FI115878B - Menetelmä ja laite Walsh-eromoduloinnin käyttämiseksi hajaspektritietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

, 115878 MENETELMÄ JA LAITE WALSH-EROMODULOINNIN KÄYTTÄMISEKSI HAJAS PEKTRITIETOLIIKENNEJÄRJESTELMÄS SÄ

Esillä oleva keksintö liittyy monipääsytieto-liikennejärjestelmiin, kuten langattomiin data- tai 5 puhelinjärjestelmiin ja satelliittitoistintyyppisiin haj aspektritietoliikennejärj estelmiin. Erityisesti keksintö liittyy menetelmään ja laitteeseen usean or-togonaalisen koodin hajaspektritietoliikennesignaalien generoimisessa. Edelleen keksintö liittyy menetelmään 10 usean Walsh-funktion koodisekvenssin käyttämiseksi eromoduloinnissa signaalin moduloimiseksi koodijakoha-jaspektrityyppisessä tietoliikennejärjestelmässä parannettujen tehomittojen aikaansaamiseksi käyttäjille ei-koherentin signaalin demoduloimiseen.

15 Entuudestaan tunnetaan useita monipääsytieto- liikennejärjestelmiä informaation siirtämiseksi suuren käyttäjäjoukon kesken järjestelmässä. Sellaisia moni-pääsyjärjestelmiä käyttäviä tekniikoita ovat mm. aika-jakomonipääsy- (TDMA), taajuusjakomonipääsytekniikka 20 (FDMA) ja AM-modulaatiokaaviot, kuten amplitudikompen- doitu yksittäinen sivukaista (ACSS), jonka perusteet tunnetaan hyvin. Kuitenkin hajaspektrimodulaatiotek- • t · V ‘ niikat, kuten koodijakomonipääsytekniikka (CDMA), tuo- » · V.· vat merkittäviä etuja muihin modulaatiokaavioihin näh-

• I

·,· | 25 den, erityisesti kun järjestelmässä on paljon käyttä- jiä. CDMA-tekniikan käyttö monipääsytietoliikennejär-

·'· , jestelmässä esitetään patenttijulkaisussa US

• 4,901,307, "Hajaspektritietoliikennejärjestelmä, joka käyttää satelliitti- tai maatoistimia", jossa hakijana . . 30 on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tä- < » >

» * I

hän viittauksella.

’*;·* Patenttijulkaisu US 4,901,307 esittää moni- :· pääsyt ietoliikennej ärj estelmätekniikan, jossa suuri joukko yleisiä matkaviestimiä tai etäkäyttäjiä kukin 35 käyttävät lähetinvastaanotinta kommunikoidakseen mui- den järjestelmän käyttäjien tai halutun signaalivas- *·* taanottajien, kuten yleisen puhelinverkon, kanssa. Lä- 115878 2 hetinvastaanottimet kommunikoivat satelliittitoistimi-en ja yhdyskäytävien tai maatukiasemien (joita myös joskus kutsutaan soluasemiksi tai soluiksi), käyttäen koodijakomonipääsyisiä (CDMA) hajaspektrityyppisiä 5 tietoliikennesignaaleita. Tällaiset järjestelmät mahdollistavat erityyppisten data- ja äänisignaalien siirtämisen järjestelmän käyttäjien ja muiden kyseiseen järjestelmään liitettyjen käyttäjien kesken.

Tietoliikennejärjestelmät, jotka käyttävät 10 hajaspektrityyppisiä signaaleita ja modulaatioteknii- koita, kuten sellaisia, jotka esitetään patenttijulkaisussa US 4,901,307, aikaansaavat parannetun kapasiteetin järjestelmässä muihin tekniikoihin verrattuna, koska koko taajuuskaistaa käytetään samanaikaisesti 15 tietyllä alueella olevien käyttäjien kesken ja "uudelleenkäytetään" useita kertoja eri alueilla, joita järjestelmä palvelee. CDMA:n käyttö johtaa parempaan tehokkuuteen annetun taajuuskaistan käytössä kuin mitä saavutetaan käyttäen muita monipääsytekniikoita.

20 Lisäksi laajakaistaisen CDMA:n käyttö mahdollistaa sellaisten ongelmien, kuten monireittisen häipymisen, poistamisen helpommin, erityisesti maatoistimilla.

Näennäiskohinamodulaatiotekniikat (PN) , joita : .·. käytetään laajakaistaisissa CDMA-signaalikäsittelyissä • · 25 aikaansaavat suhteellisen suuren signaalivahvistuksen, mikä mahdollistaa spektriltään samanlaisten tietolii-, kennekanavien tai signaalien erottamisen nopeammin.

' Tämä mahdollistaa eri etenemisreittejä kulkevien sig naalien erottamisen helpommin, edellyttäen ettei rei-30 tin pituus aiheuta suhteellisia etenemisviiveitä, jot ka ylittävät PN-alibitin keston, joka on kaistanlevey-den käänteisarvo. Jos PN-alibittinopeus on noin 1 MHz, ;'j’ niin täyttä ha jaspektriprosessointivahvistusta, joka on yhtä suuri kuin hajotuskaistan leveyden suhde jär-’·'· 35 jestelmän nopeuteen, voidaan käyttää signaalireittien i » diskriminointiin, jotka reitit eroavat enemmän yhden mikrosekunnin reittiviiveessä tai saapumisa j assa mi- 3 115878 tattuna. Tämä ero vastaa reittipituuseroa noin tuhat jalkaa. Tyypillinen kaupunkiympäristö aikaansaa eri reittiviiveitä, jotka ylittävät yhden mikrosekunnin ja joillakin alueilla viiveet kohoavat jopa 10 - 20 mik-5 rosekuntiin.

Kyky diskriminoida monireittisiä signaaleita vähentää merkittävästi monireittisen häipymisen vakavuutta, vaikkakaan se ei tyypillisesti kokonaan eliminoi sitä, koska saattaa olla reittejä, joiden viive 10 eroaa vähemmän kuin PN-alibitin verran. Pieniviiveis-ten reittien olemassaolo on erityisemmin todennäköistä satelliittitoistimilla tai suunnatuilla tietoliikenneyhteyksillä, joissa monireittiset heijastumiset rakennuksista ja muista maalla olevista pinnoista on 15 merkittävästi pienempää. Siksi on toivottavaa aikaansaada jonkinmuotoinen signaaliero niiden saapuessa merkittävien häipymisen aiheuttamien ongelmien poistamiseksi ja niihin liittyvien lisäongelmien estämiseksi suhteessa käyttäjän tai toistimen liikkeisiin.

20 Yleisesti muodostetaan tai käytetään kolmen tyyppistä hajautusta hajaspektritietoliikennejärjes-telmissä, ja ne ovat aika-, taajuus- ja tilahajautus. ;Y: Aikahajautus saadaan käyttämällä datan toistoa, data- : .·. tai signaalikomponenttien aikalimitystä ja virheen ,·, ; 25 koodausta. Taajuushajautus aikaansaadaan CDMA:lla jos- .! ’ sa signaaliteho hajautetaan laajalle taajuuskaistalle.

. Siksi taajuusvalikoiva häipyminen vaikuttaa ainoastaan ’·’ ’ pieneen osaan CDMA-signaalikaistanleveydestä.

Tila- tai reittihajautus aikaansaadaan muo-30 dostamalla useita signaalireittejä samanaikaisten linkkien kautta matkaviestimen kanssa kahden tai use-: ·.. ämmän tukiaseman kautta maaperustaisilla toistinjär- ;'·* jestelmillä; tai kahden tai useamman satelliittikeilan tai yksittäisen satelliitin kautta avaruusperustaisis-35 sa toistinjärjestelmissä. Täten satelliittitietolii-'···' kenne ympäristössä tai sisällä toimivissa langattomis- sa tietoliikennejärjestelmissä reittierotus voidaan 4 115878 aikaansaada lähettämällä tai vastaanottamalla usealla antennilla. Edelleen reittihajautus voidaan aikaansaada jakamalla luonnollinen monireittinen ympäristö sallimalla signaalin saapumisen eri reittejä pitkin, 5 joilla kullakin reitillä on eri etenemisviive, vastaanotettavaksi ja käsiteltäväksi erikseen kullakin reitillä.

Jos kaksi tai useampi signaalintoistoreitti on olemassa riittävällä viive-erolla, sanotaan suurem-10 maila kuin yhdellä mikrosekunnilla, kaksi tai useampi vastaanotin voi olla käytössä näiden signaalien vastaanottamiseksi erikseen. Koska nämä signaalit tyypillisesti kokevat toisistaan riippumatonta häipymistä ja muita etenemisominaisuuksia, signaalit voidaan käsi-15 teliä erikseen vastaanottimilla ja lähdöt voidaan yhdistää hajautuksenyhdistäjällä lopullisen lähtöinfor-maation tai datan aikaansaamiseksi ja yksittäisellä reitillä olevien ongelmien poistamiseksi. Siksi heikentymistä tehokkuudessa ilmenee vain, kun molempiin 20 vastaanottimiin saapuva signaali kokee häipymistä tai häiriötä samalla tavalla ja samaan aikaan. Monireit-tisten signaalien jakamiseksi on tarpeen käyttää aal-·/:*; tomuotoa, joka sallii reittihajautuksen yhdistämisen : .·. lopussa.

,·. . 25 Reittihajautusta käyttävistä monipääsyjärjes-

' telmistä esitetään esimerkkejä patenttijulkaisussa US

, 5,101,501 "Pehmeä kanavanvaihto CDMA-solukkopuhelin- ’·' ’ järjestelmässä" ja patenttijulkaisussa US 5, 109, 390 "Hajavastaanotin CDMA-solukkopuhelinjärjestelmässä", 30 joissa kummassakin on sama hakija kuin tässä ja jotka liitetään tähän viittauksella.

Patenttijulkaisussa US 4,901,307 esitetyt CDMA-tekniikat käyttävät koherenttia modulointia ja demodulointia molemmissa tietoliikennesuunnissa tai 35 kanavilla käyttäjä-satelliittiyhteyksissä. Tätä sovel-"... lusta käyttävissä tietoliikennejärjestelmissä alustus- kantosignaalia käytetään koherenttina vaihereferenssi- 5 115878 nä yhdyskäytävä- tai satelliitti-käyttäjä ja tukiase-ma-käyttäjäkanavilla. Informaatio, joka saadaan seuraamalla alustuskantosignaalia, on käytössä kantovai-hereferenssinä koherentille demodulaatiolle, joka suo-5 ritetaan muille järjestelmän tai käyttäjän informaa-tiosignaaleille. Tämä tekniikka mahdollistaa yhteisen alusttussignaalin jakamisen usealle kantosignaalille vaihereferenssiksi, mikä aikaansaa halvemman ja tehokkaamman seurantamekanismin. Satelliittitoistinjärjes-10 telmissä paluukanava ei yleensä tarvitse alustussig-naalia vaihereferenssiksi yhdyskäytävävastaanottimil-le. Maalla toimivissa tai langattomissa tai solukko-järjestelmissä monireittisen häipymisen todennäköisyys ja siitä johtuva vaihesärö tietoliikennekanavalla 15 yleensä estää koherentin demodulaatiotekniikan käytön käyttäjä-tukiasemakanavalla, jossa alustussignaalia ei tyypillisesti käytetä. Kuitenkin esillä oleva keksintö mahdollistaa molempien ei-koherentin modulaation ja demodulaatiotekniikan käyttämisen halutulla tavalla.

20 Vaikka maaperustaisia toistimia ja tukiasemia on enimmäkseen käytetty, tulevaisuuden järjestelmät asettavat enemmän painoa satelliittiperustaisten tois-timien käyttöön laajemman maantieteellisen peittoalu- ; /·, een aikaansaamiseksi, jolloin saavutetaan suurempi • * 25 määrä etäkäyttäjiä ja todellinen 'maailmanlaajuinen' 1 tietoliikennepalvelu. Epäonneksi satelliittiympäris- » ' tössä useilla tekijöillä on joskus negatiivinen vaiku- * · *.· ‘ tus perinteisen signaalihajautuksen käyttökelpoisuu teen ja taajuus- ja vaiheseurantatekniikoihin.

30 Satelliittitoistimet toimivat tehorajoite- tuissa ympäristöissä. Tällöin on käytössä rajoitettu j'.ti määrä tehoa, joihin satelliittiohjaus- ja tietoliiken- .*:* nejärjestelmillä käytännössä on pääsy. Tämä perustuu ’· · sellaisiin tekijöihin, kuten satelliitin kokoon ja te- 35 hontallenusmekanismeihin muiden tekijöiden joukossa.

:t>. On äärimmäisen haluttua vähentää vaaditun tehon määrää 6 115878 tai muuhun kuin todelliseen datansiirtoon käytetyn tehon määrää tietoliikennejärjestelmässä.

Lisäksi on mahdollista, että järjestelmä palvelee suhteellisen pientä määrää todellisia käyttäjiä 5 millä tahansa ajan hetkellä, jolloin se toimii alle kapasiteettiensa. Tämä voi johtaa alustussignaaliin, joka käyttää enemmän kuin 50 % satelliittiosuuden käyttämästä tehosta tietoliikennejärjestelmässä, mikä johtaa potentiaalisesti ei-hyväksyttyyn tehokkuuteen 10 tehonkäytössä satelliittitoistimissa. Tässä jälkimmäisessä tilanteessa alustussignaali tulee liian 'kalliiksi' ylläpitää ja alustussignaalin tehoa pitäisi vähentää järjestelmän operaattoreiden toimesta tehonkäytön kompensoimiseksi.

15 Kuitenkin riippumatta toteutuksesta alustus- signaalin tehon alentaminen vähentää sen vastaanottamista suurella nopeudella ja erittäin tarkan seurannan saamista alustuskantovaiheille. Tämä tulee erityisesti esille satelliittijärjestelmissä, joissa Doppler- ja 20 muut ilmiöt lisäävät alustuskantosignaalin tarkkaa seurantaa verrattuna maaperustaisiin toistinjärjestel-miin. Voidaan helposti nähdä, että jos teho ei ole ,y. riittävän korkea tai jos Doppler- ja muut vaikutukset : ovat riittävän suuria tekijöitä, järjestelmän käyttä- V 25 jät eivät pysty luotettavasti saamaan haluttua seuran- • I · ‘ tatasoa alustussignaalille ja niiden on käytettävä ei- •( ’’ koherenttia demodulaatiota. Tällöin alustussignaalille v allokoitu teho on riittämätön vaiheen tarkaksi arvioi miseksi, jollain tietyllä tasolla, koherenttia demodu-30 laatiota varten tai seurannan ylläpitämiseksi. Samanaikaisesti maanpinnalla vastaanotettu alustusteho saattaa olla pieni satelliittikeilojen reunoilla joh-tuen antennisignaalin muodosta ja muista vastaavista tekijöistä.

I » 35 Sen vuoksi on tarve aikaansaada menetelmä ha- jaspektritietoliikennesignaalien keräämiseksi tai de- ,*:* modulöimiseksi käyttäen ei-koherentteja demodulaatio- 115878 7 tekniikoita. Sellaisille tekniikoille on toivottavaa, että ne toimivat tehokkaasti järjestelmän käyttäjillä tai tilaajilla, kun alustussignaaliteho on heikentynyt. Tämän olisi toteuduttava myös, kun alustussignaa-5 liteho on pienentynyt sellaiselle pienelle tehotasol-le, riippuen joko suunnittelusta tai etenemisvaikutuk-sista>,. että se ei ole tunnistettavissa käytännöllisin menetelmin. Samanaikaisesti tämä tekniikka ei saisi häiritä alustussignaali-informaation tehokasta käyttöä 10 alustussignaalin ollessa saatavilla ja sen pitäisi olla yhteensopiva muiden alustussignaali- ja CDMA-tietoliikennejärjestelmäprotokollien kanssa.

Ylläolevien ja muiden tekniikan ongelmien valossa suhteessa alustuskanavasignaaleihin ja signaali-15 demodulaatioon monipääsytietoliikennejärjestelmissä esillä olevan keksinnön eräs tarkoitus on parantaa järjestelmän käyttäjille saatavilla olevaa tehoa, jota käytetään tietoliikennesignaalien vaiheen estimoimi-seksi ja seuraamiseksi.

20 Esillä olevan keksinnön eräänä etuna on, että se parantaa vastanottoa säilyttäen yhteensopivuuden * · : : muiden modulaatiokaavioiden kanssa.

Esillä olevan keksinnön eräs toinen etu on, * * • että se tukee sekä haja- ja pehmeää kanavanvaihtoa * » * 25 kahden tietoliikennekanavan välillä, missä toinen ka- • · j>t navista käyttää ei-koherenttia modulaatiota ja toinen # · > \ . koherenttia modulaatiota.

I t ’ Esillä olevan keksinnön eräs tarkoitus on ai kaansaada modulaatiotekniikka, joka säilyttää ortogo-30 naalisuuden tietoliikennekanavien välillä käyttäen ei- koherenttia modulaatiota/demodulaatiota.

• ’· Nämä ja muut keksinnön tarkoitukset, tavoit- ;T teet ja edut tulevat selvemmin esille menetelmässä ja laitteessa ortogonaalisesti koodattujen tietoliikenne-35 signaalien generoimiseksi järjestelmän tilaajille käyttäen useaa ortogonaalifunktiota tai : koodisekvenssiä kullekin signaalivastaanottajille tai „ 115878 8 kullekin ortogonaaliselle tietoliikennekanavalle. Lähetettävät digitaaliset datamerkit aiotuille käyttäjille tai tilaajayksiköille lähtökanavalla hajaspekt-rityyppisessä tietoliikennejärjestelmässä on M-5 aarisesti moduloitu käyttäen ainakin kahta n-mittaista ortogonaalista modulaatiomerkkiä, jotka molemmat yleensä käsittävät yhden tai useampia Walsh-funktioita. Käytettyjen ortogonaalisten funktioiden ja M-aarisen modulaatiotason välinen suhde toteutetaan 10 siten, että M vastaa modulaatiomerkkien generoimiseen käytettyjen funktioiden kokonaismäärän ja yksittäisen merkin generoimiseen käytettyjen funktioiden määrän tuloa. Toisin sanoen käytettyjen funktioiden kokonaismäärä ja kerroin (L) , jolla kunkin modulaatiomerkin 15 pituus ylittää kunkin funktion pituuden n. Yleensä funktioiden määrä ja kerroin valitaan siten, että M on pienempi kuin 64. Modulaatiomerkkien generointiin käytetyt funktiot edustavat funktioita, jotka normaalisti on nimetty tai joita käytetään tietoliikennejärjestel-20 mässä.

Tässä sovellutuksessa 2 n-mittaista ortogonaalista funktiota voi olla käytössä kahden n-mittaisen modulaatiomerkin generoimiseksi ja 2-aarisen modulaation aikaansaamiseksi, samalla kun samoja or-: .·. 25 togonaalisia funktioita voidaan myös käyttää neljän *!' ’· 2n-mittaisen modulaatiomerkin generoimiseen, joita ‘ käytetään 4-aarisen modulaation aikaansaamiseksi.

Esillä olevan keksinnön eräässä sovellutuksessa 4 or-togonaalista n-mittaista funktiota on käytössä kuuden-30 toista 4n-mittaisen modulaatiomerkin generoimiseksi, joita käytetään 16-aarisen modulaation (M = 4 [funktio] x 4 [n] = 16).

Modulaatio suoritetaan sovittamalla koodatut ja limitetyt datasymbolit modulaatiosymboleihin tai 35 koodisekvensseihin moduloitujen datamerkkien binääri-'·'· arvojen mukaisesti. Jokainen log2 M datamerkin ryhmä on käytössä vastaavan M-aarisen modulaatiomerkkiryhmän 115878 9 generoimiseksi tai valitsemiseksi. Siksi kun L on yhtä suuri kuin yksi ja n-mittaisten ortogonaalisten funktioiden määrä on 2, M on 2 ja jokainen (yksi) koodattu datamerkki sovitetaan yhteen kahdesta modulaatiomer-5 kistä, joiden pituus on n. Tyypillisesti tämä tehdään valitsemalla yksi modulaatiomerkki binäärituloarvolle '0', -ja toinen arvolle '1'. Muissa sovellutuksissa kun L on yhtä suuri kuin kaksi ja käytettyjen funktioiden määrä on kaksi, M on neljä ja jokainen kaksi koodattua 10 datamerkkiä sovitetaan neljään modulaatiomerkkiin, joiden pituus on 2n. Sitä vastoin kun L on yhtä suuri kuin neljä ja käytettyjen funktioiden määrä on neljä, M on 16 ja jokainen neljä koodattua datamerkkiä sovitetaan kuuteentoista modulaatiomerkkiin.

