FI116433B - Muuttuvanopeuksinen signaalin siirto yhteiskoodausta käyttävässä hajaspektriviestintäjärjestelmässä - Google Patents

Description

116433 MUUTTUVANOPEUKSINEN SIGNAALIN SIIRTO YHTEISKOODAUSTA KÄYTTÄVÄSSÄ HAJASPEKTRIVIESTINTÄJÄRJESTELMÄSSÄ

Keksintö koskee viestintäjärjestelmiä, jotka käyttävät hajaspektrisignaaleja, ja tarkemmin uutta ja 5 parannettua menetelmää ja laitteistoa tiedon siirtämiseksi hajaspektriviestintäjärjestelmässä.

Viestintäjärjestelmiä on kehitetty mahdollistamaan informaatiosignaalien siirto lähdepaikasta fyysisesti etäällä olevaan käyttäjäkohteeseen. Sekä ana-10 logisia että digitaalisia menetelmiä on käytetty siirtämään tällaisia informaatiosignaaleja lähteen ja käyttäjäpaikat yhdistävien yhteyskanavien kautta. Digitaaliset menetelmät antavat useita etuja analogia-tekniikoihin nähden, mukaanlukien esim. parantunut va-15 pautuminen kanavan kohinasta ja häiriöistä, lisäänty nyt teho ja parantunut liikenneturvallisuus salakirjoituksen käytön vuoksi.

Lähetettäessä informaatiosignaali lähdepaikasta yhteyskanavan kautta informaatiosignaali muunne-20 taan ensin tehokkaaseen siirtoon kanavan kautta sopivaan muotoon. Informaatiosignaalien muuntaminen eli modulointi käsittää kantoaaltoparametrin muuttamisen . informaatiosignaalin perusteella sillä tavoin, että ·, \ tuloksena olevan moduloidun kantoaallon spektri rajoi- *· 25 tetaan kanavan kaistanleveydelle. Käyttäjäpaikassa al- ·.·.· kuperäinen viestisignaali toisinnetaan kanavan kautta etenemisen jälkeen vastaanotetusta moduloidusta kanto-: : : aaltotyypistä. Tällainen toisintaminen saadaan yleensä :*·*: aikaan käyttämällä lähdelähettimen käyttämän modu- 30 lointiprosessin käänteisprosessia.

Modulointi helpottaa myös multipleksoimista, s.o. useiden signaalien samanaikaista siirtämistä yh- t · · *. teisen kanavan kautta. Multipleksoituihin yhteysjär- ·_·/ jestelmiin kuuluu yleensä useita kaukotilaa j ayksiköi- 35 tä, jotka tarvitsevat suhteellisen lyhytkestoista * · · ajoittaista palvelua ennemmin kuin jatkuvaa pääsyä yh-*, teyskanavalle. Järjestelmiä, jotka on suunniteltu mah- 116433 2 elollistamaan yhteys lyhyiden jaksojen kuluessa tilaa-jayksiköiden ryhmän kanssa, on kutsuttu moniliittymä-tiedonsiirtojärjestelmiksi.

Tietty tyyppi moniliittymätiedonsiirtojärjes-5 telmästä tunnetaan hajaspektrijärjestelmänä. Hajas-pektrijärjestelmissä käytetty modulointimenetelmä johtaa lähetetyn signaalin levittämiseen laajalle taajuuskaistalle yhteyskanavan sisällä. Yksi tyyppi moni-liittymähajaspektrijärjestelmästä on koodijakomoni-10 käyttöinen (CDMA, code division multiple access) modu- lointijärjestelmä. Muita moniliittymäyhteysjärjestel-mämenetelmiä, kuten aikajakomonikäyttö (TDMA, time division multiple access), taajuusjakomonikäyttö (FDMA) ja amplitudimodulointikaaviot (AM, amplitude modulati-15 on) , kuten amplitudikompandoitu yksisivukaista, tunne taan alalla. CDMA-järjestelmän hajaspektrimodulointi-menetelmällä on kuitenkin merkittäviä etuja näihin mo-dulointitekniikoihin nähden moniliittymäviestintäjärjestelmissä. CDMA-menetelmien käyttö moniliittymävies-20 tintäjärjestelmissä on julkistettu patentissa U.S.

4,901,307, julkaistu 13. helmikuuta 1990, otsikolla "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", joka on siirretty tämän keksinnön siirronsaajalle.

* · 25 Edellä viitatussa patentissa U.S. 4,901,307 : on julkistettu moniliittymämenetelmä, jossa useat mat- ·;*·· kapuhelinjär jestelmän käyttäjät, joilla kullakin on . lähetin-vastaanotin, ovat yhteydessä CDMA- hajaspektriyhteyssignaaleja käyttävien satelliitti- • « · 30 toistinasemien eli maanpäällisten tukiasemien kautta.

Käytettäessä CDMA-yhteyksiä taajuusspektriä voidaan käyttää uudelleen useita kertoja siten sallien käyttä- *.· * jäkapasiteetin lisäys järjestelmässä. CDMA:n käyttö . johtaa paljon suurempaan spektritehoon kuin voidaan ,···. 35 saavuttaa käyttäen muita moniliittymämenetelmiä.

'·* Tarkemmin kahden paikan välinen yhteys CDMA- * » ’.·.· järjestelmässä saadaan aikaan levittämällä kukin lähe- • · · 3 116433 tetty signaali kanavan kaistaleveydelle käyttämällä yksittäisen käyttäjän levityskoodia. Ominaiset siirretyt signaalit erotetaan yhteyskanavalta kokoamalla yhdistelmän signaalivoima yhteyskanavalla käyttäjän le-5 vityskoodilla, joka on liitetty erotettavaan lähetettyyn signaaliin.

Tietyissä haj aspektriviestintäjärjestelmissä on haluttu sallia eri tyyppisten käyttäjäkanavien (esim. ääni, telekopiointi tai suur-nopeusdata) toimia 10 eri datanopeuksilla. Nämä järjestelmät on tyypillisesti suunniteltu omaamaan nimellisdatanopeudella toimivia kanavia ja pienemmän datanopeuden liikennekanavia suurempiliikenteisen datakapasiteetin tuottamiseksi. Liikennekapasiteetin nostaminen käyttämällä pienemmän 15 datanopeuden kanavia kuitenkin pidentää datan siirtoon tarvittavaa aikaa. Lisäksi tietyissä hajaspektrivies-tintäjärjestelmissä tarvitaan myös suuremman datanopeuden liikennekanavia, jotka sallivat siirron nimellisnopeutta suuremmilla datanopeuksilla.

20 Datan siirron tukemiseksi muuttuvilla nopeuk silla on yleensä vaadittu koodaus-, limitys- ja modulointinopeuksien muuttamista syöttödatan nopeuden mukaan. Tämä nopeuden muuttaminen on tyypillisesti vaa-, tinut suhteellisen pitkälle viedyn kanavan koodaus- ja 25 dekoodausmenetelmien ohjauksen siten lisäten järjes-telmän kustannuksia ja monimutkaisuutta.

·;··· Näin olleen keksinnön tarkoitus on tuottaa . .·. hajaspektriviestintäjärjestelmä, jossa yhteyskanavat ovat käytettävissä datan siirtoon sekä nimellisjärjes-30 telmää suuremmilla että pienemmillä nopeuksilla.

Keksinnön toinen tarkoitus on tuottaa sellai-nen hajaspektriviestintäjärjestelmä, jossa käytetään *.* * yhteistä kaavaa eri nopeuksilla siirrettävän datan • koodaukseen, limitykseen ja modulointiin.

.*··, 35 Keksinnön muu tarkoitus on tuottaa CDMA- ’·* hajaspektriviestintäjär jestelmä, joka sallii liikenne- > · * t · • » 116433 4 kanavan kapasiteetin lisäykset ilman vastaavia datano-peuden alenemisia.

CDMA-menetelmien toteuttaminen hajaspektri-viestintäjärjestelmissä, jotka käyttävät kohtisuoria 5 satunnaiskohinakoodijonoja (PN, pseudorandom noise), vähentää keskinäistä häiriötä käyttäjien välillä sallien siten suuremman kapasiteetin ja paremman suoritustehon. Keksintö varustaa parannetun järjestelmän ja menetelmän informaation siirtämiseksi samavaiheisten 10 (I, in-phase) ja 90° vaihe-eroisten (Q, quadrature phase) yhteyskanavien kautta CDMA-hajaspektrivies-tintäjärjestelmässä.

Suoritusesimerkissä syöttöinformaatiosignaali lähetetään joko I- tai Q-yhteyskanavan kautta käyttäen 15 suorasekvenssihajautettua spektriviestintäsignaalia.

Informaatiosignaali jaetaan aluksi ensimmäiseen ja toiseen alasignaaliin, jotka järjestetään vastaavasti ensimmäiseen ja toiseen yhteiskoodausverkkoon. Ensimmäinen yhteiskoodaus yhdistää ensimmäisen alasignaalin 20 ensimmäisen yhteiskoodin kanssa toisen yhteiskoodaus- verkon yhdistäessä toisen alasignaalin ensimmäiseen yhteiskoodiin nähden kohtisuorassa olevaan toisen yhteiskoodin kanssa. Tällä tavoin ensimmäinen ja toinen : ’.· yhteiskoodausverkko tuottavat ensimmäisen ja vastaa- I · '·’·· 25 vasti toisen yhteiskoodatun signaalin. Ensimmäisestä :Y: ja toisesta yhteiskoodatusta signaalista muodostettu ·;··· yhteiskoodattu yhdistelmäsignaali moduloidaan sitten . kohtisuoralla funktiosignaalilla ensimmäisen moduloi- dun signaalin tuottamiseksi.

30 Ennalta määrättyjen PN-koodien samavaiheisia satunnaiskohina(PNj) - ja 90° vaihe-eroista näennäisko-hina (PNQ) signaalia käytetään ensimmäisen moduloidun * signaalin levittämiseen joko I- tai vastaavasti Q- • yhteyskanavan kautta. PNj-signaali voidaan yhdistää > t i ,···, 35 esim. ensimmäisen moduloidun signaalin kanssa I- * · *·* kanavan modulointisignaalin tuottamiseksi vastaanotti- • · * meen siirtoa varten I-yhteyskanavan kautta.

116432 5

Suoritusesimerkissä vastaanotin tuottaa syöt-töinformaatiosignaalin likiarvon joko I- tai Q-yhteyskanavan kautta vastaanotetun moduloidun kanto-signaalin perusteella. Vastaanotettu signaali demodu-5 loidaan ensin käyttäen kohtisuoraa funktiosignaalia. Sitten demoduloitu signaali dekorreloidaan käyttäen kokoavaa PN-signaalia ja järjestetään tuloksena olevat projektiosignaalit vaiherotaattoriin. Vaiherotaattori tuottaa yhteiskoodatun yhdistelmäsignaalin likiarvon 10 projektiosignaalien ja vastaanotetun ohjaussignaaliin perusteella. Ensimmäisen ja toisen alasignaalin likiarvot tehdään suorittamalla lisäkorrelointi ensimmäisen ja toisen yhteiskoodin kohtisuoruuden perusteella.

