FI122314B - Päätelaite ja menetelmä sen käyttämiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

PÄÄTELAITE JA MENETELMÄ SEN KÄYTTÄMISEKSI LANGATTOMASSA TIETOLIIKENNEJÄRJESTELMÄSSÄ

Esillä oleva keksintö liittyy päätelaitteeseen ja menetelmään sen käyttämiseksi.

5 Langattomat tietoliikennejärjestelmät käsit täen solukko-, satelliitti- ja pisteestä pisteeseen tietoliikennejärjestelmät käyttävät langattomia yhteyksiä, jotka käsittävät moduloidun radiotaajuisen (RF) signaalin datan lähettämiseksi kahden järjestelmän vä-10 Iillä. Langattoman yhteyden käyttö on toivottavaa monesta syystä, kuten parantuneesta liikkuvuudesta ja pienentyneestä infrastruktuuri-investoinneista verrattuna langallisiin tietoliikennejärjestelmiin. Eräs langattomien järjestelmien haitta on rajoitettu määrä 15 kapasiteettia, joka johtuu rajoitetusta RF- kaistanleveyden määrästä. Tämä rajoitettu tietoliikennekapasiteetti on vastakohta langallisiin tietoliikennejärjestelmiin, joissa ylimääräistä kapasiteettia voidaan lisätä asentamalla uusia langallisia kytkentä-20 jä.

Tunnistaen RF-kai stanieveyden rajoittuneen luonteen, useita signaalinkäsittelytekniikoita on kehitetty saatavilla olevan RF-kaistanleveyden käyttämiseksi tehokkaammin. Eräs laajasti hyväksytty esimerkki 25 tällaisesta kaistanleveyden tehokkaasta signaalinkä sittelystä on IS-95 iImanli i t änt ästandardin ja sen johdannaisten, kuten IS-95-A ja ANSI J-STD-008 kautta ^ (kutsutaan tästä eteenpäin yhteisesti IS-95- ^ standardiksi), jonka on julkaissut tietoliikenneteol- cn 9 30 lisuusyhdistys (TIA) ja jota käytetään ensisijaisesti ^ matkapuhelinj ärj estelmissä. IS-95-standardi liittää ir koodi j akomonipääsyisen (CDMA) signaalimodulaatiotek-

CL

^ niikan useiden samanaikaisten yhteyksien aikaansaami- seksi samanaikaisesti samalla RF-kaistalla. Yhdistet-c\i §) 35 tynä tehokkaaseen tehonohjaukseen useiden yhteyksien toteuttaminen samalla kaistalla kasvattaa puheluiden ja muiden yhteyksien kokonaismäärää, jotka muodoste- 2 taan langattomassa tietoliikennejärjestelmässä kasvattamalla taajuuden uudelleenkäyttöä muiden tekijöiden kanssa verrattuna perinteisiin langattomiin tietoliikenneteknologioihin . CDMA-tekniikoiden käyttö moni-5 pääsytietoliikennej ärj estelmässä esitetään patenttijulkaisussa US 4,901,307, "Spread Spectrum Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters", ja patenttijulkaisussa US 5,103,459, "System And Method For Generating Signal Waveforms In A CDMA Cellular 10 Telephone System", joissa molemmissa on hakijan sama kuin tässä hakemuksessa ja jotka molemmat liitetään tähän viittauksella.

Kuvio 1 esittää erittäin yksinkertaistetun esimerkin standardin IS-95 mukaisesta järjestelmästä. 15 Toiminnan aikana päätelaitteet lOa-d muodostavat langattomia yhteyksiä muodostamalla yhden tai useamman RF-liitännän yhden tai useamman tukiaseman 12a-d kanssa käyttäen CDMA-moduloituja RF-signaaleita. Jokainen RF-liitäntä tukiaseman 12 ja tilaajayksikön 10 välillä 20 esittää lähtökanavasignaalin, joka lähetetään tukiasemalta 12, ja paluukanavasignaalin, joka lähetetään tilaajayksiköltä . Käyttäen näitä RF-liitäntöjä tietoliikenneyhteys toisen kanssa toteutetaan yleensä matkapuhelinkeskuksella (MTSO) 14 ja yleisellä kytkentäisellä 25 puhelinverkolla (PSTN) 16. Yhteydet tukiasemien 12, MTSO:n 14 ja PSTN:n 16 välillä muodostetaan usein langallisia yhteyksiä käyttäen, vaikka y1imääräisten RF-tai mikroaaltolinkkien käyttö on myös tunnettua.

