TW591916B - Method for generating 2D OVSF codes in multicarrier DS-CDMA systems - Google Patents

Description

591916 五、發明說明（l) 發明領域： 本發明係提供一種分碼多重存取通訊系統（CDMA Communication system)，尤指一種在多載波直接序列分 碼多重存取（multicarrier direct-sequence code-division multiple-access，MC-DS/CDMA )通訊系統 中產生二維正交可變展頻係數（two-dimensional orthogonal variable spreading factor，2D-0VSF)碼的 方法。 背景說明： 第二代通訊系統市場的蓬勃發展，以及其相關功能的 不斷延伸，已快速地提升了其傳輸及接收的性能，使其能 夠以很高的傳輸速率來傳輸資料。通訊系統的日益進步促 使了第三代（3G)行動通訊系統的發展，如2 — 1)3的寬頻分 碼多重存取通訊系統（Wideband Code-Division Multiple-Access)服務已經為國際行動通訊團體所提倡。 为碼多重存取通訊科技服務被用於第三代行動通訊系統 中，其以一種極有彈性的方式來提供寬頻的服務，分碼多 重存取通訊系統於經過展頻後可提供重複使用的頻譜 (Spectrum) ^途徑電阻（multipath resistance)、頻率 分集技術（frequency divers i ty)和干擾消除 (interference rejection)。

591916 五、發明說明（2) 為了能夠同時提供高速度和多重資料傳輸服務，有兩 技術被使用於IMT2〇〇〇寬頻CDMA通訊系統中，即可變長度 展頻（Variable-length spreading)和多碼技術 (Multi code techniques)。可變長度展頻CDMA通訊系統使 用了夕重展頻係數來作多重資料之傳輸，其中多碼通 ΐ f統ί派了多重碼給高資料量傳輸服務，此兩展頻技術 被用於見頻之CDMA通訊系統内以提供在 : = 目互正交性，並也同時維持了不同丄= ”= Γ遺？性。此兩展頻技術包含有兩部份，第 換i二曰 nneHZati〇n)，其將每一資料記號轉 稱做展頻S Ϊ日：^ 目。f — f料記號對應的晶片數目被 、f π π ΐ / 4 。一維正父可變展頻係數碼被拿來當作頻 道化碼來確保不同下載頻道的 二：二::领 (scrambling)^ ^ ^ ^ ^ ^ ΐ 弟一 W 伤疋擾頻 頻碼U k供在不同細胞格中的用戶 一 維正交可變展頻係數碼不能戶、在2 = 隨機性。因此，在因一&的#用戶在上傳頻運上的相互 不同的擾頻碼來維持正交“：：用戶在上傳頻道中使用 碼多重存取，能力，多載波直接序列分 MC — DS/CMA通訊系統使用正交被J出工， 多重存取干擾減至最小（mult •的展頻碼之優點在於其可將 clPle~access

591916 五、發明說明（3) interference，MAI)，多重存取干擾係為CDMA通訊系統中 最主要的一干擾來源，多重存取干擾的減小可使得傳輸速 率變得更高。在多重存取干擾中的每一名用戶被指派到一 個作為使用者認證序列（signature sequence)的特定矩陣 形式之二維展碼序列（spreading code sequence)，在矩 陣中行的數目指示其所使用的展頻係數，列的數目則為 M C - D S / C D Μ A通訊系統中頻率載波的數目。每一個矩陣的列 經由不同頻率載波被傳送出去。為 MC-DS/CDMA通訊系統 建立一組展現出大多數時間是零的循環自相關旁波瓣 (Cyclic autocorrelation Sidelobes)和循環交互自相關 (Cyclic Cross-Correlation)功能的二維展頻碼矩陣是有 可能的，既然多重存取干擾是同時傳輸中用戶的主要非零 交互自相關函數所產生的，在使用這樣唯一的展頻碼矩陣 時，多重存取干擾可以大大地在MC-DS/CDMA通訊系統中被 減輕。請參考圖一 A與圖一 B，圖一 A為習知MC-DS/CDMAit 訊系統1 0的簡單方塊圖，圖一 B為一使用於習知通訊系統 10的MxN展頻碼矩陣14。輸入資料12a被輸入一個乘法器' 1 4，這乘法器經由唯一的”認證” ΜχΝ展頻碼矩陣i “的指派 來作展頻，經過展頻頻譜丨5後的資料會被輸入至一個^ ^ ^ =變單位1 6並被傳送出去。在接收端，一個多载波反調 變單位1 7接收到了被傳送來的訊息後，經過反調變並產生 反調變資料1 8，一個乘法器丨9將資料丨8與相同之ΜχΝ展 碼矩陣1 4a相乘並產生輪出訊號1 2b。一般來講，此所有 戶的MxN展頻碼矩陣是—致的，而理想中輸出資料丄％必須