Keksinnön lisätarkoitukset ja ominaisuudet 15 käyvät ilmeisemmiksi seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja liitteen patenttivaatimuksista käytettynä yhdessä piirrosten kanssa, joissa: kuva 1 esittää tavanomaisen hajaspektrilähettimen lohkokaaviota, 20 kuva 2 esittää hajaspektrilähettimen edullisen suoritusesimerkin lohkokaaviota, joka on järjestetty lähettämään I- ja Q-kanavan informaatiosignaaleja, kuva 3 esittää I-kanavan yhteiskoodausverkon loh-; ·* kokaavion kuvausta, joka koodaa informaatiosignaalit 25 keksinnön mukaisesti, kuva 4 esittää kuvan 3 yhteiskoodausverkkoon si-v: säilytettävän sopivan tyyppisen 1/p-nopeus yhteiskoo- I derin lohkokaavion kuvausta, /;·. kuva 5 esittää keksinnön edullisessa suoritusesi- 30 merkissä datan siirtoon neljä kertaa nimellisnopeudel-. la käytetyn I- ja Q-kanavien yhteiskoodausverkkoparin ”* lohkokaavion kuvausta, " kuva 6 esittää keksinnön edullisessa suoritusesi- : merkissä datan siirtoon kahdeksan kertaa nimellisnope- i"*: 35 udella käytetyn I- ja Q-kanavien 1/4-nopeus yhteiskoo- dausverkkoparin lohkokaavion kuvausta, 6 116433 kuva 7 esittää edullisessa suoritusesimerkissä datan siirtoon puolella nopeudella nimellisnopeudesta käytetyn yhteiskoodausverkon lohkokaavion kuvausta, kuva 8 esittää edullisessa suoritusesimerkissä da-5 tan siirtoon neljäsosanopeudella nimellisnopeudesta käytetyn yhteiskoodausverkon lohkokaavion kuvausta, kuva 9 esittää ohjauksen kehitysverkkoa I-ja Q-kanavien ohjausjonojen tuottamiseksi, kuva 10 esittää keksinnön edulliseen suoritusesi-10 merkkiin yhdistetyn RF-lähettimen esimerkin luonteista toteutusta, kuva 11 esittää I- ja Q-yhteyskanavien kautta siirretyn RF-signaalivoiman vastaanottamiseen järjestetyn esimerkkitoistevastaanottimen lohkokaaviota, 15 kuva 12 esittää eri reittien kautta vastaanotti miin tulevien signaalien yhdistämistä näyteyhdistimes-sä ja järjestämistä I- ja Q-kanavien kautta multiplek-soinnin ja Hadamard-muunnoksen jälkeen limityksen purkuun ja tulkittavaksi, 20 kuva 13 esittää kuvan 11 toistevastaanottimeen si sällytetyn vastaanotinsormen lohkokaaviota, joka on suunniteltu käsittelemään valitun siirtoreitin kautta vastaanotettua signaalivoimaa, ja : kuva 14 esittää kuvassa 13 kuvatun valitun vas- 25 taanotinsormen yksityiskohtaisempaa kuvausta.

» ·

Viitaten kuvaan 1 siinä on esitetty hajas-pektrilähetin, jollaista on kuvattu patentissa U.S. 5,103,459, joka on julkaistu 1992 otsikoltaan "SYSTEM

i : : AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA 30 CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", joka on siirretty tämän keksinnön siirronsaajalle ja joka sisällytetään tähän hakemukseen tällä viittauksella. Kuvan 1 lähettimessä : databitit 100, jotka koostuvat esim. vokooderilla da- ’·. taksi muunnetusta puheesta, syötetään kooderiin 102, 35 jossa bitit konvoluutiokoodataan koodisymbolitoistolla syöttödatanopeuden mukaisesti. Jos databitin nopeus on pienempi kuin kooderin 102 bitin käsittelynopeus, koo- » * * 7 116433 disymbolitoisto määrää, että kooderi 102 toistaa syöt-tödatabitit 100 luodakseen toistuvan datavirran bitti-nopeudella, joka sopii kooderin 102 toiminopeuteen. Koodattu data järjestetään sitten limittäjään 104, 5 jossa se konvoluutiolimitetään. Limitetty symbolidata tulostetaan limittäjästä 104 esimerkkinopeudella 19,2 ks/s poissulkevan TAI-portin 106 sisäänmenoon.

Kuvan 1 järjestelmässä limitetyt datasymbolit sekoitetaan suuremman turvallisuuden tuottamiseksi 10 siirtoihin kanavan kautta. Puhekanavan signaalien sekoitus voidaan toteuttaa näennäiskohina(PN)koodaamalla limitetty data tarkoitetulle vastaanottajan tilaajayksikölle ominaisen PN-koodin kanssa. Tällainen PN-sekoitus voidaan järjestää PN-generaattorin 108 avulla 15 käyttäen sopivaa PN-jonoa tai salakirjoituskaaviota. PN-generaattoriin 108 kuuluu tyypillisesti pitkä PN-generaattori yksilöllisen PN-koodin tuottamiseksi kiinteällä 1,2288 MHz:n PN-alibittinopeudella. Tämä PN-koodi siirretään sitten desimaattorin läpi syöttäen 20 tuloksena olevaa 19,2 kilosymbolin/sekunti (ks/s) se-koitusjonoa poissulkevan TAI-portin 106 toiseen sisäänmenoon siihen tuotetun tilaajayksikön tunnistusin-formaation mukaisesti. Poissulkevan TAI-portin 106 ; ulostulo järjestetään sitten poissulkevan TAI-portin 25 110 toiseen sisäänmenoon.

/,*, Viitaten edelleen kuvaan 1 poissulkevan TAI- portin 110 toinen sisäänmeno on liitetty Walsh-aaltomuotogeneraattoriin 112. Walsh-aaltomuotogene-raattori 112 kehittää datakanavalle, jonka kautta in-'·' ’ 30 formaatiota lähetetään, siirretyn Walsh-aaltomuodon.

Generaattorin 112 tuottama Walsh-aaltomuoto valitaan 64 Walsh-aaltomuodon ryhmästä, joiden kunkin pituus on : : : 64 Walsh-alibitin pituus. 64 kohtisuoraa aaltomuotoa vastaavat kirjauksia Hadamardin 64x64-matriisissa, » » » 35 jossa tietyn Walsh-aaltomuodon määrittää matriisin ri- t : ·;· vi tai sarake. Poissulkeva TAI-portti 110 suorittaa sekoitetun symbolidatan ja Walsh-aaltomuodon poissul- » · * 8 116433 kevan operaatioanalyysin tulos järjestettäessä syötöksi molempiin poissulkevista TAI-porteista 114 ja 116.

Poissulkeva TAI-portti 114 vastaanottaa myös PNj-signaalin, samalla kun poissulkevan TAI-portin 116 5 toinen sisääntulo vastaanottaa PNQ-signaalin. PNX- ja PNQ-signaalit ovat satunnaiskohinajonoja, jotka tyypillisesti vastaavat tiettyä aluetta, s. o. CDMA-järjestelmän kattamaa solukkoa, ja liittyvät samavai-heiseen (I) ja vastaavasti 90° vaihe-eroiseen (Q) yh-10 teyskanavaan. PNj-signaalille ja PNQ-signaalille suoritetaan vastaavasti poissulkeva operaatioanalyysi poissulkevan TAI-portin 110 ulostulon kanssa käyttäjän datan levittämiseksi edelleen ennen siirtoa. Saatua I-kanavan hajakoodijonoa 122 ja Q-kanavan hajakoodijonoa 15 126 käytetään 90° vaihe-eroisen sinikäyräparin kaksi vaiheiseen moduloimiseen. Moduloidut sinikäyrät summataan, suodatetaan päästökaistat, siirretään radiotaajuudelle (RF, radio frequency) ja suodatetaan uudelleen ja vahvistetaan ennen lähettämistä antennin kaut-20 ta kokonaissiirtoon yhteyskanavan kautta.

Tavanomaiset menetelmät muuttuvien datanope-uksien sovittamiseksi kuvan 1 siirtojärjestelmään ovat yleensä vaatineet ohjaimen käyttöä kooderin 102, li- » » i : mittäjän 104 ja Walsh-generaattorin 112 toimintanopeu- ·,’*· 25 den muuttamiseksi syötön datanopeuden mukaan. Kuten i_!f! tässä hakemuksessa myöhemmin on kuvattu, keksintö mah- ·;··; dollistaa informaatiosignaalin hajaspektrisiirron suu- , remmalla kuin nimellisnopeudella tai useiden informaa- tiosignaalien siirron alemmalla kuin nimellisnopeudel- i , · 30 la käyttäen yhteisiä koodaus-, limitys- ja modulointinopeuksia.

Kuva 2 esittää keksinnön hajaspektrilähetti- ' men 150 edullisen suoritusesimerkin lohkokaaviota, jo- : ka on järjestetty lähettämään datanopeuden kRb syöt- 1*“, 35 töinformaatiosignaalin SIN, missä k on kokonaislukuva- 1 ( · kio ja Rb merkitsee lähettimen datan (s.o. bitin) ni-mellisnopeutta. Tässä hakemuksessa käytettynä datan » » » 116432 9 nimellisnopeuden Rb määritetään olevan yhtä suuri kuin PN-alibittinopeuden ja konvoluutiokoodauskoodin nopeuden tulo, jaettuna Walsh-alibittien lukumäärällä Walsh-aaltomuodon symbolia kohden. Suoritusesimerkissä 5 lähettimen nimellinen 9,6 kb/s:n datanopeus Rb on säädetty käyttämällä modulointiparametrien ryhmää, jossa PN-alibittinopeus on valittu olemaan 1,2288 MHz, kon-voluutiokoodinopeus on 1/2-nopeus koodi ja Walsh-aaltomuodon symbolipituus on asetettu 64:ksi. Keksin-10 non luonteenomainen piirre on, että lähetintä 150 voidaan käyttää siirtämään informaatiosignaaleja, joiden datanopeudet ovat suurempia tai yhtäsuuria kuin nimellisnopeus, säätämättä edellä mainittujen modulointiparametrien arvoja. Kuten tässä hakemuksessa myöhemmin 15 on kuvattu, keksintö tuottaa myös menetelmän useiden informaatiosignaalien siirtämiseksi datanopeudella, joka on pienempi kuin nimellisnopeus, tarvitsematta vastaavaa modulointiparametrisäätöä.

Tietyissä sovellutuksissa syöttöinformaatio-20 bittijono SIN voi koostua esim. vokooderilla databitti-virraksi muunnetusta puheesta. Kuten kuvassa 2 on esitetty syöttödatavirta syötetään koodaus- ja limitys-verkkoon 160. Verkko 160 konvoluutiokoodaa informaa-: tiobittijonon SIN limitettäen sitten koodatun datan ja /·,« 25 tulostaen sen verkosta 160 koodattuna ja limitettynä i » ,V. symbolivirtana SINT. Olettaen, että käytetään 1/2- nopeus koodausta, symbolivirta SINT syötetään demul-tiplekseriin 170 symbolinopeudella 2 kRb. Demultiplek-seri 17 0 muuntaa symbolivirran SINT k:ksi symboliala- » * * ’ 30 virran joukoksi {A(l), A(2) , . . .A(k) }, kunkin nopeudel la 2Rb, suuntaamalla peräkkäisiä symboleja SINT peräksi/ käisiin alavirtoihin {A(1), A(2),...A(k)}. Ensimmäiset : : k/2 symbolialavirtaa tuotetaan I-kanavan yhteiskoo- dausverkkoon 180 muut k/2 symbolialavirtaa tuotettaes- * * » /; 35 sa Q-kanavan yhteiskoodausverkkoon 190. Kuten hakemuk- , i ··'’ sessa myöhemmin on kuvattu, yhteiskoodausverkkojen 180 Y: ja 190 toteutusesimerkeissä symbolialavirrat koodataan • i / I t * 116433 10 käyttäen kohtisuoria yhteiskoodiryhmiä, pituudeltaan p, jossa p = k/2. Yhteiskoodatut symbolialavirrat verkoissa 180 ja 190 summataan sitten I-kanavan ja Q-kanavan yhdistelmäsymbolivirroiksi Ic ja vastaavasti 5 Qc. Vaikka kokonaisuuden vuoksi sekä I-kanavan että Q-kanavan yhteiskoodausverkko on esitetty kuvassa 2, tietyissä toteutustavoissa voidaan haluta osittaa sym-bolivirta SINT ainoastaan k/2 symbolialavirraksi joko I-kanavan tai Q-kanavan kautta siirtoa varten.

