EA011917B1 - Кодовая последовательность и станция радиосвязи - Google Patents
Кодовая последовательность и станция радиосвязи Download PDFInfo
- Publication number
- EA011917B1 EA011917B1 EA200701747A EA200701747A EA011917B1 EA 011917 B1 EA011917 B1 EA 011917B1 EA 200701747 A EA200701747 A EA 200701747A EA 200701747 A EA200701747 A EA 200701747A EA 011917 B1 EA011917 B1 EA 011917B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- matrix
- code
- columns
- rows
- data
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 40
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 16
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 15
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 14
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 235000005224 Eucalyptus bridgesiana Nutrition 0.000 description 3
- 244000239638 Eucalyptus bridgesiana Species 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 206010069747 Burkholderia mallei infection Diseases 0.000 description 1
- 201000003641 Glanders Diseases 0.000 description 1
- 241001301224 Onesia Species 0.000 description 1
- 206010073261 Ovarian theca cell tumour Diseases 0.000 description 1
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 208000001644 thecoma Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J13/00—Code division multiplex systems
- H04J13/10—Code generation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J13/00—Code division multiplex systems
- H04J13/0007—Code type
- H04J13/004—Orthogonal
- H04J13/0048—Walsh
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Detection And Correction Of Errors (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Кодовая последовательность, которая описывается строкой кодовой матрицы, причем при получении кодовой матрицы выполняются этапы формирования матрицы Адамара длины n и умножения строк матрицы Адамара на -1.
Description
Изобретение относится как к кодовым последовательностям, так и к станциям радиосвязи, в частности мобильным станциям, которые предназначены для применения кодовых последовательностей.
Стремительное развитие техники в области мобильной радиосвязи привело в последние годы к развитию и стандартизации так называемого третьего поколения систем мобильной связи, в частности ИМТ8 (универсальной телекоммуникационной системы), целью которых, в числе прочего, является обеспечение пользователям мобильных станций, например мобильных телефонов, повышенных скоростей передачи данных.
Как раз в последние месяцы такие действия по развитию и стандартизации направлены на усовершенствованную восходящую линию связи. При использовании этой усовершенствованной восходящей линии связи должны предоставляться в распоряжение повышенные скорости передачи данных для соединения от мобильной станции к базовой станции. Для установки или поддержания подобной усовершенствованной восходящей линии связи предусмотрены каналы сигнализации Е-Н1СН (канал указателя гибридного автоматического запроса повторной передачи (ЛВС) выделенного канала усовершенствованной восходящей линии связи) и Е-КССН (канал относительного разрешения выделенного канала усовершенствованной восходящей линии связи) в направлении от базовой станции к мобильной станции.
С использованием канала Е-Н1СН на мобильную станцию сигнализируется «АСК: подтверждение» или «ИАСК: неподтверждение», в зависимости от того, был ли пакет принят корректньм образом от базовой станции.
С использованием канала Е-КССН на мобильную станцию сигнализируется, может ли она осуществлять передачу данных с более высокой, той же или более низкой скоростью передачи данных.
Данные, в особенности биты данных, которые посылаются по названным каналам сигнализации, в частности по одному и тому же радиоканалу, к различным мобильным станциям в целях селекции пользователей, расширяются с использованием кодовой последовательности, также называемой сигнатурной последовательностью.
Так как внутри одного и того же радиоканала различные данные посылаются на различные мобильные станции, требуется наложить на различные данные соответственно различающиеся кодовые последовательности, чтобы обеспечить возможность разделения данных, принимаемых по этому радиоканалу, и подвергать дальнейшей обработке только данные, направленные к этой мобильной станции.
В то время как канал усовершенствованной восходящей линии связи относится к передаче данных от мобильной станции к базовой станции, названные каналы сигнализации Е-Н1СН и Е-КССН описывают направление от базовой станции к различным мобильным станциям.
Дополнительная информация по этим вопросам также содержится в документах
К1-041421 Е-Н1СН/Е-КССН 81диа!иге 8сс.|испсс5. Епс^оп.
К1-041177, 'Όο\νη1ίπ1< Соп1го1 81дпа1шд, Епсккоп, относящихся к стандарту 3СРР (Программа партнерства в создании систем третьего поколения).
Поэтому целью глобальных направлений разработки является создание набора кодовых последовательностей или сигнатурных последовательностей, которые обеспечивают возможность эффективной реализации вышеназванных каналов сигнализации.
Поэтому в основе изобретения лежит задача создания технического решения, которое обеспечивает эффективную реализацию названных каналов сигнализации. В особенности, задачей изобретения является создание кодовых последовательностей, которые обеспечивают возможность эффективной реализации вышеназванных каналов сигнализации.
Эта задача решается признаками независимых пунктов формулы изобретения. Целесообразные и предпочтительные варианты осуществления изобретения определены признаками зависимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение основывается, прежде всего, на идее, заключающейся в применении кодовых последовательностей, которые ортогональны друг другу. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что приемник (например, мобильная станция), который определяет корреляцию своей кодовой последовательности с последовательностью принимаемого сигнала, не предназначенного для него, в идеальном случае не получает никакого сигнала корреляции. Поэтому на первом этапе оказалось предпочтительным применять кодовые последовательности, которые образуют строки матрицы Адамара, так как строки матрицы Адамара ортогональны друг другу.
Матрицы Адамара, в частности, определены как матрицы с элементами со значениями 1, строки которых ортогональны друг другу, и столбцы которых ортогональны друг другу. В рамках настоящей заявки термин «матрица Адамара» должен описывать в общем случае все матрицы с элементами со значением 1, строки которых ортогональны друг другу.
Известны два способа построения матриц Адамара: (1) построение согласно 1атс8 8.8у1ус51сг (18141897) и (2) построение согласно символу Лежандра (Есдспбгс). Этими обоими способами можно сформировать матрицы Адамара для п=2к и для чисел п с п-1 - простым числом. Имеются и другие способы, во всяком случае, указанным не перекрываются все возможности (см.
1Шр ://бс.\у|к|рсб1а/огдЛу|к|/Набатагб-Ма1пх).
Часто применяется построение по 8у1ус5!сг, при котором заданная матрица Адамара длины п ис
- 1 011917 пользуется для построения матрицы Адамара длины 2п тем, что левый верхний или правый верхний и левый нижний квадрант матрицы длины 2п заполняются матрицей длины п, а правый нижний квадрант заполняется инверсной матрицей длины п.
До сих пор для передачи данных между радиостанциями использовались только матрицы Адамара, построенные подобным образом.
Подобным образом сконструированная матрица ведет к технической проблеме, заключающейся в том, что все кодовые последовательности С88,40д|1 = 0 ... 39 в первом столбце имеют 1, так что при одновременной передаче идентичной информации на все 40 приемников накопленный пик энергии возникает в первом интервале из 128 элементарных посылок, который лежит намного выше накопленных пиковых значений остальных 39 интервалов.
Изобретение позволяет избежать этого эффекта по возможности оптимальным образом и предложить кодовые последовательности, которые в этом смысле имеют по возможности минимальную потребную мощность. В частности, целью является минимизировать максимум мощности, так как усредненная мощность не зависит от выбранных кодовых последовательностей.