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五、發明說明（4) 跟輸入資料1 2 a—致。 到目别為止，M C - D S / C D Μ A通訊系統的展頻碼矩陣在形 式上已經被相當的限制住了 ，其為Μ X N且又有著下列限制 1) M = N = 2k’ with k ^ 1，或是 2) M = 2k’ and N = M2， with k ^ l〇 以上的條件構成了 MC — DS/CDMA通訊系統中的一個相當 的限制’這限制會大大的減少這些系統在資料傳輸彖數卜 的彈性。 / 發明概述： 因此’本發明的主要目的在於提供一多載波直接序列 分碼多重存取(Multicarrier direct-sequence code-division multiple - access，MC-DS/CDMA )通訊系 統，其有能力產生並使用一般MxN矩陣之二維正交可變展 頻係數碼（two-dimensional orthogonal variable spreading factor code，2D-OVSF code)，在此 M = 2k， N = 2 ^ 本發明揭露了 一個無線通訊的方法，尤指一個在 MC-DS/CDMA通訊系統中產生2D-0VSF碼的方法，一個

第10頁 591916 五、發明說明（5) 2D-OVSF碼的分碼樹則因應此通訊系統而產生。在分碼樹 中的母一個點都有一個代表著展頻碼序列的相對應矩陣'， 從分碼樹中任一節點選取任一 ΜχΝ矩陣，其中贼表著在 MC-DS/CDMA通訊系統中可供使用的頻率載波數目，N則代 表著展頻係數碼長度，Μ = 2 k，N = 2 k+a，k大於零，α為#貪 整數。ΜχΝ矩陣在MC-Ds/CDMA通訊系統中給使用者當作是 認證序列來使用，兩組2X2正交矩陣丨人⑴⑵幻，A(2)(2x 2)}^ { Β (1)(2χ 2)， Β⑴⑶2)}被提供來產生這分碼樹，第一和第< 2x2矩陣被用來依照下列關係式來產生在分碼樹的母節^ ’ 對： “、、 A(1)(2x 21+^ ) = [ A(1)(2>< / ) A ⑴(2χ / )]， A (2)(^ 2ηβ )= [Α (ιΗ2χ 2β ) -Α (2)(2χ 2β )] ° 而這母節點對分別代表著矩陣Α⑴(2χ 和Α⑴(2χ，） 矩陣Α⑴(2χ 2和A (2)(2χ 2〇:)被用來替一母節點產生其子節點。 子節點包含著MxN矩陣，其為下列關係式所建立的： A (1-1 )(〇< Ρ) [Β(ι)(2χ 2)㊉ A (i/2)(〇/2 X P/2)]， Α(ι)(〇χ P) [ B (2)(2x 2)㊉ A ("2)(〇/2 x p/2)] ’ 其中㊉代表的是克羅尼克積，而i = 2，4，6，8…依此類 推。 、 根據本發明之2D-OVSF碼的建構最多需要兩組2x2正交 矩陣U⑴⑶2)， Α(2)α 2)}和{Β⑴(2χ 2)， Β(2)α 2)}，比較特別 的是這兩組2x2正交矩陣是可以一樣的，舉例來說，{Α(η