10 Viitaten edelleen kuvaan 2 identtinen Walsh- aaltomuotopari tuotetaan I-kanavan ja Q-kanavan modulointi- ja levitysverkkoihin 200 ja 205 Walsh-aaltomuotogeneraattorin 210 avulla. Walsh-aaltomuotoja käytetään verkoissa 200 ja 205 I-kanavan ja Q-kanavan 15 yhdistelmäsymbolivirtojen Ic ja Qc moduloimiseen. Lisäksi PN-hajasignaalit tuotetaan myös vastaavasti modulointi- ja levitysverkkoihin 200 ja 205 PNX- ja PNQ-jonogeneraattoreiden 215 ja 220 avulla. PNx-jonoa käytetään yhdistelmäsymbolivirran Ic levittämiseen I-20 kanavan koodilevitysjonoksi Sx. Vastaavasti verkko 205 käyttää PNQ-jonoa yhdistelmäsymbolivirran Qc levittämiseen Q-kanavan koodilevitysjonoksi SQ. Saatuja I-kanavan ja Q-kanavan koodilevitysjonoja Sx ja SQ käyte-: tään RF-lähettimessä 225 kehitetyn 90° vaihe-eroisen ;*·,· 25 sinikäyräparin kaksivaihemodulointiin. Moduloidut ,v. sinikäyrät yleensä summataan, suodatetaan päästökais- it#,: tat, muunnetaan RF-taajuudelle ja vahvistetaan ennen . lähettämistä antennin kautta I- ja Q-yhteyskanavia !!! pitkin.

t t < *·’ ‘ 30 Kuva 3 esittää I-kanavan yhteiskoodausverkon 180 lohkokaavion kuvauksen se ymmärrettäessä, että Q-kanavan yhteiskoodausverkko voidaan toteuttaa pääosin :: samalla tavalla. Koodausverkkoon 180 kuuluu useita yh- '·, teiskoodereita 250, joihin syötetään k/2 symboliala- ::: 35 virtaa demultiplekseristä 170. Kooderit 250 kehittävät *;·’ k/2 jonoa {a (1) , a (2) , . . .a (k/2) }, joissa :V: a (1) = A(l) [®]S1 11643? 11 a (2) = A (2) [0]S2 a (k/2) = A (k/2) [0]Sk/2 missä Slf S2, . . . , Sk/2 muodostavat k/2 kohtisuoran yh-teiskoodin joukon, pituudeltaan p, ja missä operaatio 5 [Θ] määritetään kuten seuraavassa. Annetaan A = (alf a2,...,ar) olla jono, pituudeltaan r, ja B = (blf b2...bk) olla jono, pituudeltaan k, silloin A [Θ] B merkitsee jonoa (a1®b1, . . ., a]0bk, a2®}ol, . . ., a2©bk, . . ., ar0bk) , missä Θ merkitsee poissulkevaa operaatioana-10 lyysiä. Kehitettäessä jonoja {a(1),a(2),...,a(k/2)} toistetaan kukin symboli symbolialavirrassa {A(l), A(2),...,A(k)} p kertaa p:nnen kerran toistetulle symbolille suoritettaessa poissulkeva operaatioanalyysi vastaavan yhteiskoodin prnnellä vakiolla. Tätä operaa-15 tiota alan asiantuntijat kuvaavat koodaukseksi käyttäen 1/p-nopeus toistoyhteiskoodia.

Kuva 4 esittää 1/p-nopeus yhteiskooderin 300 lohkokaavion kuvausta, joka on järjestetty käyttämään yhteiskoodia C syöttösymbolivirran Rs koodaamiseksi 20 yhteiskoodatuksi ulostulosymbolivirraksi RS/enc, missä C e (cx, c2,..., cp). Yhteiskooderiin kuuluu demultiplek-seri 305 kunkin symbolivirtaan Rs sisällytetyn symbolin r tuottamiseksi p:n poissulkevan TAI-portin 310 ; '.· ryhmään. Kaikille symboleille ri suoritetaan operaa- 25 tioanalyysi yhdellä yhteiskoodivakioista cp syöttäen tulos p:l multiplekseriin 315. Multiplekseri 315 tuot-taa sitten yhteiskoodatun symbolivirran RS(Snc, missä . .·. Rs,enc e {r10c1,r10c2, . . . ,ri0cp,r2®c1,r2®c2, . . . ,r2®cp, . . ., r^Cp, . . . }. Yleisemmin 1/p-nopeus yhteiskooderi tuottaa ‘ 30 kullekin symbolille jonon (^©Ci, ri0c2, . . . , ri0cp) = r± [0] C.

Viitaten edelleen kuvaan 3 edullisessa suori-’.· ’ tusmuodossa alavirrat (A(l), A (2) , . . . A (k) } ja yhteis- t . .·. koodit Sx, S2,..., Sk/2 koostuvat loogisista arvoista 0 ,···. 35 ja 1 kuten yhteiskooderien 250 kehittämät jonot (a(l), a (2) , . . .a (k/2) ) . Jonot {a (1) , a (2) , . . .a (k/2) } muunne- 116433 12 taan kokonaislukuesitykseksi, s.o. ±1, binäärikoko-naislukurauunnospiirien 260 ryhmän avulla seuraavasti: 0 -> +1 1 -> -1 5 Kuten kuvassa 3 on esitetty, jono I0 luodaan sitten yhdistämällä muunnospiirien 260 ulostulot digitaalisessa summaimessa 270.

Suuria datanopeuksia tukevia suoritusesimerkkejä I. 4x nimellisnopeus 10 Kuva 5 esittää keksinnön edullisessa suori tusmuodossa käytettyjen I-kanavan ja Q-kanavan yhteis-koodausverkkoparin 350 ja 360 lohkokaavion kuvausta datan siirtämiseksi neljä kertaa nimellisnopeudella. Erityisesti 1/2-nopeus koodattu ja limitetty symboli-15 virta demultipleksoidaan nopeudella kahdeksan kertaa (esim. 76,8 ks/s) nimellisnopeus (esim. 9,6 ks/s) sijoittamalla symboleja peräkkäin yhteen neljästä ala-virrasta {A(1) , A(2), A(3), A(4)}, missä A(l) = {Allf A32/···}/ A(2) = {A21, ä22f · } t A(3) = {A31, A32, . . . } ja 20 A(4) = {Ä41, ä42, . . - } . Kuvan 5 toteutuksessa 1/2-nopeus koodattu ja limitetty symbolivirta on peräisin syöttö-datan bittijonosta, jonka nopeus sama kuin neljä ker-,, , taa nimellisnopeus. Kuten kuvassa 5 on esitetty ala- ' virrat A(l) ja A(2) on vastaavasti järjestetty 1/2- d 25 nopeus yhteiskoodereihin 370 ja 372 I-kanavan yhteis- \·.· koodausverkossa 350 alavirtojen A(3) ja A(4) ollessa d‘d vastaavasti suunnattu 1/2-nopeus yhteiskoodereihin 375 ; ja 377 Q-kanavan yhteiskoodausverkossa 360. Yhteiskoo- ;d': dia (0,0) käytetään 1/2-toistoa varten koodereiden 370 30 ja 375 avulla symbolialavirtojen A(l) ja A(3) koodaa mista varten, samalla kun yhteiskoodi (0,1) syötetään !!! yhteiskoodereihin 372 ja 377 symbolialavirtojen A (2) ja A (4) koodaamiseksi. Koodatut alavirrat I-kanavan '·,·/ yhteiskoodereista 370 ja 372 muunnetaan kokonaisluku- 35 muotoon (±1) binäärikokonaislukumuunnosverkkoparin 380 avulla ja yhdistetään digitaalisessa summaimessa 385 116433 13 todelliseksi jonoksi Ic,4. Vastaavalla tavalla alavirrat Q-kanavan yhteiskoodereista 375 ja 377 asetetaan kokonaislukumuotoon binäärikokonaislukumuunnosverkko jen 380 avulla ja summataan digitaalisessa summaimessa 5 395 todellisen jonon QCf4 muodostamiseksi.

Kuva 5 esittää myös I-kanavan ja Q-kanavan modulointi- ja levitysverkkojen 200 ja 205 edullisia toteustustapoja. I-kanavan verkkoon 200 kuuluu kertoja 400 jonojen Ic>4 ja QC(4 moninkertaistamiseksi Walsh-10 generaattorin 210 tuottaman Walsh-funktion W avulla kokonaisluvuksi (s.o. ±1 muotoon), jossa esimerkkito-teutuksessa W = (W1,W2, . . ., W32, W33, . . ., W64) . Tällä tavoin yhteiskoodausverkot 350 ja 360 toimivat yhdessä levitysverkkojen 200 ja 205 kanssa Walsh-funktion W siir-15 tämiseksi tehokkaasti alavirtoihin A(l) ja A(3) ja

Walsh-funktion W* siirtämiseksi toimivasti alavirtoihin A(2) ja A(4) , joissa W* = (Wx,W2, . . .,W32,-W33, . . .,- W64) · PNj-jono järjestetään kertojaan 402 jonon IC(4 20 levittämiseksi I-kanavan koodilevitysjonoksi SI<4, jon ka tuottaa I-kanavan verkko 200. Vastaavasti PNQ-jonoa käyttää kertoja 404 jonon QC(4 levittämisesssä Q-kanavan koodilevitys j onoksi SQi4, jonka tuottaa Οι kanavan verkko 205. Saatuja I-kanavan ja Q-kanavan 25 koodilevitys j onoj a SI<4 ja SQ(4 käytetään RF- lähettimessä (ei esitetty) kehitetyn 90° vaihe-eroisen sinikäyräparin kaksivaihemodulointiin.

II. 8x Nimellisnopeus

Kuva 6 esittää I-kanavan ja Q-kanavan 1/4-30 nopeus yhteiskoodausverkkojen 450 ja 460 lohkokaavion kuvausta, jota käytetään keksinnön edullisessa suori-tusmuodossa datan siirtoon kahdeksan kertaa nimellis-’ nopeudella. Syöttöbittijono 1/2-nopeuskoodataan kah- ; deksan kertaa nimellisnopeudella ja limitetään symbo- 35 livirraksi kuusitoista kertaa (esim. 153,6 ks/s) ni mellisnopeudella (esim. 9,6 ks/s) ja demultipleksoi-·'·’ daan siirtämällä symboleja peräkkäin yhteen kahdeksas- 116433 14 ta alavirrasta A(i), i=l,...,8, missä A(i) = {Α^! , Ai 2,.··}, i = l,...,8.

Kuten kuvassa 5 on esitetty, alavirrat A(l)~ A(4) tuotetaan vastaavasti I-kanavan 1/4-nopeus yh-5 teiskoodereihin 470, 472, 474 ja 478 I-kanavan yhteis-koodausverkossa 450, samalla kun alavirrat A(5)-A(8) suunnataan vastaavasti Q-kanavan 1/4-nopeus yhteiskoo-dereihin 480, 482, 484 ja 488 Q-kanavan yhteiskoodaus-verkossa 460. 1/4-nopeus yhteiskoodia Sx käyttävät 10 kooderit 470 ja 480 symbolialavirtojen A(l) ja A(5) koodaamiseksi, yhteiskoodia S2 käyttävät kooderit 472 ja 482 symbolialavirtojen A(2) ja A(6) koodaamiseksi, yhteiskoodia S3 käyttävät kooderit 474 ja 484 symbolialavirtojen A(3) ja A(7) koodaamiseksi kooderien 478 15 ja 488 käyttäessä yhteiskoodia S4 symbolialavirtojen A(4) ja A(8) koodaamiseksi. Yhteiskoodit S!-S4 määritetään seuraavasti:

Si = (Si!,S!2,Si3^S!4) = (0,0,0,0)/ s2 = ( S2i , S22 / S23 / s24 ) = (0/lfO/l)/ 20 S3 = (s31, s32, S33, s34) = (Ο,Ο,Ι,Ι); ja S4 — (s4!,s42,s43,s44) — (0,1,1,0).