Указанная цель достигается тем, что отдельные строки выходной матрицы Адамара умножаются на -1. Умножение строки при этом означает, что каждый элемент этой строки умножается на -1. За счет этого свойства ортогональности не изменяются: строки матрицы являются ортогональными, если скалярное произведение каждой пары строк равно нулю. Скалярное произведение строки, умноженной на -1, равно -1, умноженному на первоначальное скалярное произведение, и, таким образом, точно равно 0, если и первоначальное скалярное произведение равно 0. Поэтому матрица ортогональна и тогда, когда одна или несколько строк умножаются на -1. Однако суммы столбцов изменяются совершенно. Модифицированная таким образом матрица идеальна для сигнализации, так как максимальная амплитуда при передаче уменьшается, например, для стандартной 4х4-матрицы Адамара в коэффициент 2 (с 4 до 2). Тем самым, в принципе, в изобретении найден путь, чтобы отыскать матрицу с оптимальными свойствами сумм столбцов. В общем случае, для современной системы связи требуется не матрица размером 4x4, а матрицы размером 40x40.
Поэтому действительной целью настоящего изобретения является определить матрицу размером 40x40 с хорошими суммами столбцов, при которой максимум значений сумм столбцов является малым, в частности минимальным. Результатом исследований явилась матрица размерами 40x40, которая представлена в формуле изобретения.
В уровне техники известно решение, описанное в И8 6724741 (Ό1), согласно которому псевдошумовой (ΡΝ) набор кодов Адамара используется в каналах синхронной системы связи множественного доступа с кодовым разделением (СИМА), при этом обеспечивается матрица ΡN наборов кодов, выполняется переупорядочивание столбцов в матрице ΡΝ наборов кодов в соответствии с шаблоном переупорядочивания. Известный способ также может дополнительно предусматривать инвертирование по меньшей мере одного кодового слова в переупорядоченном ΡΝ наборе кодов и выбор ΡΝ кодов для оптимизации поднабора каналов для работы асинхронным способом.
Однако решение согласно Ό1 не рассматривает проблему, на решение которой направлено изобретение, и которая состоит в том, что при применении матрицы размерами 40x40 согласно уровню техники возникает техническая проблема накопленного пика энергии в первых 128 интервалах элементарных посылок, который лежит намного выше накопленных пиковых значений остальных 39 интервалов. Эта неочевидная проблема была выявлена и решена впервые в настоящем изобретении. В частности, в Ό1 не раскрывается, каким образом следовало бы оптимизировать всю матрицу таким образом, чтобы сумма всех вытекающих из матрицы кодовых слов имела наименьшую возможную максимальную потребную мощность и, в частности, минимизировала максимум мощности.
В принципе, исследования, лежащие в основе изобретения, показали, что применение строк матриц Адамара в качестве кодовых последовательностей для наложения на данные, в частности биты данных, в указанном случае применения не всегда ведет к желательным результатам.
Интенсивные исследования и изучения привели к выводам, что применение неблагоприятных кодовых последовательностей может иногда привести к повышению мощности передачи базовой станции, если для всех мобильных станций в канале Е-Н1СН или в канале Е-ВССН будет сигнализироваться одинаковое значение (все квитирования вида АСК или все команды снижения скорости передачи).
Это объясняется следующим образом. Для канала Е-Н1СН и канала Е-ВССН применяются побитно ортогональные последовательности, чтобы передачи для различных пользователей поддерживать различающимися. Известные последовательности, которые выполняют условия ортогональности, могут в общем случае привести к слишком высоким требованиям к пиковой мощности базовой станции, если, например, одно и то же значение передается в одно и то же время к множеству пользователей. Это имеет место, например, в том случае, когда команда снижения скорости передачи данных передается ко всем (или многим) пользователям, которые селектируются посредством этих последовательностей, по соответствующим каналам Е-ВССН.
Первоначально предложенная для системы ИМТ8 матрица Адамара представляет собой применяе
- 2 011917 мую стандартным образом матрицу Адамара. Она имеет свойство, заключающееся в том, что в первом столбце находятся одни только единицы. Теперь может произойти, что на все (или почти все) мобильные станции (пользователи или пользовательские станции) посылается одинаковый сигнал. По каналу ЕН1СН мобильной станции сообщается, может ли она повысить свою скорость передачи данных или снизить ее. Если базовая станция, ввиду слишком интенсивного поступления данных, испытывает перегрузку (например, если случайным образом относительно большому числу мобильных станций потребовалось передавать данные), то базовая станция в типовом случае всем (или, по меньшей мере, довольно многим) мобильным станциям выдает команду снизить скорость передачи данных, чтобы по возможности быстро снизить перегрузку. Затем (почти) все последовательности (кодовые последовательности) умножаются на одно и то же значение, поэлементно суммируются и затем передаются (в системе ИМТ8 перед этим еще проводится дополнительное расширение с коэффициентом расширения 128, что, однако, не существенно для изобретения). Тем самым в первом столбце получается очень высокое значение просуммированных элементов, что для длительности передачи этих сумм имеет следствием соответственно высокую амплитуду передачи и соответственно высокую мощность передачи. Эта высокая мощность передачи или сумма столбца требует соответствующего по мощности усилителя передачи, но который в таком случае требуется лишь кратковременно. Отсюда возникает неэффективная и неоправданно дорогостоящая реализация.
Поэтому, в частности, задачей изобретения является предложить кодовые последовательности, которые в этом смысле имеют следствием по возможности малую максимальную требуемую мощность. В частности, целью является минимизировать максимальную мощность, так как усредненная мощность не зависит от выбранных кодовых последовательностей.
К тому же оказалось, что ошибка по частоте, в частности разница между частотой передачи и частотой приема вследствие доплеровского смещения, снижает или ухудшает ортогональность кодовых последовательностей в практическом применении. Это снижение или ухудшение ортогональности кодовых последовательностей ввиду ошибки по частоте проявлялось особенно сильно, если в качестве кодовых последовательностей применялись строки известных матриц Адамара.
Поэтому другим аспектом изобретения является решение, заключающееся в том, чтобы для реализации вышеназванных каналов сигнализации применять кодовые последовательности, ортогональность которых друг к другу по возможности также не ухудшается и в случае ошибки по частоте. Для этого предлагается применять набор кодовых последовательностей, в частности, длиной 40, для которого справедливо, что кодовые последовательности ортогональны по отношению друг к другу и что максимум выражения
Е = = £С(5,<)С(е,0
I I является малым, причем образуется максимум для всех возможных пар 8 и е, где 8 не равно е, причем С(8,1) представляет собой элемент кодовой матрицы в строке 8 и столбце 1, и суммирование выполняется по всем столбцам кодовой матрицы.
Поэтому, в частности, дополнительной задачей настоящего изобретения является предложить решение относительно формирования кодовых матриц, которые имеют хорошие свойства для ошибки по частоте и малые суммы столбцов, то есть в вышеуказанном смысле приводят к малым максимальным мощностям.
Наконец, настоящее изобретение направлено также на то, чтобы предложить кодовые матрицы, которые при применении строк соответствующей кодовой матрицы в вышеуказанном смысле приводили бы к малым максимальным мощностям. Кроме того, строки кодовой матрицы при применении в качестве кодовых последовательностей (сигнатурных последовательностей) и в случае ошибок по частоте должны иметь хорошие свойства ортогональности.