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(2χ 2)： (2) (2χ 2)」 (1) (2) (2χ 2) ’ (2χ 2) }和{Β 就可以只由一組2 χ 2的正交I ^义展頻係數碼的建構因此 明之2D-OVSF碼的建構早所產生。簡單來說，本發 成。 何一組的2x2正交矩陣來達 本發明之優點為提 _ 相 關矩陣的行列數1以有/艮大彈= 2D-馬’其在. 通：系統能在頻率載波二 碼可由一功能類似一維正交i ί ί 2 2 2 2為2d~〇vsf 、户工又1 ^:展頻係數碼的一樹 經由遞迴而產生。同樣地，多重資料傳輸速率可在卷〜構 2D-OVSF碼被用在此MC-DS/CDMA通訊系統時，由不同田县 之展頻和多數碼技術來達到。 度 本發明仍有一個優點，本發明之2D-0VSF碼擁有零y 環自相關和零循環父互自相關的特性，本發明的2 j) 碼也因此能在不同頻道間保持正交性，也因此兩層的 技術也就沒必要了。 θ ^ 發明之詳細說明： 請參考圖二，圖二為本發明用於MC-DS/CDMA通訊系、统 591916 發明說明（7) 由〇:S:碼之分碼樹20的部份示意》。分碼樹20的最高 傻f =所組成。這—個母節點22以成對的方式出 來擁22b’ 22C。每一個先驅點22是接下 一般來ϊ4的二元樹的根節點（r〇〇t p〇int)， 1又末4可被看成疋A⑴(取N〉，其中岐矩陣中 =^-DS/CDMA通訊系統中的頻率載波數目有關 :的行數目，代表被採用的展頻係數。每一個母節點22 有一個格式為A⑴⑵2«妁相對應矩陣，其中^為一非 每一對母節點22,如母節點對22/，' 22b/'22隼 同的α值，舉例來說，母節點對2 %楗亡不加γ t 才 矩陣a⑴2)* a⑴(&2的節點22 對 別對應到矩陣A⑴(&4)和Αί 母々即·點對22b包含兩個分 22c包含兩個分別對應到矩4)、即點22，母節點對 22。《值的上限乃是根據Mc_D^(a< 8) and8)的節點 展頻係數之簡單設計變ί，C每 A⑴(Λ产〉之相對應矩陣來特徵化，直士自;二格式為 母節點22的α值，而κ代表著在分喝樹、中:疋子:點24的 深度。比如說，K = 2為代表著此早〜f 20中的子即點24的 下一代子節點24;而K = 3就代表著此即/^24乃是母曰節點22的 的下下代（孫節點）子節點24。注竟卷郎點24乃是母節點22 點2 2 ’而並非子節點2 4。對所有的二& 1日守’其係指母節 (1)範圍可從1到[ 、陣A(i)W Ν)’上標浮號 分碼樹2〇只是一個方便的方法來解釋本發明中

591916 五、發明說明（8) 2D-OVSF的樹狀特性和他們相關的矩陣，產生這個分碼樹 2 0實際上是代表著產生分碼樹中節點2 2和2 4所對應的矩 陣。為了產生這些矩陣，兩組初始正交二元矩陣{A⑴⑶ 2)’ A(2)(2x2)}和{Β(ι)(2χ2)’ B(2)(2x2)}會被提供’通常採用 的是哈達瑪矩陣（Hadamard matrices)。特別的是，A⑴(2>< 2)正父於Α(2)(2χ 2)’而B⑴(2χ 2禾父於Β(2)(2χ 2)。本發明中的”正 交”這名詞包括了 ”偶’’和”奇’’之零循環自相關及互相關之 特性。偶和奇的定義主要是基於傳送兩個連續的資料位元 之展頻碼，’’偶’’表示第一個位元傳送 + 1，第二個也傳送 +1 (或者第一個傳送 -1，第二個也傳送 -1); 奇則表示 第一個位元傳送 + 1，第二個則傳送 -1 (反之亦然）。而對 一般的Μ X N矩陣C(i)(w N)和 C(2)(Mk N)雖然是不同步正父’但 下列的關係還是必須成立： Σ kZ 1( c ⑴k，iC (2)k，1) = 〇 其中k從0算到（M-l)，而1從0算到（N-l)，且c(1)k，指 在第i個矩陣中，第k列和第1行的矩陣元素。下標符號” t ” 代表著一個整數的時間漂移’而符號”㊉’’代表的是一個以 N為模（modulo-N)的運算。從圖3A到圖3D間清楚的描繪了 這樣一個建構的範例。在圖三A到圖三D中矩陣裡的n +f’號 代表的是’’ + Γ，而相對的” π就代表的是π - Γ。做為一個 特定解，正交矩陣組{ Α⑴⑵2)， Α⑺(2χ 2)}跟{Β(1)(2χ 2)， Β(2)(2χ 2)}是很有可能一樣的。接下來，為了說明方便，圖3Α和圖 3Β的矩陣被假設成兩組正交矩陣{ Α⑴(2χ 2)， Α⑺⑶2)}跟{Β

第14頁 591916 五、發明說明（9) (1 )(2χ 2)5 Β⑺(2χ 2 ：)}。這意味者’在接下來的討論中’我們假 設Α⑴(2x 2)= Β⑴(2χ 2)以及Α (2)(2χ 2尸Β (2)(2χ 2)。為了能夠求得此 對母節點2 2，接下來的關係會被不斷重複：

