SK57193A3 - Cdma microcellular telephone system and distributed antenna system therefor - Google Patents

Description

Vynález sa týka bezdrôtových telefónnych systémov PBX s lokálnou slučkou. Najmä sa vynález týka nového a zlepšeného mlkrobunkového telefónneho systému a jeho rozdeleného anténneho systému pre uľahčenie vnútorných komunikácií používajúcich komunikačných signálov s rozptýleným spektrom.

Doterajší stav techniky

Použitie modulačných techník s množstvom prístupov s delením kódu (CDMA) predstavuje jednu z viacerých techník pre uľahčenie komunikácií, kde je prítomné veľké množstvo užívateľov. Iné techniky komunikačných systémov s množstvom prístupov, ako je systém s množstvom prístupov s delením času CTIMA). systém s množstvom prístupov s delením kmitočtu (FDMA) a schémy amplitúdovej modulácie AM ako amplitúdová kompandovaná modulácie s jedným postranným pásmom (ACSSB) sú v obore dobre známe. Avšak modulačná technika CDMA s rozptýleným spektrom má významné výhody oproti tým modulačným technikám pre komunikačné systémy s množstvom prístupov. Použitie techník CDMA v komunikačnom systéme s množstvom prístupov je popísané v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 4,901,307 s názvom Komunikačný systém s rozptýleným spektrom s množstvom prístupov používajúci satelitné alebo podzemné opakovače, toho prihlasovateľa, ktorého predmet je ďalej stručne popísaný.

V zmienenom patentovom spise je popísaná technika s množstvom prístupov, kde spolu komunikuje veľké množstvo užívateľov mobilných telefónnych systémov, z ktorých každý má transceiver, cez satelitné opakovače alebo pozemné základné stanice, označované tiež krátko ako bunky, použitím komunikačných signálov s množstvom prístupov s delením kódu (CDMA) s rozptýleným spektrom. Pri použití komunikácií CDMA môže byt kmitočtové spektrum znova použité viackrát, čo umožňuje zväčšenie kapacity užívateľského systému. Použitie CDMA vedie na omnoho vyššiu spektrálnu účinnosť než môže byť dosiahnutá s použitím iných techník s množstvom prístupov.

Pozemný prenosový kanál vykazuje podľa skúsenosti únik signálov charakterizovaný Rayleighovým únikom. Charakteristika Rayleighovho úniku v signáli v pozemnom prenosovom kanáli je spôsobená odrazom signálu od množstva rozličných predmetov vo fyzickom prostredí. Následkom toho signál prichádza na prijímač mobilnej jednotky z mnohých smerov s rôznym prenosovým oneskorením. Na kmitočtových pásmach UHF obyčajne používaných pre mobilné rádiokomunikácie včítane bunkových mobilných telefónnych systémoch môžu vznikať významné fázové rozdiely signálov prenášaných po rozličných cestách. Môže vzniknúť možnosť deštruktívneho sčítania signálov a príležitostne vzniknúť hlboké úniky.

Únik v pozemnom prenosovom kanáli veľmi silne závisí na fyzickej polohe mobilnej jednotky. Malá zmena polohy mobilnej jednotky zmení fyzické oneskorenia všetkých prenosových ciest signálu, čo ďalej pôsobí odlišnou fázou pre každú cestu. Pohyb preto mať za následok veľmi v kmitočtovom pásme 850 MHz mobilnej jednotky v prostredí môže rýchly únikový proces. Napríklad bunkového rádiového kmitočtu môže byť tento únik o rýchlosti 1 fad za sekundu na jednu míľu za hodinu rýchlosti vozidla. Takýto únik môže byť zvlášť rušivý pre signály v pozemnom prenosovom kanáli, čo má za následok nízku akosť komunikácie. Pre prekonanie tohoto problému úniku môže byť vysielača. To však zvyšuje spotrebu zvyšuje rušenie v systéme.

použito zvýšeného výkonu výkonu u užívateľa a tiež

Modulačné techniky CDMA popísané v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 4,901,307 poskytujú mnohé výhody oproti modulačným technikám s úzkym pásmom používaným v komunikačných systémoch používajúcich satelitné alebo pozemné opakovače. Pozemný prenosový kanál predstavuje zvláštne problémy pre akýkoľvek komunikačný systém, najmä s ohľadom na mnohocestné signály. Použitie techniky CDMÄ umožňuje prekonať zvláštne problémy pozemných signálov zmiernením nepriaznivého účinku množstva ciest, napríklad úniku, pri súčasnom využití ich výhod.

V bunkovom telefónnom systéme CDMA môže byt použitý kmitočtový kanál rovnakej šírky pásma pre komunikáciu vo všetkých bunkách. Vlastnosti tvaru vlnky CDMA, ktoré vytvárajú prevádzkový zisk, sa tiež používajú pre rozlíšenie medzi signálni, ktoré zaujímajú to isté kinitočtové pásmo. Vysoko rýchla modulácia pseudošumu (PN) ďalej umožňuje oddelenie mnohých rozličných prenosových ciest za predpokladu, že rozdiel oneskorenia ciest presahuje trvanie PM čipu, to je 1/Cšírka pásma). Ak sa použije v CDMA systéme rozsah PN čipu približne 1 MHz, môže byt použitý prevádzkový zisk plne rozptýleného spektra rovný pomeru rozptýlenej šírky pásma k rozsahu systémových dát pre rozlíšenie proti cestám, ktoré sa v oneskorení cesty líšia viac než o jednu mikrosekundu od iných ciest. Rozdiel jednej mikrosekundy v oneskorení cesty zodpovedá rozdielu dĺžky ciest asi 304,8 mm. Mestské prostredie typicky vytvára rozdiely oneskorenia ciest väčšie než jedna mikrosekunda, v niektorých oblastiach boli zistené hodnoty až 10 - 20 mikrosekúnd.

V modulačných systémoch s úzkym pásmom, ako je analógová modulácia FM používaná obvyklými telefónnymi systémami, má existencia množstva ciest za následok silný únik v množstve ciest. Pri modulácii CDMA so širokým pásmom však môžu byt rozličné cesty opät rozlíšené v demodulačnom procese. Toto rozlíšenie značne zníži silu úniku v množstve ciest. Únik v množstve ciest nie je úplne odstránený použitím rozlišovacích techník CDMA, pretože budú príležitostne existovať cesty s rozdielmi oneskorenia menšími než rozsah PN čipu pre určitý zvláštny systém. Signály majúce oneskorenie ciest tohoto rádu nemôžu byť opätovne rozlišované v demodulátore, čo má za následok n r č i t ý s t u peň ún i ku.

V bunkovom telefónnom systéme CDMA je preto žiaduce vytvoriť nejakú formu spôsobu diverzity”, ktorá by umožnila obmedzit únik v systéme. Spôsob “diverzity je jeden možný prístup potlačenia znižujúcich účinkov úniku. Hlavné typy spôsobu '•diverzity sú časový, kmitočtový a priestorový.

Časový spôsob diverzity môže byt najlepšie získaný použitým opakovaním, vsunutím času a detekcie chýb a korekčným kódovaním predstavujúcim istú formu opakovania- Predložený vynález používa každú z týchto techník ako formu časového spôsobu diverzity.

Pretože technika CDMA má Lnherentnú vlastnosť. že je to širokopásmový signál, poskytuje určitú formu kmitočtového spôsobu diverzity rozptýlením energie signálu cez veľkú šírku pásma. Kmitočtovo selektívny únik preto ovplyvňuje len malú časť šírky pásma CDMA signálu.

Priestorový alebo cestný spôsob diverzity sa získa vytvorením množstva ciest signálu súčasnými väzbami od,mobilného užívateľa cez dve alebo viacej buniek. Ďalej môže byť cestný spôsob diverzity získaný využitím prostredia mnohých ciest spracovaním rozptýleného spektra tým. že sa umožní prevedenie signálu s rôznymi prenosovými hodnotami pre oddelený príjem a spracovanie. Príklady cestného spôsobu diverzity sú popísané v prihláške vynálezu Spojených štátov amerických číslo 07/433.030 a číslo 07/432,552. obe toho istého prihlasovateľa ako predložená prihláška vynálezu.

Rušivé účinky úniku môžu byť ďalej obmedzené na určitý rozsah v systéme CDMA riadením vysielacieho výkonu. Systém pre riadenie výkonu bunky a mobilnej jednotky je popísaný v prihláške vynálezu Spojených štátov amerických číslo 07/433.031 toho istého prihlasovateľa ako predložená prihláška vynálezu.

Techniky CDMA popisované v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 4,901,307 pojednávajú o použití koherentnej modulácie a demodulácie pre oba smery spojenia v komunikáciách mobilnej jednotky-satelit. Je tu popísané použitie riadiaceho nosného signálu ako referenčnej veličiny koherentnej fázy pre spojenie satelit-mobiIná jednotka a bunka-mobiIná jednotka. V pozemskom bunkovom prostredí je však sila viaccestného úniku s výsledným fázovým rozrušením kanálu javom zamedzujúcim použitie techniky koherentnej demodulácie pre spojenie mobilnej jednotky-bunka. Predložený vynález vytvára prostriedok pre prekonanie nepriaznivých účinkov množstva ciest v spojení mobilná jednotka-bunka použitím nekoherentnej modulácie a demodulácie.

iŕ a

I

I h

&

ŕ

f.

i t

i r

I i

t

Techniky CDMA popisované v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 4,901,307 ďalej uvažovali použitie pomerne dlhých PN sledov, pričom každý užívateľský kanál bol priradený odlišných PN sledov. Vzájomná korelácia medzi rozličnými sledmi i autokorelácia niektorého PN sledu pre všetky časové posuny iné než nula majú obe nulovú strednú hodnotu, čo umožňuje, aby rozličné užívateľské signály boli po príjme rozlíšené.

Napriek tomu také PN signály nie sú ortogonálne. Hoci sa vzájomná korelácia blíži k nule pre taký krátky časový interval ako je čas bitu informácie, vzájomná korelácia sleduje binomické rozdelenie. Keď je tomu tak, signály interferujú s inými viac. než keby predstavovali širokopásmový Gaussov Šum pri rovnakej výkonovej spektrálnej hustote. Signály iného užívateľa alebo šum vzájomnej interferencie tiež obmedzujú dosiahnuteľnú kapacitu.

Existencia množstva ciest môže vytvoriť v širokopásmovom PN CDMA systéme cestný spôsob diverzity.. Ak sú k dispozícii aspoň dve alebo viac ciest s rozdielom oneskorenia viac než jedna mikrosekunda, môžu byt použité dva alebo viacej PN prijímačov pre oddelené prijímanie týchto signálov. Pretože tieto signály budú typicky vykazovať nezávislosť vo viaccestnom úniku, to znamená, že obvykle neunikajú spoločne, výstupy obidvoch prijímačov môžu byť kombinované spôsobom diverzity. Strata chovania teda nastáva len keď oba prijímače zisťujii únik v rovnakom čase. Jedna z myšlienok predloženého vynálezu je teda vybavenie dvoch alebo viacerých PN prijímačov v kombinácii so zmiešavacom pre pre spôsob diverzity. Za účelom využitia existencie signálov v niekoľkých cestách pre prekonanie úniku je nutné použiť tvar vlny. ktorý umožňuje vykonávanie kombinačných operácií cestného spôsobu diverzity.

Spôsob a systém pre vyvíjanie PN sledov. ktoré vytvárajú ortogonalitu medzi užívateľmi, takže vzájomné rušenie bude obmedzované. je popísaný v prihláške vynálezu Spojených štátov amerických číslo 07/543,496 toho istého prihlasovateľa ako predložená prihláška vynálezu. Použitie týchto techník zníženia vzájomného rušenia umožňuje vyššiu kapacitu užívateľského systému a lepšie chovanie spojenia. Pri ortogonálnych PN kódoch je vzájomná korelácia nulová v predom určenom časovom intervale, čo má za následok neprítomnosť rušenia medzi ortogonálne kódy. len za predpokladu. že snímky času kódu sú navzájom časovo zjednotené.

V takomto bunkovom mobilnom systéme CDMfl popísanom v prihláške vynálezu 07/543,496 sú signály prenášané medzi bunkou a mobilnými jednotkami použitím komunikačných signálov priameho sledu rozptýleného spektra. V spojení bunka-mobiIná jednotka sú definované kanály riadenia, synchronizácie, stránkovania a hlasu. Informácia prenášaná spojovacími kanálmi bunka-mobiIná jednotka sú obecne zakódované, preložené, modulované dvojfázovým posúvacím kľúčovaním (BPSK) s ortogonálnym pokrytím každého BPSK symbolu zároveň s kvadratúrnym fázovým posúvacím kľúčovaním (QPSK) rozptýlením pokrytých symbolov. V spojení mobilná jednotka-bunka sú vymedzené prístupové a hlasové kanály. Informácie prenášané na spojovacích kanáloch mobilnej jednotka-bunka sú obecne preložené, ortogonálne signály zároveň s QPSK Použitie ortogonálnych sledov v skutočnosti obmedzí vzájomné rušenie, čím sa umožní väčšia užívateľská kapacita prídavné k podpore cestného spôsobu diverzity ako i potlačeniu úniku.

zakódované, rozptýlením.

Vyššie uvedený patentový spis a prihlášky vynálezu popisujú novú techniku s množstvom prístupov, kde veľký počet užívateľov mobilných telefónov komunikuje cez satelitné opakovače alebo pozemné základné stanice používajúce moduláciu rozptýleného spektra s delením kódu s množstvom prístupov ktoré umožňujú niekoľkonásobné opätovné použitie spektra. Výsledný návrh systému má oveľa väčšiu spektrálnu účinnosť než môže byt dosiahnutá použitím doterajších techník s množstvom prístupov.

V bunkových systémoch telefónov je veľká zemepisná oblasť vybavená službou mobilných telefónov inštaláciou určitého počtu buniek umiestnených tak, aby bolo pokryté celé zemepisné územie. Ak presahujú požiadavky kapacitu služieb, ktoré môžu byť zaistené zostavou buniek, ktoré práve vytvárajú pokrytie, rozdelia sa bunky na menšie bunky. Tento proces bol vykonaný do takého rozsahu, že niektoré veľké oblasti metropoly majú až 200 buniek.

Technika popísaná v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 4,901,307 používa CDMÄ pre dosiahnutie veľmi vysokej kapacity vykonaním okrajového izolačného zisku využitím charakteristík a funkcie systému, ako sú viacnásobné riaditeľné antény, rýchlostná aktivita a opätovné použitie celého kmitočtového pásma v každej bunke systému. Výsledkom je významne vyššia kapacita systému než získaná inými technikami s množstvom prístupov ako sú FDMÄ Ä TDMA.

