’· '· kiasemilla 24 ja 26 suoraan, kun taas ensimmäinen mo- 115352 7 nireittinen komponentti (Smi) heijastuu esteestä 34 tukiasemaan 26. Keksinnön mukaisesti signaaleja S ja Smi seurataan vastaavasti tukiasemilla 24 ja 26 sekä ajan että paikan suhteen. Tukiasemalla 24 ja 26 suoritetta-5 van demoduloinnin jälkeen signaalit S ja Smi lähetetään ohjausasemalle 30. Ohjausasemassa 30 demoduloidut signaalit aikakohdistetaan ja yhdistetään hajaspektriha-javastaanottimessa. Sellaisen hajavastaanottimen yksityiskohtaisempi toteutus esitetään yksityiskohtaisem-10 min alla.

Keksinnön mukaisesti jokaisen tukiaseman an-tennimatriisi generoi antennikuvion, johon voidaan kuvata kuuluvan joukko vierekkäisiä sähkömagneettisia "keiloja" (tai säteitä), jotka voivat osittain mennä 15 limittäin paikan suhteen. Keilojen ensimmäinen ja toinen alijoukko annetaan tukiasemalta 26 signaalin S ja Smi seuraamiseksi ja vastaanottamiseksi erikseen. Edullisessa sovellutuksessa säteiden eri alijoukot nimetään dynaamisesti signaalin S ja Smi seuraamiseksi ja 20 vastaanottamiseksi vasteena tulokulmien muutokseen tukiasemassa 26. Nämä muutokset voivat johtua esimerkiksi tilaajayksikön 22a liikkeestä tai kohteen 34 liik- ·;* keestä. Vastaavia muutoksia tulokulmassa voi aiheutua * · tukiaseman 26 liikkeestä sovellutuksissa, joissa tu- • 25 kiasema 26 on maatakiertävässä satelliitissa.

| Tukiasemassa 2 6 on hajavastaanotin, johon : kuuluu "sormi" (tai osoitin) , joka on nimetty vastaan- * » * ottamaan suoraan lähetettyä signaalia S ja sormi, joka on nimetty vastaanottamaan monireittistä signaalia Smi.

30 Vastaanotettujen signaalien demoduloinnin jälkeen kus-sakin sormessa, joka käyttää tilaajayksikköön 22a » # liittyvää PN-koodia, signaalit aikakohdistetaan ja yh- · distetään. Tällä tavalla yhdistetystä signaalista saa- : dun informaatiosignaalin signaalikohinasuhde paranee 35 suhteessa siihen, jos signaali vastaanotettaisiin ai-noastaan yhden etenemisreitin kautta.

* ’ Ά. Hajaspektrisignaalin lähetys 115352 8

Viitaten kuvioon 3, esitetään lohkokaavioesi-tys hajaspektrilähettimestä, joka sopii tilaajayksikköön 22 (kuviot 2A-B). Edullisessa sovellutuksessa or-togonaalisen signaloinnin, kuten binääri-, kvartaari-5 tai C-aari-signaloinnin, muotoa käytetään sopivan sig-naalikohinasuhteen aikaansaamiseksi tilaajayksiköstä tukiasemaan yhteydellä eli paluukanavalla. Lisäksi C-aarisen ortogonaalisen signaloinnin uskotaan olevan vähemmän herkkää signaalin korruptoitumiselle johtuen 10 Rayleighin häipymisestä ja vastaavasta kuin esimerkiksi Costasin silmukka tai koherentit PSK-tekniikat. On ymmärrettävä kuitenkin, että modulaatiotekniikat voivat tarjota parantuneen signaalikohinasuhteen esimerkiksi sovellutuksissa, joissa tukiasema on sijoitettu 15 maata kiertävään satelliittiin.

Kuvion 3 lähettimessä databitit 100, jotka käsittävät esimerkiksi vokooderilla dataksi muunnettua ääntä, annetaan kooderiin 102, jossa bitit konvoluu-tiokoodataan tulodatan nopeuden mukaisesti. Kun datan 20 bittinopeus on pienempi kuin kooderin 102 käsittelynopeus, niin voidaan käyttää koodimerkkitoistoa niin, että kooderi 102 toistaa tulodatabitit 100 toistuvan * · ' ·* datavirran muodostamiseksi, mikä sopii kooderin 102 t · nopeuteen. Esimerkkisovellutuksessa kooderi 102 vas-‘f·’ 25 taanottaa databittejä 100 normaalinopeudella (Rb) 9.6 : kilobittiä sekunnissa, ja tuottaa Rb/r merkkiä sekun- : nissa, missä "r" viittaa kooderin 102 koodinopeuteen (esim 1/3) . Koodattu data annetaan limittäjään 104, jossa se lohkolimitetään.

30 64-aarisessa (eli C=64) ortogonaalisessa mo- dulaattorissa 106 merkit ryhmitellään kuvioihin, jotka ';** käsittävät log2C merkkiä nopeudella (1/r) (Rb/log2C)

: merkkiä sekunnissa, jolloin mahdollisia kuvioita on C

kappaletta. Edullisessa sovellutuksessa jokainen kuvio 35 koodataan C pituiseksi Walsh-sekvenssiksi (eli C=64).

» * · Tällöin jokaiseen Walsh-sekvenssiin kuuluu 64 binääri » * * » · ’· *! bittiä tai "alibittiä", käsittäen siis 64 Walsh- 115352 9 koodia, joiden pituus on 64. 64 ortogonaälista koodia vastaavat Walsh-koodeja 64x64 Hadamard-matriisista, jossa Walsh-koodi on yksi matriisin rivi tai sarake.

Modulaattorilla 106 muodostettu Walsh-5 sekvenssi annetaan XOR-yhdistäjään 108, jossa se "ka tetaan" tai kerrotaan tietylle käyttäjäyksikölle 22 ominaisella PN-koodilla. . Sellainen "pitkä" PN-koodi generoidaan nopeudella Rc PN-pitkäkoodigeneraattorilla 110 käyttäjän PN-pitkäkoodimaskin mukaisesti. Esimerk-10 kisovellutuksessa pitkäkoodigeneraattori 110 toimii esimerkkinopeudella 1.2288 MHz (Rc=1.2288 MHz) neljän PN-alibitin muodostamiseksi Vialsh-alibittiä kohden.

Viitaten kuvioon 4 esitetään esimerkkisovel-lutus RF-lähettimestä 150. Koodijakomonipääsyhaja-15 spektrisovellutuksissa (CDMA) annetaan pari lyhyitä PN-sekvenssejä, PNi ja PNQ vastaavasti PNr-generaattorilla 152 ja PNQ-generaattorilla 154 XOR-yhdistäjille 156 ja 158. PNi ja PNQ sekvenssit liittyvät vastaavasti tulovaiheen (I) ja kvadratuurivaiheen 20 (Q) kanaviin ja ovat yleensä pituudeltaan (32768 ali- bittiä) paljon lyhyempiä kuin kunkin käyttäjän pitkä PN-koodi. Saatu I-kanavan koodihajasekvenssi 160 ja Q-kanavan koodihaj asekvenssi 162 siirretään kaistanpääs-*; j tösuodattimien 164 ja 166 läpi. Suodatettua Q-kanavan : ·. 25 sekvenssiä voidaan valinnaisesti viivästää 1/2 PN- , *’ alibitillä RF-vahvistimen epälineaarisuuden kompensoi- M miseksi.

’ ’ Digitaalianalogimuuntimet (D/A) · 170 ja 172 on järjestetty muuntamaan digitaalisen I-kanavan ja Q-30 kanavan informaation, vastaavasti, analogiseen muo- » > » toon. D/A-muuntimilla 170 ja 172 muodostetut analogi- : set aaltomuodot annetaan yhdessä paikallisen oskil- » laattorin (LO) kantotaajuussignaalien Cos(2uft) ja > Sin(2uft), vastaavasti, sekoittimiin 188 ja 190, jossa ; 35 ne sekoitetaan ja annetaan summaimeen 192. Kvadratuu- '·· rivaiheen kantosignaalit Sin(2xft) ja Cos(2uft) anne taan sopivista taajuuslähteistä (ei esitetty), Nämä 1153E2 10 sekoitetut IF-signaalit summataan summaimessa 192 ja annetaan sekoittimeen 194.

Sekoitin 194 sekoittaa summatun signaalin RF-taajuuden signaaliin, joka saadaan taajuussyntetisaat-5 torilta 196, taajuuden ylösmuuntamiseksi RF-taajuuskaistalle. RF-signaaliin kuuluu tulovaiheen (I) ja kvadratuurivaiheen (Q) komponentit, ja se voidaan kaistanpäästösuodattaa ja antaa RF-vahvistimeen (ei esitetty). On ymmärrettävä, että RF-lähettimen 150 eri 10 toteutuksissa voidaan käyttää eri summaus-, sekoitus-, suodatus- ja vahvistustekniikoita, joita ei tässä kuvata tarkemmin, mutta jotka ovat tunnettuja. Vastaavasti toisen tyyppiset koodaus- ja modulointimuodot voivat tarjota paremman suorituskyvyn tietyissä vaih-15 toehtoisissa sovellutuksissa.