O

cm IS-95-standardin mukaisesti jokainen tilaaja- i 0 30 laite 10 lähettää käyttäj ädataa yksittäisen kanavan ^ kautta ei-koherenttia paluukanavaaignaalia maksimida- 1 tanopeudella 9,6 tai 14,4 kbit/s riippuen valitusta nopeusasetuksesta. Ei-koherentti yhteys on yksi, jossa vaiheinformaatiota ei käytetä vastaanottavassa järjesti 35 telmässä. Koherentissa yhteydessä vastaanotin käyttää σ> hyväkseen tietoa kantoaaltosignaalin vaiheista käsittelyn aikana. Vaiheinformaatio tyypillisesti on alus- 3 tussignaalissa, mutta se voidaan estimoida lähetetystä datasta· IS-95-standardi kutsuu 64 Walsh-koodia, jotka jokainen käsittävät 64 alibittiä, käytettäväksi lähtö-kanavalla .

5 Yksittäisen kanavan ei-koherentin paluu kanavaa ignaal in käyttö maksimidatanopeudella 9,6 tai 14,4 kbit/s, kuten määritetään standardissa IS-95, sopii langattomiin solukkopuhelinj ärj estelmiin, joissa tyypilliset tietoliikenneyhteydet käsittävät digi-10 toidun äänen tai pieninopeuksisen digitaalisen datan, kuten faksin lähetyksen. Ei-koherentti paluukanava valittiin, koska järjestelmässä, jossa voi enimmillään 80 tilaajalaitetta 10 olla yhteydessä tukiasemaan 12 siten, että kullekin on allokoitu 1,2288 MHz:n kais-15 tanleveys, edellyttäen, että alustusdata lähetyksessä kultakin tilaajayksiköltä 10 olennaisesti lisää häiriötä kultakin tilaajayksiköltä 10 toiselle. Lisäksi datanopeuksilla 9,6 tai 14,4 kbit/s alustusdatan lähetystehon suhde käyttäjädataan on merkittävä ja täten 20 myös kasvattaa tilaaj ien välistä häiriötä. Yksikanavaisen paluukanavasignaalin käyttö valittiin, koska pitäytyminen vain yhdentyyppiseen yhteyteen kerrallaan on yhtäpitävää langallisten puhelimien käytössä, oletus, johon nykyiset langattomat puhelinjärjestelmät 25 perustuvat. Lisäksi yhden kanavan käsittely on yksinkertaisempaa kuin usean kanavan käsittely.

Digitaalisen tietoliikenteen kehittyessä da- tan langattoman lähettämisen tarve sovelluksessa, ku-o ^ ten interaktiivisessa tiedoston selaamisessa ja video- cp 30 konferensseissa oletetaan kasvavan olennaisesti. Tämä lisäys muuntaa tapaa, jolla langattomia järjestelmiä käytetään, ja olosuhteita, joissa niihin liittyviä RF-

CL

liitäntöjä toteutetaan. Erityisesti dataa lähetetään oo suuremmilla maksiminopeuksi11a ja useammalla mahdolli- C\| g 35 sella nopeudella. Lisäksi luotettavampi lähetys tulee 2 tarpeelliseksi, koska virheet datan lähetyksessä sal livat pienempiä toleransseja kuin virheet audioäänen 4 lähetyksessä. Lisäksi datatyyppien määrän lisääntyminen luo tarpeen lähettää useantyyppistä dataa samanaikaisesti. Esimerkiksi voi olla tarpeen vaihtaa datatiedostoa ja samalla ylläpitää audio- tai videoliitän-5 tää. Lisäksi lähetyksen nopeus tilaajayksiköltä kasvattaa tukiaseman 12 kanssa kommunikoivien tilaajayk-siköiden 10 määrää suhteessa RF-kaistanleveyteen sen vähentyessä, koska suuremmat datalähetysnopeudet aiheuttavat datan käsittelykapasiteetin täyttämisen vähem-10 millä tilaajalaitteilla. Joissakin tilanteissa nykyi-nen IS-95 mukainen paluukanava ei sovi ideaalisti näihin kaikkiin muutoksiin. Siksi esillä oleva keksintö liittyy suuremman datanopeuden, tehokkaamman kaistanleveyden omaavan CDMA-1iitännän aikaansaamiseksi, jon-15 ka liitännän kautta monentyyppisiä tietoliikenneyhteyksiä voidaan toteuttaa.