15 Yleisesti modulaatiomerkit luodaan ensin ge neroimalla n-mittainen ortogonaalinen koodi, kuten Walsh-funktiot, sarjassa N-koodisia generaattoreita. Arvo N on ainakin log2 M, ja minimi on kaksi, vaikka M on yleensä pienempi kuin 64. Modulaatiomerkin valinta-20 välineet tai -laite vastaanottaa tai generoi ortogo- naaliset koodit ja muodostaa halutut modulaatiomerkit joko käyttämällä yksittäisiä koodisekvenssejä, kuten alemman luokkaa 2-aarisen modulaation tapauksessa, tai yhdistämällä L yksittäistä koodisekvenssiä ja niiden : .·. 25 inverssiä luodakseen pidemmän Ln-pituisen modulaatio- merkin, halutulla tavalla. Koodigeneraattorit voidaan ' konfiguroida myös käännettyjen sekvenssien aikaansaa- ·_ *’ miseksi tai voidaan käyttää ylimääräisiä koodigene- '·’ ' raattoreita tätä funktiota varten. Vaihtoehtoisessa 30 sovellutuksessa valintavälineet voivat invertoida kun

kin valikoidun sekvenssin halutulla tavalla muodostaakseen Ln-mittaisen modulaatiomerkin formuloimiseen käytetyt sekvenssit. Korkeamman asteen moduloinnissa .*:· jokainen Ln-mittainen modulaatiomerkki käsittää joko L

35 koodisekvenssiä tai L/2 sekvenssiä ja L/2 inverssiä ’·'· samasta sekvenssistä tai funktiosta. Invertoidut funk- ·...’ tiot sijoitetaan kokonaismodulaatiomerkkisekvenssiin 10 1 1 5878 siten, että ortogonaalisuus säilyy muiden tätä funktiota käyttävien sekvenssien kanssa.

Modulaatiomerkkilähtö lähetettäväksi generoidaan vasteena tulodatakoodimerkkien binääriarvoille.

5 Valintavälineet vastaavat binääriarvoon kustakin log2 M -ryhmästä datamerkkejä ja antavat sopivan modulaa-tiomarkin lähtöön.

Esillä olevan keksinnön eräässä sovellutuksessa ainakin yksi, mutta tyypillisesti kaksi ortogo-10 naalista funktiogeneraattoria käytetään ensimmäisen ja toisen n-mittaisen ortogonaalisen funktion aikaansaamiseksi. Valitsin tai valintavälineet yhdistetään vastaanottamaan käyttäjän datamerkit ja ensimmäisen ja toisen funktion ja vastaamaan binääriarvoille datamer-15 keissä antamalla lähtöön ensimmäisen ortogonaalisen funktion, kun merkeillä on yksi arvo ja toisen ortogonaalisen funktion kun datamerkeillä on toinen arvo. Vaihtoehtoisesti valitsin. Vaihtoehtoisessa sovellutuksessa, joka käyttää korkeampaa modulaatiota, valit-20 sin vastaa antamalla lähtöön ensimmäisen, toisen, kol mannen ja neljännen 2n-mittaisen koodisekvenssin käyttäen ensimmäistä ortogonaalista funktiota kahdesti, kun datamerkkiparilla on ensimmäinen arvo, käyttäen .·.·. ensimmäistä ortogonaalista funktiota ja sen inverssiä, : .·. 25 kun datamerkkiparilla on toinen arvo, käyttäen toista *!’ ortogonaalista funktiota kahdesti, kun datamerkkipa- ' rilla on kolmas arvo, ja käyttäen toista ortogonaalis- • ’* ta funktiota ja sen inverssiä, kun datamerkkiparilla '·’ ' on neljäs arvo.

30 Esillä olevan keksinnön eräässä toisessa so vellutuksessa ainakin yksi, mutta yleensä neljä ortogonaalista funktiogeneraattoria on käytössä ensim-·*,. mäisen, toisen, kolmannen ja neljännen n-mittaisen or- .·;· togonaalisen funktion aikaansaamiseksi. Valitsin vas- 35 taanottaa käyttäj-än datamerkit ja neljä funktiota ja ’·’· vastaa datamerkkien binääriarvoihin antamalla lähtöön ’...· neljä' sekvenssiä, joissa ensimmäinen, toinen, kolmas 115878 11 ja neljäs funktio toistetaan neljä kertaa, vastaavasti, kukin vasteena yhdelle neljästä datamerkkiarvosta. Lisäksi valitsin antaa lähtöön kolme sekvenssijoukkoa vasteena yhdelle kahdestatoista muusta arvosta data-5 merkeillä, jossa ensimmäinen, toinen, kolmas ja neljäs funktio toistetaan kahdesti, vastaavasti ja niihin liitetään kaksi inverssiä toistetuista funktioista, inverssien suhteellisen paikan sekvenssissä kussakin joukossa ollessa siirrettynä toisen sekvenssin in-10 versseistä siten, että ylläpidetään olennainen ortogo-naalisuus.

Esillä olevan keksinnön eräässä sovellutuksessa käytetään nopeaa Hadamard-muunnosta modulaatio-prosessissa yhdyskäytävä- tai tukiasemalähettimessä.

15 Datamerkit ovat tulona nopealle Hadamard-muunninlait- teelle, jossa ne sovitetaan haluttuun modulaatiomerk-kiin. Sovitettu lähtö muunnetaan sarjadatavirraksi ja kaistanpäästö suodatetaan ei-haluttujen taajuuskompo-nenttien poistamiseksi ja sen jälkeen alistetaan pe-20 rinteiselle analogisen signaalin käsittelylle lähetys tä varten.

Tietoliikennesignaalit demoduloidaan vastaan-ottamalla hajaspektritietoliikennesignaalit, joilla on yhteinen kantoaaltotaajuus, jotka moduloidaan käyttäen :.·. 25 M:ää keskenään ortogonaalista Ln-mittaista modulaatio- _ merkkiä, jotka sisältävät ennalta valitun määrän n- ‘ mittaisia ortogonaalisia funktioita ja niiden vastaa- ’’ via inverssejä, missä M on L:n ja ennalta valitun nu- '·' ' meron tulo. Seuraavaksi signaalit korreloidaan ennalta 30 valitulla määrällä n-mittaisia ortogonaalisia funkti oita rinnakkain ja demoduloidaan M tehoarvoon edustaen kukin M keskenään ortogonaalista modulaatiomerkkiä vastaavasti. Nämä tehoarvot sovitetaan tehomittadataan käyttäen kaksoismaksimin mitan generointiprosessia.

35 Korrelointi- ja demodulointivaiheet voidaan '*’· suorittaa syöttämällä signaalit ainakin kahteen N- korrelaattorin joukkoon, missä N on käytettyjen funk- • » 12 11 5878 tioiden määrä, ja sen jälkeen sovittamalla korreloidut signaalit vastaaville demodulaattoreille kullekin kor-relaattorijoukolle. Signaalit demoduloidaan M-tehoarvoon kussakin demodulaattorissa edustaen kutakin 5 M:ää keskenään ortogonaalista modulaatiomerkkiä. Saa dut M-tehoarvot kultakin demodulaattorilta yhdistetään yhdeksi M-tehoarvojoukoksi käyttäen tehoyhdistäjää. Esillä olevan keksinnön muissa sovellutuksissa tieto-liikennesignaalit myös ovat tulona ainakin yhdelle ko-10 herentille demodulaattorille ja ne demoduloidaan aina kin yhden amplitudiarvon muodostamiseksi. Saadut amp-litudiarvot kultakin koherentilta demodulaattorilta yhdistetään yhdeksi amplitudiarvoksi amplitudiyhdistä-jässä ja sen jälkeen ne yhdistetään kaksoismaksimin 15 mitan generointiprosessin lähtöön komposiitiksi mitta- arvoksi datamerkeille tehoyhdistäjässä.

Keksintö voi olla tyypillisesti käytössä langattomassa puhelin/datatietoliikennejärjestelmässä, jossa etäkäyttäjät on sijoitettu joukkoon soluja ja 20 jotka vastaanottavat signaaleita ainakin yhdeltä yh dyskäytävältä, joissa signaaleissa käytetään koodija-komonipääsyhajaspektrityyppisiä tietoliikennesignaa-: : i leita (CDMA). Moduloidut tietoliikennesignaalit siir- :Y retään yhdyskäytävältä käyttäjille käyttäen ainakin : ;'· 25 yhtä satelliittiperustaista toistinta.

.·. ; Esillä olevan keksinnön muodot, tavoitteet ja ;·_ edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtai- . sesta kuvauksesta viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa viitenumerot ovat kauttaaltaan samat ja joissa: 30 Kuvio 1 esittää kaaviokuvaa esimerkinomaises ta langattomasta CDMA-tietoliikennejärjestelmästä;

Kuvio 2 esittää lohkokaaviota esimerkinomai-: sesta yhdyskäytävän demodulaatio/modulaatio- ja lähe- tyslaitteesta langattomassa CDMA-tietoliikennejär jes-35 telmässä;

Kuvio 3 esittää esimerkinomaista signaalimo-'•yt dulaattoria tilaajayksikölle tarkoitetun datan valmis- 13 1 1 5878 tamiseksi ja moduloimiseksi, joka modulaattori on käyttökelpoinen kuvion 2 laitteessa;

Kuvio 4 esittää modulaattoria, joka käyttää 2-aarista modulaatiota esillä olevan keksinnön peri-5 aatteiden mukaisesti;

Kuvio 5 esittää modulaattoria, joka käyttää 4-aarista modulaatiota esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti;

Kuvio 6 esittää modulaattoria, joka käyttää 10 16-aarista modulaatiota esillä olevan keksinnön mukaisesti;

Kuvio 7 esittää lohkokaaviota yksinapaisesta vastaanottimesta, joka toteuttaa ei-koherentin demodu-laation esillä olevan keksinnön periaatteiden mukai-15 sesti;

Kuvio 8 esittää lohkokaaviota monivastaan-otintoteutuksesta ei-koherenttia demodulaatiota varten; ja

Kuvio 9 esittää lohkokaaviota monivastaan-20 otintoteutuksesta sekä koherenttia että ei-koherenttia demodulaatiota varten.

Esillä oleva keksintö parantaa hajaspektrimo-· nipääsytietoliikennejärjestelmän tilaajien mahdolli- ;Y suutta synkronoitua kantotaajuussignaalien vaiheeseen : ."· 25 ja taajuuden ja koodikehysten seuraamiseen. Tässä käy- ,·. ' tetään uutta modulaatiotekniikkaa, joka käyttää tehok- ;·_ kaammin signaalitehoa hyväkseen käyttäen useaa ortogo- . naalista koodia merkkidatan koodaamiseksi generoitaes sa käyttäjäkanavasignaalia. Tämä modulaatiosovellus 30 aikaansaa toiston suuremmalle teholle merkkiä kohden kullekin käyttäjälle, jota tehoa käytetään muodostettaessa merkkitehomittoja. Vastaava demodulaatio heikon ; '.· tai ei-esiintyvän alustussignaalin yhteydessä kompen- :T soi joitakin ongelmia, jotka esiintyvät useissä satel- 35 liittiperustaisissa ja muissa hajaspektritietoliiken- ;; nejärjestelmissä.

1 1 5878 14

Tyypillisessä CDMA-1ietoliikennej ärjestelmäs-sä, kuten langattomassa data- tai puhelinjärjestelmässä, tukiasemat ennalta määrätyn maantieteellisen alueen sisällä tai solussa kukin käyttävät useaa modu-5 laattori-demodulaattoriyksikköä tai hajaspektrimodee-mia tietoliikennesignaalien käsittelemiseksi järjestelmin käyttäjiä varten. Jokainen hajaspektrimodeemi tyypillisesti käyttää digitaalista hajaspektrilähetys-modulaattoria, ainakin yhtä digitaalista hajaspektri-10 datavastaanotinta ja ainakin yhtä etsinvastaanotinta. Tyypillisten operaatioiden aikana tukiaseman modeemi on nimetty jokaiselle etä- tai matkaviestinkäyttäjälle tai tilaajayksikölle tarpeen mukaan tietoliikennekana-vien siirron sovittamiseksi nimetylle tilaajalle. Jos 15 modeemi käyttää useita vastaanottimia, niin yksi modeemi suorittaa hajakäsittelyn ja muuten käytetään useaa modeemia yhdessä. Tietoliikennejärjestelmissä, jotka käyttävät satelliittitoistimia, nämä modeemit on yleensä sijoitettu tukiasemiin, joita kutsutaan yhdys-20 käytäviksi tai hudeiksi, jotka kommunikoivat käyttäjien kanssa siirtämällä signaaleita satelliittien kautta. Järjestelmässä voi olla myös muita ohjauskeskuk-siä, jotka kommunikoivat satelliittien tai yhdyskäytä-;Y vien kanssa, ylläpitääkseen järjestelmänlaajuisen lii- : .’· 25 kenteenohjauksen ja signaalien synkronisoinnin.

• · * ,·. Esimerkinomainen langaton tietoliikenne j är- ;·, jestelmä, joka on muodostettu ja joka toimii esillä *. . olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti, esitetään > t kuviossa 1. Kuviossa 1 esitetty tietoliikennejärjes-30 telmä 10 käyttää hajaspektrimodulaatiotekniikkaa tietoliikenneyhteyksissä tietoliikennejärjestelmän etä-tai matkaviestinyksiköiden, joihin kuuluu langattomat > '· datapäätelaitteet tai puhelimet, ja järjestelmän tuki- :Y asemien välillä. Suurilla kaupunkialueilla voidaan .V 35 käyttää useita tukiasemia palvelun tarjoamiseksi mat- kaviestinkäyttäjille solukkopuhelintyyppisissä järjes-•;-t telmissä. Harvempia satelliittitoistimia käytetään » * f · 115878 15 tyypillisesti tietoliikennejärjestelmissä useamman käyttäjän palvelemiseksi toistinta kohden, mutta suuremmalle maantieteelliselle alueelle hajaantuneena.

Kuten nähdään kuviosta 1, tietoliikennejär-5 jestelmä 10 käyttää järjestelmäohjainta ja kytkintä 12, jota kutsutaan myös matkapuhelinkeskukseksi (MTSOj, johon tyypillisesti kuuluu liityntä ja käsit-telypiiri, joka aikaansaa järjestelmälaajuisen ohjauk-se tukiasemille tai yhdyskäytäville. Ohjain 12 myös 10 ohjaa puheluiden reitittämistä yleisestä kytkentäises-tä puhelinverkosta (PSTN) sopivalle tukiasemalle tai yhdyskäytävälle lähetettäväksi halutulle tai nimetylle tilaajayksikölle, samoin kuin puheluiden reitittämistä tilaajayksiköiltä yhden tai useamman tukiaseman kautta 15 PSTN:ään. Yleensä ohjain 12 yhdistää keskenään yhteydessä olevat tilaajayksiköt yhdistämällä niiden väliset puhelut sopivien tukiasemien ja PSTN:n kautta, koska tilaajayksiköt useimmissa tietoliikennejärjestelmissä eivät tyypillisesti pysty, tehokkuuden ja 20 hinnan vuoksi, kommunikoimaan suoraan keskenään. Tie toliikenneyhteys, joka yhdistää ohjaimen useisiin järjestelmän tukiasemiin voidaan muodostaa käyttämällä useita tunnettuja tekniikoita, kuten esimerkkinä mai-:Y nitaan mitään rajoittamatta, kiinteät puhelinlinjat, : 25 optiset kuituyhteydet tai mikroaalto- tai kiinteät sa- • * · telliittitietoliikenneyhteydet. Kuviossa 1 esitetyssä tietoliikennejärjestelmässä kaksi esimerkinomaista tu- I · . kiasemaa 14 ja 16 esitetään maatoistinyhteyksiä var ten, yhdessä kahden satelliittitoistimen 18 ja 20 ja 30 kahden niihin liittyvän yhdyskäytävän tai hubin 22 ja 24 kanssa. Nämä järjestelmäelementit ovat käytössä tietoliikenneyhteyksien muodostamiseksi kahden esimer-: ·. kinomaisen etätilaajayksikön 26 ja 28, joilla on lan- gaton tietoliikennelaite, kuten solukkopuhelin, kans-35 sa. Vaikka nämä tilaajayksiköt esitetään liikkuvina, on ymmärrettävä, että esillä olevan keksinnön peri-"···_ aatteita voidaan soveltaa kiinteisiin yksiköihin, I » 115878 16 joissa langatonta palvelua halutaan. Tällainen jälkimmäinen palvelutyyppi on erityisen relevantti satel-liittitoistimien käytössä muodostettaessa tietoliikenneyhteyksiä maailman useille etäalueille.

5 Termejä keilat (spotit) ja solut tai sektorit käytetään vaihtoehtoisina läpi tekstin, koska niitä voidaan kutsua tällä tavoin tässä tekniikassa ja maantieteelliset alueet, joita niillä palvellaan ovat luonteeltaan samanlaisia eroten ainoastaan käytetyn 10 toistinrakenteen tyypin ja sijainnin fyysisten ominaisuuksien osalta. Siitä huolimatta tietyt lähetysreit-tien ominaisuudet ja rajoitukset taajuuden suhteen ja kanavan uudelleenkäytön suhteen eroavat näiden rakenteiden välillä. Solu määritellään tehollisella alueel-15 la, jolla tukiaseman signaaleja 'saavutetaan", kun taas keila 'spotti', joka saadaan projektoimalla sa-telliittitietoliikennesignaalit maanpinnalle. Lisäksi sektorit yleensä peittävät eri maantieteellisiä alueita solussa, kun taas keilat eri taajuuksilla, joita 20 joskus kutsutaan FDMA-signaaleiksi, voivat kattaa yhteisen maantieteellisen alueen.

Termejä tukiasema ja yhdyskäytävä myös käyte- :.· · tään joskus vaihtoehtoisesti, jolloin yhdyskäytävillä ;Y tarkoitetaan tietyntyyppisiä tukiasemia, jotka suun- | 25 taavat tietoliikenteensä satelliittitoistimien kautta • · · ja joilla on enemmän 'kodinhoitotehtäviä', siihen ;·. liittyvien laitteistoineen, tietoliikenneyhteyksien » · , ylläpitämiseksi liikkuvien toistimien kanssa, kun taas ’ tukiasemat käyttävät maa-antenneja suunnatakseen tie- 30 toliikenteen ympäröivälle maantieteelliselle alueelle. Keskusohjauskeskuksilla on tyypillisesti useampia funktioita suoritettavanaan niiden toimiessa yhdyskäy-• *· tävien ja liikkuvien satelliittien kanssa.

:Y Tässä esimerkissä jokainen tukiasema 14 ja 16 .V 35 muodostavat palvelun yhdelle tietylle maantieteelli- selle alueelle tai 'solulle', joka muodostetaan niiden ’•;*t antennien lähetyskuvioilla, kun taas satelliittikeilat 115878 17 18 ja 20 suunnataan muiden vastaavien maantieteellisten alueiden kattamiseksi. Kuitenkin on helposti ymmärrettävä, että keilan peitto- tai palvelualue satelliiteilla ja maatoistimien antennikuvioilla voivat ol-5 la limittäin joko kokonaan tai osittain tietyllä alueella riippuen tietoliikennejärjestelmän suunnittelusta ja tarjottavan palvelun tyypistä. Näin ollen eri pisteissä voidaan tehdä kanavanvaihto kuten alla esitetään tukiasemien tai eri alueita palvelevien yhdys-10 käytävien tai solujen välillä ja hajautus voidaan myös aikaansaada minkä tahansa näiden tietoliikennealueiden tai laitteiden välillä.

