UA85839C2 - Послідовності стрибкоподібної перебудови частоти для багатосмугових систем зв'язку - Google Patents

Abstract

Заявлені способи формування послідовностей СПЧ (стрибкоподібної перебудови частоти), що мають чудові кореляційні властивості, і використання цих послідовностей СПЧ в багатосмугових системах зв'язку (наприклад, в системах МОЧРК). У одному аспекті послідовності СПЧ можна формувати на основі алгебраїчного виразу у(k)=logl b/k (модуль р), де k - індекс, р - непарне просте число, - первинний корінь р, b - ціле число, а (модуль р) означає операцію по модулю р. Різні послідовності СПЧ можна формувати з різними значеннями для b, а і/або р. В іншому аспекті дані можуть передаватися з використанням послідовностей СПЧ, що формуються на основі виразу у(k)=1оgg b/k (модуль р). У першій схемі дані можуть передаватися на каналах "інформаційного обміну", кожний з яких може бути пов'язаний з відповідною послідовністю СПЧ, яка визначає конкретний піддіапазон для використання в кожному інтервалі часу. У другій схемі кожна передача даних посилається в піддіапазонах, що визначаються на основі всієї або частини послідовності СПЧ.

Description

о - первинний корінь р; (модуль р) означає операцію по модулю р; і у(к) представляє послідовність СПУ з (р-1) елементами.

Показаний в рівнянні (1) вираз можна оцінити на основі алгебраїчних властивостей кінцевих полів, як описано нижче.

Послідовність СПЧ, що формується на основі рівняння (1), включає в себе (р-1) елементів або кодових елементів, кожний з яких має значення, яке відноситься до кінцевого поля, що визначається полем Галуа

ОР (р). Зокрема, значення кожного елемента послідовності СПЧ відноситься до діапазону значень (1... (р-1)|.

Це забезпечується операцією (модуль р) в рівнянні (1).

Можна формувати послідовності СПЧ різних довжин, вибираючи власні значення для простого числа р.

Для заданого значення р можна формувати одну або більше послідовностей СПЧ на основі одного або більше первинних коренів р. Первинний корінь с: простого числа р має властивість, яка полягає в тому, що його можна використати для формування всіх (р-4-4) можливих елементів поля Галуа ОРЕ(р). Це можна одержати за допомогою (1) піднесення первинного кореня с. до різних ступенів від 1 до (р-1) і (2) виконання операції (модуль р) на результатах піднесення до степеня. Для заданого значення р первинні корені р звичайно відомі або можуть бути встановлені.

Фіг1 зображує графічну схему програми процесу 100 формування послідовності СПЧ на основі алгебраїчного виразу, показаного в рівнянні (1). Спочатку вибирають відповідне просте число р, яке перевищує необхідну довжину послідовності СПЧ (етап 112). Для описаного нижче прикладу просте число вибране рівним р-7. Потім вибирають первинний корінь о простого числа р (етап 114). Просте число р може мати численні первинні корені кожний з яких можна використати для формування відмінної послідовності СПЧ. Для описаного нижче прикладу первинний корінь вибраний рівним о-3.

У подальшому описі оцінка різних алгебраїчних виразів, типу 1/К, ох, дек і ІЮдо1/к, виконана за допомогою операції (модуль р). Це гарантує, що результати для всіх цих виразів відносяться до поля Галуа а (р).

Спочатку одержують послідовність з (р-1) елементів для виразу "1/К" (етап 116) на основі наступної властивості:

КК" (модуль р)-1, для 1-К-(р-1) Рівняння (2) де К" є іншим представленням виразу 1/к. Рівняння (2) показує, що добуток К і його зворотної величини,

К", дорівнює одиниці. У таблиці 1 показані результати одержання оцінки для виразу "1/К" на основі рівняння (2) і для р-7.

Потім одержують послідовність з (р-1) елементів для виразу "ок" (етап 118). У таблиці 2 представлені результати оцінки для виразу "ої" для р--7 і 0-3.

Таблиця 1 Таблиця 2 ре ротьв плит еретенят | рр

Потім одержують послідовність з (р-1) елементів для виразу "дек" (етап 120). Цю послідовність можна одержати на основі наступного дослідження:

К-»ок Рівняння (За) є еквівалентним

Іодак-»ода(ок)-К Рівняння (35)

Рівняння (За) і (ЗЬ) показують, що відображення К в ох є таким самим, як відображення Іодьк в К. Таким чином, відображення К в док може бути одержане за допомогою заміни відображення К на ок, щоб одержати відображення ох в К, яке можна потім використати як відображення К в Іодак.

У таблиці З показані результати рішення для виразу "Іодьк" на основі відображення К в ох, показаного в таблиці 1 для р-7. Два крайніх лівих стовпці в таблиці З одержані з другого і першого стовпців в таблиці 2, а два крайніх правих стовпці в таблиці З одержані шляхом впорядковування р-1 елементів в двох крайніх лівих стовпцях в порядку зростання для К.

Таблиця 3 тек) Кк | вк ни нс С лишили ни ШК 113111 5131131. пли ше В Ел МЛ

ВЕЛИ ОБЛ М ПИЛИ НЕЇ

171111

Етап 120 може бути опущений, оскільки послідовність для ох можна зберегти в таблиці, а послідовність для ІодакК можна одержати, індексуючи цю таблицю належним чином.

