Способ передачи сигналов по двум параллельным каналам с использованием кодового разделения каналов и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к передаче сигналов по параллельным каналам в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. При одновременной передаче данных, относящихся к двум каналам, с использованием кодового разделения, данные, относящиеся к первому каналу (СКП), расширяются параллельно, при использовании первого кода (С_I) расширения и второго кода (C_Q) расширения, данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ), расширяются параллельно, при использовании первого кода (С_I) расширения и второго кода (C_Q) расширения, уровень мощности сигнала, представляющего собой указанные данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, изменяется относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, и передаваемый сигнал компилируется из расширенных данных, относящихся к первому каналу, и из расширенных данных, относящихся ко второму каналу, уровень мощности которого был изменен. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в повышении эффективности. 3 с. и 10 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение в целом относится к передаче сигналов по параллельным каналам в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. В частности, изобретение относится к передаче по двум каналам данных, требования к передаче которых отличаются друг от друга, что касается, например, количества или целостности передаваемых данных.

Во время работы терминалы, такие как мобильные телефоны в сотовых системах радиосвязи, должны передать как полезные данные, или данные пользователя, так и различные данные управления, которые обычно значительно меньше, чем данные пользователя, к ним предъявляются другие качественные требования, которые касаются целостности переданной информации. Данные управления и пользователя передаются по логически отдельным каналам, и известно несколько способов для уплотнения таких каналов в общий физический радиочастотный канал. Обычной практикой является упорядочение информации, переданной радиоаппаратурой, в кадры (фреймы), в которых данные управления и данные пользователя размещены в разделяемых во времени компонентах кадра (фрейма), то есть являются разделенными во временной области. Этот способ передачи не подходит к так называемой прерывистой передаче, если передача данных управления должна быть непрерывна по своей природе. При прерывистой передаче передача данных пользователя прерывается в моменты, когда не имеется никакой фактической информации, которая должна быть послана (например, когда пользователь мобильного телефона прекращает разговор во время вызова). В системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) обычно желательно поддерживать связь, посылая, по меньшей мере, некоторые данные управления, однако, применение прерывистой передачи требует импульсного типа передачи внутри кадра (фрейма).

Известно, что в системах, использующих многостанционный доступ с кодовым разделением каналов, данные управления и данные пользователя обрабатывают в двух различных кодовых каналах, как показано на фиг.1. В то же самое время, фиг. 1 также показывает другие известные способы объединения различных логических каналов в один передаваемый сигнал. Устройство согласно фиг.1 известно, например, из патентного документа FI 97837. Линия 10 изображает переданную последовательность битов, которая является не очень критичной к ошибкам, но в которой допускается коэффициент ошибки в разряде (КОР) максимум 10^-3, а линия 11 изображает последовательность битов, критичную к ошибкам, в которой КОР должен быть меньше чем 10^-6. Чтобы достичь лучшего коэффициента ошибки в разряде, последовательность битов на линии 11 кодируется в соответствии с кодом Рида-Соломона в блоке 12 и перемежается в блоке 13. Последовательности битов с линий 10 и 11 объединяются в блоке 14 и некоторые конечные ("хвостовые") биты добавляют к ним в блоке 15, после чего возникающая в результате объединения последовательность битов подвергается свертке в коды в блоке 16. Последовательность битов на линии 18 не является ни кодированной с исправлением ошибок, ни кодированной сверткой, объединяется в блоке 17 с тем же самым кодовым каналом. Чтобы достичь требуемой скорости передачи символов в случае необходимости используется повторение символов в блоке 19 и перемежение в блоке 20. Расширение выполняют в элементе 21 кодирования с использованием PN1 кода, после чего возникающая в результате последовательность символов подается на ветвь I радиочастотного узла 22 для получения радиочастотного передаваемого сигнала вместе с сигналом канала с более низким уровнем кода для подачи на антенну 23.

Биты управляющего заголовка кадра (фрейма) (FCH), несущие информацию о канале с более низким уровнем кода, подаются через линию 24 в блок 25 кодирования и из него -через блоки 26 повторения символов и перемежения 27 - на блок 28, где опорные символы 29, необходимые для синхронизации приемника, также как символы 30 управления мощностью, добавляются к последовательности символов. Элемент 31 кодирования выполняет расширение, используя PN2 код, который является отличным от указанного выше PN1 кода, после чего синхронизация сигнала канала с более низким уровнем кода относительно сигнала канала с более высоким уровнем кода устанавливается элементом 32 задержки прежде, чем последовательность символов подается на ветвь Q радиочастотного блока 22 для получения радиочастотного передаваемого сигнала вместе с сигналом канала с более высоким уровнем кода для подачи на антенну 23. Задержка, сформированная элементом задержки 32, может также быть равной 0, в этом случае используется модуляция с применением квадратурной фазовой манипуляции (КФМ) модуляция.