CDMA-modulaatiotekniikoiden mahdollistama signaalivahvistus mahdollistaa 'pehmeän'kanavanvaihdon 15 käytön, kun tilaajat vaihtavat paikkaa riittävästi siirtyäkseen uuden tukiaseman, yhdyskäytävän tai sa-telliittikeilakuvion palveleman alueen sisälle. Tässä sovellutuksessa uusi modeemi yhdyskäytävässä nimetään tilaajayksikölle, vaikka olemassaoleva yhdyskäytävämo-20 deemi jatkaa yhteyden palvelemista, on selvää, että vanha yhteys katkaistaan. Kun tilaajayksikkö on sijoittuneena siirtymäaluelle kahden tukiaseman peitto- » * · V alueen välillä, eli alueella, jossa peittoalueet ovat v, limittäin, tietoliikenneyhteys voidaan ylläpitää kah- : j 25 della modeemilla samanaikaisesti, yhdellä kumpaakin ·/·, tukiasemaa varten, tai se voidaan siirtää modeemien välillä vastaaotetun signaalivoimakkuuden ja taajuuden ,V saatavuuden mukaisesti. Koska tilaajayksikkö on aina 1 * · .a.

yhteydessä ainakin yhden modeemin kautta, vähemmän 30 keskeytyksiä ilmenee palvelussa. Tällä tavalla tilaajayksikkö käyttää useaa yhdyskäytävää tai tukiasemamo-deemia kanavanvaihdossa hajautusfunktionlisäksi. Li- t * ; ’ säksi pehmeää kanavanvaihtoa voidaan käyttää olennai- V sesti jatkuvasti yhteyksien ylläpitämiseksi tilaajien * i 35 ja useiden satelliittien välillä.

Kuviossa 1 jotkin mahdollisista signaalirei-*!\ teistä tietoliikenneyhteyksille tukiaseman 14 ja ti- i * » » 115878 18 laajayksikköjen 26 ja 28 välillä esitetään viivasar-jalla 30 ja 32, vastaavasti. Nuolipäät näissä viivoissa esittävät esimerkinomaisia signaalisuuntia kanavalla niiden ollessa joko lähtö- tai paluukanavia, vaikka 5 tämä on esitetty ainoastaan selvyyden vuoksi eikä se esitä tai aseta mitään rajoituksia todellisille sig-naalimuodoille tai vaadituille tietoliikennereiteille. Vastaavasti mahdolliset tietoliikenneyhteydet tukiaseman 16 ja tilaajayksiköiden 26 ja 28 välillä esitetään 10 viivoilla 34 ja 36, vastaavasti. Tukiasemat 14 ja 16 konfiguroidaan tyypillisesti signaalien lähettämiseksi yhtä suurella teholla keskinäishäiriön minimoimiseksi käyttäjien välillä.

Muita mahdollisia signaalireittejä tietolii-15 kenneyhteyksiä varten esitetään satelliittien 18 ja 20 kautta. Nämä tietoliikenneyhteydet muodostavat signaalin etenemisreittejä yhden tai useamman yhdyskäytävän tai keskitetyn hubin 22 ja 24 ja tilaajayksiköiden 26 ja 28 välillä. Näiden tietoliikenneyhteyksien satel-20 liittikäyttäjäosuudet esitetään viivoilla 40, 42 ja 44 ja yhdyskäytäväsatelliittiosuudet viivoilla 46, 48, 50 ja 52. Joissain konfiguraatioissa on myös mahdollista muodostaa suora satelliitista satelliittiin tietolii-: ί kenneyhteys, kuten yllä on esitetty viivalla 54.

• ;* 25 Tukiasemien palvelemat maantieteelliset alu- # * · eet tai solut suunnitellaan olennaisesti siten, että ;·. ne eivät ole limittäin tai eivät leikkaa toisiaan ja . niiden muoto suunnitellaan siten, että yleensä tilaaja tai tilaajayksikkö on lähimpänä yhtä tukiasemaa tai 30 yhden solun sektorin sisällä, jolloin solu on edelleen jaettu. Tämä on olennaisesti sama satelliittiyhteyksissä, vaikka määrittävä tekijä tässä on tilaajyksikön I 1 * ’· läsnäolo tietyssä keilakuviossa ja sen signaalivoimak- : Y kuus, mutta ei suhteellinen läheisyys satelliittiin.

.V 35 Nykyisessä langattomassa CDMA-solukkopuhelin- M järjestelmässä jokainen tukiasema tai yhdyskäytävä myös lähettää 'alustuskanto'-signaalin sen peittoalu- ti» » · . » * » 115878 19 eelle. Satelliittijärjestelmissä tämä signaali siirretään kussakin satelliittikeilassa tai keilaosuudessa ja se saa alkunsa tietystä yhdyskäytävästä, jota satelliitti palvelee. Yksittäinen alustussignaali lähe-5 tetään kullekin yhdyskäytävälle tai tukiasemalle ja se jaetaan kaikkien yhdyskäytävän käyttäjien kesken, paitsi tilanteessa, jossa alue on edelleen jaettu sektoreihin, jossa kullakin sektorilla voi olla oma erillinen alustussignaalinsa. Alustussignaali yleensä ei 10 sisällä datan modulaatiota ja sitä käytetään tilaa jayksiköissä alkuperäisen järjestelmän synkronisoinnin ja robustinajän taajuuden ja vaiheen seurannan aikaansaamiseksi tukiaseman lähettämälle signaaleille. Jokainen yhdyskäytävä tai tukiasema myös lähettää hajas-15 pektrimoduloitua informaatiota, kuten yhdyskäytävän identifikaation, järjestelmän ajoituksen, käyttäjän hakuinformaation, useilla muilla signaaleilla.

Kun kullakin tukiasemalla tai yhdyskäytävällä on uniikki alustussignaali (alistettu järjestelmälaa-20 juiselle uudelleenkäytölle), niitä ei generoida käyt täen eri PN-koodigeneraattoreita, mutta ne käyttävät samaa hajaustuskoodia eri koodivaihesiirtymille. Tämä . mahdollistaa PN-koodit, jotka voidaan helposti erottaa ’· ; toisistaan, mikä vuorostaan erottaa lähteenä olevat :·’· : 25 tukiasemat ja yhdyskäytävät tai solut ja keilat. Vaih- ·, " toehtoisesti käytetään PN-koodisarjaa tietoliikenne- : '· järjestelmässä, jolloin kutakin yhdyskäytävää ja mah- ::: dollisesti kutakin satelliittitasoa, jonka kautta yh dyskäytävät kommunikoivat, eri PN-koodeja. Ammattimie-30 helle on helposti ymmärrettävissä, että niin monta tai niin vähän PN-koodeja kuin halutaan voidaan nimetä .· tiettyjen signaalilähteiden tai toistimien identifioi miseksi tietoliikennejärjestelmässä. Täten koodeja ·’, , voidaa käyttää kunkin toistimen tai signaalilähteen 35 erottamiseksi järjestelmässä halutulla tavalla alis- tettuna kokonaismäärälle mahdollisia tietoliikenneka- 115878 20 navia ja haluttaessa maksimoida osoitettavien käyttäjien määrä järjestelmässä.

Käyttäen yhtä alustussignaalikoodisekvenssiä koko tietoliikennejärjestelmässä mahdollistetaan ti-5 laajyksiköille järjestelmän ajoitussynkronisoinnin löytäminen, yhdellä haulla kaikissa alustussignaali-koodxvaiheissa. Vahvin alustussignaali on helposti tunnistettavissa käyttäen korrelaatioprosessia kullekin koodivaiheelle. Tilaajayksikkö hakee sekventtiaa-10 lisesti koko sekvenssin ja säätää itsensä siirtymälle tai vaihe-erolle, mikä tuottaa vahvimman korrelaation. Vahvin alustussignaali, joka on identifioitu tällä prosessilla, yleensä vastaa alustussignaalia, joka on lähetetty lähimmällä tukiasemalla tai alueen kattaval-15 la satelliittikeilalla. Kuitenkin vahvinta alustussig naalia käytetään yleensä riippumatta sen lähetyspis-teestä, koska se on selvästi signaali, jota käyttäjä voi seurata ja jonka käyttäjä voi demoduloida tarkasti.

20 Yleensä suurempi tehotaso ja siten suurempi signaalikohinasuhde ja häiriömarginaali alustussignaa-lille mahdollistaa suurinopeuksisen alkuvastaanoton ja ! ._ mahdollista erittäin tarkan vaiheseurannan käyttäen ; suhteellisen laajaa kaistanleveysvaiheen seurantapii- ·;· ; 25 riä. Kantovaihe, joka saadaan alustuskantosignaalin '· seuraamisesta on käytössä kantovaihereferenssinä demo- : ’· duloitaessa käyttäjän informaatiosignaaleita, jotka on : lähetetty tukiasemilla 14 ja 16 ja yhdyskäytävillä 22 ja 24. Tämä tekniikka mahdollistaa sen, että useat 30 liikennekanavat tai käyttäjäsignaalikantoaallot voivat jakaa yhteisen alustussignaalin kantovaihereferenssi-nä.

Vahvimman alustussignaalin vastaanoton tai . . synkronoinnin jälkeen tilaajyksikkö etsii toista sig- 35 naalia, jota kutsutaan synk- tai synkronointisignaa- liksi, tai kanavaa, joka tyypillisesti käyttää eri peittokoodia, kuten alla esitetään, ja jolla on sama 115878 21 sekvenssipituus kuin alustussignaalilla. Synkronointi-signaali lähettää viestin sisältäen tiettyä järjestel-mäinformaatiota, mikä edelleen identifioi lähteenä olevan yhdyskäytävän ja koko tietoliikennejärjestelmän 5 kuljettaen lisäksi tiettyä synkronointi-informaatiota pitkille PN-koodeille, limityskehyksille, vokoodereil-le, Ja muuta ajoitusinformaatiota, jota käytetään etä-tilaajayksikössä vaatimatta muuta kanavahakua.

Toinen signaali, jota kutsutaan hakusignaa-10 liksi tai -kanavaksi, voi myös olla käytössä tietoliikennejärjestelmässä viestien, jotka osoittavat, että puhelu tai tietoliikenneinformaatio on 'saapunut' tai on läsnä tai on 'pidossa' tilaajalle yhdyskäytävässä lähettämiseksi. Yksi tai useampia kanavia voidaan va-15 rata tätä funktiota varten ja tilaajayksikkö voi tarkkailla näitä kanavia ja alustussignaalia, muiden lisäksi, ollessaan ei-aktiivisessa moodissa, jolloin tietoliikenneyhteyttä ei ole muodostettu. Tyypillisesti hakusigaali aikaansaa sopivan kanavanimeämisen käy-20 tettäväksi, kun tilaaja alustaa tietoliikenneyhteyden ja pyytää vastausta nimetyltä tietoliikenneyksiköltä.

Kuten esitetään kuviossa 1 alustussignaalit ! . lähetetään tilaajayksikölle 26 tukiasemilta 14 ja 16 ; käyttäen uiko- tai lähtötietoliikenneyhteyksiä 30 ja ··· ; 25 36, vastaavasti, ja yhdyskäytäviltä 22 ja 24 satellii- ’· "· tin 18 kautta käyttäen yhteyksiä 40, 46 ja 48. Piiri ! ’·· tilaajayksikössä 26 määrittää, mitä tukiasema- tai yh- : : : dyskäytävä (satelliitti) -palvelua sen pitää käyttää yhteyttä varten, mikä tarkoittaa, että se määrittää, 30 missä solussa tai keilassa se on vertaamalla suhteellisia signaalivoimakkuuksia alustussignaaleilla, jotka on lähetetty tukiasemilla 14 ja 16 tai yhdyskäytävillä 22 ja 24. Selvyyden vuoksi kuviossa 1 satelliittia 20 . ei esitetä yhteydessä tilaajayksikköön 26, vaikka tämä : 35 selvästi on mahdollista riippuen tietyistä järjestel- män kokoonpanoista, satelliittikeilan jakaumakuviosta ja MTSO:n 12 puheluiden ohjauksesta.

115878 22 Tässä esimerkissä tilaajayksikkö 28 voidaan pitää olevan lähimpänä tukiasemaa 16 maapalvelutarkoi-tuksessa, mutta myös satelliittien 18 tai 20 peitto-alueella yhdyskäytäväpalvelutarkoituksessa. Kun tilaa-5 jayksikkö 28 alustaa puhelun, ohjausviesti lähetetään lähimmälle tukiasemalle tai satelliittiyhdyskäytäväl-le, tässä 16 tai 18 ja 20. Tukiasema vastaanotettuaan puhelupyyntöviestin, siirtää soitetun numeron järjes-telmäohjaimelle tai MTSO:lie 12. Järjestelmäohjain yh-10 distää puhelun PSTN:n kautta aiotulle vastaanottajalle. Vaihtoehtoisesti tietoliikenneyhteys tilaajayksiköltä 28 muodostetaan satelliitin kautta yhdyskäytävään 22 tai 24. Yhdyskäytävä 22 vastaanottaa puhelun-pyyntöviestin ja siirtää sen järjestelmäohjaimelle 12, 15 joka käsittelee sitä kuten aikaisemmin.

Riippuen siitä, onko puhelu tai viestikanava-pyyntö alustettu PSTN:ssä tai tilaajayksikössä, MTSO 12 yleensä lähettää puheluinformaation kaikille tukiasemille tai yhdyskäytäville ennalta määrätyllä alu-20 eella, jossa yksikön joko tiedetään olevan, perustuen esimerkiksi aikaisempaan viesti-informaatioon, tai .;· jossa sen ennustetaan olevan, kuten esimerkiksi ' koti'-alueella. Yhdyskäytävät ja tukiasemat vuoros-. ’ taan lähettävät hakuviestin niiden kunkin vastaavan *" ; 25 peittoalueen sisällä soitetulle tilaajalle. Kun aiottu *· "· vastaanottoyksikkö tunnistaa hakuviestin, se vastaa “ lähettämällä ohjausviestin lähimmälle tukiasemalle tai :,· · sopivan satelliitin kautta yhdyskäytävälle. Tämä oh jausviesti signaloi järjestelmäohjaimelle 12, mikä 30 tietty yhdyskäytävä, satelliitti tai tukiasema on yhteydessä tilaajayksikköön ja MTSO tai ohjain 12 reitittää viestit tai puhelut tämän yhteyden kautta ti-,·;· laajayksikölle. Jos tilaajayksikkö, tässä 28, siirtyy . pois alkuperäisen satelliitin 18 tai yhdyskäytävän 22 ·.·. 35 tai 24 peittoalueen ulkopuolelle, yritetään yhteyttä '·...· ylläpitää reitittämällä informaatio muiden satelliit- 23 1 1 5878 tien kautta kunnes joko eri yhdyskäytävä tai tukiasema on otettava käyttöön.

Kun puhelu tai tietoliikenneyhteys alustetaan ja tilaaja tai etäyksikkö siirtyy aktiiviseen moodiin, 5 generoidaan tai valitaan pseudokohinkoodi (PN) käytettäväksi tämän puhelun ajaksi. Koodi voidaan joko dynaamisesti nimetä yhdyskäytävällä tai määrittää käyttäen ennalta järjestettyjä arvoja perustuen tietyn tilaajayksikön identiteettitekijöihin. Kun puhelu on 10 alustettu, tilaajayksikkö jatkaa alustussignaalien seurantaa sekä yhdyskäytävältä, jonka kautta se on yhteydessä, että naapurikeilojen tai solujen kautta. Alustussignaalin seuranta jatkuu, jotta voidaan määrittää ylittääkö viereisen solun tai keilan alustus-15 signaalivoimakkuus ensimmäiseksi valitun alustussig-naalivoimakkuuden. Kun signaalivoimakkuus alustussig-naalissa, joka liittyy viereiseen soluun tai keilaan ylitää nykyisen solun tai keilan voimakkuuden, tilaajayksikkö määrittää, että ollaan siirrytty uuden solun 20 tai keilakuvion alueelle ja yhteyden kanavanvaihto yhdyskäytävään, joka vastaa kyseisestä kuviosta, on teh-.·;· tävä.

Tukiaseman tai yhdyskäytävän esimerkinomainen ! lähetinvastaanotinosa, joka voi olla käytössä CDMA- ·;’ ; 25 tietoliikennejärjestelmässä, esitetään yksityiskohtai- ** semmin kuviossa 2. Kuviossa 2 yksi tai useampi vas- : * taanotinosa on käytössä, ja ne ovat kukin kytketty an- · tenniin ja analogiseen vastaanottimeen taajuus- tai tilahajautusvastaanoton saamiseksi. Maatoistintukiase-30 missä käytetään useita antenneja tilahajaustusvastaan-oton saamiseksi sektoreissa. Yhdyskäytävissä voidaan käyttää useita antenneja myös useiden eri satelliit- » » '·;· tien ja orbitaalikuvioiden sovittamiseksi.

. Kussakin vastaanottimessa signaaleita käsi- 35 tellään olennaisesti samalla tavalla, kunnes signaalit :^ siirtyvät hajautuksen yhdistämisprosessille. Elementit .·’;·’ katkoviivojen sisällä kuviossa 2 vastaavat vastaanoti- 115878 24 nelementtejä, joita käytetään yhteyksien hallintaan yhden yhdyskäytävän ja yhden matkaviestimen välillä, vaikka tekniikassa tunnetaan tiettyjä muunnoksia. Analogisten vastaanottimien tai vastaanottimien lähdöt 5 annetaan myös muille elementeille käytettäväksi tietoliikenneyhteyksissä muiden tilaajalaitteiden välillä, mitä" esitetään tarkemmin patenttijulkaisussa US 5,103,459, johon viitataan alla.

Kuviossa 2 esitetty lähetinvastaanotin käyt-10 tää analogista vastaanotinta 62, joka on yhdistetty antenniin 60 tietoliikennesignaalien vastaanottamiseksi, alasmuuntamiseksi, vahvistamiseksi ja digitoimiseksi. Useita mahdollisuuksia RF-IF -peruskaistataa-juusalasmuunnokselle ja analogi-digitaalimuunnokselle 15 kanavasignaaleille on tunnettu. Digitoidut signaalit siirretään hakuvastaanottimeen 64 ja ainakin yhteen digitaalisen datademodulaattoriin 66A. Lisäksi käytetään ylimääräisiä digitaalidatavastaanottimia 66B - 66N signaalihajautuksen saamiseksi kullekin tilaajayksi-20 kölle halutulla tavalla, jossa kukin vastaanotin muodostaa yhden piikin kampatyyppisessä signaalivastaan-_·;· ottimessa. Nämä ylimääräiset datavastaanottimet yksin ! . tai yhdessä muiden vastaanottimien kanssa seuraavaat * » / ; ja vastaanottavat tilaajasignaaleita pitkin useita :·: * 25 mahdollisia etenemisreittejä ja aikaansaavat hajautus- ·. '·· moodin käsittelyn. Jokainen datavastaanotin on yleensä • ’· olennaisesti rakenteeltaan ja toiminnaltaan identti- 1 nen, mutta voi toimia hieman eri ajoituksella johtuen hajasignaalien luonteesta. Kuten aiemmin esitettiin, 30 yhdyskäytävällä yleensä on yksi tai useampi vastaan otin, ei esitetty, jotka kukin on nimetty tietyn tilaajan palvelemiseksi.

Ainakin yksi yhdyskäytävän ohjausprosessori ’·’ , tai ohjain 70, joka on kytketty demodulaattoreihin 66A

35 - 66N ja hakuvastaanotin 64, aikaansaa komennon ja oh- jaussignaalit funktioiden, kuten esimerkiksi signaa-liprosessoinnin, ajoitussignaalin generoinnin, tehon 115878 25 ja kanavanvaihto-ohjauksen, hajautuksen, hajautuksen yhdistämisen, ja järjestelmän liittämisen MTSOroon. Toinen ohjausprosessorin 70 päätehtävä on Walsh-funktio, lähettäminen, ja demodulaattorin nimeäminen 5 tilaajayhteyksille. Hakuvastaanottimia käytetään tyypillisesti analogisille lähdöille nimettävien demodu-laattörien määrittämiseen. Jokainen demodulaattori on täten vastuussa vastaanottamiensa signaalien seurannasta ja ajoituksesta käyttäen tunnettuja tekniikoita. 10 Datademodulaattorien 66A - 66N lähdöt kytke tään yhteen tai useampaan hajautuksenyhdistäjäään ja dekooderiin 68, jotka yhdistävät loogisesti demodu-laattorien signaalilähdöt palvellen tiettyä tilaajayksikköä. Tämä yhdistetty signaali annetaan digitaali-15 selle datalinkille 72, joka on kytketty myös ohjaus-prosessoriin 70, lähetysmodulaattoriin 74 ja tyypillisesti MTS0:n digitaaliseen vaihteeseen tai verkkoon. Digitaalisen yhteyden 72 muodostamiseen käytetty piiri on tunnettu ja käsittää tyypillisesti useita tunnettu-20 ja digitaalisia datan kytkentä- ja tallenuskomponent-teja. Digitaalinen datalinkki 72 ohjaa tai suuntaa de-koodattujen/koodattujen signaalien siirtämistä hajau- I · tuksenyhdistäjien ja dekoodereiden 68, MTSO-verkon ja ! yhden tai useamman yhdyskäytävän lähetinmodulaattorin » · ·’/ 25 74 välillä, kaikkien toimiessa ohjausprosessorin ohja- • · '· ’ uksessa.