A(1)(2x 21+/S ) = [Α(ΐ)(2χ 2β ) A (2)(2x 1A

A (2)(2x 21+^ ) ~ [ A (i)(2x ) — A (2)(2x )]式 1 B 比如說，當/3 = 1，方程式1 A和方程式1 B可以得到圖四 A戶斤描繪的結果：A⑴(2x 4) = [Α(ι)(2χ 2) A(2)(2x 2)];和圖四B戶斤描 繪的 A(2)(2x4) = [A ⑴(2χ2) -A(2)(2x2)];同樣的’當 A = 2時’會

得到的是 A ⑴(2χ 8) = [A(l)(2x 4) A ⑺(2χ 4)]’ 和 Α(2)(2χ 8) = [A (l)(2x 4) -A(2)(2>< 4)]。注意那個’’ -A”就只是把在A矩陣中的” 號變成π -π ’反之亦然。那代表說’既然Α是一個二位元矩 陣，給A加負號也就是對A中每一個元素進行邏輯’’ ΝΟΓ1的 動作。很清楚的是，不斷遞迴重覆上述方程式1 A和方程式 1 B的關係，很有可能可建構一個具有高α值的矩陣對A⑴(2 χ 2α )和 Α (2)(2χ 2α )〇 接下來，符號”㊉”被拿來表示兩個矩陣的克羅内克 積（Kronecker Product)，圖五表示了兩矩陣Α和Β的克羅 内克積，於圖五中，矩陣A是被假設成一個MxN矩陣，由矩 陣元素” am，ηπ所組成；如果矩陣B是一個ΟχΡ的矩陣，則A㊉B 的克羅内克積將會是一個ΜοχΝΡ的矩陣。為了取得母節點 2 2的後代子節點2 4，下面的關係將不斷被重複：

第15頁 591916 五、發明說明（ίο)

A (i-l)(〇k P) = [ B ⑴（2χ 2)㊉ A (i/2)(〇/2 X Ρ/2)]式 2 A

A (i)(〇< p)= [B (2)(2x 2)㊉ A(i/2)(〇/2x P/2) ]式2B 在上面的方程式2A和方程式2B中，’’ in可以為” 0n ” 2 ” ” 4 ” ” 6 ” ” 8 ”…〇。舉例來說，為了得到對應到母節點對 2 2 8之第一代子節點24的矩陣八（1^4><4>， 方程式2A和方程 式2 B將以i = 2和i = 4來進行不斷重複： A (1)(4χ 4)= [B (l)(2x 2) ㊉ A (l)(2x 2)] ’ 如 圖 6 A所示； A (2)(4x 4)= [B (2)(2x 2) ㊉ A (l)(2x 2)]， 如 圖 6 B所示； A (3)(4x 4)= [B (l)(2x 2) ㊉ A (2)(2x 2)] ’ 如 圖 6 C所示；以及 A· (4) (4x 4)= [B (2)(2x 2) ㊉ A (2)(2x 2)] ’ 如 圖 6 D所示。 注意在圖6 A到圖6D中，假设A⑴(2x 2)= B⑴(2x 2)以及A(2)(2 x2尸B(2)(2x2)’也因此圖六中只有畫出A⑴(2x2)以及A(2K2x2) ’而並未畫出Β(ι)(2χ2)以及B(2)(2x2)。同樣地’矩陣A⑴(4x8) 也可由方程式2 A和方程式2 B經下列公式推出： A (l)(4x 8)= [B (l)(2x 2) ㊉ A (l)(2x 4)]， A (2)(4x 8)= [B (2)(2x 2) ㊉ A (l)(2x 4)]， A (3)(4x 8)= [B (l)(2x 2) ㊉ A (2)(2x 4)]， A ( 4) ( 4χ 8)= [B (2)(2x 2) ㊉ A (2)(2x 4)] 〇