В радиоустройстве, согласно фиг.1, для канала с более низким уровнем кода, из-за более низкой скорости передачи битов, можно использовать более низкий уровень мощности, чем для канала с более высоким уровнем кода, таким образом экономя электрическую мощность. В терминалах малых размеров сотовых систем радиосвязи экономия электрической мощности при передаче выгодна для увеличения времени разряда батарей и ограничения общего уровня шумов в системе. Однако устройство, согласно фиг.1, не является оптимальным с точки зрения использования различных уровней мощности из-за усилителя мощности (не показан) в радиочастотном узле 22 и искажений, имеющихся в нем. РЧ усилители являются нелинейными устройствами, когда работают вблизи области насыщения. Особенно в случае использования способов модуляции с широким изменением амплитуды интермодуляционные составляющие, сгенерированные в усилителе, должны быть уменьшены посредством работы усилителя в так называемом режиме потери мощности, что означает, что входная мощность усилителя должна быть уменьшена по сравнению с мощностью, которая может привести усилитель в насыщение. Возникающее в результате уменьшение выходной мощности называется потерями выходной мощности (ПВМ). Чем больше ПВМ, тем меньше эффективность усилителя, которая вычисляется как отношение выходной мощности РЧ усилителя к потребленной мощности постоянного тока. В устройстве согласно фиг.1 ПВМ пропорциональна разности мощности кодовых каналов так, что уменьшение уровня мощности канала с более низким уровнем кода относительно уровня мощности канала с более высоким уровнем кода, увеличивает ПВМ.

Задача настоящего изобретения состоит в создании способа и устройства для передачи по двум параллельным логическим каналам с кодовым разделением, эффективность которых выше, чем в предшествующем уровне техники.

Задачи изобретения достигаются использованием для логических каналов двух кодов расширения и способа IQ-модуляции сигналов в радиочастотном узле, при котором сигнал первой ветви получается как сумма расширенных сигналов различных каналов, а сигнал второй ветви получается как разность расширенных сигналов различных каналов.

Устройство связи, согласно изобретению, отличается тем, что содержит - первое средство расширения для расширения данных, относящихся к первому каналу, использующее первый код расширения, и второе средство расширения для расширения указанных данных, относящихся к первому каналу, использующее второй код расширения, - третье средство расширения для расширения данных, относящихся ко второму каналу, использующее указанный первый код расширения, и четвертое средство расширения для расширения указанных данных, относящихся ко второму каналу, использующие указанный второй код расширения, - средство для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу, относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу, - первое средство суммирования для вычисления разности данных, относящихся к первому каналу, расширенных первым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных вторым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, - второе средство суммирования для вычисления суммы данных, относящихся к первому каналу, расширенных вторым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных первым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, и - радиочастотный узел для компиляции передаваемого сигнала из расширенных данных, относящихся к первому каналу, и расширенных данных, относящихся ко второму каналу, усиление которого было изменено.

В частном случае средство для изменения уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, имеет коэффициент усиления, позволяющий регулировать относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу.

В другом частном случае средство для изменения уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, имеет коэффициент усиления, позволяющий регулировать относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу.

В еще одном частном случае средство для изменения уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, имеет коэффициент усиления, позволяющий регулировать относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу.

Изобретение также относится к системе связи, в которой, по меньшей мере, одно устройство передатчика удовлетворяет перечисленным выше требованиям.

Изобретение также относится к способу передачи, отличающемуся тем, что - данные, относящиеся к первому каналу, расширяют параллельно, при использовании первого кода расширения и второго кода расширения, - данные, относящиеся ко второму каналу, расширяют параллельно, при использовании указанного первого кода расширения и указанного второго кода расширения, - уровень мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу, изменяют относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу,
- вычисляют разность данных, относящихся к первому каналу, расширенных первым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных вторым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен,
- вычисляют сумму данных, относящихся к первому каналу, расширенных вторым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных первым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, и
- подают сигналы, полученные при операциях суммирования и вычитания, в радиочастотный узел, в котором путем IQ-модуляции компилируют передаваемый сигнал из данных расширения, относящихся к первому каналу, и из данных расширения, относящихся ко второму каналу, уровень мощности которого был изменен.