Потім одержують послідовність з (р-1) елементів для виразу "юда1/к" (етап 122), виконуючи наступні етапи для кожного значення К, для 1«Кк«(р-1): - визначення 1/К (наприклад, на основі таблиці 1), і - визначення Іода1/к (наприклад, на основі таблиці 3).

Для приведеного вище прикладу з р--7 і х-3, для першого елемента К-1 зворотна величина з таблиці 1 складає 1/К-1, а Іода1/кК-Іодак-6б з двох крайніх правих стовпців в таблиці 3. Для другого елемента К-2, зворотна величина становить 1/к-4 з таблиці 1, а Іюдоі/К-дої4-4 з таблиці 3. Кожний з елементів послідовності, що залишилися, для виразу Ісда1/К може бути одержаний аналогічним чином. У таблиці 4 показана послідовність елементів для Іодо1/к для р-7 і с0-3 (другий стовпець). Таблиця 4 також показує послідовність елементів для Іода1/К для р-:7 і х-5 (третій стовпець).

Таблиця 4

Кк Іов ІЖ Іове ІЖ (а-3) (а-5) 1,11. лишили

Для простоти у вищезазначеному описі передбачається, що для використання одержують всю послідовність елементів для кожного проміжного виразу (1/К, ох і Іюдьк), щоб вивести послідовність елементів для виразу Іодоа1/к. Послідовність для Іода1/к можна також одержувати поступово, наприклад, для кожного значення К, по одному елементу, від К-1 до К-р-1.

Можна показати, що послідовності СПЧ, що формуються на основі рівняння (1), мають чудові властивості двовимірної (2-0) автокореляції і взаємної кореляції. Чудова властивість автокореляції походить з факту, що для послідовності СПЧ у(к), що формується на основі рівняння (1), згортка сигналу стрибкоподібної перебудови частоти ції, у(К)), що формується з використанням цієї послідовності СПЧ з сигналом цшщ(інт, у(К)-АХ, забезпечує (а) максимальне значення (тобто високе пікове значення) при нульовому зсуві частоти (АГ-0) і нульовому зсуві в часі (1-0), і (б) мінімальне значення при інших зсувах частоти і/або зсувах в часі (тобто є маленький бічний пелюсток максимальної висоти 1/М, де М - довжина послідовності СПЧ для т20 і АЮ). Чудова властивість взаємної кореляції походить з факту, що для деяких значень р згортка сигналу стрибкоподібної перебудови частоти ції, у(К)), що формується з використанням послідовності СПЧ у(К), з іншими сигналами стрибкоподібної перебудови частоти ці(ї, у(К)), що формуються з використанням інших послідовностей СПУ ук), також забезпечує мінімальне значення, де інші послідовності СПЧ ук) також одержані на основі рівняння (1), але з іншими відповідними значеннями для р і/або с.

Фіг2А зображує відображення зразкової послідовності СПЧ, що формується на основі рівняння (1) з р-7 і о-3, на квадратну двовимірну плоску матрицю з розміром (р-1)х(р-1). Це відображення одержане за допомогою маркування "х" в прямокутнику, щ відповідає значенню у(К), для кожного значення К (тобто відображення значень, показаних у другому стовпці в таблиці 4, відносно значень в першому стовпці).

Чудові властивості двовимірної автокореляції і взаємної кореляції можна проілюструвати графічно, використовуючи двовимірну плоску матрицю. Чудова властивість автокореляції походить з факту, що послідовність СПЧ, що формується на основі рівняння (1), співпаде з 2-0 зсунутою версією такої ж послідовності СПЧ в одному або незначній кількості місцеположень або прямокутників, для будь-якого зсуву (х, у). Для зсунутої послідовності СПУ х означає кількість зсувів по горизонтальній осі, а у означає кількість зсувів у вертикальному напрямі, де зсунута послідовність може завертатися по колу. Один або незначна кількість збігів для всіх можливих 2-ЮО зсувів є ідеальним, оскільки ясно, що для деяких 2-0 зсувів послідовності повинні бути збіги. Послідовність СПЧ, яка задовольняє цій властивості двовимірної автокореляції, згадується як масив Костаса.

Чудова властивість двовимірної взаємної кореляції походить з факту, що послідовність СПЧ, що формується на основі рівняння (1), співпаде з 2-0 зсунутою версією іншої послідовності СПЧ (що формується на основі рівняння (1) з іншими відповідними значеннями для р і/або с, наприклад со2-1/оч) найбільше в двох місцеположеннях, для будь-якого зсуву (х, у).

Фіг.28 ілюструє двовимірну автокореляцію зразкової послідовності СПЧ, показаної на Фіг.2А. На Ффіг.28 версія, яка зсунута на (1, 1) (тобто на одиницю праворуч і на одиницю вгору), позначена символом "о". Ця зсунута версія співпадає з незсунутою версією в одному місцеположенні при К-З і у(К)-5.