Esillä olevan keksinnön eräässä sovelluksessa muodostetaan tilaajalaite tai muu lähetin käyt ett äväk-si langattomassa tietoliikennejärjestelmässä, joka ti-20 laajalaite käsittää useita informaatiodatan informaatiolähteitä; kooderin informaatiodatan koodaamiseksi; useita ohjausdatan ohj auslähteitä; ja modulaattorin koodatun informaat iodatan ja ohj ausdatan moduloimiseksi yhdeltä tai useammalta ohj auslähteeltä suhteessa 25 eri modulaatiokoodeihin lähetettäväksi kantosignaalil-la, jolloin modulaattori on järjestetty yhdistämään koodattu informaatiodata yhdeltä informaatiolähteeltä ^ koodattuun ohjausdataan ennen kuin ne annetaan lähtöön ^ lähetettäväksi.

σ> 30 Esillä olevan keksinnön eräässä sovelluksessa ? muodostetaan tukiasema tai vastaava vastaanotin käy-

Ee tettäväksi langattomassa tietoliikenne j är j estelmässä,

CL

^ joka tukiasema käsittää: vastaanottimen kantosignaalin vastaanottamiseksi usealta informaatiolähteeltä vas-

(M

§ 35 taavilla eri moduulatiokoodeilla moduloidun informaa- ? tiodatan erottamiseksi ja usealta ohj auslähteeltä saa dun eri modulaatiokoodeilla moduloidun yhden tai use- 5 ämmän ohjausdatan erottamiseksi siitä, jolloin koodattu informaatiodata yhdeltä informaatiolähteeltä on yhdistetty koodattuun ohjausdataan; demodulaattorin koodatun informaatiodatan ja ohjausdatan demoduloimiseksi 5 vastaavilta eri modulaatiokoodeilta; ja dekooderin koodatun informaatio- ja ohjausdatan dekoodaamiseksi.

Esillä olevan keksinnön eräässä toisessa sovelluksessa muodostetaan menetelmä ohjausdatan, funda-mentaalidatan ja lisädatan lähettämiseksi ensimmäiselle» tä tilaajalaitteelta tilaajalaitejoukossa tukiasemaan, joka on yhteydessä tilaajalaitteiden kanssa, jossa menetelmässä: a) moduloidaan lisädata ensimmäisellä

Walsh-koodilla; b) moduloidaan fundamentaalidätä toisella Walsh-koodilla; ja c) moduloidaan ohjausdata 15 kolmannella Walsh-koodilla, jossa ensimmäinen Walsh-koodi on lyhyempi kuin toinen Walsh-koodi ja toinen Walsh-koodi on lyhyempi kuin kolmas Walsh-koodi.

Esillä olevan keksinnön eräässä sovelluksessa tuodaan esiin menetelmä datan lähettämiseksi tilaaja-20 laitteelta käytettäväksi langattomassa tietoliikenne-j ärj estelmässä, jossa menetelmässä: vastaanotetaan informaatiodata usealta informaatiolähteeltä; koodataan informaatiodata; vastaanotetaan dataa usealta ohjaus-lähteeltä; ja moduloidaan koodattu informaatiodata ja 25 ohjausdata yhdeltä tai useammalta ohjauslähteeltä vastaavilla eri modulaatiokoodeilla lähetettäväksi kan-tosignaalilla, jolla koodattu informaatiodata yhdeltä ς informaatiolähteeltä yhdistetään koodattuun ohjausda- ^ taan ennen kuin ne annetaan lähtöön lähetettäväksi.

σ> 9 30 Esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mu- kaisesti j oukko yksilöllisiä vahvistussäädettyj ä ti-I laajakanavia muodostetaan käyttäen joukkoa ortogonaa- qq lisiä aiikanavakoode j a, joissa on pieni määrä PN- oi hajautusalibittejä ortogonaalista aaltomuotoj aksoa §> 35 varten. Lähettävä data yhdellä tai useammalla lähetys-

CD

kanavalla on matalakoodisella nopeusvirhekorjauksella koodattua ja sen sekvenssi on toistettu ennen modu- 6 lointia yhdellä alikanavakoodeista, vahvistus säädetty ja summattu muilla aiikanavakoodei11a moduloituun dataan. Saatu summattu data moduloidaan käyttäen käyttäjän pitkäkoodista ja näennäissatunnaista hajautuskoo-5 dia (PN-koodia) ja ylösmuunnetaan lähetettäväksi. Lyhyiden ortogonaalikoodien käyttö muodostaa häiriövai-mennuksen ja samalla sallii ylimääräisen virheenkor-j auskoodauksen ja toiston aikahaj autusta varten Ra-leigh-häipymisen voittamiseksi, joka häipyminen ylei-10 sesti esiintyy langattomissa maanpäällisissä järjestelmissä . Esillä olevan keksinnön esimerkkisovelluksessa joukko alikanavakoodej a yhdistetään nelj ään Walsh-koodiin, jotka jokainen ovat ortogonaalisiä jäljelle jäävän joukon ja neljän alibitin keston ajan. 15 Pienen alikanavamäärän (esim. neljän) käyttö on edullista, koska se sallii lyhyempien ortogonaalisten koodien käytön, vaikkakin suuremman kanavamäärän käyttö ja siten pitempien koodien käyttö on yhtäpitävää keksinnön kanssa. Esillä olevan keksinnön eräässä toises-20 sa sovelluksessa pituus tai alibittien määrä kussakin alikanavakoodissa on eri, jolloin voidaan edelleen vähentää huippu-keskiarvolähetystehoa.