B. Katsaus tukiaseman vastaanottoverkkoon Viitaten nyt kuvioon 5A esitetään tukiaseman vastaanottoverkon lohkokaavio, joka on muodostettu esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kuvioiden 5A ja 5B 20 esimerkkisovellutuksissa tukiaseman antennimatriisi on sijoitettu samaan paikkaan kuin vastaanottoverkon 210 signaalinkäsittelyosa. Kuten alla viitaten kuvioihin t · '·*· 5C ja 5D esitetään, antennimatriisi voidaan vaihtoeh- « e *.*,· toisesti sijoittaa etäälle vastaanottoverkosta, joi- 25 loin niiden välinen yhteys muodostetaan valokuidulla • .

.* : tai vastaavalla.

* * · · : Viitaten kuvioon 5A, M-elementtinen antenni- > ;·. matriisi (ei esitetty) antaa signaaleja M signaalijoh- timen 212 avulla. Esimerkkisovellutuksessa antennimat- 30 riisiin kuuluu M monisuuntaista antennielementtiä, ; jotka sijoitettu tasaisesti oletetulle ympyrän kehäl le, mikä mahdollistaa signaalin vastaanottamisen kai-j kista suunnista. Esimerkinomaisen ympyrämatriisin yk- : sityiskohtaisempi kuvaus esitetään alla kappaleessa F.

35 Kuten nähdään kuviosta 5A, signaalijohtimet 212 on yhdistetty IF-alasmuuntimeen 214 antennimatrii-’· silta tulevien signaalien alasmuuntamiseksi IF- 115352 π signaaleiksi 218. IF-signaalit 218 näytteistetään käyttäen erillisiä analogidigitaalimuuntimia, joita kaikkia kuvataan analogidigitaalimuuntimella (A/D) 220. A/D-muunnin 220 muodostaa, esimerkinomaisella nopeudella, joka vastaa suunnilleen nelinkertaista PN-hajautusnopeutta, M kompleksiarvoista digitaalisignaalia (li, Qi) , missä i = 1 - M. Täten esimerkkisovellutuksessa näytteistysnopeus on 4x1.228 tai 4.912 MHz. Näytteistysnopeutta voidaan pienentää lähelle Nyquistin nopeutta, jos A/D-muuntimen 220 yhteydessä käytetään interpoloivaa suodatinta.

Digitaalisignaalit (li, Qi) annetaan keilanmuodostusverkkoon 224, joka muodostaa N digitaalista keilasignaalia Bz, missä Z = l- NjaN = (L) (M) . Jokainen keilasignaali muodostetaan seuraavalla tavalla:

M

Β.=Ϋβι+ίΟ)Ζ> ID

i=l missä jokainen painokerroin giz käsittää kompleksiarvoisen luvun. Kuten alla kuvataan, painokertoimet giz valitaan siten, että jokainen keilasignaali Bz vastaa haluttua antennikuviota, joka muodostetaan M elementin antennimatri isillä. Kuhunkin signaaliin Bz liittyvän antennikeilan muotoa ja suuntaa voidaan muuttaa *; ·· adaptiivisesti muuttamalla dynaamisesti painokertoimien giz I kompleksiarvoja. Lisäksi parametri L voidaan valita halutun » * · · : päällekkäisyyden saavuttamiseksi valittuihin signaaleihin : : Bz liittyvien antennikeilojen välillä. Esimerkiksi kun L on , suurempi kuin yksi, niin keilasignaalien Bz tiettyihin 9 kombinaatioihin liittyvät antennikeilat ovat limittäin.

;ιι(ί Jokainen keilasignaali Bz, z = 1 - N, annetaan kanavayksikköjoukkoon, joista yksi esitetään kuviossa 5A.

» · ;··· Jokainen kanavayksikkö suorittaa jäljellä olevan . signaalinkäsittelyn ja tunnistustoiminteet yksittäiselle » · tietoliikenneyhteydelle (eli puhelulle) matkaviestimen ja * » · > « tukiaseman välillä. Vasteena ohjaimen 244 antamaan keilanvalintainformaatioon kytkinmat- 115352 12 riisi 228 kussakin kanavayksikössä valitsee keilasig-naalien Bz alijoukon käsiteltäväksi kanavayksiköllä.

Yhtä tai useampaa vastaanotinta 227 käytetään vahvimman kanavayksikköön liittyvältä matkaviestimeltä vas-5 taanotetun signaalin tunnistamiseen. Tällöin etsinvas-taanotin(-ottimet) 227 tyypillisesti mittaavat eri aikaan saapuvien monireittisten komponenttien voimakkuudet niiden kuljettua vastaavasti eri etäisyyden lähettämisen jälkeen. Edullisessa sovellutuksessa valitaan 10 J yhden tai useamman keilasignaalin joukkoa kytkinmat-riisilla 228 käsiteltäväksi J:llä korrelaatiovas-taanottimella 230. Tämä valinta perustuu ohjaimelle 244 etsinvastaanottimelta 227 annettuihin etsintätu-loksiin. Täten ohjain 244 määrittää mikä keilasignaa-15 leista Bz annetaan kullekin korrelaatiovastaanottimel-le 230 ja mikä monireittisistä signaalikomponenteista kultakin matkaviestimeltä käsitellään. Ohjain 244 voi myös säätää painokertoimia keilanmuodostusverkossa 224, mikä muuttaa keilasignaaleista muodostuvan keila-20 kuvion muotoa ja/tai suuntaa. Antennisädekuvio muodostetaan tyypillisesti siten, että maksimivahvistus on suunnassa, josta vastaanotettavien matkaviestinsignaa- • « .. lien määrä on suurin. Vaihtoehtoisesti riittävän suuri • · * » · · määrä keiloja voitaisiin muodostaa keilanmuodostusver-

MIU

25 kolia 224 kuhunkin kanavayksikköön liittyvän keilaku- * · · ·'·.* ί vion saamiseksi "asiakasräätälöidyksi", kuten tietyis- sä sovellutuksissa on tarpeen.

· Viitaten uudelleen kuvioon 5A, demoduloidut signaalit, jotka muodostetaan kullakin korrelaatiovas--* 30 taanottimella 230, annetaan yhdistäjämoduuliin 235.

Yhdistäjämoduulissa 235 demoduloidut signaalit yhdistetään ja annetaan delimitin- ja dekooderiverkkoon (ei ·’ esitetty) . Esimerkkisovellutuksessa delimitetyt sig- .* naalit dekoodataan Viterbin dekoodausalgoritmin mukai- 35 sesti ja annetaan sen jälkeen vokooderiin tai muuhun , : toiminnalliseen yksikköön.

» · 115352 13

Viitaten nyt kuvioon 5B esitetään tukiaseman vastaanottoverkon 210 lohkokaavio, johon kuuluu tietty kanavayksikkötoteutus. Digitaaliset keilasignaalit Bz/ z = 1 - N muodostetaan keilanmuodostusverkolla 224 5 olennaisesti samalla tavalla kuin kuvattiin yllä viitaten kuvioon 5A.

Digitaaliset keilasignaalit Bz, z = .1 - N

annetaan jälleen valitun kanavayksikön kytkinmatriisiin 228, joka on suunniteltu allokoimaan 10 keilasignaalit Bz J:lle hajavastaanottimelle 232a- 232j, jotka vastaavasti kuuluvat korrelaatiovastaanöttimiin. Jokainen kytkinmatriisi 228 käsittää yksisuuntaisen piirin, joka on suunniteltu kytkemään N=(L)(M) keilasignaalituloa 15 P=J*3K :hon tuloon. Kytkinmatriisin 228 P tuloa jaetaan J:hin hajavastaanottimiin 232a-232j liittyvään liikennekanavaan (eli yhteen J:stä liikennekanavayksiköstä). Esimerkkisovellutuksessa jokainen hajavastaanotin 232 käsittelee tietyltä 20 käyttäjältä K-l lähetysreitiltä vastaanotetut signaalit, missä K viittaa kunkin hajavastaanottimen ‘•t 232 vastaanotin "sormien" määrään. Kuten alla kuvataan :Y: yksi kunkin hajavastaanottimen 232 vastaanotinsormesta • > ·;· nimetään etsimään tietyltä tilaajalta vastaanotettua : -·. 25 vahvinta signaalia.

Jokainen "sormi"-elementti muodostaa kokonai- • ' · ::: sen demoduloivan vastaanottimen, johon kuuluu vaiheen • * · • ’ ja ajanseurantapiirit aikahajautuneen sillä vastaan- otetun monireittisen signaalin valitun väliaikaisen 30 komponentin demoduloimiseksi. Kuten kuvataan patentti-julkaisussa 5,109,390 "Haj avastaanotin CDMA- » ; järjestelmässä", jossa hakijana on sama kuin tässä ha- ,ttij kemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella, * · . RAKE-hajavastaanotin voi koostua yhdestä tai useammas- 35 ta sellaisesti vastaanotinsormesta. Esillä olevan kek-sinnön esimerkkisovellutuksessa jokaista liikennekana-vaa palvelee kolmisorminen RAKE-vastaanotin matkavies- 14 1 1 5352 timessä ja nelisorminen RAKE-vastaanotin tukiasemassa.

On huomattava, että ylimääräisiä "etsin" PN-korrelaatiopiirejä käytetään tyypillisesti identifioimiseen ja mittaukseen, mutta ei yleensä ajan ja/tai 5 vaiheen seuraamiseen, tietyillä alustus- ja ohjaussignaaleilla, joita vaihdetaan aktiivisten liikenne-kanavien kautta.