В частном случае для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу (СКП), относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу, регулируют с помощью коэффициента усиления.

В другом частном случае для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу (СКП), относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу, регулируют с помощью коэффициента усиления.

В еще одном частном случае для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу (СКП), относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу, регулируют с помощью первого коэффициента усиления, а относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу, регулируют с помощью второго коэффициента усиления.

Способ, согласно изобретению, для кодирования сигналов двух каналов использует два кода расширения такие, что последовательности битов обоих каналов расширяются отдельно, при использовании первого кода и второго кода. Сигнал первого канала, расширенный первым кодом, и сигнал второго канала, расширенный вторым кодом, вычитают один из другого, и сигнал первого канала, расширенный вторым кодом, и сигнал второго канала, расширенный первым кодом, суммируют. До указанных операций суммирования и вычитания расширенные составляющие второго канала умножаются на коэффициент коррекции мощности, который является вещественным числом, большим чем ноль. Сигналы, полученные при операциях суммирования и вычитания, подаются на ветви радиочастотного узла типа IQ и сигналы, полученные от ветвей, суммируются и подаются на антенну для передачи. До кодирования указанными первым и вторым кодами последовательности битов каналов могут быть кодированы по отдельности с использованием, например, так называемых сокращенных кодов так, чтобы сокращенные коды функционировали в качестве собственно кодов расширения, и первые и вторые коды могли использоваться для скремблирования сигнала. Другие известные операции, такие как перемежение, кодирование с исправлением ошибок и группировка, могут также быть наложены на последовательности битов.

Ниже изобретение описано более подробно со ссылками на предпочтительные варианты осуществления, представленные в качестве примера, и на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает известное устройство для различных каналов передачи,
фиг. 2а и 2b изображают устройство согласно изобретению для различных каналов передачи,
фиг.3а-3с изображают совокупности точек, полученные с помощью устройств, согласно фиг.2а или фиг.2b,
фиг. 4 изображает устройство для приема сигнала, сформированного способом, согласно фиг.2а,
фиг.5 изображает устройство согласно фиг.2а или 2b и 4 в сотовой системе радиосвязи,
фиг. 6 изображает в виде последовательности операций предпочтительный вариант осуществления способа согласно изобретению.

Выше вместе с описанием предшествующего уровня техники была сделана ссылка на фиг. 1, поэтому ниже в описании изобретения и его предпочтительных вариантов осуществления ссылка будет сделана, главным образом, на фиг.2а-b. Подобные элементы на чертежах обозначены аналогичными ссылочными обозначениями.

Фиг. 2а и 2b показывают два альтернативных устройства согласно изобретению для двух параллельных каналов передачи с кодовым разделением. В этом примере первый канал содержит данные пользователя, а второй канал содержит данные управления. Первый канал называется специализированным каналом передачи (СКП), а второй - каналом физического управления (КФУ). Названия каналов являются только иллюстративными и не ограничивают заявленное изобретение любой частной системой связи. Для изобретения несущественно, какая информация передается по каналам, или чем требования к передаче данных различных каналов отличаются друг от друга. Изобретение предусматривает динамическое изменение различий между каналами во время работы системы.

Последовательность битов СКП канала подается на устройство согласно изобретению по линии 40, а последовательность битов КФУ канала - по линии 41. По линии 42 подают коэффициент усиления G, значение которого будет рассмотрено ниже. Первый код, обозначенный символом С_I, подается на устройство по линии 43, а второй код, обозначенный символом С_Q, подается на устройство по линии 44. Коды C_I и C_Q могут быть, например, длинными кодами Голда, которые известны, и использование которых известно специалистам (см., например, "Coherent Multicode DS-CDMA Mobile Radio Access" by Adachi et al., IEICE Trans. Commun., v. E79 B, 9, September 1996, p.1316-1325").