V ďalšom vývoji vytvorenie určitého m i krobunky, ktoré zemepisnej oblasti.

obmedzené na jedno poschodie nejakej mobilného telefónu môže byť uvažovaná sa žiada nazývaných obmedzenej myšlienky bunkového telefónu počtu veľmi malých buniek, by zaistili pokrytie veľmi

Obvykle sa uvažuje, že takéto oblasti sú úradnej budovy a služba ako bezdrôtový telefónny kompat i b i 1ný s mob i 1ným systém, ktorý môže alebo nemusí byť bunkovým telefónnym systémom. Racionálny predpoklad pre zavedenie takejto služby je podobný úvahe pre použitie výmeny súkromnej vetvy <PBX) systému v obchodných kanceláriách. Takéto systémy zaisťujú za nízke náklady telefónnu službu pre veľký počet volaní medzí telefónmi v obchode pri zaistení zjednodušeného volania čísel interného telefónu. Tiež je prevedené niekoľko málo liniek pre pripojenie systému PBX k verejnému telefónnemu systému. čo umožňuje volanie a príjem medzi telefónmi v systéme PBX a kdekoľvek umiestnenými telefónmi. Je žiaduce pre mikrobunkový systém zaistiť podobnú úroveň služieb, avšak s pridanou možnosťou bezdrôtovej činnosti kdekoľvek v oblasti služby PBX systému.

V takýchto aplikáciách, ako je bezdrôtový PBX systém alebo bezdrôtový systém s lokálnou slučkou sú oneskorenia ciest oveľa kratšie než v bunkových systémoch. V budovách a iných vnútorných prostrediach. kde sú použité systémy PBX. je nutné zaistiť niektorú formu diverzity. ktorá umožní rozlišovanie medzi signálmi CDMA.

Primárny problém riešený predloženým vynálezom je vytvorenie jednoduchého anténneho systému, ktorý by zaistil vysokú kapacitu, jednoduchú inštaláciu, dobré pokrytie a výborné chovanie. Iný problém je dosiahnuť vyššie vymedzeného krytia pri zachovaní kampatibi1 ity s mobilným bunkovým systémom pri odvedení zanedbateľného množstva kapacity z mobilného systému. Toho sa v predloženom vynáleze dosiahne kombináciou kapacitných vlastností CDMÄ s novým návrhom rozdelenej antény, ktorá vyžaruje do veľmi obmedzenej a starostlivo riadenej oblasti.

Použitie komunikačných techník rozprestreného spektra, najmä techník CDMA. v prostredí PBX vytvorí skutočnosti. ktoré veľmi zlepšia spoľahlivosť a kapacitu systému oproti iným technikám komunikačných systémov. Techniky CDMA zmienené vyššie ďalej umožňujú ľahké vyriešenie problémov ako je únik a rušenie. Techniky CDMÄ ďalej umožňujú väčšie opätovné využitie kmitočtu a teda dovoľujú podstatné zvýšenie počtu užívateľov systému.

Podstata vy ná 1 ezu

Kľúčový aspekt v bezdrôtovom PBX a bezdrôtovej lokálnej slučke predloženého vynálezu je rozdelená anténa CDMA. V tejto koncepcii je sústava jednoduchých antén napájaná spoločným signálom len so spracovaným časovým oneskorením pre rozlíšenie signálov. Vysielací výstup bunkového · vysielača sa vedie koaxiálnym káblom k rade žiaričov. Žiariče sú pripojené ku káblu deličmi výkonu. Výsledné signály, zosilnené ako je treba, sa vedú do antén. Hlavné znaky tejto koncepcie antény sú^

Cl) krajne jednoduché a lacné.

C2) susedné antény majú časové oneskorenie vložené do napájacej konštrukcie, takže signály prijímané z dvoch antén je možné rozlíšiť časovým PN spracovaním.

(3) využíva sa priamy sled schopnosti CDMA rozlišovať proti množstvu ciest a <4) vytvárajú sa uvoľnené množstvá ciest vyhovujúce kritériám rozlíšenia.

Pri činnosti rozdelenej antény každá anténa dodáva do rozdeľovač ieho kábla niečo podobného káblovému TV systému. Široko pásmový zisk je zaistený ak je treba u antén alebo u kábelových prípojov. Kábelový systém bude obvykle pozostávať z dvoch káblov jeden pre vysielané signály a jeden pre prijímané signály. V mnohých prípadoch bude nutné oneskorenie vytvorené prirodzene rozdeľovač ím káblom a nebude treba žiadnych ďalších oneskorovacích prvkov. Ak je treba prídavného oneskorenia, obvykle postačí jednoduché navinutie určitej dĺžky súosého kábla.

Veľmi dôležitým znakom tejto architektúry je. že nie je nutné žiadne zvláštne spracovanie signálu. Najmä žiadne filtrovanie, zmiešavanie. translácia alebo iné zložité operácie spracovania signálu nie sú potrebné. Len je nutné zosilnenie a to sa vykoná ‘hromadne pre všetky signály v kábli jedným zosilovačom.

Inou výhodou je. že pre inštaláciu sa vyžaduje špecifické inžinierstvo malých priestorov. Normálne bude umiestnenie antény určené len fyzickými obmedzeniami, zároveň s požiadavkou, aby každá služba vyžadujúca umiestnenie musí byt pokrytá aspoň jednou anténou. Nie je tu žiadny dôvod pre prekrytie. V skutočnosti je pokrytie s presahom žiaduce preto, že zaistuje činnost spôsobom diverzity všetkým terminálom v oblasti presahu. Presah však nie je požadovaný.

Výhody koncepcie rozdelenej antény sa objavia, ak sa vezme do úvahy inherentná jednoduchost bunkového usporiadania požadovaného pre podporu bezdrôtového PBX, bezdrôtovej lokálnej slučky alebo bezdrôtového domáceho telefónu.

Pre počiatoční! inštaláciu bezdrôtového PBX v hoteli alebo v úrade je pravdepodobné, že zodpovedajúci systém bude schopný vykonávat súčasne až 40 volaní. Pre systém tejto kapacity je nutné len jedno široké pásmo o šírke 1,25 MHz pri jímača/vysielača. Jediný pri jímač/vysielač je potom zapojený do napájač ieho kábla anténneho systému. Ako bolo uvedené, môže to byt jediný sériový rad anténnych prvkov.

Iný možný spôsob vytvorenia antény uvažuje dva alebo viacej káblov napájaných paralelne pri jímačom/vysielačom s nutnými oneskorovacími prvkami umiestnenými v prijímači, pretože požiadavka na kapacitu pre jediný systém vzrastá nad 40 súčasných volaní, môže byt systém rozšírený dvoma rôznymi spôsobmi.

Prvý a najjednoduchší spôsob spočíva v použití prídavných širokopásmových kmitočtových kanálov. V aplikácii na bunkový telefón je celková šírka pásma 12,5 MHz prípustná pre každý smer pre každý nosič rozdelená na desať, rôznych kanálov o šírke pásma 1,25 MHz. Napríklad pre zdvojnásobenie kapacity na 80 súčasných volaní bez zmeny anténneho systému sa pridá druhá pri jímacia/vysielacia jednotka a nutná jednotka číslicový kanál/vokodér. Ak nie je pre CDMA žiadané celé spektrum 10 kanálov, zvyšok môže byt využitý analógovým FM, alebo číslicovým TDMA používajúcim štandardné rozdelenie na kanály o šírke 30 KHz.

Ak sa žiada zväčšenie kapacity bez použitia prídavného kmitočtového spektra, môže byt anténny podsystém rozdelený na pseudosektory. V tejto architektúre je napájači kábel antény rozdelený tak. že tvorí dva alebo viacej portov. Normálne sa žiada mat ántény v každom zo pseudosektorov navzájom odpojené, hoci to nie je kritické. Každý pseudosektor sa vybaví vlastným pri jímačom/vysielačom. Digitalizovaný výstup vzorkovej zbernice pri j ímača/vysielača sa zavedie ku všetkým kanálovým jednotkám.

Kanálové jednotky určené pre bunkovú službu obsahujú až do troch spojení sektorovej zbernice. V bunkovej službe by to umožnilo tri spojené sektory bunky spojené s kanálovou jednotkou. Kanálová jednotka zaisťuje spôsob diverzity kombinujúc signály zo všetkých troch sektorov na úrovni symbolu, teda zaistuje veľmi vysokú úroveň kombinácie diverzity. V aplikácii bezdrôtovej PBX tri ariténne rady slúžiace spojeným oblastiam služby by mohli byt pripojené k týmto trom zberniciam. To by umožnilo mäkké vypojenie bez zásahu spínača medzi ktoroukoľvek anténou, v troch anténnych radoch. To má výhodu vyradenia procesu vypojenia zo spínača a umožňuje aby spínač bol generický PBX.

Je jasné. že vyššie popísaná architektúra by mohla byt dovolená pre zväčšenie na veľký rozmer. S desiatimi kanálmi širokého pásma v použití v troch “pseudosektoroch“ by mohlo byt spracovaných súčasne asi 1200 spojení. To by mohlo slúžit rádovo 15000 linkám zodpovedajúcich kapacite veľkého centrálneho úradu. Zväčšenie nad túto kapacitu je tiež možné, avšak spínacia architektúra by mohla z nutnosti začínať prijímať niektoré z charakteristík a požiadaviek bunkového systému.

Vyššie popísaný systém CDMA pre bezdrôtovú PBX aplikáciu môže tiež byt použitý v podstate nezmenený pre problém bezdrôtovej lokálnej slučky. V aplikáciách bezdrôtovej lokálnej slučky sa žiada zaistiť zlepšenú telefónnu službu pre obecne vystavanú oblasť pri nízkych nákladoch a ľahkej inštalácii nutnej infraštruktúry. Zariadenie bezdrôtovej lokálnej slučky by malo byť. súniestne so spínačom centrálneho úradu slúžiacim oblasti.

Vokodéry. kanálové jednotky a pri jímače/vysielače by mail byt umiestnené spolu v jednom mieste ako spínač. Pri jímače/vysielače by mali byť. pripojené k systému rozdelenej antény ako bolo vyššie popísané. V tomto systéme RF signály pre vstupné a výstupné signály prechádzajú párom káblov. Káble sú periodicky pripájané, aby napájali žiarivé prvky. Prípoje káblov môžu alebo nemusia vyžadovať použitie zosilnenia pre udržovanie úrovne signálov.

Domová telefónna jednotka pre rozhranie s bezdrôtovou lokálnou slučkou by pozostávala z lacného CDMÄ mobilného telefónu modifikovaného pre použitie s napájačom a s jednoduchou pevnou anténou. Telefónna ručná súprava by zapadala do tejto RF jednotky. Jednoduchosť užívateľského zariadenia by mala byť úplne konzistentné s inštaláciou užívateľa- Zákazník by jednoducho prišiel domov, otvoril skriňu. zasadil. ju a začal vykonávať volanie.

Architektúra systému dovoľuje jednoduchý vývoj tak, ako sa rozvíja trh. Služba by mohla začať s jedinou všesmerovou anténou umiestnenou v mieste zariadenia. Táto anténa by bola namontovaná na vysokej veži, aby bolo zaistené pokrytie oblasti. Je treba uviesť, že prvý predmet s počiatočnou službou je univerzálne pokrytie služobnej oblasti. takže všetci zákazníci žiadajúci službu sa môžu zapísať.

Potom, keď požiadavky spôsobujú potrebu prídavnej kapacity, antény by mohli byť rozdelené na sektory. Ako požiadavky ďalej rastú, najhustejšie sektory by mohli byť nahradené rozdelenou anténou. Rozdelená anténa umožní vyššiu kapacitu, pretože rušenie z priľahlých buniek je obmedzené a pretože jednotky subskribentov môžu pracovať s nižším výkonom a vyvíjať menej rušení do priľahlých buniek.

Týmto systémom môže tiež byť zaistená mobilná služba, ak je urobené opatrenie pre vhodné spojenia medzi priľahlými centrálnymi úradmi pre vyradenie ak sa užívateľ pohybuje z jednej služobnej oblasti centrálneho úradu do inej. Toto vyradenie môže byt vykonané mäkko spôsobom zaisteným bunkovým systémom CDMA a použitím vhodného softwaru a hardwaru medzi spínačmi centrálneho úraduPrehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je znázornený na výkresoch. kde obr. 1 znázorňuje príklad vykonania telefónneho systému CDMA s bezdrôtovým PBX. obr. 2 znázorňuje príklad vzoru antény pre rozdelenú anténu systému z obr. 1. obr. 3 je schématický diagram alternatív rozdeleného anténneho systému pre použitie so systémom z obr. 1. Na obr. 4 je bloková schéma príkladu zariadenia mikrobunky použitého v telefónnom systéme CDMA s bezdrôtovým PBX a obr. 5 je bloková schéma mobilnej jednotky telefónu s konfiguráciou pre komunikácie CDMA v telefónnom systéme CDMA s bezdrôtovým PBX.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V bezdrôtovom telefónnom systéme CDMA mikrobunka má riadiaci obvod. množstvo jednotiek modulátora-demodulátora s rozptýleným spektrom. ktoré sa tiež označujú ako kanálové jednotky alebo modemy. transceiver a rozdelený anténny systém. Každá kanálová jednotka pozostáva z číslicového vysielacieho modulátora s rozptýleným spektrom, z číslicového prijímača dát s rozptýleným spektrom a z hľadacieho prijímača. Každý modem u mikrobunky je priradený k nejakej mobilnej jednotke ako sa žiada pre uľahčenie komunikácií s priradenou mobilnou jednotkou. Výraz “mobilná jednotka alebo účastnícky terminál použitý v súvislosti s inikrobunkovým systémom je obecne telefónna súprava CDMA s konfiguráciou ako ručný osobný komunikačný prístroj, prenosný telefón CDMA alebo telefón CDMA. ktorý je upevnený na zvláštnom mieste.

V telefónnom systéme CDMA s bezdrôtovým PBX alebo v systéme s lokálnou slučkou mikrobunka vysiela riadiaci nosný signál. Riadiaci signál je používaný mobilnými jednotkami pre získanie počiatočnej synchronizácie systému a k zaisteniu pevného časového, kmitočtového a fázového riadenia signálov vysielaných mikrobunkou. Každá mikrobunka tiež vysiela informáciu modulovanou rozptýleným spektrom, ako je identifikácia mikrobunky. systémové časovanie, pohyblivú informáciu stránkovania a rozličné iné riadiace signály.

Po spustení riadiaceho signálu, to je po počiatočnej synchronizácii mobilnej jednotky s riadiacim signálom, mobilná jednotka hľadá nejaký nosič, ktorý je určený pre príjem všetkými užívateľmi systému v bunke. Tento nosič, nazývaný synchronizačný kanál, vysiela rozhlasovú správu obsahujúcu systémovú informáciu pre použitie mobilnými jednotkami systému. Systémová informácia identifikuje mikrobunku a systém a vedie informáciu, ktorá dovoľuje dlhé PN kódy. prekladať snímky, vokodéry a inú systémovú časovú informáciu používanú mobilnou jednotkou k synchronizácii bez ďalšieho hľadania. Iný kanál. nazývaný stránkovací kanál, môže tiež byť prispôsobený pre vysielanie správ mobilným jednotkám oznamujúcich. Že pre ne prišlo volanie a pre odpoveď s priradenými kanálmi, keď mobilná jednotka začína volanie.