K-l etenemisreitin kautta edenneet signaalit liittyen kuhunkin tilaajayksikköön käsittävät kullekin 10 käyttäjälle nimetyn "liikennekanavan" kuljettaman informaation. Edullisessa sovellutuksessa enimmillään 3K kappaletta Bz signaaleista nimetään kullekin liikennekanavalle. Täten kolmen vierekkäisen antennikeilan alijoukkoa käytetään tietyllä 15 vastaanotinsormella käsitellyn signaalin vastaanottoon. Jos kaksi tai useampi monireittinen signaali, jotka on nimetty eri vastaanotinsormille, ovat lähekkäin, sama 3-keilainen alijoukko voidaan nimetä vastaanottamaan jokainen kahdesta tai 20 useammasta signaalista. Tässä tilanteessa nimettäisiin vähemmän kuin 3K keilasignaalia liikennekanavalle.

Viitaten kuvioon 5B, jokaisen erillisen sig-; naalin vastaanottamiseen käytetyn kolmen keilan nimeä- minen antaa keilanseurantaverkolle 240a-240j mahdolli-’* ”· 25 suuden seurata kutakin vastaanotettavaa signaalia.

·,: l Esimerkiksi oletetaan, että j.-s keila, joka on muodos- : tettu tukiaseman antennimatriisilla, on identifioitu kuljettavan vahvinta signaalia kolmesta antennikeilas-ta, jotka liittyvät tiettyyn vastaanotinsormeen. Nyt 30 voidaan suorittaa alla kuvattava seuranta tilan suh- teen laskemalla tilaseurantasignaali perustuen te- > · hoeroon "oikean" ja "vasemman" antennikeilan (eli kei-• · lojen j±l) välillä. Jokainen saatu K seurantasignaali ; : kultakin keilanseurantaverkolta 240a-240j siirretään 35 siihen liittyvällä seurantaväylällä 242a-242j oh- jaimeen 244. Jokainen seurantaväylä 242a-242j koostuu ‘ * K:sta signaalijohtimesta vastaten kunkin hajavas- 115352 15 taanottimen 232a-232j kutakin osoitinta. Jos seuran-tasignaalit osoittavat, että oikean keilan j+1 kautta vastaanotettu signaali on merkittävästi voimakkaampi kuin vasemman keilan j-1 kautta vastaanotettu, niin 5 ohjain 244 voi parantaa signaalin vastaanottoa ohjaamalla kytkinmatriisin kytkinmatriisi 228 muuttamaan tietylle vastaanotinosoittimelle allokoidun keilajou-kon j, j±l :stä j,j+l, j+2 :een.

Edullisessa sovellutuksessa oikean ja 10 vasemman keilan kautta vastaanotettujen signaalien demoduloinnin ajoituksessa on offsetia ennalta määrätty marginaali. Täten oikean ja vasemman keilan (eli keilojen j±l) kuljettaman signaalin demoduloinnin ajoituksessa on offsetia siten, että yksi keiloista 15 j±l on nimetty "aikaiseksi" keilaksi, kun taas toinen keiloista on nimetty "myöhäiseksi" keilaksi. Jokainen säteenseurantaverkko 240a-24Oj muodostaa seurantasignaalin, joka perustuu kuhunkin vastaanotinosoittimeen liittyvän oikean ja vasemman 20 keilan kautta vastaanotetun signaalin tehoeroon.

Esimerkiksi oletetaan jälleen, että keilat j, j±l, . jotka on muodostettu tukiaseman antennimatriisilla, ‘ vastaavat tiettyyn vastaanotinosoittimeen liittyviä ·' antennikeiloja. Seurantasignaali, joka annetaan > · ' 25 tietyllä seurantaväylällä 242a-242j ohjaimelle 244, • lasketaan perustuen tehoeroon oikean ja vasemman • (·^ keilan vastaanotetun demoduloidun signaaliin eriin.

; V: Demodulointiajoitus tietyssä hajavastaanottimessa 232a-232j säädetään ohjaimen 244 ohjauksessa.

30 Kuvio 5C esittää lohkokaavioesityksen tu- ,···, kiaseman vastaanottoverkosta 210 käsittäen etäpistee- seen sijoitetun antennimatriisin. Viitaten kuvioon 5C :.· M-elementtinen antennimatriisi (ei esitetty) antaa 1../· joukon vastaanotettuja signaaleita M:llä signaalijoh- , 35 timella 212. Esimerkkisovellutuksessa antennimatriisi käsittää M joka suuntaan suunnattua antennielementtiä, jotka on tasaisesti sijoitettu oletetulle ympyränke- 115352 16 hälle, mahdollista siten mistä tahansa suunnasta tulevien signaalien vastaanoton.

Vaihtoehtoisissa sovellutuksissa M- elementtinen antennimatriisi voitaisiin korvata 5 suorakulmaisella verkolla, johon kuuluu M kappaletta monisuuntaista antennielementtiä. Verkon kuhunkin elementtiin liittyvät painokertoimet voidaan \ valita siten, että mahdollistetaan keilojen muodostus kaikkiin suuntiin. Yleisessä tapauksessa 10 antennielementtien ääreiskokoonpanoja voitaisiin käyttää keilojen muodostamiseksi kaikkiin suuntiin käyttämällä sopivaa keilanmuodostuspiiriä yhdessä valmiiksi laskettujen painokerrointaulukkojen kanssa.

Kuten esitetään kuviossa 5C, signaalijohtimet 15 212' antennimatriisista kytketään IF-alasmuuntimeen, joka alasmuuntaa vastaanotetut signaalit joukoksi IF- signaaleita 218'. IF-signaalit 218' näytteistetään

analogidigitaalimuuntimessa (A/D) 220' M

kompleksiarvoiseksi diqitaalisiqnaaliksi (I'i, Q'i),missä 20 i = 1 - M. Edullisessa sovellutuksessa A/D-muuntimen 220' näytteistysnopeus valitaan noin nelinkertaiseksi PN-hajautusnopeuteen nähden. Täten ·,,·’ esimerkkisovellutuksessa näytteistysnopeus on 4x1.22 88 '1 ·: tai 4.912 MHz. Näytteistysnopeutta voidaan pienentää ! 25 lähelle Nyquistin nopeutta, jos A/D-muuntimen 220' • * * · . ,·. yhteydessä käytetään interpoloivaa suodatinta.

Digitaalisignaalit (I'i, Q'i), missä i = 1 - M V * Ί muunnetaan valinnaisesti multiplekserillä 226' sar^a- , muotoon ja annetaan modulaattoriin/kooderiin 228' . Ku- « » · 3 0 vion 5C sovellutuksessa antennimatriisi A/D-muunnin 220', multiplekseri 226' ja modulaattori/kooderi 228' sijaitsevat etäällä vastaanottoverkon 210' signaalin- » · käsittelyelementeistä. Informaatio etäpisteestä anne-/ t taan yhteydellä 229' (eli optisella kuidulla) demodu- • 35 laattoriin/dekooderiin 230', joka sijaitsee keskuspro- ·: sessointiyksikössä tai tukiasemassa. Modulaatto- ri/kooderi 228' moduloi ja koodaa etäpisteestä tulevan 115352 17 informaation varmistaakseen luotettavan siirron yhteydellä 22 9' . On selvää, että käytettävä modulointi ja koodaus riippuvat yhteyden 229' ominaisuuksista. Edelleen on selvää, että modulointi ja koodaus suoritetaan 5 puhtaasti datalähetyksen yhtenäisyyden parantamiseksi etäpisteestä. Näin ollen piirielementit 226'-231' lasketaan valinnaisesti mukaan esittämällä ne katkoviivoin kuviossa 5C.

Demoduloidut ja dekoodatut signaalit,jotka on 10 muodostettu demodulaattorilla/dekooderilla 230' ja demultiplekserillä 231'annetaan J:lle keilanmuodostus-verkolle 224a'-224j'.Jokainen keilanmuodostusverkko 224a'-224j' generoi, kuten yllä on kuvattu,Q keila-signaalia käsiteltäväksi vastaavalla hajavastaanot-15 timella 232a'-232j'.Parametri Q on yhtäsuuri kuin tulo: (i) kunkin hajavastaanottimen 232a'-232j' "sormien" määrä, ja (ii) kullekin sormelle osoitettujen keilojen määrä.

20 Edullisessa sovellutuksessa kolmen vierekkäisen antennikeilan alijoukkoa käytetään tietyllä : vastaanot insormella käsiteltyjen antennikeiloj en käsittelyyn. Jos kaksi tai useampi monireitt inen signaali, jotka on nimetty eri vastaanotinsormille, ; ·. 25 sijaitsevat avaruudessa likimain samalla alueella, 'V niin sama 3-keilainen alijoukko voidaan nimetä ;;; vastaanottamaan jokainen kaksi tai useampi signaali.

♦ * » *'* ’ Tässä tapauksessa alle Q/3 keilasignaalia nimettäisiin liikennekanavalle. Tämä keila-allokointi mahdollistaa 30 keilanseurantaverkkoj en 240a'-240j' toiminnan sekä ,,·* ajan että paikan suhteen kullakin vastaanotetulla : keilasignaalilla. Tämä seuranta suoritetaan t * · olennaisesti yllä kuvatulla tavalla, paitsi että , ohjain 244' antaa keilanvalintainformaation erikseen 35 kullekin keilanmuodostusverkolle 224a'-224j ' .