: * Digitoidut signaalit lähtönä demodulaatto- reiltä 66 ja etsinvastaanottimilta 64 tässä esimerkissä käsittävät yhdistetyt I- ja Q-kanavasignaalit. Kui-30 tenkin ammattimiehelle on selvää, että nämä elementit voidaan muodostaa sisäisen kanavajaon aikaansaamiseksi ;·. ennen I- ja Q-kanavia digitoitujen I- ja Q-kanavasig- ’;· naalien jakamisen muuntamisen jälkeen sijaan. Tämä ja- . kaminen yksinkertaisesti muuttaa dataväylien luonnet- V, 35 ta, joita käytetään datan siirtämiseen muille elemen- teille. Lähetyspuolella signaalit MTSO:lta tietolii-kennejärjestelmässä tai muilta yhdistäjiltä kytketään 26 1 1 5878 sopivalle lähetinmodulaattorille lähetettäväksi vastaanottavalle tilaajalle käyttäen digitaalista yhteyttä 72. Lähetinmodulaattori 74, joka myös toimii oh-jauprosessorin ohjauksessa, hajaspektrimoduloi datan 5 lähetettäväksi aiotulle vastaanottajalle ja antaa saadun signaalin lähetysteho-ohjaimelle 76, joka ohjaa lähetystehoa, jota käytetään lähtevällä signaalilla. Tarkemmat yksityiskohdat suhteessa esimerkinomaisiin lähetysmodulaattoreihin 72 ja niiden rakenteeseen ja 10 toimintaan esitetään patenttijulkaisuissa US 5,103,459 ja US 5,309,474, joihin kumpaankin viitataan alla, joissa kummassakin on sama hakija kuin tässä hakemuksessa ja jotka liitetään tähän viittauksella.

Teho-ohjaimen 76 lähtö summataan muiden lähe-15 tinmodulaattoreiden/teho-ohjainpiirien lähtöön samalle kantoaaltosignaalille summaimessa 78. Summaimen 78 lähtö puolestaan annetaan analogiselle lähettimelle 80 lisävahvistusta varten halutulla taajuudella ja lähetettäväksi antennille 82, joka säteilee sen tilaajayk-20 sikköön satelliittitoistimen kautta. Ohjausprosessori 70 ohjaa myös alustus-synkkanava-ja hakukanavasignaa- .'!* lien generointia ja niiden kytkemistä teho-ohjaimelle * .·.· 76 ennen summaamista muiden signaalien kanssa ja anta- I > mistä antennille 82.

*;* 25 Hajaspektrityyppiset tietoliikennejär jestel- ’ mät, kuten kuviossa 1 esitetty, käyttävät aaltomuotoa, 1 ' joka perustuu suorasekvenssiseen pseudokohinahajas- V pektrikantoaaltoon. Tällöin peruskaistan kantoaalto moduloidaan käyttäen pseudokohina-PN -sekvenssiä, jon-30 ka jakso on Ts halutun hajautusvaikutuksen aikaansaamiseksi. PN-sekvenssiin kuuluu alibittisarja, joiden jakso on Tc, joilla on suurempi taajuus kuin perus kaistan tietoliikennesignaalilla, joka hajautetaan, * joka on tyypillisesti vain noin 9.6 - 19.2 kbps. Tyy- V» 35 pillinen alibittinopeus on luokkaa 1.2288 MHz ja se valitaan kokonaiskaistan leveyden, halutun tai salli- » » ,*j* tun signaalihäiriön ja muiden signaalivoimakkuuteen ja i > m 115878 27 laatuun liittyvien kriteerioiden mukaisesti, jotka tunnetaan tekniikassa. Täten ammattimiehet tietävät miten alibittinopeus voidaan modifioida allokoidun spektrin mukaisesti ja kustannusrajoitusten ja tieto-5 liikennelaadun kustannuksella.

Alustussekvenssin on oltava riittävän pitkä, jotta' useat eri sekvenssit voidaan generoida käyttäen vaihesiirtymiä suuren alustussignaalimäärän tukemiseksi järjestelmässä. Esimerkinomaisessa sovellutuksessa 10 sekvenssin pituus lähetetylle signaalikantoaallolle valitaan 215 tai 32768 alibitin mittaiseksi. Saadulla sekvenssillä on hyvät ristikorrelaatio-ja autokorrelaatio-ominaisuudet, jotka ovat tarpeen ehkäistäessä eri solujen lähettämien alustussignaalien välistä häi-15 riötä. Samanaikaisesti on toivottavaa ylläpitää sek venssi niin lyhyenä kuin mahdollista vastaanottajan minimoimiseksi. Tuntemattomalla ajoituksella koko sekvenssin pituus on etsittävä oikean ajoituksen löytämiseksi. Mitä pidempi sekvenssi, sitä pidempi on hakuai-20 ka. Kuitenkin kun sekvenssin pituus pienenee, myös koodin käsittelyvahvistus pienenee yhdessä häiriönes-: : : ton kanssa, jopa ei-hyväksyttävälle tasolle.

:Y: Kuten aiemmin osoitettiin, eri yhdyskäytävien : tai tukiasemien signaalit erotetaan antamalla eri ai- .·. : 25 kasiirtymät perustana oleville alustuskoodisekvens- ’ seille kullakin alueella suhteessa sen naapureihin.

Offsettien tai siirtojen on oltava riittävän suuria, ’·’ ’ jotta varmistetaan se, että alustussignaalien välillä ei ole häiriötä.

30 Tukiasema- tai yhdyskäytävä-tilaajayhteydel lä, binäärisekvenssit, joita käytetään spektrin ha-j auttamiseen, muodostetaan kahdesta eri tyyppisestä sekvenssistä, jolla kummallakin on eri ominaisuudet ja jotka kummatkin palvelevat eri funktioita. 'Ulompaa' 35 koodia käytetään eri tukiasemien lähettämien ja moni-*···' reittisten signaalien diskriminointiin. Tämän ulomman koodin yleensä jakaa kaikkia signaalit solussa tai 28 1 1 5878 keilassa ja se on yleensä suhteellisen lyhyt PN-sekvenssi. Kuitenkin riippuen järjestelmän kokoonpanosta joukko PN-koodisekvenssejä voidaan nimetä kullekin yhdyskäytävälle tai eri PN-koodeja voidaan käyt-5 tää satelliittitoistimilla. Jokainen järjestelmäko koonpano määrittää ortogonaalisen ulomman koodin jakamisen järjestelmässä tekniikassa yleisesti tunnettujen tekijöiden mukaisesti.

'Sisempää'koodia käytetään eri käyttäjien tai 10 käyttäjäsignaalien diskriminoimiseksi, jotka signaalit lähetetään yhdeltä tukiasemalta, yhdyskäytävältä tai satelliittikeilalta lähtökanavalla. Tämä tarkoittaa, että jokaisella tilaajayksiköllä on oma ortogonaalinen kanavansa lähtökanavalla, mikä toteutetaan käyttäen 15 uniikkia PN-peittokoodisekvenssiä. Paluukanavalla käyttäjän signaalit eivät ole täysin ortogonaalisia, mutta ne erotetaan tavalla, jolla ne koodimerkkimodu-loidaan. Lisäksi on selvää, että ylimääräisiä hajau-tuskoodeja voidaan käyttää valmisteltaessa dataa lähe-20 tettäväksi, kuten ylimääräisen 'sekoitus' tason ai kaansaamiseksi signaalivahvistuksen parantamiseksi peräkkäisten vastaanottojen ja käsittelyjen aikana.

: : : On tunnettua tekniikkaa, että n:n ortogonaa- lisen binäärisekvenssin, joiden pituus on n joukko * * : 25 voidaan muodostaa, missä n on 2 potenssi. Tämä esite- • * · * .·. : tään kirjallisuudessa, kuten julkaisussa "Digital Corn- • » * * munications with Space Applications, S.W. Golomb et ai., Prentice-Hall, Inc., 1964, pp. 45 - 64". Itse ’** * asiassa ortogonaalisten binäärisekvenssien joukot tun- 30 netaan useimmilla sekvensseillä, joiden pituus, on ; neljän monikerta mutta pienempi kuin kaksisataa. Yksi sellainen sekvenssi luokka, joka on suhteellisen helppo generoida, on Walsh-funktio, joka myös tunnetaan Hada-mard-matriiseina.

T 35 Astetta n oleva Walsh-funktion matriisi reaa- v,: liavaruudessa voidaan määrittää rekursiivisesti seu- : : raavasti: 115878 29 W{n/ 2) W(n/2) W (n) = W(n/2)W(n/2) missä Wviittaa W:n loogiseen komplimenttiin, eli W (n) = -W(n) ja W(l) = 1.

5 Täten muutama ensimmäinen Walsh-funktio tai aste-2, 4 ja 8 voidaan esittää seuraavasti: 1 1 W (2) = 1-1 1111 1-1 1-1 10 W(4) = 1 1 _1 _1 1-1-1 1 11111111 1-1 1-1 1-1 1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1-1-1 1 1-1-1 1 W (8 ) = 1111-1-1-1-1 :7: 1-1 1-1-1 1-1 1 :Y: 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1-1-1 1-1 1 1-1 ·· Täten Walsh-funktio tai -sekvenssi on yksin- . 15 kertaisesti yksi Walsh-funktion matriisin rivi ja

Walsh-funktio luokkaa 'n' sisältää n-sekvenssiä Sn (n), jotka kukin ovat n-bittiä pitkiä. Yksilöllisiä bittejä, jotka muodostavat Walsh-koodisekvenssin, kutsutaan Walsh-alibiteiksi. Täten Walsh-funktio (n) on i:s ·; ’· 20 rivi n-rivisessä/sarakkeisessa Walsh-funktion matrii- sissa, ja siihen kuuluu n-bittiä. Esimerkiksi Walsh-funktio W3 (8) esitetään yllä sekvenssillä S3 (8) = 1 'Ϋ 1-1-1 1 1-1-1.

» » · 30 1 1 5878

Astetta n oleva Walsh-funktio reaalilukua-varuudessa (samoin kuin muut ortogonaaliset funktiot) on sellainen, että n-alibitin jaksolla alibittijonossa, ristikorrelaatio kaikkien eri sekvenssien Sn (n) 5 joukon kanssa on nolla, edellyttäen, että sekvenssit ovat väliaikaisesti kohdistettuja. Tämä on helposti ymmärrettävissä huomaamalla, että tarkalleen puolet biteistä tai alibiteistä kussakin sekvenssissä eroavat muiden sekvenssien biteistä. Toinen käyttökelpoinen 10 ominaisuus on, että yksi sekvenssi (reaalinen) aina käsittää yhden kaikki ykkösiä sekvenssin muiden ollessa puolet ykkösiä ja puolet miinus ykkösiä sekvenssejä. Vaihtoehtoisesti yksi sekvenssi (kompleksi) on kaikki nollia ja muut ovat puolet ykkösiä ja puolet 15 nollia sekvenssejä.

Nykyisissä standardeissa hajaspektritietolii-kennejärjestelmille kaikki tilaajat tai tilaajayksiköt, jotka toimivat keilassa tai solussa, jakavat yhden 'ulomman^ PN-koodivaiheen. Täten perusajoitus ja -20 vaihe, jotka on muodostettu yhdyskäytävillä ja tu kiasemilla käyttäjille tietyllä taajuudella, samoin kuin yleensä alustus- ja synkronointisignaaleille, ovat samat. Mikä erottaa tilaajan tai tilaajasignaalit ;V. uniikisti tietyille vastaanottajille, on erillisten » i : 25 ortogonaalisten hajautus- tai sekoitusfunktioiden, | Walsh-funktioiden käyttäminen kullakin käyttäjäsignaa- ,! ' lilla, joita kutsutaan myös tilaajakanaviksi. Tämä on vaihen kohdistuksen ulompaan PN-koodiin suhteessa si- • i » ’·' * sempiin koodeihin käyttämistä.

30 Tietyssä hajaspektritietoliikennejärjestel- ;,· ; mässä, joka käyttää Walsh-funktioita tai y : koodisekvenssejä, ennalta määrätty joukko tai taulukko sekvenssejä, joihin kuuluu n-riviä n-arvoa kussakin, ".!! muodostetaan etukäteen eri koodisekvenssien määrittä- 35 miseksi. Nykyisissä toteutuksissa tämä tyypillisesti v,: konfiguroidaan ennalta määrätyksi 64 Walsh-funktion joukoksi, jossa kunkin pituus on 64 alibit- 3i 1 1 5878 tiä. Näitä funktioita käytetään ortogonaalisuuden varmistamiseksi 64 kanavalle tai tilaajalle (miinus alustus-, haku- ja synkronointisignaalit), tietyssä kanto-aaltosignaalissa, jota käytetään keilassa, solussa tai 5 sektorissa. Kehittyneemmille säteiliittiperustaisille toistinjärjestelmille palvelua saavien käyttäjien määrän lisääminen edellyttää Walsh-funktion koon kasvattamista ainakin 128 alibitin mittaiseksi (n = 128).

Tällä tavalla alibitit tai alibittibinääriar-10 vot ('0' tai '1') Walsh-funktioille, kuten Wx (64), W2 (64) tai W64 (64) , määritetään etukäteen ja ne ovat järjestetyssä joukossa käytettäväksi tietoliikennejärjestelmässä. Nämä funktiot ovat uudelleenkäytettävissä keiloissa ja soluissa, koska kantoaaltosignaalien vai-15 hesiirtymät ovat jo toteutettu kullekin solulle tai keilalle perusajoituksessa kuten osoitetaan alustus-signaalisiirtymillä (ulompi koodi). Tämän tyyppisen informaation käyttö on ammattimiehelle selvää.

Useita signaaliaaltomuotokantoaaltoja voidaan 20 käyttää tietoliikennejärjestelmässä 10. Edullisessa sovellutuksessa sinimuotoista kantoaaltosignaalia ne- liövaihemoduloidaan PN-sekvenssiparilla. Tässä sovel- ; lutuksessa PN-sekvenssit generoidaan kahdella erilli- sellä PN-generaattori 1 la, joilla on sama sekvenssipi- : 25 tuus. Ensimmäinen sekvenssi kaksivaihemoduloi tulovai- • » · ; hekanavan (I-kanavan) kantoaaltosignaalissa ja toinen • · · ' sekvenssi kaksivaihemoduloi neliövaiheen tai vain ne- • · • · · *,,, liökanavan (Q-kanavan) kantoaaltosignaalissa. Saadut # i · *·’ * signaalit summataan komposiittisen neliövaiheisen kan- 30 toaaltosignaalin muodostamiseksi.

• · : Esimerkinomaisessa signaalimodulaattorissa lähetysmodulaattorin 74 toteuttamiseksi ja datan Dj valmistamiseksi aiotulle tilaajalaitteelle j lähetet-’!!! täväksi, esitetään kuviossa 3. Kuten esitetään kuvios-

* I

» I

35 sa 3, modulaattoriin 74 kuuluu datakooderi 100 ja li-v,: mitin 102. Ennen ortogonaalisen koodauksen tai hajau- : : tuksen käyttöä tässä käytetään Walsh-funktiota, digi- 115878 32 taaliset datasignaalit kuljetetaan kullakin tietolii-kennekanavalla ja koodataan toistaen ja limitetään virheentunnistuksen ja korjausfunktioiden aikaansaamiseksi, mikä mahdollistaa järjestelmän toiminnan pie-5 nemmällä signaalikohina- ja häiriösuhteella. Tämä johtaa datamerkkeihin, jotka käsitellään lähetystä varten.

Saatu data edustaa ääntä tai muun tyyppisiä analogisia signaaleita, jotka saavat alkunsa PSTN:stä, 10 tai muusta tilaajayksiköstä ja jotka lähetetään MTSO:n kautta. Dataa käsitellään tyypillisten tai tunnettujen analogisten tekniikoiden mukaisesti ja vahvistetaan tai suodatetaan sekä muunnetaan digitaalisen signaalin muotoon. Koodaukseen, toistoon ja limitykseen käytetyt 15 tekniikat ovat myös tunnettuja. Lisäselvitystä limi tyksestä löytyy esimerkikis julkaisusta "Data Communication, Networks and Systems, Howard W. Sams & Co., 1987, pp. 343 - 352".

Limitetyt merkit limittäjältä 102 koodataan 20 ortogonaalisesti tai katetaan nimetyillä ortogonaali- silla koodisekvensseillä, jotka saadaan koodigeneraat-V ‘ torilta 104. Koodigeneraattorin koodi kerrotaan tai :.V yhdistetään merkkidatalla loogisessa elementissä 106.

:: ' Ortogonaalista funktiota kellotetaan tyypillisesti no- 25 peudella 1.2288 MHz. Samalla esimerkinomaisessa muut- tuvanopeuksisessa datanopeusjärjestelmissä käsittäen .*.· äänen, telekopiolaitteen (FAX) ja suuri/pieni- nopeuksiset datakanavat, informaatiomerkkinopeus voi vaihdella esimerkiksi noin 75 Hz - 76 800 Hz. Ennen 30 kattamista Walsh-koodilla, limitetyt datamerkit voi daan myös kertoa binääri-PNu-sekvenssillä toisessa ; ’’· loogisessa elementissä 108, joka on kytketty sarjaan ·,· kertojan 106 tulon kanssa. Tämä sekvenssi annetaan pitkäkoodisen PN-koodigeneraattorin 110 lähdöstä, jota 35 tyypillisesti myös kellotetaan nopeudella 1.2288 MHz '!*. ja sen jälkeen desimoidaan desimaattorissa 111 1.9 200 kbps: nopeuden aikaansaamiseksi. Vaihtoehtoisesti loo- 115878 33 ginen elementti 108 voitaisiin yhdistää sarjaan kertojan 106 lähdön kanssa, mikä johtaa kertojan 106 katetun datan kertomiseen PNu-sekvenssillä. Kun Walsh-koodi PN0-sekvenssit käsittävät binäärisiä '0' ja '1' 5 -arvoja arvojen ’-1' ja '1' sijaan, kertojat voidaan korvata loogisilla elementeillä, kuten XOR-porteilla.

Koodigeneraattori 110 generoi erillisen PN-koodisekvenssin PN0 vastaten uniikkia PN-sekvenssiä, joka on generoitu kullakin tai kullekin tilaajayksi-10 kölle ja joka voidaan muodostaa käyttäen tunnettuja tähän tarkoitukseen konfiguroituja elementtejä. PN0-sekvenssi sekoittaa datan salauksen tai signaalin li-sähajautuksen aikaansaamiseksi. Vaihtoehtoisesti ei-lineaarinen salausgeneraattori, kuten säläin, joka 15 käyttää salausstandardia (DES), voi olla käytössä PN-generaattorin sijaan, halutun mukaisesti. PNu-sekvenssi voidaan nimetä joko vain tietyn yhteyden tai viestin ajaksi tai pysyvästi yhdelle tilaajayksikölle.

Lähettimeen kuuluu myös kaksi PN-20 generaattoria 112 ja 114, jotka generoivat kaksi eri mittaista lyhyttä PNX- ja PNQ-koodisekvenssiä tulovai-heen (I) ja neliövaiheen (Q) kanaville. Kaikki tilaa-.·.· jayksiköt käyttävät samoja PNX- ja PNQ-sekvenssejä, mutta aikasiirtyneenä tai offsetissa eri määrin, kuten 25 yllä kuvattiin. Vaihtoehtoisesti nämä generaattorit ’ voivat olla aikajaettuja useiden lähettimien kesken 1 * käyttäen sopivaa liityntäelementtiä. Esimerkinomainen ·.’ · generointipiiri näitä koodeja varten esitetään patent tijulkaisussa US 5,228,054, "Power of two lenght pseu-30 donoise sequence generator with fast offset adjust ments", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemukses-sa.

