HU216923B - Hírközlési rendszer, valamint eljárás hírközlési jelek továbbítására - Google Patents

Abstract

Hírközlési rendszer, különösen kódősztásős, többszörös hőzzáféréses(CDMA) hírközlési rendszer, amelynek egyes felhasználói legalább egy,antennarendszerrel ellátőtt bázisállőmás útján, CDMA-hírközlési jelekfelhasználásával infőrmációs jeleket közölnek legalább egy tővábbifelhasználóval. A találmány értelmében több, egymástól térbenelkülönített antennából (28A...28I) álló antennarendszert (26); aCDMA-hírközlési jeleket a bázisállőmás (10) és az antennák (28A...28I)között tővábbító jelelősztó eszközt, valamint a jelelősztó eszköz ésaz antennák közé iktatőtt, a CDMA-hírközlési jelekben előremeghatárőzőtt mértékű késleltetést előidéző késleltetőeszközt(30A...30J) alkalmaznak. A találmány szerinti eljárás lényege abbanvan, hőgy egymástól térben elkülönített antennák alkalmazásával adnakki CDMA-hírközlési jeleket; és az antennák által tővábbítőtt egyesCDMA- hírközlési jelek között legalább egy, előre meghatárőzőttminimális értéknek megfelelő időbeli eltérést hőznak létre. ŕ

Description

A találmány tárgya hírközlési rendszer, különösen CDMA (kódosztásos, többszörös hozzáférésű) távbeszélőrendszer, valamint eljárás hírközlési jelek továbbítására.

A kódosztásos, többszörös hozzáférésen (CDMA) alapuló modulációs technikák alkalmazása az egyik lehetőség a sok közül a hírközlés megkönnyítésére azon esetekben, amikor egyidejűleg nagyszámú felhasználó veszi igénybe a távbeszélőrendszert. Egyéb, többszörös hozzáférésen alapuló hírközlési rendszerek is ismeretesek. Ilyen például az időosztásos, többszörös hozzáférés (TDMA), a frekvenciaosztásos, többszörös hozzáférés (FDMA) módszere, valamint a különféle AM-modulációs módszerek. Az utóbbiak közé tartozik például az amplitúdókompandálásos egy oldalsávos (ACSSB) moduláció. A szórt spektrumú CDMA-modulációs technikának azonban jelentős előnyei vannak a többszörös hozzáféréses távközlőrendszerek esetében a többi ismert modulációs módszerhez képest. A CDMA-technikának többszörös hozzáféréses távközlőrendszerben való alkalmazására az US 4,901,307 számú szabadalmi leírás mutat példát.

A fenti publikáció olyan többszörös hozzáféréses rendszert ismertet, amelyben nagyszámú, adó-vevő készülékkel ellátott, mobiltelefonnal rendelkező felhasználó kommunikál műholdra telepített reléállomások vagy földi telepítésű bázisállomások (cellaközponti állomások, cellaközpontok vagy röviden cellák) útján, kódosztásos, többszörös hozzáféréses (CDMA), szórt spektrumú hírközlési jelek alkalmazásával. A CDMA-hírközlési módszer alkalmazása esetén a frekvenciaspektrum többszörösen használható ki, és ezáltal megnövelhető a rendszer felhasználóinak a száma. A CDMA-módszer segítségével sokkal jobban használható ki a rendelkezésre álló frekvenciaspektrum, mint más, többszörös hozzáféréses technikák alkalmazása esetén.

A földi hírközlési csatornák esetében jelgyengülés (fading) lép fel, amely Rayleigh-féle fadingnak tekinthető. A földi csatornák útján továbbított jelek Rayleighféle fadingjelenségét az okozza, hogy a jel a fizikai környezet különféle objektumairól visszaverődik. Ennek következtében a jel különféle irányokból, különféle átviteli késleltetési értékekkel jut el a mobil vevőkészülékhez. A rádióhullámok útján történő mobilrendszerű hírközlésben (ide számítva a cellás mobil távbeszélőrendszereket is) rendszerint felhasznált URH-ffekvenciasávban jelentős fáziseltérés léphet fel a különféle útvonalakon érkező jelek között. Fennáll az a lehetőség, hogy az összegeződő jelek lerontják egymást, ami adott esetben komoly jelgyengülést eredményezhet.

A földi csatornák esetében a fading mértéke nagymértékben függ a mobil egység mindenkori helyzetétől. A mobil egység viszonylag csekély helyzetváltoztatása valamennyi jelútvonal tekintetében megváltoztathatja a fizikai késleltetést, és ennek következtében az egyes útvonalak esetében különféle fázishelyzetek állnak elő. Ily módon a mobil egység helyzetváltoztatása viszonylag gyorsan változó fadingfolyamatot eredményez. Például a 850 MHz-es cellás rádiófrekvencia-sávban ez a fading másodpercenként és óránként 1 mérföld (körülbelül 1600 m) járműsebesség értékre vonatkoztatva elérheti az egységnyi értéket. Az ilyen mértékű fading a földi csatornán továbbított jeleket erősen torzítja, és így gyenge minőségű hírközlést eredményez. Az adókészülék teljesítményének növelésével ugyan csökkenthető a fadingjelenség hatása, ez azonban a felhasználónál megnöveli a fogyasztást, és fokozott mértékű kölcsönös zavarást (interferenciát) eredményez a rendszerben.

Az US 4,901,307 számú publikációban ismertetett CDMA-modulációs technikák számos előnyt biztosítanak a műholdra telepített vagy földi telepítésű reléállomásokkal dolgozó hírközlési rendszerek esetében alkalmazott keskeny sávú modulációval szemben. A földi csatorna minden hírközlési rendszernél különleges problémákat vet fel, elsősorban a több útvonalon teijedő jelek tekintetében. A CDMA-technikák alkalmazásával a földi csatornák ezen különleges problémái kiküszöbölhetők, mivel általuk csökkenthetők a többszörös útvonal kedvezőtlen hatásai (például a fadingjelenség), ugyanakkor kiaknázhatok annak előnyei.

A CDMA-cellás távbeszélőrendszereknél minden cellában ugyanazon széles frekvenciasávú csatorna útján lehet kommunikálni. A CDMA-hullámalak jelfeldolgozási nyereséget biztosító volta az egyazon frekvenciasávot elfoglaló jelek megkülönböztetésére is felhasználható. A nagy sebességű álzajjal (PN) történő moduláció ugyanakkor lehetővé teszi nagyszámú különféle jelterjedési útvonal szétválasztását, ha az útvonali késleltetések közötti eltérés nagyobb egy PN-chip időtartamánál, vagyis az 1/sávszélesség értéknél. Ha a CDMA-rendszerben körülbelül 1 MHz chipfrekvenciát alkalmaznak, a teljes szórt spektrumú jelfeldolgozási nyereség, amelynek értéke egyenlő a szórási sávszélesség és a rendszerben alkalmazott adatsebesség hányadosával, felhasználható azon útvonalak megkülönböztetésére, amelyeknek késleltetése egy mikroszekundumnál nagyobb mértékben tér el egymástól. Egy mikroszekundum eltérés az útvonali késleltetésben körülbelül 300 m útvonalkülönbségnek felel meg. Városi környezetben az útvonali késleltetés értéke általában meghaladja az egy mikroszekundum értéket, és egyes területeken elérheti a 10-20 mikroszekundumot is.

A hagyományos távbeszélőrendszereknél alkalmazott FM-moduláció és az egyéb keskeny sávú modulációs rendszerek esetében a többszörös útvonal komoly jelgyengülést eredményez. A széles sávú CDMA-moduláció esetében viszont a demoduláció során megkülönböztethetők a különféle útvonalak. Ez a megkülönböztetés nagymértékben csökkenti a többszörös jelútból eredő jelgyengülést. A többszörös útvonal által okozott jelgyengülést a CDMA megkülönböztetési technikák sem képesek teljesen kiküszöbölni, mivel előfordulnak olyan útvonalak, amelyeknél a késleltetési értékek közötti különbség az adott rendszer esetében kisebb egy PN-chipnél. Az ilyen nagyságrendű útvonali késleltetést szenvedő jelek nem különböztethetők meg a demodulátorban, tehát bizonyos mértékű fadingjelenség megmarad.

Ezért kívánatos, hogy a CDMA-cellás távbeszélőrendszerben megvalósuljon egy olyan megkülönbözte2

HU 216 923 Β tési (diversity) módszer, amellyel tovább csökkenthető a fading. A diversity az egyik módja a fading kedvezőtlen hatásai csökkentésének. A diversity módszernek három fő típusa van: idődiversity, frekvenciadiversity és térbeli diversity.

Az idődiversity ismétlés, időbeni elhelyezés (interleaving), valamint hibadetektálás és korrekciós kódolás útján valósítható meg (utóbbi az ismétlés egy formája). A jelen találmány esetében mindezen technikák alkalmazását előirányozzuk az idődiversity-módszer megvalósításánál.

Mivel a CDMA-módszer jellegénél fogva széles sávú jeleket alkalmaz, a jelenergiának széles sávban történő elosztása révén eleve biztosít egy bizonyos frekvenciadiversity-lehetőséget. Ily módon a frekvenciaszelektív fading a CDMA-jelsávnak csak egy kis részét érinti.

A térbeli vagy útvonal szerinti megkülönböztetés (diversity) azáltal válik lehetővé, hogy a mobil felhasználó és két vagy több bázisállomás között egyidejűleg több útvonalon történik jeltovábbítás. Mód van azonban arra is, hogy a többszörös útvonallal jellemzett környezetben oly módon dolgozzuk fel a szórt spektrumú jeleket, hogy a különféle terjedési késleltetéssel vett azonos jeleket külön-külön dolgozzuk fel.

A fading káros hatásai a CDMA-rendszerben bizonyos mértékben csökkenthetők az adókészülékek teljesítményének szabályozása útján is. A bázisállomás, illetve a mobil egység teljesítményének szabályozására az US-PS 5,056,109 jelű szabadalmi leírás mutat példát.

Az US 4,901,307 számú szabadalmi leírásban ismertetett CDMA-technikák a mobil egység és a műhold közötti mindkét irányú kommunikáció esetében koherens moduláció és demoduláció alkalmazását irányozzák elő. Ennek megfelelően mind a műholdtól a mobil állomás felé irányuló összeköttetés, mind a bázisállomástól a mobil állomás felé irányuló összeköttetés esetében pilotvivőjelet alkalmaznak koherens fázisreferenciaként. A földi cellás környezetben azonban a többszörös jelűt miatti jelgyengülés és a csatorna ebből eredő fáziszavarai folytán a mobil állomástól a bázisállomás felé irányuló összeköttetés esetében nem alkalmazható a koherens demoduláció módszere. A jelen találmány a mobil egységtől a bázisállomás felé irányuló összeköttetés esetében nem koherens modulációs és demodulációs technikák alkalmazásával lehetővé teszi a többszörös jelűt káros hatásainak kiküszöbölését.

Az US 4,901,307 számú szabadalmi leírásban ismertetett CDMA-technikák ugyanakkor viszonylag hosszú PN-j elsorozatok alkalmazását irányozzák elő oly módon, hogy minden felhasználói csatorna számára más PN-jelsorozatot jelölnek ki. A különféle PN-jelsorozatok közötti keresztkorrelációnak és a PN-jelsorozatok autokorrelációjának átlagértéke minden, nullától különböző időeltolás esetére nulla. Ez lehetővé teszi a különféle felhasználói jelek megkülönböztetését a vételnél.

Ezek a PN-jelek azonban nem ortogonálisak. Jóllehet a keresztkorrelációk átlagértéke nulla, rövid időszakra, például egy információbit időtartamára nézve a keresztkorreláció binomiális eloszlású. Ezért a jelek lényegében széles sávú, Gauss-féle zajként interferálnak egymással, tehát az egyes felhasználói jelek kölcsönös zavarást okozva lerontják a rendszer működését, csökkentve annak a felhasználók által igénybe vehető kapacitását.

A többszörös útvonal ugyanakkor lehetővé teszi az útvonal szerinti megkülönböztetést (diversity) a széles sávú PN CDMA-rendszer esetében. Ha két vagy több olyan útvonal áll rendelkezésre, amelyeknek az útvonali késleltetései egy mikroszekundumnál nagyobb mértékben térnek el egymástól, két vagy több PN-vevő alkalmazásával külön-külön vehetők ezek a jelek. Mivel ezek a jelek a többszörös jelútból eredő fading tekintetében függetlenek egymástól (vagyis általában nem azonos módon gyengülnek), a két vevő kimenőjelei diversity kombinációnak vethetők alá. Tehát veszteség csak akkor következik be, ha a két vevő egyidejűleg érzékel gyengülést. A jelen találmány egyik aspektusa szerint tehát két vagy több PN-vevő, valamint diversitykombináló egység együttes alkalmazását irányozzuk elő. Annak érdekében, hogy a többszörös jelűt meglétének kihasználásával kiküszöbölhessük a fadingjelenséget, olyan hullámalakot kell alkalmaznunk, amely lehetővé teszi jelútdiversity kombinációs műveletek végrehajtását.

Ha olyan PN-jelsorozatokat alkalmazunk, amelyek biztosítják a felhasználók egymás közötti ortogonalitását, akkor csökkenthető a kölcsönös zavarás, és ezáltal javítható a szolgáltatás minősége, illetve megnövelhető a felhasználók rendelkezésére álló rendszerkapacitás. Ortogonális PN-kódok alkalmazása esetén a keresztkorreláció értéke egy előre meghatározott időintervallumra vonatkoztatva nulla, tehát az ortogonális kódok között nem lesz interferencia, ha a kódok időkeretei időben fedésbe vannak hozva egymással.

Az ilyen CDMA-cellás mobil rendszernél a bázisállomás és a mobil egységek közötti kommunikáció közvetlen jelsorozatú, szórt spektrumú hírközlési jelek továbbítása útján megy végbe. A cellától a mobil egység felé irányuló összeköttetés (a továbbiakban: C-Mösszeköttetés) esetében pilot-, szinkronizáló-, személyhívó- és hangcsatornák vannak meghatározva. A C-Mösszeköttetés esetében továbbított információt általában kódolásnak, időbeli elhelyezésnek (interleaving), valamint kétfázisú, fázisbillentyűzéses modulációnak (BPSK) vetik alá, a BPSK-kódjelek ortogonális elfedésével, továbbá az elfedett kódjelek 90 fokos fáziseltolású fázisbillentyűzéses modulálásával (QPSK). A mobil egységtől a cella felé irányuló összeköttetés (a továbbiakban: M-C-összeköttetés) esetében elérési és hangcsatorna van meghatározva. Az M-C-összeköttetés csatornáin továbbított információ általában kódolásnak, időbeli elhelyezésnek, ortogonális jelátvitelnek, valamint QPSK-szórásnak van alávetve. A PN-jelsorozatok alkalmazása ténylegesen csökkenti a kölcsönös zavarást, ezáltal lehetővé teszi a felhasználók rendelkezésére álló rendszerkapacitás növelését, azon túlmenően, hogy a fadingjelenség kiküszöbölése céljából módot ad útvonal-diversity megvalósítására.

A fenti, többszörös hozzáféréses technika lehetővé teszi, hogy műholdra telepített reléállomások vagy földi

HU 216 923 Β bázisállomások útján nagyszámú mobil egység kommunikáljon a rendelkezésre álló spektrum többszörös kihasználását biztosító CDMA szórt spektrumú moduláció alkalmazásával. Az ilyen rendszert a korábbiaknál lényegesen nagyobb spektrális hatásfok jellemzi.

A cellás távbeszélőrendszerek esetében nagy kiterjedésű földrajzi területet látnak el mobil távbeszélőszolgáltatással egy sor bázisállomás telepítése útján. A bázisállomások helyét úgy választják meg, hogy a kijelölt földrajzi terület maradéktalanul le legyen fedve. Ha a szolgáltatás iránti igény meghaladja azt a rendszerkapacitást, amelyet a teljes lefedést éppen biztosító bázisállomások nyújtanak, a cellákat kisebb cellákra osztják fel. Ez a folyamat oly mértékben előre haladt, hogy egyes nagyobb városokban már közel kétszáz bázisállomás működik.

Az US 4,901,307 számú szabadalmi leírásban ismertetett megoldásnál CDMA-technika alkalmazásával biztosítanak igen nagy rendszerkapacitást, és a rendszer egyes jellemzőinek, illetve funkcionális adottságainak kiaknázásával (például szabályozható irányítású összetett antennák, beszédaktivitás-ellenőrzés, valamint a teljes frekvenciasáv többszörös kihasználása a rendszer valamennyi cellájában) érnek el jó szétválasztási lehetőséget. Az elérhető rendszerkapacitás lényegesen nagyobb, mint más, többszörös hozzáférést biztosító módszerek - például FDMA és TDMA - esetében.

