SK3092001A3 - Method and apparatus for transmission and construction of quasi orthogonal vectors - Google Patents

Description

Predložený vynález sa týka komunikačných systémov a hlavne sa týka prenosu kódovaných informačných signálov s rozprestretým spektrom v rámci komunikačných systémov.

Doterajší stav techniky

Z doterajšieho stavu techniky je dobre známy spôsob zmiešavania informačných signálov s rozprestieracími kódovými vektormi pre prenosové účely. To umožňuje kombinovať informačné signály, prenášať ich a navzájom ich oddeliť po skončení prenosu. Najužitočnejšou vlastnosťou súboru kódovacích vektorov, ktoré sú vhodné pre tento účel, je vzájomná ortogonalita rozprestieracích kódovacích vektorov. Táto skutočnosť umožňuje dosiahnuť teoreticky nulové interferencie medzi informačnými signálmi. Kódovacími vektormi, ktoré sa pre tieto účely najčastejšie používajú, sú Walshove kódovacie vektory.

Celkový počet binárnych kódovacích vektorov s dĺžkou n je 2ⁿ. Avšak z celkového počtu 2ⁿ binárnych vektorov celého priestoru vektorov je iba n vektorov navzájom ortogonálnych. Napríklad, keď je n = 8, existuje 256 rôznych binárnych vektorov. Avšak iba 8 vektorov z uvedených 256 vektorov je navzájom ortogonálnych. Preto v systéme, kde platí, že n = 8, je možné kombinovať a spätným spôsobom opäť oddeliť iba 8 informačných signálov. V tomto systéme môže byť teda súčasne obslúžených iba 8 užívateľov. Podobným spôsobom možno povedať, že pokiaľ n = 128, potom sa môže v rovnakej dobe obslúžiť 128 užívateľov. Niektoré vektory môžu byť určitú dobu nevyužité, čo umožní obsluhu väčšieho počtu užívateľov ako iba daných n užívateľov. Avšak veľkosť kódovacích vektorov predstavuje obmedzenie veľkosti komunikačného systému.

• · ·· · · · • · · · · ···

Množinu W kódovacích vektorov w, ktoré spĺňajú požiadavku ortogonality pre dosiahnutie nulovej teoretickej interferencie, možno reprezentovať nasledujúcim spôsobom:

W1 = [W1,1 W1,2 .... Wi,n]

W2 ⁼ [W2,1 W2,2 · W2,n]

W₃ = [W₃,i W₃,2 · W₃,_n]

W_n = [W_n,i W_n,₂ .... W_n,_n] pričom každý vektor w je stĺpcový vektor, používajúci abecedu 0/1 alebo ekvivalentnú abecedu -1/+1. V nasledujúcom popise bude množina kódovacích vektorov, ktorá používa abecedu 0/1, označená ako W_b,_n a množina, ktorá používa abecedu -1/+1, bude označená ako W_n.

Pretože všetky vektory w v množine W sú navzájom ortogonálne, musí byť skalárny súčin akýchkoľvek dvoch vektorov z uvedenej množiny nulový. Túto skutočnosť možno zapísať nasledujúcim spôsobom:

(w_x, w_y) = 0 kde x a y môžu byť akékoľvek hodnoty medzi lana ďalej platí, že x * y a (w_x, w_y) sa rovná

Tiež:

n

1/n Σ W_XJ. W_y,i i=1

Podobným spôsobom sa môže vyššie uvedený súčet zapísať ako nasledujúci maticový súčin:

W_X ^T w_y = 0

W_X ^T w_y = n

·· • · • ·	• • · •	• · • · • ·	• · • ···	• · • · • «
• ·	···	··	• ·	·· ·

Pokiaľ označíme i-tý dátový symbol, ktorý je potrebné preniesť, ako d, a celkový počet signálov na prenos ako k, potom celkový prenášaný signál S, vysielaný základňovou stanicou do mobilnej stanice je:

k

S = Σ d,. Wj i=1

Mobilná stanica prijme celkový prenášaný signál S a pokúsi sa odstrániť všetky prebytočné informačné signály od informačného signálu, ktorý je jej určený.

