TW531987B - PN generators for spread spectrum communications systems - Google Patents

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五、發明說明（1 ) 發明背景 I .發明範疇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明説明無線式通訊。更明確地説，本發明説明擴展 頻譜通訊系統之僞隨機數目（PN)產生器。 II.相關技藝説明 使用劃碼多向近接（CDMA)調變技藝爲數種用以協助便 利通訊中的其中一種技藝，其中於該通訊中有非常多的系 統使用者。雖然於該技藝中有其它著名的多重存取通訊系 統技藝，像是劃時多重存取（TDMA和GSM)、分頻多重存 取（FDMA)及AM(調幅）調變計劃（像是振幅壓縮擴張之單 側波段（ACSSB))，但該CDMA的擴展頻譜調變技藝卻遠比 該等其它用於多重存取通訊系統中的調變技藝有利。於 1990年2月13日公佈之美國專利號碼4,9〇1，307、定名爲”利 用衛星或陸上轉發器之擴展頻譜多重存取通訊系統，，和 1992年4月7日公佈之美國專利號碼5,1〇3，459、定名爲，，用 以於一 CDMA分區電話系統中產生信號波形之系統及方法，， 中揭示用於一多重存取通訊系統中之CDMA技藝，將該等 兩項專利指定給本發明的受讓人，並以提及的方式併入本 文中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 典型地將CDMA系統設計成順應一特殊的CDMA標準。該 等CDMA標準的範例包括該”雙重模式寬頻擴展頻譜分區系 統之TIA/EIA (電子工業協會）/IS-95-A活動發報站-基地電 台共通性標準π (下文中爲該IS-95-A標準），及該等定名爲，， 雙重模式擴展頻譜分區和PCS活動發報站之推荐最低性能 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（2 標準”之 TIA/EIA/IS-98-A、-B及-C標準。 CDMA系統爲直接的序列擴展頻讀系絲，並茲山 ϋ 〆、和田一個同 相和正交僞隨機雜訊（ΡΝ)序列、以頻譜於一整個可用的系 統頻寬上擴展該傳輸之資料。因某些重要的，，隨機性，，特性 提供了卓越的性能，故選擇該等ΡΝ序列。每一個〇1)%八標 準定義了該等用以擴展該資料之特殊的ρΝ序列。 於CDMA系統中，可將一個特殊的地理區分割成若干鄰 近的單元，且每一個單元可更進一步分割成若干部分。^ 一個基地電台服務每一個單元或部分，其中該基地電台與 ’’若千位在孩單7L或邵分所包括之地區内的活動發報站，，或 ”若干接近該單元或部分所包括之地區内的活動發報站，，相 通訊。該正向鏈結意指自該基地電台傳輸到該活動發報 站，且該反向鏈結意指自該活動發報站傳輸到該基地電 台。將該正向鏈結和該反向鏈結配置各別的頻率。 就一個順應該IS-95-A標準的CDMA系統而言，將該等1>1^ 序列的一個特殊位移指定給每一個傳輸之基地電台'更明 確地説，根據該IS-95-A標準將512個可能位移的其中一個 位移指定給該等每-個基地電台。該指定之位移允許該活 動發報站識別其相通訊之每一個基地電/^。 於該正向鏈結上，典型地由該基地電台傳輸一個前導信 號，且典型地由該活動發報站利用該前導信號用以獲得。 就一個IS-95-A依從系統而言，該前導信號僅傳輸該指定之 位移的該等PN序列。該前導信號致能該活動發報站以一種 適時的方式獲得-個區域基地電台。該活動發報站亦自該 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

Hi n n i^i』.口’ I ·>1 Hi i^i ·1 I · -5- 531987 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) 接收（珂導信號中導出同步資訊和相對的信號電源資訊。 當供線式通訊的需求增加時，則一個地理區可包括多個 擴展頻瑨系統。例如，可同時由一個以一分區頻率波段操 作的CDMA系統和另一個以一 pcs (或另一個）頻率波段操 作的CDMA系統服務該地理區。可將該活動發報站設計成 具有下面的能力…獲得一個或多個CDMA系統，及與一個 或多個CDMA系統通訊。於該獲得處理期間，如該等不同 CDMA系統的基地電台利用類似的pN序列傳輸時，則該活 動發報站可能無法輕易地辨別該等前導信號和該等系統。 因此，可要求附加的信號處理以獲得和識別該合適的系 統，此可延長該獲得處理。 如疋，於一個多系統環境下幫助偵測和獲得一特殊 CDMA系統之技藝係極爲可取的。 發明概述 本發明提供改良一個擴展頻譜環境中該獲得處理之技 藝，其中一個活動發報站自多個CDMA系統中接收正向鏈 結擴展頻譜信號，或其中該活動發報站對該接收之信號的 來源無先驗的知識。根據本發明，以不同的PN序列組擴展 該等不同之CDMA系統中的擴展頻譜信號，其中每一個'pN 序列組中的該等PN序列與該等其它pn序列組中的該等pN 序列無關連。藉由利用無關連的PN序列，則自一個不人高 系統中偵測到一個前導信號的可能性將會降低或減到最 小，且自該合適系統中獲得該前導信號的平均時間將猝= 改善。 亏 -6- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) !· 裝 I I I I J^T------I I Λ 531987 A7 五、發明說明（4 本發明的-個具體實施例提供—種用以自若干個擴展頻 譜信號中獲得其中-個特殊的擴展頻譜信號之方法，'其中 以-個特殊的PN序列組擴展該特殊的擴展頻譜信號。根據 Μ方法，識別一第一個州序列组，且該第一個PN序列組 相對應至錢得之特殊擴展頻譜信號的―第—個假説。