Первая цель достигается тем, что отдельные числа (выходной) матрицы Адамара умножаются на -1. Умножение строки при этом означает, что каждый элемент этой строки умножается на -1. Тем самым свойства ортогональности не изменяются: строки матрицы являются ортогональными, если скалярное произведение всех пар строк равно нулю. Скалярное произведение строки, умноженной на -1, равно -1, умноженной на первоначальное скалярное произведение и, таким образом, равно нулю именно тогда, когда и первоначальное скалярное произведение равно нулю. Поэтому матрица ортогональна и в том случае, когда одна или более строк умножаются на -1.
Но суммы столбцов изменяются при этом совершенно. Это может быть наглядно показано на примере стандартной матрицы Адамара размера 4x4
- 3 011917
Эта матрица имеет в первом столбце сумму столбца 4, а во всех остальных случаях 0.
По сравнению с этим, матрица, которая выводится из приведенной выше матрицы путем умножения строки Ζ1 (обозначена как Ζ1*) на -1, имеет вид
Модифицированная матрица имеет во всех столбцах сумму 2. Эта матрица является, таким образом, идеальной для сигнализации, так как максимальная амплитуда при передаче снижается в два раза (с 4 до 2). Мощность передачи снижается, таким образом, в 4 раза или на 6 дБ. Тот факт, что эта сниженная мощность передачи возникает более часто, не является недостатком: передатчик должен в любом случае выполняться в расчете на максимальную мощность, так что не важно, как часто возникает такая мощность. Только для охлаждения средняя мощность является существенной. А эта средняя мощность для обеих матриц является одинаковой. Она, ввиду содержания энергии, равна сумме (средних) мощностей всех строк. Так как строки нормированы к 1 (или может быть принято без потери общности, что они нормированы к 1), средняя мощность равна, таким образом, 4=2л2. (Нормированная) излученная энергия равна 4 строкам, умноженным на 4 столбца, умноженным на 1 = 16. Таким образом, сумма квадратов сумм столбцов всегда равна сумме квадратов элементов матрицы, в данном случае равна 16.
Тем самым доказано, что модифицированная матрица имеет оптимальные свойства сумм столбцов для всех матриц размера 4.
Поэтому целью настоящего изобретения является определить, также для матриц величины 40, такие, которые имеют хорошие значения сумм столбцов, точнее сказать, максимум значений сумм столбцов должен быть малым, в частности минимальным.
Для этого были проведены обширные исследования с применением компьютера. Проблема здесь состоит в том, что имеется 2л40 возможностей умножения строки, выбранной из 40 строк матрицы, на -1. При этом имеет одинаковое значение, умножать ли все строки на -1 или на 1. Для каждого выбора для 40 столбцов должно проводиться 40 операций умножения и суммирования, то есть всего примерно
3,5х10л15 операций. Это даже в случае современных высокопроизводительных рабочих станций потребовало бы немалого времени. Поэтому был проведен целый ряд оптимизаций компьютерных исследований, чтобы время поиска довести до приемлемых границ.
При этом неожиданным образом оказалось, что наилучшие решения выполнялись таким образом, что получалось 20 сумм столбцов с значением 8 и 20 сумм столбцов с значением 8. Так, иным образом, чем в примере с матрицей размера 4x4, не достигается совершенным образом сбалансированное решение. Но это и не может быть получено: сумма квадратов матрицы размера 40x40 равна 40x40x1 = 1600. Это должно было быть также суммой квадратов сумм столбцов подобного решения, тем самым, значение сумм столбцов равно корню из 1600/40: 5С|г1(1600/40)=5С|г1(40)=6,3245. Но так как элементы столбцов все имеют значение +1 или -1, то сумма не может быть нечетной. Так как смена знака элемента суммы столбцов всегда приводит к изменению на 2 (-1 вместо +1), и так как первоначальная матрица содержит только четные суммы столбцов, то и любая другая матрица, которая выводится из первоначальной матрицы умножением строк на -1, может иметь только четные суммы столбцов. Анализ путем компьютерного исследования, кроме того, выявил, что не имеется решений, при которых сумма столбцов 8 менее чем 20-кратная, хотя это согласно критерию сумм квадратов вполне могло иметь место. Например, можно было бы ожидать решения, которое в качестве сумм столбцов содержит 18, умноженное на 8, 6 на 6, 14 на 4 и 2 на 2, так как 18x8x8+6x6x6+14x4x4+2x2x2=1600. Как показало компьютерное исследование, такое или другое решение с меньшим числом столбцов с суммой 8 не существует.
Ниже описано формирование матриц Уильямсона-Адамара в качестве выходной (матрицы Адамара):
генерирование матрицы Адамара С20 длиной 20 в качестве так называемой матрицы Уильямсона; она может генерироваться как
| А | А | С | £> |
| -С | -ϋ | А | А |
| -А | А | О | -С |
| С | ~А | А |
или как
- 4 011917
| -А | -А | О | С ' |
| А | -А | -С | Ώ |
| -Ό | С | -А | А |
| -С | -2 | -А | -А |
При этом А или С являются, соответственно, матрицами 5 на 5 со строками, которые представляют собой циклические перестановки последовательностей [-1 1 1 1 1] или [1-1 1 1 -1], а Э=21-С, причем I представляет собой матрицу 5 на 5, тем самым Ό содержит циклические перестановки последовательности [1 1 -1 -1 1].
В принципе, матрица Уильямсона в смысле данного изобретения состоит из блоков элементарных матриц, причем элементарные матрицы содержат строки с циклическими перестановками.
Матрица Уильямсона, таким образом, представляет собой следующую матрицу, причем выделены отдельные блоки размера 5.
1-11111-1111-11-111111-1-1 11-11111-1111-11-11-1111-1 1 1 1 -1 1 1 1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 1 1111-11111-1-111-111-1-111 -11-1-11-1-111-1-11111-1111 1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 1 1 1 1 -1 1 1 1 -11-11-11-1-1-1111-11111-111 •1-11-1111-1-1-1111-11111-11 1-1-11-1-111-1-11111-11111-1 1-1-1-1-1-1111111-1-11-11-1-11 -11-1-1-11-1111111-1-11-11-1-1 -1-11-1-111-111-1111-1-11-11-1 •1 -1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1-1-1-111111-11-1-1111-1-11-1 -1-111-11-111-11-1-1-1-1-11111 -1-1-111-11-111-11-1-1-11-1111 1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 1
1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1
-1 1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 -1
Другая возможность генерирования матрицы Уильямсона состоит в следующем принципе форми рования:
| -А | -А | £> | С |
| А | -А | -с | Ό |
| -ΰ | С | -А | А |
| -С | -и | -А | -А |
Это приводит к следующей матрице С'20, из которой также можно сформировать по правилу формирования матрицу размера 40x40:
- 5 011917
Из этих обеих матриц формируется затем согласно стандартной структуре матрица Адамара длины или
С' 1
50.
При этом сумма столбцов больше не равна 40, как и в случае первоначально предложенной матрицы, а только 12. Это представляет существенное улучшение. Из литературы известны и другие матрицы Адамара с другими правилами формирования, которые, однако, не имеют лучших свойств.
Как показано формированием матрицы Уильямсона-Адамара, матрица состоит из блоков из матриц размера 5x5, которые являются циклическими перестановками последовательностей с 5 элементами. Теперь является желательным это свойство сохранить и при этом реализовать оптимизацию сумм столбцов. Это свойство для структуры из циклических блоков может быть получено, если умножения на -1 также всегда применяются к таким блокам.