Na to, aby mobilná stanica mohla rozlíšiť nadbytočné informačné signály, môže mobilná stanica vynásobiť signál S svojím vlastným vektorom Walshovho kódu. V nasledujúcej časti popisu je uvedený príklad, pre ktorý platí, že i = 1:

k w/s = w/ Σ diWj i=1 k

= W1^T (diWi + Σ d, W,) i=2 pričom prvý člen na pravej strane reprezentuje požadovaný signál a druhý člen na pravej strane reprezentuje interferenčný šum, daný ostatnými zvyšnými informačnými signálmi, ktoré boli zmiešané s ich vlastnými Walshovými kódmi. Po vyriešení tejto rovnice získame rovnosť:

Wi^T S - ndi + 0

Z tohto dôvodu závisí oddelenie vysielaných informačných signálov na prijímacej strane od nulovej korelácie medzi požadovaným signálom a všetkými ostatnými informačnými signálmi.

Aby bolo možné využívať komunikačné systémy pokiaľ možno najefektívnejším spôsobom, je žiaduce prenášať v rovnakej dobe pokiaľ možno najviac informačných signálov a tie potom navzájom rozlíšiť a navzájom od seba oddeliť. Avšak iba n informačných signálov možno zlúčiť a potom spätne navzájom oddeliť pri dosiahnutí nulovej interferencie, pretože pre tieto účely je k dispozícii iba n • 9 ·· ·· · • · ·· • · · • · · · · ·« ··· • · · • ··· • · · · • · · · ·· ·· ortogonálnych vektorov, pričom táto skutočnosť už bola popísaná vo vyššie uvedenom popise. Riešenie, ktoré by vyriešilo toto obmedzenie, je založené na používaní kvázi ortogonálnych funkcií. Kvázi ortogonálnymi vektormi sú vektory, ktoré dopĺňajú n ortogonálnych vektorov. Kvázi ortogonálne vektory sú zvolené zo zvyšných kódovacích vektorov celého binárneho 2ⁿ vektorového priestoru. Táto voľba je vykonaná s požiadavkou dosiahnutia čo možno najmenšej interferencie. Kvázi ortogonálne vektory sú predovšetkým zvolené tak, aby sa úroveň interferencie pri ich používaní nachádzala v požadovaných medziach, pretože úroveň vzájomnej interferencie v tomto prípade nie je nulová.

Pri voľbe kvázi ortogonálnych vektorov je napríklad možné použiť počítačové vyhľadávanie, aplikované na celý 2ⁿ vektorový priestor pre binárne maskovanie abeceda +1/-1). Maskovanie je možné u ortogonálnych vektorov použiť za účelom vytvorenia novej množiny vektorov, ktorými sú kvázi ortogonálne vektory. Pri použití celkovo M masiek na množinu Walshových kódovacích vektorov w_n sa dosiahne nasledujúci počet kvázi ortogonálnych funkcií: (M + 1)n. Použitie masky m na kódový vektor w e W znamená postupné vynásobenie zložiek masky m a ortogonálneho kódového vektoru w, vďaka čomu sa získa nový kódový vektor:

w_m = w . m

Je možné testovať interferenciu, ktorá vznikne pri používaní nových kódovacích vektorov a kódovacie vektory, pri ktorých používaní sa dosiahne najnižšia korelácia, možno zvoliť ako prvky množiny kvázi ortogonálnych vektorov. Možno tiež nájsť väčší počet podobných maskovacích funkcií, vďaka ktorým sa dosiahne nájdenie väčšieho počtu množín kvázi ortogonálnych vektorov na základe jednej jedinej množiny ortogonálnych vektorov. Pretože kvázi ortogonálne vektory, ktoré sa našli pomocou počítačového vyhľadávania, sa použijú na zmiešavanie s informačnými signálmi, je pre účely neskoršieho vzájomného rozlíšenia informačných signálov potrebné, aby kvázi ortogonálne vektory boli medzi sebou navzájom ortogonálne. Pritom existuje nenulová korelácia medzi aspoň jedným kódovým vektorom v ortogonálnej množine a jedným vektorom v kvázi ortogonálnej množine.

Pokiaľ označíme kvázi ortogonálne vektory ako v, je možné dokázať, že:

«· · ·· ·» • · ·· · · · • · · · · ··· • · · · · · · • · · · · · ·· ··· ·· ·· k

1/n Σ ((V, wj)²) = 1/n j=1

Cieľ voľby kvázi ortogonálnych vektorov v spočíva vo voľbe takých vektorov, pre ktoré piati, že:

max je pokiaľ možno najmenšia.