Keď sa začína volanie, je určená kódová adresa pseudošumu (PlO pre použitie počas tohoto volania. Kódová adresa môže byť buď priradená mikrobunkou alebo môže byť určená zmenou usporiadania založenou na identite mobilnej jednotky.

Na obr. 1 je znázornená bezdrôtová základná stanica 10, ktorá obsahuje PBX spínač 12 a mikrobunku 14. PBX spínač 12 je použitý pre pripojenie základnej stanice 10 rozhraním k verejnej spínanej telefónnej sieti (PSTN) a/alebo drôtovým telefónom PBX systému. PBX spínač 12 slúži pri spojovaní telefonických volaní do a z mikrobunky 14, ktorá oznamuje volanie cez komunikačné signály CDMA s príslušnou mobilnou jednotkou. Mikrobunka 14 obsahuje CDMA riadiaci obvod 18, množstvo kanálových jednotiek 20A - 20N

15' a zodpovedajúce vokodéry 22A - 22N, Lransceiver 24 a systém 26 rozdelenej antény.

PBX spínač 12 spája volanie páru vokodér-kanálová jednotka prístroj, ktorý má schopnosť do a zo zvláštneho voliteľného PBX spínač 12 je prednostne zaisťovať riadenie pri prevode signálov z neho do rozličných vokodérov. PBX spínač 12 môže byt číslicový prístroj, ktorý vytvára analógový alebo číslicový hlasový signál prídavné k signálom Číslicových dát na spoločnej zbernici prostredníctvom dobre známych techník, ako je časovo mul tiplexný formát, do a z rozličných vokodérov. Hlasové volania prijímané z PBX spínača 12 sa číslicovo zakódujú, ak nie sú predbežne digitalizované vokodérom nejakého zvoleného páru vokodér-kanálová jednotka, ako je vokodér 22R pozostávajúca z vokodéra Zvolený vokodér vokodér-kanálová jednotka, a kanálovej jednotky 20A.

umiestni paru 22A hlas do formátu, ktorý je výhodný pre kódovanie a vysielanie systémom CDMA. Ďalšie podrobné informácie o vokodéri budú uvedené ďalej. Kanálová jednotka zvoleného páru vokodér-kanálová jednotka zaistí iné zakódovanie zakódovanie CDMA hlasového signálu treba pochopiť, cez PBX spínač 12. f ormá tova né pre CDMA. Vokodér a ďalej.

že tiež digitalizované ktoré hoc i číslicovo zakódovaného ktorý má byt vyslaný do mobilnej jednotky. Je dáta môžu byt vysielané nie sú digitalizované, sú prenos pre zakódovanie a vysielanie systémom kanálová jednotka budú podrobnejšie vysvetlené

Signál zakódovaný CDMA je výstup z príslušnej kanálovej jednotky do transceivera 24 pre premenu kmitočtu na vhodný vysielací kmitočet a riadený výkon pri vysielaní. RF signál je vedený do anténneho systému 26, ktorý má formu rozdelených antén 28A - 281. s oneskorovacími prvkami 30A - 301 umiestnenými medzi susednými anténami. Antény 28Ä - 281 môžu byť obecne tvarované ako všesmerove antény alebo smerové antény majúce zvláštny vzor. Oneskorovacie prvky 30A - 301 môžu byt jednoduché oneskorovacie linky ako úseky koaxiálneho kábla alebo iné dobre známe aktívne alebo pasívne oneskorovacie prvky schopné vytvoriť oneskorenie jednej m/krosekundy samostatne alebo so spojovacím káblom. Je zrejmé, že i iné prostriedky, napríklad optické vlákna, môžu byt použité ako prenosové linky medzi transceiverom 24 a anténnym systémom 26. Ďalej môžu byt také prostriedky použité medzi samotnými anténami a s optickými oneskorovacími prístrojmi a vhodným RF-optickým rozhraním s anténami.

Obr. 2 znázorňuje príklad vzoru antény pre sériu antén tvarovaných podľa predloženého vynálezu. Vzor antény znázornený na obr. 2 je vytvorený radom všesmerových antén, z ktorých každá vymedzuje oddelený vzor antény 40A - 401. ktorý je prednostne prekrytý vzorom priľahlej antény. Prekrytie vzorov zaistuje spojité pokrytie žiadanej oblasti anténami. Antény sú spojené v sérii príkladným spôsobom označeným čiarou 42.

Je zrejmé, že antény môžu byt navrhnuté pre také rozmiestnenie, aby ich vzory sa podstatne alebo úplne prekrývali v oblasti pokrytia. V takomto usporiadaní oneskorenie v napájačoch antén pre zaistenie časového spôsobu diverzity signálov. Takéto usporiadanie vytvára mnohocestné prostredie, kde je zaistený spôsob diverzity pre účely rozlišovania signálov. Táto technika je použiteľná pre prostredie mikrobunky, kde je prídavné množstvo ciest žiaduce. Takáto technika je zvlášt použiteľná pre prostredie CDMA bunkového mobilného telefónu, kde viaccestné signály nie sú inherentne vytvárané terénom. To je prípad rovinných otvorených oblastí, kde odrazy signálov a teda množstvo ciest sú minimálne. Použitie tejto techniky zaistí spôsob diverzity v anténe v spojení bunky s mobilnou jednotkou s jedinou anténou.

Je zrejmé, že môžu byt vytvorené rozličné obmeny systému antén z obr. 1. Tak napríklad môžu byt použité paralelné rady sériovo spojených antén s napájaním z jedného spoločného zdroja. V takomto usporiadaní by mohli byt v prípade potreby použité oneskorovacie prvky v napájacích linkách. Tieto oneskorovacie prvky by zaistili oneskorenie medzi signálmi vyžarovanými z antén, takže ten istý signál sa vyžaruje z rôznych antén !-7, fľ, !x r

£ v rôznych časoch.

Obr. 3 znázorňuje obmenené vyhotovenie pre bezdrôtový PBX systém z obr. 1. Na obr. pozostáva z ústrednej alebo miestnej s transceiverom 26 v mieste antén 28A anténneho systému 26 3 anténny systém 26 antény 50 spojenej 281 a oneskorovacich prvkov 30A - 301. Rad vzdialených anténnych systémov 52A - 521 je umiestnená vzdialene pd od antény 50. Každý vzdialený anténny systém 52A - 521 pozostáva z antény 54A - 541 s vysokým ziskom, z oneskorovacieho prvku 56Ä - 561 a zo vzdialenej antény 58A - 581. V tomto vyhotovení je rozdelenie signálov v anténnom systéme vyhotovené bez použitia káblov.

t·

V anténnom systéme 26 sú signály z transceívera 24 vyžarované miestnou anténou 50 na každú z antén 54A - 541 s vysokým ziskom, čo sú typicky smerové antény, a signály sú po príjme zosilnené. Zosilnený signál je potom oneskorený o vopred určený čas. typicky dlhší než jedna mikrosekunda, zodpovedajúcim oneskorovacím prvkom 56R - 561. Doby oneskorenia jednotlivých oneskorovacich prvkov 56R - 561 sú navzájom rôzne a typicky to sú násobky jednej mikrosekundy. Signál je odvedený z každého oneskorovacieho prvku do príslušnej vzdialenej antény 58A - 581. z ktorej je opäť vyžiarený.

Naopak. signály vysielané mobilnou jednotkou sú prijímané jednou alebo niekoľkými vzdialenými anténami 58A - 581. z ktorých vstupujú do príslušného oneskorovacieho prvku 56A - 561. Oneskorovací prvok 56A - 561 opäť spôsobí vopred určené oneskorenie prijímaného signálu a oneskorený signál sa privedie na jednu a príslušných antén 54R - 541 s vysokým ziskom. Antény 54A - 541 s vysokým ziskom signál zosilnia a vyžiaria ho k miestnej anténe 50.

Anténny systém podľa predloženého vynálezu je jedinečný pre použitie s mikrobunkovým systémom. Ako bolo vyššie uvedené, riadenie výkonu signálu je významný znak telefónneho systému CDMA pre dosiahnutie zvýšenia užívateľskej kapacity. Obvyklá všesmerová anténa vyžaruje signál rovnako vo všetkých smerochNapätie signálu klesá s radiálnou vzdialenosťou od antény podľa prenosových charakteristík fyzického prostredia. Zákon prenosu môže kolísať od nepriamej úmernosti štvorca do nepriamej úmernosti 5,5-tej mocnine radiálnej vzdialenosti.

Bunka, ktorá je navrhnutá, aby slúžila až do určitého polomeru musí vysielať s dostatočnou úrovňou výkonu, takže mobilná jednotka na okraji bunky bude prijímať signál na vhodnej úrovni výkonu- Mobilné jednotky, ktoré sú bližšie než na okraji bunky budú prijímať signál väčšieho výkonu než primeraného. Zväzky smerových antén môžu byť vytvorené s použitím množstva techník známych v obore. Aj tak vytváranie smerových zväzkov nemôže zmeniť zákon prenosu. Pokrytie žiadanej oblasti rádiovým signálom môže byť získané kombináciou vzoru antény, umiestnením antény a výkonom vysielača.

Použitie systému rozdelenej antény vytvára požadovaný vzor antény napríklad pre pokrytie haly alebo budovy, kde každý prvok antény zaisťuje obmedzené pokrytie. Pri vytváraní obmedzeného pokrytia anténou je nutný výkon pre dosiahnutie mobilnej jednotky v oblasti príslušne znížený, pretože je znížená strata prenosom.

Aj tak je tu problém s viacnásobnými anténami, ktoré vyžarujú všetky ten istý signál. Tu sa vyskytujú oblasti, najmä v oblasti v biízkosti bodov rovnako vzdialených od dvoch alebo viacerých antén, kde môžu byť prijímané signály dvoch antén, ktoré sa navzájom potlačujú. Body, kde sa signály môžu potlačovať, sú vzdialené približne o polovicu vlnovej dĺžky. Pre kmitočet 850 lillz ie táto dĺžka rovná 17,6 cm. Keď dva signály dopadajú na prijímaciu anténu s rovnakým napätím, ale v protifáze. potom sa môžu navzájom potlačiť. To je v podstate umelý viaccestný únik. Rovnako ako v prípade prírodného viaccestného úniku je pre potlačenie úniku najlepší prostriedok spôsob diverzity. Návrh CDMA systému vytvára niekoľko metód spôsobu diverzity pre potlačenie viaccestného úniku.

Vyššie uvedené prihlášky vynálezu popisujú systém bunkového telefónu, ktorý používa CDMA moduláciu so šírkou pásma 1,25 MHz, násobné formy spôsobu diverzity a veľmi starostlivé riadenie výkonu vysielača. Jedno vyhotovenie spôsobu diverzity spočíva vo vytvorení divokej architektúry prijímača, kde je vytvorených niekoľko prijímačov, z ktorých každý môže prijímať signál, ktorý prebehol inú dráhu a teda vytvára iné oneskorenie. Zariadenie obsahuje oddelený hľadači prijímač, ktorý plynulé prehliada časovú oblasť ukazujúcu najlepšie cesty a príslušne priraďujúci množstvo prijímačov.

Iná metóda spôsobu diverzity je cestný spôsob diverzity. Pri cestnom spôsobe diverzity sa signál vyžaruje z množstva antén umiestnených na rôznych miestach, pokiaľ možno vytvorí sa viac než jedna prenosová cesta. Ak dve alebo viac antén môže zaistiť prijateľné komunikačné cesty mobilnému prijímaču, potom môže byť dosiahnuté obmedzenie úniku použitím cestného spôsobu diverzity.

V mikrobunkovom systéme sa žiada usporiadať množstvo antén pre vytvorenie pokrytia v požadovanej oblasti pokrytia, avšak požiadavka kapacity pre systém nevyžaduje, aby každá anténa bola napájaná oddelenou sústavou signálov ako v obvyklom bunkovom systéme. Miesto toho. aby boli minimalizované náklady, žiada sa napájanie niektorých alebo všetkých antén v mikrobunkovom systéme rovnakými RF signálmi. V oblastiach mikrobunkového systému, kde sú možné dobré dráhy ku všetkým alebo viacerým anténam, môže byť získaný spôsob cestný spôsob diverzity.

Problém s napájaním antén mikrobunkového systému identicky rovnakými signálmi spočíva v tom, že v miestach, kde sú prijímané takmer rovnaké signály z dvoch alebo niekoľkých antén, môže nastať fázové potlačenie signálov. Požaduje sa jednoduché a neriákladné rozlišovanie signálov napájajúcich rozličné antény bez významného zvýšenia nákladov na systém- Spôsob dosiahnutia tohoto cieľa v rámci predloženého vynálezu je pridanie orieskorovacích prvkov do napájacích liniek medzi základnou stanicou, transceiverom a anténami.

Ak systém s množstvom antén popísaný vyššie sa vybaví oneskorovacími linkami v napájačoch. takže každá anténa je napájaná signálom o jednu alebo viac mikrosekúnd oneskoreným vzhľadom k jej susednej anténe. potom architektúra množstva prijímačov mobilných jednotiek dovolí oddelený príjem signálu z každej antény a jeho koherentnú kombináciu, takže potlačenie nevznikne. V skutočnosti únik spôsobený inými odrazmi v prostredí môže byt popisovanou technikou silne obmedzený. pretože je vytvorená určitá forma cestného spôsobu diverzity.

Mikrobunka je vytvorená ako štandardná CDMA bunka. ako je vysvetlené vo vyššie zmienených prihláškach vynálezu. Prídavné k funkciám popísaným v zmienených prihláškach vynálezu systém obsahuje anténny systém s množstvom žiaričov inštalovaných v oblasti. ktorá má byt mikrobunkou pokrytá. Signály sa rozdeľujú do žiaričov koaxiálnymi káblami alebo inými prostriedkami. V sérii s káblom spájajúcim dve susedné antény je zapojená oneskorovaci a linka s oneskorením rovným jednej alebo niekoľkým m i krosekundám.

Mobilné jednotky alebo terminály obsahujú jeden alebo niekoľko CDMA prijímačov a hľadači prijímač. Hľadač prehliada časovú oblasť, určuje aké cesty existujú a ktoré sú najsilnejšie cesty. Prístupné CDMA prijímače sú potom priradené k najsilnejším prístupovým cestám. Bunkové prijímače majú podobnú schopnosť.