/•j Viitaten nyt kuvioon 5D, esitetään lohkokaa vio adaptiivisesta keila-RAKE-vastaanottimesta, joka 115352 18 on järjestetty käsittelemään M:ää taajuusalasmuunnet-tua, digitoitua keilasignaalia, kuten signaaleita, jotka ovat lähtönä A/D-muuntimelta 220 (kuvio 5A) . M antennisignaalia jaetaan J:lle kanavayksikölle, joista 5 yksi esitetään kuviossa 5D. Jokainen kanavayksikkö suorittaa jäljellä olevan signaalinkäsittelyn ja tun-nistustoiminteet yksittäiselle tietoliikenneyhteydelle (eli puhelulle) matkaviestimen ja tukiaseman välillä. Vasteena ohjaimen 244' antamaan keilanvalintainformaa-10 tioon kytkinmatriisi 233' kussakin kanavayksikössä valitsee M matriisisignaalin alijoukon käsiteltäväksi kanavayksiköllä. Yhtä tai useampaa vastaanotinta 227' käytetään vahvimman kanavayksikköön liittyvältä matkaviestimeltä vastaanotetun signaalin tunnistamiseen.

15 Tällöin etsinvastaanotin(-ottimet) 227' tyypillisesti mittaavat eri aikaan saapuvien monireittisten komponenttien voimakkuudet niiden kuljettua vastaavasti eri etäisyyden lähettämisen jälkeen. Edullisessa sovellutuksessa valitaan J yhden tai useamman keilasignaalin 20 joukkoa kytkinmatriisilla 233' käsiteltäväksi J:llä korrelaatiovastaanottimella 230' kanavayksikössä. Tämä t>·^ valinta perustuu ohjaimelle 244' etsinvastaanottimelta 227' annettuihin etsintätuloksiin. Täten ohjain 244' määrittää mikä M:stä antennimatriisilla muodostetusta 25 signaalista annetaan kullekin korrelaatiovastaanotti- : melle 230' ja mikä monireittisistä signaalikomponen- :.·,ί teista kultakin matkaviestimeltä käsitellään.

: Digitoidut signaalit antennimatriisilta valittuna kun kin kanavayksikön kytkinmatriisilla 233' annetaan kei-30 lanmuodostusverkkoon 224' kanavayksikössä. Keilanmuo-

· I

dostusverkko muodostaa yhden tai useamman digitaali- ·* keilan käsiteltäväksi kullakin korrelaatiovastaanotti- » : mella 230' yhdistämällä valitut vektorisignaalit line- aarisesti painokertoimiin, jotka on valittu vahvimman 35 vastaanottimella 230' käsitellyn vastaanotetun moni- ^ . reittisen signaalin signaalikohinasuhteen maksimoimi- s i seksi. Tämä johtaa tyypillisesti sellaiseen painoker- 115352 19 roin valintaan, että keilavahvistus maksimoidaan suunnassa, jossa on vahvin vastaanotettu monireittinen signaalikomponentti, mikä määritetään etsinvastaanot-timella 227' . Useampi kuin yksi keila voidaan antaa 5 kullekin korrelaatiovastaanottimelle 230', koska yksi tai useampi monireittinen signaalikomponentti, joka on käsitelty kullakin vastaanottimella 230' saapuu yleensä tukiasemaan eri suunnasta. Kuhunkin keilasignaaliin liittyvän antennikeilan muotoa ja suuntaa voidaan 10 muuntaa adaptiivisesti ohjaimella 244' muuttamalla dynaamisesti painokertoimien arvoja. Muilla kanavayksi-köillä (ei esitetty kuviossa 5D) valitut keilat voidaan sitävastoin suunnata niillä yksiköillä käsiteltävien signaalien SNR:n maksimoimiseksi.

15 Viitaten uudelleen kuvioon 5D, kunkin kanavayksikön korrelaatiovastaanotin 230' ottaa osaa jäljelle jäävään signaalinkäsittelyyn matkaviestimen ja tukiaseman välisellä yhteydellä. Demoduloidut signaalit, jotka muodostetaan kullakin 20 korrelaatiovastaanottimellä 230', annetaan yhdistäjämoduuliin 235'. Yhdistäjämoduulissa 235' demoduloidut signaalit yhdistetään ja annetaan : : : delimitin- ja dekooderiverkkoon (ei esitetty).

*;·· Esimerkkisovellutuksessa delimitetyt signaalit f 25 dekoodataan Viterbin dekoodausalgoritmin mukaisesti ja . ,·, annetaan sen jälkeen vokooderiin tai muuhun !!! toiminnalliseen yksikköön. Perusetu, joka saavutetaan * kuvion 5D sovelluksella on se, että kytkinmatriisi 11a < on käsiteltävä suhteellisen vähän keilasignaaleita.

30 Vaikka ehkä vaaditaan, että käytetään ylimääräisiä ·,,,· keilanmuodostuselementtejä, niin se voi siitä : huolimatta johtaa kustannuksiltaan edullisempaan * · it; piiri-implementaatioon.

* · . Kuvioissa 5A-5D tietylle liikennekanavalle 35 nimettyjen antennikeilojen leveys riippuu matka- ‘j viestimen ja tukiaseman välisestä etäisyydestä. On huomattava, että leveämmät keilat tyypillisesti nime- 115352 20 tään tilaajayksiköille, jotka ovat suhteellisen lähellä tukiasemaa, kun taas kapeammat keilat allokoidaan kauempana oleville tilaajayksiköille.

C. Säteenmuodostusverkko 5 Viitaten kuvioon 6, vastaanottoantenniverkko voidaan vaihtoehtoisesti toteuttaa siten, että siihen kuuluu antennielementit sekä horisontaalisuunnassa että vertikaalisuunnassa polarisoituneiden signaalien (li, Qi,) h ja (Ii,Qi)v vastaanottoon. Sellaisessa 10 sovelluksessa käytetään erillisiä keilanmuodostusverkkoja 224a ja 224b erillisten keilanmuodostussignaalien Bz,h ja BZ/V muodostamiseksi vastaten horisontaalisuunnassa ja vertikaalisuunnassa polarisoituneita signaaleita. Signaalit BZ(h ja Bz<v 15 generoidaan vastaavasti keilanmuodostusverkoilla 224a ja 224b seuraavien yhtälöiden mukaisesti: (2)

M

M

K,=YSh+m,s* <3) <=/ missä, kuten yhtälön (1) kohdalla, Z = 1 - (L)(M).

; 20 Kuvion 6 toteutuksessa molemmat ,· ·. keilasignaalijoukot Bz,h ja Bz,v voidaan käsitellä * · samalla kytkinmatriisilla. Lisäksi vaikka i:s • · . . keilasignaalipari B(Zjh)i ja B(Z,V) ei yleensä ole * * “ / allokoitu tietyn liikennekanavan samaan ' >’ 25 vastaanotinosoittimeen, jokaista signaalia voidaan · erikseen käyttää tietyn vastaanottimen eri <, osoittimella. Lisää yksityiskohtia liittyen valitun ’;· polarisaation toteutukseen kuvion 6 vektorirakenteessa kuvataan esimerkiksi yllä viitatussa . 30 patenttijulkaisussa US 4,901,307.

i · ’ ; D. Kytkinmatriisi * t ·

Seuraavassa kuvataan kytkinmatriisia kytkin-matriisi 228 (kuvio 5Al Oletetaan, että peräkkäisiin j · *t* keilasignaaleihin Bi ja Bi+χ liittyvät antennikeilat > · 35 ovat vierekkäin. Yleisessä tapauksessa (L>1), jokainen 1 1 5352 21 vierekkäinen keilapari (eli Bi ja Β±+1) on limittäin paikan suhteen. Viitaten kuvioon 5A, J liikennekana-vaa, joita tukee kytkinmatriisin 228 P=J*3K lähtöä, voidaan yksilöidä käyttäen merkintää Tj)k;Tn Erityisesti 5 ensimmäinen alaindeksi j viitta arvoihin 0, 1, . .., J- 1 ja määrittä yhden J:stä liikennekanavasta. Toinen alaindeksi k määrittää liikennekanavan tietyn lähetys-reitin (eli osoittimen) ja viittaa arvoihin 0, 1, K-l. Kolmas alaindeksi m, missä m = 0, 1 tai 2 määritit) tää yhden kolmesta vierekkäisestä antennikeilasta nimettynä tietylle liikennekanavan osoittimelle.

Esimerkkisovellutuksessa tulokeilasignaalit Bi nimetään kytkinmatriisin kanavalähdöille Tj,k;m seuraavasti.

15 1) Kullekin liikennekanavalle Tj jokainen 3K

lähtöä siihen liittyen linkitetään eri tulokeilalle Bi. Lisäksi tulokeilasignaalijoukko Bi, joka on yhdistetty tietylle liikennekanavalle, käsittää yleensä K ryhmää, johon kuhunkin kuuluu kolme 20 vierekkäistä keilaa. Esimerkiksi jos K=3 (eli kolme kanavasormea) , niin keilajoukko Bi_i, Bi, Bi+1, Bj_i, Bj, t··. Bj+x, Bk_i, Bk, Bk+1 yhdistetään kyseessä olevaan > · I liikennekanavaan.

* i 0 2) Jokainen tulokeilasignaali Bi voidaan kyt- < I > ! « ‘ * 25 keä yhteen tai useampaan liikennekanavaan. Kuitenkin, * i ;,i · jos keilasignaali Bi annetaan tietylle liikennekana- valle, se annetaan yhteen ja ainoaan kytkinmat-riisilähtöön, joka on nimetty kyseiselle kanavalle.