Nämä PN-generaattorit vastaavat tulosignaa-. lista vastaten keilan tai solun identifiointisignaalia \\ 35 ohjausprosessorilta ennalta määrätyn aikasiirtymävii- ii(> veen määrittämiseksi PN-sekvensseille. Vaikka vain , - * ·* kaksi PN-generaattoria esitetään PNj- ja PNQ- * » » % 115878 34 sekvenssien generoimiseksi, on helposti ymmärrettävissä, että monia muita PN-generaattorisovelluksia käsittäen ylimääräisiä generaattoreita voidaan myös toteuttaa tämän keksinnön puitteissa.

5 Walsh-koodatut merkkidatalähdöt kertojalta

106 kerrotaan PNX- ja PNQ-koodisekvensseillä käyttäen kertojaparia 116 ja 118. Saadut signaalit yleensä moduloidaan RF-kantotaajuudelle, tyypillisesti kaksivai-hemoduloimalla siniaaltojen neliöparit, jotka summa-10 taan yhdelle tietoliikennesignaalille, ja jotka summataan alustus- ja käynnistyskantosignaaleille yhdessä muiden datasignaalien kanssa keilaa tai solua varten. Summaus voidaan suorittaa useissa eri pisteissä käsittelyn aikana, kuten IF- tai peruskaistataajuuksilla, 15 joko ennen tai jälkeen PN-sekvenssikertomisen liittyen tietyn keilan tai solun kanaviin. Saadut signaalit kaistanpäästösuodatetaan, siirretään lopulliselle RF-taajuudelle, vahvistetaan, suodatetaan ja lähetetään yhdyskäytävän antennilla. Kuten aikaisemmin esitettiin 20 suodatus, vahvistus, siirto ja modulointi voidaan vaihtaa keskenään. Tarkempia yksityiskohtia tämäntyyp-γ pisestä lähettimestä löytyy patenttijulkaisusta US

:Y 5,103,459, "System and method for generating signal I · : .* waveforms in a CDMA cellular telephone", jossa hakija- t · · 25 na on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään • · • !t tähän viittauksella.

. Koska kuviossa 3 esitetty modulaattori toimii tyydyttävästi useimmissa tietoliikennejärjestelmissä, se muodostaa erittäin perussovelluksen signaalimodu-30 loinnille ja koodaukselle. Ammattimiehet käyttävät sellaista modulointia saadakseen yksinkertaisen ja te-: hokkaan Walsh-peittokoodien käytön aikaansaadakseen keilojen välisen tai solujen välisen ortogonaalisuu-,Y den, kuten aiemmin mainittiin. Kuitenkin kuvion 3 lai- 35 te yleensä vaatii alustussignaalin ja koherentin demo- '··· duloinnin käyttöä signaalivastaanottimissa. Ilman alustussignaalia kuvion 3 sovellus ei aikaansaa riit- I I I · 115878 35 tävää merkkitehoa jotta vastaanottimet pystyisivät lukkiutumaan ja seuraamaan datasignaalikehysten vaihetta useissa sovelluksissa.

Toisaalta hakija on huomannut, että useita 5 ortogonaalisia koodisekvenssejä voidaan käyttää moduloitaessa kutakin datasignaalia ylimääräisen signaalin käsittelyvahvistuksen aikaansaamiseksi ei-koherentille signaalikäsittelylle. Hakija on huomannut, että M-koodisekvenssiä (jossa M = 2kL ja k ovat kokonaisluku-10 ja ja n on alla kuvattu kerroin), voidaan käyttää M-aarisen modulaatiokaavion, jota kutsutaan M-aariseksi Walsh-vaiheistukseksi, käyttämiseksi, mikä lisää vastaanotettavien modulaatiomerkkien tehoa siten, että virhetehokkuus vastaa koherenttien demodulaatioteknii-15 koiden tehokkuutta. Alla esitetään esimerkkejä alem malle asteelle tai modulaatiotasolle M, missä M = 2, 4 ja 16. Yhteensopivuuden ylläpitämiseksi useamman perinteisen peittokoodin käytön kanssa, arvo k asetetaan nollaksi yllä esitetyssä yhtälössä (ja L = 1), mikä 20 johtaa M:n arvoon 1 ja 1-aariseen tai yksittäiseen koodisekvenssimodulaatioon.

V Hyödyntämällä yllä esitettyjä ortogonaali-

« I

suusominaisuuksia Walsh-funktioilla (tai muilla or- : togonaalisilla funktioilla), useita Walsh-funktioita 25 tai -koodisekvenssejä Wx, W2,...Wn voidaan käyttää M- aaristen ortogonaalisten sekvenssien tai M:n ortogo- /, naalisen modulaatiomerkin generoimiseksi. Esimerkiksi i · kaksi n-mittaista Walsh-funktiota (n) ja Wj (n) voi daan käyttää binäärisen tai 2-aarisen ortogonaalisen 30 sekvenssin Sn generoimiseksi n:llä Walsh-alibitillä, muotoa: r * f ;;· Si(n) = W±(n) (i * j) ja V. 35 S2(n) = Wj (n) t t t » - \ » i t * j * 36 1 1 5878 missä i ja j edustavat tiettyjä rivejä ennal-tamäärätyssä Walsh-matriisissa. Jokainen modulaatio-merkki on n-alibitin Walsh-funktio. Esimerkiksi käyttäen vastaavia sekvenssejä yllä olevista esimerkkimat-5 riiseistä ja asettamalla n = 8, i = 3 ja j = 4, niin saadut sekvenssit Si (8) ja S2 (8) ovat:

Sj. (8) = 1 1-1-1 1 1-1-1 ja S2 (8) = 1-1-1 1 1-1-1 1 10

Kahta sekvenssiä, kuten näitä, käytetään koodattujen datamerkkien moduloimiseksi selektiivisten merkinsovituskaavioiden mukaisesti. Kooderilta ja/tai limittäjältä saadut merkit sovitetaan kahdeksi ortogo-15 naaliseksi modulaatiomerkiksi, jotka on luotu ennalta määrätyllä parilla tai kahden erillisen Walsh-funktion alijoukolla. Tämä toteutetaan valitsemalla sopiva koo-disekvenssi Sx tai S2 vasteena tilaan tai binääriarvoon tulomerkeissä. Täten binääriarvo '0' valitsee yhden 20 sekvenssin, sanotaan Sx, ja binääriarvo '1' valitsee toisen sekvenssin, tässä S2. Nämä sekvenssit siirretään myöhempään signaalikäsittelyasteeseen kuin modu-·.· · loidut merkit PNX- ja PNQ-hajautussekvenssien sovelluk- sessa edellä.

: 25 Eräs modulaattorin toteutus, joka on käyttö- kelpoinen valmistettaessa käyttäjädataa lähetettäväksi :·. käyttäen 2-aarista modulaatiota lähtökanavalla esite- tään kuviossa 4. Kuviossa 4 dataa käsitellään kuten aikaisemmin kooderilla 100 ja limittäjällä 102 ennen 30 kertomista sekoitus- ja tehonohjauskertoimilla kertojassa 120. Sekoituskerroin desimoidaan ΡΝ0-sekvenssillä, aiemmin esitetysti ja tehonohjauskerroin : '·· on bittikuvio, jota tyypillisesti käytetään kompensoi- ' maan tehomuunnokset datan digitointi- ja koodausvas- .v’ 35 teissä.

Kertojan 120 lähtö siirretään koodisovitti-meen tai modulaatiomerkkivalitsimeen 124, jossa kooda- 37 1 1 587 8 tut limitetyt merkkidatat sovitetaan modulaatiomer-keiksi. Ortogonaaliset sekvenssit, joita käytetään tähän modulaatiosovitukseen, voidaan generoida kahdessa sopivasti konfiguroidussa generaattorissa 126 ja 128, 5 joiden kummankin lähtö on kytketty valitsimeen 124. Nämä generaattorit toteutetaan käyttäen tunnettuja tekniikoita ja piirielementtejä, kuten laitetta, joka esitetään patenttijulkaisussa US 5,228,054, joka mainittiin yllä, tai kuten muuten on tunnettua tekniik-10 kaa. Vaikka koodigeneraattorit esitetään erillisinä rakenteina, tämä on vain selvyyden vuoksi ja ammattimiehelle on selvää, että ne voisivat muodostaa yhtenäisen osan modulaatiomerkkivalitsinta 124.

Ortogonaaliset koodit voidaan generoida tar-15 peen mukaan valittujen indeksiarvojen tai tulomuuttu-jien mukaisesti halutuille funktioille. Vaihtoehtoisesti halutut funktiot nimettyinä ohjausprosessorilla voidaan antaa ennalta järjestetyn funktiolistan muodossa, jota käytetään tietoliikennejärjestelmässä, 20 joista tietyt valitaan tarpeen mukaan. Koodigeneraat torit voidaan dynaamisesti ohjelmoida käyttäen infor-maatiota, joka saadaan synk- tai hakusignaaleista si-! . ten, että koodisekvenssit vaihdetaan joka kerta kun tilaajayksikkö käyttää uutta tietoliikennekanavaa tai : 25 yhteyttä tai yhdyskäytävää, tai sekvenssit voidaan ni- *·'' metä pysyvästi tarpeen mukaan. Lisäksi kahta generaat- : '·· toria voidaan käyttää erillisten koodien muodostami- · __ seksi samanaikaisesti tai yhtä koodigeneraattoria voi daan käyttää kahden eri koodin muodostamiseksi eri ai-30 koina, kullakin merkkijaksolla, vasteena datamerkkien binääriarvoille.

Valitsin 124 vastaanottaa sekvenssit ja antaa lähtöön yhden sekvenssin generaattorilta 126, kun tu-. lomerkit ovat '0' ja ortogonaalisen sekvenssin gene- '· : ’ 35 raattorilta 128 kun tulomerkit ovat '1'. Modulaatio- merkki valitsin 124 on muodostettu käyttäen useita pii-rielementtejä ja loogisia elementtejä, jotka ovat tun- 115878 38 nettua tekniikkaa ja jotka yksinkertaisesti mahdollistavat tietyn sekvenssin antamisen lähtöön, kun joko '0' tai '1' vastaanotetaan tulossa. Ortogonaaliset sekvenssit, jotka ovat lähtönä yhdeltä tai useammalta 5 koodigeneraattorilta, voidaan yksinkertaisesti valita aktivoimalla elektroninen kytkentäelementti, kuten esimerkiksi transistori tai looginen portti, joka on kytketty sarjaan kunkin lähdön kanssa. Vaihtoehtoisesti sekvenssit voidaan tallettaa käytettäväksi paikal-10 lisiin rekistereihin tai muistielementteihin, jotka muodostavat osan modulaatiomerkkivalitsimesta 124.

Ylläoleva tekniikka voidaan laajentaa neliö-aariseen tai 4-aariseen ortogonaaliseen sekvenssiin pituudeltaan 2n-alibittiä käyttämällä sekvenssejä, 15 jotka ovat muotoa:

Sx(2n) = (Wi(n),Wi(n)) S2 (2n) = (Wi (n) , FFi (n) ) S3(2n) = (Wj (n) ,Wj(n)) 20 S4 (2n) = (Wj (n) , W] (n) ) Tässä modulaatiotasossa jokainen modulaa- • · · .* : : tiomerkki on kahden alemman asteen ortogonaalifunktion :Y; yhdelmä, jolloin yksi sekvenssi pituudeltaan 2n- | 25 alibittiä käsittäen kaksi n-mittaista sekvenssiä sar- * * * * .·. : jassa on kytketty yhteen. Jokainen modulaatiomerkki • · « y ‘ rakentaa n-mittaisen ortogonaalisen Walsh-funktion, • * · jota yleensä käytetään tietoliikennejärjestelmässä ja • « * ’·* * ylläpitää ortogonaalisuuden tilaajasignaalien joukossa 30 riippumatta siitä käyttävätkö ne kaikki pidempiä modu- : laatiomerkkejä.

4-aarisessa kokoonpanossa 2 datamerkkiä on käytössä tietyn koodisekvenssin tai Walsh-# funktiojoukon valitsemiseksi lähtöön modulaatiomerkik- 35 si. Eräs potentiaalinen tulomerkkien sovitus modulaa- tiomerkeiksi esitetään taulukossa 1 alla. Ammattimie-: helle on selvää, että muita sovitusfunktioita voidaan 39 115878 käyttää esillä olevan keksinnön puitteissa riippuen tietystä tietoliikennejärjestelmästä ja sovituksen aikaansaavasta piiristä.

5 TAULUKKO I

Merkkidata Modulaatiomerkki/ lähtösekvenssi ~00 (Wj(n) ,Wj(n) ) 01 (W± (n) , FTj (n) )_ TÖ ~ (Wj (n) ,Wj (n) )

Wj[n),Wj (n)) Tämä sovellus voidaan edelleen laajentaa käsittämään 16-aarisen ortogonaalisen sekvenssin pituu-10 deltaan 4n-alibittiä allokoimalla neljä ortogonaalista funktiota WA (n) , Wj (n) , Wk (n) ja Wp(n) ja seuraten muotoa :

Sxl(4n) = (Wx (n) , Wx (n) ,Wx(n) ,WX(n) ) 15 Sx2 (4n) = (Wx (n), Wx (n) ,WX (n), Wx (n) )

Sx3(4n) = (Wx(n) ,Wx(n) , fPx(n) , FFx(n) ) · Sx4 (4n) = (Wx(n) , Wx(n) , PFx(n) ,Wx(n) ) 30 115878 40 Käyttäen yllä olevaa esimerkkiä arvolle Wi(8) saadaan:

Sa(32) =1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1, 5 Sb(32) = 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 l-l-l-l-l 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1,

Sa(32) = 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1, ja $3(32) = 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1 16-aarisella modulaatiotasolla jokainen modu-10 laatiomerkki on neljän alemman asteen ortogonaalifunktion yhdelmä, jolloin 4n-alibitin mittainen sekvenssi käsittää 4 n-mittaista sekvenssiä sarjassa. 16-aarisessa kokoonpanossa 4 datamerkkiä on käytössä tietyn koodisekvenssin tai Walsh-funktiojoukon valitsemi-15 seksi lähtöön. Esimerkinomainen sovitus tulomerkeille modulaatiomerkeiksi esitetään taulukossa 2 alla. Jälleen ammattimiehelle on selvää, että muita sovituksia voidaan käyttää esillä olevan keksinnön puitteissa.

20 TAULUKKO II

Merkkidata Sekvenssikuvio_ • 0000_ (Wi (n) , Wi (n) , Wi (n) , Wx (n) )_ * 0001__(Wi (n) , W! (n) , Wi (n) , W± (n) ) \v 0010__(Wi (n) , W i (n) , W! (n) , Wi (n)) • 0011__(Wi (n) , Wx (n) , W2 (n) , W i (n) ) : 0100 _ (W2(n) ,W2(n) ,W2(n) ,W2(n) ) '· ’·' 0101_ (W2 (n) , W2 (n) , w2 (n) , W2 (n) ) i’*.· OHO__(W2 (n) , W 2 (n) , W2 (n) > W 2 (n)) 0111__(W2 (n) , W2 (n) , w 1 (n) , W 2 (n)) ‘ 1000 __(W3 (n) , W3 (n) , W3 (n) , W3 (n) )_ 1001_ (W3 (n) , W3 (n) , W3 (n) , W3 (n) ) : 1010 _ (W3 (n) , W 3 (n) , W3 (n) , W3 (n)) 1011 (W3 (n) , W3 (n) , W3 (n) ,W 3 (n) ) ’·;·’ 1100__(W4 (n) , W4 (n) , W4 (n) , W4 (n) )_ ·:. HOI__(W4 (n) , W4( n) ,W4(n) , W4( n)) IHO__(W4 (n) , W 4 (n) / w4 (n) , W4 (n)) im__(W4 (n) , Wa (n) , W4 (n) ,W 4 (n)) » » * » · 41 1 1 5878 missä W (n) jälleen viittaa W(n):n loogiseen komplementtiin, joka on W (n) = -W(n) ja W(l) = 1.

4-aarinen modulaatiotekniikka voidaan toteuttaa käyttäen kuviossa 4 esitetyn modulaattorin modifi-5 kaatiota, kuten esitetään kuviossa 5. Kuviossa 5 data käsitellään kuten aikaisemmin kooderilla 100 ja limit-täjällä 102 ennen kertomista sekoitus- ja tehonohjaus-kertoimilla kertojassa 120. Kertojan 120 lähtö siirretään jälleen ortogonaalisen koodin tai modulaatiomer-10 kin valitsimelle, tässä 130, missä koodatut limitetyt merkkidatat sovitetaan halutuiksi modulaatiomerkeiksi. Binäärimerkit kertojan lähdössä ryhmitellään 2-bittisiksi 'vektoreiksi', jotka sovitetaan yhdeksi mo-dulaatiomerkiksi. Tämä sovitus saadaan modulaatiomerk-15 ki-indeksin binääriesityksen mukaisesti. Täten jokaisella modulaatiomerkillä on yksi neljästä vastaavasta indeksiarvosta tai nimiöinnistä vaihdellen '00';sta 'll':teen, 4-aarisella modulaatiolla, ja datamerkkien binääriarvoja käytetään kyseisen indeksiarvon valitse-20 miseen.

Ortogonaaliset sekvenssit, joita käytetään ,·;· modulaatiosovituksessa muodostetaan generaattorilla !. 126 ja 128, joiden lähtö on kytketty valitsimeen 130.

,* ; Valitsin voidaan muodostaa siten, että se manipuloi 25 tulosekvenssejä loogisen komplementin aikaansaamiseksi • ► '» ’ kustakin sekvenssistä, jonka se vastaanottaa, tarpeen : ’· mukaan, tai toista generaattorisarjaa, kuten esitetään ^ katkoviivoin 126' ja 128', joita voidaan käyttää joko halutun komplementäärisen sekvenssin tai komplementoi-30 van funktion aikaansaamiseksi niitä varten koodigene-raattoreilta 126 ja 128.

4-aarisen modulaation suorittamiseksi modu-laatiomerkkivalitsin 130 vastaanottaa alemman asteen , koodisekvenssin ja antaa yhden (korkeamman asteen) 35 pitkän sekvenssin käsittäen generaattorilta 126 vas- taanotetun koodin tai sen loogisen komplementin, kun tulomerkkiparilla on yksi joukko arvoja, kuten '00' 42 1 1 5878 tai '01'; ja erin pitkän sekvenssin käsittäen generaattorilta 128 vastaanotetun koodin tai sen loogisen komplementin, kun tulomerkkiparilla on toinen joukko arvoja, kuten "10" tai "11". Kahden datamerkin antami-5 seksi käyttöön, 2-bittiset vektorit valintaa varten, 1-L (1:L) demultiplekseri 132 kytketään sarjaan valitsimen 130 kanssa. L:n arvo asetetaan yhtä suureksi kuin kaksi 4-aarisella modulaatiolla.

Valitsin 130 toteutetaan käyttäen useita pii-10 rejä ja loogisia elementtejä, jotka ovat tunnettua tekniikkaa ja jotka mahdollistavat tietyn modulaatio-merkin antamisen lähtöön vasteena kullekin merkkitulo-kuviolle. Ortogonaaliset koodisekvenssit lähtönä kultakin koodigeneraattorilta voidaan yksinkertaisesti 15 valita aktivoimalla sarja elektronisia kytkentäele-menttejä, kuten esimerkiksi transistoreita tai loogisia portteja, jotka on kytketty sarjaan kunkin lähdön kanssa. Vaihtoehtoisesti sekvenssit voidaan tallentaa käytettäväksi paikallisissa rekistereissä tai muisti-20 elementeissä, jotka muodostavat osan modulaatiomerkki-valitsinta 130 niiden generoimisen jälkeen. Kuten ai- ... emmin, sekvenssigeneraattorit voidaan dynaamisesti oh- « « ; . jelmoida halutusti käyttäen yhdyskäytävän ohjauspro- ]·'; sessorilta saatua informaatiota.