Существование решений обеспечивается следующими свойствами циклических матриц размера 5x5: так как все 5 строк и все 5 столбцов этих матриц являются циклическими перестановками, все столбцы этих матриц имеют одинаковые суммы столбцов, так как сумма при циклических перестановках инвариантна. Отдельные блочные матрицы имеют следующие суммы столбцов:
| Матрица | размера 5x5 | А | С | ϋ |
| Сумма | столбцов | -3 | 1 | 1 |
Если теперь, соответственно, все блоки строк умножить на -1 (то есть всегда 5 следующих друг за другом строк, которые принадлежат к блокам А, С или Ό), то эта блочная структура сохраняется. Далее эта операция упоминается как «блок строк с умножением на -1». Данную задачу можно свести к следующей задаче, имеющей более простое решение:
| -3 | -3 | 1 | 1 | -3 | -3 | 1 | 1 |
| 3 | -3 | -1 | 1 | 3 | -3 | -1 | 1 |
| -г | 1 | -3 | 3 | -1 | 1 | -3 | 3 |
| -1 | -1 | -3 | -3 | -1 | -1 | -3 | -3 |
| -3 | -3 | 1 | 1 | 3 | 3 | -1 | -1 |
| 3 | -3 | -1 | 1 | -3 | 3 | 1 | -1 |
| -1 | 1 | -3 | 3 | 1 | -1 | 3 | -3 |
| -1 | -1 | -3 | -3 | 1 | 1 | 3 | 3 |
| -4 | 12 | 12 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 |
- 6 011917
Эта таблица представляет в первых 8 строках матрицу блочных сумм столбцов. Полные суммы столбцов представляют тогда суммы блочных сумм столбцов, в необходимом случае умноженные на -1, если блок строки умножен на -1. В последней строке таблицы записаны суммы столбцов, которые получаются, если ни один блок строк не умножается на -1.
При этом имеется только 2л8=256 возможностей умножить 8 строк на +1 или -1, все из которых легко проанализировать, даже вручную. Очевидно, что величины сумм столбцов не изменяются, если все элементы матрицы с неизмененными значениями со всеми строками или всеми блоками умножаются на -1. Это можно использовать, так что без ограничения общности можно принять, что последний блок не умножается на -1.
Имеется, таким образом, 32 решения, которые перечислены в последующей таблице. В столбцах приведены значения, на которые должны умножаться соответствующие блоки строк. Первый (левый) столбец соответствует при этом первому (самому верхнему) блоку строк. В последнем столбце представлен индекс. Если его прочесть как двоичное число, то позиции с 1 соответствуют блокам строк, которые должны умножаться на -1.
| Индекс | ||||||||
| -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 |
| 1 | -1 | “1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 6 |
| -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | э |
| 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 11 |
| 1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 21 |
| -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 23 |
| 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 24 |
| -1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 27 |
| 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 36 |
| -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 39 |
| 1 | 1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 41 |
| -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 43 |
| -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 53 |
| 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 54 |
| -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 57 |
| 1 | -1 | 1 | -1 | “1 | -1 | 1 | 1 | 58 |
| -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | “1 | 1 | 65 |
| 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 66 |
| -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 77 |
| 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 78 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 80 |
| -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 83 |
| 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 92 |
| -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 95 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 96 |
| -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | “1 | 1 | 99 |
| 1 | 1 | -1 | “1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 118 |
| -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 111 |
| -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 113 |
| 1 | '1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 114 |
| -1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 125 |
| 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 126 |
Решения с индексами 6, 24 и 96 отличаются тем, что на -1 должны умножаться только два блока строк, и что эти блоки строк также являются смежными. В этом случае только один блок из 10 строк должен умножаться на -1. Для решения с индексом 6 должны, например, строки с 5 по 14 умножаться на -1 (при этом применяется условие, что строки матрицы должны иметь сквозную нумерацию от 0 до 39).
Представленные до сих пор оптимизации имеют своей целью оптимизировать матрицу для случая, что фактически должны применяться все строки, то есть существует максимальное число соединений, которые могут быть реализованы путем применения расширяющих последовательностей матрицы. Однако часто система не достигает полной загрузки. В этом случае в действительности применяется лишь часть строк, так что релевантными являются только суммы столбцов этих примененных строк. Но можно оптимизировать матрицы и тем, что и при лишь частично используемой матрице максимум сумм столбцов является по возможности малым. Наряду с умножением строк на -1, для нахождения такого решения можно еще переставить строки. Перестановки строк, однако, не должны обязательно учитываться при
- 7 011917 определении матрицы: перестановки строк означают, что соединениям поставлены в соответствие строки в другой порядковой последовательности. Это сопоставление строк с отдельными соединениями и, в особенности, выбор строк, который применяется при заданной нагрузке системы, и без того при конфигурировании соединений может свободно выполняться сетью.
Следует также отметить, что хотя умножения на -1 оказывают влияние на суммы столбцов, но наряду с этим имеются дополнительные операции, которые не оказывают на них влияния и не ухудшают свойств ортогональности. Поэтому можно соответствующую изобретению кодовую матрицу с помощью этих операций преобразовать в различные другие матрицы, которые также имеют свойства, соответствующие изобретению. К этим операциям относятся перестановка строк матрицы, перестановка столбцов матрицы, обращение порядковой последовательности столбцов или строк всей матрицы, умножение выборки столбцов на постоянное значение -1 и т.д.
По этой причине кодовые матрицы, которые выводятся из кодовой матрицы, соответствующей изобретению, применением одной или более из этих операций, и их применение в соответствии с изобретением, также входят в объем изобретения.
Эти операции могут, в частности, применяться, чтобы оптимизировать другие свойства матриц. Так как перестановки столбцов не ухудшают распределения сумм столбцов, можно и для этих матриц, оптимизированных в отношении ошибки по частоте, за счет умножения тех же строк на -1, как для матриц, не оптимизированных в отношении ошибки по частоте, улучшить распределение сумм столбцов. Также можно связать обе оптимизации друг с другом.
Обширное моделирование с использованием собственных инструментальных средств моделирования, определенных для этой цели, показали, что кодовые последовательности, которые описываются строками оптимизированной подобным образом кодовой матрицы, и при ошибке по частоте хорошо сохраняют свою ортогональность по отношению друг к другу и, таким образом, обеспечивают мобильным станциям хорошую селекцию сигналов, которые базируются на расширении с использованием подобных кодовых последовательностей. За счет такой оптимизации получают, например, следующую оптимизированную матрицу.