* 30 3) Yhteydet tulokeilojen ja liikennekanava- ι·-'ι lähtöjen Tjik,m välillä voidaan kuvata matriisilla, jos- sa on M riviä vastaten keilasignaaleita Βχ, i=l, 2, I ..., M ja P=J*3K saraketta vastaten kytkinmatriisin liikennekanavalähtöj ä. Alkio mmnellä rivillä ja , 35 p-.nnessä sarakkeessa määrätään "l":ksi, jos tulokei- lasignaali Bm kytketään tiettyyn liikennekanavalähtöön * Tj>k,m. Alkio määrätään "0":ksi, jos sellaista kytkentää 1 » 115352 22 ei ole. Esimerkinomainen kytkentämatriisi yhdeksällä tulokeilasignaalilla (M=9), neljällä liikennekanavalla (J=4) ja yhdellä sormella liikennekanavaa kohden (K=l) esitetään alla taulukossa 1. Huomaa, että taulukko 1 5 määrittää, että keilasignaalit Βχ, B2 ja B3 kytketään liikennekanavaan "0" (eli Βχ T0,o,i/ B2 T0,o,2 ja B3 T0,o,o) keilasignaalit B4, B5 ja B6 kytketään liikennekanavaan "1" (eli B4 Ti,o,0, B5 Tl,0,1 ja B6 Τχ,ο,2) , keilasignaalit B7, B8 ja B0 kytketään liikennekanavaan "2" (eli B7 10 T2,o, 1 / Bs T2,o,2 ja Bo T2,0,o) ja keilasignaalit B5, B6 ja B7 kytketään liikennekanavaan "3" (eli B5 T3,0<2, B6 T3,0,0 ja B7 T3,o,x) ·

Taulukko 1

Trwi rp rji rn rwi T< »T» ΠΡ T1 T

Q.,0.0 10.0.1 *0.0.2 11.0.0 *1.0.1 *1-0.2 *2.0.0 12,0.1 * 2,0,2 *3.0.0 13.0.1 * 3.0.2 B0 Jo o o o ö ö i o o 5 ö ö B,0 1 0000000000 ΒχΟ 0 1 001000000

Bjl 0 0 1 000 0 0 0 0 0 B4 0 000 10000000

Bs 0 0000100000 1 B6 0 000000001 00 B7 0 000000 1 00 1 0

BgO 0000000 1 000 15 Kytkinmatriisin 228 edullisessa sovellutuk- : sessa jokainen keilasignaali kykenee kytkeytymään ku- hunkin liikennekanavalähtöön Tj,*,„»· Viitaten kuvioon 7, .. esitetään puumainen järjestely kytkimille 250, jotka ; on suunniteltu tarkalleen yhden signaalireitin aikaan- 20 saamiseksi keilasignaalin Βχ ja kunkin liikennekanavan välillä. Jokainen kytkin 250 käsittää edullisesti yh-** ’ den tulon ja kahden lähdön binäärikytkimen, joka pys tyy vaihtelemaan neljässä eri tilassa (eli tilat S0-S3). Tilassa SO kytkin eristetään molemmista lähdöis-• .* 25 tä, tilassa SI tulo kytketään vain ensimmäiseen läh töön, tilassa S2 tulo kytketään vain toiseen lähtöön ja tilassa S3 tulo kytketään molempiin lähtöihin.

> : Kuten yllä huomattiin, jokainen tulosignaali : 3 0 kytketään enimmillään 3K johtimeen liittyen kuhunkin 115352 23 liikennekanavaan. Näin kuvion 7 puumainen kytkinjärjestely mahdollistaa keilasignaalin Bi kytkennän mihin tahansa kahdeksan liikennekanavan T1-T8 kombinaatioon. Muodostamalla matriisi N kytkinpuun avulla toteutetaan 5 kytkinmatriisi, joka pystyy kytkemään N tulokeilasig-naalia joukkoon liikennekanavia T' , missä T' viittaa kunkin kytkinpuun lähtöjen määrään. Yleisesti kytkin-puuhun kuuluu (Τ'-1) binäärikytkintä.

E. Hajavastaanotin 10 Kuvio 8 on lohkokaavioesitys hajavastaanottimesta 232a sen ollessa selvää, että hajavastaanottimet 232b-232j voidaan implementoida olennaisesti identtisellä tavalla. Edullisessa sovellutuksessa kytkinmatriisi 228 antaa 15 vastaanottimelle 232a 3K keilasignaalia, jotka liittyvät tiettyyn liikennekanavaan. Kolme keilasignaalia liittyen K:hon lähetysreittiin käsitellään kukin yhdellä K:sta vastaanotinosoittimesta, missä ensimmäinen ja K:s 20 sormi vastaanottimessa 232a identifioidaan vastaavasti käyttäen numeroita 300 ja 300'. Vaikka vain ensimmäinen vastaanotinosoitin 300 esitetään \ .· yksityiskohtaisesti kuviossa 8, jokaisen jäljelle l jäävän K-l vastaanotinosoittimen oletetaan olevan sen i 25 kanssa identtisiä.

• Kuten esitetään kuviossa 8, kytkinmatriisi . .·. 228 antaa oikean (Rn, Riq) , vasemman (Ln, LiQ) ja kes- kimmäisen (Cu / Ciq) keilasignaalin ensimmäiselle vas- taanotinosoittimelle 300. Lisäksi kytkinmatriisi 228 30 antaa oikean, vasemman ja kohdallaan olevan keilasig- naalin jäljelle jääville K-l vastaanotinosoittimelle, ’*>* kuten esitetään oikealla (Rki/ Rkq) / vasemman (LKi, LKq) : ja keskimmäisen (CKi, CKq) keilasignaalin avulla, jotka » * · annetaan vastaanotinosoittimelle 300' .

» · ;*** Viitaten kuvioon 8 keskimmäiset (Cu, C1Q) '· keilasignaalit annetaan offset-OQPSK-demodulaattoriin 115352 24 304 yhdessä paikallisesti generoitujen' sekvenssien (PNi ja PNq) toistojen (ΡΝχ' ja PNQ') kanssa. Saadut I-ja Q-kanavan dekorreloidut lähdöt demodulaattorilta 304 kootaan I-kanavan ja Q-kanavan puskurikokoajissa 5 306 ja 308, jotka keräävät merkkidataa neljän PN- alibitin intervallein. Kerääjien 306 ja 308 lähdöt lukitaan nopean Hadamard-muunnoksen (FHT) prosessoriin 310 jokaisen keräysjakson seurauksena.

Kuten yllä huomattiin, 64-aarisessa Walsh-10 signaloinnissa lähetetyt merkit koodataan yhdeksi 64 erilaisesta sekvenssistä, joka tunnetaan Walsh-funktiona. Esimerkkisovellutuksessa kunkin matkaviestimen 12 signaalit moduloidaan samalla 64 ortogonaalisella Walsh-koodisekvenssillä pituudeltaan 15 64. On tunnettua, että nopea Hadamard-operaatio implementoituna FHT-prosessorilla 310 muodostaa miellyttävän mekanismin vastaanotetun signaalitehon korreloimiseksi kunkin 64 saatavilla Walsh-sekvenssin kanssa.

20 Erityisesti FHT-prosessori 310 antaa 64 I- kanavan "hypoteesia" I(Wl), I(W2), . . ., I(W64) ja 64 : /· Q-kanavan "hypoteesia" Q(W1), Q(W2), ..., Q(W64) pe- rustuen kun 64 suoritetun korreloinnin tulokseen kus- <; .j sakin käsittelyvälissä. Hajautuksen yhdistäjä 312 on : ·. 25 järjestetty vastaanottamaan 64 rinnakkaista I- ♦ · / / kanavalähtöä samoin kuin 64 rinnakkaista Q- • · kanavalähtöä kultakin vastaanotinsormelta kunkin kä- • * · ’ * sittelyvälin aikana. Esimerkkisovellutuksessa FHT- u prosessorin tietyssä sormessa muodostamat I- ja Q-3 0 kanavalähdöt painotetaan hajautuksen yhdistäjässä 312 • · » *,,,·* suhteessa keskimääräiseen signaali tehoon, joka vas- ,·. : taanotetaan kyseiseen osoittimeen liittyvältä etene- misreitiltä. Sellaisessa implementaatiossa kunkin . osoittimen FHT-prosessorin tuottama signaalitehoa tyy- '! 35 pillisesti tarkkaillaan peräkkäisissä aikajaksoissa, ,’·· jotka jokainen kattavat useita vastaanotettuja merkki- jaksoja (esim. kuuden merkkijakson käsittelyvälejä) .

115352 25

Suhteellinen paino liitettynä kuhunkin sormeen hajautuksen yhdistäjällä 312 voidaan säätää tarkkaillun ai-kavälin perusteella.

Perustuen kunkin vastaanotinosoittimen FHT-5 prosessorilla painotettuun I- ja Q-kanavan lähtöön hajautuksen yhdistäjä 312 antaa rinnakkaiset 64 Walsh-tehosignaalia maksimin tunnistuslohkoon 316. Maksimin tunnistuslohko 316 identifioi mikä 64 hajautuksen yhdistäjällä muodostetusta Walsh-sekvenssistä on 10 teholtaan suurin eli millä on teho Emax. Tehon Emax voimakkuus voidaan antaa ohjaimelle 244, jossa sitä voidaan käyttää seuraavan käsittelyvälin aikana tehonohjaukseen ja lukituksen tunnistustoimintoihin. Maksimin tunnistuslohko 312 antaa myös Walsh-indeksin 15 Imax# missä Imax e{l, 2, ..., 64} vastaten valittua tehon Emax Walsh-sekvenssiä. Kuten kuvataan alla viitaten kuvioon 9, Walsh-indeksi Imax määrittää mitä 64 Walsh-sekvenssistä käytetään oikeassa/vasemmassa prosessorissa 320 oikean ja vasemman keilasignaalin 20 Rn, R1q, Lii ja LiQ demodulointiin.