Одна властивість послідовностей СПЧ, що формуються на основі рівняння (1), полягає в тому, що першим елементом завжди є у(1)-р-1. Таким чином, для послідовності СПЧ довжиною р-1, що формується на основі рівняння (1), більш коротка послідовність СПЧ з довжиною р-2 може бути одержана при відкиданні першого елемента в первинній послідовності СПЧ з довжиною р-1. Для зразкової послідовності СПУ у(К)-6, 4, 5, 2, 1, 3, показаної на Ффіг.2А, більш коротка послідовність СПЧ у(К)-4, 5, 2, 1, З може бути одержана при відкиданні першого елемента "6" в первинній послідовність СПЧ. Більш коротка послідовність СПЧ також може мати чудові властивості двовимірної автокореляції і взаємної кореляції. Для деяких послідовностей

СПУ (тобто для деяких значень р і о) послідовно більш коротка послідовність СПЧ з довжиною р-Х-1 може бути одержана за допомогою (1) зміщення елементів більш довгої послідовності СПЧ з довжиною р-). ліворуч доти, поки перший елемент не стане елементом з самим великим значенням і (2) видалення цього першого елемента з послідовності.

Інша властивість послідовності СПЧ, що формується на основі рівняння (1), полягає в тому, що вертикально зсунуті версії послідовності СПЧ також мають чудові властивості двовимірної автокореляції і взаємної кореляції так само, як незсунута послідовність СПЧ. Вертикально зсунуті версії послідовності СПЧ можуть бути виражені як: р у(к)- 09, -- (моду льр)

Кк Рівняння (4) дляї«кК « (р-1) де Бр, для 1«Б«(р-1), означає кількість зсувів у вертикальному напрямі. Коли елемент послідовності СПЧ зсувається вертикально, він завертається по колу від вершини матриці до основи завдяки операції (модуль р).

Фіг2С зображує показану на фіг.2А зразкову послідовність СПЧ і дві інші послідовності СПЧ, що формуються за допомогою вертикального зсуву зразкової послідовності СПЧ. Послідовність СПЧ, що формується за допомогою р-2 (тобто один вертикальний зсув), зображується символом "о", а послідовність

СПУ, що формується за допомогою р-4 (тобто три вертикальних зсуви), зображується символом "А".

Послідовності СПЧ, що формуються алгебраїчно на основі рівняння (1), можна використати для різних застосувань. Одним таким застосуванням є застосування для стрибкоподібної перебудови частоти в багатосмугових системах зв'язку, які використовують для передачі даних множину частотних діапазонів. Цю множину частотних діапазонів можна забезпечувати з допомогою МОЧРК або деякої іншої логічної структури. МОЧРК ефективно розбиває всю ширину смуги пропускання системи на М ортогональних піддіапазонів, які також згадуються як тональні сигнали, елементи дозволу по частоті і т.п. Для МОЧРК кожний з М піддіапазонів пов'язаний з відповідною (цифровою) несучою, на якій можуть модулюватися дані.

Фіг.ЗА зображує зразкову структуру 300 піддіапазонів для системи зв'язку МОЧРК. Система має повну ширину смуги пропускання системи УМ МГц, яка розбита на М ортогональних піддіапазонів з використанням

МОЧЕРК. У звичайній системі МОЧРК для передачі контрольних сигналів і даних використовується тільки М з

М повних піддіапазонів, де МеМ. Інші М-М піддіапазонів не використовуються і служать як захисні піддіапазони, щоб забезпечити можливість системі задовольняти вимогам спектрального маскування. М піддіапазонів, що використовуються, включають в себе піддіапазони Е - Б-М-1, де Е - ціле число, звичайно вибиране таким чином, що М піддіапазонів, що використовуються, сконцентровані в середині робочого діапазону частот.

Фіг.ЗВ зображує зразкову структуру 350 піддіапазонів, яка може використовуватися для передачі контрольних сигналів і даних в системі МОЧРК. У цьому варіанті здійснення для передачі контрольних сигналів використовуються Мр піддіапазонів, де Мр можна вибирати на основі різних міркувань, типу разброса по затримці або вибірковості по частоті каналу зв'язку. Піддіапазони контрольних сигналів Мр (які позначені затіненими прямокутниками з символом "Р" на Фіг.3В) можуть бути рівномірно розподілені по М використовуваним піддіапазонам. Піддіапазони контрольних сигналів можуть бути фіксованими (тобто не змінюються з часом) або динамічно змінюваними. Загалом, вибір Мр і конкретних піддіапазонів, призначених для використання для передачі контрольних сигналів, є таким, що приймачі в системі здатні (1) одержувати хороші оцінки характеристик каналів, які можуть використовуватися для когерентної демодуляції даних, і (2) надійно виявляти контрольний сигнал, що приймається, який може використовуватися для входження в синхронізм системи, відстеження за часом, відстеження по частоті і т.п. Інші Ма-М-Мр використовувані піддіапазони можуть використовуватися для передачі даних (тобто передачі службових даних і даних, конкретних для користувача). Ці піддіапазони Ма згадуються як піддіапазони даних і на Фіг.ЗВ позначені символом "О".

Дані можуть передаватися різними способами з використанням послідовностей СПЧ, що формуються на основі рівняння (1). У першій схемі передачі дані можуть передаватися на індивідуальних каналах "Інформаційного обміну", кожний з яких може бути пов'язаний з відповідною послідовністю СПЧ, яка визначає конкретний піддіапазон для використання для передачі даних в кожному інтервалі часу, як описано нижче. У другій схемі передачі дані можуть передаватися на основі всієї або частини послідовності

СПУ, що також описано нижче.