A cellás távbeszélőrendszer egy másik továbbfejlesztési lehetősége az úgynevezett mikrocellák alkalmazása. Ez azt jelenti, hogy erősen korlátozott földrajzi területet lefedő igen kicsi cellák kerülnek kijelölésre. Ezek a mikrocellák például egy irodaépület egyetlen emeletére terjednek ki, és a mobil távbeszélőrendszer egy olyan, vezeték nélküli távbeszélőrendszemek tekinthető, amely adott esetben kompatíbilis lehet a cellás mobil távbeszélőrendszerrel. Egy ilyen rendszer célja hasonló az irodaépületekben vagy egyéb gazdasági célú létesítményekben alkalmazott PBX- (magántulajdonú mellékhálózati) rendszerekéhez. Ezek alacsony költségű szolgáltatást biztosítanak a házon belüli készülékek közötti nagyszámú beszélgetés lebonyolításához, és egyszerűsítik a belső telefonszámok hívását. Néhány vonal biztosítva van a PBX-rendszemek a nyilvános távbeszélőrendszerrel való összekapcsolásához is, tehát a PBX-rendszer telefonjairól külső távbeszélő-készülékekkel is lehet beszélgetést folytatni.

Kívánatos, hogy a mikrocellás rendszerrel is biztosítani lehessen az ilyen szintű szolgáltatást, azzal a többlettel kiegészítve, hogy a PBX-rendszer területén belül mindenütt tegye lehetővé a vezeték nélküli üzemmódot.

A vezeték nélküli PBX-rendszereknél vagy vezeték nélküli helyi távbeszélőrendszerek esetében aj elútvonali késleltetés időtartama általában sokkal rövidebb, mint a cellás mobil távbeszélőrendszereknél. A PBX-rendszerrel ellátott épületekben és más beltéri alkalmazásoknál gondoskodni kell a diversity olyan formájáról, amely lehetővé teszi a CDMA-jelek megkülönböztetését.

A jelen találmány elsődleges feladata olyan hírközlési rendszer létrehozása, amely egyszerű módon installálható, jó lefedést és kiváló minőségű szolgáltatást biztosít, ugyanakkor igen nagy rendszerkapacitás elérését teszi lehetővé. Feladatunk továbbá a fenti korlátozott lefedés oly módon történő biztosítása, hogy fennmaradjon a cellás mobil rendszerrel való kompatibilitás, és a mobil rendszer felhasználói kapacitása csak jelentéktelen mértékben csökkenjen. A találmány értelmében a feladatot azáltal oldjuk meg, hogy a nagy felhasználói kapacitást biztosító CDMA-rendszert olyan új, osztott antennarendszerrel kombináljuk, amely csak egy, a térben igen korlátozott és gondosan ellenőrzött területet sugároz be.

A szórt spektrumú hírközlési technika, különösen a CDMA-technika PBX-kömyezetben való alkalmazása tehát más kommunikációs technikákhoz képest nagymértékben fokozza a rendszer megbízhatóságát, és jelentősen megnöveli annak felhasználói kapacitását. Mint azt korábban említettük, a CDMA-technikák lehetővé teszik a fading és az interferencia kiküszöbölését. A CDMA-technikák tehát módot adnak a rendelkezésre álló frekvenciasáv még jobb kihasználására, vagyis lehetővé teszik, hogy jelentős mértékben növeljük a rendszer felhasználóinak számát.

A vezeték nélküli PBX és a vezeték nélküli helyi hálózatok esetében a jelen találmány legfontosabb eleme a CDMA-rendszerű osztott antenna. Ebben az esetben egyszerű egyedi antennákból álló rendszert közös jellel táplálunk meg, és csupán időbeli eltolást alkalmazunk a jelek megkülönböztetésére. A cellaközponti (bázisállomáshoz tartozó) adó kimenőjelét koaxiális kábel útján egymással sorba kapcsolt sugárzóelemekből álló antennarendszerre továbbítjuk. Az egyes sugárzóelemek jelelosztó útján vannak a kábelhez csatlakoztatva. Az eredő jelek szükség szerinti erősítés után jutnak az antennára. Ennek az antennakialakításnak a legfőbb előnyei a következők:

1. rendkívül egyszerű és olcsó;

2. az egyes antennákról vett jelek a szomszédos antennák jelei közötti időbeli eltolás alapján egyszerű PNjelfeldolgozással megkülönböztethetők;

3. a közvetlen jelkövetésű CDMA-rendszer tulajdonságainak kihasználásával útvonal szerinti megkülönböztetésre van mód; és

4. célzottan hoz létre olyan többszörös útvonalat, amely lehetővé teszi a jelek megkülönböztetését.

Az osztott antennák alkalmazásával történő jelfeldolgozásnál az antennák a kábeltévé-rendszerekhez hasonló módon vannak az elosztókábelhez csatlakoztatva. Az antennáknál vagy a kábelleágazásoknál szükség szerint széles sávú erősítést alkalmazunk. Megjegyezzük, hogy a kábelrendszer általában két kábelből áll: az egyik a jelek adására, a másik a jelek vételére szolgál. A szükséges késleltetést sok esetben maga az elosztókábel hozza létre, tehát nincs szükség járulékos késleltetőelemek alkalmazására. Ha kiegészítő késleltetésre van szükség, akkor is az a legegyszerűbb megoldás, hogy egy megfelelő hosszúságú, felcsévélt kábeldarabot iktatunk be késleltetőelemként.

Ennek a megoldásnak igen fontos előnye az is, hogy nincs szükség jelspecifikus feldolgozásra. Nem

HU 216 923 Β kell például szűrést, keveréses átalakítást vagy más bonyolult jelfeldolgozási műveleteket végezni. Csupán erősítésre van szükség, és ezt a kábelen haladó valamennyi jel vonatkozásában egyetlen erősítő végre tudja hajtani.

További előnyt jelent, hogy telepítési helyszíntől függő tervezési munkára alig van szükség. Az antenna elhelyezési lehetőségei rendszerint csak a fizikai környezet adottságaitól függenek. A lényeg az, hogy minden ellátandó területet legalább egy antenna besugározzon. Az átfedések nem okoznak problémát, sőt előnyt jelentenek, mivel az átfedéses területeken minden állomás számára lehetővé teszik a diversity üzemmódot. Az átfedés azonban nem feltétlenül szükséges.

Az osztott antennaelrendezés előnyei nyilvánvalóak, ha azt nézzük, hogy milyen egyszerű felépítésű cellaközponti berendezés elégséges a vezeték nélküli PBX, a vezeték nélküli helyi hálózat vagy a vezeték nélküli házi mellékállomás-hálózat támogatásához.

A vezeték nélküli PBX-rendszemek szállodában vagy irodaépületben való felszerelése esetén valószínű, hogy kezdetben elégséges lesz egy olyan rendszer, amely legfeljebb negyven egyidejű beszélgetés kezelésére képes. Ilyen felhasználói kapacitású rendszerhez csak egyetlen széles sávú (1,25 MHz sávszélességű) vevő/adóegység szükséges. Ezt az egyetlen vevő/adóegységet csatlakoztatjuk az antennarendszer meghajtókábeléhez. Amint az előbbiekben már említettük, ez az antennarendszer egyszerű módon kialakítható egymással sorba kapcsolt antennaelemekből.

Egy másik lehetséges megoldás esetében két vagy több, egymással párhuzamos kábelt hajthat meg a vevő/adóegység, amikor is a szükséges késleltetőelemek a vevő/adóegységhez lehetnek társítva. Ha a szükséges felhasználói kapacitás negyven egyidejű beszélgetés főié emelkedik, a rendszer két irányban bővíthető.

Az első és legegyszerűbb megoldás az, hogy további széles sávú frekvenciacsatomákat veszünk igénybe. A cellás távbeszélőrendszerben az egyes irányokban minden vivőre összesen rendelkezésre álló 12,5 MHz sávszélességet legfeljebb tíz, egyenként 1,25 MHz-es széles sávú csatornára osztjuk fel. A felhasználói kapacitásnak nyolcvan egyidejű beszélgetésig való bővítéséhez például az antennarendszer megváltoztatása nélkül csupán egy második vevő/adóegységet kell beépíteni a szükséges digitális csatomaegység/vocoder berendezéssel együtt. Ha a tíz csatorna teljes spektruma nem szükségen a CDMA-hoz, akkor a fennmaradó részt például analóg FM (vagy éppen digitális TDMA) céljára használhatjuk fel a szokásos 30 kHz-es csatomafelosztással.

Ha a felhasználói kapacitást további frekvenciaspektrum felhasználása nélkül kell növelni, akkor az antennaalrendszert „álszektorokra” osztjuk fel. Ebben az esetben az antennát megtápláló kábel oly módon van felosztva, hogy két vagy több „port”-ot alkot. Általában célszerű olyan elrendezést alkalmazni, hogy az antennák az egyes álszektorokban minél jobban szét legyenek választva, de ez nem elengedhetetlen feltétel. Minden álszektomak saját vevő/adóegysége van. A vevő/adóegységek digitalizált mintákat leadó kimenőbuszai a csatornaegységekre vannak csatlakoztatva.

A cellás rendszerű szolgáltatásnak megfelelően kialakított csatomaegységek maximálisan három szektor számára biztosítanak buszos csatlakozási lehetőséget. A cellás rendszerű szolgáltatás esetén tehát egy csatornaegységhez egyazon cella három szomszédos szektora csatlakoztatható. A csatomaegység a három szektorból vett jeleket kódjel szinten diversitykombinálásnak veti alá, tehát a diversitykombinálást igen magas szinten valósítja meg. A vezeték nélküli PBX-alkalmazás esetében három, egy-egy szomszédos ellátási területet kiszolgáló antennasorozat csatlakoztatható a fenti három buszhoz. Ez anélkül teszi lehetővé a sima átadást, hogy bármiféle kapcsolási műveletet kellene végezni az antennasorozat antennái között. Ennek az az előnye, hogy az átadási folyamat lekerül a kapcsolóról, és a kapcsolás a PBX-en belül megy végbe.

A fenti felépítéssel nyilvánvalóan megnövelhető a rendszer mérete. Ha például három „álszektorban” tíz széles sávú csatornát alkalmazunk, akkor körülbelül 1200 egyidejű beszélgetés feldolgozása válik lehetségessé. Ugyanehhez a hagyományos megoldás esetében 15 000 vonalra lenne szükség, ami egy nagy teljesítményű kapcsolóközpont beszélgetéskezelési kapacitásának felelne meg. További bővítés is lehetséges, de akkor már a kapcsolási rendszer szükségszerűen egyre inkább a cellás rendszer jellemzőit és követelményeit tükrözné.

Az előbbiekben a vezeték nélküli PBX-alkalmazás kapcsán ismertetett CDMA-rendszer lényegében változtatás nélkül alkalmazható a vezeték nélküli helyi hálózat esetében is. A vezeték nélküli helyi hálózatnál való alkalmazás esetében az a cél, hogy egy (általában beépített) terület számára kis költséggel és a szükséges infrastruktúra létrehozásának megkönnyítésével nyújtsunk javított minőségű szolgáltatást. A vezeték nélküli helyi hálózat berendezéseit a területet ellátó kapcsolóközponttal egy helyre célszerű telepíteni.

A vocoderek, csatomaegységek és adó-vevők mind elhelyezhetők ugyanazon a helyen, ahol a kapcsolóközpont van. Az adó-vevők a fenti leírt módon csatlakozhatnak az osztott antennarendszerhez. Ebben a rendszerben mind a bejövő, mind a kimenő RF-jelek egy kábelpáron haladnak. A kábelek meghatározott helyeken leágazásokkal vannak ellátva az antennaelemek csatlakoztatása céljából. A leágazásoknál adott esetben erősítőket alkalmazunk a megfelelő erősségű jelek biztosítása érdekében.

A vezeték nélküli helyi hálózathoz csatlakozó házi telefon hálózati táplálásra és egyszerű, rögzített antennával történő felhasználásra átalakított egyszerű és olcsó, CDMA-rendszerű mobil telefonkészülék lehet. A telefon kézibeszélője ebbe az RF-egységbe dugaszolható. A felhasználói berendezés egyszerűsége mellett előnyt jelent az is, hogy a felhasználó minden további nélkül fel tudja szerelni saját készülékét. A felhasználónak ugyanis csak annyi a tennivalója, hogy a hazavitt készüléket kicsomagolja és bedugaszolja az RF-egységbe, és azonnal telefonálhat.

HU 216 923 Β

A rendszer az igénylők számának növekedése esetén egyszerű módon bővíthető. A szolgáltatás kiépítése adott esetben a berendezés telephelyén elhelyezett egyetlen körsugárzó antenna felszerelésével elkezdhető. Ezt az antennát célszerű minél magasabban elhelyezni, hogy az egész ellátási területet be tudja sugározni. Megjegyezzük, hogy a kezdeti szolgáltatás elsődleges célja az, hogy a szolgáltatási terület általánosan el legyen látva, és az adott területen a szolgáltatást igénylő valamennyi felhasználó be tudjon kapcsolódni.

Ezután, ha az igény további felhasználói kapacitás biztosítását teszi szükségessé, az antennák szektorokra bonthatók. Ha az igény még tovább nő, a legsűrűbben igénybe vett szektorok osztott antennával láthatók el. Az osztott antenna nagyobb felhasználói kapacitást tesz lehetővé, mivel csökkenti a szomszédos cellák közötti kölcsönös zavarást. Az előfizetői egységek kisebb teljesítménnyel működhetnek, tehát kevésbé zavaiják a szomszédos cellákat.

Ez a rendszer mobilszolgáltatást is tud nyújtani, ha megfelelő kapcsolatot biztosítunk a szomszédos kapcsolóközpontok között abból a célból, hogy lehetséges legyen az átadás-átvétel, amikor a felhasználó az egyik központ ellátási területéről átmegy egy másik központ ellátási területére. Ez az átadás a CDMA-rendszerű cellás rendszer által biztosított feltételek mellett simán megy végbe, ha a központok a megfelelő szoftvert és hardvert alkalmazzák.

A találmány továbbá eljárást biztosit hírközlési jelek, különösen kódosztásos, többszörös hozzáférésű (CDMA) hírközlési jelek többszörös jelűt közvetítésével történő továbbítására olyan hírközlési rendszerben, amelynek információs jeleket CDMA-hírközlési jelek formájában vevőterminálhoz továbbító adóterminálja van. A találmány szerinti eljárásnál egymástól térben elkülönített antennák alkalmazásával adjuk ki az adóterminálból a CDMA-hírközlési jeleket; és az antennák által továbbított egyes CDMA-hírközlési jelek között legalább egy előre meghatározott minimális értéknek megfelelő időbeli eltérést hozunk létre.

A találmány további ismérveit, céljait és előnyeit a következőkben a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az

1. ábra CDMA-rendszerű, vezeték nélküli PBXtávbeszélőrendszer egy lehetséges példakénti kiviteli alakjának elvi vázlata; a

2. ábra az 1. ábra szerinti rendszerben alkalmazott antennák egy lehetséges elrendezésének elvi vázlata; a

3. ábra az 1. ábra szerinti rendszerben alkalmazott osztott antennarendszer egy másik kiviteli példájának elvi vázlata; a

4. ábra CDMA-rendszerű, vezeték nélküli PBXtávbeszélőrendszerben alkalmazott példakénti mikrocellaközponti berendezés tömbvázlata; és az

5. ábra CDMA-rendszerű, vezeték nélküli PBXtávbeszélőrendszerben való alkalmazásnak megfelelően kialakított példakénti mobiltávbeszélő-egység tömbvázlata.

A CDMA-rendszerű, vezeték nélküli távbeszélőrendszer mikrocellaközponti berendezésnek vezérlőegysége, továbbá több, szórt spektrumú modulátor-demodulátor egysége van, amelyeket csatomaegységeknek vagy modemeknek is nevezünk. Ezenkívül adó-vevője, valamint osztott antennarendszere van. A csatomaegy ségek digitális, szórt spektrumú adómodulátort, digitális, szórt spektrumú adatvevőt és keresővevőt tartalmaznak. A mikrocella modemjei igény szerint vannak kijelölve a hozzárendelt mobil egységgel való kommunikáció megvalósítására. A mobil egység vagy előfizetői terminál kifejezés a mikrocellás rendszer vonatkozásában általában kézi személyi hírközlési készülékként, hordozható CDMArendszerű távbeszélő-készülékként vagy helyhez kötött CDMA-rendszerű távbeszélő-készülékként kialakított CDMA-rendszerű távbeszélő-készüléket jelent.