Esillä olevan keksinnön eräässä edullisessa sovelluksessa alustusdata lähetetään ensimmäisellä lä-25 hetyskanavalla ja tehonohjausdata lähetetään toisella lähetyskanavalla. Jäljelle jäävät kaksi lähetyskanavaa käytetään ei-spesifioidun digitaalisen datan käsittäen g käyttäjändatan tai signaalidätän tai molemmat lähettä- ^ miseen. Esimerkkisovelluksessa toinen ei-spesifioi- 05 9 30 duista lähetyskanavista konfiguroidaan BPSK-moduloin- tia ja lähetystä varten neliökanavalla.

Ee Esillä olevan keksinnön muodot, tavoitteet ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtai-oj sesta kuvauksesta, joka annetaan alla esillä olevan

CM

§5 35 keksinnön sovelluksesta ottaen huomioon piirustukset, 05 ...

]oissa viitenumerot ovat kauttaaltaan samat: 7

Kuvio 1 on lohkokaavio solukkopuhelinj ärj es- telmästä;

Kuvio 2 on lohkokaavio tilaajayksiköstä ja tukiasemasta, jotka on konfiguroitu esillä olevan kek-5 sinnön esimerkkisovelluksen mukaisesti;

Kuvio 3 on lohkokaavio BPSK-kanavakooderista ja QPSK-kanavakooderista, jotka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön esimerkkisovelluksen mukaisesti;

Kuvio 4 on lohkokaavio lähetyssignaalin kä-10 sittelyjärjestelmästä, joka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön esimerkkisovelluksen mukaisesti;

Kuvio 5 on lohkokaavio vastaanoton käsittelyjärjestelmästä, joka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; 15 Kuvio 6 on lohkokaavio osoitinkäsittelyj är- jestelmästä, joka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti;

Kuvio 7 on lohkokaavio BPSK-kanavadekoorista ja QPSK-kanavadekooderista, jotka on konfiguroitu 20 esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; ja

Kuvio 8 on lohkokaavio lähetys s ignaalin käsittelyjärjestelmästä, joka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön toisen esimerkinomaisen sovelluksen 25 mukaisesti;

Kuvio 9 on lohkokaavio osoitinkäsittelyj är-jestelmästä, joka on konfiguroitu esillä olevan kek-o sinnön erään sovelluksen mukaisesti;

CM

^ Kuvio 10 on lohkokaavio lähetyssignaalin kä- 30 sittelyjärjestelmästä, joka on konfiguroitu esillä si- olevan keksinnön erään toisen sovelluksen mukaisesti; | Kuvio 11 on lohkokaavio koodauksesta, joka qq toteutetaan fundamentaalikanavalla konfiguroituna (M esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti;

(M

35 Kuvio 12 on lohkokaavio koodauksesta, joka O) toteutetaan f undament aa1ikanava11a konfiguroituna esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; 8

Kuvio 13 on lohkokaavio koodauksesta, joka toteutetaan lisäkanavalla konfiguroituna esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; ja

Kuvio 14 on lohkokaavio koodauksesta toteu-5 tettuna ohj auskanavalle, joka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti.

Uusi ja parannettu menetelmä ja laite suuri-nopeuksista langatonta CDMA-yhteyttä varten kuvataan langattoman tietoliikennej ärj estelmän lähetysosan pa-10 luukanavalla. Vaikka keksintö voidaan mukauttaa käytettäväksi useasta pisteestä yhteen pisteeseen paluu-kanavalähetyksiin langattomassa matkapuhelinjärjestel-mässä, esillä olevaa keksintöä voidaan samalla tavalla soveltaa lähtökanavan lähetyksiin. Lisäksi useat muut 15 langattomat tietoliikennejärjestelmät hyötyvät keksinnöstä käsittäen satelliittiperustäiset langattomat tietoliikennej ärj estelmät, pisteestä pisteeseen langattomat tietoliikennej ärj estelmät ja järjestelmät, jotka lähettävät radiotaajuussignaaleita koaksiaali-20 tai muita laajakaistakaapeleita käyttäen.