Особенно подходящей оказалась следующая кодовая матрица, которая оптимизирована как относительно свойств ортогональности при ошибках по частоте, так и относительно критерия сумм столбцов (см. выше)
| Са1 | •1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | I | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 |
| Сц«Г | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | Τ | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | I | 1 | 4 | 4 |
| СоЛ! | •1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | ( | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 |
| СвЛЗ | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | ( | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 4 | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | 1 | |
| Са( | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 |
| СОО> | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | ( | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 |
| Синг | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | ί | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | |
| 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | ί | ί | ί | ι | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | |
| 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | I | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | I | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | |
| СиО | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | ι | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | ί |
| Си.» и | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | ! | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | 4 |
| С«« | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | I | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 |
| Сев | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | 4 | ί | 4 | 4 | I | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 |
| Св 401« | 1 | 4 | *’ | 4 | ί | 1 | ί | 5 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ( | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 |
| Синк | 1 | 1 | 4 | 4 | ( | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ( | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| С«» | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | Τ | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | |
| Сами | 4 | ί | •1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 |
| Сипа | 4 | 4 | Γ | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | Г | 4 | 4 | 4 | 4 | Г | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | Г | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | |
| Саи | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | ) | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| Сна | 1 | » | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | ι | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Си.и | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | ) | 4 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | |
| СаЦ | ί | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | ( | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | ϊ | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 |
| СаОД | 4 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | I | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ( | 4 | 4 | 4 |
| Сии | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | ( | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | I | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 |
| СвЛВ | ) | 4 | I | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | I | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | Г | 4 | 1 | -ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| Сна | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 5 | ί | 4 | 1 | I | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 |
| Сап | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | ( | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | ( | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| Си» | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | ! | 1 | 1 | 1 | -1 | ί | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | Г | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | ί | 4 | |
| См» | 1 | 1 | ι | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 |
| Сая | 4 | 1 | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| С«1 | 4 | ί | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | ι | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 |
| Саи | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 1 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | |
| Синя | •1 | 1 | 1 | 1 | I | -1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | I | ί | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | Γ | 4 | 1 | ! | ί | 1 | 4 | 4 |
| Сия | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | ί | 1 | ί | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | ι | •1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 |
| Саи | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | -ί | ί | 1 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | ι | 1 | 4 | |
| Саи | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | ι | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 |
| 1 | 4 | 1 | 4 | ( | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | |
| Сиа | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | ί | ί | 1 | 1 | 4 | ί | < | 4 | ί | ί | •ί | 4 | 4 | 1 | ί | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | I | 4 | |
| Сая | 1 | 1 | 4 | 1 | ( | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ( | ( | 1 | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 |
- 8 011917
Эта кодовая матрица имеет при ошибке по частоте 200 Гц максимальную побочную корреляцию 2,7 по сравнению со значением 8,3, которое достигается при применении обычной кодовой матрицы. Это означает подавление приема излучений, предназначенных для других мобильных станций примерно на 9,5 дБ. Максимальная побочная корреляция получается вследствие наихудшей или наихудших пар последовательностей (пар кодовых последовательностей) кодовой матрицы, причем последовательность соответствует строке кодовой матрицы. Если элементы матрицы обозначить как х(1,к), где ί - индекс строки и к - индекс столбца, то получают значения подобной корреляции N0 двух строк (кодовых последовательностей) а и Ь посредством их скалярного произведения с учетом ошибки по частоте в следующем виде:
ЫС(а,Ь) = аЬз ( Σ х(а,к) х(Ь,к) ехр(3*2*х*к*Т*Т) ) к
Если в качестве кодовых последовательностей для селекции передаваемых данных применяются строки из этой кодовой матрицы, то также гарантируется, что передаваемые данные и при наличии ошибки по частоте могут хорошо селектироваться на стороне приемника. Это особенно справедливо в том случае, когда данные передаются по вышеуказанным каналам сигнализации от базовой станции на различные мобильные станции.
Вышеописанная оптимизация особенно идеальна в том случае, когда сформированные посредством расширения биты (или +1, -1) во времени передаются друг за другом. Это соответствует так называемой модуляции на основе двоичной фазовой манипуляции (ВР8К). При использовании так называемой модуляции на основе квадратурной фазовой манипуляции (0Р8К) также возможно одновременно передавать два двоичных значения. При этом одно двоичное значение передается посредством 1-составляющей (действительной составляющей или синфазной составляющей), а второе - посредством О-составляющей (мнимой составляющей или квадратурной составляющей) комплексного символа. Если должны накладываться друг на друга сигналы для нескольких мобильных станций, то соответствующие комплексные символы суммируются (то есть суммируются 1-составляющие и 0-составляющие). Мощность к определенному моменту времени получается тогда из мощности комплексного символа, она пропорциональна сумме квадратов I- и 0-составляющих. Чтобы получить по возможности сбалансированное распределение мощности, также желательно, чтобы сумма квадратов следующих друг за другом сумм столбцов была по возможности равномерной. Как уже показано выше, в случае ИМТ8 этого можно достичь тем, что значения сумм столбцов принимают, соответственно, значения 20, умноженное на 8 и на 4. Сбалансированное распределение можно, таким образом, достичь тем, что из двух столбцов, которые соотнесены с одним символом, один имеет значение 8, а другой - значение 4. В качестве суммы квадратов получается тогда постоянно 8x8+4x4=64+16=80, то есть совершенно равномерное распределение мощности. Таким образом, в этом случае достигается совершенно равномерное распределение мощности. Образцы выполненного поиска выбраны с тем, чтобы показать, выполняют ли они эти свойства. При этом найдены только два образца, которые представлены ниже.
Первый образец:
1/ 1( 1, 1, — 1, 1/ 1/ 1, 1, 1, -1, -1 г 1, 1, 1/ “Т 1, ~ 1, ~
1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, 1,
1, 1, 1, -1, -1
Второй образец:
-1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, “1, -1, 1, 1, -1, '1, -1, 1, -
1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, -1, -1-1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, 1,
1, 1, 1, 1, -1, -1
При этом образцы означают, соответственно, значения (+1 или -1), на которые умножены соответствующие строки матрицы. Эти значения умножаются на соответствующие строки оптимизированной по частоте матрицы. Эта матрица является оптимизированной матрицей, причем посредством перестановки столбцов достигается то, что максимум взаимной корреляции при ошибках корреляции является по возможности малым
- 9 011917
| Си,»1 | •1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | ( | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 |
| Са»1 | •1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | ι | 1 | 4 | 4 |
| Си.«Л1 | •1 | •ί | 4 | ί | 4 | 1 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Свод | ί | •ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| % 404 | •1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | ) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | |
| 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 5 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | |
| СиЯ! | 1 | 4 | 1 | 1 | ι | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | ι | 4 | 1 | ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 |
| Са»> | •ί | ί | 4 | ί | ( | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | ί | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | I | 1 | 4 |
| СаЯ1 | ι | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | |
| СвОД | •ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | ! | 1 | 1 | 4 | ί | 4 | ( | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | ί | ί | 4 | 4 | ί | ί | 4 | 1 | ( | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 |
| СщЛ» | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | ( | 4 | ! | ί | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | ί | 4 | ί | 4 | 4 | 4 |
| Ся.4.11 | 1 | 4 | ( | 1 | 1 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | •1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 |
| СвОД | •1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | ι | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 |
| Свод | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ϊ | ί | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | |
| •1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ( | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | Τ | |
| Св» К | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | ||
| СиОД | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | Г | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 1 |
| Сляг | •1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 5 | 4 | 4 | 5 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 |
| СвОД| | •1 | 4 | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | •1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | •1 | 4 | 4 | ί | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 |
| Сп»и | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Спяз | 1 | ί | 1 | 4 | ( | 1 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Свод | ι | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | •ι | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | •ί | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 |
| Са ОД | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 |
| Свод | -1 | 1 | I | I | ( | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 |
| Свод | ί | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ( | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 |
| Свод | ί | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | ( | ( | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | ( | 1 | 1 | 4 | ί | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 1 | 4 |
| Свод | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | •ι |
| 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | ( | 1 | 4 | ί | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | ! | ( | 1 | 4 | |
| Свод | •1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| Сп*й | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | ) | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | ί | ( | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | ( | 4 | ( | 4 | 1 |
| Свод | -1 | 1 | 1 | 4 | ( | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | ! | 4 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | 1 | ί | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Са«11 | •1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | ί | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | I | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 |
| £>ОД | ί | ( | 1 | ί | 4 | 4 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | ί | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | 1 | ί |
| Свод | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | ( | ( | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | ( | 1 | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 |
| Свод | ί | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ί | ί | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 |
| Свод | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | ! | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | ! | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 |
| Союз | -1 | 1 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | ι | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | ι | 1 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 1 |
| Свод | 1 | 4 | 1 | Ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ! | 4 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | ί | ί | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | ( | 4 | 1 |
| Свод | 1 | ί | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | ί | 1 | ί | 4 | 4 | ί | 1 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | ί | 4 |
| Смш | 1 | 1 | 4 | 1 | ί | 4 | ί | ί | 4 | 1 | 1 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | ί | 1 | ί | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | ί | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | и | 4 | 4 |
Тем самым получается, если первый образец применяется на предшествующей матрице, следующая кодовая матрица:
- 10 011917
Соответствующая другая кодовая матрица получается с применением второго образца.