由上可知，很清楚的是本發明中方程式1 A， 1 B， 2 A 和2B使得一個MxN 2D-OVSF碼矩陣得以被建構，其中Μ二2

第16頁 591916 五、發明說明（11) k, N k 、 2 k+a。為了求得Μ和N分別為特定值k和α之矩陲a ^ ^ ^ t „ „ 5I| ^ ； f；7 八m 對應矩陣。然後方程式2A和2B不斷的對深声夕 分瑪樹20重複遞迴來㈣欲喪得之拓二7 了崎冰度之 ^ ^ . ；4： ^ Γ ί； ΛΒ"ί/；1 #t20^α =0#σ^=10^^^^^ ^ 耧圖配上方程式1Α —2Β，相信可以清楚的解 釋本發明是如何建構-矩陣Α—。 月疋的解 π μ Ϊ二顯示了由本發明方法所建構出來的一般2D-OMF 樹狀結構圖20。圖七Α顯示了當Μ = Ν時，此= ^ ”’、^微觀f，其中圖七腺繪了 一種當Μ<Ν的特殊解其中 :矩陳t f :述盆t碼樹2〇實際上是以為行列形式 說，當k=1，就代表此矩陣是母矩陣，而k = 2為兒車字 車沿k = 3就順理成章的是孫字輩矩陣了，其餘的依此類 推。t知發明中分碼樹2 〇的特色是在同一層 、 (generational layer)的數碼（c〇des)是正9交的。再者， 任f ΐ在不同7層/的數碼也彼此正交，除非他們兩者是直 糸親，關係。”直系親屬”該名詞的意義在於在分碼樹2〇的 任一節點22，^4處於一節點24到其所屬母節點22的途徑 上。同樣地，第一節點24的子節點可以為任何一節點24， 因為其第一節點2 4乃是當做母節點2 4。這樣的術語在本發 明中是很常見的。比如說，根據圖七Α，矩陣Α⑴⑵2)， a(2)

第17頁 591916 五、發明說明（12) (4x 4)，以及 A (3)(8x 8)都並未彼此正交。最後，有關 MC-DS/CDMA通δίΐ糸統’具有較高k值並被指派為一裝置的 認證序列的數碼，較具有較低k值的數碼擁有較低的資料 傳輸率。因此’ 一個需要高資料傳輸率的裝置必須被指派 擁有較小值的數碼2 4，相對地，如果裝置需要較慢的傳 輸率，那麼就得被指派較大k值的數碼2 4。 請參考圖八，圖八為本發明MC-DS/CDMA通訊系統60之 MC-DS/CDMA通訊系統致能裝置5〇的方塊示意圖。此 MC-DS/CDMA通訊系統致能裝置5〇可以當做是行動通訊單位 的基地台，並擁有一個標準的MC_DS/CDM^^組以提供裝置 50的MC-DS/CDMA通訊系統能力。此MC —DS/CDMA模組56包含 f 無線電收發機5 9用來接收及發送無線電波、一調變器 8用^分別執行傳送與接收訊號的調變與反調變、以及一 編碼器/展頻器用來根據一認證序列5 5b來對傳送之資料進 頻，並對接收資料進行解碼與反錢。此認證 個#綠卡可由一個ΜΧΝ展頻係數碼矩陣產生器52所提供之一 :ί ΐ i表示。此ΜχΝ展頻係數碼矩陣產t器52利用上述 頻係數石1« $ : f ί 的70素，一般而言，此MxN展 ，、二矩陣產生為52匕含一中央處理器52c和一記憶體 碼L必、記憶體52m儲存有由中央處理器52撕執行之ί式 芎52所^及f含有實現本發明之MXN展頻係數碼矩陣產生 = : = 擇中=器52c和相對應的程= 。十的、擇，而权式碼54的建構對於適當地訓練過

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後的程式開發者而言，在參考過上述所描 … 應該是-件很輕易的事，至於矩陣該 部中表示也很清楚地是一個設計上的選擇’特別是^ 至少必須含有第一組2x2正交矩陣{ A r ， . 式碼 然很有可能的是第一組2x2正交矩陣{^仏2) ， （2)(2x 2)丨’當 拿來當做第二組的2x2正交矩陣{B (:，)(2X。 （2他^也

式碼5 4可於一開始時產生一部分的分碼樹2 〇以存入記二 52,並為矩陣55a選取一節點22和24,或是根據一組給w 的參數來即時產生一個矩陣5 5 a。此矩陣5 5 a接著會被、关入 MC-DS/CDMA模組5 6中來當作是裝置50的認證序列g5b，k此 程式碼54可以如同上面所討論的，根據參數i，味“ 供矩陣55a的一般格式Α⑴(Λ 2㈣〉。然而，適當的選擇參 1 ’ k和α對整個MC-DS/CDMA通訊系統60的功能是_件極 要的事，由於此部份並不為本發明之領域，因此在此不严 究。一般地，對MC-DS/CDMA通訊系統60内的每一個裴置/衣 (包含裝置5 0 )而言，擁有正交展頻係數碼矩陣是非^必 的。由於分碼樹20對MC-DS/CDMA通訊系統60中的每_個壯 置而吕是很常見的，因此由矩陣產生器5 2所產生之認*登^ 列55b不能是任一已被指派好節點22，24的子節點24。\ 者，本發明之展頻碼的樹狀結構2 0也把裝置5 0中的資料傳 輸率列入考慮，如果裝置5 0需要的是低資料傳輪率，那就 應該指派搭配高k值的碼2 4，如此一來，有較多這樣的/' 置50可同時被此mc-DS/CDMA通訊系統60所支援，因為有〜 多這樣正交的高k碼有餘裕給予系統6 0使用。相同地，如