Kuvio 2 on lohkokaavio paluu- ja lähetysjärjestelmistä, jotka on konfiguroitu tilaajalaitteeksi 100 ja tukiasemaksi 120. Ensimmäinen datajoukko (BPSK-dataa) vastaanotetaan BPSK-kanavakooderilla 103, joka 25 generoi koodimerkkij onon, joka on konfiguroitu BPSK-modulointia varten ja joka datajoukko vastaanotetaan modulaattorilla 104. Toinen datajoukko (QPSK-dataa) o vastaanotetaan QPSK-kanavakooderilla 102, joka generoi ^ koodimerkkijonon, joka on konfiguroitu QPSK- ^ 30 modulointia varten, joka myös vastaanotetaan modulaat- torilla 104. Lisäksi modulaattori 104 vastaanottaa te-

X

g honohjausdataa ja alustusdataa, jotka moduloidaan oo käyttäen BPSK- ja QPSK-koodattua dataa koodijako- sr monipääsyisen (CDMA) tekniikan mukaisesti modulaa- 05 g 35 tiomerkkijoukon, joka vastaanotetaan RF- käsittelylaitteistolia 106, generoimiseksi. RF-käsittelyjärjestelmä 106 suodattaa ja ylösmuuntaa mo- 9 dulaatiomerkit kantotaajuudelle lähetettäväksi tukiasemaan 120 käyttäen antennia 108. Vaikka vain yksi tilaajalaite 100 esitetään, useat tilaajalaitteet voivat olla yhteydessä tukiasemaan 120.

5 Tukiasemassa 120 RF-käsittelyjärjestelmä 122 vastaanottaa lähetetyt RF-signaalit antennilla 121 ja kaistanpäästösuodattaa, alasmuuntaa peruskaistalle ja digitoi ne. Demodulaattori 124 vastaanottaa digitoidut signaalit ja demoduloi ne CDMA-tekniikan mukaisesti 10 muodostaakseen tehonohjaus, BPSK- ja QPSK-pehmeän päättelyn dataa. BPSK-kanavakooderi 128 dekoodaa BPSK-pehmeän päättelyn dataa, joka vastaanotettiin demodu-laattorilta 124 parhaan estimaatin BPSK-datasta saamiseksi , ja QPSK-kanavadekooderi 126 dekoodaa QPSK-15 pehmeän päättelyn dataa, joka vastaanotettiin demodu-laattorilta 124 muodostaakseen parhaan estimaatin QPSK-datasta. Paras estimaatti ensimmäisestä ja toisesta datajoukosta on tämän jälkeen saatavilla lisäkä-sittelyä varten tai välitettäväksi seuraavaan määrän-20 päähän ja vastaanotettu tehonohjausdata käytetään joko suoraan tai dekoodauksen jälkeen lähetystehon säätämiseksi lähtökanavalla, jota käytetään datan lähettämiseen tilaajalaitteeseen 100.

Kuvio 3 on lohkokaavio PBSK-kanavakooderista 25 103 ja QPSK-kanavakooderista 102 konfiguroituna esillä olevan keksinnön e s ime rkk i s ove1luksen mukaisesti.

BPSK-kanavakooderissa 103 BPSK-data vastaanotetaan q CRC-tarkistussummageneraattorilla 130, joka generoi