Kuvio 9 antaa yksityiskohtaisemman kuvauksen t · '··* oikean/vasemman keilan prosessorista 320. Kuten esite- • ·.*.* tään kuviossa 9, keilaprosessoriin 320 kuuluu I- ‘"‘ί kanavakertojat 340 ja 342 ja lisäksi Q-kanavakertojat : 25 344 ja 346. I-kanavakertoj iin 342 ja 344 annetaan I- ; kanavanäytteet oikeasta (Rh) ja vasemmasta (Ln) kei- lasignaalista viive-elementtien 352 ja 354 kautta. Vastaavasti Q-kanavakertoj iin 344 ja 346 annetaan Q- <, . kanavanäytteet oikeasta (Riq) ja vasemmasta (Liq) kei- 30 lasignaalista viive-elementtien 356 ja 358 kautta.

·;·’ Viive-elementit viivästävät oikean ja vasemman kei- • t lasignaalin I- ja Q-komponentteja vaatien Walsh- ;··· indeksin Imax tunnistusta. Esimerkkisovellutuksessa . loogiset high ja low arvot +1 ja - 1 annetaan viive- ; ; 35 elementeillä kertojiin 340, 342, 344 ja 346.

1 * · * · Viitaten kuvioon 9, Walsh-merkin generaattori 364 antaa kertojille 340, 342, 344 ja 346 Walsh- 115352 26 sekvenssin, joka käsittää indeksillä Imax identifioidun Walsh-merkin. Indeksillä Imax identifioitu sekvenssi kerrotaan oikean (Rn) ja vasemman (Ln) keilasignaalin I-kanavanäytteillä ja myös oikean (Riq) ja vasemman 5 (Ij1Q) keilasignaalin Q-kanavanäytteillä. Saatu demoduloitu kertojien 340 ja 342 lähtö annetaan vastaavasti I-kanavan saturoituviin kerääjiin 370 ja 372 ja kertojien 344 ja 346 lähtö annetaan vastaavasti Q-kanavan saturoituviin kerääjiin 374 ja 376. Saturoituvat kelo rääjät 370, 372, 374 ja 376 keräävät tuloinformaatiota "q" Walsh-alibitin jakson ajan. Edullisessa sovellutuksessa jokainen keräys suoritetaan 64 Walsh-alibitin aikana (g=64) eli Walsh-merkkijakson aikana. q-bittinen I-kanavan kerääjän lähtö annetaan I-kanavan 15 neliöintipiireihin 380 ja 382 ja q-bittinen Q-kanavan kerääjän lähtö annetaan Q-kanavan neliöintipiireihin 384 ja 386.

Oikean keilan tehoestimaatti saadaan yhdistämällä I- ja Q-kanavan neliöintipiirien 380 ja 384 läh-20 döt summaimessa 392. Vastaavasti myöhäinen keilateho estimoidaan yhdistämällä I- ja Q-kanavan neliöintipiirien 382 ja 386 lähdöt summaimessa 394. Keilavirhesig-naali muodostetaan digitaalisella eropiirillä 396 pe- V.’ rustuen summaimilla 394 ja 392 muodostettujen oikean 25 ja vasemman keilatehon eroon. Keilavirhesignaalin ; merkki ja suuruus riippuvat oikean ja vasemman keilan • * » · : .*. Walsh-demodulaation tuloksista, jotka saadaan kerto- jilla 342, 346 ja 340, 344. Esimerkiksi jos A/D- » » » muuntimen (kuvio 5A) näytteistysvaihe asetetaan siten, . 30 että myöhäisen keilan Walsh-demodulaation suuruus ;;; ylittää oikean keilan Walsh-demodulaation suuruuden, '-*·* niin keilavirhesignaali on negatiivinen.

» **. Tietyllä vastaanotinosoittimella muodostettu ·, 35 seurantasignaali helpottaa annetulle osoittimelle ni- » » ;··’ mettyjen keilajoukkojen säätöä. Kuten aiemmin huomat- » · '· tiin, kytkinmatriisi 228 allokoi kolme vierekkäistä 115352 27 keilaa (eli Βι-χ, Βχ ja Βχ+1) kullekin vastaanotinsor-melle. Keksinnön mukaisesti keilanseurantaverkko 240 (kuvio 5A) , joka liittyy tiettyyn hajavastaanottimeen 232, antaa keilankytkentäsignaalit kultakin vastaanot-5 timen 232 osoittimelta. Sen seurauksena ohjain 244 voi jaksoittain käskeä kytkinmatriisia kytkinmatriisi 228 siirtämään tietyn sormen keilaussuuntaa yhden keilaleveyden verran. Esimerkiksi, jos tietty sormi on aiemmin allokoitu keiloille Bi_l7 B± ja Βχ+1, niin se 10 voidaan kytkeä keiloille Βχ, Βχ+1 ja Βχ+2 vasteena tietyn keilankytkentäsignaalin generoinnille. Tällä tavalla jokainen vastaanotinsormi saadaan seuraamaan tulevaa monireittistä signaalia, jolle se on nimetty.

Viitaten uudelleen kuvioon 8, säteenseuranta-15 verkko 240a käsittää joukon säteenseurantakerääjiä 240ai, missä i = 1 - K, jotka liittyvät hajavastaanot-timen kuhunkin K:hon vastaanotinosoittimeen. Jokainen säteenseurantakerääjä 240ax käsittelee keilavirhesig-naalia, joka on muodostettu oikealla/vasemmalla keila-20 prosessorilla siihen liittyvässä vastaanotinosoitti- messa. Kuten alla kuvataan viitaten kuvioon 11, niin tietyissä olosuhteissa keilavirhesignaalia, joka on ';··1 muodostettu tietyn vastaanottimen 232a sormessa, käy- tetään lisäämään/vähentämään kerääjärekisteriä vastaa-25 vassa keilanseurantakerääj ässä 240ax. Kun kerääjäre- jj : kisteri ylivuotaa/alivuotaa, keilankytkentäsignaali : annetaan ohjaimeen 244 ja kytkinmatriisilla kytkinmat- riisi 228 vastaanotinsormelle allokoitu keilajoukko säädetään sen mukaisesti.

Viitaten nyt kuvioon 10 esitetään lohkokaavioesitys säteenseurantakerääjästä 240ai, joka ' | liittyy hajavastaanottimen 232a ensimmäiseen : vastaanotinsormeen 300 (kuvio 8).

35 Säteenseurantakerääjään 240ax kuuluu tulorekisteri * · 402, johon on järjestetty Walsh-merkin oletusindeksi » s ’· Imax/ joka on generoitu maksimin tunnistuslohkolla 316 115352 28 ja keilavirhesignaali vasemmalta/oikealta prosessorilta 320. Nämä arvot talletetaan rekisteriin 400 kunnes hajautuksen yhdistäjä 312 on tehnyt viimeisen "kovan päätöksen" perustuen Walsh-merkin 5 oletukseen, joka on muodostettu kullakin vastaanotinsormella, Walsh-merkin sen hetkiseksi indeksiksi (Imax' ) · Indeksin Imax' tultua saataville hajautuksen yhdistäjältä 312, indeksi -saatavilla johdin Iav kytkee Imax:in talletetun arvon annettavaksi 10 digitaalikomparaattoriin 406 ja talletetun keilavirhesignaalin vastaanotettavaksi puskurirekisterillä 408.

Jos komparaattori 406 määrittää, että Imax ja 15 Imax' ovat yhtäsuuria, niin lähtevä kytkentäsignaali, joka esitetään viivalla 407 johtaa virhesignaalin tallentamiseen kerääjärekisteriin 410 sisältöön lisättyyn puskurirekisteriin. Kun kerääjärekisterin 410 sisältö ylivuotaa ylemmän kynnyksen yläpuolelle, tai menee al-20 le alemman kynnyksen, ohjaimelle 244 annetaan polarisaatioltaan sopiva säteenmuodostussignaali. Vastaanotettuaan säteenmuodostussignaalin ohjain 244 antaa ..· RESET-komennon, mikä johtaa kerääjän 410 tyhjentämi- !seen. RESET-komento annetaan myös kun vastaanottimen ·;*: 25 "lukkiutuminen" poistuu vastaanotetusta merkkidatasta « eli kun komparaattori määrittää, että Imax on erisuuri . kuin Imax' · • » · • * · * * · F. Rengasantennimatriisi 30 Viitaten kuvioon 11 esitetään * · · rengasantennimatriisi. Rengasmatriisin säteeksi oletetaan R ja siihen kuuluu 2N tasaisesti sijoitettua antennielementtiä Ei, i=l, . . . , 2N seuraavin * * · koordinaatein: . !·. 35 = ^))),/ = 1,....27^ (4) :.· V 2N J V 27V / » » 115352 29

Rengasmatriisi 500 voidaan kuvata vahvistuskuviolla G(θ-φϊ) , missä Θ määrittää sähkömagneettisen signaalin S saapumissuunnan ja missä φι osoittaa antennielementin Ei paikan. Kuten tulee esille kuviosta 11, signaali 5 saapuu eri aikaan kuhunkin antennielementtiin Ei. Aikaviive Xi signaalin S saapumisajan matriisin 500 keskustaan C ja saapumisajan elementtiin Ei voidaan esittää seuraavasti:

τί=—^{θ-φί)^αί=2π^τί=^^οο%{θ-φί),ψί=π[^~^\,ΐ = \,...,2Ν c λ \ 2 N J

10 (5)

Lisäksi vastaanotettu signaaliteho, joka on generoitu elementillä Ei signaalin S vastaanoton yhteydessä esitetään: XM) = S(t - τ,)Ρ,{θ-φ,)^ρ(6) 15 missä fc on signaalin S keskitaajuus ja missä ai edustaa vaihesiirtymää, joka aiheutuu antennielementtien Ei ja Ei_i sijainnin erosta.