Для першої схеми передачі Ма піддіапазонів даних можуть використовуватися для формування до Ма каналів інформаційного обміну. Кожний канал інформаційного обміну може бути призначений статичним ІД каналу. Для реалізації стрибкоподібної перебудови частоти кожний канал інформаційного обміну може динамічно відображатися в різні піддіапазони в різних інтервалах часу. Тривалість інтервалу часу визначає частоту стрибкоподібної перебудови і може бути вибрана на основі різних міркувань, наприклад, на основі часу когерентності каналу зв'язку (яке являє собою час, протягом якого канал є по суті постійним), незалежно від того, чи працює система синхронно або асинхронно, і т.п. Загалом, інтервал часу може охоплювати один або множина періодів символів МОЧРК (що визначаються нижче).

Відображення даного каналу інформаційного обміну в піддіапазони може бути виражене як:

Ї-у(85, К) Рівняння (5) де 5 - ІД каналу для каналу інформаційного обміну;

К - індекс для інтервалів часу; у(в, К) - функція, яка визначає послідовність СПЧ для каналу інформаційного обміну; і - індекс для піддіапазону, призначеного для використання для каналу інформаційного обміну в інтервалі часу К.

Алгебраїчний вираз, показаний в рівнянні (1), можна використати для функції СПЧ в рівнянні (6).

Каналам інформаційного обміну можуть ставитися у відповідність різні послідовності СПЧ різними способами, деякі з яких описані нижче.

У першому варіанті здійснення кожному з Ма каналів інформаційного обміну ставиться у відповідність послідовність СПЧ, одержана з тим же самим простим числом р і первинним коренем с, але відмінним значенням для р. Канал ІД для кожного каналу інформаційного обміну може бути відображений в р (наприклад, 5-5). Тоді послідовності СПЧ для каналів інформаційного обміну можуть бути вертикально зсунутими версіями "базової" послідовності СПЧ, що формується з р-1.

Фіг4А зображує зразкове відображення каналів інформаційного обміну на піддіапазони на основі зразкової послідовності СПЧ, показаної на Фіг.2А. Для цього прикладу Ма-6б, а шести піддіапазонам даних ставляться у відповідність індекси |-1, 2,..., 6. Ці піддіапазони даних можуть не бути безперервними через піддіапазони контрольних сигналів, які на Фіг4А для простоти не показані. Послідовність СПЧ, що формується на основі рівняння (1) з р-7 і ос-3 (тобто у(к)-6, 4, 5, 2, 1, 3), використовується для відображення каналів інформаційного обміну на піддіапазони. На Ффіг.4А каналам інформаційного обміну ставляться у відповідність різні послідовності СПЧ, що формуються на основі того ж простого числа (р-7) і первинного кореня (о-3), але з різними вертикальними зсувами (р-1, 2,... 6). У цьому прикладі канал 1 інформаційного обміну пов'язаний з 0-1, канал 2 інформаційного обміну пов'язаний з р-2 і так далі.

Піддіапазони, що використовуються для каналу 1 інформаційного обміну, на фіг.4А показані затіненими прямокутниками. Зокрема, для каналу 1 інформаційного обміну в інтервалі 1 часу використовується піддіапазон з індексом 6, в інтервалі 2 часу використовується піддіапазон з індексом 4 і так далі. Оскільки ця послідовність СПЧ має довжину 6, послідовність СПЧ може повторюватися через кожні 6 інтервалів часу.

Піддіапазони, що використовуються для каналу З інформаційного обміну, на Фіг4А зображуються за допомогою котируваних прямокутників.

У другому варіанті здійснення різним каналам інформаційного обміну ставляться у відповідність послідовності СПЧ, одержані з різними первинними коренями (тобто різними значеннями для а) одного і того ж простого числа р. Кількість каналів (Ме) інформаційного обміну, використовуваних для передачі даних, може бути вибрана меншою, ніж кількість піддіапазонів даних (тобто Ме«Ма), так що ніякі два канали інформаційного обміну не використовують один і той самий піддіапазон в будь-якому інтервалі часу (тобто "конфліктна ситуація" відсутня). Це приводить до меншої кількості піддіапазонів, ніж Ма, що використовуються (в середньому) для передачі даних в кожному інтервалі часу, тобто до стану, який часто згадується як "часткове завантаження". Цей варіант здійснення може забезпечувати поліпшені характеристики в порівнянні з першим варіантом здійснення для асинхронної системи, оскільки ортогональність серед вертикально зсунутих версій послідовності СПЧ може бути компромісною через асинхронне узгодження в часі джерел передачі.

У третьому варіанті здійснення різним каналам інформаційного обміну ставляться у відповідність послідовності СПЧ, одержані з різними простими числами р. Знову, кількість каналів інформаційного обміну може бути меншою, ніж кількість піддіапазонів даних (тобто Ме«Ма), так що в будь-який інтервал часу ніякі два канали інформаційного обміну не використовують один і той же піддіапазон.

Загалом, каналам інформаційного обміну можуть ставитися у відповідність послідовності СПЧ різними способами, щоб уникати конфліктних ситуацій і досягати ортогональности. Ці послідовності СПЧ можуть бути одержані з різними вертикальними зсувами, первинними коренями, простими числами або будь-якою їх комбінацією.

Для другої схеми передачі кожна передача даних посилається в піддіапазонах, що визначаються на основі всієї або частини послідовності СПЧ. Для цієї схеми послідовність СПЧ може бути розібрана на множину сегментів СПЧ, і кожний сегмент СПЧ може бути призначений для відмінної передачі даних.