Pretože veľkosť ich korelácie je užitočným meradlom možnosti rozlíšenia vektorov, je vhodné nasledujúcim spôsobom nadefinovať normalizovanú koreláciu medzi dvoma kódovacími vektormi x a y:

n (x, y) = 1/n Σ xi y,* i=1

Korelácia medzi dvoma ortogonálnymi vektormi je nulová. Nízka absolútna hodnota korelácie sa prejaví v lepších možnostiach oddelenia informačných signálov, ktoré sa zmiešali s ortogonálnymi vektormi a tiež informačných signálov, ktoré sa zmiešali s kvázi ortogonálnymi vektormi. Lepšie oddelenie zodpovedajúcich signálov sa v priebehu dekódovania prejaví v nižšej interferencii medzi signálmi.

Veľkosť odmocnenej korelácie medzi ortogonálnymi vektormi a ich zodpovedajúcimi kvázi ortogonálnymi vektormi, kde n je mocnina dvoch, je 1/n. Možno tiež dokázať, že spodná medza absolútnej hodnoty korelácie nadobúda hodnotu 1/ Vň . Táto hodnota sa označuje ako Holtzmanova spodná medza. Našli sa masky, pre ktoré platí uvedená spodná medza v prípade, že n je párnou mocninou dvoch. Avšak v prípadoch, kedy n je nepárna mocnina dvoch, táto medza nespĺňa uvedenú rovnosť. Možno ukázať, že v tomto prípade nadobúda veľkosť najnižšie korelácie hodnoty V~2 / Zn. Pomocou počítačového programu možno preto ukázať, že v prípade nepárnej mocniny dvoch je veľkosť interferencie najlepších kvázi ortogonálnych vektorov V2 násobok teoretickej hranice.

·· · ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· ·· ··· ·· ·· ···

Je preto žiaduce nájsť dodatočné kvázi ortogonálne vektory, ktoré by sa vyznačovali nižšou koreláciou s ortogonálnymi vektormi pre prípad, kedy n je nepárna mocnina dvoch, vďaka čomu by bolo možné rozšíriť kapacitu komunikačných systémov pri súčasnom dodržaní prijateľnej nízkej úrovne interferencie.

Podstata vynálezu

Uvažujme o spôsobe prenosu v komunikačnom systéme, ktorý používa ortogonálne kódovacie vektory na prenos informačných signálov. Spôsob obsahuje vytvorenie prvej vektorovej matice pomocou prvej série cyklických posunov a vytvorenie druhej vektorovej matice pomocou druhej série cyklických posunov. Prvá vektorová matica je permutovaná za účelom vytvorenia ortogonálneho kódu, pričom sú určené permutačné operácie. Spôsob tiež rozvíja použitie určených permutačných operácií u druhej matice, vďaka čomu sa dosiahne vytvorenie kvázi ortogonálneho kódovacieho vektoru. Kvázi ortogonálny kódový vektor sa aplikuje na informačný signál, vďaka čomu je vytvorený zakódovaný informačný signál a zakódovaný informačný signál sa prenesie. Vytvorenie prvého maticového vektoru obsahuje cyklické posuny sekvencie s charakteristickým polynómom. Charakteristickým polynómom sekvencie môže byť primitívny polynóm stupňa r. Sekvenciou je potom m-sekvencia. Dĺžka ortogonálneho kódového vektoru je n = 2ⁿ a vytvorenie prvej vektorovej matice môže vyžadovať n - 1 cyklických posunov. Prvá matica je pred permutáciou rozšírená. Primitívny polynóm sa prevedie na kvartérny polynóm. Vygeneruje sa sekvencia, ktorá má ako svoj charakteristický polynóm kvartérny polynóm, pričom takto vytvorená sekvencia je sekvencia rodiny A a fáza vytvorenia druhej matice je založená na sekvencií rodiny A. Pred permutáciou druhej matice je druhá matica tiež rozšírená. Druhá vektorová matica sa permutuje za účelom získania masky a maska sa aplikuje na ortogonálny kódový vektor za účelom získania kvázi ortogonálneho vektoru. Za účelom získania väčšieho počtu kvázi ortogonálnych vektorov možno masku použiť na väčší počet ortogonálnych vektorov.