Olettaen kunkin viiveen Xi paljon lyhyemmäksi PN-alibitin kesto, luku S(t-Xi) pysyy suhteellisen vakiona 20 alueella 1 < i < 2N. Edullisessa sovellutuksessa antennin säde R on pienempi kuin 3 0 metriä ja täten • · viive Xi on nanosekunnin murto-osia. Täten, :.V X.(t) = S(t - T,yG,(0-(Z>,.)exp(y(2^/Ci + a,)) (7) « 1 « I » ' ’ Saatava vastaanotettu yhdistelmäsignaali Y(t), joka 25 muodostetaan matriisilla, voidaan esittää: . IN-1 ' ϊ(ι)=γχ,(1)ν, (8) ; ; : ·=ο missä Wi viittaa antennielementiltä Ei signaaliteholle

Xi (t) nimettyyn tehoon. Matriisin säteenkäsittelyver-kossa (ei esitetty), signaalit Xi(t) painotetaan si-30 ten, että maksimoidaan matriisilla vastaanotettu sig- • naalikohinasuhde S/N. Signaalikohinasuhde S/N on suh- teessä Y(t)/lT(t), missä parametri I-rit) edustaa kai-kiila elementeillä Ei vastaanotettua kokonaistehoa.

Parametri IT(t) määritetään seuraavasti: 30 1 1 5352 IN-1 /Γω= Σ[/,ω+Λψ,. o) /=0 missä Ii(t) vastaa häiriötehoa, joka vastaanotetaan irnnessä elementissä Ei. Vastaanotetun signaalin S/N-suhteen maksimoimiseksi suunniteltu painotusoperaatio 5 voidaan suorittaa sinänsä tunnetulla matriisisuunnittelutekniikalla, kuten esitetään julkaisussa Pillai, S. Unnikrishna, Array Signal Processing; pp. 16-17; Springer-Verlag, New York, N.Y. (1989).

10 Edellä oleva edullisten sovellutusten kuvaus annetaan, jotta ammattimies voisi käyttää tai valmistaa esillä olevan keksinnön mukaista laitetta. Näiden sovellutusten eri modifikaatiot ovat ammattimiehille ilmeisiä ja tässä kuvatut yleiset periaatteet ovat 15 sovellettavissa muihin sovellutuksiin keksimättä mitään uutta. Näin ollen esillä olevaa keksintöä ei rajata tässä esitettyihin sovellutuksiin vaan tässä esitettyjen periaatteiden ja uusien hahmojen käsittämään suojapiirin.

.· » » ’ 1 * · * i • 4 » I · •

Claims (33)

115352 31

1. Digitaalinen tietoliikennejärjestelmä (20), jossa informaatiosignaaleja lähetetään käyttäjien kesken, tunnettu siitä, että järjestelmään (20) 5 kuuluu laite ainakin ensimmäisen ja toisen sähkömagneettisen säteen (keilan) antamiseksi käyttäjien lähettämien informaatiosignaalien vastaanottamiseksi; laite (224) ensimmäisen sähkömagneettisen säteen 10 allokoimiseksi vastaanottamaan ensimmäisen informaatiosignaalin komponentit, jotka on lähetetty ensimmäisellä lähetysreitillä ensimmäisen vastaanottosignaalin generoimiseksi, johon ensimmäiseen informaatiosignaaliin kuuluu ainakin osa ensimmäisen 15 käyttäjän lähettämästä informaatiosignaalista; laite (228) ensimmäisen sädesignaalin generoimiseksi ensimmäisestä vastaanotetusta signaalista; ensimmäinen säteenseurantaverkko (240) ensimmäisen säteenseurantasignaalin generoimiseksi demoduloimalla 20 ensimmäistä sädesignaalia; ja 1·. säteen kytkentälaite (244) mainitun ensimmäisen i ^ signaalikomponentin seuraamiseksi avaruudessa, » ‘ I ' osoittamalla mainittu toinen elektromagneettinen säde M > > t vastaanottamaan mainittu ensimmäinen • · 25 signaalikomponentti, perustuen mainittuun ensimmäiseen säteenseurantasignaaliin. * » * • ♦ · • /

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä ·;· (20) , tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu 30 laite (228) toisen sädesignaalin generoimiseksi toisesta * · * ,· # vastaanotetusta signaalista, joka on johdettu mainitusta * · ’* '· toisesta elektromagneettisesta säteestä ja että ' ‘ laitteisiin (228) ensimmäisen ja toisen sädesignaalin t .generoimiseksi kuuluu laite ensimmäisen ja toisen .: 35 vastaanotetun signaalin näytteistämiseksi ensimmäisen ja toisen näytteistetyn vastaanottosignaalin muodostamiseksi. 115352 32

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että demodulointilaitteeseen (228) kuuluu laite ainakin ensimmäisen näytteistetyn vastaanotetun signaalin ajoituksen säätämiseksi 5 ensimmäisen säteenseurantasignaalin mukaisesti.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä (20), tunnettu siitä, että säteenseurantaverkkoon (240) kuuluu laite informaatiosignaalin seuraamiseksi 10 avaruudessa, johon laitteeseen kuuluu kerääjä kumulatiivisen virhesignaalin generoimiseksi keräämällä säteenseurantasignaalia.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä 15 (20) , tunnettu siitä, että laitteet ensimmäisen ja toisen sähkömagneettisen säteen generoimiseksi on järjestetty digitaalisen tietoliikennejärjestelmän tukiasemaan, joihin laitteisiin kuuluu antenniverkko.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä (20), tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu laitteet kolmannen ja neljännen sähkömagneettisen säteen • · ’ antamiseksi toisen informaatiosignaalin • < » ' vastaanottamiseksi toisella lähetysreitillä kolmannen ja 25 neljännen vastaanotetun signaalin antamiseksi, johon • i I : : toiseen informaatiosignaalikomponenttiin kuuluu : ensimmäisen inf ormaatiosignaalin toinen osa. • I ( • · · * * *

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä , 30 (20), tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu 'O; laitteet kolmannen ja neljännen sädesignaalin ;** generoimiseksi kolmannesta ja neljännestä ; ; : vastaanotetusta signaalista; laitteet kolmannen ja neljännen sädesignaalin 35 demoduloimiseksi informaatiosignaalin kolmannen ja » · ’;·*] neljännen estimaatin antamiseksi; ja * * » 115352 33 toinen seurantaverkko toisen seurantasignaalin generoimiseksi perustuen informaatiosignaalin kolmanteen ja neljänteen estimaattiin.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu laite toisen sädesignaalin demoduloimiseksi; laitteet merkkiestimaattisignaalijoukon generoimiseksi korreloimalla ensimmäinen sädesignaali 10 vastaavalla informaatiomerkkisekvenssillä; ja laitteet yhden informaatiomerkkisekvenssin valitsemiseksi vertaamalla merkkiestimaattisignaaleja.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä 15 (20) , tunnettu siitä, että laitteisiin ensimmäisen ja toisen sädesignaalin demoduloimiseksi kuuluu laitteet valittujen informaatiomerkkisekvenssien korreloimiseksi toisen sädesignaalin kanssa.

10. Digitaalinen tietoliikennejärjestelmä (20), jossa informaatiosignaaleja lähetetään käyttäjien kesken, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu laite sähkömagneettisen säde joukon antamiseksi :,V käyttäjien lähettämien informaatiosignaalien 25 monireittisten komponenttien vastaanottamiseksi • vastaavilta käyttäjiltä vastaanotettujen signaalien . generoimiseksi; kytkentälaite (244) mainittujen monireittisten lit komponenttien seuraamiseksi avaruudessa muuttamalla , 30 mainittujen sädesignaalien alijoukon allokointi •;;j liikennekanavien kesken, joista jokainen liikennekanava ’··' on liitetty yhdelle käyttäjälle; ja vastaanotin (230) ensimmäisen informaatiosignaalin .*·. palauttamiseksi ensimmäisestä sädesignaalialijoukosta, t;( 35 joka on allokoitu ensimmäiseen käyttäjään liitettyyn ’··* liikennekanavaan. • * » • i > • > 115352 34

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että ensimmäiseen vastaanottimeen (230) kuuluu ensimmäinen ja toinen vastaanotinosoitin informaatiosignaalin ensimmäisen ja 5 toisen monireittisen signaalikomponentin käsittelemiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen järjestelmä (20), tunnettu siitä, että kytkentälaitteeseen 10 kuuluu laitteet sädesignaalien ensimmäisen sädesignaalialijoukon osoittamiseksi ensimmäiselle vastaanotinosoittimelle ja sädesignaalien toisen sädesignaalialijoukon osoittamiseksi toiselle vastaanotinosoittimelle. 15

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että ensimmäiseen vastaanotinosoittimeen kuuluu ensimmäinen demodulaattori ensimmäiseen 20 sädesignaalijoukkoon kuuluvien sädesignaalien demoduloimiseksi vastaavan estimaattijoukon saamiseksi ensimmäisestä informaatiosignaalista; ja ·...· ensimmäinen seurantaverkko ensimmäisen : seurantasignaalin generoimiseksi perustuen ··.··; 25 informaatiosignaalin ensimmäiseen estimaatti joukkoon.