接 著，，以該識別之叫序列組處理_個接收之信號，以揭取— 個爾導信號。計算該掏取之前導信號的一個十進制，及利 用該十進制判定是否已獲得該料㈣。如判定未獲得該 前導信號，則it擇一相對應至該特殊擴展頻㈣號其__第 二個假説之第二個PN序列組，且利用該第二個pN序列组 處理該接收之信號。該第二個PN序列組中的該等？1^序列 與孩第一個PN序列組中的該等PN序列無關連。 於一特殊的貫施中，菽第二個PN序列組中的該等序列 爲該第一個PN序列組中、該等PN序列的相反。可根據該1§_ 95-A所定義的該等特徵多項式產生該第一個pN序列組β中的 該等ΡΝ序列。 本發明的另一個具體實施例提供一種方法給接收器單 元其中可爿$ ρ亥接收益單元架構成自若干個擴展頻譜信號 中k ?于其中個特殊的擴展頻謂信號。該接收器單元包括 一個接收器；一個解調器；一個解擴展器；一個pN產生 器；一個處理單元；及一個控制器。該接收器接收和調整 一個接收之信號（包括該特殊的擴展頻譜信號），以提供: 個調整之信號。該解調器將該調整之信號解調變，以提供 基頻仏號，且$亥解擴展器以一第一個P N序列組將該等基頻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） I I---^^1 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531987 Α7 Β7 五、發明說明（5) 信號解擴展，以提供解擴展之信號。該PN產生器提供該第 一個PN序列組，其中係從若干個PN序列組中選出該第一 個PN序列組，且該第一個PN序列組相對應至該獲得之特 殊擴展頻譜信號的一第一個假説。該處理單元處理該等解 擴展之信號，以擷取一個前導信號和計算該擷取之前導信 號的一個十進制。該控制器判定是否已部分根據該計算之 十進制獲得該前導信號。如判定未獲得該前導信號，則該 控制器指示該PN產生器提供一第二個PN序列組，其中該 第二個PN序列組相對應至該獲得之特殊擴展頻譜信號的一 第二個假説。該第二個PN序列組中的該等pn序列與該第 一個PN序列組中的該等PN序列無關連。 又於一特殊的實施中，該第二個PN序列組中的該等PN序 列爲該第一個PN序列組中該等PN序列的相反。亦可根據 該IS-95-A所定義的該等特徵多項式產生該第一個pn序列 組的該等PN序列。 本發明又另一個具體實施例提供一個發送器，其中該發 送器包括一個擴展器；一個PN產生器；一個調變器；及一 個發送器。該擴展器以一個PN序列組接收和擴展前導資 料，以提供擴展之資料。該PN產生器提供該PN序列組， 其中係根據該等下面的特徵多項式產生該PN序列組： PI>2 = X15 + X10 + X8 + X7 + X6 + X2 + 1，及

Pq，2 = X15 + X12 + xn + X10 + X9 + X5 + X4 + X3 + 1 该調變！§·調變該擴展之前導資料，以提供一個調變之信 號，且該發送器接收和調整該調變之信號，以提供一個擴 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) « ϋ n ϋ i-ϋ n ϋ ΛΜ—m 一 a ϋ n I I I n 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531987 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 展頻靖信號。可限制該前導資料的出入。 圖示簡單説明 I曰由下面公佈的詳述、連同該等圖示，將更顯見本發明 的該等特性、性質和利益，其中於該等所有的圖示中，同 樣的參考記號相對應地視爲同一： 圖1 ’爲説明一個發送器單元其一個特殊具體實施例之 方塊圖，其中該發送器單元在一個CDMA通訊系統中產生 一個擴展頻譜信號； 圖2，爲説明一個發送器單元其一個編碼器和一個擴展 器之一個具體實施例之更詳細的方塊圖，其中該發送器單 元順應該IS-95-A標準； 圖3，爲説明一個接收器單元其一個特殊具體實施例之 方塊圖，其中該接收器單元接收和處理一個擴展頻譜信 號； 、’、 圖4 ’爲説明該接收器單元内該解碼器之一個具體實施 例的方塊圖； 圖5 ’爲説明顯示該活動發報站中該獲得處理之一個具 體實施例的流程圖； 圖6A，爲説明一個PN產生器之一個具體實施例的方塊 圖，其中該PN產生器用以根據該IS-95-A標準所定義的該 特徵多項式產生一個同相PN序列； 圖6B，爲説明一個PN產生器之一個具體實施例的方塊 圖，其中該PN產生器用以產生一個與圖6 A中所產生之該 PN序列相反的同相PN序列。 -9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨!· 裝

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五、發明說明（7 ) 特殊具體實施例詳述 圖1 ’爲説明一個發送器單元1 00其一個特殊具體實施例 之方塊圖’其中該發送器單元1〇〇在一個CDMA通訊系統中 產生一個擴展頻譜信號。於發送器單元1〇〇内，將來自一 個資料來源112中的資料分割成資料塊，並將該資料提供 給一個編碼器1 14。一個控制器1丨6可管理來自資料來源 112中該資料的分割和轉移，亦可將附加的資料和訊息提 供給編碼器114。編碼器114根據一個特殊的編碼格式編碼 孩等接收之資料和訊息，及將該編碼之資料提供給一個擴 展斋118。擴展器118亦自一個PN產生器120中接收一個僞 隨機雜訊（PN)序列組，且以該等pn序列、藉著頻譜擴展該 等編碼之資料和訊息，以產生擴展之資料。將該擴展之資 料提供給一個調變器（MOD) 122，其中調變器122根據一個 特殊的調變格式（例如QPSK或OQPSK)、以一個中間周率 載波k 5虎（IF— LO)調變該資料’以產生一個ip調變之信 號。 