·· ·	•	··	·
•	•	• ·	•	•	•	•	• ·
•	•	•	•	•	···	•	•
•
•	•	•	•	•	• ·	•	•
• ·		• · ·		··	··	··	•

Prehľad obrázkov na výkresoch

V nasledujúcom popise budú podrobnejšie popísané vlastnosti, charakteristiky a výhody predloženého vynálezu, pričom sa použijú sprievodné obrázky, na ktorých sú zodpovedajúce prvky označené vzťahovými značkami s rovnakými číslami.

Obr. 1 zobrazuje vývojový diagram realizácie algoritmu pre permutáciu matice, ktorý je vhodný na použitie v rámci spôsobu podľa predloženého vynálezu.

Obr. 2 zobrazuje vývojový diagram realizácie algoritmu na generovanie kvázi ortogonálnych masiek podľa predloženého vynálezu.

Obr. 3 zobrazuje schému realizácie spôsobu mapovania vektorov, ktorý je vhodný na použitie v rámci spôsobu podľa predloženého vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V spôsobe prenosu signálu podľa predloženého vynálezu je vytvorených m masiek a tie sa aplikujú na ortogonálne kódovacie vektory za účelom získania kvázi ortogonálnych kódovacích vektorov, pričom uvedené masky sú masky štvorfázového kľúčovania alebo štvorprvkového fázového kľúčovania (QSFK). Preto majú masky m abecedu skôr so štyrmi prvkami (+1, +j) ako s dvoma prvkami, pričom j = je imaginárna komplexná jednotka. Je potrebné povedať, že spôsob prenosu signálu podľa predloženého vynálezu môže pre prenos informačného signálu vyžadovať použitie dvoch masiek m. Jedna z masiek sa môže použiť v kanále, ktorý je vo fáze kanál (I) a druhá maska sa môže použiť v kanále, ktorý nie je vo fáze - kanál (Q).

Pri používaní spôsobu prenosu podľa predloženého vynálezu možno generovať nové masky m pomocou lineárneho spätnoväzobného posuvného registra (LFSR). 2^k-násobná LFSR sekvencia s[t] je sekvencia so symbolmi {0, 1, ..., 2^k-1}, kde v binárnom prípade sa k rovná jednej a v kvartérnom prípade sa k rovná dvom. Sekvencia zodpovedá lineárnemu rekurentnému vzťahu, ktorý má nasledujúcu podobu:

r ^c,s(t + i) = 0(mod 2‘), Vr > 0 >=o ·· ·· ·· • · · • · ··· ·· ··· ·· ·· ·· · kde r > 1 je stupeň rekurzie. Koeficienty q sú prvky množiny {0, 1.....2^k '} a c_r/0,

Tento druh sekvencie s[t] má nasledujúci charakteristický polynóm:

r c(x) = Σ c, x' i=0

Keď k = 1, je sekvencia s[t] periodická s periódou, ktorá sa rovná alebo je menšia ako 2^r -1. Pokiaľ perióda sekvencie s[t] dosiahne maximálnu hodnotu 2^r -1, charakteristický polynóm s[t] je definovaný ako primitívny polynóm a sekvencia s[t] je m-sekvencia. Sekvencie tohto druhu sú popísané v publikácii autora S. W. Golomba, „Shift Register Sequences,, („Sekvencie posuvných registrov,,), ktorá bola vydaná vydavateľstvom Holden Day v San Franciscu v Kalifornii roku 1967.

Kód C' obsahuje jednu periódu m-sekvencie a jednu periódu každého jej cyklického posunu. Preto veľkosť kódu C' je 2^r - 1. Kód C' sa potom môže rozšíriť pomocou pripojenia nulového bitu ku každému slovu kódu C'. Uvedená nula je vždy pripojená na rovnakom bitovom mieste každého slova kódu. Zaradenie nulového vektora týmto spôsobom vytvorí kódovú maticu C kódu C'.