A CDMA-rendszerű, vezeték nélküli PBX- vagy helyi hálózatú távbeszélőrendszerben a mikrocella központja pilotvivőjelet ad ki. Ezt a pilotjelet használják fel a mobil egységek a rendszerhez való kezdeti szinkronizálás során, továbbá ennek alapján követik a mikrocella központja által kiadott jelet időben, fázisban és frekvenciában. A mikrocella központja továbbá szórt spektrumú, modulált információs jeleket is kiad. A kisugárzott információk például a következők lehetnek: a mikrocella azonosítója, a rendszer időzítése, mobil személyhívási információ és más vezérlőjelek.

A pilotjel vételekor, vagyis amikor a mobil egység a pilotjelhez szinkronizálja magát, a mobil egység a cella valamennyi felhasználója által való vétel céljából kisugárzott további vivőt keres. Ez a vivő (az úgynevezett szinkronizálócsatoma) a rendszerben levő mobil egységek által való felhasználásra szolgáló, rendszerinformációt tartalmazó üzenetet továbbít. A rendszerinformáció a mikrocella és a rendszer azonosítására szolgál, továbbá olyan információt hordoz, amely lehetővé teszi hosszú PN-kódok, interleaver-időkeretek, vocoderek és más, a mobil egység által felhasznált rendszer-időzítési információk további keresés nélküli szinkronizálását. Egy másik csatornát, az úgynevezett személyhívó-csatornát is felhasználunk arra, hogy üzeneteket továbbítsunk a mobil egységek felé. Ez az üzenet jelzi, hogy hívás érkezett a mobil egység számára, és ezen az úton jelöl ki a központ egy csatornát, ha a mobil egység hívást kezdeményez.

Hívás kezdeményezése esetén a beszélgetés tartamára álvéletlen zaj- (PN) kódcím kerül kijelölésre. A kijelölést vagy a mikrocella központja hajtja végre, vagy a mobil egység azonosítója alapján előzetesen ki van már jelölve a kódcím.

Az 1. ábrán bemutatott vezeték nélküli 10 bázisállomás 12 PBX-kapcsolóegységet (röviden: PBX-kapcsolót) és 14 mikrocellaközpontot (röviden: mikrocellát) tartalmaz. A 12 PBX-kapcsolóegység kapcsolt nyilvános távbeszélő-hálózattal (PSTN) és/vagy a PBX-rendszer vezetékes telefonjaival köti össze a 10 bázisállomást. A 12 PBX-kapcsolóegység feladata a távbeszélőhívások továbbítása a 14 mikrocella felé, illetve az utóbbitól a PSTN- és más vezetékes telefonok felé. A 14 mikrocella CDMA-hírközlési jelek útján kommunikál a megfelelő

HU 216 923 Β mobil egységgel. A 14 mikrocella 18 CDMA-vezérlőegységet, 20A-20N csatomaegységeket és ezekhez tartozó 22A-22N vocodereket, továbbá 24 adó-vevőt és 26 osztott antennarendszert tartalmaz.

A 12 PBX-kapcsolóegység a hívásokhoz a rendelkezésre álló vocoder-csatomaegység párok közül hozzárendel egyet. A 12 PBX-kapcsolóegység célszerűen olyan készülék, amely különféle típusú vocoderek esetén alkalmas a jelek átvitelének vezérlésére. A 12 PBXkapcsolóegység olyan digitális készülék lehet, amely jól ismert módszerek (például időmultiplexelt formátum létrehozása) alkalmazásával digitális adatjeleken kívül analóg vagy digitális hangjeleket szolgáltat különböző típusú vocoderek számára, illetve vesz ezektől egy közös buszon. A 12 PBX-kapcsolótól vett beszédhívásokat (amennyiben ezek előzőleg nem voltak digitalizálva) a kiválasztott vocoder-csatomaegység pár vocoder része digitalizálja. Az adott esetben ez a 22A vocoderből és 20A csatomaegység pár 22A vocodere. A kiválasztott vocoder a hangot a CDMA-kódolásnak és adásnak megfelelő formára alakítja át. A vocoder további részleteit a későbbiekben tárgyaljuk. A kiválasztott vocoder-csatomaegység páron belül a csatornaegység gondoskodik a mobil egységhez továbbítandó digitálisan kódolt hangjel CDMA-kódolásáról és más kódolásáról. Megjegyezzük, hogy a 12 PBX-kapcsolóegység útján olyan adatokat is át lehet vinni, amelyek nem digitalizáltak, de a CDMA-kódolásnak és átvitelnek megfelelő alakúak. A vocodert és a csatomaegységet a későbbiekben még részletesen tárgyaljuk.

A jel a CDMA-kódolás után a megfelelő csatornaegységből a 24 adó-vevőbe jut, amely a jelet adóteljesítmény-szabályozás mellett átteszi az adásnak megfelelő frekvenciára. Az RF-jel ezután a 28A-28I antennákból álló 26 antennarendszerre jut. Az egymással szomszédos antennák közé rendre egy-egy 30A-30J késleltetőelem van beiktatva. A 28A-28I antennák általában körsugárzó antennaként vagy meghatározott sugárzási karakterisztikájú irányított antennaként alakíthatók ki. A 30A-30J késleltetőelemek egyszerű késleltetővonalak, például megfelelő hosszúságú koaxiáliskábel-darabok lehetnek, vagy más olyan jól ismert aktív vagy passzív késleltetőelemek, amelyek önmagukban vagy az összekötő kábelezéssel együtt alkalmasak 1 ps késleltetés előidézésére. Megjegyezzük, hogy más eszközök - például optikai szálak - is alkalmazhatók a 24 adó-vevő és a 26 antennarendszer között átviteli vonalként. Alkalmazhatók továbbá ilyen eszközök az egyes antennák között, valamint optikai késleltetőelemekkel és megfelelő RF-optikai illesztés mellett egyes antennáknál is.

A 2. ábra a találmány szerinti hírközlési rendszernél alkalmazott antennarendszer egy lehetséges eredő sugárzási karakterisztikájára mutat példát. A 2. ábrán bemutatott eredő sugárzási karakterisztikát olyan körsugárzó antennák sorozata hozza létre, amelyeknek mindegyike kör alakú 40A-40I egyedi sugárzási karakterisztikával rendelkezik. Az egymással szomszédos besugárzási területek célszerűen átfedésben vannak egymással. Ez biztosítja a kijelölt egész terület maradéktalan lefedését (besugárzását). Az antennák az adott esetben a 42 vonallal jelölt módon sorba vannak kapcsolva egymással. Megjegyezzük, hogy az egyes antennák oly módon is elrendezhetők, hogy besugárzási területeik jelentős mértékben vagy teljesen átfedik egymást az ellátási területen. Ennél az elrendezésnél az egyes antennák megtáplálásánál alkalmazott egyedi késleltetések lehetővé teszik a jelek időbeli megkülönböztetését (time diversity). Ez az elrendezés olyan, többszörös útvonallal jellemezhető környezetet hoz létre, amelyben diversity lehetőség adódik a jelek szétválasztására. Ez a technika megfelel a mikrocellás környezetnek, amelynél kívánatos a többszörös útvonalak megléte. Különösen jól alkalmazható ez a technika az olyan CDMArendszerű, cellás mobil távbeszélő-környezetben, ahol a jelek többszörös útvonalon történő terjedését nem szükségszerűen biztosítja a terep jellege. Ez a helyzet áll elő például sík területeken, ahol a reflexió, tehát a többszörös útvonalon történő terjedés minimális. Ennek a módszernek az alkalmazása a cellától a mobil egység felé irányuló összeköttetés esetében egyetlen antennával biztosítja az antenna segítségével történő jelszétválasztást (antennadiversity).

Meg kell jegyezni továbbá, hogy az 1. ábrán vázolt antennarendszer felépítése sokféleképpen módosítható. Például sorba kapcsolt antennák közös forrásból táplált párhuzamos csoportjai is alkalmazhatók. Ilyen elrendezés esetén a tápvonalakba szükség szerint késleltetőelemeket iktathatunk. Ezekkel a késleltetőelemekkel oly módon késleltetjük egymáshoz képest az egyes antennák által kisugárzott jeleket, hogy a különböző antennák ugyanazt a jelet különböző időpontokban sugározzák ki.

A 3. ábra az 1. ábrán vázolt, vezeték nélküli PBXrendszerben alkalmazott 26 antennarendszer egy másik kiviteli alakját mutatja be. A 3. ábrán bemutatott 26’ antennarendszernek központi vagy helyi 50 antennája van, amely a 28A-28I antennák és a 30A-30J késleltetőelemek helyén a 24 adó-vevőhöz van kapcsolva. Az 50 antennától térben elkülönítve távoli 52A-52I antennarendszerek vannak elrendezve. Az 52A-52I antennarendszerek egy-egy nagy nyereségű 54A-54I antennából, 56A-56I késleltetőelemekből, valamint 58A-58I távoli antennából állnak. Ennél a kiviteli alaknál a jeleknek az antennarendszeren belüli elosztását kábelezés alkalmazása nélkül oldjuk meg.

A 26’ antennarendszernél a helyi 50 antenna a 24 adó-vevőtől kapott jeleket a nagy nyereségű 54A-54I antennákra továbbítja (ezek általában körsugárzó antennák). Az 54A-541 antennák által vett jeleket erősítés után az 56A-56I késleltetőelemek közvetítésével az 58A-58I távoli antennákra jutnak. Az 56A-56I késleltetőelemek késleltetési értékei egymástól célszerűen az 1 ps egész számú többszöröseiben különböznek. Az 58A-58I távoli antennák az ily módon késleltetett jeleket sugározzák ki.

A mobil egység által adott jelet egy vagy több 58A-58I távoli antenna veszi. A vett jelek az 56A-56I késleltetőelemek közül az ezen antennáknak megfelelőkön át, a hozzájuk tartozó késleltetésekkel jutnak a

HU 216 923 Β nagy nyereségű 54A-54I antennák közül a megfelelőkre. Az 54A-54I nagy nyereségű antennák a jeleket erősítés után a helyi 50 antennára továbbítják.

A fenti antennarendszernek jelentős előnyei vannak az adott mikrocellás rendszerben. Mint már említettük, a CDMA-távbeszélőrendszerben igen fontos a jelteljesítmény szabályozása abból a szempontból, hogy növelni lehessen a felhasználói kapacitást. A hagyományos körsugárzó antenna a jelet minden irányban nagyjából azonos intenzitással sugározza ki. A jel erőssége az antennától mért távolság növekedésével a fizikai környezet jelteijedési jellemzőivel összhangban csökken. A teijedési karakterisztika jellege a reciprok négyzetestől a reciprok 5,5-es hatványig változhat.

A cellaközpontnak olyan teljesítményszinten kell kisugároznia a jeleket, hogy a cella határán tartózkodó mobil egység is megfelelő minőségben tudja venni azokat. A cella közepéhez közelebb levő mobil egységek a szükségesnél magasabb teljesítményszinten veszik a jeleket. Irányított antennák alkalmazása esetén a kisugárzás intenzitása irányfüggővé válik, de a jel erősségének csökkenési törvényszerűsége nem változik. A kijelölt területek ellátása az antennák kisugárzási karakterisztikájának, az antennák elhelyezésének és az adási teljesítménynek együttes változtatásával különféleképpen biztosítható.

Az osztott antennarendszer alkalmazásával oly módon „fedhető le” egy adott terület (például egy nagy csarnok), hogy az egyes antennaelemek ellátási területe korlátozott marad. Korlátozott ellátási terület esetén nyilván kisebb teljesítmény szükséges a mobil egységek eléréséhez.

Azonos jel többszörös kisugárzása esetén azonban problémát jelent, hogy vannak olyan helyek (elsősorban azon pontok környezetében, amelyek két vagy több antennától azonos távolságra vannak), ahol a vett jelek kioltják egymást. Ezek a pontok közelítőleg fél hullámhossznyi távolságra vannak egymástól. 850 MHz esetén ez a távolság 17,6 cm. Ha két azonos erősségű jel ellentétes fázisban érkezik a vevőantennára, akkor ezek kioltják egymást. Ez lényegében mesterségesen előidézett, többszörös útvonalból eredő fading. A többszörös útvonalból eredő természetes fading esetéhez hasonlóan a diversity üzemmód a legjobb módszer a fading csökkentésére. A CDMA-rendszer többféle diversity (megkülönböztetési, szétválasztási) módszert tesz lehetővé a többszörös útvonalból eredő fading mérséklésére.

A diversity egyik módja a vevők „gereblyeszerű” elrendezése, ahol az egyes vevők más-más, különböző útvonalon érkező, eltérő késleltetésű jel vételére alkalmasak. A rendszer külön keresővevőt tartalmaz, amely folyamatosan vizsgálja a szóba jöhető időtartományt a legjobb útvonalak megkeresése céljából, és az egyes vevőket ezekhez rendeli hozzá.

A másik lehetőség az útvonal szerinti megkülönböztetés. Ennél a megoldásnál a jelet több antenna sugározza ki különféle helyekről, és így egynél több jelterjedési útvonalat tesz lehetővé. Ha két vagy több antenna nyújt megfelelő minőségű kommunikációs útvonalat a mobil egység számára, akkor az útvonal szerinti megkülönböztetés alapján mérsékelni lehet a fadingjelenséget.

A mikrocellás rendszerben több antennát célszerű alkalmazni, hogy a kívánt teljes területen biztosítani lehessen az ellátást. A rendszerrel szemben támasztott igények azonban nem teszik szükségessé, hogy minden antenna külön jelkészlettel legyen megtáplálva, mint a hagyományos cellás rendszer esetében. Ehelyett a költségek csökkentése érdekében célszerű a mikrocella több vagy valamennyi antennáját ugyanazzal az RF-jellel megtáplálni. Ebben az esetben ugyanis a mikrocellás rendszer azon területein, ahol két vagy több antenna irányában áll rendelkezésre jó minőségű jelútvonal, megvalósítható az útvonal szerinti megkülönböztetés.

A mikrocellás rendszerben az antennáknak azonos jellel való megtáplálása azzal a problémával jár együtt, hogy fáziskioltást eredményezhet azokon a helyeken, ahol közelítőleg azonos jeleket veszünk két vagy több antennáról. Szükség van tehát olyan egyszerű és olcsó módszerre, amely a rendszer költségeinek megnövelése nélkül lehetővé teszi a jelek megkülönböztetését. A jelen találmány értelmében azáltal oldjuk meg ezt a problémát, hogy a bázisállomások adó-vevői és az antennák közötti tápvonalakba késleltetőelemeket iktatunk.

Ha a fent ismertetett többszörös antennarendszer tápvonalaiba olyan késleltetőelemeket iktatunk be, hogy minden antennát olyan jel hajt meg, amely egy vagy több ps-értékkel késleltetve van a szomszédos antennák jeléhez képest, akkor a mobil egységek többszörös vevőrendszere lehetővé teszi az egyes antennák jeleinek elkülönített vételét és koherens egyesítését a kioltás elkerülésével. A környezetben fellépő reflexiók által okozott fading az ismertetett módszerrel nagymértékben csökkenthető, mivel az az útvonal szerinti megkülönböztetés egy módját jelenti.

A mikrocellák hagyományos CDMA-cellaközpontként vannak kialakítva, azonban a mikrocella ellátási területén több sugárzóelemből álló antennarendszert alkalmazunk. A jeleket a sugárzóelemekhez koaxiális kábelek vagy más alkalmas eszközök útján juttatjuk el. Két szomszédos antennaelem között egy vagy több psért ékű késleltetővonalat alkalmazunk.

A mobil egységek (terminálok) egy vagy több CDMA-rendszerű vevőt, továbbá egy keresővevőt tartalmaznak. A keresővevő a releváns időtartomány letapogatásával meghatározza, hogy milyen útvonalak állnak rendelkezésre, és ezek közül melyek a legerősebbek. Ezután a CDMA-rendszerű vevőket a legerősebb útvonalakhoz rendeli hozzá. A cellaközponti vevők hasonló rendszerűek.