將該IF調變之信號提供給一個發送器（Tmtr) 1 3 〇，其中 發送器130緩衝和放大該信號；將該信號增頻轉換成一個 射頻（RF);及過濾和放大該RF信號、以產生一個RF調變 之信號。接著，將該RF調變之信號的路線定爲經由一個隔 離器和一個雙工器，並經由一條天線丨32傳輸該RF調變之 信號、作爲一個擴展頻譜信號。將於下更詳盡地説明圖1 中的該等某些元件。 可將發送咨單元100設計成實施一種特殊的劃碼多向近接 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8) (CDMA)標準。例如，可將發送器單元1〇〇設計成順應：（1) 該π雙重模式寬頻擴展頻譜分區系統之tia/eia/is-95_a活 動發報站-基地電台共通性標準”；（2)該等定名爲”雙重模 式擴展頻If分區和PCS活動發報站之推荐最低性能標準”之 TIA/EIA/IS-98-A、-B及-C ; (3)’，該 Cdma2000 ITU-R RTT候 選仲裁π ;或（4) ’’該ETSI UMTS陸上無線電存取（UTRA) ITU-R RTT候選仲裁”，於此分別意指爲該is_95_a標準、 該IS-98標準、該IS-2000標準或仲裁，及該WCDMA標準或 仲裁。 亦可將發送器單元100設計成實施一種特殊的CDMA結構 (其中還未由一個標準定義該特殊之CDMA結構），像是於 美國專利申請序號08/963,386、定名爲”高速封包資料傳輸 之方法及裝置”中所説明之該CDMA系統，其中將該美國專 利申請指定給本發明的讓受人，並以提及的方式併入本文 中。 圖2，爲説明一個發送器單元其編碼器114和擴展器118之 一個具體實施例之更詳細的方塊圖，其中該發送器單元順 應該IS-95-A標準。將該前導通道資料提供給一個通遒覆蓋 元件220a，其中通道覆蓋元件220a以Walsh碼0 (即64位元 全零序列）覆蓋該資料。.根據該IS-95-A標準，該前導通道 資料爲一個全爲零的序列，且該覆蓋之前導資料一個全爲 零的序列。接著，將該覆蓋之前導資料提供給擴展器222a 和222b，其中擴展器222a和222b亦分別接收該同相PN序列 (PNI)和該正交pN序列（PNq)。每一個擴展器222均以該各 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

531987 A7 B7 五、發明說明（9 ) 別的PN序列擴展該接收之資料，且將該擴展之資料提供给 一個純量和加法器2 2 6。 將該同步（sync)通道資料提供給一個編碼器2l〇a，其中 編碼器210a以一個特殊的編碼格式編碼該資料。根據該is_ 95-A標準，編碼器21〇a產生和附加一組循環冗數核對（CRC) 位元；附加一組編碼尾位元；迴旋地編碼該等資料和附加 之位元、以產生編碼符號；及重複該等符號、以提供具有 一特殊符號率之編碼之資料。將該編碼之資料提供給一個 區段交錯器212a，其中區段交錯器21以利用一個特殊的排 序格式重新排序該等符號。將該交錯之資料提供給一個通 道覆盍元件220b，其中通道覆蓋元件22〇b#界&1811碼32 (即 忒由32個零、和緊接著32個一所組成之64-位元序列）覆蓋 該資料。將該覆蓋之sync資料提供給擴展器222c和222d， 其中擴展器222c和222d分別以該同相pn序列和該正交PN序 列擴展該sync資料，及將該擴展之資料提供給純量和加法 器 226。 將該流量通道資料（即該資料通訊的流量通道資料）提供 給一個編碼器210b，其中編碼器210b以一個特殊的編碼格 式編碼該資料。編碼器2 1 Ob產生和附加一組CRC位元；附 加一組編碼尾位元；以二個可根據該資料率而選擇之特殊 迴旋碼編碼該等資料和附加之位元；及重複該等編碼符 號、以提供具有一特殊符號率之編碼之資料。將該編碼之 資料提供給一個區段交錯器212b，其中區段交錯器212b利 用一個特殊的排序格式重新排序該等符號，及將該交錯之 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（10) 資料提供給一個密碼轉換器214。密碼轉換器214亦自一個 長PN產生器2 1 6中接收一個長pn序列，及以該長pn序列混 雜該資料、以產生密碼形式之資料。一個多工器（MUX) 2 1 8接收該密碼形式之資料和該電源控制資料，依照一個 十進位器217中的一個控制信號選擇該密碼形式之資料亦 或該電源控制資料，及將該選擇之資料提供給一個通道覆 蓋元件220c。 通道覆蓋元件220c以一個特殊的Walsh碼Wi覆蓋該資 料，其中指定該特殊的Walsh碼Wi與一特殊的活動發報站 通机。將该覆蓋之泥量資料提供給擴展器2 2 2 e和2 2 2 f，其 中擴展器222e和222f分別以該同相pN序列和該正交pN序列 擴展該接收之資料，及將該擴展之資料提供給純量和加法 器226。純量和加法器226亦接收該等其它流量通道中擴展 之資料；根據一個電源控制裝置量化每一個流量通道資 料；及組合該等前導、sync和量化之流量資料，以提供一 個合成的擴展資料。 於圖2中，因該資料、PN序列及Walsh序列均包括一個解 析位元，故可以一個模數-2加法器（例如一個互斥性〇尺閘） 實施下面該等每一個元件：通道覆蓋元件22〇、擴展器222 及密碼轉換器214。 圖3，爲说明一個接收斋單元3〇〇其一個特殊具體實施例 之方塊圖，其中泫接收斋單元3〇〇接收和處理一個擴展頻 譜信號。由一條天線310接收該信號，及將該信號提供給 一個接收器（RCVR)312,其中接收器312放大、過濾及降 -13 - 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS)A4規格（21G x 297公爱)- --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（11 ) 頻轉換該信號。