V vyhotovení znázornenom na obr. 3 nie sú žiariče skutočne spojené káblom, ale skôr vyťahujú signál z Iného žiariča použitím antény s vysokým ziskom. Vytiahnutý signál je mierne zosilnený, oneskorený o vopred určenú hodnotu a potom opäť vyžiarený.

CDMA systém popísaný v zmienených spisoch môže zaistiť kapacitu zodpovedajúcu asi 40 súčasným volaniam v každej bunke systému, v každej šírke pásma 1,25 MHz CDMA kanálu. Výsledná bunka v tu popisovanom vynáleze je pokrytá oblasť súčtu vzorov antén každej z antén spojených spoločným napájačím systémom. Je teda kapacita 40 volaní dosiahnuteľná kdekoľvek v pokrytej oblasti. Keď sa mobilní užívatelia pohybujú vnútri systému, všetci volajúci budú pokračovať v príjme služby nezávisle na tom, ako môžu byť zhromaždení vnútri bunky. Toto je zvlášť výhodné v bezdrôtových PBX systémoch pre obchod, ako sú hotely, ktoré obsahujú veľké sály a iné verejné priestory, ktoré by mohli obsahovať veľký počet užívateľov systému v určitom čase, nie však stále počas obchodného dňa. V iných obdobiach by užívatelia mohli byť umiestnení v ich súkromných hotelových izbách. Je veľmi žiadúce pre bezdrôtový PBX systém prispôsobiť sa k takýmto situáciám.

S ohľadom na bunkové telefónne systémy Federálna komunikačná komisia (FCC) pridelila celkom 25 MHz pre spojenie mobilných jednotiek s bunkou a 25 MHz pre spojenie bunky s mobilnými jednotkami. FCC rozdelila umiestnenie rovnako medzi dvoch prevádzkovateľov služieb, z ktorých jeden je spoločnosť drôtového telefónu pre oblasť služieb a druhý sa volí lotériou. Z dôvodov poriadku, v ktorom boli umiestnenia vyhotovené, je pásmo 12,5 MHz pridelené každému nosiču pre každý smer spojenia ďalej rozdelené na dve podpásma. Pre drôtové nosiče majú podpásma šírku 10 MHz a 2,5 MHz. Pre nedrôtové nosiče majú podpásma šírku 10 MHz a 2,5 MHz. Pre nedrôtové nosiče majú podpásma šírku 11 MHz a 1,5 MHz. Preto by šírka pásma signálu menšia než 1,5 MHz mohla byť zanesená do všetkých podpásiem okrem jedného. Takáto kmitočtová schéma je tiež použiteľná pre mikrobunkový systém, hoci za určitých okolností môžu byť prípustné a žiadanejšie iné kmitočtové plány.

Pre zaistenie maximálnej pružnosti v prispôsobení techniky CDMA prípustnému kmitočtovému spektru buniek, aké je použité v bunkovom telefónnom systéme tvar vlnky by mal byť menej než 1,5 Mllz v šírke pásma. Dobrá druhá voľba by mohla byť šírka pásma okolo 2,5 MHz pripúšťajúca úplnú pružnosť pre drôtové bunkové nosiče a takmer úplnú pružnosť pre nedrôtové bunkové nosiče. Použitie väčšej šírky pásma má výhodu, že ponúka zvýšené rozlíšenie množstva ciest, nevýhody sú vyššie náklady, na zariadenie a nižšia pružnosť v priraďovaní kmitočtu v určenej šírke pásma.

V bezdrôtovom telefónnom systéme PBX s rozptýleným spektrom alebo lokálnou slučkou, ako je tu popísaná, návrh prednostného tvaru vlny vedie na priamy sled pseudošumu nosiča s rozptýleným spektrom ako v systéme bunkového telefónu popísaným vo vyššie zmienenej prihláške vynálezu a v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 4,901,307. Rozsah čipu PN sledu je zvolený 1,2288 MHz. takže výsledná šírka pásma okolo 1,25 MHz po filtrácii je približne jedna desatina celkovej šírky pásma priradená jednému bunkovému služobnému nosiču.

Iná úvaha pri voľbe presného rozsahu čipu je, že je žiaduce, aby rozsah čipu bol presne deliteľný rozsahmi dát základného pásma použitého v systéme. Je tiež žiaduce, aby deliteľ bola mocnina dvoch. S rozsahom dát základného pásma 9600 bitov za sekundu je rozsah PN čipu zvolený 1,2288 MHz, to je 128 krát 9600.

V spojení mikrobunka-mobiIná jednotka sú binárne sledy použité pre rozptýlenie spektra vykonštruované z dvoch rozličných typov sledov, každého s odlišnými vlastnosťami pre zaistenie rôznych funkcií. Vonkajší kód je rozdelený všetkými signálmi v mikrobunke pre vyhotovenie rozlíšenia medzi viaccestnými signálmi. Vonkajší kód môže byť tiež použitý pre rozlíšenie medzi signálmi vysielanými do mobilných jednotiek rozličnými mikrobunkami. keby existovali prídavné mikrobunky v systéme. Je tu tiež vnútorný kód. ktorý je použitý pre rozlíšenie medzi užívateľskými signálmi vysielanými jedným spektrom alebo bunkou.

Návrh tvaru vlnky nosiča v prednostnom vyhotovení pre signály vysielané mikrobunkou používa sínusový nosič, ktorý je kvadrafázovo modulovaný párom binárnych PN sledov, ktoré zaisťujú vonkajší kód vysielaný jedným sektorom alebo bunkou. Sledy sa generujú dvoma rôznymi PN generátormi o rovnakej dĺžke sledov. Jeden sled bi-fázy moduluje kanál in-fázy nosiča a iný sled bi-fázy modul u je kvadratúrriu fázu nosiča. Výsledné signály sa sčítajú pre vytvorenie zloženého štvorfázového nosiča.

Hoci sa hodnoty logickej nuly a logickej jednotky obvykle používajú pre reprezentáciu binárnych sledov, napätia signálu používané v procese modulácie sú +V voltov pre logickú jednotku a -V voltov pre logickú nulu. Pre bi-fázové modulovanie sínusového signálu sa sínusová stredná hodnota nula voltov násobí úrovňou napätia +V alebo -V ako je riadená binárnymi sledmi s použitím násobiaceho obvodu. Výsledný signál môže potom byt pásmovo obmedzený priechodom pásmovým filtrom. V obore je tiež známe, že sa prúd binárneho sledu nechá prejsť nízkopriepustným filtrom pred násobením sínusovým signálom, čím sa zamení poradie operácií. Kvadratúrny fázový modulátor pozostáva z dvoch bi-fázových modulátorov, z ktorých každý je napájaný odlišným sledom a sínusovými signálmi použitými v bi-fázových modulátoroch majúcimi fázový posun 90°.

V takomto vyhotovení je dĺžka pre vysielaný nosič signálu zvolená 32768 čipov. Sled tejto dĺžky môže byť vyvíjaný generátorom lineárnej sekvencie s modifikovanou maximálnou dĺžkou pričítaním nulového bitu k sledu o dĺžke 32768 čipov. Výsledný sled má dobré vlastnosti vzájomnej korelácie i autokorelácie.

Sled krátkej dĺžky je žiaduci pre minimalizáciu času akvizície mobilných jednotiek keď poprvýkrát vstupujú do systému bez znalosti časovania systému. Pri neznámom časovaní musí byť celková dĺžka sledu nájdená pre určenie správneho časovania. Cím je sled dlhší, tým dlhšiu dobu bude vyžadovať nájdenie akvizície. Hoci by mohli použité sledy kratšie než 32768, je treba pochopiť, že keď sa obmedzí dĺžka sledu, zníži sa prevádzkový zisk kódu. Keď sa zníži prevádzkový zisk, zníži sa tiež obmedzenie viaccestného rušenia zároveň s rušením od susedných buniek a od iných zdrojov, a to na neprijateľné úrovne. Žiada sa preto použitie čo najdlhšieho sledu, ktorý môže byť získaný v rozumnom čase. Tiež sa žiada použiť rovnaké kódové mnohočleny vo všetkých bunkách, takže mobilná jednotka, nepoznajúc bunku, z ktorej sa za začiatku získaná synchronizácia, hľadaním jedného kódového mnohočli

Všetky signály vysielané i vonkajšie PN kódy pre I kanály rozptýlené tiež s vnútorným s použitím Valshových funkcií, užívateľovi sa násobí vonkajšími sledom alebo sledom Valshových obvodom systému pre dobu telefoni vnútorný kód je privedený I kanál moduláciu, ktorá je účinne bi-fáz môže dostať plnú synchronizáciu na.

likrobunkou zdieľajú tie isté i Q kanály. Signály sú teda ortogonálnym kódom vyvíjaným Signál ·adresovaný určitému

PN sledmi a zvláštnym Walshovým sledov priradených riadiacim :kého volania užívateľa. Rovnaký i i Q kanálu, čo má za výsledok »vá pre vnútorný kód.

V obore je dobre známe, že množina n ortogonálnych binárnych sledov, každý o dĺžke n, pre n rovné niektorej mocnine dvoch, môže byť zostrojená, viď Digital Communications with Space Applications, S. W. Golomb a spol., Prentice-Hal1, Inc, 1964, str. 45 - 64. V skutočnosti sú množiny ortogonálnych binárnych sledov tiež známe pre väčšinu dĺžok, ktoré sú násobky štyroch a menšie než 200. Jedna trieda takýchto sledov, ktorú možno vyvinúť, sa nazýva Valshova funkcia, tiež známa ako Hadamardove matice. Valshov sled je jedna z radov matice Valshovej funkcie. Valshova funkcia radu n obsahuje n sledov, každý o dĺžke n bitov.

Valshova funkcia rádu n, rovnako ako iné ortogonálne funkcie, má tú vlastnosť, že cez interval n kódových symbolov vzájomná korelácia medzi všetkými rôznymi sledmi v množine je nula, za predpokladu, že sledy sú navzájom časovo zrovnané. To môže byť ukázané zistením, že každý sled sa líši od každého iného sledu presne v polovičnom počte jeho bitov. Je tiež treba uviesť, že je tu vždy jeden sled obsahujúci samé nuly a že všetky ostatné sledy obsahujú polovicu jedničiek a polovicu núl.

Pretože všetky signály vysielané mikrobunkou sú navzájom ortogonálne, neprispievajú k vzájomnému rušeniu. To odstraňuje väčší diel rušenia vo väčšine miest a umožňuje vyššiu kapacitu.

Ako prídavné opatrenie môže systém ďalej používať hlasový kanál, čo je kanál premenlivého rozsahu, ktorého rozsah dát môže byt od jedného bloku dát k druhému bloku dát menený a minimom prídavných obvodov požadovaných pre riadenie rozsahu používaných dát. Použitie premenlivého rozsahu dát znižuje vzájomné rušenie vylúčením zbytočných prenosov keď tu nie je užitočná reč, ktorá má byli prenesená. Vo vokodéroch sa používajú algoritmy pre vyvíjanie a zmenu počtu bitov v každom bloku vokodéra v súhlase so zmenami aktivity reči. Počas aktívnej reči môže vokodér vyvíjať, bloky dát o dĺžke 20 ms obsahujúce 20, 40, 80 alebo 160 bitov v závislosti na aktivite hovorcu. Je žiaduce vysielať bloky dát v pevnom časovom intervale zmenou rozsahu vysielania. Ďalej je žiaduce nevyžadovať signalizačné bity pre informáciu prijímača o tom, koľko bitov sa vysiela.

Bloky sú ďalej zakódované použitím cyklického redundantného skúšobného kódu <CRRCC), ktorý pridá k bloku prídavnú množinu paritných bitov, ktorá môže byť použitá k určeniu, či blok dát bol či nebol správne dekódovaný. Skúšobné kódy CROC sa vytvárajú delením bloku dát predom určeným binárnym mnohočlenom. CRCC je preskúšaný v prijímači reprodukciou toho istého zvyšku a skúšaním pre zistenie či získané bity zvyšku sú rovnaké ako vyvíjané skúšobné bity.

V predloženom vynáleze prijímací dekodér dekóduje blok akoby obsahoval 160 bitov a potom akoby obsahoval 80 bitov atď. tak dlho až boli vyskúšané všetky možné dĺžky bloku. CRCC sa počíta pre každý pokus dekódovania. Keď niektoré z pokusných dekódovaní dáva správny CRCC, je blok dát prijatý a prevedený do vokodéra pre ďalšie spracovanie. Keď žiadny pokus dekódovania nevytvorí platný CRCC, prijaté symboly sa zavedú do procesora systémových signálov, kde môžu byť voliteľne vykonané iné operácie s pracovan i a.

Vo vysielači mikrobunky sa výkon vysielaného tvaru vlny mení so zmenou rozsahu dát bloku. Najväčší rozsah dát používa najvyšší nosný výkon. Keď je rozsah dát nižší než maximum, modulátor

L·’ .i &.·

2.G prídavné so znížením výkonu opakuje každý zakódovaný symbol dát toľkokrát, koľkokrát sa žiada pre dosiahnutie žiadaného rozsahu vysielania. Tak napríklad pre najnižší rozsah vysielania sa každý zakódovaný symbol opakuje štyrikrát.

V mobilnom vysielači je vrcholový výkon udržovaný stály, ale vysielač je vypnutý po 1/2 alebo 1/4 alebo 1/8 času v závislosti na počte bitov, ktoré majú byt vyslané v bloku dát. Polohy okamžikov zapnutia vysielača sa menia pseudonáhodne v závislosti na adresovom užívateľskom kóde mobilného užívateľa.

Ako je uvedené v prihláške vynálezu číslo 07/543,496 pre spojenie bunka-mobiIná jednotka, to je spojenie inikrobunka-mobiIná jednotka, ako je použité tu v kontexte, hodnota n Walshovej funkcie je vytvorená 64 pre spojenie bunka-mobiIná jednotka. Teda každému zo 64 rôznych signálov, ktoré majú byt vysielané, je priradený jediný ortogonálny sled. Predná korekcia chýb (FEC) zakódovaného prúdu symbolov pre každý hlasový hovor sa násobí priradeným Walshovým sledom. Podľa Walsha kódovaný/FEC zakódovaný prúd symbolov pre každý hlasový kanál sa potom násobí vonkajším, PN kódovaným tvarom vlny. Výsledné rozptýlené prúdy symbolov sa potom spočítajú k vytvoreniu zloženého tvaru vlny.

Výsledný zložený tvar vlny sa potom namoduluje na sínusový nosič, filtruje pásmovým filtrom, prevedie na žiadaný pracovný kmitočet, zosilni a vyžiari ariténnym systémom. Alternatívne vyhotovenia predloženého vynálezu môžu zameniť poradie niektorých vyššie popísaných operácií pre vytvorenie signálu vysielaného bunkou. Tak napríklad sa môže prednostne násobiť každý hlasový kanál vonkajším, PN kódovaným tvarom vlny a previesť operáciu filtrovania pred spočítaním signálov všetkých kanálov, ktoré majú byť vyžiarené anténou. V obore je dobre známe, že lineárne operácie môžu byť zamenené pre získanie rozličných výhod použitia a rôznych návrhov.