Фиг. 2а показывает расширение СКП и КФУ каналов при использовании отдельного так называемого сокращенного кода до выполнения других операций, связанных с кодированием и модуляцией. В блоке 45 последовательность битов СКП канала расширяется сокращенным кодом SC_i, а в блоке 46 последовательность битов КФУ канала расширяется сокращенным кодом SC_j. Следует отметить, что скорость передачи последовательности битов по КФУ каналу в битах в секунду в целом ниже, чем скорость передачи последовательности битов по СКП каналу. Если последовательности символов, сформированные из обеих последовательностей битов в блоках 45 и 46, имеют идентичные скорости передачи символов, так называемый выигрыш в отношении сигнал-шум при обработке сигналов в блоке 46 может быть выше, т.е. можно использовать большее количество символов на бит в последовательности битов, чем в блоке 45.

Различное расширение, как таковое, соответствующее блокам 45 и 46, не является существенным для изобретения. Однако использование расширения вносит некоторые преимущества в организацию многостанционного доступа в сотовой системе радиосвязи. При использовании устройства передачи согласно фиг.2а в терминалах сотовой системы радиосвязи каждому терминалу может быть присвоен сокращенный код из числа взаимно ортогональных или неортогональных кодов для выделения параллельных кодированных каналов, переданных терминалом. Кроме того, каждый терминал нуждается в собственном сокращенном или длинном коде для того, чтобы приемник базовой станции мог различать сигналы, посланные различными терминалами.

Соответственно, при передаче по обратной линии связи каждая базовая станция может иметь собственные длинные коды для того, чтобы сигналы, посланные терминалам внутри ячейки, различались при использовании различных сокращенных кодов. Сокращенные коды, связанные с блоками 45 и 46, не ограничивают изобретение, т. к. могут использоваться также длинные коды при расширении, выполняемом этими блоками.

Последовательность символов, сформированная в блоке 45 из последовательности битов в СКП канале, подается на две параллельные ветви и далее на блоки 47 и 50. Если последовательность битов на СКП канале расширяется, как показано в блоке 45 на фиг.2а, то операции, выполняемые над последовательностью символов кодами C_I и C_Q в блоках 47 и 50, называются скремблированием. Скремблирование может рассматриваться как частный случай расширения, в котором используемая ширина полосы частот более не увеличивается, но в котором содержимое данных скремблированной последовательности символов разделяется псевдослучайным способом, определенным используемым кодом (расширения). Если расширение, осуществляемое блоками 45 и 46, не используется, последовательность битов СКП канала подается на блоки 47 и 50, как показано на фиг.2b, и расширяется в блоке 47 кодом C_I и в блоке 50 кодом C_Q. Соответственно, последовательность битов КФУ канала или последовательность символов, сформированная из нее в блоке 46, подается на две параллельных ветви, в которых последовательность битов расширяется, или последовательность символов скремблируется в блоке 48 кодом _Q, а в блоке 49 - кодом C_I.

Блоки 51, 52, 53 и 54 выполняют преобразование "без возврата в ноль" (способ фазовой модуляции) между значениями битов, включенных в символы, сформированные при расширении и соответствующими положительными или отрицательными значениями. В умножителях 55 и 56 сигналы, несущие данные КФУ канала, умножаются на коэффициент усиления G, после чего сигналы, которые должны быть поданы на ветви I и Q радиочастотного узла, формируются в сумматорах 57 и 58. Сигнал, поданный на ветвь I, является разностью сигнала СКП канала, расширенного кодом C_I (или расширенного кодом SC_i и скремблированного кодом C_i), и сигнала КФУ канала, расширенного кодом C_Q (или расширенного кодом SC_j и скремблированного кодом C_Q), где последний является умноженным на коэффициент усиления G. Соответственно, сигнал, поданный на ветвь Q, является суммой СКП канала, расширенного кодом C_Q (или расширенного кодом SC_i и скремблированного кодом C_Q), и КФУ канала, расширенного кодом C_I (или расширенного кодом SC_j и скремблированного кодом C_I), где последний является умноженным на коэффициент усиления G. IQ-модуляция, выполняемая в радиочастотном узле посредством гетеродина 59, умножителя 60, фазовращателя 61 и умножителя 62, осуществляется в соответствии с предшествующим уровнем техники. Сигналы I и Q ветвей объединяются в сумматоре 63 и подаются на антенну 64 для передачи.