將該合成中間 ,, 风中間周率（IF)調變之信號提供給 一個解調器（DEMOD)314，其中醢细 卉肀角午凋态3 14利用一個解調變 (例” PSK或0QPSK)將該信號解調變，*中該解調 *格式與用於該傳輸來源上的該調變格式互補。將該解調 變之同相⑴和正交⑼資料提供—個解擴展器316，其中 解擴展器316以-個PN產生器318中的該同相pN序列和該正 =PN序列擴展該資料。將該解擴展之資料提供給_個解碼 器320,其中解碼器32G以—個解碼計劃將該資料解碼，其 中該解碼計劃與在該傳輸來源上執行之該編碼計劃互補。 將該解碼之資料提供給—個資料槽如。—個控制器33〇自 解碼器320中接收該解碼之資料和其它的資訊，及指示叫 產生器318操作。 圖4,爲ί兑明解碼器320其一個具體實施例之方塊圖。爲 了回復該前導資料，故將解擴展器316中該解擴展之資料 提供給一個過濾器410，其中過濾器41〇將一段符合該通道 一致之特森時間期間的該等每一個解調變之1和（^資料累 積。接著，將該過濾之I和Q資料提供給一個元件412，其 中7G件412將孩等每一個〗和Q資料自乘，及將該等自乘之 資料加總。來自元件412的輸出爲前導強度（Ee/I。）的一個 估計，及將該輸出提供給控制器3 3 〇。 控制务3 3 0计算該前導資料的一個十進制。於一個具體實 施例中，控制器330藉由加總一段特殊時間區間上該等自 乘之資料（例如64個資料値）。於1998年9月8曰公佈之美國 專利號碼5,805,648、定名爲”用以於一個CDMA系統通訊系 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------I ---I —---. I------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 531987 A7 B7 五、發明說明（12 ) 統中執行搜尋獲得之方法及裝置”和1999年5月1 1日公佈之 美國專利號碼5,903,554、定名爲”用以於一個擴展頻譜通 訊系統中測量鏈結品質"中説明該前導能的計算，將該等 兩項專利指定給本發明的受讓人，並以提及的方式併入本 文中。將該等處理該解擴展之資料、以提供一計算之十進 制的元件（例如過濾器410、元件412及控制器330的一部分） 統合地意指爲一個處理單元。 亦將該解調變之I和Q資料提供給一個Walsh解覆蓋器 420 ’其中Walsh解覆蓋器420以一個相對應至該正在處理 之sync或流量通道上的特殊Walsh碼將該資料解覆蓋。將該 decovered之資料提供給資料解調器422，其中資料解調器 422亦自過濾器41 〇中接收該過濾之〗和q資料。利用該過濾 之I和Q資料作爲該資料解調變中的一個相位和放大參考。 接著，，將資料解調器422的輸出提供給一個解碼器424,其 中解碼器424以一種與在該傳輸來源上執行之該編碼互補 的方式將該資料解碼。更明確地説，解碼器424重新排序 孩解覆蓋之資料；迴旋地將該重新排序之資料解碼（例如 =用一個Vherbi解碼器）；及以該等CRC位元檢視該解碼之 貧料。將該解碼之資料提供給控制器3 3 〇。 該活動發報站處理和利用該前導通道，以擷取時序資訊 和判定該正向鏈結的品質。一旦開機或當自另一個通訊系 統中（例如一個類比系統或另一個CDMA系統）轉移時，則 ，2動發報站轉換成一個啓始狀態，由是該活動發報站搜 尋來自一個或多個基地電台中的傳輸。接著，一個啓始 ______ --- C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 五、發明說明（13 ) 活動發報站預備接收或啓始與該（等）獲得之基地電台相通 訊0 圖5，爲説明該活動發報站中該獲得處理之一個具體實 施例的流程圖。當該活動發報站在該啓始狀態下時^則執 行該獲得處理。一旦開機或從另一個操作狀態時，該活動 發報站即進入一個系統判定狀態51〇中。於狀態51〇中，該 活動發報站選擇一個特殊的CDMA系統使用，及將一個通 道攔CDMACHs設定成一個主CDMA通道號碼亦或一個副 CDMA通道號碼。選擇性地，該活動發報站可選擇以另一 種系統型式（例如一個類比系統）操作，並轉換成一個狀態 5 11。如選擇一個CDMA系統，則該活動發報站進入一個前 導通道獲得狀態512中^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於狀態512中，該活動發報站嘗試獲得該選取之CDMa系 統的該前導通道。該活動發報站變成該通道欄cdmac札中 所識別的該CDMA通道號碼；對該前導通道設定其通道 碼；及搜尋該前導信號。如該活動發報站於一第一段特殊 時間期間丁 1内成功地後得該前導通道時，則該活動發報站 進入一個sync通迢後得狀態5 14。否則，如該活動發報站未 能於該段時間期間内獲得該前導通道時，則該活動發報站 折返至系統判定步驟5 1 〇中。 於狀態514中該活動發報站接收和處理該sync通道上的一 個sync通道訊息，以獲得系統配置和時序資訊。如該活動 發報站於一第二段特殊時間期間T2内接收一個有效的巧如 通迴訊息，且如該活動發報站所支援的該協定校訂等級 -16- 531987 A7 ______ _B7___ 五、發明說明（14 ) 於或等於該基地電台所支援之該最低協定校訂等級時，則 該活動發報站自該sync通道訊息中擴取一組資訊，並儲存 该組貪訊。接著，該活動發報站進入一個時序變更狀賤 5 1 6 中。 於狀態5 1 6中，該活動發報站使”其長PN碼時序和系統時 序’f與該獲得之CDMA系統的”長PN碼時序和系統時序，，同 步化。利用自該接收之”以通道訊息中擴取的該資訊執行 該時序同步。該活動發報站亦啓始其它的内部暫存器和進 入一個活動發報站閒置狀態（未於圖5中顯示出）。接著， 該活動發報站等待與該獲得之基地電台相通訊。 折回至狀態5 14中，如該活動發報站未於該段時間期間 T2内接收一個有效的sync通道訊息，則該活動發報站折返 土系統判定狀態5 1 〇中。