- 27 Návrh tvaru vlny pre bezdrôtovú PBX službu používa riadiaci nosič pre spojenie mikrobunka-mobiIná jednotka. ako je popísané v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 4,901,307. Riadiaci tvar vlny používa všenulový Valshov sled, to je Valshov sled obsahujúci samé nuly, ktorý sa nachádza vo všetkých množinách Valshovej funkcie. Použitie všenulového Valshovho sledu pre všetky riadiace nosiče bunky umožňuje, aby pri počiatočnom hľadaní riadiaceho tvaru vlny boli ignorované Valshove funkcie až do získania synchronizácie vonkajšieho kódu PN. Valshove snímkovanie je spojené s cyklom PN kódu tým, že dĺžka Walshovho snímku predstavuje činiteľ dĺžky PN sledu. Teda za predpokladu, že presadenie adresovania buniek PN kódu sú násobky 64 čipov, alebo dĺžky Valshovho snímku, potom je Valshove snímkovanie implicitne známe z časovacieho cyklu vonkajšieho PN kódu.

Rladiac i nosič je vysielaný na vyššej výkonovej úrovni než typicky nosič hlasu pre zatstenie väčšieho pomeru signálu k šumu a okraj rušenia pre tento signál- Vyššia úroveň výkonu riadiaceho nosiča umožňuje hľadanie počiatočnej aktvizície pri vyššej rýchlosti a umožňuje veľmi presné sledovanie fázy riadiaceho nosiča obvodom sledovania fázy s pomerne širokým pásmom. Fáza nosiča získaná sledovaním riadiaceho nosiča sa používa ako referenčná veličina fázy nosiča pre demoduláciu nosičov modulovaných informačnými signálmi užívateľa. Táto technika umožňuje mnohým užívateľským nosičom zdieľať spoločný riadiaci signál pre referenčnú veličinu fázy nosiča. Napríklad v systéme vysielajúcom celkom 15 súčasných hlasových nosičov by riadiaci nosič mohol byť usporiadaný pre vysielanie výkonu rovného štyrom hlasovým nosičom.

Prídavné k riadiacemu nosiču je iný nosič určený pre príjem všetkými užívateľmi systému v mikrobunke vysiela mikrobunkou. Tento nosič, nazývaný synchronizačný kanál, používa rovnakého PN sledu dĺžky 32768 pre rozptyl spektra, avšak s odlišným, predom označeným Walshovým sledom. Synchronizačný kanál vysiela rozhlasovú správu obsahujúcu systémovú informáciu pre použitie mobilnými jednotkami v systéme. Systémová informácia identifikuje bunku a systém a vedie informáciu umožňujúcu dlhé PN kódy používané pre informačné signály mobilných jednotiek, ktoré majú byt synchronizované bez prídavného hľadania. Iný kanál, nazývaný stránkovací kanál môže byt vytvorený pre vysielanie správ mobilným jednotkám oznamujúcich, že pre ne prišlo volanie a pre odpoveď s priradením kanálu keď mobilná jednotka začína volanie.

Každý hlasový nosič vysiela číslicovú reprezentáciu reči pre telefónne volanie. Analógový tvar vlny reči je digitalizovaný s použitím štandardných techník digitálneho telefónu a potom je stlačený použitím vokodovacieho procesu pre rozsah dát asi 9600 bitov za sekundu. Tento dátový signál s pomerom r 1/2, s obmedzenou dĺžkou K =9 konvolútoricky zakódovaný, s opakovaním, a preložený za účelom zaistenia detekcie chýb a korekčných funkcií, ktoré umožňujú, aby systém pracoval s oveľa nižším pomerom signálu k šumu a pomerom rušenia. Techniky pre konvolútorické zakódovanie, opakovanie a prekladanie sú v obore dobre známe.

Výsledné zakódované symboly sa násobia priradeným Valshovým sledom a potom sa násobia vonkajším PN kódom. Tento proces vedie na rozsah PN sledu 1,2288 MHz alebo 128 krát 9600 bitov za sekundu rozsahu dát. Výsledný signál sa potom namoduluje na RF nosič a spočíta sa s riadiacim nosičom a so štrukturálnymi nosičmi a tiež s inými hlasovými nosičmi. Sčítanie môže byt vykonané v rozličných stupňoch spracovania, napríklad na IF kmitočte alebo na kmitočte základného pásma pred alebo po násobení PN sledom.

Každý hlasový nosič sa tiež násobí hodnotou, ktorá nastavuje jeho vysielaný výkon vzhľadom k výkonu iných hlasových nosičov. Toto opatrenie pre riadenie výkonu umožňuje pridelenie výkonu tým spojom, ktoré vyžadujú vyšší výkon, pretože uvažovaný príjemca je v pomerne nevýhodnej polohe. Sú zaistené prostriedky pre mobilné jednotky pre záznam ich pomeru prijímaného signálu k šumu, aby bolo umožnené nastaviť výkon na takú úroveň, aby bola zaistená vyhovujúca prevádzka bez porúch. Ortogonálna vlastnosť Valshových funkcií nie je narušená použitím rôznych úrovní výkonu pre rozličné hlasové nosiče za predpokladu, že je zachovaný časový súhlas.

Obr. 4 znázorňuje blokovú schému príkladného vytvorenia zariadenia mikrobunky z obr.

Obidve časti, totiž prijímač a vysielač transceivera 24 majú spoločný diplexér 100. Na obr. 4 prijímací systém transceivera 24 mikrobunky 14 pozostáva z analógového prijímača kanálovej jednotky, tu z hľadač ieho prijímača

102, zatiaľ čo zodpovedajúce súčasti kanálovej jednotky 20 A, pozostávajú

104, prijímača číslicových dát 106 a dekodéra 108. Prijímací systém môže tiež obsahovať voliteľný prijímač 110 číslicových dát. Dalšie vyhotovenia analógového prijímača 100 podrobnosti príkladného sú uvedené v prihláške vynálezu číslo 07/543,496 Spojených Štátov amerických.

T/

Mikrobunka 14, ako bolo uvedené vyššie, obsahuje CDMA riadiaci obvod 18. ktorý je spojený s prijímačmi 106 a 110 dát a tiež s hľadacím prijímačom 104. CDMA riadiaci obvod 18 okrem iných funkcií ako priradenie Walshovho sledu a kódu vykonáva spracovanie signálu, vyvíjanie časového signálu, riadenie výkonu a rozličné iné priradené funkcie.

Signály prijímané anténou 26 sú cez diplexér 100 vedené do analógového prijímača 100 a potom do hľadač ieho prijímača 104. Hľadači prijímač 104 je v mikrobunke použitý pre zdieľanie časovej oblasti prijímaného signálu pre zaistenie, aby prijímač 106 sledoval a spracoval najsilnejší voliteľný signál časovej oblasti. Hľadači prijímač 104 dodáva signál CDMA riadiacemu obvodu 18, ktorý vytvára riadiace signály pre prijímač 106 číslicových dát pre výber vhodného prijímaného signálu pre spracovanie.

Spracovanie signálu v prijímači dát a hľadačom prijímači mikrobunky je v niekoľkých smeroch odlišné od spracovania signálu podobnými prvkami v mobilnej jednotke. Vo vnútornej väzbe, to je reverzne alebo v spojení mobilná jednotka-mikrobunka, mobilná jednotka nevysiela riadiaci signál, ktorý môže byt použitý pre koherentné referenčné účely pri spracovaní signálu v bunke. Spojenie mobilná jednotka-mikrobunka sa vyznačuje nekoherentným modulačnou a demodulačnou schémou používajúcou 64-miestne ortogonálne signalizovanie.

V 64-miestnom ortogonálnom signalizačnom procese signály vysielané mobilnou jednotkou sú zakódované do jedného z 2⁶, to je 64 rôznych binárnych sledov. Množina zvolených sledov je známa ako Valshove funkcie. Optimálna prijímacia funkcia pre zakódovanie m-miestneho signálu Valshovej funkcie je rýchla Hadamardova transformácia <FHT).

Podľa obr. 2 hľadači prijímač 104 a prijímač 106 číslicových dát prijímajú signály vystupujúce z analógového prijímača 102. Pre dekódovanie signálov rozptýleného spektra vysielaných do zvláštneho prijímača bunky, ktorým komunikuje mobilná jednotka, musia byt vyvíjané vlastné PN sledy. Ďalšie podrobnosti vyvíjania signálov mobilnej jednotky sú uvedené v prihláške vynálezu číslo 07/543,496 Spojených štátov amerických.

Viterbiho dekodér obsiahnutý v obvode 108 je typu, ktorý má schopnosť dekódovania dát zakódovaných v mobilnej jednotke s dĺžkou obmedzenia K = 9 a pomerom kódu r = 1/3. Viterbiho dekodér je použitý pre určenie najvýhodnejšieho sledu bitov informácie. Periodicky, menovite po 1,35 ms je získaný odhad akosti signálu a vyslaný ako povel nastavenia výkonu mobilnej jednotky zároveň s dátami k mobilnej jednotke. Tento odhad akosti je stredná hodnota pomeru signálu k šumu počas intervalu 1,25 mš.

Každý prijímač dát vykonáva časovanie signálu, ktorý prijíma. Toto sa vykonáva dobre známou technikou korelovania prijímaného signálu mierne predchádzajúcou miestnou referenciou PN a kôre1 ovaňie prijímaného signálu s mierne neskoršou miestnou referenciou PN. Rozdiel medzi týmito dvoma koreláciami bude mat nulovú strednú hodnotu keď tu nie je žiadna chyba časovania.

Naopak, keď je chyba časovania, potom tento rozdiel oznamuje veľkosť a znamienko chyby a časovanie prijímača sa príslušne nastav í.

Signály z PBX sa zavedú do vhodného, vysielacieho modulátora vokodéra 22A - 22N pri riadení CDMA riadiacim obvodom 18. Pre príklad znázornený na obr. 4 je použitý vokodér 22A. Kanálová jednotka 20A ďalej obsahuje vysielací modulátor 112, ktorý pri riadení rozptýleného spektra CDMA riadiacim obvodom 18 moduluje dáta pre vysielanie k určenej prijímacej mobilnej jednotke.

Výstup z vysielacieho modulátora 112 ide na vstup riadiaceho obvodu 114 vysielaného výkonu, kde pri riadení CDMA riadiacim obvodom 18 môže byť riadený vysielaný výkon. Výstup riadiaceho obvodu 114 vysielaného výkonu ide do súčtového obvodu 116. kde je spočítaný s výstupom vysielacieho modulátora/riadiacimi obvodmi vysielaného výkonu iných kanálových jednotiek. Súčtový obvod môže byť zlúčený s niektorou z kanálových jednotiek alebo môže byť uvažovaný ako časť vysielacej časti transceivera 24. Výstup súčtového obvodu 116 ide do vysielacej časti transceivera 24, ktorá obsahuje zosilovač 118 vysielaného výkonu. Zosilovač 118 vysielaného výkonu zosilňuje signál pre výstup cez diplexér 100 do antény 26 pre žiarenie k mobilným jednotkám vo vnútri služobnej oblasti mikrobunky. ďalšie podrobnosti o príklade obvodu vysielača z obr. 4 sú uvedené v prihláške vynálezu číslo 07/543,496 Spojených štátov amerických.

Obr. 4 ďalej znázorňuje riadiace kanálové generátory a riadiaci obvod 120 vysielaného výkonu, ktorý môže byť obsiahnutý v niektorej z kanálových jednotiek ako oddelená súčasť systému. Obvod 120 pri riadení CDMA riadiacim obvodom 18 vyvíja a výkonovo riadi riadiaci signál, synchronizačný kanál a stránkovací kanál pre pripojenie k zosilovaču 118 vysielaného výkonu pre výstup cez diplexér 100 do antény 26.

V prednostnom vyhotovení je zakódovanie kanálových signálov Valshovou funkciou použité ako vnútorný kód. V pokusnej riumerológi i tu popisovanej je možné použiť celkom 64 rozličných Valshových sledov, z ktorých tri sú určené pre riadenie, synchronizáciu a stránkovacie kanálové funkcie. V synchronizačných, stránkovacích a hlasových kanáloch sú vstupné dáta konvo.lútoricky zakódované a potom preložené, ako je v obore dobre známe. ďalej sú konvolútoricky zakódované dáta tiež opatrené opakovaním pred prekladaním, ako je tiež v obore dobre známe.

Riadiaci kanál neobsahuje žiadnu moduláciu dát a je charakterizovaný ako signál nemodlilovaného rozptýleného spektra, ktorý používajú všetci užívatelia zo zvláštneho sektoru či bunky pre akvizičné alebo sledovacie účely. Každá bunka, alebo keď je rozdelená na sektory, každý sektor má jediný riadiaci signál. Aj tak skôr než použitie rôznych PN generátorov pre riadiace signály, sa vykonáva účinnejší spôsob vyvíjania rôznych riadiacich signálov použitím posuvov v rovnakom základnom slede. Pri použití tejto techniky mobilná jednotka postupne predhľadáva celý sled a zaznamenáva ten posuv, ktorý vytvára najsilnejšiu koreláciu. Pri použití tohoto posuvu základného sledu musia byt posuvy také, aby riadiace signály v susedných bunkách alebo sektoroch sa nerušili alebo nepotlačovali.

Riadiaci sled musí teda byt dostatočne dlhý, aby mnoho odlišných sledov mohlo byt vyvinuté posuvmi v základnom slede pre podporu veľkého množstva riadiacich signálov v systéme. Dalej musí byt oddelenie posuvu dostatočne veľké, aby sa zaistila neprítomnosť, rušenia v riadiacich signáloch. Teda je v príkladnom vyhotovení predloženého vynálezu dĺžka riadiaceho sledu zvolená 2¹⁵. Sled je vyvíjaný tak, že sa začne sledom 2¹⁵-1 so zvláštnou nulou pridanou k sledu keď sa zistí zvláštny stav. V príkladnom vyhotovení je zvolených 512 signálov s presadením v základnom slede rovnom 64 čipov. Aj tak presadené majú byt celistvé násobky presadenia 64 čipov s príslušnou redukciou v počte rozličných riadiacich signálov.

- 33 9

Pri vyvíjaní riadiaceho signálu sa Walshov nulový CVo) sled pozostávajúci zo samých núl použije. aby nebol riadiaci signál modulovaný. ktorý je v podstate PNi sled a PNq sled. Valshov nulový (Vo) sled sa teda násobí PNi sledom a PNq sledom v logických obvodoch exkluzívneho NEBO. Výsledný riadiaci signál teda obsahuje len PNi sled a PNq sled. Vo všetkých bunkách a sektoroch majúcich rovnaký PN sled pre riadiaci signál je rozlišovací znak medzi bunkami alebo sektormi pre pôvod vysielanie fázy sledu.