Tällä tavoin kahdeksan yhteiskooderia tuottaa kahdeksan koodatun symbolivirran joukon a(i), missä i ·*·’; = 1,...,8, nopeudella (esim. 76,8 ks/s), joka on sama .·. : 25 kuin kahdeksan kertaa nimellisnopeus. Koodatut symbo- ,·,·. livirrat a(i) tuotetaan seuraavan lausekkeen mukaises- ’ ’. ti: "7 Μ(/)[ΦΚ 1 7 - 4 : : : a 1) =< (1) ;;; 5</<8 ’·’ ‘ Esitystavan yksinkertaistamiseksi hävittämät- 30 tä yleistystä oletetaan tämän jälkeen, että kukin ala-virta A(i) koostuu yhdestä symbolista A paremmin kuin : jonosta A^, missä alaindeksi j kuvaa aikaa. Esim. tä- män esitystavan käyttäminen määrittämään a (8) antaa !!'. tuloksen, ·; 35 a (8) = A8[0]S8 = {Α8Θ0,Α8Θ1,Α8ΘΪ,Α8Θ0} 116433 15

Jonot a(i),i = 1,...,8, muunnetaan sitten bi-näärikokonaislukumuuntimilla 490 todellisten jonojen r(i),i = 1,...,8 ryhmäksi, jotka antaa kaava 5 r(i) = (-l)a(i) = ((-l)a“,(-l)3") = (r„.....rip). (2) missä aj_j = A^j ja missä Sij merkitsee i:nteen yhteis-koodiin Si sisällytettyä j:ttä symbolia. Jonot r(i),i = 1,...,4 yhdistetään digitaalisessa summaimessa 494 10 todelliseksi jonoksi Ic,8· Vastaavalla tavalla todelliset jonot r(i),i = 5,...,8 summataan digitaalisessa summaimessa 498 todellisen jonon QC(8 muodostamiseksi. Viitaten kuvaan 6 kertojat 502 ja 504 järjestetään moninkertaistamaan jonot ICi8 ja QCf8 Walsh-generaattorin 15 506 tuottaman Walsh-funktion W avulla, jossa esimerk- kitoteutuksessa W = (Wlf W2, . . ., W32, W33, . . ., W64) . Tällä tavoin Walsh-funktiot W0,W1,W2,W3 siirretään tehokkaasti symbolialavirtoihin A(i),i = 1,...,4 ja vastaavasti A(i),i = 5,...,8, joissa W°,W1,W2,W3 määritetään seu-20 raavasti: W° = (Wa,Wb,Wc,Wd) ; W1 = (Wa,-Wb,Wc,-Wd) ; W2 = (Wa,Wb,-Wc,-Wd); ja ·:'·> w3 = (Wa,-Wb,-Wc,Wd) .

25 Jonot Wa,Wb,Wc,Wd voidaan määrittää Walsh- aaltomuodon W avulla seuraavasti:

Wa = (Wx, . . .,W16) ; . ,·. wb = (W17, ...,W32); wc = (w33,... ,w48) ,· ja '· 30 Wd = (W49, . . .,w64) .

PNI-jono tuotetaan kertojaan 510 jonon Ic>8 ',·.· levittämiseksi I-kanavan hajakoodijonoksi SI>8. Vastaani : vasti kertoja 510 käyttää PNQ-jonoa todellisen jonon . ,·. Qc 8 levittämiseksi Q-kanavan hajakoodijonoksi SQ(8. Tu- !!!_ 35 lokseksi saatuja I-kanavan ja Q-kanavan hajakoodijono- V ja SI/8 ja SQ/8 käytetään RF-lähettimessä kehitetyn 90° n’ vaihe-eroisen sinikäyräparin kaksivaihemodulointiin.

I » 116433 16

Pienempiä datanopeuksia tukevia suoritusesimerkkejä I. 1/2-datanopeus

Viitaten kuvaan 7 syöttödatavirtapari Anim/2 ja Bnim/2 syötetään puolta nimellisnopeudesta vastaavalla 5 nopeudella koodaus- ja limitysverkkoihin 550 ja 554. Verkot 550 ja 554 konvoluutiokoodaavat signaalit Anim/2 ja Bnim/2 koodatuiksi ja limitetyiksi symbolivirroiksi A1/2(l) ja A1/2 (2) , joissa A1/2(l) = {Au, A12, ...} ja

Ai/2 (2) = {A21, A22,...}. Olettaen, että käytetään 1/2- 10 nopeus konvoluutiokoodausta, saadut limitetyt symboli-virrat A1/2(l) ja A1/2(2) syötetään yhteiskoodereihin 558 ja 560 nimellisnopeudella. Yhteiskoodia Sx, jossa Sx = (0,0), käyttää kooderi 558 symbolivirran A1/2(l) 1/2-toisto koodaamiseksi koodatuksi alavirraksi 15 a1/2(l). Vastaavasti yhteiskoodi S2, jossa S2 = (0,1), syötetään yhteiskooderiin 560 symbolivirran A1/2(2) 1/2-nopeus koodaamiseksi koodatuksi alavirraksi a1/2(2). Koodatut alavirrat a1/2(l) ja a1/2(2) määritetään seuraavasti: 20 a]y2 (1) = A^/2 (1) [® ] = (A·^©0, A11®0=, . . . ) , ja a1/2 (2) = Ä1/2(2) [®]S2 = (A21®0,A21®1=, . . . ) . Koodatut alavirrat tulostetaan yhteiskoode-;V. reistä 558 ja 560 kaksi kertaa nimellisnopeudella ja '. ’. muunnetaan kokonaislukumuotoon (±1) binäärikokonaislu- .* 25 kumuunnosverkkoparin 570 avulla. Saadut todelliset jo- not rj(l) ja rj(2) yhdistetään digitaalisessa summai- * * messa 575 todelliseksi jonoksi R1/2 siirrettäväksi sen jälkeen j:nnelle vastaanotinalueelle. Todellinen jono : R1/2 järjestetään kertojaan 580 mooninkertaistettavaksi 30 Walsh-generaattorin 590 tuottaman Walsh-funktion W ; /; avulla, jossa esimerkkitoteutuksessa W = (W1,W2, . . . ,W32,W33, . . . ,W64) . Tämä johtaa Walsh-funktion (W, W) siirtoon symbolivirtaan A1/2(l) ja Walsh-funktion W* siirtoon symbolivirtaan A1/2(2), missä W* = * » * 35 (W, -W) . Walsh-funktion W moninkertaistamisen jälkeen *,. jono R1/2 yleensä levitetään satunnaiskohina jonon PNj > i i i 116433 17 tai PNq avulla RF-siirtoa varten joko vastaavan sama-vaiheisen (I) tai 90° vaihe-eroisen (Q) yhteyskanavan kautta.

II. 1/4-datanopeus 5 Viitaten kuvaan 8 syöttödatavirtojen ÄnW4,

Bnim/4, ^nim/4r Dnim/4 joukko syötetään yhtä neljäsosaa ni-mellisdatanopeudesta vastaavalla nopeudella koodaus-ja limitysverkkoihin 601, 602, 603, 604. Verkot 601- 604 konvoluutiokoodaavat datavirrat Anim/4, Bnim/4, Cnim/4, 10 Dnim/4 koodatuiksi ja limitetyiksi symbolivirroiksi A1/4(l), A1/4(2), ä1/4(3), A1/4(4), joissa

Ai/4 (1) = (A13, A12, . . . ) ,

Al/4 (2) = (A21, A22, · · · ) ,

Ai/4 (3) = (A31,A32, . . . ) , ja 15 A1/4 (4) = (A41, A42, . . . ) , .

Olettaen, että käytetään 1/2-nopeus konvoluu-tiokoodausta, saadut limitetyt symbolivirrat A1/4(l), A1/4(2), A1/4 (3) ja A1/4(4) syötetään puolella nimellis-nopeudesta yhteiskoodereihin 611, 612, 613 ja 614. Yh-20 teiskoodeja (0,0,0,0), (0,1,0,1), (0,0,1,1), (0,1,1,0) käyttävät vastaavasti kooderit 611-614 symbolivirtojen Ä1/4(l), A1/4 (2) , A1/4(3) ja A1/4(4) koodaamiseksi koodatuksi alavirroiksi a1/4(l), a1/4(2), a1/4(3) ja a1/4(4).

: Alavirtoja a1/4(l), a1/4(2), a1/4(3) ja a1/4(4) voidaan ‘•.‘•f 25 kuvata seuraavasti: a1/4(l) = (ΑϋθΟ,ΑϋΘΟ,Α^Ο,ΑϋθΟ, . . . ) , :··: a1/4 (2) = (Α21Θ0,Α21Θ1,Α21Θ0,Α21Φ1, . . .) , , ^i/4 (3) = (A34®0,A34®0, A33®1,A3301, . . . ) , ja 3.1/4(4) = (A4]^©0, A41®1, A41©1, A41©0,...),.

> » · 30 Koodatut alavirrat tulostetaan yhteiskoode- . reistä 611-614 kaksi kertaa nimellisnopeudella ja muunnetaan kokonaislukumuotoon (±1) binäärikokonaislu- * * · kumuunnosverkkojen 620 avulla. Saatujen todellisten jonojen rj(i), i=l-4 ryhmä yhdistetään j:nteen vas-;35 taanottimeen siirtoa varteen digitaalisessa summaimes- ‘1’ sa 575 todelliseksi jonoksi R1/4. Todellinen jono R1/4 järjestetään kertojaan 624 moninkertaistamista varten 116433 18 j:nteen vastaanottimeen liitetyn Walsh-funktion Wj avulla. Jono Wj tuotetaan Walsh-generaattorin 630 avulla ja määritetään seuraavasti Wj (Wjx, Wj2, . . . ,Wj32,Wj33, . . . , Wj64) . Tämä johtaa Walsh-5 funktioiden W°, W1, W2, W3 siirtoon symbolivirtoihin

Ai/4(1), A1/4 (2) , A1/4 (3) ja A1/4(4), joissa W°, W1, W2 ja . W3 antavat lausekkeet: W° = (Wj, Wj, Wj, Wj) ; W1 = (Wj, -Wj, Wj, -Wj) ; 10 W2 = (W^W^-W^-Wj) ; ja W3 = (Wj, -Wj, -Wj, Wj) .

Siten on ilmeistä, että Walsh-aaltomuotojen W°, W1, W2, W3 vastaavasti yksilöimät neljä erillistä informaatiosignaalia kyetään siirtämään j:nteen vas- 15 taanottimeen käyttämällä yhtä Walsh-aaltomuotoa Wj yhdessä keksinnön tarkasteleman yhteiskoodausmenetelmän kanssa. Walsh-funktiolla Wj moninkertaistamisen jälkeen jono R1/4 levitetään tyypillisesti satunnaiskohi-najonon PNX tai PNQ avulla RF-siirtoa varten joko vas- 20 taavan samavaiheisen (I) tai 90° vaihe-eroisen (Q) yh-teyskanavan kautta.

Olettaen siirto I-kanavan kautta jinnelle käyttäjälle jonoista rj(i) syntetisoitua siirrettyä ; jonoa voidaan kuvata seuraavasti: : '· f? ) 25 Srj = -Wj · PNI· (3) M=i ^ » missä p=4 kuvan 8 esimerkissä. Jos siirron olisi sen sijaan määrä tapahtua Q-kanavan kautta, lä-V. hetettyä jonoa kuvattaisiin seuraavasti: : k ί SM = ΣΓί« -Wi · PNQ· (4)

Vi=p+1 /

: ! I

30 Syöttösymbolivirto j en siirron tukemiseen eri datanopeuksilla (Rb) käytettyjen parametrien esimerkin luonteisia ryhmiä on koottu alla olevaan taulukkoon 1.

h,/ Taulukko 1 varustaa kullekin datanopeudelle vastaavan syöttösymbolin toistonopeuden, toistoyhteiskoodin no- t » I » 19 11643? peuden sekä Walsh-aaltomuodon pituuden ja Walsh-alibittien nopeuden. Kukin kirjaus (X-Y) demultiplek-seri(DEMUX, demultiplexer)-sarakkeessa määrittää syöt-tösymbolivirtojen lukumäärän (X) siihen liittyvällä 5 datanopeudella Rb ja symbolivirtojen lukumäärän (Y) , joiksi syöttösymbolivirrat demultipleksoidaan yhteis-koodausta varten.