Kódová matica C má dĺžku 2^r a veľkosť 2^Γ. V jednom výhodnom príklade vyhotovenia predloženého vynálezu môže byť kód C stĺpcovo a riadkovo permutovaný za účelom získania Walshovho kódu Wb, 2r s veľkosťou 2^r. Avšak to je úplne dostatočné na získanie takejto permutovanej matice P, pre ktorú platí, že množina riadkových vektorov maticového súčinu CP je rovnaká ako množina riadkových vektorov Wbi 2r·

Na obr. 1 je zobrazený algoritmus 10 pre permutáciu matice, ktorý možno používať v spôsobe podľa predloženého vynálezu. Pomocou algoritmu 10 pre permutáciu matice je vytvorená submatica W matice W_b, _2r, čo je znázornené fázou vývojového diagramu. Submatica W obsahuje r riadkov s indexmi 1, 2, 4.....2^r 1. Je potrebné povedať, že indexovanie W_b, _2r začína od nuly a vyberanie indexov sa realizuje na množine prvkov 0 až 2^r - 1. Matica W má preto r riadkov a 2^r stĺpcov. Každý stĺpec matice W sa odlišuje od ostatných stĺpcov.

Potom je vo fáze 14 vývojového diagramu algoritmu 10 pre permutáciu matice vytvorená submatica M kódovej matice C. Submatica M má r riadkov a 2^r stĺpcov. Pri

··	•	··	··	• ·
• ·	··	• ·	•	• ·	··
• ·	•	• ·	···	• ·
• ·	•	• ·	• ·	• ·
··	···	··	··	··	··

vytváraní submatice M je vytvorená prechodná submatica M', ktorá má r riadkov a 2^r - 1 stĺpcov. Submatica M' je vytvorená pomocou pridania stĺpca, obsahujúceho samé nuly, do submatice M. Prvý riadok submatice M' môže reprezentovať akýkoľvek cyklický posun m-sekvencie, používanej pri konštrukcii kódu C. r - 1 riadkov submatice M', ktoré nasledujú za prvým riadkom, reprezentujú postupné posuny o jednu časovú jednotku vzhľadom k prvému riadku. Každý stĺpec submatice M je odlišný.

Vo fáze 16 vývojového diagramu algoritmu 10 pre permutáciu matice je potom určená permutačná matica P, pre ktorú platí MP = W. Permutačná matica P predstavuje požadovaný výstup algoritmu 10, keďže submatice M a W majú rovnakú množinu odlišných stĺpcov, je v tomto ohľade určenie matice P priamočiare. U iného výhodného príkladu vyhotovenia predloženého vynálezu možno určiť permutačnú maticu P pomocou techniky výpočtu matíc. Odborníkovi so znalosťou doterajšieho stavu techniky je zrejmé, že riadky matice CP sú rovnaké ako riadky W_b, 2rPokiaľ platí, že k = 2, a sekvencie majú teda štvorčlennú abecedu, možno určiť sekvenciu, ktorá sa označuje ako sekvencia rodiny A. Sekvencie rodiny A sú napríklad popísané v publikácii autorov S. Boztasa, P. V. Kumara a R. Hammonsa s názvom „4-Phase Sequences with Near-Optimum Correlation Properties,, (Švorfázové sekvencie s korelačnými vlastnosťami blízko optima,,) z „IEEE Transactions of Information Theory,,, IT-38, číslo 3 (máj 1992), str. 1101 - 1113. Pre účely získania sekvencie rodiny A nadefinujme, že c(y) je binárny primitívny polynóm stupňa r. Polynóm g(x) s koeficientmi z množiny (0,1, 2, 3) sa môže získať pomocou polynómu c(x) nasledujúcim spôsobom:

(x²) = (-1) c(x) c(-x) (mod 4)

Podobné prevedenie binárneho polynómu c(x) na kvartérny polynóm g(x) je špeciálny prípad Henselovho prevádzania polynómov. Podrobnosti, ktoré sa týkajú uvedených skutočností, možno nájsť napríklad v publikácii autorov B. R. MacDonalda s názvom „Finite Rings with Identity,, (Konečné kruhy s identitou,,), vydavateľstvo Marcel Dekker, Inc., New York, 1974. LFSR sekvencia s charakteristickým polynómom g(x) je podľa definície sekvencia rodiny A. Sekvencia má periódu 2^r - 1, ·· · ·· ·· ·· ···· ··· ··· • · · · · ··· · · ··· ······ ·· ··· ·· ·· ·· ·

Na obr. 2 je zobrazený algoritmus 50 generovania kvázi ortogonálnych masiek. Algoritmus 50 generovania kvázi ortogonálnych masiek možno použiť na vytvorenie 4-fázovej masky kvôli vytvoreniu kvázi ortogonálnych vektorov s dĺžkou 2^r. U algoritmu 50 generovania masiek sa vo fáze 52 vývojového diagramu použije binárny primitívny polynóm c(x) stupňa r. Vo fáze 56 vývojového diagramu je pri použití primitívneho polynómu c(x) v úlohe charakteristického polynómu vytvorená perióda m-sekvencie.