Множина сегментів СПЧ можуть мати однакову довжину, що може спростити обробку в передавальному і приймальному пристроях. Однак також можливо використати сегменти СПЧ різних довжин.

Фіг.АВ зображує зразкове призначення різним користувачам різних сегментів СПЧ. Для цього прикладу трьом користувачам призначені три сегменти СПЧ зразкової послідовності СПЧ, показаної на Фіг.2А, причому користувачеві 1 призначений перший сегмент СПЧ, що складається з елементів 1 і 2 в послідовності СПЧ, користувачеві 2 призначений другий сегмент СПУ, що складається з елементів Зі4, а користувачеві З призначений третій сегмент СПЧ, що складається з елементів 5 і 6. Тоді користувач 1 може посилати дані в піддіапазонах 6 і 4 для елементів 1 і 2, користувач 2 може посилати дані в піддіапазонах 5 і 2 для елементів З і 4, а користувач З може посилати дані в піддіапазонах З і 1 для елементів 5 і 6. Ці три користувачі можуть одночасно посилати дані в піддіапазонах, вказаних своїми призначеними сегментами

СПУ, як показано на Фіг.4В. Крім того, оскільки сегменти СПЧ мають довжини, що дорівнюють 2, сегменти

СПУ можуть повторюватися через кожні 2 інтервали часу.

Для третьої схеми передачі кожній передачі даних ставиться у відповідність послідовність СПУ, і вона може пересилатися в піддіапазонах, що визначаються на основі частини послідовності СПЧ. Для цієї схеми послідовність СПЧ, що призначається для кожної передачі даних, може бути відображена на канал інформаційного обміну способом, описаним вище для Ффіг.4А. Однак кожна передача даних не посилається у всіх інтервалах часу для цього каналу інформаційного обміну. Конкретні інтервали часу для використання можуть бути визначені конкретним сегментом, призначеним для передачі даних. Численним передачам даних можуть ставитися у відповідність різні частини однієї і тієї ж послідовності СПУ.

Також можуть бути реалізовані інші схеми передачі, і всі вони знаходяться в межах об'єму винаходу.

Фіг.5 зображує безпровідну багатосмугову систему 500 зв'язку, яка може підтримувати деяку кількість користувачів. Система 500 включає в себе деяку кількість базових станцій 510, які забезпечують зв'язок для деякої кількості терміналів 520. Базовою станцією є стаціонарна станція, що використовується для встановлення зв'язку з терміналами, і також може згадуватися як точка доступу, Вузол В або може використовуватися деяка інша термінологія.

Різні термінали 520 можуть бути розосереджені по всій системі, і кожний термінал може бути фіксованим (тобто стаціонарним) або мобільним. Термінал також може згадуватися як мобільна станція, віддалена станція, обладнання користувача (ОК), термінал доступу, або може використовуватися деяка інша термінологія. Кожний термінал може встановлювати зв'язок з однією або, можливо, множиною базових станцій на низхідній лінії зв'язку і/або висхідній лінії зв'язку в будь-який даний момент часу. На Ффіг.5 термінали 520а-5200 можуть приймати контрольні сигнали, сигналізацію і передачі конкретних для користувача даних від базових станцій 510а-5109.

Система 500 може бути системою МОЧРК або системою безпровідного зв'язку деякого іншого типу.

Система 500 також може бути розроблена для реалізації будь-кого з відомих стандартів і конструкцій для

СОМА (множинного доступу з кодовим розділенням), ТОМА (множинного доступу з розділенням за часом) і

ЕОМА (множинного доступу з розділенням по частоті).

Кожна базова станція 510 в системі забезпечує зону упевненого прийому для конкретної географічної зони 502. Зона обслуговування кожної базової станції звичайно залежить від різних чинників (наприклад, ландшафту, перешкод і т.д.), але для простоти її часто представляють ідеальним шестикутником. Базова станція і/або її зона обслуговування також часто згадуються як "стільник", в залежності від контексту, в якому використовується цей термін.

Для збільшення пропускної здатності зона обслуговування кожної базової станції може бути розбита на множину секторів. Якщо кожний стільник розбитий на три сектори, то кожний сектор розділеного на сектори стільника часто представляють ідеальним 120" клином, який становить 1/3 стільника. Кожний сектор може обслуговуватися відповідною базовою приймально-передавальною підсистемою (БППС). Для розділеного на сектори стільника базова станція для цього стільника часто включає в себе всі БППС, які обслуговують сектори цього стільника. Термін "сектор" також часто використовується для позначення БППС і/або її зони обслуговування, в залежності від контексту, в якому використовується термін.

Для кожного сектора послідовності СПЧ, що використовуються для каналів інформаційного обміну в цьому секторі, можуть бути вибрані таким чином, щоб канали інформаційного обміну були ортогональні один до одного. Ця ортогональність досягається наявністю різних каналів інформаційного обміну, що використовують різні піддіапазони даних для кожного інтервалу часу. Ортогональность може бути одержана при використанні різних послідовностей СПЧ (тобто одержаних з різними значеннями б) для різних каналів інформаційного обміну, як описано вище і показано на Ффіг.4А).