Informácia synchronizačného kanálu je zakódovaná a potom vynásobená v logických obvodoch exkluzívneho NEBO predom priradeným Walshovým sledom. V príkladnom vyhotovení je zvolená Ualshova funkcia <U32> sled. ktorý pozostáva z 32 jednotiek nasledovaných 32 nulami. Výsledný sled sa potom vynásobí PNi sledom a PNq sledom v logických obvodoch exkluzívneho.NEBO.

V príkladnom vyhotovení je informácia dát synchronizačného kanála privedená do vysielacieho modulátora typicky v rozsahu .1.200 b/s- V príkladnom vyhotovení sú dáta synchronizačného kanála prednostne konvolútoricky zakódované s pomerom r = 1/2 s dĺžkou obmedzenia K = 9, s dvojitým opakovaním každého kódového symbolu.

z

Tento rozsah kódovania a dĺžka obmedzenia sú spoločné pre všetky zakódované dopredu spojené kanály. to je synchronizačný, stránkovací a hlasový kanál. V jednom príkladnom vyhotovení je použitá štruktúra posuvného registra pre generátory kódu Gi ~ 753 /(okt) a 62 = 561 (okt). Rozsah symbolu k synchronizačnému kanálu je v príkladnom vyhotovení 4800 s/s, to je jeden symbol je 208 us alebo 256 PN čipov.

Symboly kódu sú prekladané prostredníctvom konvolútneho prekladacieho napínania, v príkladnom vyhotovení 40 ras. Pokusné parametre prekladania sú I = 16 a J = 48. Ďalšie podrobné údaje o prekladaní sú v pojednaní Dáte Communication, Networks and Systems, Howard W. Sams & Co., 1987, str. 343 - 352. Účinok konvolútneho prekladania je v rozptýlení nespoľahlivých symbolov kanála, takže ktorékoľvek dva symboly v súvislom slede 1-1 alebo menej symbolov sa oddelí J+l. symbolmi v neprekladanom výstupe. Ekvivalentným spôsobom ktorékoľvek dva symboly v súvislom slede J-l symbolov sa oddelia aspoň 1+1 symbolmi v neprekladanom výstupe- Inými slovami, keď I = 16 a J = 48, v rade 15 symbolov sú symboly vysielané oddelene 885 ns, teda je vytvorený časový spôsob diverzity.

Symboly synchronizačného kanála mikrobunky sú pripojené k riadiacemu signálu mikrobunky. Cyklus riadiaceho signálu v príkladnom vyhotovení je 26,67 ms dlhý, čo zodpovedá 128 symbolom kódu synchronizačného kanála. Symboly synchronizačného kanála sú preložené konvolútnym preložením o rozsahu 26,67 ms. Keď teda mobilná jednotka dostala riadiaci signál. má bezprostrednú prekladanú synchronizáciu synchronizačného kanála.

Symboly synchronizačného kanálu sú pokryté vopred určeným Valshovým sledom pre vytvorenie ortogonality v signále. V synchronizačnom kanáli jeden symbol kódu zaberá štyri sledy krytia, to je jeden symbol kódu na štyri opakovania 32 jedničiek - 32 núl sledu, ako je znázornené na obr. 6. Ako je znázornené na obr. 6, jedna logická “jednička predstavuje prítomnosť 32 “jedničiek“ Valshových čipov, zatiaľ čo jedna logická “nula“ predstavuje prítomnosť 32 “núl“ Valshových čipov. Ortogonalita v synchronizačnom kanáli je zachovaná i keď symboly synchronizačného kanála sú posunuté vzhľadom k absolútnemu času v závislosti na pridruženom riadiacom kanáli, pretože posuvy synchronizačného kanála sú celé násobky Walshovho snímku.

Správy synchronizačného kanála v príkladnom vyhotovení majú premenlivú dĺžku. Dĺžka správy je celý násobok 80 ms, čo zodpovedá 3 cyklom riadiaceho signálu. S informačnými bitmi synchronizačného kanála sú združené cyklické redundantné (CRC) bity detekcie chýb.

Akonáhle bola správa synchronizačného kanála správne prijatá, má mobilná jednotka schopnosť okamžitej synchronizácie k stránkovaciemu kanálu alebo k hlasovému kanálu. U riadiaceho

te v

i synchronizačného signálu zodpovedajúceho koncu každej synchronizačnej správy,začína nový 40 ms zahrnujúci prekladací cyklus. V tomto čase mobilná jednotka štartuje bez prekladania prvého symbolu kódu buď opakovaním kódu alebo (cx, cx+i) páru, s docielenou synchronizáciou dekodéra. Neprekladaná adresa písania je nastavená na nulu a adresa čítania je nastavená na J. takže je dosiahnuté neprekladanej synchronizácie pamäti.

Správy synchronizačného kanála nesú informáciu udávajúcu stav 42 bitov dlhého PN generátora pre hlasový kanál priradeného pre komunikáciu s mobilnou jednotkou. Táto informácia je použitá u prijímačov číslicových dát mobilnej jednotky pre synchronizáciu príslušných PN generátorov.

Informácia stránkového kanála je tiež zakódovaná s opakovaním, prekladaná a potom násobená vopred priradeným Val sitovým sledom. Výsledný sled sa potom násobí PNi sledom a PNq sledom. Rýchlosť dát stránkovacieho kanála pre zvláštny sektor alebo bunku je oznámená v nejakom označenom poli v správe synchronizačného kanála. Hoci rýchlosť dát stránkovacieho kanála je premenlivá, je v príkladnom vyhotovení stála pre každý systém a má jednú z nasledujúcich príkladných hodnôt: 9,6, 4.8 2.4 a 1,2 kb/s.

Dáta každého hlasového kanála sú tiež zakódované s opakovaním, prekladané, rozdelené, vynásobené priradeným Valshovým sledom CVi - Vj) a potom vynásobené PNi sledom a PNq sledom. Valshov sled, ktorý má byť použitý zvláštnym kanálom, je určený riadiacim obvodom systému v čase začiatku volania rovnakým spôsobom ako sú kanály priradené volaniam v analógovom FM bunkovom systéme. V príkladnom vyhotovení tu popisovanom je vol i teľných až 6.1 rôznych Válshových sledov pre použitie hlasovými kanálmi.

V príkladnom vyhotovení predloženého vynálezu používa hlasový kanál premenlivú rýchlosť dát. Účelom použitia premenlivej rýchlosti dát je zníženie rýchlosti dát keď nie je žiadna hlasová aktivita a tým obmedziť rušenie vyvíjané týmto zvláštnym hlasovým kanálom na iných účastníkov- Vokodér navrhnutý pre zaisťovanie premenlivej rýchlosti dát je popísaný v prihláške vynálezu Spojených štátov amerických Vokodér premenlivej rýchlosti, ktorá má číslo .bola podaná prihlasovateľom predloženého vynálezu. Takýto vokodér vytvára dáta pri štyroch rôznych rýchlostiach dát založených na aktivite hlasu na báze snímku o dĺžke 20 ms. Príkladné rýchlosti dát sú 9,6 kb/s, 4,8 kb/s,.2,4 kb/s a 1,2 kb/s. Hoci sa bude rýchlosť dát meniť na báze 20 ms, je rýchlosť symbolu udržovaná stálou opakovaním kódu pri 19,2 ks/s. Symboly kódu sú teda opakované 2,4 a 8 krát pre príslušné rýchlosti dát 4,8 kb/s, 2.4 kb/s a 1,2 kb/s.

Pretože schéma premenlivej rýchlosti je určená na obmedzenie rušenia, symboly kódu pri nižších rýchlostiach budú mať nižšiu energiu. Napríklad pre príkladné rýchlosti dát 9,6 kb/s, 4,8 kb/s. 2,4 kb/s a 1,2 kb/s je energia symbolu kódu (Ee) rovná Eb/2, Et>/4, Eb/8 a Eb/16 kde Eb je energia bitu informácie pre rýchlosť vysielania 9,6 kb/s.

Symboly kódu sú prekladané konvolútorickým prekladaním takže symboly kódu s rôznymi úrovňami energie budú rozdelené pôsobením prekladania. Aby bolo známe, akú úroveň energie má mať symbol kódu, je ku každému symbolu priradené návestie udávajúce jeho rýchlosť dát pre účely vyhodnotenia. Po ortogonálnom pokrytí Walshovým sledom s PN rozptýlením sa kvadratúrne kanály číslicovo filtrujú filtrom konečnej impulznej odozvy (FIR). FIR filter prijíma signál zodpovedajúci úrovni energie symbolu pre vykonanie vyhodnotenia energie podľa rýchlosti dát. Kanály I a Q sa opravia činiteľmi 1, l/v2, 1/2 alebo 1/2ν2. V jednom použití by mal vokodér vyvíjať návestie rýchlosti dát vo forme dvojbitového čísla pre FIR filter pre riadenie opravného činiteľa filtra.

V príkladnom vyhotovení je každý signál hlasového kanálu rozdelený pre docielenie väčšej bezpečnosti pri vysielaniach z bunky do mobilnej jednotky. Hoci takéto rozdelenie nie je požadované, zvyšuje bezpečnosť v komunikáciách. Tak napríklad rozdelenie signálov hlasového kanála môže byť uskutočnené PN kódovaním signálu hlasového kanála PN kódom určeným adresou užívateľa ID mobilnej jednotky. Takéto rozdelenie môže používať PNu sled alebo zápisovú schému vysvetlenú vo vzťahu k obr. 3 s ohľadom na zvláštny prijímač pre komunikácie z mobilnej jednotky do bunky. Pre túto funkciu teda môže byť použitý oddelený PN generátor. Hoci rozdelenie je rozoberané s ohľadom na PN sled, môže byť splnené i inými technikami včítane tých, ktoré sú v obore dobre známe.

Prídavné k hlasovým bitom dopredu spojený hlasový kanál prenáša informáciu riadenia výkonu. Bitová rýchlosť riadenia výkonu je v príkladnom vyhotovení 800 b/s. Bunkový prijímač, ktorý demoduluje signál prenášaný z mobilnej jednotky do mikroburiky vyvíjaný danou mobilnou jednotkou vytvára informáciu riadenia výkonu, ktorá je vložená do hlasového kanála z bunky do mobilnej jednotky a je adresovaná tejto zvláštnej mobilnej jednotke. Ďalšie podrobné údaje o vyhotovení riadenia výkonu sú popísané vo vyššie zmienenej prihláške vynálezu.

Bity riadenia výkonu sú vkladané pri výstupe konvolútorického prekladacieho obvodu technikou zvanou značkovanie symbolu kódu. Inak povedané, vždy keď je treba vyslať bit riadenia výkonu, dva symboly kódu sa nahradia dvoma identickými symbolmi kódu a polaritou danou informáciou riadenia výkonu. Naviac sú bity riadenia výkonu vysielané na úrovni energie zodpovedajúcej bitovej rýchlosti 9600 b/s.

Prídavné obmedzenie zavedené na prúd informácií riadenia výkonu spočíva v tom, že poloha bitov urobená náhodou medzi kanálmi z mobilnej jednotky do bunky. Inak by plná energia bitov riadenia výkonu vyvíjala rušivé impulzy v pravidelných intervaloch, teda by schopnosť detekcie takýchto bitov bola znížená.

Zaujímavá vlastnosť Valshovej funkcie spočíva v tom, že každý zo 64 sledov je dokonale ortogonálny ku všetkým iným sledom. Teda ktorýkoľvek pár sledov sa líši presne v takom množstve polôh bitov, ako súhlasí, to je 32 v intervale 64 symbolov. Keď je teda zakódovaná informácia pre vysielanie Walshovými sledmi, prijímač bude schopný vybrať niektorý z Walshových sledov ako žiadaný nosný signál. Akákoľvek energia signálu zakódovaná na iných Walshových sledoch bude vypustená a nebude prispievať na vzájomné rušenie k požadovanému Ualshovmu sledu.

V príkladnom vyhotovení pre spojenie z bunky do mobilnej jednotky synchronizačné, stránkovacie a hlasové kanály, ako bollo uvedené vyššie, používajú konvolútorické zakódovanie s dĺžkou obmedzenia K = 9 a pomerom kódu r = 1/2, to znamená, že pre každý bit informácie, ktorý má byť vyslaný, sa vytvárajú a vysielajú dva zakódované symboly. Prídavné ku konvolútorickému zakódovaniu sa ďalej používa konvolútorické prekladanie symbolov dát. Ďalej sa uvažuje tiež o použití opakovania v súvislosti s korivol útor ickým zakódovaním. U mobilnej jednotky je optimálnym dekodéroín tohoto typu dekodér s mäkkým rozhodovaním s Viterbiho algoritmom. Pre účely dekódovania môže byť použitý štandardný návrh. Bity výsledné dekódovanej informácie sa prenášajú do obvodu základného pásma mobilnej jednotky.

CDMA riadiaci obvod 18 je zodpovedný za pridelenie kanálových jednotiek a vokodérov zvláštnemu volaniu. CDMA riadiaci obvod 18 tiež sleduje postup volania, akosť signálov a zahajuje zrušenie strate signálu.

Pri spojení z mobilnej jednotky do mikrobunky vlastnosti kanálov nariaďujú obmenu techniky modulácie. Hlavne nie je naďalej možné použitie riadiaceho nosiča ako pri spojení z bunky do mobilnej jednotky. Riadiaci nosič musí byť oveľa výkonnejší než hlasový nosič pre zaistenie dobrej referenčnej veličiny fázy pre moduláciu dát. S vysielaním z mikrobunky s množstvom súčasných hlasových nosičov môže byť jediný riadiaci signál zdieľaný všetkými hlasovými nosičmi. Výkon riadiaceho signálu na jeden hlasový nosič je teda malý.

použitá niektorá forma ortogonaIného binárne, kvartérne alebo m-rozmerné. je použitá 64 rozmerná ortogonálna

V spojení z mobilnej jednotky do mlkrobunky je obvykle len jeden hlasový nosič na jednu mobilnú jednotku. Keby bol použitý riadiaci signál, vyžadoval by značne väčší výkon než hlasový nosič. Je jasné, že táto situácia je nežiaduca, pretože by bola podstatne obmedzená celková kapacita systému vplyvom rušenia spôsobeného prítomnosťou veľkého počtu riadiacich signálov vysokého výkonu. Teda musí byť použitá schopná účinnej demodulácie bez riadiaceho signálu.

Teda by mala byť signalizovania, ako je

V príkladnom vyhotovení signalizačná technika používajúca Walshových funkcií. Demodulátor pre n-rozmerné ortogonálne signalizovanie vyžaduje koherenciu kanálov len počas trvania vysielania m-rozmerného symbolu.

V príkladnom vyhotovení je tento len dvojbitový.