同時，如該活動發報站於該段時 間期間T2内接收一個有效的Sync通道，但如該活動發報站 所支援的該協定校訂等級小於該基地電台所支援之該最低 協定校訂等級時，則該活動發報站亦折返至系統判定狀態 510 中。 如該活動發報站因未能獲得該前導通道亦或該sync通道 而折返至狀態5 10中時，則該活動發報站將該通道欄 CDMACHS設定成該替代CDMS通道。該活動發報站可執行 數種嘗試，以於執行該系統選擇處理之前先獲得該主通道 亦或副通道。於該13_95_人標準中更進一步説明該獲得處 理。 利用該前導信號使，’ PN相位和頻率下的該活動發報站”與 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1 mmmme mmmmf R am— mmMB tmmmw amMmm 11 ·ϋ I · =D 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（15 ) π該基地電台中的該等傳輸”同步化。由一個”搜尋器”執行 該前導信號的獲得，其中該搜尋器包括相位和頻率追蹤兩 者的硬體，且該搜尋器係位在該接收器單元内。最初，該 活動發報站將其頻率設定成接近該前導信號的頻率。接 著，該搜尋器後得該接收之信號的相位，並繼之獲得該信 號的頻率。 " 爲了判定該接收之前導信號的相位，故自該組所有可能 之相位位移中選擇一個特殊的相位子集，並測試該特殊的 子集。將該選取之相位位移子集意指爲一個視窗。該活動 發報站判定是否使該視窗内該等相位位移中的任一相位位 移與該接收之信號的相位位移同步化。 於該前述之美國專利號碼5,8〇5,648中揭示一種用以於一 個CDMA通訊系統中獲得一個前導信號之方法及裝置。根 之方法，選擇該視窗中一個特殊的pN位移

=二生器設定成該位移以該等具有該選.取之位移的pN 序列舲孩接收之信號解展， ^ , 及、#又特殊的時間區間上 (即^ 一特殊個PN晶片上）上計算該前導的能。如該 閥時，則掃描該pn位移特殊次，及計算每 职描的该前導能。如所有掃描Α I、处 證閥時，目I]將爷前壤、$…1 t之此超過一個驗 d3則導通返識別成’，成功地庐得”。 、否則，如於該啓始掃描*間該特殊印: 於該伯〉'目丨|關卩去 斗、L 冲异之犯低 閥時，或如於該等重新掃描 、 茲驗證閥時，則選擇和測試該視窗中的另"個p异心能低於 該視窗中所有的_&_達多。如 即選擇和掃描另一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-18- 531987 A7 五、發明說明（16 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 個可能之PN位移視窗。如掃描了所有的視窗、且仍未獲得 該前導通道時’則可修正該等搜尋準則和重複該獲ς處 理。例如，可修正該資料通訊框長度、非一致累積的晶片 總數及一致累積的總次數。 於擴展頻層通訊系統中，周密謹愼地選擇該等ΡΝ序列、 使具有某些重要的’’隨機性”特性。如下將該等某些特性分 類·· R-1 :零（π 〇’’）和壹（π 1Π )的相對頻率各爲5〇%。 R-2 : (0和1的）連續値如一個硬幣抽動試驗中所預期的， 所有連續値中有一半爲一（即一個單一的一或一個單 一的零），四分之一的長度爲二，八分之一的長度爲 二…等等。就所有有限的η而言，所有連續値其一小 部分1/2η的長度爲η。 ' R-3 :如由任意非零個元件挪移該隨機序列時，則該產生 的序列將與該原始的序列一樣具有均等的一致和不 一致數。 該IS-95-A標準定義一個特殊的ΡΝ序列組，用以於傳輸該 貝料之别先擴展該資料該同相ΡΝ序列和該正交ρΝ序列的 長度均爲215(即32,768個ΡΝ晶片長），且係根據該等下面的 特徵多項式產生該同相Ρ.Ν序列和該正交ρΝ序列：

Pi,

X 15 + X13 + X9 + X8 + X7 + X5 + 1 及 (1) Q,! - X15 + X12 + X11 + X10 + X6 + X5 + Χ4 + χ3 + 1 (2) 圖6Α ’爲説明一個ΡΝ產生器600a之一個具體實施例的方 塊圖’其中該PN產生器6〇以用以根據方程式（㈠中所説明 19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂------ i. 531987 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（17 的該特徵多項式產生該同相pN序列。PN產生器600a包括若 干個串聯辆合之延遲元件6 1 〇a_6 10〇。根據該合適的pn位 移、藉由一組數値啓始延遲元件6 1 〇。將延遲元件6 1 〇b、 610f、610g、610h及610j的該等輸出分別提供給模數-2加法 器612a-612e。加法器612a-612e亦分別接收加法器612b- 612e和延遲元件61〇0中的輸出。該等每一個加法器612對該 等兩個輸入執行一個模數加法，及將該結果提供給其輸 出。將加法态612 a的輸出提供給延遲元件61 〇 a。 ?^^產生斋600&中該？1^1一1序列的長度爲2"-1(即32,767)， 且約略提供了該等上述之”隨機性”特性。每逢偵測到14個 連續的零時，則將一個附加零（〇)插入該pN；L1序列中。藉 由4附加零，則该輸出PN序列提供了該等上面附註的特 性，其中M15。可根據方程式（2)中所説明的該特徵多瑁 式、利用一個類似的PN產生器產生該正3Pn序列。 /、 、由該Ι3·95·Α標準所定義的該等PN序列具有該等上面表列 〈口通的”隨機性’’特性，並於—個擴展頻譜系統中提供了 _ ^勺丨生此此外，已自使用數年開始即就時間測試了該 用序歹1目此’新近的CDMA系統和標準受此影響而採 mS-95-A標準所定義之該等相同的pN序列。 且1二t於—個特殊的地理區内執行多個cdma系統， 田巧寺系統均利用該相同的 .....^ 序列組擴展時，則獲得該 可導通道可係變得更具挑戰性。該活動發報站 统並、斤：：成仏唬’其中該合成信號爲該等不同CDMA系 、.有傳輸基地電台中該等擴展頻譜信號的-個組合。