Умножение последовательности символов, сформированных из КФУ канала, на коэффициент усиления G, не равный единице, дает разность мощности между СКП и КФУ каналами. Если коэффициент усиления G имеет значение между нулем и единицей, то выигрыш в отношении сигнал-шум при обработке сигналов, произведенной ранее в блоке 46, в КФУ канале, выше, чем в СКП канале, и уменьшение мощности на коэффициент усиления G в блоках 55 и 56 компенсирует друг друга, что означает, что в устройстве вероятный коэффициент ошибки в разряде КФУ канала остается неизменным, даже если мощность канала уменьшена на коэффициент усиления G. Принимая, что скорость передачи последовательности битов КФУ канала, остается постоянной, выигрыш в отношении сигнал-шум при обработке сигналов в блоке 46 должен также оставаться постоянным для скорости передачи символов потока символов, сформированного из КФУ канала, чтобы быть таким же, как для СКП канала. Для того, чтобы изменить коэффициент ошибки в разряде, можно использовать коэффициент усиления G КФУ канала, если, например, измеренный коэффициент ошибки в разряде в соединении между устройством передачи и устройством радиоприема является слишком высоким, то устройство приема может запрашивать устройство передачи, чтобы увеличить коэффициент усиления G для уменьшения коэффициента ошибки в разряде. Если скорость передачи последовательности битов по КФУ каналу изменяется, характеристики передачи по КФУ каналу могут быть модифицированы различным образом посредством выбора выигрыша в отношении сигнал-шум при обработке сигналов и коэффициента усиления G требуемым образом.

Для простоты фиг.2а и 2b не показывают какие-либо усилители передатчика и фильтры, которые не влияют на сам процесс модуляции. Однако использование и размещение усилителей и фильтров в устройстве передатчика, осуществляющего передачу с кодовым разделением каналов вообще известно, так что специалисты могут легко дополнить блок-схемы на фиг.2а и 2b так, как требуется. Элементы, кодирующие расширение, элементы модуляции, умножители, сумматоры, генератор и фазовращатель, показанные на фиг.2а и 2b, являются радиочастотными элементами, которые также известны специалистам. На фиг.2а и 2b роли сумматоров 57 и 58 равнозначны, т.е. сумматор 57 может вычислять сумму сигналов, поданных на него, а сумматор 58 может вычислять разность сигналов, поданных на него, что само по себе не влияет на идею изобретения, реализованную устройством.

Фиг.3а, 3b и 3с иллюстрируют совокупности точек фазомодулированного радиосигнала, сформированного устройством согласно фиг.2а или 2b, т.е. возможные конечные точки вектора, представляющего сигнал и начинающегося из начала координат системы IQ со значениями коэффициента усиления G, равными 0 (фиг. 3а), 0,5 (фиг. 3b) и 1 (фиг.3с). Масштабы I и Q осей являются условными и представляют собой относительную мощность, так что каждый интервал между делениями масштаба представляет собой уровень мощности одного канала (скажем, СКП канала). Координаты точек совокупности вообще равны (1+G, 1-G), (1-G, 1+G), (-1+G, 1+G), (-1-G, 1-G), (-1-G, -1+G), (-1+G, -1-G), (1-G, -1+G) и (1+G, -1+G), когда уровень мощности одного канала обозначен за 1.

На фиг.3а коэффициент усиления G имеет значение 0 для того, чтобы сигнал был сформирован исключительно на основе СКП канала. Количество точек совокупности уменьшается до четырех, которыми являются (1,1) (-1,1), (-1,-1) и (1, -1). Когда значение коэффициента усиления G начинает расти от 0 к 1, каждая точка совокупности на графике фиг.3а разделяется на две точки совокупности, которые размещены в том же самом квадранте симметрично относительно диагонали, пересекающей начало координат, и удаляются друг от друга, чем выше значение коэффициента усиления G. На фиг.3b коэффициент усиления G имеет значение 0,5. Когда коэффициент усиления G становится равным 1, количество точек совокупности снова уменьшается в соответствии с фиг.3с до четырех точек, которыми являются (2,0), (0,2), (-2,0) и (0,-2).

Логика для определения расположения точек совокупности может быть легко обобщена для применения к ситуации, в которой значение коэффициента усиления G больше 1. Фиг.3b может быть понята так, что изображает расположение точек совокупности обычно в ситуации, в которой имеется различие в мощности сигналов, представляющих данные, относящиеся к различным каналам. Тогда канал с более низкой относительной мощностью заменяет КФУ канал в логике, описанной выше, а канал с более высокой относительной мощностью заменяет СКП канал.