A 3. ábra szerinti kiviteli alak esetében a sugárzóelemek nincsenek ténylegesen kábellel összekötve, hanem másik sugárzóelemről veszik a jelet nagy nyereségű antenna segítségével. A vett és kis mértékben felerősített jelet előre meghatározott értékkel késleltetve sugározzuk ki.

A CDMA-rendszer körülbelül negyven egyidejű beszélgetésnek megfelelő felhasználói kapacitást tud biztosítani a rendszer minden cellájában, ha 1,25 MHz sávszélességű CDMA-csatomát veszünk alapul. Az eredő

HU 216 923 Β cellát a jelen találmány esetében a közös táprendszerrel összekapcsolt antennák besugárzási területeinek összessége által ellátott terület képezi. így a negyvenbeszélgetésnyi felhasználói kapacitás az ellátási területen belül bárhol rendelkezésre áll. Mivel a mobil egységek a rendszeren belül mozognak, minden hívónak továbbra is rendelkezésére áll a szolgáltatás, függetlenül attól, hogy hol van a rendszeren belül. Ez különösen hasznos a vezeték nélküli üzleti PBX-rendszereknél (például szállodáknál), ahol nagy termek és más olyan közös helyiségek vannak, amelyekben bizonyos időpontokban nagyszámú felhasználó tartózkodhat, más időpontokban viszont akár egy sem (például amikor a vendégek a szobáikban vagy a szállodán kívül vannak). Lényeges, hogy a vezeték nélküli PBX-rendszer megfelelően alkalmazkodjék az ilyen helyzetekhez.

A Szövetségi Hírközlésügyi Bizottság (FCC) összesen 25 MHz-et jelölt ki az M-C- és további 25 MHz-et a C-M-összeköttetések céljára. Az FCC ezeket a sávokat egyenlően osztotta el az adott szolgáltatási terület vezetékes távbeszélői társasága és egy, sorsolással kiválasztott további cég között. Az egyes vivőkre kijelölt 12,5 MHzes sávokat két-két alsávra osztották. A vezetékes vivők esetében az alsávok 10 MHz és 2,5 MHz szélességűek. A vezeték nélküli vivők esetében az alsávok szélessége 11 MHz és 1,5 MHz. így az 1,5 MHz-nél kisebb sávszélességű jelek bármely alsávba beilleszthetők, míg a 2,5 MHz-nél kisebb sávszélességű jelek egy alsávba nem, de a többi háromba beilleszthetők. Ez a frekvenciaséma a mikrocellás rendszerre is alkalmazható, de más frekvenciakiosztási módok is lehetségesek, és adott esetben előnyösebbek is lehetnek.

Annak érdekében, hogy a cellás távbeszélőrendszerben alkalmazott CDMA-technikának a rendelkezésre álló cellás frekvenciaspektrumhoz való hozzárendelése tekintetében megmutatkozó maximális rugalmasságát megőrizhessük, a hullámalak szélességének 1,5 MHz-nél kisebbnek kell lennie. Adott esetben 2,5 MHz-es sávszélesség is választható, amely teljes rugalmasságot biztosít a vezetékes cellás vivők, és csaknem teljes rugalmasságot a vezeték nélküli cellás vivők esetében. Bár nagyobb sávszélesség esetén jobb a többszörös útvonal alapján történő megkülönböztetés, hátrányt jelent, hogy költségesebb berendezésre van szükség, és kisebb a frekvenciakijelölés rugalmassága a kijelölt sávszélességen belül.

Az olyan, szórt spektrumú, vezeték nélküli PBXvagy helyi áramkörű távbeszélőrendszerben, amilyet a jelen leírásban bemutatunk, a célszerűnek tartott hullámalak közvetlen jelkövetésű álvéletlen zaj (PN) szerint szórt spektrumú vivő (lásd az US 4,901,307 számú szabadalmi leírásban ismertetett cellás távbeszélőrendszert). A PN-jelsorozat chipfrekvenciája 1,2288 MHz, tehát az eredő sávszélesség, amely szűrés után körülbelül 1,25 MHz, megközelítőleg egytizede a cellás szolgáltatás egy vivőjére kijelölt teljes sávszélességnek.

A chipfrekvencia értékének megválasztásánál fontos szempont az, hogy a chipfrekvencia maradéktalanul osztható legyen a rendszerben használandó alapsávi adatátviteli sebességgel. Ajánlatos az is, hogy az osztó kettő valamely hatványa legyen. 9600 bit/s alapsávi adatátviteli sebesség esetén a PN-chip frekvenciája

1,2288 MHz, ami a 9600 128-szorosának felel meg.

A mikrocellától a mobil egység felé irányuló összeköttetésben (a továbbiakban: MC-M-összeköttetés) a spektrum szórására felhasznált bináris jelsorozat két különböző típusú sorozatból áll, és ezek más-más funkció ellátása céljából eltérő tulajdonságúak. A mikrocellán belül minden jelnek saját külső kódja van a többszörös útvonalon továbbított jelek megkülönböztetése céljából. A külső kód arra is felhasználható, hogy megkülönböztessük a mobil egységhez különféle mikrocellákból érkező jeleket, ha a rendszer több mikrocellából áll. Ezenkívül egy belső kódot is alkalmazunk az egyazon cellából kiadott felhasználói jelek megkülönböztetésére.

A célszerűnek tartott kiviteli alak esetében a mikrocellából kiadott vivő a mindenkori szektor vagy cella által adott, külső kódot meghatározó bináris PN-jelsorozatpárral négyfázisúan modulált szinuszjel. A PN-jelsorozatokat két különböző, ugyanolyan hosszúságú jelsorozatot létrehozó PN-generátor állítja elő. Az egyik jelsorozat a fázisban levő (in-phase) vivőcsatomát (I csatorna), a másik a 90°-kal eltolt vivőcsatomát (Q csatorna) modulálja kétfázisúan. Az eredő jeleket összegezve összetett négyfázisú vivőt kapunk.

Bár általában a logikai „nulla” és a logikai „egyes” értéket használják a bináris jelsorozat jellemzésére, a modulációs folyamatban +V volt jelfeszültség jelenti a logikai „egyest” és -V volt jelfeszültség a logikai „nullát”. A szinuszos jel kétfázisú modulálása céljából a nulla volt átlagértékű szinuszos jelet a bináris jelsorozat által szolgáltatott vezérlésnek megfelelően +V vagy -V feszültségértékkel szorozzuk meg szorzóáramkör segítségével. A kapott jelet sávszűrőn átvezetve korlátozzuk. Az adott szakterületen ismert az a megoldás is, hogy a bináris jelsorozatot a szinuszos jellel való szorzás előtt aluláteresztő szűrőn vezetik át, tehát felcserélik a műveletek sorrendjét. Egy négyfázisú modulátor két kétfázisú modulátorból áll, amelyeket más-más jelsorozat hajt meg, és a kétfázisú modulátorokban felhasznált szinuszos jelek egymáshoz képest 90°-kal el vannak tolva.

Ennél a kiviteli alaknál az átvitt jelvivő jelsorozathosszúságát 32768 chipértékre választjuk meg. Ilyen hosszúságú jelsorozat módosított maximális hosszúságú lineáris jelsorozat-generátorral állítható elő oly módon, hogy a 32 767 hosszúságú chipsorozathoz egy „nulla” bitet adunk. A kapott jelsorozatnak jók a keresztkorrelációs és autokorrelációs jellemzői.

Ilyen rövid jelsorozatot azért célszerű alkalmazni, hogy minimálisra csökkentsük a mobil egységek hozzáférési (elérési) idejét a rendszerbe való első belépésük alkalmával, amikor még nem ismerik a rendszer időzítését. Az időzítés ismeretének hiányában a keresést a jelsorozat teljes hosszára el kell végezni ahhoz, hogy meghatározható legyen a helyes időzítés. Minél hosszabb a jelsorozat, annál tovább tart a keresés. Bár 32768-nál rövidebb jelsorozatok is alkalmazhatók, figyelembe kell venni, hogy a jelsorozat hosszának csökkenésével a kódfeldolgozási nyereség is csökken. A feldolgozási nyere9

HU 216 923 Β ség csökkenésével a többszörös útvonalból eredő zavarás elnyomása, valamint a szomszédos cellákból és más forrásokból eredő zavarás elnyomása is csökken, adott esetben elfogadhatatlan mértékben. Ezért ajánlatos azt a leghosszabb jelsorozatot alkalmazni, amellyel még ésszerű időn belül megvalósítható az elérés. Célszerű továbbá egyazon polinom kódot alkalmazni minden cellában, hogy az a mobil állomás, amely nem tudja, hogy melyik cellában van, amikor először próbálja szinkronizálni magát, egyetlen polinom kód keresésével teljes szinkronizálást érhessen el.

Az egyazon mikrocella által kiadott valamennyi jel ugyanazt a külső PN-kódot kapja az I és Q csatornák vonatkozásában. A jeleket Walsh-függvények felhasználásával előállított, belső ortogonális kód alkalmazásával szórjuk. Az egy bizonyos felhasználónak címzett jelet a külső PN-jelsorozattal, valamint egy, a rendszer vezérlőegysége által a felhasználó által lefolytatott beszélgetés időtartamára kijelölt, meghatározott Walshjelsorozattal vagy Walsh-jelsorozatkészlettel szorozzuk meg. Mivel ugyanazt a belső kódot alkalmazzuk mind az I, mind a Q csatorna esetében, a belső kódra nézve valójában kétfázisú modulációt kapunk.

Az adott szakterületen jól ismert, hogy elő lehet állítani olyan, n számú ortogonális bináris sorozatból álló készletet, amelyben minden sorozat n hosszúságú, és n a 2-es szám valamely hatványa (S. W. Golomb és társai: „Digital Communications with Space Applications”, Prentice-Hall, Inc., 1964., 45-64. old.). Ismeretesek olyan ortogonális bináris jelsorozatkészletek is, amelyeknek hossza a 4-es szám valamely hatványa, és kisebb kétszáznál. Az ilyen, könnyen előállítható jelsorozatkészletek egyik fajtája Walsh-függvényként, illetve Hadamard-mátrix néven ismert. A Walsh-jelsorozat a Walsh-fiiggvény-mátrix egyik sora. Egy n-ed rendű Walsh-függvény n számú sorozatból áll, és minden sorozat n bit hosszúságú.

Az n-ed rendű Walsh-függvényre (és minden más ortogonális függvényre) jellemző, hogy n számú kódjelkép időtartamára a keresztkorreláció a készleten belül az összes különböző jelsorozat között nulla, ha a jelsorozatok az időben illesztve vannak egymáshoz. Ez könnyen belátható, ha figyelembe vesszük, hogy minden sorozat bitjeinek pontosan a felében különbözik az összes többitől. Meg kell azt is jegyezni, hogy mindig van egy jelsorozat, amely csupa nullából áll, az összes többi jelsorozat pedig azonos számú nullát és azonos számú egyest tartalmaz.

Mivel a mikrocella által kiadott jelek mind ortogonálisak egymáshoz képest, nem zavarják egymást. Ez a legtöbb helyen kiküszöböli a zavarások legnagyobb részét, és lehetővé teszi a felhasználói kapacitás növelését.

Kiegészítésképpen olyan változó sebességű hangcsatornát alkalmazunk, amelyben az adatsebesség adatblokkonként változhat, és az alkalmazott adatátviteli sebesség minimális ráfordítással kontrollálható. A változó adatátviteli sebesség alkalmazása azáltal csökkenti a kölcsönös zavarás mértékét, hogy a beszélgetés közbeni szünetekben kiküszöböli a felesleges adást. A vocoderekben alkalmazott megfelelő algoritmusok segítségével minden egyes vocoderblokkon belül a beszédtevékenység változásának megfelelően változó számú bitet állítunk elő. Gyors beszéd esetén a vocoder olyan 20 ms-os adatblokkokat állíthat elő, amelyek a beszélő beszédsebességétől függően 20, 40, 80 vagy 160 bitből állnak. Kívánatos, hogy az adatblokkok átvitele rögzített hosszúságú periódusokban menjen végbe az átviteli sebesség változtatása mellett. Célszerű továbbá, hogy ne legyen szükség jelzőbitek átvitelére abból a célból, hogy a vevő tájékoztatást kapjon az átvitt bitek száma felől.

A blokkok továbbá ciklikus redundancia-ellenőrző kóddal (CRCC) is kódolva vannak, amely járulékos paritásbitkészlet formájában van az egyes blokkokhoz kapcsolva. Ezek segítségével meghatározható, hogy az adatblokk helyesen van-e kódolva. A CRCC-ellenőrző kódok előállítása oly módon történik, hogy az adatblokkot elosztjuk egy előre meghatározott bináris polinommal. A CRCC az osztási maradékot képező bitekből vagy ezek egy részéből áll. A vevő oly módon ellenőrzi a CRCC-t, hogy előállítja ezt a maradékot, és megvizsgálja, hogy a vett maradékbitek azonosak-e a regenerált ellenőrzőbitekkel.

A jelen találmány esetében a vevő dekódolóegysége először úgy dekódolja a blokkot, mintha 160 bitet tartalmazna, majd úgy, mintha 80 bitet tartalmazna stb., egészen addig, amíg valamennyi lehetséges blokkhosszúságot végig nem próbálta. Ezután mindegyik dekódolást kísérletre kiszámítja a CRCC értékét. Ha a dekódolási kísérletek valamelyike helyes CRCC-értéket eredményez, akkor az adott blokkot elfogadja, és a vocoderbe továbbítja feldolgozás végett. Ha egyetlen dekódolási kísérlet sem ad helyes CRCC-értéket, akkor a vett kódjelek a rendszer jelfeldolgozó egységébe kerülnek, ahol adott esetben egyéb feldolgozási műveletek végezhetők ezeken.

A mikrocella adóberendezése esetében a blokk adatsebességének változásával változik az átvitt jelalak teljesítménye. A legnagyobb adatátviteli sebességnél alkalmazzuk a legnagyobb teljesítményű vivőt. Ha az adatátviteli sebesség értéke kisebb a maximálisnál, a modulátor egyrészt csökkenti a teljesítményszintet, másrészt a kódolt adatjeleket annyiszor ismétli, ahányszor ez a kívánt átviteli sebesség biztosításához szükséges. A legkisebb adatátviteli sebesség esetében például minden egyes kódolt adatjel négyszer ismétlődik.

A mobil egység adóberendezése esetében a teljesítmény csúcsértéke állandó, de az adó az adatblokkon belül átvitt bitek számától függően az adási periódus 1/2, 1/4 vagy 1/8 részének idejére ki van kapuzva. Az adó üzemi periódusainak időzítése az adott mobil egység számára kijelölt felhasználói kódnak megfelelően álvéletlen rendszer alapján változik.

Az MC-M-összeköttetés esetében a Walsh-függvény kiválasztott n értéke hatvannégy (n=64). Ezért az átvitt legfeljebb hatvannégy különféle jel mindegyikéhez egy-egy külön ortogonális jelsorozat van hozzárendelve. Az előremenő hibakorrekciós kódolásnak (FEC) alávetett kódjelfolyamot minden egyes hangkommunikáció esetében megszorozzuk az ahhoz rendelt Walsh10

HU 216 923 Β jelsorozattal. A Walsh-kódolásnak és FEC-kódolásnak alávetett kódjelfolyamot azután minden egyes hangcsatorna esetében megszorozzuk a külső PN-kóddal kódolt hullámalakkal. A kapott szórt kódjelfolyamokat összeadva összetett eredő hullámalakot nyerünk.

Ezt az összetett eredő hullámalakot szinuszos vivőre moduláljuk, majd sávszűrésnek vetjük alá, áttesszük a kívánt üzemi frekvenciára, és erősítés után az antennarendszer segítségével kisugározzuk. A jelen találmány egy másik megvalósítási formája esetében a cellaközpontból kiadott jel előállításának fenti műveletei közül egyesek sorrendje felcserélhető. Célszerű lehet például az antennák által kisugárzandó csatomajelek összegezését megelőzően elvégezni a hangcsatornáknak a külső PN-kóddal kódolt hullámalakkal történő megszorzását és a szűrési műveletet. Az adott szakterületen közismert, hogy a lineáris műveletek sorrendje felcserélhető, és ezáltal különféle kiviteli alakok hozhatók létre, és különféle előnyök érhetők el.