(cns)XI -20- 規格（210 χ 297公釐7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------— 531987 A7 B7 五、發明說明（18 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 利:動ί報站選擇該其中一個系統獲得該接收之信號，及 相對應至該選取之系統的ρν序列處理該接收之信 =於則f得處理期間，該活動發報站以該等選取之⑽ 歹:1、不同的位移將該接收之信號解擴展，及計算該等不同 位移的前導能。 欠夕個CDMA系統均利用該等相同的州序列擴展該前導 會=時貝J，亥活動發報站可能無法有委文地判定該偵測之前 導u所~屬的孩系統。因&，該活動發報站可能經常錯 :地偵測到一個前導信號(即指示已獲得該合適系統的該 則導通迢，但實際上該獲得之前導通道卻來自一個不合適 的系統中）。當嘗試獲得一個特殊的CDMA系統時，則來自 一個不合通系統中的一個偵測之前導信號可導致該活動發 報站前進至該下一個操作狀態，由是處理一個sync通道以 獲仔一個sync通道訊息。該活動發報站將藉由該sync通道 訊息理解”已獲得一個不合適的擴展頻譜信號，，，及折返至 該前導獲得操作狀態。重複地錯誤偵測該前導信號和獲得 該sync通道訊息可延長該獲得處理，因而降低了該活^發 報站的性能。 於一個具體實施例中，選擇一個co-site(j擴展頻譜系統中 的該等PN序列、使該等pn序列與在該地理區中操作之其 它擴展頻譜系統的該等PN序列無關連。利用一組無關連的 PN序列將使錯誤偵測該前導信號的總數降低或減到最小， 而可加速該獲得處理。 可藉由一個範例例證説明該獲得改良，其中於該範例中 -21 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨_ · I I II I I I ^ ------I--· 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531987 發明說明（19 ) 有兩個CDMA系統正在一個特殊的覆蓋區内操作。於讀第 一個情節中，兩個CDMA系統均使用該相同的pN序列2 (例^該IS-95-A標準所定義的該等pN序列）擴展該前導和 流量貧料。於該獲得處理期@，該活動發報站利用該相同 的PN序列組，以不同的PN位移計算該前導能，及判定口 否已根據該計算之前導能獲得了該前導信號。該活動發= 站無法判定”獲得了哪一個CDMA系統，，或，，該獲得之^統 是否爲該合適的系統”，除非該活動發報站執行附加的信 號處理（像是獲得該叮^通道訊息）。如可察知，當嘗試獲 得=一第二個CDMA系統的前導信號時，其錯誤地偵測該 第一個CDMA系統的前導信號可延長該獲得處理。 於該第二個情節中，每一個CDMA系統利用一個不同的 PN序列組，其中該等PN序列組中的該等pN序列與其它 CDMA系統中的該等PN序列無關連。於該獲得處理期間， 該活動發報站選擇相對應至該合適CDMA系統上的該？1^序 列組。如多個系統正在傳輸，則該活動發報站可僅搜尋該 合週系統中的該信號，因該等其它系統中的該等前導信號 與孩選取之PN序列組係無關連的，且可能不會偵測該等前 導信號。此避免了錯誤偵測該等不合適系統中的該等前導 信號。 Λ 於一個具體實施例中，選擇該選擇性CDMA系統中的該 等PN序列、使該等PN序列與該C0-Sited (例如IS_95_A依 從）CDMA系統中的該等PN序列無關連。於一個具體實施 例中，選擇該選擇性CDMA系統中的該等PN序列、使該等 -22 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 I n I ϋ 一OJ n I n 1_1 n n ϋ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_— _ 五、發明說明（20 ) PN序列爲IS-95-A所定義之該等PN序列的相反（時間方 向）。該等無關連的PN序列其長度爲215 (即32,768個！>!^晶 片長）’且係根據該等下面的特徵多項式產生該等無關的 PN序列： Ρι，2 = X15 + X10 + X8 + X7 + X6 + X2 + 1，及 （3)

Pq，2 = X15 + X12 + X11 + X10 + X9 + X5 + X4 + x3 + i (4) 圖6B，爲説明一個PN產生器600b之一個具體實施例的方 塊圖’其中該PN產生器600b用以根據方程式（3)中所説明 的該特徵多項式產生該同相PN序列。PN產生器600b包括若 干個串聯_合之延遲元件620a-620〇。根據該合適的pn位 移、藉由一組數値啓始延遲元件620。將延遲元件620c、 620g、620h、620i及620k的該等輸出分別提供給模數-2加 法器622a-622e。加法器622a-622e亦分別接收延遲元件620a 和加法器622a-622d中的輸出。該等每一個加法器622對該 等兩個輸入執行一個模數_2加法，及將該結果提供給其輸 出。將加法器622a的輸出提供給延遲元件620〇。 PN產生器6〇〇b中該PNI一2序列的長度爲215-1 (即32,767)， 且約略彳疋供了该等上述之”隨機性”特性。每逢偵測到14個 連績的零時，則將一個附加零（〇)插入該pNI_2序列中。藉 由該附加零，則該輸出P-N序列提供了該等上面附註的隨機 性特性。 