В устройстве согласно изобретению отношение пиковой мощности передатчика к средней мощности остается почти постоянным, независимо от разницы в мощности между каналами. В способе согласно предшествующему уровню техники (см. фиг.1) отношение пиковой мощности к средней мощности увеличивается с увеличением разности мощности, так что средняя мощность передатчика должна быть уменьшена для того, чтобы компоненты, переданные при пиковой мощности, не искажались из-за насыщения усилителя мощности передатчика. Это снижает эффективность.

Фиг. 4 является простой блок-схемой приемника, который может использоваться для приема, демодулирования и декодирования передаваемого сигнала, сформированного передатчиком, выполненным согласно фиг.2а. Радиосигнал, принятый антенной 70, подается на I и Q ветви в приемнике, где происходит обратное преобразование посредством смесителей 71 и 72, а также гетеродина 73 и фазовращателя 74 на 90^o. Полученные в результате сигналы преобразуются из аналоговой формы в цифровую форму в блоках 75 и 76, при этом получаются две параллельные последовательности символов. Для сжатия последовательности символов подаются на согласованные фильтры или корреляторы 77 и 78, каждый из которых принимает в качестве входных длинные коды C_I и C_Q расширения, используемые передатчиком. Последовательность символов, декодируемая кодом C_I в первом согласованном фильтре 77, и последовательность символов, декодируемая кодом C_Q во втором согласованном фильтре 78, суммируются в сумматоре 79, при этом формируется последовательность символов СКП канала, которая подается на согласованный фильтр 80 для удаления расширения в соответствии с сокращенным кодом SC_i. Соответственно, сумматор 81 вычисляет разность последовательности символов, декодируемой кодом C_Q в первом согласованном фильтре 77, и последовательности символов, декодируемой кодом C_I во втором согласованном фильтре 78, при этом формируется последовательность символов КФУ канала, которая подается на согласованный фильтр 82 для удаления расширения в соответствии с сокращенным кодом SC_j.

Блок-схема, показанная на фиг.4, соответствует блок-схеме, показанной на фиг. 2а, в той части, что фиг.4 не показывает передатчики и фильтры, которые являются очевидными для специалиста, и которые не имеют никакого значения для самого процесса демодуляции и декодирования. Если передатчик выполнен в соответствии с фиг. 2b, т. е. не использует расширение последовательности битов прежде, чем последовательности битов разделяются на две ветви, блоки 80 и 82 могут быть не включены в приемник, изображенный на фиг.4.

Фиг. 5 показывает типовую структуру передатчиков и приемников в соответствии с изобретением в сотовой системе радиосвязи, содержащей терминалы 100 и базовые станции 101. Терминал включает в себя, по меньшей мере, один передатчик 102 согласно изобретению и, по меньшей мере, один приемник 103 согласно изобретению и основной элемент 104, который в терминале, таком как мобильный телефон, выполняет известные функции, такие как преобразование звукового сигнала в цифровую форму, кодирование сигнала канала ветви передатчика, декодирование сигнала канала ветви приемника, преобразование принятого цифрового сигнала в звуковой сигнал, а также блок управления и необходимую память и функции интерфейса пользователя, используемые для управления работой терминала. Базовая станция 101 может включать в себя объединенные устройство передатчика и устройство приемника при использовании комплексного расширения согласно изобретению и КФМ модуляцию, объединяя различными путями обработку сигналов, относящихся к разным одновременным связям. Фиг.5 показывает базовую станцию 101, имеющую одну общую антенну 105 передачи и одну общую приемную антенну 106, к которым подсоединено несколько передающих устройств 102 и приемных устройств 103 согласно фиг.2 и 4. Выше описано использование различных кодов расширения в терминале и базовых станциях для того, чтобы различать одновременные радиосвязи. Базовая станция 101 также имеет основной элемент 107, который выполняет известные функции для формирования последовательностей битов, переданных пользователям, обработки последовательностей битов, принятых от пользователей, управления двухсторонними связями между базовой станцией и остальными коммуникациями сети 108, а также для управления работой базовой станции 101.