В объем изобретения входят также радиостанции, в частности базовые станции и мобильные станции, которые выполнены таким образом, чтобы применять соответствующие изобретению кодовые последовательности, в частности, для реализации или передачи вышеназванных каналов сигнализации. При этом биты данных, подлежащие передаче по этим каналам сигнализации, могут умножаться на стороне передачи для достижения возможности лучшей селекции на соответствующие изобретению кодовые последовательности (то есть могут расширяться с их помощью). На стороне приема приемник, для лучшей селекции принимаемых сигналов, определяет корреляцию соответствующей изобретению кодовой последовательности с принимаемыми сигналами, то есть формирует корреляционные суммы и обрабатывает их соответствующим образом. Образование корреляционных сумм следует, например, как описано ниже, путем вычисления принимаемого сигнала Е. Возможность дальнейшей обработки заключается, например, в сравнении уровня сигнала с пороговым значением. Если оно превышено, то приемник определяет, что принята последовательность (кодовая последовательность), сопоставленная с ним, и оценивает полученную информацию. В примере канала Е-Н1СН системы ϋΜΤδ информационное содержание принятого сигнала соответствует сообщению АСК или ΝΑΟΚ базовой станции, передаваемому к мобильной станции в ответ на пакет данных, передаваемый от мобильной станции к базовой станции по каналу Е-ЭСН. Информация АСК или ΝΑΟΚ может сигнализироваться посредством знака принимаемого сигнала Е.
Ниже описаны примеры осуществления изобретения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:
фиг. 1 - упрощенное представление соединения восходящей линии связи или нисходящей линии связи, фиг. 2 - кодовая матрица, фиг. 3 - результат моделирования.
Фиг. 1 показывает два канала передачи данных (усовершенствованной восходящей линии связи) Еи0 и ЕИ1 от двух мобильных станций Μ80 и Μ81 к базовой станции В§ системы ϋΜΤδ.
Для установления или поддержания такой усовершенствованной восходящей линии связи предусмотрены каналы сигнализации Е-Н1СН0 и Е-Н1СН1 (канал указателя гибридного автоматического за
- 11 011917 проса повторной передачи (АВО) выделенного канала усовершенствованной восходящей линии связи) и каналы Е-КССН0 и Е-КССН1 (канал относительного разрешения выделенного канала усовершенствованной восходящей линии связи) в направлении от базовой станции В8 к мобильным станциям М80, М81.
Для того чтобы обеспечить возможность селекции на приемной стороне каналов сигнализации, реализованных от базовой станции В8 к мобильной станции М80, М81 внутри одного радиоканала (одинаковый временной и частотный ресурс) для различных мобильных станций М80, М81, на биты данных, подлежащие передаче по этим каналам сигнализации, на стороне передачи (на стороне базовой станции) накладываются различные кодовые последовательности.
Радиостанции (мобильные станции, базовые станции) выполнены с использованием аппаратных средств, например соответствующих приемных и/или передающих устройств, и/или соответствующих устройств обработки, и/или программного обеспечения таким образом, что для передачи данных применяются кодовые последовательности, соответствующие изобретению, в частности, подлежащие передаче данные умножаются на кодовые последовательности, соответствующие изобретению (расширяются), или принимаемые сигналы коррелируются с кодовыми последовательностями, соответствующими изобретению.
Дополнительно к расширению с использованием описанных кодовых последовательностей, может проводиться еще дополнительное расширение с использованием так называемых ортогональных последовательностей с переменным коэффициентом расширения (ОУ8Е), так как в случае системы ИМТ8 речь идет о системе СОМА. Это расширение производится только на уровне символов, то есть на очень коротком временном интервале, так что это расширение имеет лишь пренебрежимо малое влияние на свойства ошибок по частоте и упоминается здесь только для полноты описания.
Например, базовая станция содержит передающее устройство для передачи данных к различным пользователям и устройство обработки, которое выполнено таким образом, что к данным, которые направлены к различным пользователям, применяются различные кодовые последовательности, причем кодовые последовательности выбираются из кодовой матрицы, которая может быть получена посредством следующих этапов:
формирование матрицы Адамара длины п;
умножение строк матрицы Адамара на -1; перестановки столбцов матрицы Адамара.
Например, мобильная станция содержит приемное устройство для приема последовательности принимаемого сигнала и устройство обработки, которое выполнено таким образом, что последовательность принимаемого сигнала коррелируется с одной из вышеуказанных кодовых последовательностей.
Для лучшей селекции эти кодовые последовательности должны быть ортогональными друг к другу. Это означает, что приемник (например, мобильная станция), который сопоставляет сигнал с некоторой последовательностью (кодовой последовательностью), не получает сигнал, если передается другая последовательность (кодовая последовательность).
В этом случае принятый сигнал Е, если передатчик посылает последовательность (кодовую последовательность) 8, а приемник коррелирует принятый сигнал с последовательностью (кодовой последовательностью) е, определяется как
I при этом С(8,1) - ί-ый элемент применяемой на передающей стороне кодовой последовательности и С(е,1) ί-ый элемент применяемой на приемной стороне кодовой последовательности.
Таким образом (поскольку строки матрицы Адамара, применяемой для кодовых последовательностей, ортогональны друг другу), передачи для других пользователей на основе кодовой последовательности 8 не создают взаимных помех передачам для определенного пользователя, который ожидает данные на основе кодовой последовательности е. Эта совершенная ортогональность, однако, теряется, если сигналы имеют ошибку по частоте. Тогда справедливо соотношение
Б = ΣСМС(е,1) *г) * е72 /Τί * 0
I
При этом ί обозначает значение ошибки по частоте, ί(ί)=Τί - время, в которое передается ί-ый бит, Т длительность бита. Как обычно имеет место в обработке сигналов, вычисления осуществляются в комплексной форме. При этом исходят из того, что ί-ый символ передается к моменту времени Т, умноженному на 1. Это, строго говоря, имеет место только для случая, когда биты передаются последовательно друг за другом. Однако также возможно, например, передавать одновременно два бита, например, путем применения так называемого способа 1-О-мультиплексирования. то есть в одном комплексном передаваемом сигнале один бит передается как действительная составляющая, а другой - как мнимая составляющая. В этом случае одновременно передаются, соответственно, два бита, так что Т(1)=(ш1(1/2)*2+0,5)*Т. Здесь ίηΐ() обозначает целочисленную часть. Разница между этими обоими случаями составляет только 0,5Т, и в общем случае ею можно пренебречь, так что эта особенность далее не будет рассматриваться. Эквивалентная формулировка заключается в том, что оба бита ί и ί+1 символа
- 12 011917 (ί/2) передаются в момент времени ΐ*Τ. Разница между обоими ними составляет только смещение на 0,5*Т. Это смещение, однако, несущественно, оно привело бы только к смещению передач всех символов, однако, рассматриваемая задача инвариантна к смещению по времени.