Signály vysielané mobilnou jednotkou sú signály priameho sledu s rozptýleným spektrom, ktoré sú modulované PN sledom riadeným hodinami s predom určenou hodnotou, ktorá v prednostnom vyhotovení je 1,2288 MHz. Táto hodnota hodinového riadenia je zvolená, aby predstavovala celý násobok rýchlosti dát 9,6 Kb/s základného pásma.

Proces zakódovania a modulácie správy začína konvolútorickým zakódovaním s dĺžkou obmedzenia K = 9 a pomerom kódu r = 1/3. Pri menovitej rýchlosti dát 9600 b/s kóder vyvíja 28800 binárnych symbolov za jednu sekundu. Tieto sú zoskupené do znakov obsahujúcich 6 symbolov, každý s rýchlosťou 4800 znakov za sekundu, pričom tu môže byť 64 možných znakov. Každý znak je zakódovaný do Valshovho sledu dĺžky 64 obsahujúceho 64 binárnych bitov alebo čipov··. Rýchlosť 64-rozmerného Walshovho čipu je 307200 čipov za jednu sekundu v príkladnom vyhotovení.

Valshove čipy sú potom zakryté·· alebo násobené PN sledom prebiehajúcim pri hodnote 1,2288 MHz. Každej mobilnej jednotke je pre tento účel pridelený jeden PN sled. Tento PN sled môže byť

buď pridelený	len	po dobu	trvania	volania	alebo	môže 1	byť
pridelený	mobilnej	jednotke	trvalo.	Pridelený	PN	sled je	tu
označovaný	ako	užívateľský	PN sled.	Generátor	užívateľského	PN

sledu beží pri hodinovej hodnote 1,2288 MHz pre vyvíjanie štyroch PN Čipov pre každý Ualshov čip.

Nakoniec je vyvinutý pár krátkych PN sledov dĺžky 32768, V príkladnom vyhotovení sú rovnaké sledy použité pre spojenie z bunky do mobilnej jednotky. Užívateľský PN sled pokrytý sledom Valshovho čipu je potom pokrytý alebo násobený každým z dvoch krátkych PN sledov. Dva výsledné sledy potom bi-fázovo modulujú kvadratúrny pár sínusoviek a sú spočítané do jediného signálu. Výsledný signál je potom filtrovaný pásmovým filtrom, prevedený na konečný RF kmitočet, zosilnený, filtrovaný a vyžiarený anténou mobilnej jednotky- Ako bolo preberané v súvislosti so signálom z bunky do mobilnej jednotky, poradie filtrovanie, zosilňovanie, prevádzanie a modulačné operácie môžu byť v poradí zamenené.

V alternatívnom vyhotovení by mohli byť vyvinuté dve rozdielne fázy užívateľského PN kódu a použité pre moduláciu nosiča štvorfázového tvaru vlny pri potrebe použitia dĺžke 32768. V ešte inej alternatíve môže spojenie jednotky do bunky využívať len bi-fázovú moduláciu.

dvoch fáz sledov o z mobilnej tiež pri potrebe krátkych sledov.

Prijímač mikrobunky pre každý signál vytvára krátke PN sledy a užívateľský PN sled pre každý aktívny signál mobilnej jednotky sa prijíma. Prijímač s každým z kódovaných obvodoch. Každý výstup spracovaný pre a konvolútorického koreluje energiu prijímaného signálu tvarov vlny v oddelených korelačných z korelačného obvodu je potom oddelene demoduláciu 64-rozmerného zakódovania kódovania s použitím procesora rýchlej

Iíadamarovej transformácie a dekodéra Viterbiho algoritmu.

Obr. 5 znázorňuje blokovú schému mobilnej jednotky CDMÄ telefónnej súpravy- Mobilná jednotka CDMA telefónnej súpravy obsahuje anténu 200, ktorá je diplexérom 202 pripojená k analógovému prijímaču 204 a vysielaciemu výkonovému zosilovaču 206. Anténa 200 a diplexér 202 sú štandardného vyhotovenia a umožňujú súčasné vysielanie a príjem cez jedinú anténu. Anténa 200 zbiera vysielané signály a prevádza ich cez diplexér 202 do analógového prijímača 204.

Prijímač 204 prijíma signály RF kmitočtu z diplexéra 202.

ktoré sú typicky v a premenu smerom dolu uskutočnený použ i t í m kmitočtovom pásme 850 MHz pre zosilnenie na IF kmitočet. Tento proces premeny je kmitočtového syntetizéra štandardného vyhotovenia. ktorý dovoľuje naladenie prijímača na niektorý z kmitočtov vo vnútri prijímaného kmitočtového bunkového telefónu, a digitalizované pre zavedenie kmitočtového pásma z celkového Signály sú tiež filtrované do prijímačov 210 a 212 číslicových dát zároveň s hľadacím prijímačom 214. Ďalšie podrobnosti príkladného vyhotovenia prijímačov 204. 210. 212 a 214 sú vysvetlené v prihláške vynálezu číslo 07/543.496 Spojených štátov amerických.

Prijímač 204 tiež prevádza funkciu riadenia výkonu pre nastavenie vysielaného výkonu mobilnej jednotky. Prijímač 204 vyvíja analógový riadiaci signál výkonu. ktorý sa vedie do riadiaceho obvodu 208 vysielaného výkonu.

Na obr. 5 sa digitalizovaný výstupný signál t

vedie do prijímačov 210 a 212 číslicových dát prijímača 214. Je treba uviesť, že lacné, málo jednotky by mohli mať len jeden prijímač výkonnejšie techniky môžu mať viac týchto umožnenie príjmu spôsobom diverzity.

z prijímača 204 a do hľadač ieho výkonné mobilné dát zatiaľ čo prijímačov pre

Digitalizovaný IF signál môže obsahovať signály množstva vstupujúcich volaní súčasne s riadiacimi nosičmi vysielanými bežnou bunkou a susednými bunkami. Funkcia prijímačov 210 a 212 je korelovať IF vzorky s vlastným PN sledom. Táto korelácia má vlastnosť, ktorá je v obore dobre známa ako prevádzkový zisk“, ktorý zvyšuje pomer signálu k rušeniu nejakého signálu krížiaceho vlastný PN sled, zatiaľ čo nepôsobí na iné signály. Korelovaný výstup je potom synchrónne detekovaný použitím riadiaceho nosiča z najbližšej bunky ako referenčnú veličinu fázy nosiča. Výsledkom tohoto procesu detekcie je sled zakódovaných symbolov dát.

Vlastnosťou PN sledu používaného v preloženom vynáleze je, že sa prevádza rozlíšenie vzhľadom k viaccestným signálom. Keď signál po prebehnutí viac než jednej cesty príjde do prijímača mobilnej jednotky, bude tu rozdiel v čase príjmu signálu. Tento rozdiel času príjmu zodpovedá rozdielu vzdialenosti delenému rýchlosťou šírenia. Keď tento rozdiel presahuje jednu mlkrosekundu. korelačný proces vykoná rozlíšenie medzi cestami. Prijímač môže previesť voľbu či má sledovať a prijímať signál skoršej alebo neskoršej cesty. Ak sú použité dva prijímače, ako prijímače 210 a 212, môžu byť sledované dve nezávislé cesty a spracované paralelne.

Hľadači prijímač 214 pri riadení riadiacim procesorom 216 plynulé prehľadáva časovú oblasť okolo nominálneho času prijímaného riadiaceho signálu mikrobunky pre iné riadiace signály množstva ciest. Hľadači prijímač 214 bude merať napätie ktoréhokoľvek príjmu žiadaného tvaru vlny pri iných časoch než je menovitý čas. Hľadači prijímač 214 privedie signál napätia do riadiaceho procesora 216 oznamujúceho najsilnejšie signály. Procesor 216 privedie signály do prijímačov 210 a 212 dát pre spracovanie len jedného odlišného z najsilnejších signálov.

Riadiaci procesor 216 tiež obsahuje PN generátor, ktorý vyvíja užívateľský PN sled ako odozvu na vstupnú adresu mobilnej jednotky alebo užívateľský ID. Výstup PN sledu z PN generátora sa vedie do kombinačného obvodu diverzity a do dekodéra 218. Pretože signál z mikrobunky do mobilnej jednotky je rozdelený užívateľskou adresou PN sledu mobilnej jednotky, je výstup z PN generátora použitý pri rozdelení signálu vysielaného bunkou zamýšľaného pre užívateľa tejto mobilnej jednotky podobného tomu v prijímači mikrobunky- PN generátor špecificky vytvára výstupný PN sled pre obvod potlačenia prekladania a dekódovania kde je použitý pre potláčanie rozdelenia rozdelených užívateľských dát.

Hoci je rozdelenie uvádzané v súvislosti s PN sledom, je zrejmé, že môžu byt použité i iné techniky rozdelenia včítane tých, ktoré sú v obore dobre známe.

Výstupy prijímačov 210 a 212 sú teda privedené do kombinačného obvodu spôsobom diverzity a dekodéra 218. Kombinačný obvod spôsobu diverzity obsiahnutý v dekodéri 218 jednoducho nastavuje časovanie oboch prúdov prijímaných signálov do súhlasu a spočíta ich. Tento súčtový proces môže byt vykonávaný násobením obidvoch prúdov číslom zodpovedajúcim napätiu pomerného signálu oboch prúdov. Táto operácia môže byt považovaná za maximálny pomer kombinácie spôsobu diverzity. Prúd výsledného kombinovaného signálu sa potom dekóduje použitím dekodéra detekcie doprednej chyby (FEC) tiež obsiahnutého v obvode 218. obvyklé zariadenie číslicového základného pásma je systém číslicového vokodéra. CDMA systém je navrhnutý pre prispôsobenie množstva rozličných návrhov vokodéra.

220 základného pásma obsahuje neznázornený číslicový s premenlivou rýchlosťou, ako je prihláške vynálezu. Obvod 220 ako

Obvod vokodér, ktorý môže byt typu uvedené vo vyššie zmienenej základného pásma ďalej slúži alebo s akýmkoľvek iným typom rozhranie s ručnou súpravou periférneho prístroja. Obvod 220. základného pásma pripúšťa množstvo rozličných návrhov vokodéra. Obvod 220 základného pásma dáva na výstupe informačné signály užívateľovi v súhlase s informáciou obvodu 2.18.

mu dodávanou z riadiaceho

V spojení mobilnej jednotky s mikrobunkou sú užívateľské analógové hlasové signály typicky vyvíjané ručnou súpravou ako vstupom a posielané do obvodu 220 základného pásma. Obvod 220 základného pásma obsahuje ana1ogočís1 icový prevodník. ktorý nie je znázornený, a ktorý prevádza analógový signál do číslicovej formy. Číslicový signál sa vedie do neznázorneného zakódovacieho obvodu s korekciou doprednej chyby (EEC) pre korekciu chyby. V príkladnom vyhotovení je použitá pre zakódovanie korekcie chyby konvolútorná zakódovacia schéma. Digitalizovaný zakódovací signál je vedený z obvodu 220 základného pásma do vysielacieho modulátora 222.

Vysielací modulátor 222 najprv zakóduje Walshovým postupom vysielané dáta a potom moduluje zakódovaný signál na signál PN nosiča, ktorého PN sled je zvolený podľa pridelenej funkcie adresy pre volanie. PN sled je určený riadiacim procesorom 216 z informácie začiatku volania, ktorá je vyslaná bunkou a dekódovaná prijímačmi 210 a 212, a riadená procesorom 216. V alternatívnom vyhotovení môže riadiaci procesor 216 určiť PN sled predbežným usporiadaním s bunkou. Riadiaci procesor 216 pošle informáciu PN sledu do vysielacieho modulátora 222 a do prijímačov 210 a 212 pre dekódovanie volania.

Výstup vysielacieho modulátora 222 ide do obvodu 208 riadenia je riadený analógovým signálom prijímača 204. Riadiace bity výkonu. Signál vysielaného výkonu riadenia výkonu vystupujúcim z vysielané mikrobunkou vo forme povelu nastavenia výkonu sú spracované prijímačmi 210 a 212 dát. Povel nastavenia výkonu je použitý riadiacim procesorom 216 pri nastavení úrovne výkonu vo vysielaní mobilnej jednotky. Odozvou na tento povel riadiaci procesor 216 vyvinie číslicový signál riadenia výkonu, ktorý ide do obvodu 208. Ďalšie informácie o vzťahu prijímačov 210, 212 a 214 k riadiacemu procesoru 216 a riadiacemu obvodu 208 s ohľadom na riadenie výkonu sú popísané vo vyššie uvedenej prihláške vynálezuRiadiaci obvod 208 vysielaného výkonu vysiela výkonový modulovaný signál do zošilovacieho obvodu 206 vysielaného výkonu. Obvod 206 zošiluje a prevádza IF signál na RF kmitočet zmiešavaním s výstupným signálom kmitočtového syntetizéra, ktorý signál ladí na správny výstupný kmitočet. Obvod 206 obsahuje zosilovač zosilujúci výkon na konečnú výstupnú úroveň. Určený vysielací signál je vysielaný z obvodu 206 do diplexéra 202. Diplexér 202 vyšle signál do antény 200 pre vysielanie do m i krobunky.

S ohľadom na vysielanie mobilnou jednotkou je hlasový analógový signál užívateľa mobilnej jednotky najprv vedený číslicovým dekodérom. Výstup dekodéra je potom postupne konvolútoricky zakódovaný s korekciou doprednej chyby (FEC), zakódovaným 64-rozmerným ortogonálnym sledom a modulovaný na signáli PN nosiča. 64-rozmerný ortogonálny sled sa vyvíja kodérom Valshovej funkcie. Kodér je riadený zbieraním šiestich postupných výstupov binárneho symbolu z konvolútorlckého PEC kodéra. Šesť binárnych symbolov kolektívne určuje, ktorý zo 64 možných Val silových sledov bude vysielaný. Valshov sled má dĺžku 64 bitov. Hodnota Valshovho čipu musí teda byť 9600.3.(1/6).64 = 307200 Hz pre rýchlosť vysielania dát rovnú 9600 b/s.

V spojení z mobilnej jednotky do mikrobunky sa používa spoločný krátky PN sled pre všetky hlasové nosiče v systéme, zatiaľ čo zakódovanie adresy užívateľa sa prevádza použitím užívateľského generátora PN sledu. Užívateľský PN sled je jednotne priradený mobilnej jednotke aspoň na dobu trvania volania. Užívateľský PN sled je spracovaný logickým obvodom exkluzívneho NEBO sa spoločnými PN sledmi, ktoré majú dĺžku 32768 zväčšenú maximálnymi lineárnymi sledmi posuvného registra. Výsledné binárne signály, teraz každý modulovaný bi-fázovo s kvadratúrnym nosičom, sa spočítajú pre vyvinutie zloženého signálu, filtrujú sa pásmovým filtrom a prevedú na výstup IF kmitočtu. V príkladnom vyhotovení sa časť filtračného procesu uskutoční číslicovým filtrom s odozvou finitne impulznou (FIR) pracujúcim na výstupe binárneho sledu.