Vo fáze 58 vývojového diagramu je vytvorená matica M', ktorá v prípade, že n = 2^r, má rozmery (2^r - 1) x (2^r - 1). Každý riadok matice M obsahuje periódu msekvencie podľa fázy 56 vývojového diagramu so všetkými zodpovedajúcimi cyklickými posunmi. Matica M' sa potom rozšíri za účelom získania matice M, čo je v súlade s fázou 62 vývojového diagramu. Rozšírenie matice M' sa vykoná pomocou pridania nulového stĺpca a nulového riadku do matice M'. Rozmery matice M sú preto 2^r x 2^r. S ohľadom na ľahšiu manipuláciu môže byť prvý stĺpec matice M uvedený nulový stĺpec. V súlade s fázou 56 vývojového diagramu sa nájde permutácia P, ktorá stĺpcovo permutuje maticu M tak, aby obsahovala rovnaké riadkové vektory, ktoré sú obsiahnuté vo W_b, 2r- Vo fáze 56 vývojového diagramu je možné pri realizácii použiť vyššie uvedený spôsob permutácie matice alebo iný spôsob, ktorý je známy z doterajšieho stavu techniky.

Na primitívnom polynóme c(x), ktorý sa získal vo fáze 52 vývojového diagramu algoritmu 50 na generovanie masiek, sa vykonalo Henselovho prevádzanie, vďaka čomu sa vyššie uvedeným spôsobom získal polynóm g(x). Operácia Henselovho prevodu sa vykoná vo fáze 72 vývojového diagramu. Vo fáze 78 vývojového diagramu sa vygeneruje jedna perióda sekvencie rodiny A s polynómom g(x) v úlohe charakteristického polynómu. Zo sekvencii rodiny A sa zvolí jedna sekvencia. Zvolená sekvencia môže byť akákoľvek sekvencia rodiny A, ktorá má aspoň jeden symbol rovnajúci sa 1 alebo 3.

Vytvorí sa vektor N' s dĺžkou (2^r - 1). Vektor N' sa skladá z periódy sekvencie rodiny A, ktorá sa zvolila vo fáze 78 vývojového diagramu. Vektor N s dĺžkou 2^ľ sa vytvorí pomocou pripojenia nulového bitu k vektoru N', pričom uvedené pripojenie sa vykoná v prvej bitovej polohe. V súlade s fázou 70 vývojového diagramu je potom vektor N stĺpcovo permutovaný pomocou permutácie P, ktorá sa našla vo fáze 66 vývojového diagramu. Výsledné permutované kódové slovo možno použiť ako ·· · ·· ·· ·· ···· · · · · · • e · · · ··· · · • · · · · ·· ··· · ··· ······ ·· ··· ·· ·· ·· · maskovaciu funkciu pri generovaní kvázi ortogonálnych vektorov v súlade so spôsobom podľa predloženého vynálezu. Kvázi ortogonálne vektory, ktoré sa vygenerujú týmto spôsobom, možno použiť pri symbolovom mapovaní na (+1, -1, +j,

-j). Týmto spôsobom možno pre dĺžku 128 Walshovho kódu vygenerovať celkovo 127 masiek. Dve masky, ktoré sa vygenerovali v súlade s algoritmom 50 na generovanie kvázi ortogonálnych masiek, sú uvedené v nasledujúcej tabuľke, ktorá je označená hlavičkou Tabuľka I.

Tabuľka I [ljljljljljljljljljljljlj-l-j-l-j-l-j-l-jljlj-l-j-l-jljlj-1i

-1-jljlj-l-j-l-j-l-j-l-jljljlj-l-jlj-l-jlj-l-jlj-l-jlj-l-jlj1

[ljljljlj-l-j-l-jljljlj-l-jlj-l-jlj-l-j-l-jljl-jl-j-lj-lj-lj-lj-ljl-j-lj-ljl-jl-j-ljl-j-lj-ilj-l-jlj-li-l-jl-jlj-l-jl-jljl

-jl-jl-jlj-lj-ljl-j-l-j-ljl-j-ljl-j-ljljljl-j-l-j-ljljljljl]