Різні сектори можуть використовувати різні набори послідовностей СПЧ, щоб радіоперешкоди, що сприймаються каналами інформаційного обміну даного сектора через канали інформаційного обміну інших секторів, були рандомізовані. Наприклад, різні сектори можуть використовувати послідовності СПЧ однакової довжини, але що формуються на основі різного первинного кореня. Як інший приклад різні сектори можуть використати послідовності СПЧ різних довжин, що формуються на основі різних простих чисел. Якщо сектори частково завантажені, то послідовності, що використовуються кожним сектором СПУ, можуть бути вибрані так, щоб імовірність конфліктної ситуації з послідовностями СПчЧ, що використовуються іншими секторами, була знижена до мінімуму.

ФігбА зображує блок-схему варіанта здійснення базової станції 510х в багатосмуговій системі 500 зв'язку. Для простоти на Ффіг.бА зображена тільки частина передавального пристрою базової станції 510х.

Також для простоти нижче описана передача даних тільки для одного каналу інформаційного обміну.

У базовій станції 510х кодер 614 приймає дані інформаційного обміну від джерела 612 даних і керуючі дані і інші дані від контролера 630. Дані інформаційного обміну призначені для передачі на конкретному каналі інформаційного обміну. Керуючі дані можуть включати в себе ІД каналу і/або послідовність СПЧ для каналу інформаційного обміну, що використовується для передачі даних. Кодер 614 форматує, кодує і перемежовує дані, що приймаються, для забезпечення кодованих даних. Потім модулятор (МОД) 616 модулює (тобто посимвольно відображає) кодовані дані на основі однієї або більше модуляційних схем для забезпечення символів модуляції даних (або просто - символів даних).

Перемикач 618 приймає символи даних і символи контрольних сигналів і мультиплексує ці символи для належних піддіапазонів даних і контрольних сигналів. Зокрема, перемикач 618 забезпечує символи контрольних сигналів для піддіапазонів контрольних сигналів, символи (керуючих) даних для піддіапазонів, що використовуються для каналу керування, і символи даних (інформаційного обміну) для піддіапазонів, що використовуються для каналу інформаційного обміну. Канал інформаційного обміну динамічно перескакує з піддіапазону на піддіапазон способом, що визначається послідовністю СПЧ, призначеною для каналу інформаційного обміну (наприклад, як показано на Ффіг.4А). Конкретний піддіапазон, призначений для використання для каналу інформаційного обміну для кожного інтервалу часу, визначається значенням відповідного елемента в послідовності СПЧ. Перемикач 618 також забезпечує нульове значення сигналу для кожного піддіапазону, що не використовується для контрольного сигналу або передачі даних. Протягом кожного періоду символів МОЧРК перемикач 618 забезпечує набір М вихідних символів (контрольних сигналів, що складаються з символів, символів даних і нулів) для всіх М піддіапазонів.

Модуль 620 зворотного швидкого перетворення Фур'є (ЗШІПФ) приймає і перетворює М символів протягом кожного періоду символів МОЧРК у часову область, використовуючи зворотне швидке перетворення Фур'є, щоб одержати "перетворений" символ, який містить М вибірок часової області. Щоб боротися з міжсимвольними перешкодами (МСП), що викликаються вибірковим завмиранням частоти, частина кожного перетвореного символа повторюється генератором 622 циклічних префіксів, з метою формування відповідного символа МОЧРК, який містить М-Сь вибірок, де Ср означає кількість вибірок, що повторюються. Повторювана частина часто згадується як циклічний префікс. Період символів МОЧРК відповідає тривалості одного символа МОЧРК, яка складає Ма-Сь періодів вибірок. Генератор 622 циклічних префіксів забезпечує потік символів МОЧРК. Потім модуль 624 передавального пристрою (ПРД) обробляє потік символів МОЧРК, щоб забезпечити сигнал низхідної лінії зв'язку, який потім передається від антени 626 на термінали.

Фіг.6В зображує блок-схему варіанта здійснення термінала 520х в багатосмуговій системі зв'язку 500.

Для простоти на Фіг.6В показана тільки частина приймального пристрою термінала 520х.

Сигнал низхідної лінії зв'язку, що посилається базовою станцією 510х, приймається антеною 652, і сигнал, що приймається направляється в модуль (654) приймального пристрою (ПРМ) і обробляється там, щоб забезпечити вибірки. Кожний набір вибірок протягом одного періоду символів МОЧРК представляє один прийнятий символ МОЧРК. Модуль 656 видалення циклічних префіксів видаляє циклічний префікс, доданий до кожного символу МОЧРК, щоб одержати відповідний прийнятий перетворений символ. Потім модуль ШПФ 658 (швидкого перетворення Фур'є) перетворює кожний прийнятий перетворений символ в частотну область, з метою одержання М прийнятих символів для М повних піддіапазонів.

Перемикач 660 одержує М прийнятих символів протягом кожного періоду символів МОЧРК, направляє прийняті символи для піддіапазонів контрольних сигналів в процесор контрольних сигналів (не показаний) і направляє прийняті символи для каналу керування і каналу інформаційного обміну в демодулятор 662 (ДЕМОД). Оскільки канал інформаційного обміну динамічно перескакує з піддіапазону на піддіапазон, перемикач 660 діє узгоджено з перемикачем 618 на базовій станції 510х, щоб забезпечувати символи, що приймаються для каналу інформаційного обміну з належного піддіапазону. Послідовність СПУ, забезпечувана для перемикача 660 і використовувана ним, є такою ж, як послідовність СПЧ, що використовується для перемикача 618 на базовій станції. Послідовності СПЧ на базовій станції і в терміналі додатково синхронізуються.