第19頁 591916 、發明説明（14) 果ΐ置料傳輸率的需求，比如是影像的資料 流率，此時衣置^0必严被指派一個帶有低k值的認證序列

55,、也因11匕，車乂/巧樣的裝置50可以同時為MC-DS/CDMA 棱，因為這樣一個被指派的節點2 2，2 4的 i: η不再有機會給系、统60指派給裝置使用。因為 點22’ 24有著真正正交性，兩層展頻之 多重次杜=ΐ ί 了 ’同時’因為碼22，24的樹狀結構， 夕重貝枓傳輸率在本質上被達成了。 個行ϋ: j p n=基地台會指派-個認證序列給- 產ί、商i π ’ ’相對地，基地台可以為用戶端機器 生適虽的認證序列，並傳送給該用戶機器予以使用。 分碼相;112術i本發明提供了一產生正交展頻系數碼的 = D nt c方法，其可支援多重資料傳輸。本發明中 VSF碼的一般式為2kx2k+a，其中咏α皆為非負整數， 丄習知發明中只能出現ΜχΜ或是ΜχΜ酌限制將不再存 :恭本發明使整個MC —DS/CDMA通訊系統運用以二f。 ，^ =的2D-OVSF碼可使用在MC —DS/CDMA通訊系統中以 …線通訊裝置中支援各種資料傳輸之速率。 專利^所述僅為本發明之較佳實施，凡依本發明申請 專利乾圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利之涵

591916 五、發明說明（15) 蓋範圍。 第21頁 II·· 591916 圖式簡單說明 圖式之簡單說明： 圖一 A為習知MC-DS/CDMA通訊系統的簡單方塊圖。 圖一 B為圖一 A所示之矩陣。 圖二為本發明用於MC-DS/CDMA通訊系統之2D-0VSF碼 之分碼樹的部份示意圖。 圖三A至圖三D為初始正交矩陣之示意圖。 圖四A至圖四B為圖二所示分碼樹的母節點對所對應的 矩陣。 圖五為兩矩陣的克羅内克乘積之示意圖。 圖六A至圖六D為本發明中建構2D-0VSF碼的相關矩陣 示意圖。 圖七A至圖七B為圖二所示分碼樹之細部示意圖。 圖八為本發明MC-DS/CDMA通訊系統之MC-DS/CDMA通訊 系統致能裝置的方塊圖。 圖式之符號說明： 10 通訊系統 5 2 Μ X N展頻係數碼矩陣產生器 12a 輸入之訊號 52c 中央處理器 12b 輸出訊號 5 2m 系統之記憶體 14、19 乘法器 54 程式碼 16 多載波調變單位 5 5a 矩陣

第22頁 591916 圖式簡單說明 15 展頻頻譜 56 多 載 波 直 接序列 分碼多重 存取模組 18 反 調 變 資 料 55b 認證序列 20 分 碼 樹 57 編碼器和展頻器 22 母 即 點 58 調變單元 24 子 即 點 59 收發端 50 多 載 波 直 接序列 分碼多重 存取無線裝置

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Claims (1)

1. 591916 六、申請專利範圍 1. 一種無線通訊之方法，其包含有： 提供一多載波直接序列分碼多重存取（multicarrier direct-sequence code-division multiple-access， MC-DS/CDMA)無線通訊系統； 產生二維正交可變展頻係數碼之一分碼樹，其中該 分碼樹中的每一節點均包含一相對應之矩陣； 從該分碼樹中之節點挑選一 Mx N矩陣，其中Μ為一載 波頻率數目，Ν為一展頻係數，並且M = 2k， N = 2k + a，k 大於零，α大於或等於零；以及 將該Mx Ν矩陣指定給一多載波直接序列分碼多重存取 致能之裝置當作該裝置之一認証序列。 2. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊之方法，其中 該分碼樹產生的方法包含有： 提供一第一正交2x 2矩陣組{ A⑴⑵2)， A⑺⑶2)}; 提供一第二正交2x 2矩陣組{B⑴⑵2)， B(2)(2x 2)}； 利用該第一正交2x 2矩陣組於該分碼樹中產生一對母節 點，並以重複一第一運算式的方式產生一 A⑴⑵，痄陣與 一 A⑺(2x，）矩陣；以及 利用該A⑴(2x，）矩陣與該A⑵(2x，）矩陣以重複一第二運算 式的方式產生一子節點，該子節點係衍生自任一母節點且 包含該Mx N矩陣。 3. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊之方法，其中