Таким образом, передачи оказывают взаимное влияние, то есть когда данные передаются к мобильной станции на основе кодовой последовательности 8, то это создает помехи приему на мобильной станции, которая ожидает данные на основе кодовой последовательности е. Эти помехи благодаря настоящему изобретению поддерживаются низкими.
Было бы оптимальным, если бы можно было найти блоки (кодовые матрицы) ортогональных последовательностей (кодовых последовательностей), которые и при наличии ошибок по частоте имели бы хорошие свойства. В частности, в наихудшем случае вышеназванное влияние для наихудшей пары последовательностей должно было быть по возможности малым. Поэтому целью изобретения является также предложить способ генерации таких последовательностей и применение этих последовательностей для целей передачи.
Квадратные матрицы с η ортогональными строками также называются матрицами Адамара. В общем случае известен и широко применяется следующий принцип формирования матрицы Адамара длины 2η из матрицы длины η:
Исходя из матрицы Адамара Н2 длины 2 можно сформировать матрицы, длина которых равна степени двух
Кроме того, известны матрицы Адамара длины 20, из которых по этому принципу можно сформировать матрицы длиной 40, 80, 160....
На фиг. 3 приведено распределение корреляций при наличии ошибок по частоте, в частности, как известно из уровня техники (ИМТ8) и для предложенного способа с показанной выше улучшенной перестановкой столбцов (ор!) (группирование четных и нечетных столбцов). В качестве ошибки по частоте принято значение 200 Гц. По оси у отложены величины взаимной корреляции, они отсортированы по величине. Ось х соответствует, таким образом, числу пар, для которых рассчитывалась взаимная корреляция, причем это число сопоставлено с парой таким образом, что пары отсортированы по величине их взаимной корреляции.
Как показано на фиг. 3, распределение (апп.) корреляционных сумм при применении кодовой матрицы, оптимизированной таким образом, как показано на фиг. 2 (см. также п.3 формулы изобретения), теперь хорошо сбалансировано и не имеет, в частности при максимуме, никаких пиков. Распределение приближается к теоретически идеальной характеристике (Тйео.), при которой все побочные линии имеют одинаковое значение. В этом случае каждая корреляционная сумма имела бы значение 1,53. Однако этот идеальный случай, вследствие большого числа теоретически возможных корреляционных пар, практически недостижим. Но посредством оптимизации можно достичь значения, которое для практического применения имеет значение, довольно близкое к этому значению.
Как можно видеть, согласно уровню техники возникают 40 подобных линий со значением более 8. Согласно обеспечиваемому улучшению, максимум составляет только 6, и, кроме того, он возникает реже.
Можно видеть, что сумма квадратов всех подобных линий постоянна. Если вследствие этого максимумы снижаются, то вынужденным образом при меньших подобных линиях значения повышаются. Но по существу это - максимумы, которые определяют производительность системы. Это объясняется тем, что ошибка возникает именно там, где из-за помех взаимной корреляции принимаемое значение искажается. Это возникает главным образом из-за больших побочных максимумов, в меньшей степени из-за малых. Тем самым, возрастание меньших подобных линий (взаимных корреляций) является не только неизбежным, но и безопасным.
Claims (6)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Станция радиосвязи, содержащая процессор для генерации кодовой последовательности, которая описывается строкой кодовой матрицы, показанной ниже- 13 011917 данные, подлежащие передаче, накладывается кодовая последовательность, которая описывается стро-- 14 011917
- 3. Станция радиосвязи, содержащая передающее устройство для передачи данных к различным абонентским станциям, процессор, который конфигурирован таким образом, что на данные, которые направляются к абонентским станциям, накладываются различные кодовые последовательности, получен-
- 5. Станция радиосвязи по п.3 или 4, для которой абонентские станции реализованы как мобильные станции.
- 6. Станция радиосвязи, содержащая приемное устройство для приема последовательности принимаемого сигнала, процессор, конфигурированный таким образом, что последовательность принимаемого сигнала коррелируется с кодовой последовательностью, которая описывается строкой кодовой матрицы, показанной ниже- 15 011917
- 7. Станция радиосвязи по п.6, реализованная как мобильная станция.
- 8. Способ передачи данных от передающего устройства к различным абонентским станциям, причем на данные, направляемые к различным абонентским станциям, накладывают различные кодовые последовательности, которые получают из кодовой матрицы, показанной ниже
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005006893A DE102005006893B4 (de) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Funkstation und Verfahren zur Übertragung von Daten |
| PCT/EP2006/050677 WO2006087270A1 (de) | 2005-02-15 | 2006-02-06 | Codefolge und funkstation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200701747A1 EA200701747A1 (ru) | 2007-12-28 |
| EA011917B1 true EA011917B1 (ru) | 2009-06-30 |
Family
ID=36143420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200701747A EA011917B1 (ru) | 2005-02-15 | 2006-02-06 | Кодовая последовательность и станция радиосвязи |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8542664B2 (ru) |
| EP (1) | EP1849250A1 (ru) |
| JP (1) | JP5274024B2 (ru) |
| CN (1) | CN101120528B (ru) |
| AR (1) | AR052375A4 (ru) |
| CA (1) | CA2597656C (ru) |
| DE (1) | DE102005006893B4 (ru) |
| EA (1) | EA011917B1 (ru) |
| MX (1) | MX2007008824A (ru) |
| TW (1) | TWI379530B (ru) |
| UA (1) | UA94577C2 (ru) |
| WO (1) | WO2006087270A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200704688B (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101099323B (zh) * | 2004-11-10 | 2011-07-27 | 艾利森电话股份有限公司 | 用于减少码复用下行链路控制信道中的峰值功率的方法和设备 |
| DE102005006893B4 (de) | 2005-02-15 | 2011-11-24 | Siemens Ag | Funkstation und Verfahren zur Übertragung von Daten |
| EP2160858A4 (en) * | 2007-06-21 | 2012-06-27 | Korea Electronics Telecomm | METHOD FOR TRANSMITTING CONTROL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS |
| CN105706406B (zh) * | 2013-10-30 | 2019-07-26 | 三星电子株式会社 | 选择具有可变扩频因子的扩频序列的方法和*** |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6091760A (en) * | 1998-06-29 | 2000-07-18 | L-3 Communications Corporation | Non-recursively generated orthogonal PN codes for variable rate CDMA |