25 Yksi tai useampi tarkastustaulukko tai vas- taava muu muistirakenne voi myös olla käytössä ennalta • ’· valittujen koodisekvenssien tallentamiseksi käsittäen ;Y. _ __ niiden loogiset komplimentit myöhempää palauttamista varten vasteena tietyille tulomerkeille. Tunnettu lai-30 te, kuten esimerkiksi ram- ja rom-muistit ja ohjelmoitavat logiikkamatriisit voivat olla käytössä kyseisten taulukoiden implementoimiseksi. Tässä kokoonpanossa t » tarkastustaulukkoon annetaan yleensä pääsy suoraan *Ύ merkkidatalla käyttäen binäärimerkkivektoreita osoit- :V 35 teenä tai indeksiosoittimena tietylle modulaatiomerk- kisyötteelle taulukossa. Modulaatiomerkkilähtö väli- * i » taan automaattisesti tuloarvolla. Yksittäinen piirie- i I Iti» 115878 43 lementti voi suorittaa modulaatiomerkkivalitsirnen 130 ja generaattoreiden 126 ja 128 yhdistetyt funktiot. Koodisekvenssivalitsin voi myös lisätä tai kasvattaa merkkiarvoilla määriteltyä indeksiosoitetta mahdollis-5 taakseen neljän tuloarvon (M) valinnan sekvenssijoukoille 128 mahdollisesta. Tämä lisäys voidaan asettaa tai valita käyttäen yhdyskäytävän ohjausprosessoria.

Eräs käyttökelpoisen modulaattoriosan toteutus tilaajasignaalien valmistamiseksi käyttäen 16-10 aarista modulaatiota esitetään kuviossa 6. Kuviossa 6 dataa esitellään kooderilla ja limittäjällä 102 ennen kertomista sekoitus- ja tehonohjauskertoimilla kertojassa 120. Kertojan 120 lähtö siirretään 1:L-demultiplekserille 132" ortogonaalisen koodin tai mo-15 dulaatiomerkin valitsimeen 134, jossa koodatut limitetyt merkkidatat sovitetaan modulaatiomerkeiksi. Tässä kokoonpanossa binäärimerkit kertojan lähdössä ryhmitellään 4-bittisiksi vektoreiksi ja sovitetaan yhdeksi modulaatiomerkiksi modulaatiomerkki-indeksin binää-20 riesityksen mukaisesti.

Tässä laitteessa ortogonaaliset sekvenssit, joita käytetään modulaation sovitukseen, aikaansaadaan neljän sopivasti konfiguroidun ortogonaalisen koodige-, ! neraattorin joukolla 126, 128, 136 ja 138, joiden kun- 25 kin lähtö on kytketty koodivalitsimeen 134. Valitsin •voi manipuloida tulosekvenssejä aikaansaadakseen kun-: ’·· kin sekvenssin loogisen komplementin tai toista gene- raattorijoukkoa (126", 128", 136" ja 138") voidaan käyttää joko komplementaarisen lähdön tai komplemen-30 toivan funktion aikaansaamiseksi. Riippuen käytettä västä piiristä voi olla kustannustehokkaampaa ja no-peampaa käyttää erillistä ylimääräistä sekvenssigene-‘... raattori joukkoa komplementäärisekvenssin aikaansaami- . seksi.

35 16-aarisen moduloinnin aikaansaamiseksi va- : litsin 134 vastaanottaa alemman asteen n-mittaisen .1.' koodi sekvenssin ja antaa yhden 4n-mittaisen sekvenssin 115878 44 käsittäen generaattorilta 126 vastaanotetun sekvenssin tai sen loogisen komplementin, kun neljän tulomerkin joukko saavuttaa yhden ennalta määrätyistä arvoista, kuten '0000' tai '0010'. Valitsin 134 antaa lähtöön 5 eri 4n-mittaisen ortogonaalisen sekvenssin käsittäen generaattorilta 128 vastaanotetun sekvenssin tai sen loogisen komplementin, kun tulomerkeillä on jokin muu arvo, kuten '0100' tai '0011'; toisen 4n-mittaisen ortogonaalisen sekvenssin käsittäen generaattorilta 136 10 vastaantotetun sekvenssin tai sen loogisen komplementin, kun tulomerkkijoukolla on vielä eräs toinen arvo, kuten '1001' tai '1010'; ja vielä toisen 4n-mittaisen ortogonaalisen sekvenssin käsittäen generaattorilta 138 vastaanotetun sekvenssin tai sen loogisen komple-15 mentin, kun tulomerkkijoukolla on vielä eräs toinen arvo, kuten '1100' tai '1111'. Jotta aikaansaadaan neljä koodattua datamerkkiä käytettäväksi valintaprosessissa, demultiplekseri 132' on kytketty sarjaan mo-dulaatiomerkkivalitsimen 134 kanssa ja se käyttää ar-20 voile L arvoa 4.

Kuten yllä modulaatiomerkkivalitsin muodoste-taan käyttäen suurta joukkoa piiri- ja loogisia ele-.·.· menttejä, jotka ovat tunnettua tekniikkaa ja jotka .' ! mahdollistavat tietyn modulaatiomerkin antamisen läh- ·;· ; 25 töön vasteena kullekin datamerkkitulokuviolle. Ortogo- *· naaliset sekvenssit lähtönä kultakin koodigeneraatto- : '· riita voidaan valita aktivoimalla joukko sähköisiä : kytkinelementtejä, kuten esimerkiksi transistoreita tai loogisia portteja, jotka on kytketty sarjaan kun-30 kin lähdön kanssa. Vaihtoehtoisesti sekvenssit voidaan tallettaa käytettäväksi kun ne on generoitu loogisiin ;·. rekistereihin tai muistielementteihin, jotka muodosta- "... vat osan valitsimesta 134. Tietoliikennejärjestelmän 10 erityiset ROM:it tai ohjelmoitavat muistit voivat 35 olla käytössä halutun mukaisesti laitteistoon sijoi-: : tettuina sovelluselementteinä. Tarkastustaulukko tai • h’ vastaava muistirakenne voi myös olla käytössä, kuten 115878 45 yllä esitettiin, osana modulaatiomerkkivalitsimen ra-kennettaa ennalta määrättyjen funktioiden tai koodi-sekvenssien käsittäen niiden loogiset komplementit tallentamiseksi myöhempää käyttöä varten vasteena tie-5 tyille tulomerkeille.

Jossain yllä olevista modulaatiolaitteista modulaatiomerkkien, jotka ovat lyhyemmän n-alibitin mittaisen koodin monikertoja käyttäminen tarkoittaa, että lyhyempiä funktioita tai koodisekvenssejä yleensä 10 kerätään rekistereihin tai muistielementteihin valitsimessa 134 suuremman 2n- ja 4n-alibitin mittaisten sekvenssien muodostamiseksi. Nämä sekvenssit annetaan käyttöön tietyissä vaiheissa. Tämä "rakentamis' prosessi suurempia sekvenssejä varten mahdollistaa tieto-15 liikennejärjestelmässä 10, yhdyskäytävissä ja tilaa jayksiköissä ortogonaalisten funktioiden joustavan käytön siten, että joko n-, 2n-, tai 4n-alibitin mittaisia sekvenssejä voidaan käyttää prosessorin 70 ohjauksessa riippuen halutusta modulaatiosta. Sekvenssi-20 generaattorit voidaan aktivoida ja deaktivoida halu tulla tavalla ja eri käyttäjät voivat vastaanottaa eri mittaisia sekvenssejä tiettyjen vastaanotto-ongelmien .·,· poistamiseksi.

.’ 1 Vaikka pisin sekvenssi on yleensä edullisin, ; 25 ohjeet yhdyskäytäviltä voivat osoittaa tilaajayksi- I;köille, minkä mittaista sekvenssiä on edullista käyt-• " tää kyseisessä tietoliikennejärjestelmässä tai ennalta ·.·’ : valita koodi sekvens sipit uuden ensimmäisen valinnan tai aktiivinen koodisekvenssi käytettäväksi demodulaatios-30 sa voidaan esitallettaa tilaajayksikköön palautetta vaksi ja käytettäväksi kun ei-koherenttia demodulaa-tiota halutaan käyttää.

Yleisesti hakija on huomannut, että allokoi-. maila 2k ortogonaalista tai Walsh-funktiota (k on ko- 35 konaisluku k) modulaatiomerkeille, jotka jakaantuvat ', koodipituudelle L · n Walsh-alibittiä, toteutetaan M- ,-j·’ aarinen modulaatio, missä M = 2k · L. Edelleen kunkin 115878 46 modulaatiomerkin teho Eg voidaan määrittää koodinopeu-desta r ja tehosta informaatiobittiä kohden Eb seuraa-van yhtälön mukaisesti: 5 Es = r · L · Eb (1)

Jokaisen käyttäjälaitteen tai tilaajayksikön vastaanottimen on integroitava vastaanotettu signaali aikajaksolla L · n koodialibittiä ennen tehoarvojen 10 saamista vastaanotetuille modulaatiomerkeille. Siksi lisäämällä modulaatiotasoa tai vastetta M, arvo L on suurempi ja teho kutakin modulaatiomerkkiä Eg kohden kasvaa siten, että virhetodennäköisyys seurattaessa vastaanotettua signaalia pienenee. Täten modulaatioas-15 teen kasvattaminen 16-aariseksi (M = 16, 2k = 4, L = 4), kunkin modulaatiomerkin teho Es kasvaa kertoimella 4, mikä kasvattaa sekvenssin pituutta. Tämä lisätty teho parantaa tilaajayksikön vastaanottimen tehokkuutta tietoliikennesignaalien vaiheen seurannassa, mikä 20 johtaa koherenttiin demodulaatiotekniikkaan.

Joustavuus ja edut yllä olevassa modulaatio-... kaaviossa voidaan paremmin ymmärtää tutkimalla ei- i . koherentin signaalin demodulaatiolaitteen esimerkin- omaisia kokoonpanoja, jotka voidaan helposti toteuttaa ··: · 25 tilaajayksiköissä tai käyttäjäpäätelaitteissa tieto- ·.*. liikennejärjestelmässä 10. Alla esitetään kolme perus- | ’· kokoonpanoa viitaten kuvioihin 7 - 9, jotka tukevat :Y: ei-koherenttia demodulaatiota. Nämä kokoonpanot voi daan luokitella joko yksihaaraisiksi tai monihaarai-30 siksi vastaanottimiksi, jotka käyttävät ei-koherenttia demodulaatiota tai monihaaraisiksi vastaanottimiksi, jotka käyttävät sekä ei-koherenttia että koherenttia demodulaatiota.

Selvyyden vuoksi näiden vastaanottimien toi-35 mintaa esitettäessä oletetaan käytettävän 16-aarista modulaatiota, vaikka myös muita voidaan käyttää. Lisäksi esitetään ainoastaan yksi signaalireitti, vaik- 47 1 1 5878 kakin I- ja Q-reitin tai -kanavan signaalit yleensä käsitellään erikseen rinnakkaisilla reiteillä. Siksi signaalin käsittelylaitteet, jotka esitetään kuvioissa 7-9 voidaan olennaisesti kahdentaa, ellei minkään-5 laista jakamista käytetä, samoin kuin ortogonaaliset funktiolähteet. Analogisia signaalitoisto- ja proses-sointiasteita ja niihin liittyviä analogidigitaali-muunninelementtejä ei esitetä. Sellaisten elementtien toiminta ja käyttö on ammattimiehelle selvää ja se 10 esitetään myös patenttijulkaisussa US 5,103,459, johon yllä viitattiin.

Esimerkinomainen yksihaarainen signaalin vastaanotin, joka käyttää vain ei-koherenttia signaalide-modulaatiota esitetään lohkokaaviomuodossa kuviossa 7.

15 Kuviossa 7 esitetään digitaalinen datavastaanotin 140, joka käyttää kolmea pääelementtiä tai komponenttijoukkoa signaalin demodulointiin. Ensimmäinen komponentti-joukko on 2k korrelaattorin joukko 142 tai 142A - 142N, missä N = 2k, toinen on M-aarinen demodulaattori 144 20 ja kolmas on kaksoismaksimin mitan (DMM) generaattori 146 .

• Korrelaattorien 142 tehtävä on korreloida tu- ! . leva signaali 2k ortogonaalisen Walsh-funktion kanssa ; kullakin modulaatiomerkkiajalla, tässä Twalsh. Modulaa- · 25 tiomerkkiaika on ennalta määrätty tietoliikennejärjes- telmässä ortogonaalisten funktioiden pituuden mukai-| ·· sesti ja kerrointa '1/, josta puhuttiin yllä tarkoit- _ taa useaa ortogonaalista funktiopituutta modulaatio- sekvensseissä. Korrelaattorien 142 määrä, joita käyte-30 tään demodulaattorissa 140 (2k) määritetään modulaa- tiomerkkinen generoimiseen käytettyjen funktioiden määrästä. 16-aarisessa modulaatiossa tämä määrä on neljä (k = 2) . Siksi korrelaatio suoritetaan neljällä \ korrelaattorilla. Kuitenkin kun k on erittäin suuri, ; 35 suurempi kuin neljä, korrelointi voidaan suorittaa yh- della FHT-laitteella tehokkuuden parantamiseksi sovit-tamalla merkkikoodit suoraan modulaatiokoodiavaruu- 48 1 1 5 8 78 teen. Samalla, kuten alla todetaan, korrelaattorien nimeäminen voi olla dynaaminen siten, että useampia korrelaattoreita voidaan käyttää signaaliprosessoin-nissa, kun M on suuri ja vähemmän, kun M on pieni, mi-5 kä antaa järjestelmälle joustavuutta.

Korreloidut vastaanotetut signaalit R kullekin korrelaattorille 142 (142Ä, 142B, 142c, 142D) voi daan määrittää suhteessa Walsh-funktioon Wi ajanhet-kellä N · Twal3h seuraavasta yhtälöstä: 10 (N) = Σ WipR((N - 1 + £)Twalah), (2) />=i n missä = (Wu, Wi2, , Win) on i:s Walsh- funktio esittäen n Walsh-alibittiä ja kestoltaan Twalgh = nTalibitti; ja R(.) on funktion kompleksi lähtö sovitetusta suodattimesta alibittiaaltomuodolle ajanhetkellä 15 (.). Siksi R (N) on Walsh-funktiota Vli käyttävän kor- relaattorin kömpieksi1ähtö.

Ei-koherentissa demodulaatiossa tilaajayksikkö tai käyttäjäpäätelaite käsittelee korrelaattorien 142Ä . N kautta tulevan signaalin ja tallettaa I- ja Q-20 modulaatiomerkkiarvot kustakin 2k Walsh-funktiosta, tässä neljä, jokaisella aikajaksolla Twal3h. Tämän jäl- • 'i\ keen L · Twal3h -sekuntia (tässä L = 4) tai sopivan ajan : jälkeen talletetut arvot käsitellään M-aarisella demo- dulaattorilla 144, joka estimoi tai määrittää vastaan- * » ‘ 25 otetun tehon kullakin modulaatiomerkillä. Vastaanotet- ·, tu teho estimoidaan perustuen olettamaan, että modu laatiomerkki i = 1,..., M, on lähetetty sopivan aikajakson aikana. I- ja Q-modulaatiomerkit voidaan tallettaa korrelaattoreihin 142, demodulaattorin 144 tal-30 lennusosaan tai käyttäen muita tunnettuja tallen-nuselementtejä, kuten suorasaantimuistia, lukkopiirejä .*: tai rekistereitä.

/_· Tässä sovellutuksessa merkkitehot voidaan '*'· muodostaa yhtälöistä: :... 35 49 1 1 5 8 7 8 Εχ = Energy_s2 (N) = ||/?^ (Ν)||2 (3) Ε2 ξ Energy_s1 (Ν) = || RWi (Ν) ||2 (4), 5 Εχ = Energy_s2 (N) = || RWj (Ν) ||2 (5) missä i * j 2-aarisessa demodulaatiossa; Εχ = Energy_Sx(2N) = || RWt (N) + RWt (2N) ||2 (6) 10 E2 s Energy_s2(2N) = || RWi (N) - RWi (2N) ||2 (7) E3 s Energy_s3(2N) = || Rw_ (N) + Rw (2N) ||2 (8) 15 E4 s Energy_s4 (2N) = || (N) - Rw (2N) ||2 (9) missä i Φ j 4-aarisessa demodulaatiossa; ja 16-aarisessa demodulaatiossa: 20 Exl = Energy_Sxl(4N)=||i?Wi (N)+i?Wx (2N)+ÄWi (3N)+ÄW^ (4N) f (10) Ύ Ex2 = Energy_Sx2 (4N) = || Rw^ (N) -Rw^ (2N)+/?„, (3N)-/?„, (4N) ||2 (11) »

Ex3 h Energy_Sx3(4N)=||ÄWx (N)+ÄWx (2N)-i?Wx (3N)-ÄWj (4N) f (12) 7 25

Ex4 ξ Energy_Sx4(4N)=||ÄWi (N)-äWj (2N)-äWj (3N)+äWj (4N) f (13) missä x e i, j, k, p ja i Φ j * k Φ p.

Tässä yleisessä tapauksessa L peräkkäistä 30 lähtöä korrelaattoreilta tai FHT-laitteelta käytetään tehojen muodostamiseksi 2k · L = M modulaatiomerkille. Kuten yllä kuvattiin alkuperäinen koodattu/limitetty datalähetys sovittaa ennalta määrätyn koodimerkkibit-tijoukon yhdeksi modulaatiomerkiksi. Tämän jälkeen » ♦ 35 vastaanottoa varten modulaatiomerkki tai indeksi sovi-tetaan ennalta määrättyyn koodimerkkibittijoukkoon.

* # * 1 * c„ 1 1 5878 50 16-aarisessa modulaatiossa tämä tarkoittaa, että kukin modulaatiomerkki sovitetaan neljään koodimerkkibittiin demodulaattorille 144.

Jos modulaatiomerkki-indeksi, jolla on suurin 5 teho lähdössä M-aarisessa demodulaattorissa 144 on T, niin: et = (Ei, . . . ,Et. . . ,¾}. (14)

Suurimpaan modulaatiomerkin tehoon liittyvät koodimerkkibitit, jotka ovat lähtönä demodulaattorilta 10 144 voidaan olettaa olevan päättelybittejä (limityksen poiston jälkeen) käytettäväksi vastaanottimen dekoode-rissa. Kuvion 7 kokoonpanossa kaksoismaksimin mitan (DMM) generaattori 146 laskee eron kuhunkin koodimerkkibittiin liittyvän maksimitehon välillä kun se on '1' 15 ja '0' ja muodostaa q-bittisen kvantisoidun pehmeän päättelyn näiden tehojen erosta. Kukin modulaatiomerkki antaa neljä datamerkkiä joten DMM-generaattorin 146 lähtö on neljä q-bittistä pehmeää päättelyä kullakin vastaanotetulla modulaatiomerkillä. DMM-generaattorin 20 lisäkuvaus esitetään patenttijulkaisussa US 08/083,110, "Ei-koherentti vastaanotin, joka käyttää ... kaksoismaksimin mitan generointiprosessia", jossa ha- t kijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liite- ’'* tään tähän viittauksella.

* * 25 DMM-generaattori 146 voidaan toteuttaa joko rinnakkaisena tai sarjamuodossa. Täten joko kaikki ! merkkibitit demodulaattorilta 144 käsitellään olennai- ;Y sesti samanaikaisesti rinnakkaisilla käsittelyreiteil- lä tai jokainen merkki käsitellään yksi kerrallaan yh-30 tä käsittelyreittiä pitkin. Sarjatoteutuksessa vaaditaan lisää aikaa mittalaskennan suorittamiseksi ja lo-,, pullisen pehmeän päättelyn datan antamiseksi. Rinnak- • ' kaisen sovelluksen etuna on, että kaikki pehmeän päät- s * telyn datat ovat valmiina viimeisen bitin aikajakson ; 35 prosessoinnin jälkeen ja ohjauslogiikka näille funkti- oille on suhteellisen yksinkertaista mutta yleensä • · ♦ t · * 115878 51 vaatii ylimääräisiä piirielementtejä mikä vaatii suurempaa tilaa, kuin sarjasovellus. Kuitenkin sarjaso-vellus voidaan valita joihinkin toimintoihin, koska pienempi piirialue tai tilavaade ja se tosiasia, että 5 ylimääräinen vaadittu aika pehmeän päättelyn muodostamiseksi ei aiheuta mitään rajoituksia.