因PN產生器600b所產生之該pni_ 2序列係爲PN產生器 600a所產生之該PNI一1序列的相反（時間方向），故該PNI—2 序列亦享有該PNI一 1序列該等時間測試之隨機性特性，且 -23- 本紙張尺度綱巾g國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 丨 — 丨-訂---I---I I . 531987 A7 "~— ______ ___37^五、發明說明（21 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可在最低的設計風險下、容易地採擇該Ρϊ 個新的擴展頻譜系統中。 於一個特殊的具體實施例中，產生該等ΡΝ序列，及將該 等產生之ΡΝ序列儲存在該活動發報站内的一個記憶體單元 中。該活動發報站亦維持一個計數器，用以定址該記憶體 單凡。可藉由以一第一個方向操作該計數器（例如向上計 异）、以自該1己憶體單元中擷取該第一個ΡΝ序列組，及藉 由以一第二個方向操作該計數器（例如向下計算）、以自該 死憶體單元中擷取該第二個ΡΝ序列組。 如該活動發報站正嘗試獲得一個CDMa系統，且如該活 動發報站對於可利用哪些CDMA系統（若有的話）並無先驗 的知識時，則該活動發報站可選擇一個相對應至該獲得之 擴展頻譜信號其一個特殊假説上之PN序列組。例如，該活 動發報站可於最初推測該接收之信號爲一個1§_95_八依從信 號，並可選擇相對應至該假説上之該PN序列組。如藉由^ 選取之PN序列組的獲得失敗時，則該活動發報站可^擇: 對應至另一個假説（即一個選擇性的CDMA系統）上之另一 個PN序列組。該處理可繼續（或重複）、直到偵測到一個合 適的系統或未偵測到任何系統爲止。 口 可以不同的方式實施上述該接收器單元（和該發送器單 兀）中的該等元件。可以一個或多個積體電路、一個特別 應用和體電路（ASIC)、一個數位信號處理器（DSp)、_個 控制器、一個微處理器、其它的電路和/或設計成執行此 處所述《孩等功能的軟體、或一個有關它們的組合實施該 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --裝 ·11111111 % -24- 531987 A7 __ B7 五、發明說明（22 ) 等元件。於某些具體實施例中，可將該用以儲存該等PN序 列的記憶體單元實施成一個隨機存取記憶體（RAM)、一個 動態隨機存取記憶體（DRAM)、一個快閃記憶體、一個唯 讀記憶體（ROM)、一個可程式唯讀記憶體（PR〇M)、一個 電氣式可程式化僅讀記憶體（ EPROM)、一個電氣可清除式 可程式僅讀記憶體（EEPROM)及其它的記憶體技藝。 可將此處説明之本發明引用至許多擴展頻譜通訊系統 上。本發明可適用於目前存在之CDMA系統和現在仍在考 慮的新系統上。於該上述的美國專利申請序號08/963,386 中説明一種特殊的CDMA系統。於該等前述的美國專利號 碼4,901，307和5，103,459中揭示另一種CDMA系統。本發明 可藉由該擴展頻譜系統中的該活動發報站提供改良之獲得 性能。 提供該等先前所述之較可取具體實施，以致能任何熟知 此技藝的人實行或利用本發明。那些熟知此技藝的人將輕 易顯見可對該等具體實施例作不同的修正，且可於未使用 本發明的技能下、將該等此處所定義之一般性原則引用至 其它的具體實施例上。如是，未意欲將本發明限制在該等 此^所示之*體實施例上，而係許與本發明符合該等此處 所揭示之原則和新奇特性的最寬廣範疇。 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. 531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 '""" "— —-— 六、申請專利範圍 1 . 一種用以自多個擴展頻譜信號中獲得其中一個特殊的 擴展頻谱仏號之方法，其中以一個特殊的僞隨機雜訊 (PN)序列、组擴展該特殊的擴展頻譜信號，該方法包括： 識別一第一個PN序列組，其中該第一個pn序列組相 對應至該獲得之特殊擴展頻譜信號的一第一個假説； 以該識別之PN序列組處理一接收之信號，以彳頡取一 前導信號； 計算該擷取之前導信號的一十進制； 判定是否已部分根據該計算之十進制獲得該前導信 號；及 如判定未獲得該前導信號，則： 選擇一第二個PN序列組，其中該第二個PN序列組相 對應至該獲得之特殊擴展頻譜信號的一第二個假説， 其中該第二個PN序列組中的該等PN序列與該第一個PN 序列組中的該等PN序列係無關連的；及 重複該等處理，計算及判定步驟。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二個PN序列組 中的該等PN序列爲該第一個pn序列組中該等PN序列的 相反。 3.如申請專利範圍第2項之方法，其中將該第一個PN序列 組中的該等PN序列儲存在一個記憶體單元中，該方法 更進一步包括： 以一第一個方向存取該記憶體單元，以擷取該第一 個PN序列組中的該等pn序列；及 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） ----------------I---訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 531987 A8 B8 C8 D8 ------- 六、申請專利範圍 以一第二個方向存取該記憶體單元，以擷取該第二 個PN序列組中的該等PN序列。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中根據該等下面的特 徵多項式產生該第一個PN序列組中的該等PN序列： Ρι，ι = X15 + X13 + X9 +·χ8 + X7 + X5 + 1，及 Pqj = X15 + X12 + X11 + X10 + X6 + X5 + X4 + X3 + ；[ 0 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中根據該等下面的特 徵多項式產生該第二個PN序列組中的該等pn序列： Ρι，2 = X15 + X10 + X8 + X7 + X6 + X2 + 1，及 Pq,2 = X15 + X12 + X11 + X10 + X9 + χ5 + χ4 + χ3 + ! 