Výstup modulátora je potom výkonovo riadený signálmi z číslicového riadiaceho procesora a z analógového prijímača, prevedenými na RF kmitočet operáciou zmiešavaním so syntetizérom kmitočtu, ktorý ladí signál na správny výstupný kmitočet a potom

J sa zosiluje na konečnú výstupnú úroveň. Výsledný signál sa potom cez diplexér posiela do antény.

Vo vysielacom modulátore dáta v číslicovej forme z základného pásma do kodéra konvolútori cky zakódované, spôsobom podľa Valsha.

222 mobilnej jednotky sa vyvíjajú užívateľského číslicového obvodu kde v príkladnom vyhotovení sú blokovo zakódované a zakódované

Vysielací modulátor ďalej obsahuje PN generátor, ktorý prijíma adresu mobilnej jednotky ako výstup v určení výstupného PN sledu. Tento PN generátor vyvíja užívateľský špecifický sled dĺžky 42 bitov, ako bol Ďalšia vlastnosť tohoto PN uvedený v súvislosti s mikrobunkou. generátora, ktorá je spoločná všetkým užívateľským PN generátorom a nebola skôr vysvetlená, je použitie maskovacej techniky pri vyvíjaní sledu. Tak napríklad sa vytvorí užívateľského výstupného PN 42-bitová maska pre toho užívateľa s každým bitom 42-bitovej masky spracovaným logickým obvodom exkluzívneho NEBO s bitovým výstupom z každého registra zo série posúvneho registra, ktorý tvorí PN generátor. Výsledky a bitovou operáciou navzájom spracujú exkluzívnym NEBO pre generátora, ktorý sa používa ako maskovania a spracovania posuvným registrom exkluzívnym NEBO sa potom vytvorenie výstupu PN užívateľský sled.

Vysielací modulátor 222 obsahuje PN generátory. ktoré vyvíjajú PNi sled a PNq sled, ktoré používajú všetky mobilné jednotky. Tieto PN sledy sú v príkladnom vyhotovení nulové posuvy používané v komunikáciách z mikrobunky do mobilnej jednotky.

V príkladnom vyhotovení spojenia mobilná jednotka-bunka používa konvolútorný kód s pomerom r = 1/3 s dĺžkou obmedzenia K = 9- Generátory pre kód sú Gi - 557 (okt), G2 = 663 (okt) a G3 = 711 Cokt). Podobne ako u spojenia bunka-mobiIná jednotka sa používa opakovanie kódu pre prispôsobenie štyroch rôznych rýchlostí dát, ktoré vyvíja vokodér na báze snímku 20 ms. Na rozdi e l od spo jen ia mikrobunka-inobi Iná jednotka opakované symboly kódu sa nevysielajú do vzduchu pri nižších úrovniach energie, skôr je vysielaný len jeden symbol kódu z opakovacej skupiny pri menovitej úrovni výkonu. Na záver nech je uvedené, že opakovanie kódu v príkladnom vyhotovení vytvorenie schémy premenlivej a modulačnej štruktúre, ako bude je použité len ako účel pre rýchlosti dát v prekladacej ukázané v ďalších odstavcoch.

Rozsah bloku prekladania 20 ms, presne jeden snímok vokodéra, je použitý v spojení z mobilnej jednotky do bunky. Počet symbolov kódu v 20 ms, ak sa predpokladá rýchlosť dát 9600 b/s a pomer 576. Parametre N a B, kde N je počet riadkov prekladacieho radu, sú rovné 32 a 18. Symboly kódu sa zapisujú do radu prekladacej pamäti po riadkoch a čítajú sa po stĺpcoch.

kódu r = 1/3, je a B počet stĺpcov

Modulačný formát je 64-rozmerná ortogonálna signalizácia. Inými slovami, prekladané symboly kódu sú rozdelené do skupín po šiestich pre voľbu jedného zo 64 ortogonálnych tvarov vlny. 64 časovo ortogonálnych tvarov sú tie isté Ualshove funkcie použité ako krycie sledy v spojení z bunky do mobilnej jednotky.

Časový interval modulácie dát je rovný 208,33 s a je označený ako interval Ualshovho symbolu. Pri rýchlosti dát 9600 b/s 208,33 s zodpovedá dvom bitom informácie a ekvivalentne šiestim symbolom pri rýchlosti symbolov kódu rovnej 28800 s/s. Interval Walshovho symbolu je rozdelený na 64 rovnakých časových intervalov označených ako Walshove čipy, z ktorých každý má dĺžku 208,33 / 64 = 3,25 s. Hodnota Walshovho čipu je teda 1/3,25 s = 307,2 kHz. Pretože hodnota PN rozptýlenia je v dvoch spojeniach súmerná, to je 1,2288 MHz, zodpovedajú presne 4 PN čipy jednému Walshovmu čipu.

V spojovacej ceste z mobilnej jednotky do bunky sú použité celkom tri PN generátory, a síce užívateľský špecifický 42bitový PN generátor a pár 15-bitových I a Q kanálových PN generátorov. V súhlase s užívateľskou špecifickou rozptyľovacou operáciou ie signál rozptýlený QPSK, ako bolo vykonané v spojení z bunky do mobilnej jednotky. Na rozdiel od spojenia z bunky do mobilnej jednotky kde každý sektor alebo bunka boli identifikované jediným sledom dĺžky 2¹⁵, tu všetky mobilné jednotky používajú tie isté I a Q PN sledy. Tieto PN sledy sú sledy s nulovým, posuvom používané v spojení z bunky do mobilnej jednotky, tiež označené ako riadiace sledy.

Opakovanie kódu a meranie energie sa používajú v spojení mikrobunky s mobilnou jednotkou pre prispôsobenie k premenlivým rýchlostiam vyvíjaným vokodérom. Spojenie z mobilnej jednotky do mikrobunky používa odlišnú schému založenú na nárazovom vys ielan í.

Vokodér vyvíja štyri rôzne rýchlosti dát, totiž 9600, 4800, 2400 a 1200 b/s na báze snímku 20 ms, ako v spojení z bunky do mobilnej jednotky. Bity informácie sú zakódované pomerom r = 1/3 konvolútorického kodéra a symboly kódu sú opakované 2,4 a 8 krát pri troch nižších rýchlostiach dát. Rýchlosť symbolu kódu je teda udržovaná stálou na hodnote 28800 s/s. Za kodérom sú symboly kódu prekladané blokovým prekladaním s rozsahom presne rovným snímku vokodéra alebo 20 ms. Všetkých 576 symbolov kódu sa vyvíja každých 20 ms konvolútorickým kodérom, niektoré z nich môžu byť opakované symboly.

Snímok vokodéra o dĺžke 20 ms je rozdelený na 16 úsekov, každý o dĺžke 1,25 ms. Numerológia spojenia z mobilnej jednotky do bunky je taká, že v každom úseku je 36 symbolov kódu o rýchlosti 28800 s/s alebo ekvivalentných 6 Valshových symbolov o rýchlosti 4800 s/s. Pri pomere r = 1/2, to je 4800 b/s, sú úseky zoskupené do 8 skupín z ktorých každá obsahuje 2 úseky. Pri pomere r = 1/4, to je 2400 b/s, sú úseky zoskupené do 4 skupín, z ktorých každá obsahuje 4 úseky a konečne pri r = 1/8, to je 1200 b/s, sú úseky zoskupené do 2 skupín, z ktorých každá obsahuje 8 úsekov.

Za účelom začatia volania musí byt mobilná jednotka opatrená signalizačnými znakmi pre úplnosť volania iného užívateľa systému cez bunku. V spojení z mobilnej jednotky do mikrobunky uvažovaná technika prístupu je úsekový spôsob ALOHA. Príkladná rýchlosť vysielania bitov na reverznom kanáli je 4800 b/s. Paket prístupu ku kanálu pozostáva z úvodnej formuly nasledovanej informáciou.

Dĺžka úvodnej formuly je v príkladnom vyhotovení celý násobok snímkov dĺžky 20 ms a je to paremeter sektoru/bunky. ktorý mobilná jednotka prijíma v jednej zo správ stránkovacieho kanála.

Pretože prijímače používajú oneskorenia prenosu, umožňuje formuly na základe polomeru prístupový kanál je úvodné formuly pre vyriešenie táto schéma · meniť dĺžku úvodnej bunky. Užívateľský PN kód pre buď vopred usporiadaný alebo vysielaný do mobilných jednotiek stránkovacím kanálom.

Modulácia je pevná a stála po dobu úvodnej formuly. Ortogoriálny tvar vlny použitý v úvodnej formule je Vo. to znamená Valshova funkcia zo samých núl. Poznamenajme. že vzor zo samých núl na vstupe konvolútorického kodéra vyvíja žiadaný tvar vlny Vo .

Paket dát prístupového kanála môže pozostávať z jedného alebo najviac z dvoch snímkov o dĺžke 20 ras. Kódovanie, prekladanie a modulácia prístupového kanála sú presne rovnaké ako pre hlasový kanál pri rýchlosti 4800 b/s. až na to. že vysielanie nemá nárazový charakter a všetky symboly kódu sú vysielané. V príkladnom vyhotovení sektor/bunka vyžaduje. aby mobilné jednotky vysielali úvodnú formulu o dĺžke 40 ms a typ správy prístupového kanála vyžaduje jeden snímok dát. Nech Np je počet snímkov úvodnej formuly, kde k je počet časových intervalov dĺžky 20 ms, ktoré uplynuli od vopred vymedzeného začiatku času. Mobilné jednotky môžu začínať vysielanie na prístupovom kanáli len keď platí rovnica (k.Np+2) = 0

Vzhľadom k iným komunikačným aplikáciám môže byť žiaduce preskupiť rozličné prvky kódovania korekcie chýb. kódovania ortogoná1neho sledu a PN kódovania pre lepšie vykonanie aplikácie.

Predošlý popis výhodných vyhotovení vynálezu je určený k tomu. aby umožnil odborníkovi školenému v obore realizovať alebo používať predložený vynález. Odborníkom školeným v obore budú ľahko zrejmé rozličné obmeny popisovaných vyhotovení vynálezu a základné princípy tu popisované môžu byť použité pre iné vyhotovenie bez použitia vynálezeckej schopnosti. Predložený vynález teda nie je obmedzený len na popisované vyhotovenie, ale môže byt rozšírený v rámci súhlasu s princípmi a novými tvorčími princípmi tu popisovanými-

Claims (11)

1. Komunikačný systém s množstvom prístupov s delením kódu (CDMA). vyznačujúci sa tým. že zahrňuje základnú stanicu pre oznamovanie informačných signálov s užívateľmi užívajúcimi komunikačné signály CDMA a anténny systém obsahujúci množstvo navzájom vzdialených antén, prostriedok rozdeľovania signálu pre napojenie komunikačných signálov medzi základnú stanicu a zmienenými anténami a oneskorovací prostriedok operatívne pripojený k zmieneným anténam a prostriedku pre rozdeľovanie signálu pre vytvorenie vopred určeného oneskorenia komunikačných signálov CDMA zapojený medzi základnú stanicu a zmienenými anténami bodu 1 signálu antény stanicou.

2. Komunikačný systém podľa prostriedok pre rozdeľovanie sériovo spájujúci zmienené zmienených antén so základnou vyznačujúci sa tým, že obsahuje prenosový kábel a prepájajúci prvú zo

3. Komunikačný systém podľa bodu 2. vyznačujúci sa tým, že oneskorovací prostriedok zahrňuje množstvo oneskorovacích prvkov usporiadaných v zmienenom kábli medzi susednými spojenými anténami, pričom každý oneskorovací prvok vytvára oneskorenie na ráde aspoň času jedného čipu signálu CDMA.

4. Komunikačný systém podľa bodu 1, vyznačujúci sa tým, že každá zo zmienených antén má vopred určený vzor so zmienenými anténami umiestnenými s prekrývajúcimi sa vzormi.

5. Komunikačný systém podľa bodu 4, vyznačujúci sa tým. že zmienené antény sú umiestnené so vzormi v podstate sa prekrývajúcimi.

6. Komunikačný systém podľa bodu 1, vyznačujúci sa tým. že prostriedok pre rozdeľovanie signálu obsahuje miestnu anténu elektricky spojenú so základnou stanicou a množstvo vzdialených antén elektromagneticky zviazaných s miestnou anténou, s každou vzdialenou anténou pripojenou k zodpovedajúcej zo zmienených antén.

7. Komunikačný systém podľa bodu 6, vyznačujúci sa tým. že oneskorovací prostriedok zahrňuje množstvo oneskorovacích prvkov, z ktorých každý je umiestnený medzi zodpovedajúcimi zo zmienených antén a vzdialených antén. pričom každý oneskorovací prvok vytvára oneskorenie na ráde aspoň jedného času čipu signálu CDMÄ.

8. Komunikačný systém podľa bodu 6. vyznačujúci sa tým. že každá anténa má vopred určený vzor s anténami umiestnenými s prekrývajúcimi sa vzormi.

9- Komunikačný systém podľa bodu 6. vyznačujúci sa tým. že antény sú umiestené s v podstate sa prekrývajúcimi vzormi.

10. Bunkový telefónny systém s množstvom prístupov s delením kódu (CDMA) pre uľahčenie komunikácie medzi užívateľmi zmieneného bunkového telefónneho systému CDMÄ a medzi užívateľmi iného systému, so základnou stanicou pre oznamovanie informácií a aspoň jedným mobilným terminálom používajúcim komunikačný signál CDMA, vyznačujúci sa tým. že zahrňuje výmenu súkromnej vetvy (PBX) a komunikačný terminál CDMA pre príjem, prevod a vysielanie signálov vstupnej informácie z PBX určený pre prijímací mobilný terminál do komunikačných signálov CDMA z vysielacieho mobilného terminálu na výstupné informačné signály pre výstup do zmieneného PBX, pričom komunikačný terminál CDMA má anténny prostriedok pre vyžarovanie a zbieranie komunikačných signálov CDMA so zmieneným anténnym prostriedkom vytvárajúcim násobné vyžarovanie a zbieranie toho istého komunikačného signálu CDMA každého s odlišným a vopred určeným časovým presadením vzhľadom k ostatným.

11. Bunkový telefónny systém podľa bodu 10, vyznačujúci sa tým, že anténny prostriedok obsahuje množstvo vzdialených antén, prostriedok pre rozdeľovanie signálu pre spájanie komunikačných signálov CDMA medzi komunikačným terminálom CDMA a zmienenými anténami a oneskorovací prostriedok operatívne spojený s anténami a prostriedok pre rozdeľovanie signálu pre zaistenie vopred určeného oneskorenia v komunikačných signáloch CDMA zapojený medzi komunikačným terminálom CDMA a zmienenými anténami.