A vezeték nélküli PBX-szolgáltatásnál alkalmazott hullámalak az US-PS 4,901,307 számú szabadalmi leírásban ismertetett, az MC-M-összeköttetés esetében alkalmazott pilotvivő hullámalakjának felel meg. A pilothullámalak a valamennyi Walsh-fuggvénykészletben megtalálható, kizárólag nullákból álló Walsh-sorozatot alkalmazza. Azáltal, hogy minden cella pilotvivője a kizárólag nullákból álló Walsh-sorozatot alkalmazza, lehetővé teszi, hogy a pilothullámalak kezdeti keresésekor figyelmen kívül hagyjuk a Walsh-függvényeket, amíg a külső kódnak megfelelő PN-szinkronizáció meg nem történik. A Walsh-jelkeret illesztve van a PN-kódciklushoz, mivel a Walsh-jelkeret hossza és a PN-jelsorozat hossza egymásnak egész számú többszöröse. Ezért - feltéve, hogy a PN-kódnak az egyes cellákhoz rendelt időbeli eltolásai a hatvannégy chipnek (vagyis a Walsh-jelkeret hosszának) egész számú többszörösei a Walsh-jelkeret implicit módon ismert a külső PNkódnak megfelelő időzítési ciklusból.

A pilotvivőt általában magasabb teljesítményszinten sugározzuk ki, mint a hangvivőt, tehát a pilotvivő esetében a jel/zaj viszony és a zavarási tartalék értéke kedvezőbb. A nagyobb teljesítményű pilotvivő lehetővé teszi, hogy a kezdeti keresés nagyobb sebességgel menjen végbe, és a pilotvivő fázisa viszonylag nagy sávszélességű fáziskövető áramkör segítségével is igen nagy pontossággal követhető legyen. A pilotvivő követése nyomán kapott vivőfázist a felhasználói információs jellel modulált vivők demodulálása során vivőfázis-referenciaként használhatjuk fel. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy nagyszámú felhasználói vivő használhassa fel vivőfázis-referenciaként ugyanazt a közös pilotjelet. Például egy olyan rendszerben, ahol tizenöt hangvivő kerül egyidejű kisugárzásra, a pilotvivő kisugárzási teljesítménye négy hangvivő teljesítményének felelhet meg.

A pilotvivőn kívül a mikrocella egy további vivőt is kisugároz a mikrocellában tartózkodó valamennyi rendszerfelhasználó vevője által való vétel céljából. Ez az úgynevezett szinkronizálócsatoma, amely szintén a 32 768 hosszúságú PN-jelsorozatot használja fel a spektrum szórására, de egy más, előre kijelölt Walsh-jelsorozattal. A szinkronizálócsatoma a rendszerben levő mobil egységek által való felhasználásra szánt rendszerinformációt tartalmazó üzenetet visz át. A rendszerinformáció azonosítja a cellaközpontot és a rendszert, valamint olyan információt továbbít, amely további keresés nélkül lehetővé teszi a mobil egységek információs jeleihez alkalmazott hosszú PN-kódok szinkronizálását. A rendszer ezenkívül úgynevezett személyhívó-csatornát is tartalmazhat, amely üzenetet továbbít a mobil egységek felé, amikor azok számára hívás érkezik, továbbá kijelöl egy csatornát, ha a mobil egység hívást kezdeményez.

A hangvivők digitális alakban viszik át a beszédjelet a telefonbeszélgetések során. A beszéd analóg jelalakját szokványos digitális távközlési módszerek alkalmazásával digitalizáljuk, majd vocoder eljárással tömörítjük körülbelül 9600 bit/s adatátviteli sebességre. Ezt az adatjelet azután r= 1/2 sebességű, K=9 kényszerített hosszúságú, konvolúciós kódolásnak, valamint időbeli beillesztésnek (interleaving) vetjük alá, hogy lehetővé tegyük a hibafelismerést és a hibakorrekciót, miáltal a rendszer sokkal jobb jel/zaj viszony és interferenciaküszöb mellett tud működni. A konvolúciós kódolás és az időbeli beillesztés módszerei jól ismertek az adott terület szakemberei számára.

A kapott kódolt jeleket megszorozzuk egy kijelölt Walsh-jelsorozattal, majd a külső PN-kóddal. Ily módon 1,2288 MHz-es adatsebességű PN-jelsorozatot kapunk (ez a 9600 bit/s adatsebesség 128-szorosának felel meg). A kapott jelet azután RF-vivőre moduláljuk, majd összegezzük a pilotvivővel és a beállítóvivővel, valamint más hangvivőkkel. Az összegezés a jelfeldolgozási folyamat különféle fázisaiban végezhető el, például KF-frekvencián vagy az alapsávi frekvencián, akár a PN-jelsorozattal való megszorzás előtt, akár azt követően.

A hangvivőket megszorozzuk továbbá egy olyan értékkel is, amely meghatározza az adott csatorna átviteli teljesítményét a többi hangcsatorna teljesítményéhez képest. Ez a teljesítményszabályozás lehetővé teszi, hogy azokhoz az összeköttetésekhez nagyobb teljesítményt rendeljünk hozzá, amelyek viszonylag kedvezőtlen helyzetben levő vevőt céloznak meg. A mobil egységek megfelelő eszközök segítségével jelzik vételi jel/zaj viszonyuk értékét, aminek alapján a teljesítményt olyan szintre lehet beállítani, hogy jó minőségű legyen a szolgáltatás, de ne kerüljön sor fölös mennyiségű energia felhasználására. A Walsh-függvények ortogonalitását nem zavarja az, hogy a különféle hangvivőknél más-más teljesítményszintet alkalmazunk, ha az időbeli egyeztetést fenntartjuk.

A 4. ábra az 1. ábrán vázolt míkrocellás berendezés egy példakénti kiviteli alakjának tömbvázlatát mutatja. A 24 adó-vevő adó és vevő oldala közös 100 diplexerrel van összekötve. A 4. ábra szerinti esetben a 14 mikrocella 24 adó-vevőjének vevőrendszere 102 analóg vevőt tartalmaz, míg a csatomaegység - jelen esetben a 20A csatomaegység megfelelő alkotóelemeit 104 keresővevő, 106 digitális adó-vevő és 108 dekódoló áramkör képezik. A vevőrendszer adott esetben 110 digitális adatvevőt is tartalmazhat.

HU 216 923 Β

Mint már említettük, a 14 mikrocellának 18 CDMAvezérlőegysége van, amely a 106, 110 adatvevőkhöz és a 104 keresővevőhöz van csatlakoztatva. A 18 CDMAvezérlőegység egyéb feladatok (Walsh-sorozat- és kódkijelölés) mellett jelfeldolgozást végez, időzítőjelet állít elő, továbbá teljesítményszabályozást és más kapcsolódó feladatokat is ellát.

A 26 antenna által vett jelek a 100 diplexer útján a 102 analóg vevőbe és a 104 keresővevőbe jutnak. A 104 keresővevő rendeltetése az, hogy a mikrocellán belül letapogassa a vett jel körüli időtartományt annak ellenőrzése céljából, hogy a 106 digitális adatvevő a rendelkezésre álló tartományon belül a legerősebb jelet kövesse és dolgozza fel. A 104 keresővevő jelet ad a 18 CDMA-vezérlőegységnek, amely vezérlőjelet továbbít a 106 digitális adatvevőnek, hogy az válassza ki a feldolgozásra alkalmas jelet.

A jelfeldolgozás módja a mikrocella adatvevője, illetve keresővevője esetében több szempontból különbözik a mobil egységben végbemenő megfelelő jelfeldolgozás módjától. A befelé, a mobil egységtől a mikrocella felé irányuló összeköttetés (a továbbiakban: M-MC-összeköttetés) esetében a mobil egység nem ad ki olyan pilotjelet, amely koherens referenciaként lenne felhasználható a cellaközponti jelfeldolgozás során. Az M-MC-irányú hívás esetére nem koherens modulációs és demodulációs technika jellemző, 64-ed rendű ortogonális jelátvitellel.

A 64-ed rendű ortogonális jelátvitel esetében a mobil egység által kiadott kódjeleket 2⁶, azaz hatvannégy különféle bináris jelsorozatból álló készlet egyik jelsorozatának megfelelően kódoljuk. Az erre a célra alkalmazott jelsorozatok Walsh-függvények néven ismertek. A Walsh-függvény szerinti m-ed rendű jelkódolás esetében a legkedvezőbb vételi módszer a gyors Hadamard-transzformáció (FHT).

Mint a 4. ábrán látható, a 102 analóg vevő kimenőjele a 104 kereső vevőbe és a 106 digitális adatvevőbe jut. Az adott cellaközponttal kapcsolatban álló mobil egység által a cellaközpont felé továbbított, szórt spektrumú jel dekódolásához elő kell állítani a megfelelő PN-jelsorozatot.

A 108 áramkör olyan Viterbi-dekódolót tartalmaz, amely alkalmas a mobil egység által K=9 kényszerített hosszúság és r= 1/3 kódsebesség mellett kódolt jelek dekódolására. A Viterbi-dekódoló segítségével meghatározzuk a legvalószínűbb információs bitsorozatot. Periódusonként (névlegesen 1,25 msec-onként) egy jelminőséget reprezentáló jelet nyerünk és továbbítunk mobil egységi teljesítménybeállítási parancsként a mobil egységhez továbbított egyéb adatokkal együtt. Ez a jelminőséget reprezentáló jel a jel/zaj viszony 1,25 ms időintervallumra vett átlagértékének felel meg.

Valamennyi adatvevő az általa vett jel időzítését követi. Ezt annak a jól ismert módszernek az alkalmazásával valósítjuk meg, hogy a vett jelet korreláljuk egy kissé korábbi és kissé későbbi helyi referencia PN-jelsorozattal. Ha nincs időzítési hiba, akkor a két korreláció közötti különbség átlaga nulla. Ha viszont van időzítési hiba, akkor ez a különbség megmutatja a hiba értékét és előjelét, és a vevő időzítése ezeknek megfelelően korrigálható.

A PBX-ből a jelek a 18 CDMA-vezérlőegység által vezérelve a megfelelő adómodulátori 22A-22N vocoderbe jutnak. A 4. ábrán vázolt példa esetében éppen a 22A vocoder van használatban. A 20A csatomaegység 112 adómodulátort tartalmaz, amely a 18 CDMA-vezérlőegység által vezérelve szórt spektrumú modulációnak veti alá a kijelölt mobil egységhez továbbítandó adatokat.

A 112 adómodulátor kimenőjele 114 áramkörbejut, amely a 18 CDMA-vezérlőegység által vezérelve szabályozza az adási teljesítményt. A 114 teljesítményszabályozó áramkör kimenőjele 116 összegezőbe jut, amely más csatomaegységek adómodulátor- és adóteljesítmény-szabályozó áramköreinek kimenőjeleivel összegezi azt. A 116 összegező társítható az egyik csatornaegységgel, vagy a 24 adó-vevő adórészéhez kapcsolható. A 116 összegező kimenőjele a 24 adó-vevő adórészébe jut, amely 118 adóteljesítmény-erősítő áramkört tartalmaz. A 118 adóteljesítmény-erősítő áramkör felerősíti a jelet, amelyet a 100 diplexer a mikrocella ellátási területén belül levő mobil egységek felé történő kisugárzás céljából a 26 antennához továbbít.

A 4. ábrán látható 120 áramkör pilotcsatomai és vezérlőcsatornái generátorokat és adóteljesítmény-szabályozó egységet tartalmaz. A 120 áramkör mind valamelyik csatomaegység részeként, mind a rendszer különálló elemeként kialakítható. A 120 áramkör a 18 CDMAvezérlőegység által vezérelve szabályozott teljesítményű pilotjelet, szinkronizálócsatoma-jelet, valamint szemé lyhívócsatoma-jelet állít elő, amelyek a 118 adóteljesítmény-erősítő áramkör és a 100 diplexer útján a 26 antennára kerülnek.

A célszerűnek tartott kiviteli alak esetében belső kódként a csatomajelek Walsh-függvény szerinti kódolását alkalmazzuk. A példa szerinti számadatokat alapul véve összesen hatvannégy különféle Walsh-sorozat áll rendelkezésünkre. Ezek közül három van kijelölve a pilot-, a szinkronizáló- és a személyhívó-csatorna számára. A szinkronizáló-, személyhívó- és hangcsatornák esetében a bemenőadatokat az adott szakterületen jól ismert konvolúciós kódolásnak vetjük alá időbeli elhelyezés (interleaving) alkalmazásával. A konvolúciós kódolásnak alávetett adatokat az elhelyezés előtt - ugyancsak ismert módon - szükség szerinti alkalommal megismételjük.

A pilotcsatorna esetében nincs adatmoduláció. A pilotcsatorna tehát olyan modulálatlan, szórt spektrumú jel, amelyet egy meghatározott cellaközpont vagy szektor valamennyi felhasználója igénybe vesz keresési vagy követési célra. Minden cellának (szektorokra osztás esetében minden szektornak) saját egyedi pilotjele van. Belátható azonban, hogy egyedi PN-generátorok alkalmazása helyett sokkal előnyösebb, ha egyazon pilotjelsorozatot alkalmazzuk, egyedi időbeli eltolásokkal. Ennél a megoldásnál az adott mobil egység rendre végigvizsgálja az egész jelsorozatot, és arra az eltolásra hangol rá, amelynél a legerősebb korreláció mutatkozik. Az alapjelsorozat ilyen eltolásainak alkalmazása

HU 216 923 Β esetén olyan eltolásértékeket kell választani, hogy a szomszédos cellák, illetve szektorok pilotjelei ne zavarják, illetve ne oltsák ki egymást.

A pilotjelsorozatnak ezért elég hosszúnak kell lennie ahhoz, hogy nagyszámú különféle jelsorozatot lehessen létrehozni az alapjelsorozat eltolásával, és így nagyszámú pilotjele legyen a rendszernek. Ezen túlmenően a szétválasztásoknak (eltolásoknak) elég nagyoknak kell lenniük ahhoz, hogy a pilotjelek között ne lépjen fel interferencia. Ennek megfelelően a jelen találmány példakénti megvalósítása esetében a pilotjelsorozat hosszát 2¹⁵ értékre választjuk. A jelsorozat előállítása egy 2¹⁵-1 sorozattal kezdődik, amelyhez egy bizonyos állapot érzékelése esetén még egy nullát csatolunk. A példakénti kiviteli alak esetében 512 különféle pilotjel van, amelyek az alapjelsorozathoz képest egyenként 64 chip értékkel vannak eltolva. Természetesen a 64 chip egész számú többszörösei is alkalmazhatók, amikor is megfelelő mértékben csökken az egymástól különböző pilotjelek száma.

A pilotjel előállításához a kizárólag nullákból álló W_o „nulla” Walsh-jelsorozatot használjuk fel, hogy ne moduláljuk a pilotjelet, amely így lényegében megfelel a PN_r és PN_Q-jelsorozatoknak. A W_o „nulla” Walshjelsorozatot ezért kizárólagos VAGY kapuk segítségével megszorozzuk a PN_t- és PNQ-jelsorozatokkal. A kapott pilotjel tehát csak a PN_r és PNQ-jelsorozatokból áll. Ha minden cellaközpont és szektor ugyanazt a PNjelsorozatot alkalmazza a pilotjel létrehozásához, akkor az átvitel eredetére nézve megkülönböztetési alapot jelent a jelsorozat fázisa.

A szinkronizálócsatomában továbbított információt kódolás után kizárólagos VAGY kapuk segítségével megszorozzuk egy előre kijelölt Walsh-jelsorozattal. A példa szerinti esetben a W₃₂ jelű Walsh-fuggvény van kiválasztva, amely harminckét egyesből és ezeket követő harminckét nullából áll. A kapott jelsorozatot azután kizárólagos VAGY kapuk segítségével megszorozzuk a PN_r és PNQ-jelsorozatokkal.

A példa szerinti esetben a szinkronizálócsatoma által továbbított adatok az adómodulátorba jutnak, célszerűen 1200 bit/s adatsebességgel. A példakénti esetben a szinkronizálócsatoma adatait, előnyösen r= 1/2 sebesség és K=9 kényszerített hossz mellett, konvolúciós kódolásnak vetjük alá, és minden kódjelet kétszer ismétlőnk. Ugyanezt a kódolási sebességet és kényszerített hosszat alkalmazzuk valamennyi kódolt előremenő (kimenő) összeköttetési csatorna esetében, tehát mind a szinkronizáló-, mind a személyhívó-, mind a hangcsatornák vonatkozásában. A G]=753 (oktális) és G₂=561 (oktális) kódokkal jellemzett generátorok esetében célszerűen léptetőregiszteres megoldást alkalmazunk. A szinkronizálócsatoma kódjelsebessége célszerűen 4800 kódjel/s, tehát egy kódjel hossza 208 psec vagy 256 PN-chip.