Maksimimodulaatiomerkkiteho ja sitä vastaava indeksilähtö demodulaattorilta 144 kerätään käyttäen esimerkiksi muistielementtiä tai lukkopiiriä ja pito-10 piiriä. Kaksoismaksimin mitta muodostetaan syöttämällä DMM-generaattorille 146 esimerkiksi lukemalla muistipaikasta tai muuten kuhunkin maksimikoodimerkkibitin komplementtiin liittyvät tehot. Kunkin maksimi-indeksibitin modulaatiomerkkitehon komplementtiin kuu-15 luu log2 (L) maksimimerkkitehoa, mikä aikaansaa neljä koodi-merkkibittiä 16-aarisessa modulaatiossa ja neljä maksimimodulaatiomerkkitehoa kunkin koodimerkkibitin komplementille. Maksimitehot liittyen koodimerkkien komplementteihin ovat komplementaarisia koodimerkkite-20 hoja.

Tämän jälkeen DMM:ssä 146 muodostetaan pehmeä päättely ottamalla ensin maksimimodulaatiomerkkite-. hoista demodulaattorilta 144 ja sen jokaisen koodi - ; merkkitehon komplementaarin erot. Tämän jälkeen saatu ·· · 25 eroarvo joko invertoidaan tai ei riippuen maksimikoo- dimerkkibitin arvosta kussakin 'tehoparissa', jota : ’·· käytetään eron muodostamisessa. Tämä aikaansaa pehmeän ·,: ·' päättelyn mittalähdön DMM: Itä 146, mikä edelleen siir retään limityksenpoistajaan yksihaaraisen vastaanotti-30 men tapauksessa, jota yleensä seuraa dekooderi, kuten Viterbin dekooderi.

Esimerkinomainen tietoliikennesignaalivas-taanotin, joka käyttää vain ei-koherenttista signaali-. demodulaatiota esitetään lohkokaavion muodossa kuvios- /· w' 35 sa 8. Tässä sovellutuksessa 16-aarista modulaatiota oletetaan jälleen käytettävän ja vastaanotin käyttää ainakin kahta osoitinta eri tietoliikennereittejä tu 115878 52 levien käyttäjäsignaalien demoduloinnissa. Tämä arkkitehtuuri tai kokoonpano tukee eri ortogonaalisten funktioiden allokointia eri haaroissa eri reittejä siirrettyjen signaalien käsittelyn aikaansaamiseksi, 5 kuten eri reiteiltä tulleiden satelliittisignaalien käsittelemiseksi.

Hajaspektritietoliikennejärjestelmässä 10 tilalla jautus, joka saadaan useiden reittien ansiosta, on käytössä edullisesti. Käytettäessä satelliittitoisti-10 mia päätelaitteiden tai tilaajayksiköiden kommunikoin nissa, käytetään useita satelliitteja, koska limittäin menevät keilat, joilla on eri taajuudet tai polari-sointimoodit, yhdeltä satelliitilta eivät muodosta riittävää hajautusta. Kahden tai useamman satelliitin 15 käyttäminen usean tietoliikenneyhteyden muodostamisek si tarkoittaa, että useita Walsh-koodisekvenssejä käytetään kussakin tilaajayksikössä, ainakin yhtä kutakin reittiä tai yhteyttä kohden. Joissakin järjestelmissä satelliiteilla itsellään voi olla oma PN-sekvenssi, 20 mikä myös vaatii lisädemodulaatiota ja kanavanvaihto-piiristöä.

.·:·. Käyttäen esillä olevaa keksintöä yhdyskäytä- ·· vät tietoliikennejärjestelmässä 10 voivat allokoida .' ’. yhden ortogonaalisen funktiojoukon lähetystä varten *; ; 25 järjestelmän käyttäjälle tai signaalivastaanottajalle ’· ” käyttäen keilaa A ja toisen funktiojoukon saman jär- : " jestelmän käyttäjälle käyttäen keilaa B. Molemmat sig- : naalit voidaan prosessoida näin ollen olennaisesti sa manaikaisesti. Samalla jokainen ortogonaalinen funk-30 tiojoukko voi olla käytössä eri mittaisten modulaatio- merkkien muodostamiseksi kahden keilan välillä.

:*. Kuviossa 8 esitetään digitaalinen datavas- *·;· taanotin 150, joka käyttää neljää toiminnallista pe- . ruslohkoa tai komponenttijoukkoa signaalin demoduloin- 35 nissa. Ensimmäinen komponentti joukko on kahden N- korrelaattorin 152Ä ja 152B sarja missä N = 2k; toinen on kahden M-aarisen demodulaattorin 154Ä ja 154B; koi- 115878 53 mas on tehoyhdistäjä 156; ja neljäs on kaksoismaksimin mitan (DMM) generaattori 158.

Vastaanotin 150 siirtää tulevan signaalin korrelaattoreille 152A ja 152B> jotka korreloivat jo-5 kaisen tulevan signaalin 2 ortogonaalisen Walsh-funktion kanssa kullakin modulaatiomerkkihetkellä Twalsh?· joka on ennalta määrätty tietoliikennejärjestelmässä yllä kuvatulla tavalla. Korrelaattorien 152 määrä, jota käytetään kussakin vastaanotinosoittimessa 10 150 (2k) määritetään, kuten yllä, modulaatiomerkkien generoimiseen käytettyjen funktioiden määrästä. 16-aarisessa moduloinnissa tämä määrä on neljä. Näin ollen korrelointi tehdään kahdella neljän korrelaattorin joukolla. Kuitenkin kun k on erittäin suuri, korre-15 lointivoidan suorittaa parilla FHT-laitteella tehokkuuden parantamiseksi.

Tässä kokoonpanossa tilaajayksikkö käsittelee kunkin korrelaattorijoukon 152 kautta tulevat signaalit ja tallettaa saadut I- ja Q-modulaatiomerkkiarvot 20 2k Walsh-funktiolle kullakin aikajaksolla Twalgh. L · Twaish -sekunnin kuluttua tallennetut arvot kullekin signaalille kussakin osoittimessa käsitellään yhdellä M-aarisella demodulaattorilla 154Ä tai 154B, jotka es-• timoivat tai määrittävät vastaanotetun merkkitehon pe- T .' 25 rustuen olettamaan, että modulaatiomerkki on vastaan otettu tämän sopivan aikajakson aikana. I- ja Q-kanavamodulaatiomerkit voidaan kerätä tai tallettaa .· korrelaattoreihin 152, demodulaattorien 154 tallennus- osaan tai käyttäen muita tunnettuja tallennuselement-30 tejä kuten esimerkiksi suorasaantimuisteja, lukkopii-rejä tai rekistereitä.

Demodulaattorien 154Ä ja 154B lähdöt osoitti-,·;· missä 1 ja 2 molemmat käsittävät 16 tehoarvoa, jotka ’· · vastaavat kuuttatoista modulaatiomerkkiä, kuten esi- 35 tettiin kuvion 7 yhteydessä. Esimerkiksi tehoarvot {Ex (1) , - . .Et (1) , . . . , Eie (1) } ovat lähtönä osoittimelta 1, kun taas tehoarvot {Ex (2) , . . .Et (2) , . . . , E1S(2)} ovat 115878 54 lähtönä osoittimelta 2. Lähdöt kultakin demodulaatto-riita 154Ä ja 154b yhdistetään loogisesti tai summataan tehoyhdistäjässä 156. Tehoyhdistäjä 156 summaa kunkin vastaavan modulaatiomerkki-indeksin tehon vastaavalla 5 tavalla ja muodostaa kuusitoista yhdistettyä tehoa kullekin modulaatiomerkille. Tässä huomautetaan, että mitä- tahansa haluttua alennustoimintaa voidaan myös käyttää tässä kokoonpanossa käyttämällä muistia, joka tallettaa väliarvot ja aikasiirtoa lähdössä.

10 Yhdistämisen tai summausprosessin lopullinen tulos on yhdistetty teho, johon liittyy kunkin modu-laatiomerkin indeksi T edellyttäen, että Et = Et(l) + Et(2). Joissakin sovellutuksissa tehoarvot voidaan painottaa ennen yhdistämistä vastaanoton laatuvaihte-15 luiden tai vaimennuksen sovittamiseksi signaaleilla.

Yhdistetyt tehoarvot yhdistäjältä 156 siirretään DMM-generaattorille 158 joka muodostaa kaksoismaksimin mitan, kuten yllä viitaten kuvioon 7 kuvattiin. Tämä arvo siirretään limityksen poistajaan ja dekoodauspii-20 riin kuten aikaisemmin.

Esimerkinomainen vastaanotin, joka käyttää useaa osoitinta sekä koherentille demodul aatiol le ja ei-koherentille demodulaatiolle esitetään lohkokaavio-; muodossa kuviossa 9. Kuviossa 9 käytetään '1'- · 25 osoitinta tämän kampavastaanotinkokoonpanon muodosta- '· " miseksi. Tässä oletetaan jälleen käytettävän 16- • ’· aarista modulaatiornuotoa ja vastaanotinta, johon kuu- : luu ainakin neljä osoitinta, joista kaksi muodostaa ei-koherentin demodulaation ja kaksi muodostaa kohe-30 rentin demodulaation. Kaksi ylempää osoitinta i = 1, 2, esitetään käytettävän koherentissa demodulaatiossa ;·, kun taas kahta alempaa i = 3, 4, esitetään käytettävän ei-koherentissa demodulaatiossa. Kuitenkin tällainen , järjestely on ainoastaan esimerkinomainen ja koherentti, 35 tia/ei-koherenttia luonnetta osoittimilla voidaan :muuttaa tai ryhmittää jonkin muun demodulointistrate-gian mukaisesti. Ammattimiehelle on selvää, että muut 115878 55 kombinaatiot tai ei-koherenttien ja koherenttien demo-dulaatiopiirien tai osoittimien lukumäärä ovat myös mahdollisia, ja että symmetrinen tai sama määrä haaroja ei ole nimettävä kullekin demodulaatiomoodille.

5 Kuviossa 9 digitaalinen datavastaanotin 160 käyttää seitsemää toiminnallista peruslohkoa tai komponentti joukkoa signaalin demodulointiin. Ensimmäinen komponentti on kahden korrelaattorin 162 ja 164 2k sarja; toinen on kaksi M-aarista demodulaattoria 166A 10 ja 166 B; kolmas on tehoyhdistäjä 168; neljäs on kak-soismaksimin mitan (DMM) generaattori 170; viides on kaksi koherenttia demodulaattoria 172 ja 174; kuudes on amplitudiyhdistäjä 176; ja seitsemäs on komposiit-timitan generaattori (CMG) 178.

15 Ei-koherentissa signaalidemodulaatiossa vas taanotin 160 siirtää tulevan signaalin korrelaatto-reille 162 ja 164 vastaanottimen osoittimissa 3 ja 4 (i =3, 4), jotka korreloivat tulevan signaalin 2k or-togonaalisen funktion kanssa jokaisella modulaatio-20 merkkiajalla Twalgh, kuten yllä esitettiin. Kussakin kä-sittelyosoittimessa käytetyn korrelaattorin määrä mää-ritetään, kuten aiemmin modulaatiomerkkien generointiin käytettyjen funktioiden määrän perusteella, tässä ! neljä. Täten tämä korrelaatiotoiminta suoritetaan kah- ;· * 25 della neljän korrelaattorin joukolla yhdessä kahdella FHT-laitteella, joita käytetään tehokkuuden parantami-: ’ seksi, kun k on riittävän suuri.

* I

Kuten nähdään kuviossa 9, digitaalinen vas-taanotinosa tilaajayksikössä käsittelee jokaisen kah-30 den korrelaattorijoukon 162 ja 164 kautta tulevan signaalin ja tallettaa saadut I- ja Q-modulaatiomerkkiar-vot 2k Walsh-funktiolle jokaisella aikajaksolla Twalsh. Kun L · Twalsh -sekuntia on kulunut, talletetut arvot . kullekin signaalille kussakin osoittimessa käsitellään 35 yhdellä M-aarisista demodulaattoreista 166Ä tai 166B, joka estimoi tai määrittää vastaanotetun tehon. Kunkin t·;· demodulaattorin 166Ä tai 166B lähtö kussakin osoitti- 56 1 1 5878 messa 1-4 ovat kuusitoista tehoarvoa vastaten kuuttatoista modulaatiomerkkiä, kuten kuvattiin suhteessa kuvioon 7. Esimerkiksi tehoarvot {Ex(1) , . . .Et(1) , . . ., E1S(1)} ovat lähtönä osoittimelta 3, kun taas tehoarvot 5 {E-l (2) , . . .Et (2) , . . . , E1S(2)} ovat lähtönä osoittimelta 4.

Demodulaattorien 166Ä ja 166B yhdistetään tai summataan loogisesti käyttäen tehoyhdistäjää 168. Te-hoyhdistäjä 168 summaa kunkin vastaavan modulaatio-10 merkki-indeksin tehon vastaavalla parittaisella tavalla ja muodostaa kuusitoista yhdistettyä tehoa kullekin modulaatiomerkille. Kuten aiemmin, tehoarvot voidaan painottaa ennen yhdistämistä jos halutaan. DMM-generaattori 170 vastaanottaa yhdistetyt tehot ja muo-15 dostaa kaksoismaksimin mitan kuten kuvattiin kuvion 7 yhteydessä yllä.

Samallla koherentissa signaalidemodulaatiossa vastaanotin 160 siirtää tulevan signaalin kahdelle ko-herentin signaalin demodulaattorille 172 ja 174 vas-20 taanotinosoittimissa 1 ja 2 (1 = 1, 2) , missä sitä korreloidaan tietyin ortogonaalikoodein. Tässä koodeja ei välttämättä tiedetä, mutta perusajoitus ja vaihe tietoliikennesignaalissa tiedetään siten, että sitä ei ( ole demoduloitava useiden koodisekvenssien aikana mi- ·;* 25 tan muodostamiseksi tai signaalin seuraamiseksi.

' Koherentissa signaalikäsittelyssä molemmat I * ‘ demodulaattorit 172 ja 174 käyttävät yksittäistä kor- relaattoria yksittäisen koodisekvenssin, vaihekierti-men ja amplitudiyhdistäjän käyttämiseksi, ja ne voi-30 daan toteuttaa kuten suhteellisen perinteinen kohe rentti CDMA-demodulaatioelementti, käyttäen esimerkik-si saatavilla olevia ASIC-komponentteja. Tällaisia de- » * ’modulaatioelementteja ja -tekniikoita esitetään tarkemmin patenttijulkaisussa US 5,309,474 "Järjestelmä 35 ja menetelmä signaaliaaltomuotojen generoimiseksi : CDMA-solukkopuhelinjärjestelmässä", jossa hakijana on * · > » 4 l 57 1 1 5878 sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella.

Jokaisen koherentin signaaliprosessoin-tiosoittimen lähtö vastaanottimessa 160 on amplitudi A 5 vastaanotetulle signaalille, joka käyttää Walsh-funktiota tai koodisekvenssipeittoa, joka oli allokoitu tälle käyttäjälle. Amplitudilähtö kultakin koheren-tilta demodulaattorilta osoittimessa i, i = 1, 2, merkitään tässä At. Yleensä koska käyttäjän päätelaite 10 voi vastaanottaa lähetyksiä eri keiloilta tietoliikennejärjestelmässä 10, jossa jokainen käyttää eri or-togonaalista Walsh-funktiota, jokainen osoitin demoduloi hajaspektrisignaalin tai -kanavan, joka on allokoitu vastaanottavalle käyttäjälle tietyssä satelliit-15 tikeilassa.

Jokainen amplitudi A£ lähtönä demodulaatto-reilta 172 ja 174 yhdistetään amplitudiyhdistäjässä 176. Amplitudiyhdistäjä 176 summaa kaikkien vastaavien signaalireittien tai osoittimien tehot vastaavalla ta-20 valla ja muodostaa yhdistetyn tehoarvon kullekin modu-laatiomerkille. Kuten aiemmin amplitudit voidaan painottaa ennen yhdistämisprosessia tai sen aikana, jos ' ' halutaan.

·,’.· Mittayhdistäj ä 178 vastaanottaa kaiken mit- | 25 tausinformaation amplitudiyhdistäjältä 176 ja DMM- generaattorilta 170 ja yhdistää sen suhteellisen peh-; meän mitan tekemiseksi dekoodausta varten. Mittayhdis- . ,·. täjän 178 lähtö siirretään limityksenpoistajaan, jota seuraa sopiva dekooderi, kuten Viterbin dekooderi.

30 Tässä kuvattu on uusi tekniikka, joka moduloi dataa hajaspektrisignaalien generoimiseksi. Tämä modu-laatiotekniikka mahdollistaa sekä koherentin ja ei-koherentin modulaation/demodulaation käyttämisen tie-toliikennejärjestelmässä, mikä aikaansaa paremman 35 joustavuuden signaalin käsittelyssä. Tämä myös mahdol-,··, listaa parannetun signaalivastaanoton, kun erittäin pieni tai olematon alustussignaali on saatavilla.

58 115878

Useita ortogonaalisia koodisekvenssejä Vlit missä i = 1, 2, 4,..., N, käytetään koodatun datan moduloimisek-si lähetystä varten. Demodulaattoria käytetään siten, että ensin korreloidaan vastaanotettu signaali kunkin 5 potentiaalisen ortogonaalisen koodin kanssa ja muodostetaan modulaatiomerkit, jotka sovitetaan mahdolliseen koodattuun ja limitettyyn dataan demodulaattorissa. Tämä johtaa tehoarvoihin modulaatiomerkeille, jotka käsitellään DMM:llä yhdessä niiden kömpiementtiarvojen 10 kanssa pehmeän päättelyn bittien aikaansaamiseksi. Pehmeän päättelyn bitit vuorostaan käsitellään sopivalla limityksenpoistajalla ja dekooderilla datan generoimiseksi. Modulaatiokoodisekvenssien pituus ja käytetty määrä modulaatiossa ovat dynaamisesti nimet-15 tävissä, jos halutaan.

Edellä oleva edullisten sovellusten kuvaus esitetään, jotta ammattimies voisi valmistaa tai käyttää esillä olevaa keksintöä. Näiden sovellusten useat modifikaatiot ovat helposti ymmärrettävissä ja toteu-20 tettavissa, ja tässä esitettyjä yleisiä periaatteita voidaan soveltaa muihin sovellutuksiin keksimättä mitään uutta. Täten esillä olevaa keksintöä ei rajoiteta tässä esitettyihin esimerkkeihin, vaan seuraavassa esitettyjen vaatimusten käsittämän perusidean ja uusi-I : 25 en ominaisuuksien piiriin.