Фиг.6 иллюстрирует предпочтительный способ формирования сигнала радиопередачи и его приема, в некотором смысле соответствующий изобретению. Этап 110 заключается в формировании последовательности битов, которая должна быть передана. Последовательность битов может представлять собой речевой сигнал, сигнал изображения, данные или их комбинацию и формируется известным способом. На этапе 111 формируются данные управления для передачи; КФУ канал, описанный выше, является примером этого. Этап 112 заключается в комплексном расширении и КФМ модуляции согласно фиг.2 при использовании коэффициента усиления G в обработке данных управления. На этапе 113 устройство передатчика передает радиочастотный сформированный сигнал, а на этапе 114 устройство приемника принимает его. Этап 115 заключается в демодуляции сигнала и сжатии, в соответствии с фиг.4. На этапе 116 целостность полученных данных проверяется известным способом, например, используя вычисление контрольной суммы, и, в случае необходимости, запрос 117 на повторную передачу передается устройству передатчика. Запрос может также сопровождаться командой увеличить коэффициент усиления G, используемый устройством передатчика, или, в противном случае, увеличить вероятность свободного от ошибок приема сигнала. На этапе 118 информация, переданная в виде последовательности битов, становится доступной пользователю, например, такая как звук или изображение, и на этапе 119 данные управления используются в работе приемного устройства.

Структуры, согласно фиг.5 и 6, могут использовать прерывистую передачу, при которой мобильный телефон, например, функционирующий в качестве терминала 100, не будет посылать данные пользователя, сформированные на основе звукового сигнала, когда связь существует, но пользователь молчит. Однако, чтобы гарантировать непрерывную передачу данных управления, непрерывно посылается информация КФУ канала. Тогда не требуется непрерывно включать и отключать передатчик терминала, таким образом устраняя кратковременные перерывы в работе передатчика, а также радиопомехи вокруг терминала. Для приемника в базовой станции также проще оставаться синхронизированным для приема радиосигнала, если связь периодически прерывается из-за импульсного характера передачи. Моделирование доказало, что ПВМ усилителя мощности в устройстве радиопередачи в устройстве согласно изобретению почти не зависит от разности мощности СКП и КФУ каналов, по меньшей мере, со значениями разности мощности от 0 до 9 децибел, так что эффективность усилителя мощности передатчика остается хорошей даже с разностью по мощности между каналами в одну декаду.

Устройство для передачи, согласно изобретению, может в одном варианте осуществления иметь два параллельно соответствующих коэффициента усиления, первый из которых используется для коррекции относительного уровня мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу, и второй из которых используется для коррекции относительного уровня мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу. В реализованном устройстве, использующем один коэффициент усиления, коэффициент усиления может также использоваться для умножения сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу, вместо описанного выше устройства, в котором сигнал, представляющий собой данные, относящиеся ко второму каналу, умножается на коэффициент усиления. В блок-схемах, показанных на фиг.2а и 2b, это означало бы, что умножители 55 и 56 должны быть помещены между блоками 51 и 57 и блоками 54 и 58. Затем имелось бы прямое соединение от блока 52 к блоку 57 и прямое соединение от блока 53 к блоку 58, и между блоками 51 и 57 и блоками 54 и 58 имелся бы умножитель, в котором сигналы, приходящие из блоков 51 и 54, умножались бы на коэффициент усиления G.

Формула изобретения

1. Устройство связи для одновременной передачи данных, относящихся к двум каналам, с использованием кодового разделения, отличающееся тем, что содержит первое средство (47) расширения для расширения данных, относящихся к первому каналу (СКП), использующее первый код (С_I) расширения, и второе средство (50) расширения для расширения указанных данных, относящихся к первому каналу (СКП), использующее второй код (C_Q) расширения, третье средство (49) расширения для расширения данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), использующее указанный первый код (C_I) расширения, и четвертое средство (48) расширения для расширения данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), использующее указанный второй код (С_Q) расширения, средство (42, 55, 56) для изменения уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, первое средство (57) суммирования для вычисления разности данных, относящихся к первому каналу, расширенных первым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных вторым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, второе средство (58) суммирования для вычисления суммы данных, относящихся к первому каналу, расширенных вторым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных первым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, и радиочастотный узел (59, 60, 61, 62, 63) для компиляции передаваемого сигнала из расширенных данных, относящихся к первому каналу, и расширенных данных, относящихся ко второму каналу, уровень мощности которого был изменен.

2. Устройство связи по п.1, отличающееся тем, что указанный радиочастотный узел содержит первый смеситель (60) для умножения указанной разности на первый сигнал, фазовращатель (61) для формирования второго сигнала из указанного первого сигнала путем сдвига фазы на 90^o, второй смеситель (62) для умножения указанной суммы на указанный второй сигнал и средство (63) объединения для объединения сигнала, сформированного указанным первым смесителем (60), и сигнала, сформированного указанным вторым смесителем (62).