   第24頁 591916 六、申請專利範圍 該分碼樹的子節點係對應於資料傳輸速率，其係低於母節 點的資料傳輸速率，從而可利用該分碼樹中之正交矩陣達 成多重速率的資料傳輸。 4. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊之方法，其中 該第一運算式為： A (l)(2x 21+/3 ) ~ [ Α (ΐ)(2χ 2β ) A (2)(2x )] 5 A (2)(2x 21+/S ) * [A(i)(2x 2β ) _A(2)(2x )] ° 5. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊之方法，其中 該第二 運算式為： A(i-l)((k P) = [ B (l)(2x 2) Φ A (1/2)(0/2 x P/2)] ’ A (i)((k P) ~ [B(2)(2x 2)㊉ A(i/2)(〇/2x P/2)]， 其中㊉為Krone eke r乘積。 6. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊之方法，其中 該母節點中的子節點為一二元樹的分佈形式。 7. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊之方法，其中 α係大於零。 8. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊之方法，其中 該第一正交2χ 2矩陣組係全等於該第二正交2χ 2矩陣組。

   第25頁 591916 六、申請專利範圍 9. 如申請專利範圍第1項所示之無線通訊之方法，其中 該分碼樹同一層中的任兩個矩陣皆彼此正交，若且惟若該 分碼樹中不同層的任兩個矩陣彼此正交則其中至少有一矩 陣不為其它矩陣的母節點。 10. —無線通訊裝置，其包含有： 一多載波直接序列分碼多重存取模組，用來根據一認 証序列提供該無線通訊裝置所需之多載波直接序列分碼多 重存取功能；以及 一 Mx N矩陣產生器，用來產生一二維正交可變展頻係 數碼，該二維正交可變展頻係數碼係用來當作一認証序 列，其中Μ為該無線通訊裝置中現有的載波頻率數目，N為 一展頻係數，並且M = 2k， N = 2k+a， k大於零，α大於或 等於零，該Mx Ν矩陣產生器產生·· 一弟一正父 2x 2矩陣組{Α(ι)(2χ2)’ A(2)(2x2)}，以及 '^ 苐'一正父 2x 2矩陣組{ B ⑴(2x 2 ) ’ Β ( 2) ( 2χ 2 )}， 該Mx Ν矩陣產生器產生該認証序列的步驟如下： 利用該第一正交2χ 2矩陣組與該第二正交2χ 2矩陣 組，以重複下列式子的方式產生一母矩陣 Α⑴⑵，）或另 一母矩陣 A⑺(2x，）： A (l)(2x 21+/3 ) = [ Α (1)(2χ 2β ) A(2)(2x 2冷）]’ A (2)(2x 2ηβ ) = [ A (ΐ)(2χ 2β )-人⑺⑶〗々）]，以及 利用該 A⑴(2x，）矩陣或該 A⑺⑵，）矩陣以重複下列

   第26頁 591916 六、申請專利範圍 式子的方式產生一 Mx N矩陣： A(i-l)(Ok P) = [B(d(2x 2)㊉ A(i/2)(〇/2x P/2)] ’ A (i)((k P) = [ B (2)(2x 2)㊉ A(i/2)(〇/2x P/2)]； 其中㊉為Kronecker乘積。 1 1.如申請專利範圍第1 0項所述之無線通訊裝置，其中該 Mx N矩陣產生器包含一中央處理器與一記憶體，該記憶體 係用來儲存该弟一正父2x 2矩陣組{ A⑴(2x 2) ’ A (2) (2χ 2)}、該 弟"一正父2χ 2矩陣組{ Β⑴(2x 2) ’ Β (2) (2χ 2)}、與該中央處理裔 執行產生認証序列的步驟所需之程式碼。 1 2.如申請專利範圍第1 0項所述之無線通訊裝置，其中a 係大於零。 1 3.如申請專利範圍第1 0項所述之無線通訊裝置，其中其 中該第一正交2x 2矩陣組係全等於該第二正交2x 2矩陣 組。 14. 一無線通訊裝置，其包含有： 一多載波直接序列分碼多重存取模組，用來根據一認 証序列提供該無線通訊裝置所需之多載波直接序列分碼多 重存取功能，以及 一記憶體，用來儲存二維正交可變展頻係數碼之一分 碼樹，該二維正交可變展頻係數碼係用來當作一認証序