Claims (47)

59 1 1 5878

1. Menetelmä tietoliikennesignaalin moduloi-miseksi hajaspektritietoliikennejärjestelmässä, jossa tietoa lähetetään muuntamalla koodatut datamerkit di- 5 gitaalisiksi tietoliikennesignaaleiksi, tunnettu siitä, että muodostetaan M keskenään ortogonaalista modulaa-tiomerkkiä, joiden pituus on Ln, käyttäen ennalta määrättyä määrää funktioita ja niiden vastaavia inversse-10 jä joukosta ortogonaalisia funktioita pituudeltaan n, joilla on ennalta määrätty rekursiivinen suhde keskenään, missä M on L:n ja ennalta määrätyn määrän tulo; ja sovitetaan datamerkit ennalta määrättyihin modu-15 laatiomerkkeihin valitsemalla yksi modulaatiomerkki binääriarvojen mukaan kullakin log M datamerkillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että funktioiden ennalta määrätty määrä on 64 tai vähemmän.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että M on ainakin 2 ja pienempi kuin 64. ; : 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, . ’ tunnettu siitä, että moduloitavat tietoliiken- : 25 nesignaalit lähetetään tietoliikennejärjestelmän tilaa- • ; jille lähtökanavalla. ,! 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, *>it tunnettu siitä, että ortogonaalisiin funktioihin ’·' ’ kuuluu Walsh-funktioita.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sovitusvaiheessa ; ; valitaan ensimmäinen ortogonaalinen funktio lähe- tystä varten, kun datamerkeillä digitaalisessa tieto-liikennesignaalissa on yksi binääriarvo; ja ’•y 35 valitaan toinen ortogonaalinen funktio lähetystä : * : varten, kun datamerkeillä digitaalisessa tietoliiken- nejärjestelmässä on toinen binääriarvo. 60 1 1 5 878

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostus- ja sovitusvai-heessa generoidaan ensimmäinen ja toinen n-pituinen orto-5 gonaalinen funktio; generoidaan ensimmäinen 2n-mittainen koodisekvens-si käyttäen ensimmäistä ortogonaalista funktiota kahdesti, kun datamerkkipari digitaalisessa tietoliiken-nesignaalissa saa ensimmäisen arvon; 10 generoidaan toinen 2n-mittainen koodisekvenssi käyttäen ensimmäistä ortogonaalista funktiota ja sen inverssiä, kun datamerkkipari saa toisen arvon; generoidaan kolmas 2n-mittainen koodisekvenssi käyttäen toista ortogonaalista funktiota kahdesti, kun 15 datamerkkipari saa kolmannen arvon; ja generoidaan neljäs 2n-mittainen koodisekvenssi käyttäen toista ortogonaalista funktiota ja sen inverssiä, kun datamerkkipari saa neljännen arvon.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että ennalta valittuja ensimmäistä, toista, kolmatta ja neljättä n-mittaista ortogonaalista funktiota käytetään modulaatiomerkkien muodosta- ·'; miseksi, ja että muodostus- ja suoritusvaiheissa gene- roidaan kuusitoista 4n-mittaista koodisekvenssiä vas-: 25 teenä neljän datamerkkijoukon binääriarvoille, ja että ! neljä sekvenssiä, joissa ensimmäinen, toinen, kol- >t’ * mas ja neljäs funktio toistetaan neljä kertaa, vastaa- • “ vasti, jokainen vastaavat yhtä neljästä datamerkkiar- ' vosta; ja 30 kolme sekvenssijoukkoa, kukin vastaavat yhtä kah- U* destatoista datamerkkiarvosta, jossa ensimmäinen, toi- nen, kolmas ja neljäs funktio toistetaan kaksi kertaa, vastaavasti, ja niihin liittyvät kaksi inversiota _ toistetuista sekvensseistä, inversioiden vastaavine ’35 sijainteineen kussakin sekvenssissä kussakin joukossa, jotka siirretään inversioista muissa sekvensseissä olennaisen ortogonaalisuuden ylläpitämiseksi. ei 1 1 5878

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sovitusvaiheessa syötetään datamerkit nopeaan Hadamard-muuntimeen siten, että muunnetaan datamerkit ennalta määrätyiksi modulaa- 5 tiomerkeiksi.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sovitusvaiheessa syötetään datamerkit modulointimerkkimuistilaitteeseen siten, että muunnetaan datamerkit ennalta määrätyiksi modulaa- 10 tiomerkeiksi.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että moduloidut tietoliikennesig-naalit siirretään yhdyskäytävätyyppisesti tukiasemasta, joka käyttää ainakin yhtä satelliittiperustaista tois- 15 tinta, ainakin yhdellä tilaajayksiköllä tietoliikennejärjestelmässä.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tietoliikennejärjestelmään kuuluu langaton puhelin/datatietoliikennejärjestelmä, 20 jossa etäkäyttäjät on sijoitettu joukkoon soluja ja jossa kommunikoidaan informaatiosignaaleja ainakin yhteen yhdyskäytävään käyttäen koodijakomonipääsy (CDMA) ...t hajaspektrityyppisiä tietoliikennesignaaleita. ! . 13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, / *’ 25 tunnettu siitä, että • · vastaanotetaan joukko datasignaaleita lähetettä- väksi tietoliikennejärjestelmätilaajille useilla eril-| *·· lisillä kanavilla; ja koodataan jokainen datasignaali koodattujen data- 30 merkkien muodostamiseksi kullekin käyttäjäkanavalle.

14. Laite tietoliikennesignaalien moduloimi-_···. seksi hajaspektritietoliikennejärjestelmässä, jossa informaatiota lähetetään muodostamalla koodattuja da-V * tamerkkejä digitaalisiksi tietoliikennesignaaleiksi, : 35 tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ;·’·, välineet M keskenään ortogonaalisen modulaatiomer- kin, jonka pituus on Ln, muodostamiseksi käyttäen en- 115878 62 naita määrättyä määrää funktioita ja niiden vastaavia inverssejä joukosta ortogonaalisia funktioita, joiden pituus on n ja joilla on ennalta määrätty rekursiivinen suhde keskenään, missä M on L:n ja ennalta määrä-5 tyn määrän tulo; ja välineet datamerkkien sovittamiseksi modulaa-tiomerkkeihin, jotka on yhdistetty datamerkkien ja or-togonaalisten modulaatiomerkkien vastaanottamiseksi valitsemalla yksi modulaatiomerkki binääriarvojen mu-10 kaisesti kullekin log M datamerkille.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineisiin modulaatiomerkkien muodostamiseksi kuuluu ainakin yksi ortogonaalinen funktiogeneraattori, 15 joka antaa ulostulon ensimmäisen ja toisen ortogonaa-lisen funktion, vastaavasti; ja valintalaite, joka on yhdistetty vastaanottamaan datamerkkejä ja ensimmäisen ja toisen funktion, joka vastaa binääriarvoja mainituilla datamerkeillä välit-20 semalla ensimmäisen ortogonaalisen funktion lähtöön, kun merkeillä on ensimmäinen arvo ja valitsemalla toisen ortogonaalisen funktion lähtöön, kun merkeillä on toinen arvo. ! . 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, ; 25 tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ensimmäi- ·· · nen ja toinen ortogonaalinen funktiogeneraattori. *. 17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, '·· tunnettu siitä, että ennalta määrättyjä määrä- : : : funktioita on 64 tai vähemmän.

18. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että M on ainakin 2 ja pienempi ,···, kuin 64. ’’’ 19. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, ·,·' tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu välineet ij(i· 35 moduloitavien tietoliikennesignaalien lähettämiseksi , tietoliikennejärjestelmän tilaajille lähtökanavalla. 63 11 ££78

20. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että ortogonaal isiin funktioihin kuuluu Walsh-funktioita.

21. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että sovitusvälineisiin kuuluu välineet ensimmäisen ortogonaalisen funktion valitsemiseksi lähetykseen, kun datamerkeille digitaalisessa tietoliikennesignaaleissa on ensimmäinen binääriarvo, ja toisen ortogonaalisen funktion valitsemiseksi lähe-10 tykseen, kun datamerkeille digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä on toinen binääriarvo.

22. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että muodostus- ja sovituslait-teisiin kuuluu 15 ainakin yksi ortogonaalinen funktiogeneraattori (126, 128, 126', 128', 136, 138, 136', 138'), joka antaa lähtöön ensimmäisen ja toisen n-mittaisen ortogo-naalisen funktion, vastaavasti; ja valintalaite (124, 130, 134'), joka on yhdistetty 20 vastaanottamaan datamerkit ja ensimmäisen ja toisen funktion ja vastaamaan binääriarvoihin saaduilla data-merkeillä valitsemalla: .ensimmäisen 2n-mittaisen koodisekvenssin lähtöön ’ käsittäen ensimmäisen ortogonaalisen käyttämisen kah- 25 desti, kun datamerkkipari digitaalisessa tietoliiken-: nejärjestelmässä saa ensimmäisen arvon : toisen 2n-mittaisen koodisekvenssin lähtöön käsit- täen ensimmäisen ortogonaalisen funktion ja sen in-verssin, kun datamerkkipari saa toisen arvon; 30 kolmannen 2n-mittaisen koodisekvenssin lähtöön kä sittäen toisen ortogonaalisen funktion kahdesti, kun ’(!! datamerkkipari saa kolmannen arvon; ja ’;· neljännen 2n-mittaisen koodisekvenssin lähtöön kä- : : : sittäen toisen ortogonaalisen funktion ja sen invers- 35 sin, kun datamerkkipari saa neljännen arvon. 64 1 1 5878

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ensimmäinen ja toinen ortogonaalinen funktiogeneraattori.

24. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että sovitusvälineisiin kuuluu nopea Hadamard-muunnin, joka on konfiguroitu datamerk-kien muuntamiseksi ennalta vaadituiksi modulaatiomer-keiksi.

25. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, 10 tunnettu siitä, että sovitusvälineisiin kuuluu modulointimerkin tallennuslaite, joka on konfiguroitu vastaanottamaan muunnosdatamerkit ja antamaan lähtöön ennalta valitut modulaatiomerkit.

26. Patenttivaatimuksen 24 mukainen laite, 15 tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu välineet moduloitujen tietoliikennesignaalien siirtämiseksi yh-dyskäytävätyyppisestä tukiasemasta, joka käyttää ainakin yhtä satelliittiperustaista toistinta, ainakin yhteen tilaajayksikköön tietoliikennejärjestelmässä.

27. Menetelmä tietoliikennesignaalin moduloi- miseksi hajaspektritietoliikennejärjestelmässä, jossa informaatiota lähetetään ortogonaalisesti koodatuilla tietoliikennesignaaleilla, tunnettu siitä, että ; , vastaanotetaan hajaspektritietoliikennesignaaleja, ; 25 joilla on yhteinen kantotaajuus, joka on moduloitu ’ käyttäen M keskenään ortogonaalista modulaatiomerkkiä, *.’·· joiden pituus on Ln käyttäen ennalta määrättyä määrää '·· n-mittaisia ortogonaalisia funktioita ja niiden vas- taavia inverssejä, missä M on L:n ja ennalta määrätyn 30 määrän tulo; ,1, korreloidaan signaalit ennalta määrätyllä määrällä ··, n-mittaisia ortogonaalisia funktioita rinnakkain; demoduloidaan korreloidut M tehoarvoa edustaen ku-: kin M keskenään ortogonaalista modulaatiomerkkiä vas- •___i 35 taavasti; ja sovitetaan tehoarvot tehomittadataan käyttäen kak-soismaksimin mitan generointiprosessia. 115878 65

28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että M on ainakin 2 ja pienempi kuin 64.

29. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että demoduloitavat tietoliiken- nesignaalit vastaanotetaan tietoliikennejärjestelmän tilaajilla lähtökanavalla.

30. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ortogonaalisiin funktioihin 10 kuuluu Walsh-funktioita.

31. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennalta valittu määrä orto-gonaalisia funktioita on ainakin 2 ja pienempi tai yhtä suuri kuin 64.

32. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että moduloidut tietoliikennesig-naalit siirretään yhdyskäytävätyyppisestä tukiasemasta, joka käyttää ainakin yhtä satelliittiperustaista toistinta, ainakin yhteen tilaajalaitteeseen tietoliikenne-20 järjestelmässä.

33. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tietoliikennejärjestelmään !’.* kuuluu langaton puhelin/data tietoliikennejärjestelmä, jossa etäkäyttäjät on sijoitettu joukkoon soluja ja 25 jossa kommunikoidaan informaatiosignaaleita ainakin yh-; teen yhdyskäytävään, joka käyttää koodijakomonipääsy ’ (CDMA) hajaspektrityyppisiä tietoliikennesignaaleita.

34. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, * * · tunnettu siitä, että korrelointi- ja demoduloin-30 tivaiheissa · syötetään signaalit ainakin kahteen N- t korrelaattorin joukkoon ja korreloidaan signaalit en- naita määrätyllä määrällä N-mittaisia ortogonaalisia funktioita rinnakkain; ;* 35 syötetään korreloidut lähtösignaalit vastaaville v,· demodulaattoreille kultakin korrelaattorijoukolta ja ; ; demoduloidaan korreloidut signaalit M tehoarvoksi kus- 66 1 1 5878 sakin demodulaattorissa edustaen kutakin M keskenään ortogonaalista modulaatiomerkkiä vastaavasti; ja yhdistetään saadut M tehoarvoa kullekin demodu-laattorilta yhdeksi M tehoarvon joukoksi.

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään signaalit ainakin yhteen koherenttiin demodulaattoriin ja demoduloidaan korreloidut signaalit ainakin yhdeksi amplitudiarvoksi; 10 yhdistetään saadut amplitudiarvot kultakin kohe- rentilta demodulaattorilta yhdeksi amplitudiarvoksi; ja yhdistetään yksittäinen amplitudiarvojoukko ja kaksoismaksimimitan generointiprosessin lähtöarvo yh-15 deksi komposiittimitta-arvoksi datamerkeille.

36. Laite tietoliikennesignaalien demoduloi-miseksi hajaspektritietoliikennejärjestelmässä, jossa informaatiota lähetetään ortogonaalisesti koodatuilla tietoliikennesignaaleilla, tunnettu siitä, että 20 laitteeseen kuuluu välineet hajaspektritietoliikennesignaalien vastaanottamiseksi, joilla signaaleilla on yhteinen kan-...t totaajuus, joka on moduloitu käyttäen M keskenään or- * , togonaalista modulaatiomerkkiä, joiden pituus on Ln, 25 käyttäen ennalta valittua määrää N n-mittaista ortogo- ’ naalista funktiota ja niiden vastaavaa inverssiä, mis- • · ·.*·: sä M on L:n ja ennalta valitun määrän tulo; t ♦ \ "·. ainakin kaksi N-korrelaattorijoukkoa (152A, 152B, 162, 164), jotka on yhdistetty vastaanottamaan haja-30 spektrisignaaleita ja korreloimaan niitä ennalta mää-rätyllä määrällä n-mittaisia ortogonaalisia funktioita ,··, rinnakkain; joukko demodulaattoreita (154A, 154B, 166A, 166B), V · jotka kukin on kytketty vastaanottamaan yhden vastaa- : : 35 van korrelaattorijoukon (152A, 152B, 162, 164) lähtö- jä niiden demoduloimiseksi korreloiduiksi signaaleiksi M tehoarvoon kussakin demodulaattorissa (154A, 154B, 67 1 1 5878 166A, 166B)edustaen kutakin M keskenään ortogonaalista modulaatiomerkkiä vastaavasti; välineet saatujen M tehoarvojen yhdistämiseksi kultakin demodulaattorilta yhdeksi M tehoarvoksi; ja 5 välineet (146, 158, 170) tehoarvojen sovittamisek si tehomitta-arvoihin, jotka käyttävät kaksoismaksimin mitan generointiprosessia.

37. Patenttivaatimuksen 36 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu 10 ainakin yksi koherentti demodulaattori, joka on kytketty vastaanottamaan hajaspektritietosignaaleita ja demoduloimaan niitä ainakin yhdeksi amplitudiarvok-si; amplitudiyhdistin, joka on kytketty vastaanotta-15 maan koherentin demodulaattorin lähtöä ja yhdistämään saatuja amplitudiarvoja kultakin koherentilta demodulaattorilta yhdeksi amplitudiarvoksi; ja tehoyhdistin, joka on kytketty vastaanottamaan yksittäisiä amplitudiarvoja ja kaksoismaksimin mitan ge-20 nerointiprosessin lähdön ja yhdistämään ne komposiitiksi mitta-arvoksi datamerkeille.

38. Patenttivaatimuksen 37 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ainakin ( , kaksi koherenttia demodulaattoria. (* * 25 39. Patenttivaatimuksen 36 mukainen laite, i · » :·:· tunnettu siitä, että ennalta määrätty määrä funk- • · tioita on 64 tai vähemmän. • * | *·· 40. Patenttivaatimuksen 36 mukainen laite, tunnettu siitä, että M on ainakin 2 ja pienempi 30 kuin 64.

41. Patenttivaatimuksen 36 mukainen laite, ,<··, tunnettu siitä, että ortogonaalisiin funktioihin kuuluu Walsh-funktioita. ::: 42. Hajaspektritietoliikennejärjestelmä, johon 35 järjestelmään kuuluu joukko yhdyskäytävätyyppisiä tukiasemia joihin ‘ kuuluu ainakin yksi tietoliikennesignaalilähetin joka 68 1 1 5878 lähettää signaaleita sisältäen datamerkkejä aktiivisille järjestelmän käyttäjille; joukko matkaviestimiä, joihin kuuluu matkaviestin-vastaanotin, käsittäen 5 välineet hajaspektritietoliikennesignaalin valit semiseksi ja vastaanottamiseksi ainakin yhdeltä yhdyskäytävältä; tunnettu siitä, että käsittää joukko funktion generointivälineitä, joilla kullakin aikaansaadaan ainakin yksi ortogonaalinen funk-10 tiojoukko joukosta ortogonaalisia funktioita pituudeltaan n, joilla on ennalta määrätty rekursiivinen suhde keskenään; välineet M keskenään ortogonaalisen modulaatiomer-kin pituudeltaan Ln muodostamiseksi kullekin aktiivi-15 selle järjestelmän käyttäjälle käyttäen ennalta valittua määrää ortogonaalisia funktioita ja niiden vastaavia inverssejä, missä M on L:n ja ennalta valitun määrän tulo; sovitusvälineet datamerkkien sovittamiseksi modu-20 laatiomerkkeihin kullekin aktiiviselle järjestelmän käyttäjälle, jotka välineet on kytketty vastaanottamaan datamerkkejä ja ortogonaalisia modulaatiomerkkejä kullekin aktiiviselle järjestelmän käyttäjälle valitsemalla yksi datamerkeistä binääriarvojen mukaisesti * * ’· 25 kullekin log M -datamerkille; t · · :·' · joukko hajautusvälineitä, jotka on kytketty sovi- tusvälineisiin, modulaatiomerkkien vastaanottamiseksi • • *·· vastaaville käyttäjille ja hajaspektridatasignaalin muodostamiseksi; ja 30 yhdistinvälineet modulaatiomerkkien yhdistämiseksi olennaisesti kaikilla aktiivisilla vastaanottajilla, * * » * ,·*·, jotka vastaanottavat signaaleita yhteisellä kantotaa- juudella, tietoliikennesignaaliksi; ja v : demodulointivälineet, jotka on kytketty valinta- '1 35 ja vastaanottovälineisiin modulaatiomerkkien aikaan- saamiseksi vastaaville käyttäjille demoduloimalla vas-\ taanotetut hajaspektritietoliikennesignaalit. 115878 69

43. Patenttivaatimuksen 42 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että matkaviestimiin kuuluu ainakin kaksi N-korrelaattorin joukkoa, jotka on kytketty vastaanottamaan hajaspektritietoliikennesig-5 naaleita ja korreloimaan niitä ennalta vaaditulla määrällä n-mittaisia ortogonaalisia funktioita rinnakkain; joukko demodulaattoreita, jotka on kytketty vastaanottamaan vastaavien korrelaattorien lähtöjä niiden 10 demoduloimiseksi korreloiduiksi signaaleiksi M tehoarvoihin kussakin demodulaattorissa edustaen kutakin M keskenään ortogonaalista modulaatiomerkkiä vastaavasti; välineet saatujen M tehoarvojen yhdistämiseksi 15 kultakin demodulaattorilua yhdeksi M tehoarvoksi; ja välineet tehoarvojen sovittamiseksi tehomitta-arvoihin käyttäen kaksoismaksimin mitan generointipro- sessia.

44. Menetelmä hajaspektritietoliikennesignaa-

20 Iin generoimiseksi, jossa generoidaan joukko ortogonaalisia funktioita pituudeltaan n, jotka kukin generoidaan vastaavan funktion mukaisesti joukossa ortogonaalisia funktioita; vastaanotetaan joukko tilaajadatasignaaleita kä-25 sittäen datamerkkejä, jotka lähetetään aktiivisille i järjestelmän käyttäjille erillisillä käyttäjäkanavil- !,’·· la; tunnettu siitä, että muodostetaan M keskenään ortogonaalista modulaa-f·’: tiomerkkiä kullekin kanavalle, joiden merkkien pituus 30 on Ln, käyttäen ennalta valittua määrää ortogonaalisia funktioita ja niiden vastaavia inverssejä, missä M on L:n ja ennalta valitun määrän tulo; sovitetaan datamerkit kullekin kanavalle ennalta ,· : valituiksi modulaatiomerkeiksi kyseiselle kanavalle : 35 valitsemalla yksi modulaatiomerkki binääriarvojen mu- kaisesti kullakin log M datamerkillä; ja 70 1 1 58 78 yhdistetään modulaatiomerkkijonot kaikilla kanavilla sarjadatavirraksi hajaspektridatasignaalissa.

45. Patenttivaatimuksen 44 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu langa-5 ton puhelin/data tietoliikennejärjestelmä, jossa etäkäyttäjät on sijoitettu joukkoon soluja ja jossa lähetetään informaatiosignaaleita ainakin yhteen yhdyskäytävään käyttäen koodijakomonipääsy (CDMA) hajaspektri-tyyppisiä tietoliikennesignaaleita.

46. Patenttivaatimuksen 44 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että M on ainakin 2 ja pienempi kuin 64.

47. Patenttivaatimuksen 44 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vahvistetaan ja lähete-15 tään yhdistetty hajaspektridatasignaali. * »

4 I • · • » t • * * * ♦ * · • · • · · * * » • · t * > * • I » » * » * * » » · · t t · MS) - ) » 7i 1 1 5878