0 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等第一個ΡΝ序列 組和第二ΡΝ序列組中該等ΡΝ序列的長度均爲215。 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中該擷取之前導信號 的十進制爲於一段特殊時間區間上所計算的一個能測 量。 δ•如申請專利範圍第1項之方法，其中根據IS-95-A標準產 生該特殊的擴展頻譜信號。 9·如申請專利範圍第1項之方法，其中該特殊的擴展頻譜 信號包括一個在時間上限制其出入的前導信號。 10· —種可架構成用以自多個擴展頻譜信號中獲得其中一 個特殊的擴展頻譜信號之接收器單元，該接收器單元 包括： 一接收器’架構成接收和調整一接收之信號，以提 供一調整之信號，其中該接收之信號包括該特殊的擴 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(2兄>< 297公釐7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 —1 —1 531987 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 展頻譜信號； 一耦合至該接收器上之解調器，架構成將該調整之 k號解碉變，以提供基頻信號； 一耦合至該解調器上之解擴展器，架構成以一第〆 個PN序列組將該等基頻信號解擴展，以提供解擴展之 信號； 一耦合至該解擴展器上之PN產生器，架構成提供該 第一個PN序列組，其中從多個pn序列組之中選擇該第 一個PN序列組，且該第一個pn序列組相對應至該獲得 之特殊擴展頻譜信號的一第一個假説； 一耦合至該解擴展器上之處理單元，架構成處理該 等解擴展之信號，以擷取一前導信號和計算該擷取之 前導信號的—h進制；及 一耦合至該PN產生器和該處理單元上之控制器，架 構成判定是否已部分根據該計算之十進制獲得該前導 信號，且如判定未獲得該前導信號，則指示該PN產生 器提供一第二個PN序列組，其中該第二個PN序列組相 對應至該獲得之特殊擴展頻譜信號的一第二個假説， 其中該第二個PN序列組中的該等PN序列與該第一個PN 序列組中的該等PN序列係無關連的。 11·如申請專利範圍第10項之接收器單元，其中該第二個 PN序列組中的該等PN序列爲該第一個PN序列組中該等 PN序列的相反。 12·如申請專利範圍第10項之接收器單元，其中根據該等 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） — — — — 111 — I I I - — — — III— ·11111111 C請先閲讀背面之注意事頊存填寫本頁)

   六、申請專利範圍 A8 B8 C8 下面的特徵多項式產生該第一個PN序列組中的該等pn 序列： = X!5 + + X9 + X8 + X7 + x5 + 1，及 PQ,1 = X15 + + χΠ + X10 + Χ6 + χ5 + χ4 + χ3 + j 0 A如申請專利範圍第12項之接收器單元，其中根據該等 下面的特徵多項式產生該第二個ΡΝ序列組中的該等ΡΝ 序列： PU = X15 + X10 + X8 + X7 + X6 + x2 + 1，及 PQ，2 = X15 + X12 + X11 + χ10 + Χ9 + χ5 + χ4 + χ3 + i。 14. 如申凊專利範圍第ι〇項之接收器單元，其中該ρΝ產生 器包括一個記憶體單元，架構成儲存該第一個ΡΝ序列 組。 15. 如申請專利範圍第14項之接收器單元，其中以一第一 個方向存取該記憶體單元，以擷取該第一個ΡΝ序列 組’及以一第二個方向存取該記憶體單元，以擷取該 第二個ΡΝ序列組。 16·如申請專利範圍第10項之接收器單元，其中該ΡΝ產生 器包括一組線性回饋挪移暫存器，架構成實施一組定 義该等第一個ΡΝ序列組和第二個ρν序列組中該等ΡΝ序 列之特徵多項式。 Ρ·如申請專利範圍第1 〇項之接收器單元，其中該特殊的 擴展頻譜信號順應IS-95-A標準。 18· —種發送器單元，包括·· 一擴展器，架構成以一 ΡΝ序列組接收和擴展前導資 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) ----------0^--------IJ---------秦 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531987 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 料，以提供擴展之前導資料； 一耦合至該擴展器上之PN產生器，架構成提供該pn 序列組’其中根據該等下面的特徵多項式產生該PN序 列組： Ρι，2 = X15 + X10 + X8 + X7 + X6 + X2 + 1，及 Pq,2 = X15 + X12 + χΠ + X10 + χ9 + χ5 + X4 + X3 + 1 ; 一耦合至該擴展器上之調變器’架構成調變該擴展 之前導資料，以提供一調變之信號；及 一耦合至該調變器上之發送器’架構成接收和調整 該調變之信號，以提供一擴展頻譜信號。 19·如申請專利範圍第18項之發送器單元，其中在時間上 限制該擴展前導資料的出入。 20·如申請專利範圍第18項之發送器單元，其中該前導資 料包括一個全零的序列。 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐）