Способ формирования квазиортогонального кода и расширитель, использующий этот способ в системе мобильной связи

 

Изобретение относится к технике мобильной связи. Технический результат состоит в обеспечении минимальных взаимных помех. Заявлено устройство для формирования квазиортогональных кодов, обеспечивающих минимальные помехи с ортогональными кодами в системе мобильной связи, использующей ортогональные коды. Устройство включает в себя первый расширитель для расширения по меньшей мере одного входного сигнала квазиортогональными кодами, второй расширитель для расширения другого входного сигнала кодами Уолша и псевдошумовой (ПШ) расширитель для комплексного расширения выходных сигналов первого и второго расширителей ПШ последовательностями. Квазиортогональные коды отличаются тем, что значение частной корреляции с кодами Уолша не превышает минимального предельного значения частной корреляции. 4 с. и 11 з. п. ф-лы, 10 ил. , 6 табл.

Область техники Изобретение относится к системе мобильной связи, более конкретно к способу формирования квазиортогональных кодов и расширителю, использующему данный способ в системе мобильной связи.

Предшествующий уровень техники Обычно система множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) для увеличения пропускной способности каналов разделяет каналы путем использования ортогональных кодов. Например, разделение каналов путем использования ортогональных кодов имеет место в прямой линии связи, определенной стандартом IS-95/IS-95A. Этот способ разделения каналов может быть применен и для обратной линии связи IS-95/IS-95A посредством временного совмещения.

На фиг. 1 показана прямая линия связи IS-95/IS-95A, в которой каналы разделяются с помощью ортогональных кодов. Согласно фиг. 1 каналы разделяются с помощью выделенных для них соответствующих ортогональных кодов Wi (где i= 0 - 63), которые обычно представляют собой коды Уолша. В прямой линии связи IS-95/IS-95A используются сверточные коды со скоростью кода R = 1/2, модуляция типа ДПФМ (двухпозиционная фазовая манипуляция) и полоса частот 1, 2288 МГц. Соответственно количество доступных каналов при этом составит 1,2288/(9,6 КГц•2)= 64 (то есть в прямой линии IS-95/IS-95A путем использования ортогональных кодов можно выделить 64 канала).

Количество доступных ортогональных кодов может быть определено посредством выбора способа модуляции и определения минимальной скорости передачи данных. Однако разработчики систем с МДКР постоянно стремятся к увеличению количества каналов, чтобы повысить пропускную способность. Однако, даже если в системе с МДКР использовать увеличенное количество каналов, число доступных ортогональных кодов остается ограниченным. В частности, увеличению пропускной способности каналов препятствует ограниченное количество доступных ортогональных кодов. В системе мобильной связи, где используется переменная скорость передачи данных, длина кодов Уолша зависит от переменной скорости передачи данных. Следовательно, желательно формировать квазиортогональные коды, позволяющие обеспечить минимальные взаимные помехи, с длиной колов Уолша.

Сущность изобретения Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа формирования квазиортогональных кодов в системе мобильной связи, использующей ортогональные коды, для повышения пропускной способности каналов и обеспечения минимальных помех с ортогональными кодами.

Также задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для расширения сигнала путем использования кодов Уолша и квазиортогональных кодов в системе мобильной связи с МДКР.

Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа формирования квазиортогональных кодов, которые дают возможность минимизировать взаимные помехи при использовании кодов Уолша переменной длины ввиду переменной скорости передачи данных в системе мобильной связи, использующей как коды Уолша, так и квазиортогональные коды.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения устройство канальной передачи для системы мобильной связи с МДКР включает первый расширитель для расширения по меньшей мере одного входного сигнала квазиортогональными кодами, второй расширитель для расширения другого входного сигнала кодами Уолша и псевдошумовой (ПШ) расширитель для комплексного расширения выходных сигналов первого и второго расширителей с помощью ПШ последовательностей. Квазиортогональные коды характеризуются тем, что значение частной корреляции с кодами Уолша не превышает минимального предельного значения частной корреляции.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения способ формирования квазиортогональных кодов длиной 2^2m в системе мобильной связи, использующей коды Уолша и квазиортогональные коды, включает формирование m-последовательности длиной 2^2m и выбор субпоследовательностей, имеющих период 2^m-1, путем выбора элементов с интервалами 2^2m+1; формирование ненулевых субпоследовательностей из выбранных субпоследовательностей; формирование 2^m-1 последовательностей путем соединения субпоследовательностей и перестановки столбцов сформированных последовательностей с использованием функции перестановки столбцов; добавления кодов Уолша к последовательностям с переставленными столбцами для формирования квазиортогональных последовательностей-кандидатов, имеющих значение полной корреляции между кодами Уолша и другими квазиортогональными кодами меньшее, чем минимальное предельное значение полной корреляции; и выбор из квазиортогональных последовательностей-кандидатов квазиортогональных кодов, имеющих значение частной корреляции с кодами Уолша, которое удовлетворяет минимальному значению частной корреляции при переменной скорости передачи данных.

Краткое описание чертежей Вышеуказанные задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в подробном описании предпочтительных вариантов его осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее: Фиг. 1 - диаграмма, иллюстрирующая разделение каналов путем использования ортогональных кодов; Фиг. 2 - диаграмма, иллюстрирующая частную корреляцию между кодом Уолша и квазиортогональным кодом; Фиг. 3 - структура матрицы Q согласно первому варианту настоящего изобретения; Фиг. 4 - структура матрицы Q' согласно второму варианту настоящего изобретения; Фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая способ формирования квазиортогональных кодов согласно одному из аспектов настоящего изобретения;
Фиг. 6 - блок-схема, иллюстрирующая способ формирования квазиортогональных кодов согласно другому аспекту настоящего изобретения;
Фиг. 7 - диаграмма, иллюстрирующая расширение каналов путем использования квазиортогональных кодов согласно настоящему изобретению;
Фиг. 8 - блок-схема системы мобильной связи, использующей квазиортогональные коды и коды Уолша согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 9 - блок-схема блока расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования (819) по фиг. 8 с использованием квазиортогональных кодов для канала пилот-сигнала и канала управления и кодов Уолша для каналов трафика согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 10 - блок-схема блока расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования (819) с использованием кодов Уолша для канала пилот-сигнала и канала управления и квазиортогональных кодов для каналов трафика согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание способа формирования квазиортогональных кодов, позволяющих минимизировать помехи с ортогональными кодами в системе МДКР, использующей ортогональные коды, для увеличения пропускной способности каналов системы и пропускной способности одиночной ячейки системы.

Квазиортогональные коды в настоящем изобретении должны удовлетворять следующим условиям, описанным уравнениями с (1) по (3):
(1)
(2)
(3)
1 - Условие
где 1= 0, 1, 2, . . . , М-1;
W_k(t) представляет собой k-й ортогональный код длиной N (1 ≅ k ≅ N); и
S_i(t) представляет собой квазиортогональный код длиной N (1≅k≅X), где X - номер квазиортогонального кода, удовлетворяющего условиям, задаваемым уравнениями с (1) по (3).

Первое условие согласно уравнению (1) устанавливает, что полная корреляция между i-м ортогональным кодом W_k(t) (1≅k≅N, 1≅t≅N) и i-м квазиортогональным кодом Si(t) (1≅k≅N, 1≅t≅N) не должна превышать Более конкретно, при определении корреляции между кодами Уолша длиной N и квазиортогональными кодами длиной N полная корреляция между ними должна быть меньше, чем минимальное предельное значение полной корреляции Второе условие согласно уравнению (2) устанавливает, что полная корреляция между i-й строкой и i'-й строкой квазиортогонального кода не должна превышать
В частности, если взять корреляцию между разными кодами Уолша длиной N, то полная корреляция между ними должна быть меньше минимального предельного значения полной корреляции Третье условие согласно уравнению (3) устанавливает, что при использовании квазиортогональных кодов длиной N и кодов Уолша длиной N/M частная корреляция между соответствующими кодами длиной N/M не должна превышать Значение М получается путем деления полной длины кодов Уолша на длину кодов Уолша, изменившуюся из-за переменной скорости передачи данных. Например, при использовании кодов Уолша с N= 64 при скорости передачи данных 9,6 Кбит/с, если скорость передачи данных изменяется до величины 19,2 Кбит/с, то длина кодов Уолша составит N/M= 32. В этом случае М равно 2. При вышеуказанном изменении скорости передачи данных, если длина N кодов Уолша изменяется, а длина квазиортогональных кодов поддерживается постоянной, то значение частной корреляции между кодами Уолша с измененной длиной и квазиортогональными кодами с постоянной длиной должно быть меньше минимального предельного значения частной корреляции Это необходимо, чтобы использовать часть длины последовательности квазиортогональных кодов для определения корреляции, когда длина кода Уолша изменяется. В этом случае квазиортогональные коды будут иметь меньшую корреляцию с кодами Уолша измененной длины.

Вышеуказанное уравнение (1) показывает свойство полной корреляции между ортогональными кодами и квазиортогональными кодами, а значение удовлетворяет радиусу покрытия первого кода Рида-Мюллера длиной N, и представляет значение, имеющее свойство минимальной теоретической корреляции. Кроме того, уравнение (2) устанавливает условие свойства полной корреляции между квазиортогональными кодами, а уравнение (3) устанавливает свойство частной корреляции между ортогональными кодами и квазиортогональными кодами. Свойство частной корреляции по уравнению (3) иллюстрируется на фиг. 2, где M= 2^a(0≅a≅log₂N). Частная корреляция удовлетворяет условию, заключающемуся в том, что, если при реализации услуги передачи данных скорость передачи данных возрастает, то входной сигнал расширяется с помощью кодов Уолша длиной N/M и передается. Уравнение (3) демонстрирует условие, удовлетворяющее данному свойству корреляции. Например, при N= 256 значения представлены в Таблице 1.

Результаты, приведенные в Таблице 1, могут быть распространены и на другие значения N. Например, при N = 1024 и а = 2 (М = 4) для частной корреляции между ортогональным кодом длиной 1024 и ортогональным кодом длиной 256 необходимо рассматривать предельное значение полной корреляции между ортогональным кодом длиной 256 и последовательностью, отличной от ортогонального кода. В Таблице 2 показано соотношение между длиной N и минимальным предельным значением корреляции
Исследования показали, что для удовлетворения вышеуказанных условий (1) и (2) можно использовать последовательности Касами (Kasami). В частности, семейство последовательностей Касами демонстрирует явно выраженное свойство взаимной корреляции между последовательностями Касами в определенной группе последовательностей Касами, а свойство полной корреляции семейства последовательностей Касами хорошо известно специалистам в данной области техники. Однако, что касается условия (3), то исследования по созданию последовательности, удовлетворяющей вышеуказанному условию (3), не проводились. Однако, для систем стандарта IS-95В или будущих систем МДКР, поддерживающих переменную скорость передачи данных, очень важно обеспечить удовлетворение условия (3).

Во-первых, среди последовательностей длиной 2^2m существует 2^m последовательностей Касами, удовлетворяющих условиям (1) и (2), включая саму m-последовательность. Набор из К последовательностей Касами может быть представлен следующим уравнением:
K = [S₀(t), S₁(t), . . . S₂ ^m _-l(t)] . . . , (4)
где t= 0, . . . , 2^2m-2, a S₀(t) представляет m- последовательность.

На фиг. 3 показано, что матрица Q может быть построена путем циклического сдвига последовательностей из набора К последовательностей Касами уравнения (4). Матрица Q имеет 2^m*2^m строк и 2^2m столбцов. Известно, что коды Уолша могут быть получены из первой 2^2m строки путем перестановки столбцов. Этим способом можно получить ортогональные коды длиной 2^m и (2^m-1)•2^m последовательностей, удовлетворяющим вышеуказанным условиям (1) и (2).

Затем из (2^m-1)•2^2m последовательностей выбираются последовательности, удовлетворяющие условию (3). Из выбранных последовательностей необходимо сгруппировать ортогональные последовательности. Хотя исходная матрица Q сгруппирована таким путем, она оказывается несгруппированной после перестановки столбцов. Однако, как показано на фиг. 4, можно получить матрицу Q', сформированную путем перегруппировки ортогональных кодов. Как видно из фиг. 4, матрица Q' включает в себя 2^m ортогональных групп.

На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая способ формирования квазиортогональных последовательностей-кандидатов длиной 2^2m. Сначала на этапе 511 выбирается m-последовательность m(t) длиной 2^2m-1 (где t= 0,1, . . . , 2^2m-2). Далее на этапе 512 путем выделения (фиксации) элементов из m-последовательности m(t), выбранной на этапе 511, с интервалами (2^2m+1) формируются субпоследовательности с периодом 2^2m-1. Затем на этапе 513 определяется, равна или нет нулю сумма зафиксированных на этапе 512 субпоследовательностей
Если сумма субпоследовательностей равна нулю при положительном результате проверки на этапе 513, то на этапе 514 генерируются ненулевые субпоследовательности [m_sub(t)= m((2^m+1)t+1)] .

При отрицательном результате проверки на этапе 513, т. е. если сумма субпоследовательностей не равна нулю, на этапе 515 определяется функция для перестановки столбцов последовательности Касами со сдвинутыми столбцами. В частности, определяется отображение σ от { 0,1, . . . , 2^2m-2} до

После этого в субпоследовательностях, сформированных на этапе 512, выполняется сдвиг столбцов для получения на этапе 516 2^m-1 субпоследовательностей, что означает формирование полных последовательностей путем соединения субпоследовательностей. В результате, как показано на фиг. 5, последовательности определяются следующим образом:


Ha этапе 517 для построения новых последовательностей выполняется перестановка столбцов последовательностей, определенных на этапе 516, путем использования функции перестановки, определенной на этапе 515. Здесь можно сформировать столько же новых последовательностей, сколько имеется субпоследовательностей. То есть новые последовательности на этапе 517 можно представить следующим образом:


Затем на этапе 518 квазиортогональные коды перенумеровываются, как показано на фиг. 4, путем использования e_i(t), определенных выше. То есть формируются квазиортогональные последовательности-кандидаты путем добавления к кодам Уолша значений с переставленными столбцами, при этом вышеупомянутые квазиортогональные последовательности-кандидаты удовлетворяют условиям, установленным уравнениями (1) и (2). Операция на этапе 518 может быть выражена следующим образом:



После формирования квазиортогональных последовательностей-кандидатов, удовлетворяющих уравнениям (1) и (2), процедура готова к выбору квазиортогональных кодов, удовлетворяющих условию согласно уравнению (3) (этап 519). Соответственно, после этапа 518 из квазиортогональных последовательностей-кандидатов путем экспериментов выбираются квазиортогональные коды, удовлетворяющие условию, установленному уравнением (3). Здесь e_i(t), выбранная в соответствии со способом, описанным выше по фиг. 5, называется маской.

Квазиортогональные коды, сформированные с помощью вышеописанной процедуры, показаны в Таблицах 3А и 3В. В Таблице 3А показаны ортогональные коды длиной 128, а в Таблице 3B показаны ортогональные коды длиной 256. В Таблицах 3А и 3B g(x) представлены коэффициенты характеристического полинома, используемого для формирования m-последовательности.

На фиг. 6 показана блок-схема, иллюстрирующая способ формирования квазиортогональной последовательности-кандидата длиной 2^2m+1. На фиг. 6 этапы с 611 по 616 подобны этапам с 511 по 516, описанным выше для фиг. 5. После этапа 616 заново сформированные последовательности e_i(t) повторяются дважды (этап 617), в результате чего формируются новые последовательности, представляемые следующим образом:

e'_i(t)= e_i(t)
e'_i(t+2^2m)= t_i(t)
После двойного повторения последовательности e_i(t) будут иметь вид, показанный в Таблице 4, где последовательность e'_i(t) имеет 2^m-1 строк и 2^m+1 столбцов.

После этого на этапе 618 генерируются квазиортогональные коды путем использования последовательностей e_i(t), генерируемых на этапе 617, где коды Уолша, будучи ортогональными кодами, выражаются следующим образом:



Ортогональные коды имеют либо все, либо ни одну из последовательности квазиортогональных кодов, формируемых в соответствии со способами, проиллюстрированными на фиг. 5 и 6. Кроме того, количество отобранных групп зависит от выбранной m-последовательности. В приведенной ниже Таблице 5 указаны вышеупомянутые состояния, а выбранные последовательности в данном описании определяются как квазиортогональные коды.

Здесь e'_i(t) представляет последовательность длиной 2^m+1, а e_i(t) представляет последовательность длиной 2^2m. Очевидно, что e_i(t) может быть получена путем комбинации множества e'_i(t). Хотя количество возможных комбинаций составляет (2^m-1)•(2^m-1), во всех случаях количество e'_i(t) составит (2^m-1). Например, при длине 512 количество наборов квазиортогональных кодов составит 6•512 при использовании первой m-последовательности 2m= 8, представленной сноской *** в Таблице 5.

Как описано выше, можно увеличить пропускную способность каналов путем использования квазиортогональных кодов, предложенных в изобретении, когда необходимы дополнительные ортогональные коды в случаях использования кодов Уолша. В указанном случае коды Уолша вызывают минимальные помехи, обеспечивая таким образом фиксированное значение корреляции. Например, при N= 64 значение корреляции между квазиортогональным кодом и кодом Уолша составляет 8 или -8. Вдобавок, значение частной корреляции между квазиортогональными кодами длиной N= 256 и кодами Уолша длиной N= 64 также составляет 8 или -8. Это означает, что можно определить величину помех.

Эти квазиортогональные коды можно использовать в любой системе МДКР, где применяются коды Уолша. Если в системах МДКР используются квазиортогональные коды вместе с кодами Уолша, то можно рассмотреть следующие три варианта:
Вариант 1
В системе, обеспечивающей услуги связи с переменной скоростью передачи данных путем использования кодов Уолша, можно свободно использовать коды Уолша без каких-либо ограничений их длины, а также использовать все последовательности квазиортогональных кодов в качестве общей длины.

Вариант 2
Можно построить два ортогональных набора, выбирая один из группы кодов Уолша и группы квазиортогональных кодов, и дать возможность двум группам поддерживать переменную скорость передачи данных.

Вариант 3
Можно использовать группу кодов Уолша и квазиортогональную группу в качестве одной группы и дать возможность двум группам поддерживать переменную скорость передачи данных. В этом случае между группами квазиортогональных кодов может проявиться "свойство случайных кодов" (a random code property).

Принимая во внимание три вышеупомянутых варианта, предпочтительно использовать квазиортогональные коды в соответствии с используемыми приложениями. То есть при использовании только кодов Уолша модулирующая сторона обменивается заранее согласованным номером ортогональных кодов с демодулирующей стороной. Однако при использовании ортогональных кодов и квазиортогональных кодов необходимо, чтобы модулирующая сторона обменивалась с демодулирующей стороной заранее согласованным номером ортогональных кодов и номером группы (индекс i матрицы e_i(t)Q' на фиг. 4). В этом случае группа ортогональных кодов называется группой 0, и тогда последующие номера групп определяются вплоть до 2^m-1.

Рассмотрим способ использования группы квазиортогональных кодов в системе с переменной скоростью передачи данных в виде группы ортогональных кодов. Элементы группы квазиортогональных колов представляются суммой кода Уолша, соответствующего конкретному номеру кода Уолша, и квазимаски, соответствующей номеру квазиортогональной группы. В этом случае номер группы квазиортогональных кодов представляет выбранную e_i(t). Способ поддержки переменной скорости передачи данных в группе квазиортогональных кодов состоит в использовании в качестве группы кодов Уолша номера выделенного ортогонального кода, а затем добавлении выделенных e_i(t) с интервалами длиной N.

Фиг. 7 иллюстрирует случай расширения каналов путем использования кодов Уолша и квазиортогональных кодов в прямой линии связи IS-95/IS-95A согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения. В частности, коды Уолша представлены как Wi (где i= 0. . . 63), а каналы разделяются с помощью соответствующих выделенных ортогональных кодов. Квазиортогональные коды представлены как Si (где i = 0 - 191), которые присваиваются каналам трафика. Как показано на фиг. 7, в прямой линии связи IS-95/IS-95A можно выполнить разделение каналов для 64 абонентов путем использования кодов Уолша и дополнительно еще для 192 абонентов путем использования квазиортогональных кодов. Соответственно, очевидно, что при использовании кодов Уолша вместе с квазиортогональными кодами количество каналов можно увеличить втрое.

На фиг. 8 показана блок-схема системы мобильной связи с расширителем, использующим коды Уолша и квазиортогональные коды, согласно возможному варианту настоящего изобретения. В системе мобильной связи по фиг. 8 канальные передатчики включают канал пилот-сигнала, канал управления и канал трафика. Канальные сигналы разделяются независимо путем использования кодов Уолша и квазиортогональных кодов.

Согласно фиг. 8 первый преобразователь сигнала (преобразователь данных из одной формы в другую) 811 преобразует входные потоки бит данных канала пилот-сигнала и канала управления. В частности, первый преобразователь сигнала 811 преобразует 0 входного потока битов в сигнал +1, а 1 входного потока битов - в сигнал -1, и затем выдает преобразованные сигналы в блок расширения ортогональными кодами и ПШ (псевдошумового) маскирования 819. Второй преобразователь сигнала 813 преобразует входной поток битов данных канала трафика. В частности, второй преобразователь сигнала 813 преобразует 0 входного потока битов в сигнал +1, а 1 входного потока бит в сигнал -1, и затем выдает преобразованные сигналы в блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819. Здесь при использовании в устройстве связи модуляции типа квадратурной фазовой манипуляции (КФМн) первый и второй преобразователи сигналов 811 и 813 демультиплексируют соответственно нечетные и четные данные.

Генератор кодов Уолша 814 формирует коды Уолша Wi в соответствии с кодовыми индексами соответствующих каналов и выводит сформированные коды Уолша Wi в блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819. Генератор квазиортогональных кодов 815, имеющий квазиортогональные коды, выбирает квазиортогональные коды Si, соответствующие кодовому индексу соответствующего канала и подает выбранные квазиортогональные коды в блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819. С другой стороны, генератор квазиортогональных кодов 815 формирует маску квазиортогонального кода, генерирует квазиортогональные коды путем добавления маски к соответствующим кодам Уолша и подает сформированные квазиортогональные коды в блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819. Генератор ПШ кодов 817 формирует действительный ПШ код PNi и мнимый ПШ код PNq и подает сформированные ПШ коды в блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819. Блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819 расширяет сигналы, выходящие из первого и второго преобразователей сигналов 811 и 813, путем умножения выходных сигналов на коды Уолша Wi и квазиортогональные коды Si, и затем ПШ маскирования расширенных сигналов путем умножения расширенных сигналов на действительный и мнимый ПШ коды PNi и PNq, формируя в результате выходные сигналы Xi и Xq. Фильтр группового спектра 821 осуществляет фильтрацию расширенных сигналов Xi и Xq полосы частот модулирующих сигналов с выхода блока расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819. Преобразователь частоты 823 преобразует сигналы с выхода полосового фильтра 821 в радиочастотный (РЧ) сигнал.

Предположим, что канал пилот-сигнала, канал управления (которые являются опорными каналами) и канал трафика заняты одним пользовательским терминалом по фиг. 8 для получения выигрыша обработки за счет синхронной демодуляции. В этой ситуации пользовательский терминал передает биты данных 1 или 0 по каналу трафика и передает опорные данные 1 или 0 для синхронной демодуляции канала трафика по каналу пилот-сигнала и каналу управления. Биты данных 1 и 0 в канале пилот-сигнала в канале управления и канале трафика преобразуются соответственно в сигналы -1 и +1 первым и вторым преобразователями сигналов 811 и 813 и подаются в блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819. Затем блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819 формирует комплексный расширенный сигнал в полосе частот модулирующих сигналов путем умножения входных сигналов на соответствующие коды Уолша или квазиортогональные коды, умножает ортогонально расширенные сигналы на ПШ коды и выдает сформированные комплексные сигналы в полосовой фильтр 821. Комплексный расширенный сигнал содержит действительную составляющую Xi и мнимую составляющую Xq. Затем полосовой фильтр 821 модулирует и фильтрует комплексный сигнал посредством модуляции типа квадратурной фазовой манипуляции со сдвигом (КФМС), а преобразователь частоты 823 преобразует выходной сигнал полосового фильтра 821 в расширенный РЧ сигнал. Блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819 представляет собой блок расширения, обеспечивающий повышение корреляционных свойств в условиях многолучевого распространения сигналов, причем он может быть реализован с различной структурой.

На фиг. 9 показан возможный вариант структуры блока расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819, в котором используются квазиортогональные коды Si для канала пилот-сигнала и канала управления и коды Уолша Wi для канала трафика, а также комплексное ПШ маскирование. Первый расширитель 911 умножает сигналы канала пилот-сигнала и канала управления на квазиортогональные коды Si и выдает ортогонально расширенный сигнал dl. Второй расширитель 913 умножает сигнал канала трафика на коды Уолша Wi и выдает ортогонально расширенный сигнал d2. Повторитель 917 повторяет ПШ коды PNi и PNq с выхода генератора ПШ кодов 817 заранее определенное количество раз. Комплексный умножитель 919 умножает расширенные сигналы d1 и d2 с выхода первого и второго расширителей 911 и 913 соответственно, на ПШ коды PNi и PNq, с выхода повторителя 917, и формирует ПШ маскированные сигналы Xi и Xq (Xi= dl•(PNi+PNq), Xq= d2•(PNi*PNq)). Как показано на фиг. 9, комплексный умножитель 919 выполняет комплексное ПШ маскирование посредством операции над комплексными числами.

Согласно фиг. 9 квазиортогональные коды Si, выделенные для канала пилот-сигнала и канала управления, и коды Уолша Wi, выделенные каналу трафика, являются субкодами, образующими ортогональные коды, которые должны отличаться друг от друга. Следовательно, если блок расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819 имеет структуру, показанную на фиг. 9, то можно обеспечить полную временную синхронизацию между каналом пилот-сигнала, каналом управления и каналом трафика, снизив тем самым взаимные помехи.

На фиг. 10 показан возможный вариант осуществления блока расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819, в котором используются коды Уолша Wi для канала пилот-сигнала и канала управления и квазиортогональные коды Si для канала трафика, и не используется комплексное ПШ маскирование. Первый расширитель 1011 умножает входные сигналы канала пилот-сигнала и канала управления на коды Уолша Wi и выдает расширенный сигнал d1. Второй расширитель 1013 умножает входной сигнал канала трафика на квазиортогональные коды Si и выдает расширенный сигнал d2. Сумматор 1015 суммирует расширенный сигнал d1 с выхода первого расширителя 1011, с расширенным сигналом d2 с выхода второго расширителя 1013, для формирования сигнала d1+d2. Сумматор 1017 суммирует расширенный сигнал d2 с выхода второго расширителя 1013 с расширенным сигналом d1 с выхода расширителя 1011 для формирования сигнала d2+d1. Повторитель 1021 повторяет действительные и мнимые ПШ коды PNi и PNq с выхода генератора ПШ кодов 817 заранее определенное количество раз. Умножитель 1023 умножает расширенный сигнал d1+d2 с выхода сумматора 1015 на ПШ код PNi с выхода повторителя 1021 и генерирует ПШ маскированный сигнал Xi. Умножитель 1025 умножает расширенный сигнал d2+d1 с выхода сумматора 1017 на ПШ код PNq с выхода повторителя 1021 для генерации ПШ маскированного сигнала Xq.

Согласно фиг. 10 коды Уолша, выделенные каналу пилот-сигнала и каналу управления, должны отличаться от квазиортогональных кодов Si, выделенных каналу трафика. В блоке расширения ортогональными кодами и ПШ маскирования 819 с подобной структурой может быть достигнута полная временная синхронизация между каналом пилот-сигнала/каналом управления и каналом трафика, что уменьшает взаимные помехи.

Таким образом, пропускная способность каналов может быть увеличена путем использования кодов Уолша вместе с квазиортогональными кодами, как это описано выше. В вышеупомянутом расширителе, показанном на фиг. 9, используются квазиортогональные коды для канала пилот-сигнала и канала управления, а коды Уолша - для канала трафика. Наоборот, в расширителе, показанном на фиг. 10, используются коды Уолша для канала пилот-сигнала и канала управления, а квазиортогональные коды - для канала трафика. Кроме того, коды Уолша можно использовать отдельно для канала пилот-сигнала, а квазиортогональные коды - для канала управления и наоборот. Также можно избирательно использовать любой код Уолша и квазиортогональный код для канала управления, канала пилот-сигнала и канала трафика.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на конкретный вариант его осуществления, этот вариант следует рассматривать только как пример использования изобретения. Очевидно, что специалистам в данной области техники не составит труда создать множество различных вариантов осуществления изобретения без изменения объема и сущности настоящего изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство канальной передачи для системы мобильной связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), содержащее первый расширитель для приема сигнала канала трафика и расширения сигнала канала трафика с помощью квазиортогонального кода, второй расширитель для приема пилот-сигнала и расширения пилот-сигнала с помощью кода Уолша, комплексный умножитель, связанный с первым расширителем и со вторым расширителем, принимающий выходные сигналы первого расширителя и второго расширителя и обеспечивающий комплексное расширение сигналов, выдаваемых с первого и второго расширителей, с помощью псевдошумовых последовательностей, полосовой фильтр, связанный с комплексным умножителем, для фильтрации выходного сигнала комплексного умножителя и преобразователь частоты, связанный с полосовым фильтром, для преобразования частоты выходного сигнала полосового фильтра на радиочастоту.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый квазиортогональный код характеризуется тем, что значение частной корреляции с упомянутым кодом Уолша не превышает минимального предельного значения частной корреляции.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что минимальное предельное значение частной корреляции удовлетворяет первому условию, представленному в виде

где S_i(t) представляет квазиортогональные коды;
W_i(t) представляет коды Уолша;
N равно длине кодов Уолша;
М - переменная, зависящая от изменения скорости передачи данных;
представляет минимальное предельное значение частной корреляции.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что квазиортогональные коды характеризуются тем, что значение полной корреляции с кодами Уолша не превышает минимальное предельное значение полной корреляции, и значение полной корреляции с другими квазиортогональными кодами не превышает минимальное предельное значение полной корреляции.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что минимальное значение полной корреляции с кодами Уолша удовлетворяет второму условию, представленному в виде

и минимальное значение полной корреляции с другими квазиортогональными кодами удовлетворяет третьему условию, представленному в виде

где S_i(t) представляет квазиортогональные коды;
W_i(t) представляет коды Уолша;
N равно длине кодов Уолша;
М - переменная, зависящая от изменения скорости передачи данных;
- представляет минимальное предельное значение частной корреляции;
S'_i(t) представляет другие квазиортогональные коды.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при изменении скорости передачи сигнала канала трафика используется определенная часть квазиортогонального кода.

7. Способ канальной передачи для системы мобильной связи МДКР, включающий этапы расширения сигнала канала трафика с помощью квазиортогонального кода, расширения пилот-сигнала с помощью кода Уолша, приема расширенного сигнала канала трафика и расширенного пилот-сигнала и комплексного умножения расширенного сигнала канала трафика и расширенного пилот-сигнала на псевдошумовые последовательности, фильтрации выходного сигнала комплексного умножителя и преобразования частоты отфильтрованного сигнала на радиочастоту.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что упомянутый квазиортогональный код характеризуется тем, что значение частной корреляции с упомянутым кодом Уолша не превышает минимального предельного значения частной корреляции.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что минимальное предельное значение частной корреляции удовлетворяет первому условию, представленному в виде

где S_i(t) представляет квазиортогональные коды;
W_i(t) представляет коды Уолша;
N равно длине кодов Уолша;
М - переменная, зависящая от изменения скорости передачи данных;
представляет минимальное предельное значение частной корреляции.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что квазиортогональные коды характеризуются тем, что значение полной корреляции с кодами Уолша не превышает минимальное предельное значение полной корреляции, и значение полной корреляции с другими квазиортогональными кодами не превышает минимальное предельное значение полной корреляции.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что минимальное значение полной корреляции с кодами Уолша удовлетворяет второму условию, представленному в виде

и минимальное значение полной корреляции с другими квазиортогональными кодами удовлетворяет третьему условию, представленному в виде

где S_i(t) представляет квазиортогональные коды;
W_i(t) представляет коды Уолша;
N равно длине кодов Уолша;
М - переменная, зависящая от изменения скорости передачи данных;
- представляет минимальное предельное значение частной корреляции;
S'_i(t) представляет другие квазиортогональные коды.

12. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при изменении скорости передачи сигнала канала трафика используется определенная часть квазиортогонального кода.

13. Способ формирования квазиортогональных кодов длиной 2^2m в системе мобильной связи, использующей коды Уолша и m-последовательность, основанный на формировании m-последовательности, отличающийся тем, что формирование m-последовательности осуществляют с длиной 2^2m и выбирают субпоследовательности, имеющие период 2^m-1, путем выбора элементов с интервалами 2^m+1, формируют ненулевые субпоследовательности из выбранных субпоследовательностей, формируют 2^m-1 последовательностей путем соединения субпоследовательностей и осуществляют перестановку столбцов сформированных последовательностей с помощью функции перестановки столбцов, добавляют коды Уолша к последовательностям с переставленными столбцами для формирования квазиортогональных последовательностей-кандидатов, имеющих значение полной корреляции между кодами Уолша и другими квазиортогональными кодами, которое меньше, чем минимальное предельное значение полной корреляции, и выбирают из квазиортогональных последовательностей - кандидатов квазиортогональные коды, имеющие значение частной корреляции с кодами Уолша, удовлетворяющее значению минимальной частной корреляции при переменной скорости передачи.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют двукратное повторение квазиортогональных кодов для формирования квазиортогональных кодов длиной 2^2m+1.

15. Способ формирования квазиортогональных кодов длиной N в системе мобильной связи, использующей коды Уолша и квазиортогональные коды, при котором формируют квазиортогональные коды, соответствующие ряду условий, причем первое условие состоит в том, что полная корреляция между k-м кодом Уолша W_k(t), где l≅k≅N, l≅t≅N, и i-м квазиортогональным кодом S_i(t), где l≅i≅X, l≅t≅N, не превышает в соответствии с соотношением

второе условие состоит в том, что полная корреляция между i-й строкой и i-й строкой квазиортогональных кодов не превышает в соответствии с соотношением

третье условие состоит в том, что при использовании квазиортогональных кодов длиной N и кодов Уолша длиной N/M частная корреляция между соответствующими кодами длиной N/M не превышает в соответствии с соотношением

где l= 0,1,2, . . . , М-1;
W_k(t) представляет k-й ортогональный код длиной N, где l≅k≅N;
S_i(t) представляет квазиортогональный код длиной N, где l≅i≅X, X представляет собой номер квазиортогонального кода, удовлетворяющий вышеприведенным соотношением.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15