* # « , ,·. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että ensimmäiseen demodulaattoriin kuuluu laite ensimmäiseen 30 sädesignaalijoukkoon kuuluvien sädesignaalien korreloimiseksi käyttäen hajaspektrisekvenssiä.

15. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että laitteeseen (228) ’’ 35 sädesignaalijoukon generoimiseksi kuuluu ’...· laite vastaanotettujen signaalien näytteistämiseksi kvantisoitujen signaalien generoimiseksi; 115352 35 laite kvantisoitujen signaalien painottamiseksi; ja laite joidenkin painotettujen kvantisoitujen signaalien summaamiseksi.

16. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että vastaanottimeen (230) kuuluu joukko vastaanottimia, jotka on kytketty-kytkentälaitteeseen, joista kuhunkin vastaanottimeen kuuluu vastaanotinosoitin sädesignaalialijoukon 10 käsittelemiseksi.

17. Digitaalinen tietoliikennejärjestelmä (20), jossa informaatiosignaaleja lähetetään käyttäjien kesken ainakin yhden tukiaseman kautta, tunnettu siitä, 15 että järjestelmään kuuluu antennielementtimatriisi (500), joka on sijoitettu tukiasemaan, ensimmäisen sähkömagneettisen sädesignaalijoukon antamiseksi käyttäjien lähettämien informaatiosignaalien vastaanottamiseksi ensimmäisten 20 vastaanotettujen signaalien generoimiseksi; ensimmäinen säteenmuodostusmatriisi, joka on kytketty antennielementtimatrisiin, ensimmäisen » · *· * sädesignaalin muodostamiseksi vastaanotettujen signaalien näytteiden perusteella, johon "·* · 25 säteenmuodostusmatriisiin kuuluu laite valittujen : : : signaalinäytteiden painottamiseksi ja yhdistämiseksi; ; kytkentälaite mainittujen signaalien seuraamiseksi . avaruudessa jotka vastaanotetaan mainitussa tukiasemassa » > I muuttamalla sädesignaalien alijoukkojen allokointia 30 monille liikennekanaville, jossa jokainen liikennekanava ; ; on liitetty yhteen käyttäjään; ja 1. vastaanotin joukko, joka on kytketty ; : kytkentälaitteeseen, joista jokaiseen vastaanottimeen : kuuluu laite informaatiosignaalin palauttamiseksi 35 yhdelle liikennekanavalle allokoiduista ’ * * * sädesignaaleista. i .· > * I 115352 36

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestelmä (20) , tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu etäantennielementtimatriisi, joka on sijoitettu etäisyyden päähän tukiasemasta ja kytketty 5 sädematriisiin toisen elektromagneettisen sädejoukon muodostamiseksi käyttäjien lähettämien informaatiosignaalien vastaanottamiseksi ja toisen vastaanotetun signaalijoukon generoimiseksi; toinen säteenmuodostusmatriisi, joka on kytketty 10 etäantennielementtimatrisiin, toisen sädesignaalijoukon muodostamiseksi vastaanotettujen signaalien näytteiden perusteella, johon toiseen säteenmuodostusmatriisiin kuuluu laite valittujen toiseen signaalijoukkoon kuuluvien signaalien signaalinäytteiden painottamiseksi 15 ja yhdistämiseksi ja joka säteenmuodostusmatriisi on toiminnallisesti kytketty kytkentämatriisiin, joka kuuluu kytkentälaitteeseen.

19. Menetelmä tietoliikennesignaalien 20 lähettämiseksi käyttäjien kesken digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä, tunnettu siitä, että .···, annetaan ensimmäisen ja toinen sähkömagneettinen säde ensimmäisen informaatiosignaalikomponentin • · • vastaanottamiseksi ensimmäisen ja toisen vastaanotetun • •te* 25 signaalin generoimiseksi, johon ensimmäisen • * : informaatiosignaalikomponenttiin kuuluu ainakin osa %·’ ensimmäisten käyttäjien lähettämää informaatiosignaalia; : : : generoidaan ensimmäinen ja toinen sädesignaali ensimmäisestä ja toisesta vastaanotetusta signaalista; t 30 demoduloidaan ensimäistä ja toista sädesignaalia .··, informaatiosignaalin ensimmäisen ja toisen estimaatin f · >' aikaansaamiseksi; ja v,: generoidaan ensimmäinen seurantasignaali perustuen informaatiosignaalin ensimmäiseen ja toiseen 35 estimaattiin, mainitun ensimmäisen seurantasignaalin ollessa käytettävissä mainitun ensimmäisen lähetyspolun seuraamiseksi avaruudessa. 37 115352

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen signaalin generointivaiheessa näytteistetään ensimmäinen 5 ja toinen vastaanotettu signaalin ensimmäisen ja toisen näytteistetyn signaalin aikaansaamiseksi.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että demodulointivaiheessa 10 säädetään ensimmäisen ja toisen näytteistetyn vastaanotetun signaalin ajoitusta ensimmäisen seurantasignaalin mukaisesti.

22. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että seurantavaiheessa seurataan informaatiosignaalin ensimmäistä komponenttia avaruudessa, ja edelleen generoidaan kumulatiivinen virhesignaali keräämällä seurantasignaalia.

23. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen elektromagneettisen säde annetaan digitaalisen ‘ ' tietoliikennejärjestelmän tukiasemassa. » * i • »

24. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että annetaan kolmas ja neljäs • ti » . sähkömagneettinen säde toisen > I » informaatiosignaalikomponentin vastaanottamiseksi • ti toiselta lähetysreitiltä kolmannen ja neljännen 30 vastaanotetun signaalin generoimiseksi, johon toisen > informaatiosignaalikomponenttiin kuuluu *' informaatiosignaalin toinen osa. r

> \ 25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että generoidaan kolmas ja neljäs sädesignaali ‘.’’i kolmannesta ja neljännestä vastaanotetusta signaalista; 115352 38 demoduloidaan kolmatta ja neljättä sädesignaalia informaatiosignaalin kolmannen ja neljännen estimaatin aikaansaamiseksi; ja generoidaan toinen seurantasignaali perustuen 5 informaatiosignaalin kolmanteen ja neljänteen estimaattiin.

26. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen 10 sädesignaalin demodulointivaiheessa generoidaan merkkiestimaattisignaalijoukko korreloimalla ensimmäistä sädesignaalia vastaavaan informaatiomerkkisekvenssiin, valitaan yksi informaatiomerkkisekvenssi vertaamalla 15 merkkiestimaattisignaaleja.

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen sädesignaalin demodulointivaiheessa korreloidaan 20 valittuja informaatiomerkkisekvenssejä toiseen sädesignaaliin. • · I « *

28. Menetelmä tietoliikennesignaalien ·.·,·’ lähettämiseksi käyttäjien kesken digitaalisessa 25 tietoliikennejärjestelmässä, tunnettu siitä, että •annetaan sähkömagneettinen sädejoukko monireittisten • · » * . signaalikomponenttien vastaanottamiseksi joukosta käyttäjien lähettämiä informaatiosignaaleja • · · vastaanotetun signaalijoukon generoimiseksi; , 30 generoidaan sädesignaalijoukko vastaanotetuista ·;;; signaaleista; ’··’ seurataan avaruudessa mainittuja monireittisiä komponentteja muuttamalla sädesignaalien alijoukon allokointia useilla liikennekanavilla, joista jokainen ,35 on liitetty tiettyyn käyttäjään; ja t I ’·”* palautetaan ensimmäinen informaatiosignaali ·; ensimmäiselle käyttäjäjoukolle liittyvälle ensimmäiselle 115352 39 liikennekanavalle allokoidusta ensimmäisestä sädesignaalialijoukosta.

29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että palautusvaiheessa käsitellään ensimmäisen informaatiosignaalin ensimmäistä ja toista monireittistä signaalikomponenttia käyttäen ensimmäisen vastaanottimen ensimmäistä ja toista vastaanotinosoitinta. 10

30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että allokointivaiheessa nimetään ensimmäinen sädesignaalialijoukko ensimmäiselle vastaanotinosoittimelle ja toinen sädesignaalialijoukko 15 toiselle vastaanotinosoittimelle.

31. Patenttivaatimuksen 28 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että demoduloidaan ensimmäiseen sädesignaalijoukkoon 20 kuuluvia sädesignaaleita vastaavan ensimmäisen informaatiosignaalin ensimmäisen estimaattijoukon aikaansaamiseksi, ja generoidaan ensimmäinen seurantasignaali perustuen informaatiosignaalin ensimmäiseen estimaattijoukkoon. 25

• ;*: 32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen menetelmä, . tunnettu siitä, että demodulointivaiheessa dekorreloidaan ensimmäiseen sädesignaali joukkoon kuuluvia sädesignaaleita käyttäen hajaspektrisekvenssiä. 30

33. Patenttivaatimuksen 28 mukainen menetelmä, '·** tunnettu siitä, että sädesignaali joukon i : ’; generointivaiheessa . näytteistetään vastaanotetut signaalit 35 kvantisoitujen signaalien generoimiseksi; • » ‘ ·’ painotetaan kvantisoidut signaalit; ja summataan painotetut kvantisoidut signaalit. 115352 40