CVJ

. tarkistussumman kullekin 20 ms kehykselle ensimmäises- 9 30 sä datajoukossa. Datakehys yhdessä CRC-tarkistussumman kanssa vastaanotetaan lopetusbittigeneraattorilla 132, ir joka lisää lopetusbitit käsittäen kahdeksan loogista oq nollaa kunkin kehyksen loppuun muodostaakseen tunnetun c\j tilan dekoodausprosessin loppuun. Kehys käsittäen lo- 8> 35 petusbitit ja CRC-tarkistussumman vastaanotetaan kon- O) ^ voluutiokooderilla 134, joka toteuttaa vakiomittaisen (K) 9, nopeudella (R) 1/4 konvoluutiokoodauksen gene- 10 roiden siten koodimerkit nopeudella, joka on neljä kertaa kooderin tulonopeus (ER) . Vaihtoehtoisesti muita koodausnopeuksia käytetään käsittäen nopeuden 1/2, mutta nopeuden 1/4 käyttö on suositeltua johtuen sen 5 optimaalisista kompleksisuusominaisuuksista. Lohkoii-mittäjä 136 limittää bitit koodimerkeissä muodostaakseen aikahaj autuksen lähetyksen luotettavuuden parantamiseksi nopeasti häipyvissä ympäristöissä. Saadut limitetyt merkit vastaanotetaan muuttuvan aloituspis-10 teen toistimella 138, joka toistaa limitetyt merkkise-kvenssit riittävän monta kertaa NR muodostaakseen va-kionopeuksisen merkkijonon, joka vasta lähtökehyksiä, joilla on vakio määrä merkkejä. Merkkisekvenssien toistaminen myös lisää aikahajautusta datalle häipymi-15 sen voittamiseksi. Esimerkkisovelluksessa vakiomäärä merkkejä vastaa 6144 merkkiä kussakin kehyksessä, mikä tekee merkkinopeudeks i 307,2 kilomerkkiä sekunnissa (ksps). Lisäksi toistin 138 käyttää eri aloituspisteitä toiston aloittamiseksi kullakin merkkisekvenssillä. 20 Kun Nr:n arvo, joka tarvitaan 6144 merkin kehystä kohden generoimiseksi ei ole kokonaisluku, lopullinen toisto toteutetaan vain osalle merkkisekvenssiä. Saatu toistettu merkkijoukko vastaanotetaan PBSK-sovittimeen 13 9, joka generoi BPSK-koodimerkkijonon (BPSK) +1 ja 25 -1 arvoille suorittaakseen BPSK-moduloinnin. Vaihtoeh toisesti toistin 138 asetetaan ennen lohkoiimitintä 136 siten, että lohkolimitin 136 vastaanottaa saman o määrän merkkejä kullekin kehykselle.

d) QPSK-kanavakooderista 102 QPSK-data vastaan- o ' 30 otetaan CRC-tarkistesummageneraattorilla 140, joka ge- neroi tarkistesumman kullekin 20 ms:n kehykselle. Ke-

X

£ hys sisältäen CRC-tarkistesumman vastaanotetaan koodxn oo lopetusbittigeneraattorilla 142, joka lisää kahdeksan

\J

lopetusbitin joukon loogisia nollia kehyksen loppuun.

S 35 Kehys, joka nyt sisältää koodin lopetusbitit ja CRC- ^ tarkistesumman, vastaanotetaan konvoluutiokooderissa 144, joka toteuttaa arvoilla K=9, R=l/4 konvoluu- 11 tiokoodauksen generoiden täten merkit nopeudella, joka on neljä kertaa kooderin tulonopeus (ER) . Lohkoiimitin 146 limittää bitit merkeissä ja saadut limitetyt merkit vastaanotetaan muuttuvan aloituspisteen toistimel-5 la 148. Muuttuvan aloituspisteen toistin 148 toistaa limitetyt merkkisekvenssit riittävän monta kertaa NR käyttäen eri aloituspisteitä merkkisekvenssissä kutakin toistoa varten generoidakseen 12,288 merkkiä kullekin kehykselle tehden koodimerkkinopeudeksi 614,4 10 kilisymbolia sekunnissa (ksps). Kun NR ei ole kokonaisluku, lopullinen toisto toteutetaan vain osalle merk-kisekvenssiä. Saadut toistetut merkit vastaanotetaan QPSK-sovittimellä 149, joka generoi QPSK-koodimerkkij onon konfiguroituna toteuttamaan QPSK-15 moduloinnin käsittäen tulovaiheen QPSK- koodimerkki jonon arvoja +1 ja -1 (QPSKj) ja neliövai-heen QPSK-merkkijonon arvoja +1 ja -1 (QPSKQ) . Vaihtoehtoisesti toistin 148 asetetaan ennen limitintä 146 siten, että lohkolimitin 146 vastaanottaa saman määrän 20 merkkejä kullekin kehykselle.

Kuvio 4 on kuvion 2 modulaattorin 104 lohko-kaavio konf iguroituna esillä olevan keksinnön sovelluksen mukaisesti. BPSK-merkit BPSK-kanavakooderilta 103 kukin moduloidaan Walsh-koodilla W2-käyttäen kerto-25 jaa 150b ja QPSK,.- ja QPSKg-merkit QPSK - kanavakoode r i 1 -ta 102 kukin moduloidaan Walsh-kooderilla W3 käyttäen kertojia 150c ja 154d. Tehonohjausdata (PC) moduloi-o daan Walsh-koodilla Wx käyttäen kertojaa 150a. Vahvis-