A kódjeleket olyan konvolúciós interleaver helyezi el az időben, amely interleaver az adott példa esetében 40 msec-ot fog át. Az interleaver ideiglenes paraméterei: 1= 16 és J=48. Az időbeli elhelyezés módszerének további részleteit illetően lásd a „Data Communication, Networks and Systems” című könyv (Howard W. Sams & Co., 1987.) 343-352. oldalait. A konvolúciós interleaver feladata az, hogy a megbízhatatlan csatornái jeleket oly módon szórja szét, hogy egy 1-1 vagy annál kisebb számú kódjelből álló sorozaton belül bármely két kódjelet legalább J-l számú kódjel választ el egymástól egy deinterleaver kimeneten. Ennek megfelelően egy J-l számú kódjelből álló összefüggő jelsorozaton belül bármely két kódjelet legalább 1 + 1 számú kódjel választ el egymástól egy deinterleaver kimeneten. Más szavakkal: ha 1=16 és J=48, akkor egy tizenöt kódjelből álló sorozaton belül a kódjelek átvitele között 885 qs időköz van, és így biztosítva van az időbeli megkülönböztetés (diversity).

A mikrocella szinkronizálócsatomájának kódjelei a mikrocellához tartozó pilotjelhez vannak kötve. A példa szerinti esetben a pilotjel ciklusa 26,67 ms, ami a szinkronizálócsatoma esetében 128 kódjelnek vagy 32 információs bitnek felel meg. A szinkronizálócsatoma kódjeleit 26,67 msec-ra kiterjedő konvolúciós interleaver helyezi el. Ily módon, ha a mobil egység rátalál a pilotjelre, akkor azonnal biztosítva van a szinkronizálócsatomai interleaver szinkronizálása is.

A szinkronizálócsatoma kódjeleit előre kijelölt Walsh-sorozattal fedjük el, hogy biztosítva legyen a jel ortogonalitása. A szinkronizálócsatoma esetében egy kódjel négy elfedő jelsorozatra terjed ki, vagyis egy kódjel esik a 32 egyesből és 32 nullából álló négyszeri ismétlésére. Egyetlen logikai „egyes” ábrázolja a 32 darab „egyes” Walsh-chipet, és egyetlen logikai „nulla” ábrázolja a 32 darab „nulla” Walsh-chipet. A szinkronizálócsatoma esetében az ortogonalitás akkor is megmarad, ha a szinkronizálócsatoma kódjelei a kijelölt pilotcsatomáknak megfelelően el vannak tolva az abszolút időhöz képest, mivel a szinkronizálócsatomák esetében alkalmazott eltolások a Walsh-időkeret egész számú többszörösei.

A szinkronizálócsatomai üzenetek a példa szerinti esetben változó hosszúságúak. Az üzenetek hossza egész számú többszöröse a három pilotciklusnak megfelelő 80 msec-nak. A szinkronizálócsatoma információs bitjeihez hibafelismerés céljából ciklikus redundancia- (CRC) bitek vannak hozzáadva.

A szinkronízálócsatomán át továbbított üzenet helyes vétele esetében a mobil egység azonnal szinkronizálni tudja magát egy személyhívó-csatornára vagy egy hangcsatornára. Pilotjel-szinkronizáláskor (az egyes szinkronizálóüzenetek végénél) mindig új 40 ms-os interleaverciklus kezdődik. Ekkor a mobil egység megkezdi vagy egy ismételt kódjel első részének, vagy egy (c_x, c_x+1) párnak a kifejtését (deinterleaving) a dekóder szinkronizálásával együtt. A deinterleaver beírást címe 0-ra, kiolvasási címe J-re inicializálódik, és ezáltal a memória deinterleaver szinkronizációja is biztosítva van.

A szinkronizálócsatomán át továbbított üzenet egy, a mobil egységgel folytatott kommunikáció céljára kijelölt hangcsatornához tartozó, negyvenkét bit hosszúságú PN-jelet előállító generátor állapotára vonatkozó információt tartalmaz. Ezt az információt használják fel a mobil egység digitális adatvevői a megfelelő PN-generátorok szinkronizálására.

HU 216 923 Β

A személyhívó-csatornán át továbbított információ szintén kódolva van, ismétléssel, valamint időbeli elhelyezéssel, továbbá előre kijelölt Walsh-jelsorozattal történő megszorzással. A kapott jelsorozatot azután megszorozzuk a PNj- és PNQ-jelsorozatokkal. A személyhívó-csatorna egy meghatározott szektorra vagy cellára vonatkozó adatsebessége a szinkronizálócsatomán át továbbított üzenet egy erre a célra kijelölt részében van megadva. Bár a személyhívó-csatorna adatsebessége változtatható, a példakénti kiviteli alak esetében minden rendszer számára a következő példakénti adatsebességek egyikének megfelelően van rögzítve: 9,6; 4,8; 2,4 és 1,2 kbit/s.

A hangcsatornák adatai is kódolva vannak, ismétléssel, időbeli elhelyezéssel, továbbá összezavarással, majd meg vannak szorozva a saját kijelölt Walsh-jelsorozataikkal (Wj-Wj)-, illetve a PN_r, PNQ-jelsorozatokkal. Az adott hangcsatorna esetében alkalmazott Walsh-jelsorozatot a rendszervezérlő egység ugyanúgy jelöli ki a híváskiépítés során, ahogyan az analóg FM-cellás rendszerben kerülnek kijelölésre a csatornák. A példaként bemutatott kiviteli alak esetében hatvanegy különféle Walsh-jelsorozat áll rendelkezésre a hangcsatornák által való felhasználásra.

A jelen találmány példaként ismertetett kiviteli alakja esetében a hangcsatornáknál változó adatsebességet alkalmazunk. Ennek az a célja, hogy a beszédszünetek alkalmával az adatsebesség csökkentésével csökkenthessük az adott hangcsatorna és a többi felhasználói csatorna közötti interferenciát.

Mivel a változó adatsebesség alkalmazásának célja a kölcsönös zavarások csökkentése, kisebb sebességek esetében kisebb energiával sugározzuk ki a kódjeleket. Például a megadott 9,6; 4,8; 2,4 és 1,2 kbit/s adatsebességekhez rendre E^/2, Ε(/4, E_b/8 és Ej/16 energiákat rendelünk, ahol E_b a 9,6 kbit/s adatátviteli sebességhez tartozó kódjelenergia.

A kódjeleket konvolúciós interleaver segítségével oly módon helyezzük el az időben, hogy a különféle energiaszintű kódjelek az interleaver működésével összhangban össze lesznek keverve. Annak figyelése céljából, hogy milyen energiaszintűnek kell lennie egy adott kódjelnek, minden kódjelhez külön címke van hozzáadva, amely léptékezés céljából meghatározza az adatsebességet. Ortogonális Walsh-elfedés és PN-szórás után a kvadratúracsatomákat véges impulzus-jelleggörbéjű (FIR) szűrő segítségével digitális szűrésnek vetjük alá. Az FIR-szűrő a kódjelek energiaszintjének megfelelő jelet kap, abból a célból, hogy az energiaszintet az adatsebességnek megfelelő értékre léptékezze. Az I és Q csatornák léptékezési tényezői például a következő értékekre állíthatók be: 1, 1/2 ', 1/2 és 1/2(2“'). A vocoder például kétbites szám formájában szolgáltathatja az adatsebességre vonatkozó címkét az FIR-szűrőnek a szűrő léptékezési együtthatójának vezérlése céljából.

A példaként bemutatott kiviteli alak esetében a hangcsatornák jelei a C-M átvitel biztonságának fokozása érdekében össze vannak keverve. Bár ez az összekeverés nem feltétlenül szükséges, alkalmazása fokozza a hírközlés biztonságát. A hangcsatornán át továbbított jelek összekeverése elvégezhető például a hangcsatomajelek PN-kódolásával is, amikor is a PN-kódot a mobil egység címe vagy a felhasználó azonosítója (ID) határozza meg. Az ilyen összekeveréshez felhasználható a PNu-jelsorozat, illetve más rejtjelezési séma is az M-C-összeköttetés meghatározott vevője vonatkozásában. Ennek megfelelően külön PN-generátor alkalmazható az adott célra. Bár az összekeverést PN-jelsorozatra hivatkozva tárgyaltuk, más - adott esetben jól ismert - módszerek is alkalmazhatók.

Az előremenő (kimenő) összeköttetés hangcsatornája hangbiteken kívül teljesítményszabályozási információt is hordoz. A példa szerinti esetben a teljesítményszabályozási bitsebesség 800 bit/s. Az adott mobil egységtől a mikrocella központjába érkező jelet demoduláló cellaközponti vevő teljesítményszabályozó jelet állít elő, és ezt beiktatja a C-M-összeköttetés azon hangcsatornájának jelébe, amely ehhez a bizonyos mobil egységhez van rendelve.

A teljesítményszabályozási bitek a konvolúciós interleaver kimeneténél is beiktathatok a beszúrásos (puncturing) módszer alkalmazásával. Más szavakkal: amikor teljesítményszabályozási bitet kell átvinni, két kódjelet két azonos, a teljesítményszabályozási információ által meghatározott polaritású kódjellel helyettesítünk. A teljesítményszabályozási biteket a 9600 bit/s sebességnek megfelelő energiaszinten sugározzuk ki.

További követelmény a teljesitményszabályozási információfolyammal kapcsolatban az, hogy a bitek helyzete véletlenszerűen legyen elosztva az M-C-csatomák között. Ellenkező esetben ugyanis a teljes energiájú sugárzást vezérlő bitek szabályos időközönként interferenciacsúcsokat idéznének elő, ami csökkentené ezen bitek észlelhetőségét.

A Walsh-függvénynek fontos jellegzetessége az, hogy mind a hatvannégy sorozat tökéletesen ortogonális az összes többi sorozatra. Tehát bármely két sorozat pontosan ugyanannyi bitben különbözik egymástól, mint amennyiben megegyeznek egymással, vagyis harminckét megegyező és harminckét eltérő bitet tartalmaznak. Következésképp, ha az információt Walsh-sorozatokkal kódolva továbbítjuk, a vevő bármelyik Walsh-sorozatot kiválaszthatja kívánt „vivőjelként”. A vevő minden olyan jelenergiát visszautasít, amely más Walsh-sorozattal van kódolva, és így a kívánt egyetlen Walsh-sorozatra nézve nem jöhet létre kölcsönös zavarás.

A példakénti kiviteli alaknál a C-M-összeköttetés esetében a szinkronizáló-, a személyhívó- és a hangcsatorna - mint már említettük - konvolúciós kódolással valósul meg, éspedig K=9 kényszerített hossz és r= 1/2 kódsebesség mellett, vagyis minden átvitt információs bithez két kódjel tartozik. A konvolúciós kódolás mellett a kódjelek konvolúciós elhelyezését (interleaving) is alkalmazzuk. A mobil egységnél az ilyen típusú kódnak az optimális dekódere az egyszerű döntésű Viterbi-algoritmusos dekódoló. Ennek szokványos kivitele alkalmas a dekódolás végrehajtására. A kapott dekódolt információs bitek a mobil egység digitális alapsávi berendezésébe jutnak.

HU 216 923 Β

A 18 CDMA-vezérlőegység feladata a csatomaegységek és vocoderek kijelölése egy adott beszélgetéshez. A 18 CDMA-vezérlőegység ezenkívül figyeli a beszélgetés lefolyását, a jelek minőségét, és jelvesztés esetén megszakítást kezdeményez.

Az M-MC-összeköttetésnél a csatorna jellemzői szükségessé teszik a moduláció módszerének módosítását. Például a C-M-összeköttetésnél alkalmazott pilotvivő itt nem használható. A pilotvivőnek nagyobb teljesítményűnek kell lennie a hangvivőnél, hogy jó fázisreferenciát szolgáltasson az adatmodulációhoz. Ha a mikrocella nagyszámú hangvivőt sugároz ki egyidejűleg, minden hangvivő ugyanazt a pilotjelet használhatja. Ezért a pilotjel egy hangvivőre jutó teljesítménye viszonylag kicsi.

Az M-MC-összeköttetés esetében azonban mobil egységenként rendszerint csak egy hangvivőt alkalmazunk. Ha pilotjelet használnánk, ehhez lényegesen nagyobb teljesítményre lenne szükség, mint a hangvivő esetében. Világos, hogy ez a helyzet nemkívánatos, mivel a rendszer teljes felhasználói kapacitása nagymértékben lecsökkenne azon zavarás miatt, amelyet a nagyszámú és nagy teljesítményű pilotjel okozna. Ezért olyan modulációt kell alkalmazni, amelynél pilotjel nélkül lehet hatásos demodulációt végezni.

Tehát valamilyen ortogonális, például bináris, negyedrendű vagy m-ed rendű jelátvitelt kell alkalmazni. A példa szerinti esetben 64-ed rendű ortogonális jelátvitelt valósítunk meg Walsh-függvények felhasználásával. Az m-ed rendű ortogonális jelátvitel esetében csupán az m-ed rendű kódjel átvitelének tartama alatt kell biztosítani a demodulátor számára a csatorna ortogonalitását. A példa szerinti esetben ez mindössze két bit időtartamára korlátozódik.

A mobil egység olyan közvetlen jelkövetésű, szórt spektrumú jeleket sugároz ki, amelyek előre meghatározott sebességgel időzített PN-jelsorozattal vannak modulálva. Ez a sebesség a célszerűnek tartott kiviteli alak esetében 1,2288 MHz. Ez az órajel-frekvencia úgy van megválasztva, hogy egész számú többszörösét képezi a 9,6 kbit/s alapsávi adatsebességnek.

Az üzenet kódolásának és modulálásának folyamata konvolúciós kódolással kezdődik, K=9 kényszerített hossz és r= 1/3 kódsebesség mellett. 9600 kbit/s névleges adatsebesség esetén a kódolóegység másodpercenként 28 800 bináris kódjelet állít elő. Ezek egyenként hat kódjelet tartalmazó karakterekbe vannak csoportosítva, 4800 karakter/s sebességgel. A lehetséges karakterek száma hatvannégy. Minden karakter egy hatvannégyes hosszúságú, hatvannégy bináris bitet vagy „chip”-et tartalmazó Walsh-sorozatként van kódolva. A 64-ed rendű Walsh-chip sebessége a példa szerinti esetben 307 200 chip/s.

A Walsh-chipeket ezután 1,2288 MHz frekvenciájú PN-jelsorozattal „fedjük el” (szorozzuk meg). Ebből a célból minden egyes mobil egységhez külön PN-jelsorozat van hozzárendelve. Ez a PN-jelsorozat vagy csak a beszélgetés időtartamára van hozzárendelve az adott mobil egységhez, vagy állandó jelleggel hozzá tartozik. A hozzárendelt PN-jelsorozatot a továbbiakban felhasználói PN-jelsorozatnak nevezzük. A felhasználói PN-jelsorozat generátora 1,2288 MHz frekvencián működik, és így minden egyes Walsh-chipre négy PN-chipet állít elő.

Végül két rövid, 32 768 hosszúságú PN-sorozatot is előállítunk. A példakénti esetben ugyanazokat a jelsorozatokat alkalmazzuk, mint a C-M összeköttetésnél. A felhasználói PN-jelsorozattal elfedett Walsh-chipsorozatot ezután a két rövid PN-jelsorozattal is elfedjük (megszorozzuk). Az így kapott két jelsorozattal azután kétfázisúan modulálunk két, egymáshoz képest 90°-kal eltolt szinuszos jelet, majd összegezzük ezeket. Az így nyert egyetlen jelet sávszűrés után a végső RF-frekvenciára tesszük át, majd erősítés után ismét szűrjük, és végül az antenna segítségével kisugározzuk a mobil egység felé. Amint azt a C-M-összeköttetés kapcsán már említettük, a szűrés, erősítés, frekvenciaátalakítás és moduláció sorrendje felcserélhető.

A találmány szerinti megoldás egy másik lehetséges kiviteli alakja esetében a felhasználói PN-kódnak két különböző fázisát állítjuk elő és használjuk fel a négyfázisú hullámalak két vivőfázisának modulálására, amikor is nincs szükség a 32768 hosszúságú jelsorozatokra. Egy további megvalósítási mód esetében az M-C-összeköttetésnél csak kétfázisú modulációt alkalmazunk. Ennél a megoldásnál sincs szükség a rövid jelsorozatokra.