Taulukko I

Rb l/p-no- I/Q Demux 1/p-nopeus Walsh- Walsh- [kb/s] peus kanava yhteis- koodin koodin syöttö- koodi pituus nopeus symboli- toisto [Malibit- toisto tiä/s] 9.6 ϊ I tai Q 1-1 Ϊ "64 1,2288 4.8 1/2 I tai Q 2-2 1/2 64 1,2288 2.4 1/4 I tai Q 4-4 1/4 64 1,2288 1.2 1/8 I tai Q 8-8 1/8 64 1,2288 19.2 1 I ja Q 1-2 1 64 1,2288 38.4 1 I ja Q 1-4 1/2 64 1,2288 76.8 1 I ja Q 1-8 1/4 64 1,2288 19.2 ϊ I tai Q 1-1 ϊ Ϊ28 2,457 9.6 1/2 I tai Q 2-2 1/2 128 2,457 4.8 1/4 I tai Q 4-4 1/4 128 2,457 2.4 1/8 I tai Q 8-8 1/8 128 2,457 1.2 1/16 I tai Q 16-16 1/16 128 2,457 38.4 1 I ja Q 1-2 1 128 2,457 76.8 1 I ja Q 1-4 1/2 128 2,457 153.6 1 I ja Q 1-8 1/4 128 2,457 38.4 Ϊ r~täi~Q"T^I Ϊ "256 TΓ5 19.2 1/2 I tai Q 2-2 1/2 256 4,9 , , 9,6 1/4 I tai Q 4-4 1/4 256 4,9 I / 4,8 1/8 I tai Q 8-8 1/8 256 4,9 ,·, : 2,4 1/16 I tai Q 16-16 1/16 256 4,9 '· 1,2 1/32 I tai Q 32-32 1/32 256 4,9 38.4 ι i ja q 1-2 1 256 4,9 76.8 1 I ja Q 1-4 1/2 256 4,9 ‘ **· 153,6 1 I ja Q 1-8 1/4 256 4,9 t I f 10 Yhteiskoodatun datan siirto I- ja Q-kanavien kautta

Edullisessa suoritusmuodossa ohjauskanava, : : : joka ei sisällä datan modulointia, siirretään yhteensä N vastaanottimeen annetussa solukossa eli lohkossa yhdessä I-kanavan ja Q-kanavan levitys jonojen SXj ja SQj, 15 j = 1-N kanssa. Ohjauskanavaa voidaan kuvata moduloi-··* mattomana hajaspektrisignaalina, jota käytetään sig- I » t · ( I • » 116433 20 naalin kohdistus- ja seurantatarkoituksiin. Järjestelmissä, jotka yhdistävät useita lähettämiä keksinnön mukaisesti, kullekin varatun yhteyskanavien joukon tunnistaa yksilöllinen ohjaussignaali. Kuitenkin sen 5 sijaan, että käytetään erillistä PN-generaattorien ryhmää, havaitaan, että tehokkaampi tapa kehittää ohjaussignaalien joukko, on käyttää sivuttaissiirtoja samassa perusjonossa. Tätä menetelmää käyttäen suunniteltu vastaanotinyksikkö hakee peräkkäin koko ohjaus-10 jonon ja virittää poikkeaman eli sivuttaissiirron, joka tuottaa vahvimman korrelaation.

Näin ollen ohjausjono on edullisesti riittävän pitkä, jotta voidaan kehittää monia erilaisia jonoja siirtojen avulla perusjonossa tukemaan suurta oh-15 jaussignaalimäärää järjestelmässä. Lisäksi erotuksen eli siirtojen täytyy olla riittävän suuria sen varmistamiseksi, ettei ohjaussignaaleissa ole häirintää. Tämän vuoksi suoritusesimerkissä ohjausjonon pituus va- 15

Iitaan olemaan 2 , mikä mahdollistaa 512 erillistä oh-20 jaussignaalia, joiden sivuttaissiirrot perusjonossa ovat 64 alibittiä.

Viitaten kuvaan 9 ohjauksen kehitysverkkoon 630 kuuluu Walsh-generaattori 640 Walsh-nolla- ;· ·, aaltomuodon W0 tuottamista varten, joka tiivistää 25 kaikki nollat digitaalisiin kertojiin 644 ja 646.

t ( t ; Walsh-aaltomuoto W0 moninkertaistetaan PNX- ja PNQ- generaattorien 647 ja 648 kertojiin 644 ja vastaavasti tilit ‘ ' 646 tuottamien PNj- ja PNQ-jonojen avulla. Koska aalto- muoto W0 sisältää vain ykkösiä, saatujen jonojen in-: 30 formaatiosisältö riippuu ainoastaan ΡΝΧ- ja PNQ- jonoista. Kertojien 644 ja 646 tuottamat jonot järjes- . J. tetään ei-rekursiivisten suodattimien (FIR, finite im- * > · pulse response filter) 650 ja 652 syötöiksi. FIR- * » ♦ suodattimista 650 ja vastaavasti 652 suodatettujen jo-35 nojen ulostulo, joka vastaa I-kanavan ja Q-kanavan oh-jausjonoja PI0 ja PQ0, syötetään RF-lähettimeen 660 (kuva 10) .

21 116433

Viitaten kuvaan 10 siinä on esitetty RF-lähettimen 660 esimerkkitoteutus. Lähettimeen 660 kuuluu I-kanavan summain 670 PNj-hajadatasignaalien SI;j, j=l-N summaamiseksi I-kanavan ohjauksen PI0 kanssa 5 N:ään vastaanottimeen määrätyssä solukossa tai lohkossa lähettämistä varten. Vastaavasti Q-kanavan summain 672 yhdistää PNQ-hajadatasignaalit SQj, j=l-N Q-kanavan ohjauksen PQ0 kanssa. Digitaali-analogia(D/A)muuntimet 674 ja 676 on järjestetty muuntamaan digitaalinen in-10 formaatio I-kanavan ja Q-kanavan summaimista 670 ja vastaavasti 672 analogiseen muotoon. D/A-muuntimien 674 ja 676 tuottamat analogiset aaltomuodot järjestetään paikallisoskillaattorin (LO) kantotaajuussignaa-lien Cos(2rcft) ja vastaavasti Sin(2nft) mukana sekoit-15 timiin 688 ja 690, missä ne sekoitetaan ja järjestetään summaimeen 692. 90° vaihe-eroiset kantosignaalit

Sin(2uft) ja Cos(2nft) tuotetaan sopivista taajuusläh-teistä (ei esitetty). Nämä sekoitetut välitaa-juus(IF)signaalit summataan summaimessa 692 ja järjes-20 tetään sekoittajaan 694.

Sekoittaja 694 sekoittaa summatun signaalin taajuussyntetisoijasta 696 tulevan RF-taajuussignaalin kanssa tuottaen siten taajuuden ylösmuunnoksen RF-,, . taajuuskaistalle. RF-signaali sisältää samavaiheisia 25 (I) ja 90° vaihe-eroisia (Q) komponentteja ja päästö- ft - * '· '· kaista suodatetaan kaistanpäästösuodattimella 698 ja v.* tulostetaan RF-vahvistimeen 699. Vahvistin 699 vahvis- '’ * taa kaistarajoitetun signaalin lähetystehon ohjauspii- ristä (ei esitetty) tulevan syöttötehon ohjaussignaa-30 Iin mukaisesti. Pitäisi käsittää, että RF-lähettimen 630 poikkeavat toteutusmuodot voivat käyttää monenlaisia signaalin summaus-, sekoitus, suodatus- ja vahvis-tusmenetelmiä, joita tässä hakemuksessa ei ole kuvat- ! · < tu, mutta jotka ovat alan asiantuntijoille tuttuja.

'1/ 35 Kuva 11 esittää RF-lähettimen 630 tuottaman RF-signaalin vastaanottoon järjestetyn esimerkin luonteisen toistevastaanottimen lohkokaaviota. Kuvassa 11 « i 116433 22 lähetetyn RF-signaalin vastaanottaa antenni 710 ja se järjestetään RAKE-toistevastaanottimeen, joka koostuu analogiavastaanottimesta 712 ja digitaalivastaanotti-mesta 714. Antennin 710 vastaanottama ja analogiavas-5 taanottimeen 712 järjestetty signaali voi koostua samojen ohjaus- ja datasignaalien monitie-etenemisistä, jotka on tarkoitettu yksittäisen tai usean tilaajan vastaanottimia varten. Analogiavastaanotin 712, joka on rakennettu suoritusesimerkissä Q-vaihe-eromodu-10 lointi(PSK, phase shift keying)modeemina, alasmuuntaa taajuuden ja digitoi vastaanotetun signaalin I- ja Q-komponenttien yhdistelmäksi. I- ja Q-komponenttien yhdistelmä järjestetään digitaalivastaanottimeen 714 de-modulointia varten. Demoduloitu data järjestetään sit-15 ten digitaalipiiriin 716 yhdistämistä, limityksen pur kua ja tulkitsemista varten.

Kunkin I- ja Q-komponentin ulostulo analogiavastaanottimesta 712 voi koostua identtisten ohjaus-ja vastaavien informaatiosignaalien monitie-20 etenemisistä. Digitaalivastaanottimessa 714 siirretyn signaalin tietyt monitie-etenemiset, jotka etsijävas-taanotin 715 valitsee yhdessä ohjaimen 718 kanssa, käsitellään kumpikin usean eri datavastaanottimen eli :V. demodulaattorin 720a-720c avulla, joihin viitataan • * ·. ; 25 myös sormina. Vaikka kuvassa 11 on esitetty ainoastaan kolme datan demodulointisormea (demodulaattorit 720a- I · * ' 720c) , pitäisi ymmärtää, että voidaan käyttää useampia ; i tai vähemmän sormia. I- ja Q-komponenttien yhdistel- » mästä kukin sormi irrottaa kokoamalla tiettyä reittiä j : 30 vastaavien ohjaus- ja datasignaalien I- ja Q- komponentit Rl ja RQ.

Ohjaussignaalin I- ja Q-komponenttien kutakin sormea varten voidaan sanoa muodostavan ohjausvektorin , ja I-kanavan ja Q-kanavan datan I- ja Q-komponenttien i t ' j;’ 35 muodostavan datavektoriparin. Keksinnön mukaisesti nä- » mä ohjaus- ja datavektoreiden I- ja Q-komponentit ir- ,Y* rotetaan vastaanotetusta signaalivoimasta I-kanavan ja » t * « 11643? 23 Q-kanavan datan likiarvojen tuottamiseksi. Ohjaussignaali lähetetään tyypillisesti suuremmalla signaalin-voimakkuudella kuin datasignaalit ja siten ohjaussig-naalivektorin suuruusluokka on suurempi kuin vastaan-5 otettujen datasignaalivektoreiden. Näin ollen ohjaus-signaalivektoria voidaan käyttää tarkkana vaiherefe-renssinä signaalin käsittelyä varten.

Lähetysprosessissa ohjaus- ja datasignaalit kulkevat siirrettäessä saman etenemistien vastaanotti-10 meen. Kuitenkin johtuen kanavakohinasta vastaanotettu signaali yleensä siirtyy lähetetystä vaihekulmasta. Ohjaussignaalivektorin pistetulojen, s. o. skalaaritu-lojen, muotoilua I- ja Q-kanavan datasignaalivekto-reilla käytetään, kuten tässä hakemuksessa on julkis-15 tettu, irrottamaan I-kanavan ja Q-kanavan data valitun vastaanotinsormen vastaanottamasta signaalista. Erityisesti pistetuloa käytetään havaitsemaan datavekto-reiden, jotka ovat samavaiheisia ohjausvektorin kanssa, komponenttien suuruusluokat projisoimalla ohjaus-20 vektorit kunkin datavektorin päälle. Erästä menettelyä ohjaussignaalin irrottamiseksi valitun vastaanotinsormen vastaanottamasta signaalivoimasta, kuvataan seu-raavassa viitaten kuvaan 8 ja myös rinnakkaishakemuk-• seen U.S. PA 07/981,034, kirjattu 24. marraskuuta 25 1992, otsikoltaan "PILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUIT", joka on siirretty tämän keksinnön siirronsaajalle ja . joka sisällytetään tähän hakemukseen tällä viittauk- . sella.

Yhteiskoodattujen symbolialavirtojen elvytys • · 30 Seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisesti yh den yhteiskoodatun alavirran a(i) elvytystä I-kanavalla siirretystä datasta, missä a (i) = A(i)0Si = (Ail®sil, . . . ,Ai:L®sip) .