(M

^ tuksensäätö 152 vastaanottaa alustusdataa (PILOT), jo- ^ 30 ka edullisesti käsittää loogisen tason liittyen posi- tiiviseen jännitteeseen ja säätä amplitudin vahvistuk- | sen säätökertoimen A0 mukaisesti. Alustussignaali ei oo anna käyttäjän dataa, mutta sen sijaan tarjoaa vaihe- v ja amplitudi-informaation tukiasemalle siten, että se g> 35 voi koherentisti demoduloida jäljelle jäävillä ali- kanavilla kuljetetun datan ja skaalata pehmeän päättelyn lähdön arvot yhdistämistä varten. Vahvistuksen 12 säätö 154 säätää amplitudin Walsh-koodista Wx moduloituna tehonohjausdatalla vahvistuksensäätökertoimen A1 mukaisesti ja vahvistuksensäätö 156 säätää amplitudin Walsh-koodilla W2 moduloituna BPSK-kanavadatalla vah-5 vistusmuuttuja A2 mukaisesti. Vahvistuksensäätö 158a ja b säätää amplitudia tulovaiheessa ja neliövaiheessa Walsh-koodilla W3 moduloituna QPSK-merkeillä vastaavasti vahvistuksensäätökertoimen A3 mukaisesti. Esillä olevan keksinnön edullisessa sovelluksessa käytettävät 10 neljä Walsh-koodia esitetään taulukossa I.

Walsh-koodi_Modulaatiomerkit _Wg_ +++ +_ __+- + -_ _Wa _++-- W3 -I----l·

Taulukko I.

Ammattimiehelle on selvää, että W0-koodi ei 15 moduloi lainkaan, mikä on yhtäpitävää esitetyn alus-tusdatan käsittelyn kanssa. Tehonohjausdata moduloidaan W1-koodilla, BPSK-data W2-koodilla ja QPSK-data W3-koodilla. Sopivalla Walsh-koodilla moduloituna alustus- , tehonohjaus- ja BPSK-data lähetetään BPSK-20 tekniikoiden mukaisesti ja QPSK-data (QPSKj ja QPSKq) QPSK-tekniikoiden mukaisesti, kuten alla kuvataan. Li-säksi on ymmärrettävä, että ei ole tarpeen, että jo-o kaista ortogonaalista kanavaa käytetään ja että vain O) kolmen Walsh-koodin käyttö neljästä tilanteessa, jossa o ^ 25 vain yksi käyttäjän kanava on tarjolla, ovat käytössä keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa.

X

£ Lyhyiden ortogonaalikoodien käyttö generoi oo vähemmän alibittejä merkkiä kohden ja mahdollistaa si- c\j ten tehokkaamman koodauksen ja toiston verrattuna jär- 05 30 jestelmiin, joissa käytetään pidempiä Walsh-koodeja. Tämä on kalliimpaa koodausta ja toisto muodostaa suojauksen Raleigh'n häipymistä vastaan, joka on pääasi- 13 allinen virhelähde maalla toimivissa tietoliikennejär-jestelmissä. Muiden koodimäärien ja koodipituuksien käyttö on yhtäpitävää esillä olevan keksinnön kanssa, vaikkakin suuremman pidempien Walsh-koodien j oukko vä-5 hentää tätä parannettua suojaa häipymistä vastaan. Neljän alibitin koodien käyttöä pidetään optimaalisena, koska neljä kanavaa tarjoavat olennaisen joustavuuden eri tyyppisen datan lähetyksille, kuten esitetään alla ja samalla ylläpitäen lyhyen koodipituuden.

10 Summain 160 summaa saadun amplitudin säädettynä modulointimerkeillä vahvistussäädöltä 152, 154, 156 ja 158a generoidakseen summatut modulaatiomerkit 161. PN-hajautuskoodit PNX ja PNQ hajautetaan kertomalla pitkällä koodilla 180 käyttäen kertojaa 162a ja b. 15 Saadut näennäissatunnaiset koodit annetaan kertojilla 162a ja 162b ja niitä käytetään moduloimaan summatut modulaatiomerkit 161 ja vahvistussäädetyt neliövaihe-merkit QPSKq 163 kömpieksikertomalla käyttäen kertojaa 164a-d ja summaimia 166a ja b. Saatu tulovaiheen termi 20 Wx ja neliövaiheen termi XQ suodatetaan (suodatusta ei esitetty), ja ylösmuunnetaan kantotaajuudelle RF-käsittelyjärjestelmässä 106, mikä esitetään yksinkertaistetussa muodossa käyttäen kertojaa 168 ja tulovaiheen ja neliövaiheen sinimuotoja. Offsetin QPSK-25 ylösmuuntamista voitaisiin myös käyttää vaihtoehtoisessa keksinnön sovelluksessa. Saadut tulovaiheen ja neliövaiheen ylösmuunnetut signaalit summataan käyttäen en summainta 170 ja vahvistetaan isäntävahvistime11a dj 172 isäntävahvistuksen säädön A„ mukaisesti signaalin 0 ^ 30 s (t) generoimiseksi, joka lähetetään tukiasemaan 120.