A mikrocella vevője minden egyes jelhez előállítja a rövid PN-jelsorozatokat és a mobil egységektől vett minden egyes aktív jelhez előállítja a felhasználói PNjelsorozatokat. A vevő a vett jel energiáját külön korrelátorokban korrelálja minden egyes kódolt hullámalakkal. Ezután a korrelátorok kimeneteit gyors Hadamardtranszformációt (FHT) végrehajtó processzor és Viterbialgoritmusos dekóder segítségével külön-külön dolgozzuk fel a 64-ed rendű kódolás és a konvolúciós kódolás demodulálása végett.

Az 5. ábra egy példakénti mobil egység CDMAtávbeszélő-készülékének tömbvázlatát mutatja. A mobil egység CDMA-távbeszélő-készülékének 200 antennája van, amely 202 diplexer útján 204 analóg vevővel és 206 adóteljesítmény-erősítő egységgel van összekötve. A szokványos kivitelű 200 antenna és 202 diplexer egyetlen antenna alkalmazásával egyidejű adást és vételt tesz lehetővé. A 200 antenna felfogja az adott jeleket, és azokat a 202 diplexer útján a 204 analóg vevőbe továbbítja.

A 204 analóg vevő a 202 diplexertől általában a 850 MHz-es frekvenciasávba eső RF-jeleket kap. Ezeket felerősíti és KF-frekvenciára teszi át. A frekvenciaátalakítást olyan szabványos kivitelű frekvenciaszintetizátorral hajtjuk végre, amely a cellás távbeszélőrendszerek teljes frekvenciasávjában lehetővé teszi a vevőnek a vételi frekvenciasávba eső bármelyik frekvenciára történő hangolását. A jeleket a vevő szűrés után digitalizálja, majd 210, 212 digitális adatvevőkbe és 214 keresővevőbe továbbítja.

A 204 vevő a mobil egység adóteljesítményének beállítása céljából teljesítményszabályozási feladatot is ellát. A 204 vevő ebből a célból analóg teljesítményszabályozási jelet állít elő, amely 208 adóteljesítményszabályozó áramkörbe van vezetve.

HU 216 923 Β

Mint az az 5. ábrán látható, a digitalizált kimenőjel a 204 vevőből a 210, 212 digitális adatvevőkbe és a 214 keresővevőbejut. Meg kell jegyezni, hogy egy olcsóbb, kisebb teljesítőképességű mobil egységnek adott esetben csak egyetlen adatvevője van, míg a drágább mobil egységek a diversity üzemmódban való vétel lehetőségének biztosítása céljából két vagy több adatvevőt is tartalmazhatnak.

A digitalizált KF-jel az adott cellaközpont és az összes szomszédos cellaközpont által kisugárzott pilotvivőkön kívül együttesen tartalmazhatja nagyszámú befelé irányuló hívás jelét is. A 210, 212 vevők feladata az, hogy korrelálják a KF-mintákat a megfelelő PN-jelsorozattal. Ez a korrelációs folyamat az adott szakterületen „jelfeldolgozási nyereség” néven ismert eredménnyel jár, nevezetesen a megfelelő PN-jelsorozattal jól korreláló jelek esetében javítja a jel/zaj viszonyt, a többi jel esetében viszont nem. A korrelációs folyamat eredményét ezután a legközelebb eső cellaközponttól vett pilotvivőt fázisreferenciaként felhasználva szinkronban detektáljuk. Ennek a detektálási folyamatnak az eredményeképpen egy kódjelsorozatot kapunk.

A jelen találmány hasznosítja a PN-jelsorozatnak azt a tulajdonságát, hogy lehetővé teszi a többszörös útvonalon érkező jelek megkülönböztetését. Ha a mobil vevőhöz egynél több útvonalon jut el a jel, akkor az egyes jelek vételi idejében eltérés lesz. A vételi időkülönbség a távolságbeli különbségnek és a terjedési sebességnek a hányadosa. Ha ez az időkülönbség nagyobb egy psec-nál, a korrelációs folyamat során meg tudjuk különböztetni az egyes útvonalakat. A vevő választhat, hogy a korábbi vagy a későbbi útvonalat követi. Ha két vevő van (210 és 212 vevő), akkor két, egymástól független útvonal követhető és dolgozható fel párhuzamosan.

A 214 keresővevő feladata az, hogy 216 vezérlőprocesszor által vezérelve folyamatosan letapogassa a vett pilotjel névleges ideje körüli időtartományt, és keressen más, a mikrocellaközpont által kiadott, többszörös útvonalon érkező pilotjelet. A 214 vevő meghatározza minden olyan vett jel erősségét, amelynek hullámalakja megfelel a kívánt formának, és amely a névleges időzítéstől eltérő időpontban jelentkezik. A 214 vevő összehasonlítja a vett jelek erősségét, és a legerősebb jelek vonatkozásában jelerősséget reprezentáló jelet továbbít a 216 vezérlőprocesszomak. A 216 vezérlőprocesszor vezérlőjeleket ad a 210, 212 adatvevőknek abból a célból, hogy ezek a legerősebbek közül más-más jelet dolgozzanak fel.

A 216 vezérlőprocesszor olyan PN-generátort tartalmaz, amely egy bemenő mobil egységeimnek vagy felhasználói azonosítónak megfelelő felhasználói PN-jelsorozatot állít elő. A PN-generátorból kimenő PN-jelsorozat 218 diversitykombináló és dekódoló áramkörbe jut. Mivel az MC-M irányú jel össze van keverve a mobil egység felhasználói PN-jelsorozatával, a PN-generátor kimenetét használjuk fel a cellaközpont által az adott mobil vevőhöz címzett jel visszarendezésére, a mikrocella vevőjében végbemenő folyamathoz hasonló módon. A PN-generátor specifikusan adja a kimenő PNjelsorozatot a deinterleaver és dekódoló áramkörre, amely ennek alapján visszarendezi az összekevert felhasználói adatokat. Bár az összekeverést (scrambling) PN-jelsorozattal kapcsolatban ismertettük, természetesen más - adott esetben jól ismert - módszerek is alkalmazhatók.

A 210, 212 vevők kimenőjele tehát 218 diversitykombináló és dekódoló áramkörbe jut. A 218 áramkörön belül a diversity kombinálóáramkör egyszerűen egyezteti a két vett kódjelfolyam időzítését, és összegezi a két kódjelfolyamot. Az összegezést például oly módon hajthatjuk végre, hogy a két kódjelfolyamot megszorozzuk egy, a jelek egymáshoz viszonyított jelerősségének megfelelő értékkel. Ez a művelet egy maximális arányú diversitykombinálásnak tekinthető. A kapott kombinált kódjelfolyamot a 218 áramkör részét képező, előremenő, hibadetektálásos dekódoló segítségével dekódoljuk. A szokásos digitális alapsávi berendezés egy digitális vocoderrendszer. A CDMA-rendszer úgy van kialakítva, hogy a legkülönfélébb típusú vocoderek alkalmazását teszi lehetővé.

A 220 alapsávi áramkör általában (nem ábrázolt) digitális vocodert tartalmaz, amely adott esetben változtatható sebességű is lehet. A 220 alapsávi áramkör továbbá interfészként szolgál kézibeszélő vagy más periféria csatlakoztatásához. A 220 alapsávi áramkör számos különféle vocoderrel létrehozható. A 220 alapsávi áramkör a 218 áramkörtől kapott információnak megfelelően kimenő információs jelet ad a felhasználónak.

Az M-MC-összeköttetés esetében a felhasználói analóg hangjeleket általában kézibeszélő állítja elő. Ezek képezik a 220 alapsávi áramkör bemenőjeleit. A 220 alapsávi áramkör (nem ábrázolt) analóg/digitális (A/D) jelátalakítót tartalmaz, amely az analóg jelet digitális alakra hozza. A digitális jel a digitális vocoderbe jut, amelyből kódolás után előremenő, hibajavító kódolást (FEC) végző (nem ábrázolt) áramkörbe kerül hibajavítás céljából. A példaként ismertetett kiviteli alak esetében konvolúciós kódolással valósítjuk meg a hibajavító kódolást. A digitalizált kódolt jel a 220 alapsávi áramkörből 222 adómodulátorba jut.

A 222 adómodulátor először Walsh-kódolásnak veti alá az adni kívánt adatokat, majd a kódolt jelet egy olyan PN-vivőre modulálja, amelynek PN-jelsorozata a híváshoz hozzárendelt címfüggvénynek megfelelően van kiválasztva. A PN-jelsorozatot a 216 vezérlőprocesszor az összeköttetés kiépítésekor a cellaközponttól vett és a 210, 212 vevők, valamint a 216 vezérlőprocesszor által dekódolt információ alapján határozza meg. Lehetséges az a megoldás is, hogy a 216 vezérlőprocesszor a PN-jelsorozatot a cellaközponttal való előzetes egyeztetés alapján határozza meg. A 216 vezérlőprocesszor a PN-jelsorozatra vonatkozó információt a beszélgetés dekódolása céljából a 222 adómodulátorba, valamint a 210, 212 vevőkbe továbbítja.

A 222 adómodulátor kimenete a 208 adóteljesítmény-szabályozó áramkörre van csatlakoztatva. A jel adási teljesítményét a 204 vevőből kapott analóg teljesítményszabályozási jel vezérli. A mikrocella által teljesítményszabályozási parancs formájában kiadott ve16

HU 216 923 Β zérlőbiteket a 210,212 adatvevők dolgozzák fel. A teljesítményszabályozási parancsot a 216 vezérlőprocesszor a mobil egység adási teljesitményszintjének beállítására használja fel. A 216 vezérlőprocesszor a parancsnak megfelelően digitális teljesítményszabályozó jelet állít elő, amelyet a 208 áramkörbe továbbít.

A 208 adóteljesítmény-szabályozó áramkör a szabályozott teljesítményű modulált jelet a 206 teljesítményerősítő áramkörbe továbbítja. A 206 teljesítményerősítő áramkör a KF-jelet felerősíti, és a jelet a megfelelő kimenőfrekvenciára hangoló frekvenciaszintetizátor kimenőjelével keverve RF-frekvenciára teszi át. A 206 teljesítményerősítő áramkör a teljesítményt a végső kimeneti szintre emelő erősítőt tartalmaz. Az adójel a 206 teljesítményerősítő áramkörből a 202 diplexerbe jut. A 202 diplexer a jelet a 200 antennára továbbítja a mikrocella felé történő kisugárzás céljából.

Amikor a mobil egység adási üzemmódban van, a mobil felhasználói analóg hangjel először egy digitális vocoderen megy át. A vocoder kimenőjelét azután rendre konvolúciós előremenő hibajavító (FEC) kódolásnak, 64ed rendű ortogonális jelsorozattal való kódolásnak és PNvivőjelre történő modulálásnak vetjük alá. A 64-ed rendű ortogonális jelsorozatot Walsh-függvény szerint kódoló egység állítja elő. A kódolóegységet a konvolúciós FECkódoló kimenetéről érkező, egymást követő hat összegyűjtött bináris kódjel vezérli. Az összegyűjtött hat bináris kódjel együtt határozza meg, hogy a hatvannégy lehetséges Walsh-jelsorozat közül melyik kerül továbbításra. A Walsh-jelsorozat hatvannégy bit hosszúságú. A Walsh-„chip” frekvenciájának tehát 9600 bit/s adatátviteli sebesség esetén 9600x3χ(1/6)=307200 Hz-nek kell lennie.

Az M-MC-összeköttetés esetében egy közös rövid PN-jelsorozatot alkalmazunk a rendszer minden egyes hangvivőjéhez, míg a felhasználói cím kódolása a felhasználói PN-jelsorozat generátora segítségével történik. A felhasználói PN-jelsorozat egyedileg van hozzárendelve a mobil egységekhez, legalább a beszélgetés időtartamára. A felhasználói PN-jelsorozatot kizárólagos VAGY kapu kapcsolja össze a közös PN-jelsorozatokkal, amelyek 32768 hosszúságra kiegészített maximális lineáris léptetőregiszteres jelsorozatok. A kapott bináris jelekkel azután kétfázisúan modulálunk egy kvadratúravivőt, majd összegezésük révén összetett eredőjelet képezünk, amelyet sávszűrés után KF-frekvenciájú kimenőjellé alakítunk. A példakénti kiviteli alak esetében a szűrési folyamat egy részét olyan, véges impulzuskarakterisztikájú (FIR) szűrő hajtja végre, amely a bináris kimenő jelsorozat szűrését megvalósító digitális szűrőként van kialakítva.

A modulátor kimenőjelének teljesítményét ezután a digitális vezérlőprocesszortól és az analóg vevőtől kapott jelek alapján szabályozzuk, és a kapott jelet frekvenciaszintetizátor segítségével keverés útján rádiófrekvenciás üzemi jellé alakítjuk át, illetve a megfelelő kimenőfrekvenciára hangoljuk, majd a végső kimenő teljesítmény szintre erősítjük fel. Az adójel ezután a diplexeren át az antennára kerül.

A mobil egység 222 adómodulátora digitális formában kapja az adatokat a felhasználói alapsávi áramkörtől. Az adatok kódolóba jutnak, amely az adott példa esetében konvolúciós kódolásnak, blokk-kódolásnak és

Walsh-kódolásnak veti alá azokat.

Az adómodulátor ezenkívül PN-generátort tartalmaz, amely a kimenő PN-jelsorozat meghatározásához bemenőjelként a mobil egység címét veszi. Ez a PNgenerátor állítja elő a felhasználóspecifikus 42 bites jelsorozatot az adott mikrocellához a már tárgyalt módon. További, eddig nem tárgyalt és minden PN-generátorra nézve közös jellemzője ennek a PN-generátornak az, hogy maszkolási technikát alkalmaz a kimenő felhasználói PN-jelsorozat előállításánál. A felhasználó például egy olyan 42 bites maszkot kap, amelynek minden bitjét kizárólagos VAGY kapcsolatba hozzuk a PN-generátort alkotó léptetőregiszter-sorozat minden regiszterének egy bit kimenetével. A maszk és a léptetőregiszteri bit kizárólagos VAGY műveletben való összevetésének eredményeit azután együtt kizárólagos VAGY kapcsolatba hozva állítjuk elő a felhasználói PN-jelsorozatként alkalmazott PN-generátorkimenetet.

A 222 adómodulátor az összes mobil egység által felhasznált PN_r és PN_Q-jelsorozatokat előállító PN-generátorokat tartalmaz. Ezek a PN-jelsorozatok a példaként bemutatott kiviteli alaknál az MC-M-összeköttetés esetében nulla eltolásúak.

A példaként bemutatott kiviteli alaknál az M-Cösszeköttetés esetében konvolúciós kódolást alkalmazunk r= 1/3 sebesség és K=9 kényszerített hossz mellett. Az alkalmazott generátorok jellemző értékei: G, = 557 (oktális), G₂=663 (oktális) és G₃=711 (oktális). A C-M-összeköttetés esetéhez hasonló módon itt is kódismétlést alkalmazunk a vocoder által 20 ms-os időkeretek alapján előállított négy különböző adatsebességhez való alkalmazkodás céljából. Azonban az MC-M-összeköttetés esetétől eltérő módon a mobil egység nem csökkentett energiával sugározza ki az ismételt kódjeleket, hanem az ismétlési csoportból csak egy kódjelet ad ki, de azt névleges energiaszinten. A példaként ismertetett kiviteli alak esetében a kódjelismétlés csupán arra szolgál, hogy a változó adatsebességű rendszert összhangba hozzuk az alkalmazott interleaving és moduláció struktúrájával, amint azt az alábbiakban még részletesebben be fogjuk mutatni.

Az M-C-összeköttetés esetében 20 ms-os blokkinterleavert alkalmazunk. Ez pontosan egy vocoderidőkeretnek felel meg. 9600 bit/s adatsebesség és r= 1/3 kódsebesség esetén a 20 msec időtartamba 576 kódjel fér el. Az N és B paraméterek értéke 32 és 18 (N az interleaver sorainak számát, B az interleaver oszlopainak számát jelenti). A kódjelek beírása az interleaver-memóriába soronként történik, kiolvasásuk viszont oszloponként.

Az alkalmazott moduláció 64-ed rendű ortogonális jeltovábbítás. Más szavakkal: az időben elhelyezett (interleaved) kódjelek a hatvannégy ortogonális hullámalak egyikének kiválasztásához hatos csoportokba vannak rendezve. A hatvannégy, időben egymásra orto17

HU 216 923 Β gonális hullámalakot ugyanazok a Walsh-fiiggvények adják, amelyeket a C-M-összeköttetés esetében alkalmazunk elfedő jelsorozatokként.