3. Устройство связи по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит пятое средство (45) расширения для расширения указанных данных, относящихся к первому каналу (СКП), третьим кодом (SСi) расширения до их расширения указанными первым и вторым кодами расширения, и шестое средство (46) расширения для расширения указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), четвертым кодом (SCj) расширения до их расширения указанными первым и вторым кодами расширения.

4. Устройство связи по п.1, отличающееся тем, что указанное средство (42, 55, 56) для изменения уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, имеет коэффициент усиления, позволяющий регулировать относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу.

5. Устройство связи по п.1, отличающееся тем, что указанное средство (42, 55, 56) для изменения уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, имеет коэффициент усиления, позволяющий регулировать относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу.

6. Устройство связи по п.1, отличающееся тем, что указанное средство (42, 55, 56) для изменения уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ) после расширения, относительно уровня мощности сигнала, представляющего собой данные, относящиеся к первому каналу (СКП) после расширения, имеет параллельно два коэффициента усиления, первый из которых предназначен для регулирования относительного уровня мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу, а второй из которых предназначен для регулирования относительного уровня мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу.

7. Система радиосвязи для передачи данных между терминалами (100) и базовой станцией (101) по множеству каналов с использованием кодового разделения, в которой каждый терминал и каждая базовая станция содержит, по меньшей мере, один передатчик (102) и, по меньшей мере, один приемник (103), отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, в одном передатчике первое средство расширения для расширения данных, относящихся к первому каналу, использующее первый код расширения, и второе средство расширения для расширения указанных данных, относящихся к первому каналу, использующее второй код расширения, третье средство расширения для расширения данных, относящихся ко второму каналу, использующее указанный первый код расширения, и четвертое средство расширения для расширения указанных данных, относящихся ко второму каналу, использующее указанный второй код расширения, средство для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу, относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу, первое средство суммирования для вычисления разности данных, относящихся к первому каналу, расширенных первым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных вторым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, второе средство суммирования для вычисления суммы данных, относящихся к первому каналу, расширенных вторым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных первым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, и радиочастотный узел для компиляции передаваемого сигнала из расширенных данных, относящихся к первому каналу, и расширенных данных, относящихся ко второму каналу, уровень мощности которого был изменен.

8. Способ одновременной передачи данных, относящихся к двум каналам, с использованием кодового разделения, отличающийся тем, что в нем (112) данные, относящиеся к первому каналу (СКП), расширяют параллельно при использовании первого кода (С_I) расширения и второго кода (C_Q) расширения, данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ), расширяют параллельно при использовании указанного первого кода (С_I) расширения и указанного второго кода (C_Q) расширения, уровень мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), изменяют относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу (СКП), вычисляют разность данных, относящихся к первому каналу, расширенных первым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных вторым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, вычисляют сумму данных, относящихся к первому каналу, расширенных вторым кодом расширения, и данных, относящихся ко второму каналу, расширенных первым кодом расширения, уровень мощности которого был изменен, и подают сигналы, полученные при операциях суммирования и вычитания, в радиочастотный узел, в котором путем IQ-модуляции компилируют передаваемый сигнал из данных расширения, относящихся к первому каналу, и из данных расширения, относящихся ко второму каналу, уровень мощности которого был изменен.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для компиляции передаваемого сигнала указанную разность умножают на первый сигнал, формируют второй сигнал из указанного первого сигнала путем сдвига фазы на 90^o, указанную сумму умножают на указанный второй сигнал и указанную разность, умноженную на первый сигнал, и указанную сумму, умноженную на второй сигнал, объединяют.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанные данные, относящиеся к первому каналу (СКП), расширяют при использовании третьего кода (SСi) расширения до их расширения при использовании указанных первого и второго кодов расширения, а указанные данные, относящиеся ко второму каналу (КФУ), расширяют при использовании четвертого кода (SCj) расширения до их расширения при использовании указанного первого и второго кодов расширения.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу (СКП), относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу, регулируют с помощью коэффициента усиления.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу (СКП), относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу, регулируют с помощью коэффициента усиления.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что для изменения уровня мощности указанных данных, относящихся ко второму каналу (КФУ), относительно уровня мощности данных, относящихся к первому каналу (СКП), относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся к первому каналу, регулируют с помощью первого коэффициента усиления, а относительный уровень мощности сигнала, представляющего данные, относящиеся ко второму каналу, регулируют с помощью второго коэффициента усиления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7