| US6466142B1 (en) * | 1999-01-13 | 2002-10-15 | Paolo Emilio Barbano | Method and apparatus for generating families of code signals using multi-scale shuffling |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4577402A (en) | 1984-06-13 | 1986-03-25 | Penn Engineering & Manufacturing Corp. | Stud for mounting and method of mounting heat sinks on printed circuit boards |
| US5151919A (en) | 1990-12-17 | 1992-09-29 | Ericsson-Ge Mobile Communications Holding Inc. | Cdma subtractive demodulation |
| MY112371A (en) | 1993-07-20 | 2001-05-31 | Qualcomm Inc | System and method for orthogonal spread spectrum sequence generation in variable data rate systems |
| US5721667A (en) | 1996-03-27 | 1998-02-24 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Load center interior attachment |
| US5969937A (en) | 1996-03-27 | 1999-10-19 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Snap-on basepan system |
| US6724741B1 (en) * | 1998-06-29 | 2004-04-20 | L-3 Communications Corporation | PN code selection for synchronous CDMA |
| FR2785118B1 (fr) * | 1998-10-26 | 2004-06-18 | Cit Alcatel | Canal module d'acquisition et de poursuite pour un systeme de radiocommunications |
| FI107094B (fi) * | 1999-05-10 | 2001-05-31 | Nokia Mobile Phones Ltd | Menetelmä päivittää koodigeneraattorin lineaarinen palautesiirtorekisteri |
| US6226184B1 (en) | 1999-10-22 | 2001-05-01 | Sun Microsystems, Inc. | Enclosure mounted heat sink |
| CN101099323B (zh) * | 2004-11-10 | 2011-07-27 | 艾利森电话股份有限公司 | 用于减少码复用下行链路控制信道中的峰值功率的方法和设备 |
| DE102005005696B4 (de) * | 2005-02-08 | 2014-05-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Funkstation zur Übertragung von Daten |
| DE102005006893B4 (de) | 2005-02-15 | 2011-11-24 | Siemens Ag | Funkstation und Verfahren zur Übertragung von Daten |
-
2005
- 2005-02-15 DE DE102005006893A patent/DE102005006893B4/de active Active
-
2006
- 2006-02-06 MX MX2007008824A patent/MX2007008824A/es not_active Application Discontinuation
- 2006-02-06 EA EA200701747A patent/EA011917B1/ru unknown
- 2006-02-06 UA UAA200709280A patent/UA94577C2/ru unknown
- 2006-02-06 US US11/884,368 patent/US8542664B2/en active Active
- 2006-02-06 JP JP2007555574A patent/JP5274024B2/ja active Active
- 2006-02-06 CA CA2597656A patent/CA2597656C/en active Active
- 2006-02-06 CN CN200680004948.8A patent/CN101120528B/zh active Active
- 2006-02-06 EP EP06708025A patent/EP1849250A1/de not_active Withdrawn
- 2006-02-06 WO PCT/EP2006/050677 patent/WO2006087270A1/de active Application Filing
- 2006-02-10 TW TW095104548A patent/TWI379530B/zh active
- 2006-02-15 AR ARM060100529A patent/AR052375A4/es active IP Right Grant
-
2007
- 2007-06-05 ZA ZA200704688A patent/ZA200704688B/xx unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6091760A (en) * | 1998-06-29 | 2000-07-18 | L-3 Communications Corporation | Non-recursively generated orthogonal PN codes for variable rate CDMA |
| US6466142B1 (en) * | 1999-01-13 | 2002-10-15 | Paolo Emilio Barbano | Method and apparatus for generating families of code signals using multi-scale shuffling |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GERAKOULIS D. ET AL.: "Extended orthogonal code designs with applications in CDMA" SPREAD SPECTRUM TECHNIQUES AND APPLICATIONS, 2000 IEEE SIXTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON 6-8 SEPTEMBER 2000, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, vol. 2, 6 September 2000 (2000-09-06), pages 657-661, XP010516660 ISBN: 0-7803-6560-7 paragraphs [0002], [APPENDIX] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2597656A1 (en) | 2006-08-24 |
| MX2007008824A (es) | 2007-09-07 |
| EA200701747A1 (ru) | 2007-12-28 |
| CN101120528A (zh) | 2008-02-06 |
| EP1849250A1 (de) | 2007-10-31 |
| WO2006087270A1 (de) | 2006-08-24 |
| TWI379530B (en) | 2012-12-11 |
| US20080137617A1 (en) | 2008-06-12 |
| JP2008530924A (ja) | 2008-08-07 |
| UA94577C2 (ru) | 2011-05-25 |
| AR052375A4 (es) | 2007-03-14 |
| ZA200704688B (en) | 2008-09-25 |
| CA2597656C (en) | 2014-07-08 |
| TW200644462A (en) | 2006-12-16 |
| JP5274024B2 (ja) | 2013-08-28 |
| US8542664B2 (en) | 2013-09-24 |
| DE102005006893B4 (de) | 2011-11-24 |
| DE102005006893A1 (de) | 2006-08-24 |
| CN101120528B (zh) | 2012-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2019200710B2 (en) | Multi-user code division multiple access communication method, and corresponding transmitter and receiver | |
| CN1186888C (zh) | 减少通信信号如采用***的导频码元的无线通信信号中的幅度变化和干扰的方法和装置 | |
| EP2171897B1 (en) | Low par zero auto-correlation zone sequences for code sequence modulation | |
| US20020172264A1 (en) | Partly orthogonal multiple code trees | |
| KR20010071698A (ko) | 다중 전송률 코드 분할 다중 접속의 비 재귀적으로 생성된직교 의사 잡음 코드 | |
| WO2016062120A1 (zh) | 码分多址接入的多用户通信方法及装置 | |
| KR101079747B1 (ko) | 주파수 방향 및 시간 방향으로 2차원 데이터를 확산시키기위해 완전보수 코드 행렬을 이용하여 다중접속 ｃｄｍａ시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법, 송신기 및수신기 | |
| US6331997B1 (en) | Scheme for spread spectrum multiple access coding | |
| US6574269B1 (en) | Asymmetric orthogonal codes for wireless system receivers with multiplication-free correlators | |
| CN106160787A (zh) | 一种数据传输方法及装置 | |
| JP2002033716A (ja) | Ｃｄｍａ拡散方法およびｃｄｍａ端末装置 | |
| CN101674120A (zh) | 一种多用户波束赋形方法及设备 | |
| EA011917B1 (ru) | Кодовая последовательность и станция радиосвязи | |
| KR100643745B1 (ko) | 한점 직교 및 ｚｃｄ 구간을 갖는 단극성 코드를 이용하는ｏｏｋ-ｃｄｍａ 기반의 유무선 통신 시스템 및 그 방법 | |
| US20030118083A1 (en) | Large area wireless CDMA system and method | |
| CA2301312C (en) | A scheme for spread spectrum multiple access coding | |
| CN101438524B (zh) | 一种分组时间、空间、频率多地址编码方法 | |
| US20030067964A1 (en) | Code-division-multiple-access system using zero correlation window | |
| KR100955959B1 (ko) | 코드 시퀀스와 무선국 | |
| US20020057727A1 (en) | Code-division-multiple-access transmitter with zero correlation window | |
| US7609749B1 (en) | Method and apparatus for generating non-recursive variable rate orthogonal spreading codes | |
| KR100698107B1 (ko) | 공통 패킷 채널의 전송 장치 및 방법 | |
| RU2003121399A (ru) | Способ и устройство для присвоения кодов в системе беспроводной связи с расширенным спектром | |
| KR20020034775A (ko) | 다차원 신호 설계와 이를 이용한 자기 간섭 제거알고리즘의 설계 방법 | |
| JP2006197519A (ja) | Ｃｄｍａ送信装置、ｃｄｍａ受信装置、ｃｄｍａ送受信装置、ｃｄｍａ伝送方法 |