Oletetaan, että ennen siirtoa I- ja Q-kanavien kautta 35 j:nteen (kuva 8) N:stä vastaanottimesta alavirta a(i) muunnetaan todelliseksi jonoksi r(i), missä: 116433 24 r (i) = (-1)3θ) = ((-1)ΑΑι,...,(-1)Α"Φ^) = (Γη, ...,rip). (5) Walsh-aaltomuodolla Wj ja jonoilla ΡΝΧ ja vastaavasti PNq levittämisen jälkeen saatuja jonoja ja SQj, jotka on tarkoitettu vastaanotettaviksi jrnnellä vastaan-5 ottimella, voidaan kuvata seuraavasti:

Su - f.r(0lWj PN,], (6) /=1 ja k s0i - Σ'·®Fr pnqI (7) i=p+1 N vastaanottimeen tietyssä solukossa lähetetty yhdis-10 telmäsignaali ilmaistaan lausekkeella: S (t) =Tcos(<y 0 /) - Qsin(iy 0/); (8) missä T = Isij- Q = is0i <9» j=l j=l

Esityksen selkeyden vuoksi oletetaan, että signaali 15 S(t) etenee m:ännen siirtoreitin kautta j:nteen vastaanottimeen, joka mahdollistaa sen kautta vastaanotetun signaalin Rj(t) ilmaistavaksi seuraavasti: R j (t) = Teos (co 0 t + Θ ) - Qsin(<y 0 t + Θ ) + n(t); (10) jossa signaalilla Rj(t) on satunnainen vaihesiirto Θ ’' ’: 20 vastaanottimen paikallisreferenssiin nähden ja missä I 1 n(t) merkitsee signaalin itsensä häiriökohinaa.

Viitaten kuvan 12 lohkokaavion kuvaukseen j:nnen vastaanottimen nähdään sisältävän r:n demodu-. lointisormen 720 ryhmän, joka on järjestetty käsitteli 25 lemään r:n siirtoreitin kautta vastaanotettua signaa- ’ lia Rj(t). M:ännen reitin kautta siirretty signaali

Rj (t) johdetaan kaistanpäästösuodattimen läpi, jonka siirtofunktio on h(t) ja näytteitetään välein t = kTw, • · « *. missä Tw merkitsee jaksoa peräkkäisten alibittien vä- '•t 30 Iillä siirretyssä Walsh-aaltomuodossa Wj. Nämä toimen piteet tuottavat m:änteen demodulointisormeen 720 syö-*·;·* tetyt I- ja Q-projektiot RIm,k ja R^*, joissa

I » I

* I I • · 25 116433

Rim,k=Rj(t)cos(iy 0 t )*h(t)|t=kT^+tm = Tcos6>-Qsin0 + N- (11)

Rom,k=-Rj(t)sin(<y 0 t )*h(t)|t,kTw+t_ = Tsinö-Qcos0 + Nq; (12) missä xm vastaa m:änteen siirtoreittiin liittyvää viivettä ja missä kohinatermejä N± ja Nq voidaan 5 kuvata nollakeskiarvon ja varianssin δ satunnaispro-sesseina. Keksinnön mukaan m:ännen siirtoreitin kautta lähetetyn jonon r(i) likiarvot ovat peräisin m:ännellä vastaanotinsormella 720 näytteitetyistä projektioista

Rim, k 1 ^ ^Qm, k ' 10 Viitaten kuvaan 13 siinä on esitetty m:ännen vastaanotinsormen 720, joka käsittelee näytteitettyjä projektioita Rlm(jc ja ^Qm, k/ lohkokaavio. Vastaanotinsor-meen 720 kuuluu demodulointi/kokoamis- ja vaihekierto-piiri 740 sekä vaihearviointi- ja aikaseurantapiiri 15 744. Keksinnön mukaan piiri 740 demoduloi näytteitetyt projektiot RIm/k ja R^* suorittamalla osittaiskorrelaa-tioiden ensimmäisen sarjan käyttäen siirrettyä Walsh-aaltomuotoa ja PNj-jonoa ja osittaiskorrelaatioiden toisen sarjan käyttäen siirrettyä Walsh-aaltomuotoa ja 20 PNq-jonoa. Kukin osittaiskorrelaatio suoritetaan L/p Walsh-alibittien aikavälin kuluessa, missä L merkitsee Walsh-aaltomuodon Wj pituutta, jota käytetään kattamaan jonojen SI:j ja SQj itsensä sisältämät p symbolia-i .· lavirtaa. Osittaiskorrelaatioiden tulokset kierräte- : 25 tään sitten samavaiheisina päätösmuuttujien Ihat (m) ja ; Qhat (m) ulostulon tuottamiseksi miännen vastaanotinyk- ·.··'. sikön 720 avulla. Tämä vaihekierto suoritetaan arvioi- . ,·. dun vaihe-eron Θ* mukaisesti siirretyn aaltomuodon ja #·;·, paikallisesti kehitetyn referenssin välillä. Edulli- i * · 30 sessa toteutusmuodossa vaihearviointi- ja aikaseurantapiiri 744 sisältää vaihelukituksen vaihelikiarvon Θ* t » · kehittämiseksi.

'·.* ' Vaihearviointi- ja aikaseurantapiiri 744 •t tuottavat miännen reitin kautta siirretyn ohjaussig- ··*. 35 naalin (Pm) likiarvon piirin 740 näytteitettyj en pro jektioiden RIm(k ja Rqh,^ demoduloinnin ja kokoamisen ai-kana tuotettujen välisignaalien perusteella. Irrotet- * * · 26 116433 tua ohjaussignaalia käytetään osittaiskorrelaatioiden vaihekiertoon piirissä 740 sekä aikakohdistukseen näy-teyhdistimessä 750 (kuva 12) . Näiden itsenäisten korrelaatioiden tuloksia käytetään näyteyhdistimeen 750 5 (kuva 12) järjestetyn m:ännen päätösmuuttujaparin Ihat(m) ja Qhat(m) tuottamiseen. Näyteyhdistimessä 750 r:n vastaanotinsormen 720 ryhmän tuottamat päätösmuut-tujat Ihat(l), 1 = 1-r aikakohdistetaan ja yhdistetään kuten myös päätösmuuttujat Qhat(m).

10 Viitaten kuvaan 14 m:ännen vastaanotinsormen 720 havaitaan sisältävän kertojat 780 ja 782 näyttei-tettyjen projektioiden RIm,k ja R^k vastaanottamiseksi PN-levitysnopeudella 1,2288 MHz. Walsh-generaattori 786 on liitetty molempiin kertojiin 780 ja 782, joissa 15 sen ulostulo moninkertaistetaan projektioilla RIm,k ja Rom,k· Vastaanotinsormeen 720 kuuluu lisäksi PN-generaattorit 790 ja 792 ΡΝχ-jonon tuottamiseksi kertojiin 798 ja 800 ja PNQ-jonon kertojiin 802 ja 804. Kuten kuvassa 14 on esitetty, Walsh-demoduloidut pro-20 jektiot RIm,k ja R^k kertojasta 780 moninkertaistetaan ΡΝχ-jonolla kertojassa 798 ja PNQ-jonolla kertojassa 802. Vastaavasti kertojan 782 ulostulo moninkertaistetaan ΡΝχ-jonolla kertojassa 800 ja PNQ-jonolla kerto-jassa 804.

25 Kertojat 798 ja 800 korreloivat Walsh- I · .·,·. demoduloidut projektiot RIItl(k ja Rg^k ΡΝχ-jonon kanssa.

Sopiva ajastus ylläpidetään PNt-jonon ja jonojen RIm>k ja Rom,k välillä aikakohdistuspiirin 810 avulla, jonka toimintaa käsitellään myöhemmin. Vastaavasti jonot 30 Rim, k ja Rom, k korreloidaan PNQ- jonon kanssa kertojien 802 ja 804 avulla. Kertojien 798, 800, 802 ja 804 kor-reloidut ulostulot järjestetään sitten vastaaviin I-· kanavan rekistereihin 814 ja 816 ja Q-kanavan rekiste- . .·. reihin 818 ja 820. Rekisterit 814, 816, 818 ja 820 ke- ···, 35 räävät syöttöinformaation L/p Walsh-alibittien kautta, '·’ missä L edelleen merkitsee Walsh-aaltomuodon Wj pi- tuutta. Rekisterit 814, 816, 818 ja 820 tuottavat ' i » 116433 27 osittaiskorrelaatiot AIn, AQn, BIn ja BQn jokaisen p osittaiskorrelaatioaikavälin, joiden pituus on L/p Walsh-alibittia (s.o., n=l-p), aikana, joka esiintyy kunkin Walsh-aaltomuodon aikana. Osittaiskorrelaatiot 5 AIn, AQn, BIn ja BQn järjestetään viiveyksiköihin 824, 826, 828 ja 830 vastaavien kytkimien 834, 836, 838 ja 840 kautta. Kytkimet suljetaan normaalista auki-asennosta kunkin osittaiskorrelaatioaikavälin päättyessä aikakohdistuspiirin 810 tuottamien ajastussignaa-10 lien mukaisesti. I-kanavan rekistereiden 814 ja 816 n:ännen korrelaatioaikavälin päättyessä tuottamat osittaiskorrelaatiot AIn ja AQn voidaan ilmaista seuraavasti : 64, ,k

p 64 -A

Ain= (13) k=“M+i P i=> p 15 ~(n+l) P 64 p

A® = Σ RQkWjkPNIk = — 2rjnsin0· n=1· ···. P. U4I

k-5t., P H

P

,20 se ymmärrettäessä, että osittaiskorrelaatioita BIn ja ; ,* BQn voidaan kuvata pääosin samalla tavalla. Viitaten yhtälöihin (13) ja (14) termit rjn, j=l-p kuvaavat kol-‘ ’ lektiivisesti yhtälön (5) määrittämään todelliseen jo- :,v noon r(i) sisällytetyn p:n integraalin arvojen likiar- : 25 voa. Viitaten edelleen kuvaan 14 vaihearviointi- ja aikaseurantapiiri 744 sisältää ohjausirrotuspiirin 850 : ohjausvaihesignaalien tuottamista varten, joita käyte- tään ylläpitämään aikakohdistus vastaanotinsormessa ·_ 720. Ohjausirrotuspiiriin 850 kuuluu kertoja 854, jo- 30 hon järjestetään kertojien 798 ja 802 ulostulot sekä ’...· kertoja 856 kertojien 800 ja 804 ulostulojen moninker- t a ϊ s t ami se ks ί. Piiriin 850 kuuluu lisäksi Walsh- 116433 28 generaattorit 862 ja 864, jotka syöttävät Walsh-aaltomuodot W£ ja vastaavasti W0 kertojaan 866. Saatu kertojan 866 tuottama demodulointiaaltomuoto WjWo, joka on sopivasti aikakohdistettu piirin 810 Walsh-5 generaattoreihin 862 ja 864 tuottaman ajastusinformaa-tion avulla, järjestetään kertojiin 868 ja 870. Aaltomuoto moninkertaistetaan yhdessä kertojan 854 ulostulon kanssa kertojan 868 avulla kertojan 870 suorittaessa saman toimenpiteen aaltomuodon W.jW0 ja kerto-10 jän 856 tuottaman ulostulon osalta.

Kertojien 868 ja 870 ulostulot kerätään vastaavasti ohjausirrotusrekistereiden 874 ja 878 avulla aikavälin kuluessa, joka on valittu varmistamaan vastaanotetun ohjaussignaalin vaiheen biasoimattoman li-15 kiarvon kehittäminen. Suoritusesimerkissä keräämisai-kaväli kattaa kestoltaan aikajakson 2rL, missä, kuten edellä on havaittu, L vastaa Walsh-symbolijaksoa. Tämä keräämisaikaväli tapahtuu yleensä rL pituisten aikajaksojen kuluessa, jotka esiintyvät välittömästi ennen 20 ja jälkeen sen hetken, jolloin halutaan arvioida oh-jausvaihe. Aikakohdistus rekistereiden 814, 816, 818 ja 820 tuottamien ulostulojen ja ohjauksen irrotusre-kistereiden 874 ja 880 ulostulojen välillä ylläpidetään viiveyksiköiden 824, 826, 828 ja 830 avulla. Kun- 7 ’. 25 kin viiveyksikön 824, 826, 828 ja 830 aiheuttama sig- » » · ‘ naaliviive valitaan kestoltaan samaksi kuin r:n tule van Walsh-symbolin kattama aikaväli. Näin ollen kehi-‘ * tettäessä ohjauslikiarvo, joka vastaa n:änsiä osit- taiskorrelaatioita AIn ja AQn, datanäytteiden joukko Dj, I/· - 30 missä (L/p) (n-r) + 1 < j < (L/p) (n+r) , kerätään rekis tereiden 874 ja 878 avulla.