Потім демодулятор 662 демодулює (тобто посимвольно відновлює) прийняті символи для каналу інформаційного обміну, забезпечуючи демодульовані дані. Потім декодер 664 декодує демодульовані дані, щоб забезпечити декодовані дані для каналу інформаційного обміну, які можна направляти до приймача 666 даних для зберігання. Обробка для каналу керування може бути виконана аналогічним способом.

Обробка демодулятором 664 і декодером 664 є комплементарною з обробкою, що виконується модулятором 616 і кодером 614, відповідно.

Контролери 630 і 670 керують операцією в базовій станції і терміналі, відповідно. Запам'ятовуючі пристрої 632 і 672 забезпечують запам'ятовування для кодів програм і даних, що використовуються контролерами 630 і 670, відповідно. Контролери 630 і 670 у разі необхідності можуть використовуватися для виведення послідовностей СПЧ, що використовуються для передачі і прийому даних. Запам'ятовуючі пристрої 632 і 672 можуть використовуватися для зберігання послідовностей СПЧ.

Для ясності Фіг.бА і 68 зображують, відповідно, передачу і прийом даних, що передаються по низхідній лінії зв'язку зі стрибкоподібною перебудовою частоти, з використанням послідовності СПЧ, що формується на основі рівняння (1). Ці способи також можна використати для даних, що передаються по висхідній лінії зв'язку.

Послідовності СПЧ, що використовуються для передачі і прийому даних, можуть бути статичними або динамічними. У одному варіанті здійснення каналам інформаційного обміну можуть ставитися у відповідність статичні послідовності СПЧ, і конкретна послідовність СПЧ, що підлягає використанню, залежить від конкретного каналу інформаційного обміну, вибраного для використання. Для цього варіанта здійснення послідовності СПУ для всіх каналів інформаційного обміну можуть зберігатися в запам'ятовуючому пристрої, і послідовність СПЧ для вибраного каналу інформаційного обміну витягується із запам'ятовуючого пристрою і використовується для визначення піддіапазонів, що підлягають використанню для передачі даних. У іншому варіанті здійснення каналам інформаційного обміну можуть ставитися у відповідність послідовності СПЧ в процесі роботи. Для цього варіанта здійснення конкретну послідовність СПЧ, що підлягає використанню для вибраного каналу інформаційного обміну, можна формувати по мірі необхідності. Послідовності СПЧ можна формувати значно легше на основі алгебраїчного виразу, показаного в рівнянні (1).

Послідовності СПЧ, що формуються на основі рівняння (1), також можна використати для інших застосувань, наприклад, для радіолокаційний станції, гідроакустичної станції і т.п. Сигнал щ() з ЛУМ (з лінійною частотною модуляцією) можна формувати на основі послідовності СПЧ у(Кк) таким чином:

М, І що) - Уа кт/м він не, Рівняння (6) к- де м/с - несуча частота; мук - зсув частоти від несучої частоти для К-ого інтервалу часу;

Т - тривалість або довжина сигналу з ЛУМ;

Мер - кількість імпульсів в сигналі з ЛУМ; і 40) - імпульс, який визначається як:

Й 15 Т/М д5-ББ22 22 - 2 « 2 - - 5

Овіншихвипдках

Зсув мк частоти задається як: мк З УК

Р для Т«КеМр, де МУ/ - ширина смуги пропускання системи.

Сигнал цщ() з ЛУМ можна використати для визначення як відстані до цільового об'єкта (або віддаленість), так і швидкості (або хуткості) цільового об'єкта, відносно контрольної точки. Віддаленість цільового об'єкта може бути визначена на основі затримки проходження сигналу туди і назад, яка є часом, необхідним для проходження сигналу з ЛУМ від контрольної точки до цільового об'єкта і назад. Швидкість цільового об'єкта може бути визначена на основі зсуву частоти сигналу з ЛУМ, зумовленого ефектом

Доплера, що викликається відображенням сигналу з ЛУМ від цільового об'єкта, що переміщається. Чудові двовимірні кореляційні властивості послідовності СПЧ, що формується на основі рівняння (1), можна використати для точного визначення і зсуву у часі і зсуву частоти сигналу, що приймається з ЛУМ. Зсув у часі, що визначається, можна потім використати для обчислення віддаленості цільового об'єкта. Зсув частоти, що визначається, можна використати для обчислення швидкості цільового об'єкта.

Описані в даному описі способи формування і використання послідовностей СПУ можуть бути реалізовані різним чином. Наприклад, ці способи можуть бути реалізовані в апаратному забезпеченні, програмному забезпеченні або їх комбінації. Для апаратної реалізації елементи, що використовуються для реалізації якого-небудь з описаних способів, можуть бути реалізовані в одній або більше інтегральних схемах прикладної орієнтації (ІСПО), процесорах цифрових сигналів (ПЦС), пристроях обробки цифрових сигналів (ПОЦС), програмованих логічних пристроях (ПЛП), програмованих користувачем вентильних матрицях (ПКВМ), процесорах, контролерах, мікроконтролерах, мікропроцесорах, інших електронних модулях, призначених для виконання описаних тут функцій, або їх комбінації.