Na obr. 3 je zobrazená funkcia 100 vektorového mapovania. Ako vyplýva z uvedenej funkcie 100 vektorového mapovania, je možné ekvivalentným spôsobom reprezentovať masku kvázi ortogonálneho vektoru pomocou symbolov z abecedy {0, 1, 2, 3} alebo pomocou symbolov abecedy {+1,-1, +j, -j}, čo je v súlade s tabuľkou I, pričom sa použije nasledujúce mapovanie:

1

-> j

-» -1

• 9 ·	··	··	• 9
•	•	··	•	•	•	•	• «
•	•	•	•	•	99·	•	•
•
•	•	•	•	•	• 9	•	•
··		···	• 9		• 9	• 9	•

Ako je zobrazené pomocou zodpovedajúcich vstupov 102 a 104, možno sčítať (0/1) Walshove kódovacie vektory (vynásobené dvoma) a masky abecedy (0, 1, 2, 3), pričom k tejto sčítacej operácii sa použije sčítačka 106, ktorá je vo svojej podstate sčítačka modul 4. Výsledok súčtu sa namapuje do abecedy {+1, -1, +j, -j}, čo zodpovedá mapovacej časti 108. Vo výstupe mapovacej časti 108 je potom možno aplikovať zakódované QPSK symboly, pričom táto operácia sa vykonáva v zmiešavači 110, vďaka čomu je potom na výstupe získaný zakódovaný informačný signál, ktorý je vhodný na prenos.

Korelácia medzi akýmkoľvek kódovým vektorom vo Walshovom kóde a akýmkoľvek kódovým vektorom, ktorý sa získal aplikáciou masky podľa tabuľky I na Walshove kódovacie vektory, je nasledujúca:

(± 1/16 ± j/16)

Maximálna absolútna korelácia je preto 1/8^/2 = 1/ýna teoretická spodná medza vyššie uvedenej korelačnej množiny spĺňa zodpovedajúcu rovnosť. Postup, ktorý používa algoritmus 50 na generovanie kvázi ortogonálnych masiek, možno zovšeobecniť na všetky mocniny dvoch, vďaka čomu je pre každú mocninu dvoch možné produkovať optimálne kvázi ortogonálne vektory. V súlade so spôsobom podľa predloženého vynálezu uvádza tabuľka II korelácie a počet masiek pre určité mocniny dvoch.

Tabuľka II

Dĺžka h	Maximálna absolútna korelácia s Walshovym kódom	Korelačné spektrum	Počet masiek, ktoré sú k dispozícii
32	0,177	|(±1±j)/8}	31
64	0,125	{(±1 ±j)/8 }	63
128	0,0833	{(±1±j)/16|	127
256	0,0625	{(±1 ±j)/16}	255
512	0,0442	{(±1 ±j)/32}	512

·· ·	9· 9 9	99	99 e 9
• •	• 9	• 9 9	9 9	9 9
9	999
•	•	9	9		9	9 9	9	9
	··	999		99		9 9		99

Vyššie uvedený popis výhodných príkladov vyhotovenia predloženého vynálezu je určený na to, aby umožnil odborníkovi so znalosťou doterajšieho stavu techniky realizovať alebo používať predložený vynález. Uvedenému odborníkovi so znalosťou doterajšieho stavu techniky budú z tohto popisu zrejmé mnohé modifikácie uvedených príkladov vyhotovenia predloženého vynálezu, pričom všeobecné princípy, ktoré boli nadefinované vo vyššie uvedenom popise, možno použiť i v súvislosti s inými príkladmi vyhotovenia bez toho, aby sa pritom odchýlilo od podstaty vynálezu. Predložený vynález sa preto neobmedzuje na vyššie uvedené príklady vyhotovenia vynálezu, ale sa vzťahuje na najširší rámec, ktorý je v súlade s vyššie uvedenými princípmi a charakteristikami.

Claims (16)

1. Spôsob prenosu v komunikačnom systéme s ortogonálnymi kódovacími vektormi na prenos informačných signálov, vyznačujúci sa tým, že obsahuje:

(a) vytvorenie prvej vektorovej matice za použitia prvej série cyklických posunov;

(b) vytvorenie druhej vektorovej matice za použitia druhej série cyklických posunov;

(c) permutáciu prvej vektorovej matice na získanie ortogonálneho kódu;

(d) určenie permutačných operácií z fázy (c);

(e) aplikáciu určených permutačných operácií na druhú maticu na získanie kvázi ortogonálneho kódového vektoru; a (f) aplikáciu kvázi ortogonálneho kódového vektoru na informačný signál na získanie zakódovaného informačného signálu a prenos zakódovaného informačného signálu.