; Ohjauksen irrotusrekistereiden 882 ja 886 tuottamat signaalit vastaavat m:ännen reitin kautta • siirretyn ohjaussignaalin (Pm) I-kanavan ja Q-kanavan « * · 35 projektioita ja voidaan vastaavasti esittää seuraavas-ti: » · • * » · 116433 29 (L/p)(n+r) P„cos(S)= £ {RImPN,Wo + RQlnPNQW0} (15) (L/p)(n-r)+l (L/p)(n+r)

Pm' sin(ö) = X {'P-imPN q W0 + R.QmPN j W0j (16).

(L/p)(n-r)+l

Viitaten kuvaan 14 ohjaussignaalin I-kanavan 5 ja Q-kanavan projektiot järjestetään kumpikin sekä I-kanavan vaiherotaattoriin 850 että Q-kanavan vaihero-taattoriin 852. I-kanavan vaiherotaattori 850 tuottaa tulostusdata-arvojen jonon, joka vastaa ohjaussignaalilla Pm painotetun m:ännen reitin kautta lähetetyn 10 jonon r(t) likiarvoa. I-kanavan vaiherotaattorin 850 n:ännen korrelaatiovälin päättyessä kehittämää päätös-termiä In(m) voidaan kuvata seuraavasti: 64 p in(m) = Ajn,Pm-cos(ö ) + AQn Pm sin(0 ) = — £rin (17) P i=i 15 Näyteyhdistin 750 (kuva 12) yhdistää sormide-mulaattoreiden 720 n:ännen korrelaatiovälin aikana tuottamat I-kanavan päätöstermit In(i), i=l-r, yhdis-telmäpäätöstermiksi I cn ja Q-kanavan päätösmuuttujat ; / 20 Qn(i) yhdistelmäpäätöstermiksi Q cn. Yhdistelmäpäätös- i termit I cn ja Q cn tulostetaan sarjassa yhdistimen 750 : avulla jonoina, I c = (I ,,...,1 p), ja j.'. Q c = (Q k fQ p) / λ! 25 missä alaviitteet ilmaisevat vastaavuuden todelliseksi * i · I · * jonoksi r(i) yhdistettyjen p symbolialavirran kanssa.

Yhdistelmäpäätösjonot I c ja Q c järjestetään I-kanavan ja Q-kanavan multipleksereihin 870 ja 874, jotka vas-v * taavasti tuottavat rinnakkaisulostulot: ; ··: 30 ΐ"τ = (l\, . . .,ΙΛρ)τ, ja QAt = (Q\, · - ,QAp)T.

’·’ Keksinnön mukaisesti I-kanavan kautta siir- I · V.‘ rettyjen syöttösymbolivirtojen Aj(i) likiarvojoukko * » » 30 116433 A j(i), missä i=l-p, kehitetään suorittamalla päätösjo-non I c dekorrelaatio jonon r(i) itsensä sisältämien yhteiskoodien perusteella. Tarkemmin irnnen symboli-virran Ax(i) likiarvo muodostetaan seuraavan r(i):n ja 5 päätösjonon I j (i) sisätulon laskemisen avulla: A (i) = Ä(i) = Xin(i)(-l)c'"=64(-l)A(i) (18) n=l missä Ci,n merkitsee i:nnen symbolivirran koodaamiseen käytetyn yhteiskoodin Ci n:ättä termiä. Yhtälön (18) määrittelemä laskeminen nojaa syöttösym-10 bolivirtojen koodamiseen käytettyjen yhteiskoodien väliseen kohtisuoruuteen. S.o.

A^(i) = Ä(i) = ^ in(i)(-l)c,n = 0 (19) n=l kaikille tapauksille j * j. P:n ollessa > 4 yhtälö (18) voidaan ratkaista suorittamalla esim. no-15 pea Hadamard-muunnos (FHT, Fast Hadamard Transform) multiplekserin 870 (kuva 12) tuottamille jonoille I CT. Sitten symbolivirran likiarvojen limitys puretaan ja tulkitaan lähetetyn datan arvioimiseksi.

Edullisten suoritusmuotojen edellä oleva ku-20 vaus on tuotettu, jotta alan asiantuntijat kykenevät tekemään tai käyttämään tätä keksintöä. Useat modifi- » kaatiot näihin suoritusmuotoihin ovat helposti ilmei-siä alan asiantuntijoille ja tässä hakemuksessa määri-· tettyjä yleisiä periaatteita voidaan soveltaa muihin 25 suoritusmuotoihin käyttämättä keksijän kykyjä. Täten I ·’. keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa tässä hakemukses- sa esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sen on saatava laajin suojapiiri, joka on yhdenmukainen tässä hake-. muksessa julkistettujen periaatteiden ja uusien piir- i > · 30 teiden kanssa.

1 f i > ·

Claims (42)

3i 1 1 6433

1. Lähetin informaatiosignaalin moduloimisek-si siirtoa varten hajaspektriviestintäjärjestelmässä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu: 5 välineet mainitun informaatiosignaalin demulti- pleksoimiseksi joukoksi vastaavan siirtonopeuden in-formaatioalisignaaleja, jotka lähetetään samanaikaisesti mainitussa hajaspektriviestintäjärjestelmässä, ainakin yhdet välineet mainitun informaatioalasig-10 naalien joukon kunkin informaatioalisignaalin yhdistämiseksi yhden yhteiskoodien joukon yhteiskoodin kanssa kehittämään joukon yhteiskoodattuja alisignaaleja; ainakin yhdet välineet yhdistämään mainitun joukon yhteiskoodattuja alisignaaleja ja kehittämään yhteis-15 koodatun yhdistelmäsignaalin; välineet kohtisuoran funktiosignaalin kehittämiseksi; ja ainakin yhdet välineet mainitun yhteiskoodatun yhdistelmäsignaalin moduloimiseksi mainitulla koh-20 tisuoralla funktiosignaalilla moduloidun signaalin tuottamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetin, ·] tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi: ainakin yhdet välineet näennäissatunnaisen ko- .· 25 hinasignaalin kehittämiseksi ennalta määrätystä PN- • koodista, ja : ainakin yhdet välineet mainitun moduloidun signaa- L Iin yhdistämiseksi ennalta määrätyn PN-koodin näen näissatunnaisen kohinasignaalin kanssa tuottamaan läh- ; 3 0 tösignaalin. ♦ * · 'li,'

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi: t<L‘ ainakin yhdet välineet kantosignaalin moduloimi- seksi mainitulla lähtösignaalilla moduloidun kantosig-35 naalin tuottamiseksi niin, että mainittu kantosignaali • * · on ennalta määrätyssä vaihesuhteessa mainitun läh-tösignaalin kanssa. 32 1 1 6433

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi: välineet mainitun moduloidun kantosignaalin lähettämiseksi ainakin yhdellä yhteyskanavalla.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että mainittu yhteyskanava on joko samavaiheinen (I) tai 90° vaihe-eroinen (Q) yhteyskanava.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lähetin, 10 tunnettu siitä, että mainittu näennäi- sesatunnainen kohinasignaal i on samavaiheinen (I) näennäissatunnainen kohinasignaali; mainittu kantosig-naali on I-moduloitu kantosignaali; ja mainittu yhteyskanava on samavaiheinen (I) yhteyskanava.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että mainittu näennäissatunnainen kohinasignaali on 90° vaihe-eroinen (Q) näennäissatunnainen kohinasignaali; mainittu kantosignaali on Q-moduloitu kantosignaali; ja mainittu yhteyskanava 20 on 90° vaihe-eroinen (Q) yhteyskanava.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että välineeseen tai ; ,·' kaikkiin välineisiin kunkin informaatioalisignaalin : ·,: yhdistämiseksi yhden yhteiskoodien joukon yhteiskoodin 25 kanssa kuuluu lisäksi: .. toistamisvälineet kunkin informaatioalisignaalin toistamiseksi joukoksi identtisiä symbolivirtoja; ’! moninkertaistamisvälineet kunkin symbolivirran mo- ’ ninkertaistamiseksi kussakin joukossa yhteiskoodi koo- 30 dikertoimen avulla, joka on sisällytetty mainittuun : yhteen yhteiskoodien koodi joukon koodiin, tuottamaan ‘ > * ,,,· joukon väli jonoja; ja multiplekserin yhdistämään mainitut välijonot kus-,··>, sakin mainitussa joukossa tuottamaan joukon yhteiskoo- 35 dattuja alisignaaleja.

,·,· 9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukai- nen lähetin, tunnettu siitä, että välineeseen 116433 33 tai kaikkiin välineisiin yhteiskoodattujen alisignaa-lien joukon yhdistämiseksi ja yhdistetyn yhteiskooda-tun signaalin kehittämiseksi kuuluu välineet mainittujen yhteiskoodattujen alasignaalien muuntamiseksi ko-5 konaislukuarvoiksi, jotka on valittu kokonaislukujoukosta, johon sisältyvät +1 ja -1.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi: kaksi yhdistämisvälinettä, kukin yhdistämään in- 10 formaatioalisignaaleja mainitusta informaatioalisig-naalien joukosta käyttäen vastaavia yhteiskoodeja tuottamaan vastaavat ensimmäinen ja toinen joukko yhteiskoodattuj a alisignaaleja, joissa mainitut yhteis-koodit ovat keskenään kohtisuoria; 15 kaksi yhdistämis- ja kehittämisvälinettä yhdistä mään vastaavat mainitut ensimmäinen tai toinen joukko yhteiskoodattuja alasignaaleja ja kehittämään vastaavat yhdistetyt yhteiskoodatut signaalit; ja kaksi modulointivälinettä moduloimaan vastaavat 20 ensimmäinen tai toinen yhdistetty yhteiskoodattu signaali mainitun kohtisuoran funktiosignaalin avulla tuottamaan ensimmäinen ja toinen moduloitu signaali.

: ',· 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen lähetin, : tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi: 25 välineet samavaiheisen näennäissatunnaisen kohi- .. naiPNj.)- ja 90° vaihe-eroisen näennäissatunnaisen kohi- , . ·. na (PNq) signaalin kehittämiseksi ennalta määrätyistä PN- _ ’; ’ koodeista, ja * välineet PNj-signaalin yhdistämiseksi mainitun en- 30 simmäisen moduloidun signaalin kanssa I-lähtösignaalin .* tuottamiseksi ja PNQ-signaalin yhdistämiseksi mainitun ·...· toisen moduloidun signaalin kanssa Q-lähtösignaalin tuottamiseksi.

,··, 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetin, 35 tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi vä-lineet samavaiheisten (I) ja 90° vaihe-eroisten (Q) 'kantosignaalien moduloimiseksi mainituilla I- ja vas- 34 1 1 6433 taavasti Q-lähtösignaaleilla tuottamaan I-moduloitu kantosignaali ja Q-moduloitu kantosignaali.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi vä- 5 lineet mainitun I-moduloidun ja Q-moduloidun kantosig-naalin lähettämiseksi vastaavasti I tai Q yhteyskanavilla.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 10-13 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että kuhunkin yh- 10 distämisvälineeseen kuuluu: monistamisvälineet kunkin informaatioalisignaalin monistamiseksi joukoksi identtisiä symbolivirtoja, moninkertaistamisvälineet kunkin mainitun joukon symbolivirran moninkertaistamiseen yhteiskoodin yh-15 teiskoodivakion avulla, joka on sisällytetty yhteen mainitusta vastaavista yhteiskoodeista, tuottamaan joukon välijonoja, ja multiplekserin yhdistämään mainitut välijonot kussakin mainitussa joukossa tuottaen joukon yhteiskoo-20 dattuja alisignaaleja.