Для програмної реалізації описані способи можуть бути реалізовані за допомогою модулів (наприклад, процедур, функцій і т.п.), які здійснюють описані функції. Програмні коди можуть зберігатися в запам'ятовуючому пристрої (наприклад, в запам'ятовуючих пристроях 632 і 672 на Фіг.бА і 68) і виконуватися процесором (наприклад, контролерами 630 і 670). Запам'ятовуючий пристрій може бути реалізований в процесорі або поза процесором, і в цьому випадку він може бути приєднувальним чином приєднаний до процесора через різні засоби, як відомо в техніці.

Попередній опис розкритих варіантів здійснення представлений для забезпечення можливості будь- якому фахівцеві в даній галузі техніки виконувати або використати даний винахід. Фахівцям в даній галузі техніки будуть очевидні різні модифікації до цих варіантів здійснення, а універсальні принципи, що визначаються, можна застосовувати до інших варіантів здійснення, не виходячи при цьому за межі об'єму і сутності винаходу. Таким чином, даний винахід не повинен бути обмежений показаними варіантами здійснення, але повинен відповідати самому широкому об'єму, сумісному з розкритими принципами і новими ознаками.

Перелік посилальних позицій

Фіг.1 112 Вибір простого числа р на основі необхідної довжини послідовності СПЧ (наприклад, р--7) 114 Вибір первинного кореня а простого числа р (наприклад, «-3) 116 Одержання послідовності елементів для виразу 1/К, (наприклад, 1/К-1, 4, 5, 2, 3, б). 118 Одержання послідовності елементів для виразу ох (наприклад, о-3, 2, 6, 4, 5, 1). 120 Одержання послідовності елементів для виразу ІодеК (наприклад, Іюдок-б, 2, 1, 4, 5, 3). 122 Одержання послідовності елементів для виразу Іода1/К (наприклад, ода /к--6, 4, 5, 2, 1, 3).

Фіг.бА, 68 612 Джерело даних 614 Кодер 616 МОД (модулятор) 618 Перемикач 620 Модуль ЗШПФ 622 Генератор циклічних префіксів 624 Модуль ПРД (передавача) 630 Контролер 632 Запам'ятовуючий пристрій 654 Модуль ПРМ (приймача) 656 Модуль видалення циклічних префіксів 620 Модуль ШПФ

660 Перемикач 664 Декодер 666 Приймач даних 670 Контролер 672 Запам'ятовуючий пристрій я

Ї | 1

Те ші й й

ШИ Фіг. вх 11 11 ,, | Їх 1011 внз я кЧ 111 шшшшшЕЗ г 1170541 1775 Фіг 1 2 3 Що 5 в

Збіг в ред Зсувні уст смс

Тер г! | | є о!

ШСЗ: й шт: 1 хз к 4-5 в

Е 7 вед яю - 1 5-6 З 4 в 5

Кк

Фіг. С х ьо фелтттттнттятятттятя нят ЖЕК ФІДЇККЯУ НИХ ння жннтнюняжнняжнянняяЙ, і і

МИЦИК Тит М миховоют отих мом в ММ

ОН я ник я і

ВКА ЕДТА ПТАХА ПАХ

«Фе. зх Мен хе «й ння М ЖАХ Кік еиЙ пКм кжттт тятиву

Н Ти УМ их Н режтеюерефутт життя ун рення и ск но мон ана зи пев ту киев ваза ЗВ: БЕХ х ЕК ох МОЖИтох

КоНКоІ

Тихона СЕУ В.о

ЛДеюхака є и прода ПИ сх ЕДОА У: жа й Комі Комирюмодмсо т ре ж інки Я лис У кіформ мих ги ше ї ЩЕ СКК ноетіовкі ва;

Миншш: шини

КУ ре

КЗ ж т Стве шнь х; мни З в й Кк ОЗ зо БЕКУ

Зх м ін і и о Бі і г ом Кий нем г

М ЗЕ СКК ВОНИ МНН ЗИ вих: ОО т 2 5 455 733 ки фер чосх п:, 4

КІ сосни оси А ВИМИ ВЯ ом

З В. Ж КО ся хе КА й Тан з: ? помад З че шеше ше шеше у й. ТК ай іч гак ц

Ши шен швея

Б Е:

Я ковистин ї Же же нку сей се Каристувач й о й й 00600. о «ЩА». зе 12 3 4 5 я г вв інтерявл чих

Фн.ЗВ що оо дай ра С НИ. ві дан у х

Ї ке ре ве о ! беж Кай муее чі ши и ва м і х ; ря М т ВГ и шо,

І са Н | Ж і зви І - У Ї 1 ни щи щу ий ж їх Й ня мо шк | ща я ен зе НН сошки а

Н х КУ ся й сс Й ки й ж й 7 й о м

Я зл ще ре Й дже я хо у тонжлтсндя т ат бл, со

В ш,

То Ше -т я рік. ї «як пхжохксту.

Шо дтуєкой й куитуьАкх гигидАН» во шт

Шк ШОВ ще Е -е

Сто Нм ж ж вид: кошеня " !

ПОПОВ оовоеовуввввввоовн ! Фу

Ше Я хенхіжд пре хх нок кт Іщ К І Ш : вх

Й й Р ат хро ша ши ши ши ши ше ше зх сан тр панич

АлАТ пен й :

Соня яко