Az adatmoduláció időintervallumának hossza 208,33 psec. Ezt Walsh-kódjel-intervallumnak nevezzük. 9600 bit/s esetén a 208,33 psec két információs bitnek felel meg, és hat kódjellel egyenértékű, ha a kódjelsebesség 28 800 kódjel/sec. A Walsh-kódjel-intervallum hatvannégy egyenlő hosszúságú időintervallumra van osztva. Ezeket Walsh-chipeknek nevezzük. Egy Walsh-chip időtartama 208,33/64 = 3,25 psec. A Walsh-chip-sebesség tehát 1/3,25 psec=307,2 kHz. Mivel a PN szórási sebesség szimmetrikus a kétféle összeköttetésre nézve, azaz 1,2288 MHz, egy Walshchipre pontosan négy PN-chip jut.

Az M-C-összeköttetés esetében összesen három PN-generátort alkalmazunk: a felhasználóspecifikus, 42 bites PN-generátort, valamint az I és Q csatorna 15 bites PN-generátorait. A felhasználóspecifikus szórási művelet után ugyanúgy QPSK-kódolásos szórásnak vetjük alá a jelet, mint a C-M-összeköttetés esetében. Azonban a C-M-összeköttetés esetétől eltérően, ahol minden szektor vagy cella egyedi 2¹⁵ hosszúságú jelsorozattal volt azonosítva, itt valamennyi mobil egység ugyanazt az I és Q PN-jelsorozatot használja fel. Ezek a PN-jelsorozatok ugyanazok a nulla eltolású jelsorozatok, amelyeket a C-M-összeköttetésnél pilotjelsorozatokként alkalmazunk.

A kódismétlést és az energiaszint-beállítást az MC-M-összeköttetés esetében a vocoder által előállított változó adatsebességhez való alkalmazkodás céljából alkalmazzuk. Az M-MC-összeköttetés esetében ettől eltérően a jelcsoportátvitelen (burst) alapuló technikát alkalmazzuk.

A vocoder (ugyanúgy, mint a C-M-összeköttetés esetében) 20 ms időkeret alapon négy különböző adatsebességet állít elő. Ezek a következők: 9600, 4800, 2400 és 1200 bit/s. Az információs bitek kódolása r= 1/3 sebességű konvolúciós kódolással történik, és a kódjelek kétszer, négyszer, illetve nyolcszor vannak ismételve a három alacsonyabb adatsebesség esetében, így a kódjelsebesség állandó: 28800kódjel/másodperc. A kódolással nyert kódjeleket blokkinterleaver helyezi el az időben. Ennek időtartománya pontosan egy vocoderidőkeret, azaz 20 ms. A konvolúciós kódoló minden 20 ms alatt összesen 576 kódjelet állít elő, amelyek között ismételt kódjelek is lehetnek.

A 20 ms-os vocoder-időkeret tizenhat, egyenként 1,25 ms tartamú időrésre van osztva. Az M-C-összeköttetés esetében a számszerű adatok a következők: minden időrés harminchat 28 800 kódjel/másodperc sebességű kódjelet tartalmaz. Ez 4800 kódjel/másodperc sebesség esetén hat Walsh-kódjellel egyenértékű. 1/2 sebesség esetén (4800 bit/s) az időrések nyolc csoportba vannak összefogva, és mindegyik csoport két időrést tartalmaz. 1/4 sebesség esetén (2400 bit/s) az időrések négy csoportot képeznek, és minden csoport négy időrést tartalmaz. Végül 1/8 sebesség esetén (1200 bit/s) az időrések két csoportot képeznek, és minden csoportban nyolc időrés van.

Annak érdekében, hogy a mobil egység hívást kezdeményezhessen, el kell látni olyan jelzőeszközzel, amelynek segítségével a cellaközpont útján kommunikálni tud a rendszer más felhasználóival. Az M-MC összeköttetés esetében az ALOHA hozzáférési technikát alkalmazzuk. A visszatérő csatorna esetében az adatsebesség például 4800 bit/s lehet. A hozzáférési csatorna jelcsomagjai preambulumból és azt követő információból állnak.

A preambulum hossza a példa szerinti esetben a 20 ms-os időkeret egész számú többszöröse. Ez a szektor vagy cella olyan paramétere, amelyet a mobil egység a személyhívó-csatornán át továbbított egyik üzenet keretében vesz. Mivel a cellaközponti vevők a preambulumot használják fel a terjedési késleltetés meghatározására, ez a megoldás lehetővé teszi, hogy a preambulum hosszát a cella sugarának megfelelően változtassuk. A hozzáférési csatornához a felhasználói PN-kódot vagy előre kijelöljük, vagy a személyhívó-csatornán át továbbítjuk a mobil egységekhez.

A moduláció a preambulum időtartamára rögzített és állandó. A preambulumban a kizárólag nullákból álló W_o Walsh-fuggvényt alkalmazzuk ortogonális hullámalakként. Megjegyezzük, hogy ha a konvolúciós kódoló bemenetére kizárólag nullákat adunk, akkor a konvolúciós kódoló a kívánt W_o hullámalakot állítja elő.

A hozzáférési csatorna egy adatcsomagja egy vagy legfeljebb két 20 ms-os időkeretből állhat. A hozzáférési csatorna esetében a kódolás, az időbeli elhelyezés (interleaving) és a moduláció ugyanúgy történik, mint a hangcsatorna esetében, 4800 bit/s sebességgel, de az adás nem jelcsoport (burst) jellegű, és minden kódjel átvitelre kerül. Egy lehetséges kiviteli alak esetében a szektor vagy cella olyan rendszerű, hogy a mobil egységektől 40 ms-os preambulumot igényel, a hozzáférési csatornái üzenet viszont olyan típusú, hogy egy adatkeretet kíván. Ha N_P a preambulum jelkereteinek száma, és k az egy előre meghatározott kezdeti időponttól számítva eltelt 20 ms-os időtartamok száma, akkor a mobil egységek csak abban az esetben kezdeményezhetnek adást a hozzáférési csatorna útján, ha (k, N_P+2)=0 egyenlet teljesül.

Más hírközlési alkalmazások esetében a speciális igényekhez való jobb alkalmazkodás érdekében kívánatos lehet a hibajavító kódolás, az ortogonális jelsorozattal való kódolás és a PN-kódolás egyes elemeinek átcsoportosítása.

Claims (21)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Hírközlési rendszer, különösen kódosztásos, többszörös hozzáféréses (CDMA) hírközlési rendszer, amelynek egyes felhasználói legalább egy, antennarendszerrel ellátott bázisállomás útján, CDMA-hírközlési jelek felhasználásával információs jeleket közölnek legalább egy további felhasználóval, azzal jellemezve, hogy több, egymástól térben elkülönített antennából (28A...28I) álló antennarendszere (26), a CDMA-hírközlési jeleket a bázisállomás (10) és az antennák (28A...28I) között továbbító

   HU 216 923 Β jelelosztó eszköze, valamint a jelelosztó eszköz és az antennák közé iktatott, a CDMA hírközlési jelekben előre meghatározott mértékű késleltetést előidéző késleltetőeszköze (30A...30J) van.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a jelelosztó eszköz az antennákat (28A...28I) egymással sorosan összekötő és a sorban első antennát (28A) a bázisállomással (10) összekötő vezetékrendszerként van kialakítva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy előre meghatározott időtartamú chipeket tartalmazó, bináris chipsorozatokból álló álvéletlen (PN) zajszórási kódnak megfelelően modulált CDMA-hírközlési jeleket alkalmazó felhasználói vannak, és a késleltetőeszközt az antennákhoz (28A...28I) társított, a CDMA-hírközlési jeleket legalább egy chip időtartamával késleltető késleltetőelemek (30A...30J) képezik.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy minden antennának (58A...58I) meghatározott besugárzási területe van, és az egyes antennák besugárzási területeikkel egymást átfedően vannak elrendezve.
5. 5. A 4. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy az egyes antennák (58A...58I) besugárzási területeikkel egymást részben átfedően vannak elrendezve.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a jelelosztó eszköz egy bázisállomáshoz (10) villamosán csatolt helyi antennából (50), valamint több, a helyi antennától (50) térben elkülönített, ahhoz elektromágneses úton csatolt távoli antennából (54A...54I) áll, amelyek egy-egy, egymástól térben elkülönített további antennához (58A...58I) vannak csatlakoztatva.
7. 7. A 6. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy előre meghatározott időtartamú chipeket tartalmazó, bináris chipsorozatokból álló, álvéletlen (PN) zajszórási kódnak megfelelően modulált, CDMAhírközlési jeleket alkalmazó felhasználói vannak, és a késleltetőeszközt a távoli antennák (54A...54I) és a további antennák (58A...58I) közé iktatott, a CDMA-hírközlési jeleket legalább egy chip időtartamával késleltető késleltetőelemek (56A...56I) képezik.
8. 8. A 6. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy minden antennának (58A...58I) meghatározott besugárzási területe van, és az egyes antennák besugárzási területeikkel egymást átfedően vannak elrendezve.
9. 9. A 8. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy az egyes antennák (58A...58I) besugárzási területeikkel egymást részben átfedően vannak elrendezve.
10. 10. Hírközlési rendszer, amelyben helyi felhasználók bázisállomás útján távoli felhasználókkal kommunikálnak, és a távoli felhasználók rádió-összeköttetés útján kommunikálnak a bázisállomással, azzal jellemezve, hogy a bázisállomásnak (10) felhasználói információs jeleket vevő és szórt spektrumú modulációnak alávető hírközlési terminálja, valamint a szórt spektrumú modulált információs jeleket vevő és egymáshoz képest előre meghatározott időkésleltetéssel többszörösen kisugárzó antennaeszköze (26) van.
11. 11. A 10. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy több, egymástól térben elkülönített antennája (28A...28I), a szórt spektrumú, modulált információs jelet a hírközlési terminálból az egyes antennákra továbbító jelelosztó eszköze és az antennák közé iktatott, a szórt spektrumú modulált felhasználói információs jelekben előre meghatározott mértékű, antennánként különböző késleltetéseket előidéző késleltetőeszköze (30A...30J) van.
12. 12. A 11 igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy előre meghatározott időtartamú chipeket tartalmazó, bináris chipsorozatokból álló álvéletlen (PN) zaj szórási kódnak megfelelően modulált közvetlen követésű jelsorozatokból álló, szórt spektrumú felhasználói információs jeleket alkalmazó felhasználói vannak.
13. 13. A 12. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a késleltetőeszköz több, legalább egy-egy antennához (28A...28I) társított, a szórt spektrumú, modulált felhasználói információs jelben egymástól legalább egy chip időtartamának megfelelő mértékben eltérő késleltetéseket előidéző késleltetőelemekből (30A...30J) áll.
14. 14. A 10. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a helyi és egyéb felhasználókkal a bázisállomáshoz a keresett felhasználók és távoli felhasználók felé való továbbítás céljából szórt spektrumú, modulált távoli felhasználói információs jeleket továbbítva kommunikáló távoli felhasználói vannak, továbbá a távoli felhasználók által továbbított, szórt spektrumú modulált távoli felhasználói információs jeleket összegyűjtő, ezekben egymáshoz képest előre meghatározott időbeli késleltetést előidéző és az időben késleltetett, szórt spektrumú modulált távoli felhasználói információs jeleket a hírközlési terminál eszközbe továbbító antennával van ellátva.
15. 15. A 11. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a helyi és egyéb felhasználókkal a bázisállomáshoz a keresett felhasználók és távoli felhasználók felé való továbbítás céljából szórt spektrumú, modulált távoli felhasználói információs jeleket továbbítva kommunikáló távoli felhasználói vannak, továbbá távoli felhasználók által továbbított, szórt spektrumú modulált távoli felhasználói információs jeleket felfogó antennákkal rendelkezik, valamint az antennák által felfogott, szórt spektrumú modulált távoli felhasználói információs jeleket a hírközlési termináleszközre csatoló jelelosztó eszköze és az antennák által felfogott, szórt spektrumú modulált távoli felhasználói információs jeleket egymáshoz képest a jelelosztó eszköz által szolgáltatott, előre meghatározott időbeli eltolással a hírközlési termináleszközbe továbbító késleltetőeszköze van.
16. 16. Hírközlési rendszer helyi információs jelek helyi hírközlési rendszer felhasználói között, illetve a helyi hírközlési rendszer felhasználói és külső hálózat felhasználói között történő átvitelének megkönnyítésére,

    HU 216 923 Β amely hírközlési rendszerben a helyi hírközlési rendszer egyes felhasználói távoli terminálok útján kommunikálnak a helyi hírközlési rendszeren belüli bázisállomással létesített rádió-összeköttetés felhasználásával, kódosztásos, többszörös hozzáféréses hírközlési jelek segítségével, azzal jellemezve, hogy a hírközlési rendszer magántulajdonú mellékhálózatot (PBX), továbbá a PBX-hez csatlakoztatott bázisállomást tartalmaz, és a bázisállomásnak távoli vevőterminálhoz tartozó felhasználónak szánt információs jeleket vevő és előre meghatározott időtartamú chipeket tartalmazó, bináris chipsorozatokból álló, álvéletlen (PN) zajszórási kódnak megfelelően modulált közvetlen követésű jelsorozatokká alakító hírközlési termináleszköze van, továbbá a szórt spektrumú, modulált információs jelet vevő és többszörösen kisugárzó, kisugárzásonként egymáshoz képest legalább egy chip időtartamának megfelelő, időbeli késleltetést alkalmazó antennával rendelkezik.
17. 17. A 16. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy több, egymástól térben elkülönített antennája (28A...28I), a szórt spektrumú modulált információs jelet a hírközlési termináleszköz és az antennák (28A...28I) között továbbító jelelosztó eszköze, valamint a jelelosztó eszköz és az antennák közé iktatott, a jelelosztó eszköz által az egyes antennákra továbbított, szórt spektrumú modulált információs jelben egy-egy chip időtartamának megfelelő, inkrementális időbeli késleltetést előidéző késleltetőeszköze (30A...30J) van.
18. 18. A 17. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a PBX a külső hálózathoz, valamint a helyi felhasználóknak egy, a helyi hírközlési rendszeren belüli hálózatához van csatlakoztatva.
19. 19. A 18. igénypont szerinti hírközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a külső hálózat felhasználóival, továbbá a helyi hírközlési rendszer helyi felhasználóival, valamint a helyi hírközlési rendszer más távoli terminálhoz tartozó felhasználóival szórt spektrumú, modulált távoli terminálhoz tartozó felhasználói információs jeleknek a célzott vevő felhasználó felé történő kiadása végett, a bázisállomáshoz való továbbítása révén a bázisállomás útján kommunikáló távoli terminálhoz tartozó felhasználói vannak; továbbá a távoli terminálhoz tartozó felhasználók által továbbított, szórt spektrumú, modulált, távoli terminálhoz tartozó felhasználói információs jeleket felfogó antennákkal rendelkezik; továbbá az antennák által felfogott, szórt spektrumú, modulált, távoli terminálhoz tartozó felhasználói információs jeleket a hírközlési termináleszközre csatoló jelelosztó eszköze van; és az antennák által felfogott, szórt spektrumú, modulált, távoli terminálhoz tartozó felhasználói információs jelekben a jelelosztó eszköz által a hírközlési termináleszközre való továbbításnál egymáshoz képest előre meghatározott időbeli eltolást előidéző késleltetőeszköze van.
20. 20. Eljárás kódosztásos, többszörös hozzáférésű (CDMA) hírközlési jelek többszörös jelűt közvetítésével történő továbbítására olyan hírközlési rendszerben, amelynek információs jeleket CDMA-hírközlési jelek formájában vevő terminálhoz továbbító adóterminálja van, azzal jellemezve, hogy egymástól térben elkülönített antennák alkalmazásával adjuk ki az adóterminálból a CDMA-hírközlési jeleket; és az antennák által továbbított egyes CDMA-hírközlési jelek között legalább egy előre meghatározott minimális értéknek megfelelő időbeli eltérést hozunk létre.
21. 21. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adóterminálban előre meghatározott időtartamú chipeket tartalmazó, bináris chipsorozatokból álló álvéletlen (PN) zajszórási kódnak megfelelően szórt spektrummal modulált CDMA-hírközlési jeleket állítunk elő, és az egyes antennákra adott CDMA-hírközlési jelek egymástól különböző, előre meghatározott mértékű késleltetéseit legalább egy chip időtartamának megfelelő értékre állítjuk be.