15. Jonkin patenttivaatimuksista 10-14 mukainen lähetin, t unne t t u siitä, että kukin maini- : tuista yhdistämis- ja kehittämisvälineistä sisältää ,i välineet mainittujen yhteiskoodattujen alisignaalien 25 muuntamiseksi kokonaislukuarvoiksi, jotka on valittu .. .: kokonaislukujoukosta, johon sisältyvät +1 ja -1.

16. Menetelmä informaatiosignaalin moduloimi- ( I ! seksi siirtoa varten hajaspektriviestintäjärjestelmäs- * sä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet: 30 mainittu informaatiosignaali demultipleksoidaan ainakin yhdeksi joukoksi vastaavan siirtonopeuden :.t>» alisignaaleja, jotka lähetetään samanaikaisesti maini- tussa hajaspektriviestinjärjestelmässä, mainitun alasignaalien joukon kukin alisignaali 35 yhdistetään yhden yhteiskoodien joukon yhteiskoodin V,· kanssa tuottamaan joukko yhteiskoodattuja alisignaale- ·:·: ja,- 35 1 1 64 33 yhdistetään mainittu joukko yhteiskoodatuja alisignaaleja ja kehitetään yhteiskoodattu yhdistel-mäsignaali; kehitetään kohtisuora funktiosignaali; ja 5 yhteiskoodattu yhdistelmäsignaali moduloidaan koh tisuoralla funktiosignaalilla moduloidun signaalin tuottamiseksi.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi 10 vaiheet: kehitetään näennäissatunnainen kohinasignaali ennalta määrätystä PN-koodista, ja mainittu moduloitu signaali yhdistetään ennalta määrätyn PN-koodin näennäissatunnaisen kohinasignaalin 15 kanssa tuottamaan lähtösignaali.

18. Patenttivaatimusten 16 tai 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa kantosignaali moduloidaan mainitulla lähtösignaalilla moduloidun kantosignaalin 20 tuottamiseksi niin, että mainittu kantosignaali on ennalta määrätyssä vaihesuhteessa mainitun lähtösignaa-lin kanssa.

• 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetel- : mä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi ;V: 25 vaiheen, jossa mainittu moduloitu kantosignaali lähe- tetään ainakin yhdellä yhteyskanavalla.

20 Q-lähtösignaaleilla vastaavasti tuottamaan I-moduloitu kantosignaali ja Q-moduloitu kantosignaali.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetel-mä, tunnettu siitä, että mainittu yhteyskanava * on joko samavaiheinen (I) tai 90° vaihe-eroinen (Q) 30 yhteyskanava. t:

21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetel- mä, tunnettu siitä, että mainittu näennäissa-tunnainen kohinasignaali on samavaiheinen (I) näen-,···. näissatunnainen kohinasignaali; mainittu kantosignaali 35 on I-moduloitu kantosignaali; ja mainittu ainakin yksi V,· yhteyskanava on samavaiheinen (I) yhteyskanava. 116433 36

22. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu s näen-näissatunnainen kohinasignaali on 90° vaihe-eroinen (Q) näennäissatunnainen kohinasignaali; mainittu kan- 5 tosignaali on Q-moduloitu kantosignaali; ja mainittu ainakin yksi yhteyskanava on 90° vaihe-eroinen (Q) yh-teyskanava.

23. Jonkin patenttivaatimuksista 16-22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheeseen 10 kunkin informaatioalisignaalin yhdistämiseksi yhden yhteiskoodien joukon yhteiskoodin kanssa kuuluu lisäksi vaiheet: toistetaan kukin informaatioalisignaali joukoksi identtisiä symbolivirtoja, 15 moninkertaistetaan kukin symbolivirta kussakin joukossa yhteiskoodi koodikertoimen avulla, joka on sisällytetty yhteen yhteiskoodien koodijoukon koodiin, tuottamaan joukon välijonoja; ja yhdistetään mainitut välijonot kussakin mainitussa 20 joukossa tuottamaan joukon yhteiskoodattuja alisignaa-le j a.

24. Jonkin patenttivaatimuksista 16-23 mukai- ‘ 1 nen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun vaiheeseen yhteiskoodattujen signaalien joukon yhdis-25 tämiseksi kuuluu yhteiskoodattuj en signaalien muunta-minen kokonaislukuarvoiksi, jotka on valittu kokonais-lukujoukosta, johon sisältyvät +1 ja -1. Il

25. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetel- ·’ * mä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu vai- 30 heet: : yhdistetään informaatioalisignaaleja mainitusta •tii‘ inf ormaatioalisignaalien joukosta käyttäen vastaavaa yhteiskoodia tuottamaan vastaavat ensimmäinen ja toi-nen joukko yhteiskoodattuja alisignaale j a niin, että 35 mainitut yhteiskoodit ovat keskenään kohtisuoria; v\: yhdistetään vastaavat mainitut ensimmäinen ja toi- nen joukko yhteiskoodattuja alisignaaleja ja kehite- 116433 37 tään ensimmäinen ja toinen yhdistetty yhteiskoodattu signaali vastaavasti; moduloidaan mainittu yhdistetty yhteiskoodattu signaali mainitun kohtisuoran funk-tiosignaalin avulla tuottamaan ensimmäinen ja toinen 5 moduloitu signaali.

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi vaiheet: kehitetään samavaiheinen näennäissatunnainen kohi-10 na(PNj·)- ja 90° vaihe-eroinen näennäissatunnainen kohina (PNq)signaali ennalta määrätyistä PN-koodeista, ja yhdistetään mainittu PNj-signaali ensimmäisen moduloidun signaalin kanssa tuottamaan I-lähtösignaali, ja yhdistetään mainittu PNQ-signaali toisen moduloidun 15 signaalin kanssa tuottamaan Q-lähtösignaali.

27. Patenttivaatimusten 25 tai 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi vaihe, jossa moduloidaan samavaiheinen (I) ja 90° vaihe-eroinen (Q) kantosignaali mainituilla I- ja

28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetel- .* mä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi vaihe, jossa mainittu I-moduloitu ja Q-moduloitu kan- : : 25 tosignaali lähetetään vastaavasti I ja Q yhteyskana- *: I villa.

. . 29. Jonkin patenttivaatimuksista 25-28 mukai- nen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun vaiheeseen informaatioalisignaalien yhdistämiseksi , , 30 vastaavien yhteiskoodien kanssa kuuluu lisäksi vai- I » * ’·· ·* heet: i * monistetaan kukin informaatioalisignaali joukoksi ·· identtisiä symbolivirtoja, moninkertaistetaan kukin symbolivirta kussakin * i t 35 joukossa yhteiskoodin koodivakion avulla, joka on si- '•V säilytetty yhteen mainitusta yhteiskoodeista, tuotta- maan joukon välijonoja, ja 116433 38 yhdistetään mainitut välijonot kussakin mainitussa joukossa tuottaen joukon yhteiskoodattuja alisignaale-ja.

30. Jonkin patenttivaatimuksista 25-29 mukai-5 nen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vaihe yhteiskoodattujen signaalien yhdistämiseksi sisältää vaiheen yhteiskoodattujen alasignaalien muuntamiseksi kokonaislukuarvoiksi, jotka on valittu kokonaisluku joukosta, johon sisältyvät +1 ja -1.

31. Hajaspektriviestintäjärjestelmä informaa- tiosignaalin moduloimiseksi lähetettäväksi samavaihei-sella (I) ja 90° vaihe-eroisella (Q) yhteyskanavalla käyttäen kantosignaalia ja sanotun kantosignaalin toistetta sen kanssa 90° vaihe-eroisena, tunnet -15 t u siitä, että järjestelmä käsittää jonkin vaati muksista 1-15 mukaisen lähettimen.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen viestintäjärjestelmä, joka sisältää lisäksi vastaanottimen, tunnettu siitä, että siihen kuuluu: 20 välineet informaatiosignaalin likiarvon tuottami seksi I- ja Q-yhteyskanavien kautta vastaanotettujen I-moduloitujen ja Q-moduloitujen kantosignaalien mu-; kaisesti.

: \! 33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen viestin- 25 täjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanot- timeen kuuluu lisäksi välineet vastaanotettujen väli- signaalien tuottamiseksi demoduloimalla mainittuja !!! vastaanotettuja kantosignaaleja käyttäen kohtisuoran • · * I t f ‘ funktiosignaalin toistetta.

34. Jonkin patenttivaatimuksista 31-33 mukai- .* nen viestintäjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanottimeen kuuluu lisäksi: välineet ensimmäisen kokoamissignaalin kehittämi-seksi monistamalla PNj-signaali, 35 ensimmäiset välineet vastaanotettujen välisignaa- lien korreloimiseksi käyttäen ensimmäistä kokoamissig- 116433 39 naalia ensimmäisen samavaiheisten (I) ja 90° vaihe-eroisten (Q) projektiosignaalien joukon tuottamiseksi.

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen viestintäjärjestelmä, tunnettu siitä, että siihen 5 kuuluu lisäksi: välineet mainitun kohtisuoran funktiosignaalin yhdistämiseksi ohjaussignaalin kanssa moduloidun ohjaussignaalin tuottamiseksi, välineet moduloidun ohjaussignaalin siirtämiseksi 10 ohjauskanavan kautta.

36. Patenttivaatimuksen 35 mukainen viestintäjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanottimeen kuuluu lisäksi: välineet ohjauskanavan kautta siirretyn moduloidun 15 ohjaussignaalin demoduloimiseksi, välineet ohjauskanavan kautta siirretyn ohjaussignaalin likiarvon tuottamiseksi, ensimmäiset vaihekiertovälineet mainitun ensimmäisen informaatiosignaalin likiarvon kehittämiseksi en-20 simmäisen I- ja Q-projektioiden joukon ja mainitun oh-jauskantosignaalin mainitun likiarvon perusteella.

37. Patenttivaatimuksen 36 mukainen viestin- • ',·* täjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanot- Y I timeen kuuluu lisäksi: :Y; 25 välineet toisen kokoamissignaalin kehittämiseksi : monistamalla mainittu PNQ-signaali, ja . , . toiset välineet vastaanotettujen välisignaalien • _ korreloimiseksi käyttäen toista kokoamissignaalia toi sen samavaiheisten (I) ja 90° vaihe-eroisten (Q) pro-30 jektiosignaalien joukon tuottamiseksi.

·’··' ! 38. Patenttivaatimuksen 37 mukainen viestin- täjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanot-.timeen kuuluu lisäksi toiset vaihekiertovälineet mai-, *·. nitun toisen informaatiosignaalin likiarvon kehittämi- ·’ 35 seksi mainitun toisen I- ja Q-projektioiden joukon ja V.’ mainitun lähetetyn ohjauskantosignaalin likiarvon pe- ’*” rusteella. 40 1 1 6433

39. Patenttivaatimuksen 36 mukainen viestintäjärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanottimeen kuuluu lisäksi välineet ensimmäisen I- ja Q-projektioiden joukon viivästämiseksi.

40. Menetelmä koodijakomonikäyttöisessä(CDMA) viestintäjärjestelmässä samavaiheisen (I) ja 90° vai-he-eroisen (Q) hajaspektriyhteyskanavien tuottamiseksi, joiden kautta lähetetään informaatiosignaali, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää jonkin 10 vaatimuksista 16-30 mukaisen menetelmän.

41. Patenttivaatimuksen 40 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen I- ja Q-yhteyskanavan kautta lähetettyjen I-moduloitujen ja Q-moduloitujen kantosignaalien vas- 15 taanottamiseksi ja informaatiosignaalin likiarvon tuottamiseksi sen mukaisesti.

42. Patenttivaatimuksen 41 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe informaatiosignaalin likiarvon tuottamiseksi käsittää vaiheen mai- 20 nittujen vastaanotettujen kantosignaalien demoduloimi-seksi käyttäen mainittujen kohtisuoran funktiosignaa-lin, PN^signaalin ja PN0-signaalin, toisteita. • 3 • < i • 1 « * » i I I II» I i | 11643? 41