   第27頁 591916 六、申請專利範圍 列，且其形式可表為一 Mx N矩陣A ( 中鵑該無線 通訊裝置中的現有的載波頻率數目，展數，並 且“2^ N = 2_，k大於零，i介於丨至^間，；^大於或等 於零，該二維正交可變展頻係數碼係以重複下列式子的 方式而產生： (l)(2x 1+yS 2 ) ~ [ A (i)(2x ) ^ (2)(2x 2β )]； (2)(2x 1+/S 2 ) ~ [ A (ΐ)(2χ ) ~ A (2)(2x / )]; (i-l)(0k P)- [B ("(2x 2)㊉ A (1/2)(0/2 x P/2)];以及 (〇(0< P)= [B (2)(2x 2)㊉ ^ (i/2)(0/2 x P/2)]; 其中㊉為 Kronecker乘積，A⑴(2x 2择正交於 A(2)(2>< 2) 且 B⑴（2χ 2)係正交於 Bc2K2x 2)。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之無線通訊裝置，其中 a 係大於零。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項所述之無線通訊裝置’其中 A⑴(2X 2)係全等於β⑴(2χ 2)，且Α⑵(2χ 2)係全等於B(2)(2x 2)。 1 7 · —種於多載波直接序列分瑪多重存取通訊系統中提供 /認証序列於一移動裝置（m〇bi le device)之方法，該方 法包含有： 一基地台根據一矩陣產生法產生一版N矩陣； 該基地台將號該Mx N矩陣傳至一移動裝置；以及 該移動裝置利用該Mx N矩陣當作該移動裂詈从上 夏的涊証序

   591916 六、申請專利範圍 列； 其中該矩陣產生法包含有： 提供一第一正交2x 2矩陣組 { A⑴(2x 2 ) ’ A ( 2 ) ( 2χ 2 ) }， 提供一弟二正父2χ 2矩陣組 { Β⑴(2x 2) ’ Β ( 2) (2χ 2) }， 利用該第一正交2χ 2矩陣組產生一對母節點，並以重 複下列式子的方式於分碼樹中產生 Α⑴⑶，）矩陣與 A⑺⑵ 2α )矩陣： Α (1)(2χ 2ηβ ) - [ Α (ΐ)(2χ 2β ) A (2)(2χ )] 9 Α(2)(2χ21+Θ)= [Α ⑴（2x2^)-入⑺⑶？^3)]，以及 利用 A⑴(2x，）矩陣與 Α⑺(2χ，）矩陣以重複下列式子 的方式產生對應於母節點的一子節點，該子節點係衍生自 任一母節點且包含該Mx N矩陣： A (i-l)(〇k P)= [B (1)(2χ 2)㊉ A(i/2)(〇/2x P/2)] ’ A (i)((k P) = [B(2)(2x 2)㊉ A(i/2)(〇/2x P/2)]， 其中㊉為 Kronecker乘積。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項所述之方法，其中分碼樹中的 子節點係對應於資料傳輸速率，其係低於母節點的資料傳 輸速率，從而可利用該分碼樹中之正交矩陣達成多重速率 的資料傳輸。 1 9.如申請專利範圍第1 7項所述之方法，其中該母節點中 的子節點為一二元樹的分佈形式。

   第29頁 591916 六、申請專利範圍 2 0 .如申請專利範圍第1 7項所述之方法，其中 α 係大於 零0 正 組 一 ο 第組 該陣 中矩 其之 ’交 法正 方組 之二 述第 所該 項於 7 11 第全 圍係 範組 專矩 請2 申X 2 如 •之 2交 2 2 .如申請專利範圍第1 7項所述之方法，其中該分碼樹中 同一層的任兩個矩陣彼此正交，若且惟若該分碼樹中不同 層的任兩個矩陣彼此正交則其中至少有一矩陣不為其它矩 陣的母節點。 2 3. —種於多載波直接序列分碼多重存取通訊系統中提供 一認証序列於一移動裝置之方法，該方法包含有： 一基地台根據一矩陣產生法產生一 Mx N矩陣； 該基地台將該Mx N矩陣傳至一移動裝置；以及 該移動裝置利用該Mx N矩陣當作該移動裝置的一認証 序歹; 其中該矩陣產生法包含有： 提供一第一正交2x 2 α矩陣組 { Α⑴(2χ 2α )， A (2)(2x 2α ) 誕供一弟·一正父2x 2矩陣組 {B⑴(2x2)’ B(2)(2x2)}，以 及 利用 A⑴(2x，）矩陣與 A⑺(2x，痺陣以重複下列式子的 方式產生該Mx N矩陣：

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