2. Spôsob prenosu podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že fáza (a) obsahuje cyklické posuny sekvencie s charakteristickým polynómom.

3. Spôsob prenosu podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že charakteristický polynóm sekvencie je primitívny polynóm.

4. Spôsob prenosu podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že primitívny polynóm má stupeň r.

5. Spôsob prenosu podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že sekvencia obsahuje m-sekvenciu.

6. Spôsob prenosu podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že n = 2^r sa rovná dĺžke ortogonálneho kódového vektoru a fáza (a) obsahuje n - 1 cyklických posunov.

·· · ·· ·* 99

9 9 99 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 999 9 ·

9 9 9 9 9 9 9 9 9

99 999 99 99 99 999

7. Spôsob prenosu podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že obsahuje rozšírenie prvej matice pred permutáciou prvej matice.

8. Spôsob prenosu podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že primitívny polynóm je binárny polynóm, pričom obsahuje prevod binárneho polynómu na kvartérny polynóm.

9. Spôsob prenosu podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že obsahuje vytvorenie sekvencie, ktorá má kvartérny polynóm ako svoj charakteristický polynóm, pričom takto vytvorená sekvencia je sekvencia rodiny A.

10. Spôsob prenosu podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že obsahuje vytvorenie druhej matice v súlade so sekvenciou rodiny A.

11. Spôsob prenosu podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že obsahuje rozšírenie druhej matice pred permutáciou druhej matice.

12. Spôsob prenosu podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsahuje:

(a) permutáciu druhej vektorovej matice na vytvorenie masky; a (b) aplikáciu masky na ortogonálny kódový vektor na vytvorenie kvázi ortogonálneho vektoru.

13. Spôsob prenosu podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že obsahuje aplikáciu masky na väčší počet ortogonálnych vektorov na získanie väčšieho počtu kvázi ortogonálnych vektorov.

14. Spôsob prenosu podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ortogonálny kódový vektor má dĺžku n a absolútnu veľkosť korelácie medzi ortogonálnym vektorom a kvázi ortogonálnym vektorom je 1/ Vn pre n rovné akejkoľvek mocnine dvoch.

15. Komunikačný systém s ortogonálnymi kódovacími vektormi na prenos informačných signálov, vyznačujúci sa tým, že obsahuje:

·· 9 ·· ·· ·· ···· ··· ··· • · » · · ··· * · • · · · · · · · · ·· ··· ·· ·· ·» · (a) prvú vektorovú maticu, vytvorenú pomocou prvej série cyklických posunov;

(b) druhú vektorovú maticu vytvorenú pomocou druhej série cyklických posunov;

(c) ortogonálny kódový vektor, vytvorený pomocou permutácie prvej vektorovej matice;

(d) určenie permutačné operácie z časti (c);

(e) kvázi ortogonálny kódový vektor, vytvorený aplikáciou určených permutačných operácií na druhú maticu; a (f) zakódovaný informačný signál na prenos, vytvorený aplikáciou kvázi ortogonálneho kódového vektoru na informačný signál.

16. Prenosový systém v komunikačnom systéme s ortogonálnymi kódovacími vektormi na prenos informačných signálov, vyznačujúci sa tým, že obsahuje:

(a) zariadenie na vytvorenie prvej vektorovej matice pomocou prvej série cyklických posunov;

(b) zariadenie na vytvorenie druhej vektorovej matice pomocou druhej série cyklických posunov;

(c) zariadenie na permutáciu prvej vektorovej matice kvôli vytvoreniu ortogonálneho kódového vektoru z prvej vektorovej matice;

(d) zariadenie na určenie permutačných operácií z časti (c):

(e) zariadenie na aplikáciu určených permutačných operácií na druhú maticu kvôli vytvoreniu kvázi ortogonálneho kódového vektoru; a (f) zariadenie na aplikáciu kvázi ortogonálneho kódového vektoru na informačný signál kvôli vytvoreniu zakódovaného informačného signálu a na prenos zakódovaného informačného signálu.