^ Keksinnön edullisessa sovelluksessa signaali hajaute- £ taan ja suoritetaan 1,2288 MHz:n kaistanleveydelle yh- oo teensopivuuden ylläpitämiseksi olemassa olevien CDMA- c\J kanavien kaistanleveyteen.

05 g 35 Muodostamalla useita ortogonaalisia kanavia, joilla dataa voidaan lähettää samoin kuin käyttämällä muuttuvanopeuksisia toistimia, jotka poistavat toiston 14

Nr määrää toteutettuna vasteena suurituloisiin datano-peuksiin, yllä kuvattu menetelmä ja järjestelmä lähe-tyssignaalin käsittelemiseksi mahdollistaa yksittäisen tilaajayksikön tai muun lähetysjärjestelmän lähettää 5 dataa eri datanopeuksilla. Erityisesti vähentämällä toiston nopeutta NR eri aloituspisteitä käyttävillä toistimilla 138 tai 148 kuviossa 3 merkittävästi suurempi kooderitulonopeus ER voidaan ylläpitää. Vaihtoehtoisessa sovelluksessa 1/2 nopeuden konvoluutiokoodaus 10 toteutetaan nopeustoistolla NR lisättynä kahdella. Joukko esimerkinomaisia kooderinopeuksia ER, joita tuetaan eri toistonopeuksilla NR ja koodausnopeuksilla R vastaten nopeuksia 1/4 ja 1/2 BPSK-kanavalla ja QPSK-kanavalla esitetään taulukoissa II ja III vastaavasti.

15 ______

Otsikko Erbpsk Kooderin NRR=1/4 Kooderin NR_R,1/2 (bps) lähtö (toisto- lähtö (toisto- R=l/4 nopeus, R=l/2 nopeus, (bittiä R=l/4) (bittiä R=l/2) /kehys) /kehys)

Suuri 76,800 6.144 1 3,072 2 nopeus-72

Suuri 70,400 5,632 1 l/ll 2,816 2 2/11 nopeus-64 51,200 4,096_ 1 1/2_ 2,048__3_

Suuri 38,400 3,072 2 1,536 4 nopeus-32 ^ 25,600 2,048 3 1,024 6 ° RS2-täysi 14,400 1,152 5 1/3 576 10 2/3 § nopeus I —-......... —...............

^ RS1-täysi 9,600 768 8 384 16 i nopeus

Nolla 850 68 90 6/17 34 180 12/17 00 - ^ Taulukko II. BPSK-kanava

(M

σ> σ> O) 15

Otsikko ERiQPSK Kooderin NR/R,1/4 Kooderin NRiR_1/2 (bps) lähtö (toisto- lähtö (toisto- R=l/4 nopeus, R=l/2 nopeus, (bittiä R=l/4) (bittiä R=l/2) /kehys) /kehys) _ 153,600 12,288 1 6,144__2_

Suuri 76,800 6,144 2 3,072 4 nopeus-12

Suuri 70,400 5,632 2 2/11 2,816 4 4/11 nopeus-64 _ 51,200 4,096 3 2,048__6_

Suuri 38,400 3,072 4 1,536 8 nopeus-32 25,600 2,048 6 1,024 12_ RS2-täysi 14,400 1,152 10 2/3 576 21 1/3 nopeus RS 1-täysi 9,600 768 16 384 32 nopeus

Nolla 850 68 _ 180 12/17 34 _ 361 7/17

Taulukko III. QPSK-kanava

Taulukot II ja III esittävät, että säätämällä 5 sekvenssitoistoj en NR määrää laaja datanopeusj oukko voidaan tukea käsittäen suuret datanopeudet kooderin tulonopeuden ER vastatessa datan lähetysnopeutta vähen->- nettynä vakiolla, joka tarvitaan CRC:n, koodin lope-

tusbittien ja muun ylimääräisen informaation lähettä-g 10 miseen. Kuten myös esitetään taulukoilla II ja III

4 QPSK-modulointia voidaan käyttää kasvattamaan datan χ lähetysnopeutta. Nopeuksia, joita oletetaan käytettä-

CC

vän yleisesti, merkitään otsikoilla, kuten "suuri no-^ peus-72" ja "suuri nopeus-32". Nopeudet, jotka merki- CM , , .

g 15 tään suun nopeus-72, suuri nopeus-64 ja suuri nopeus- §) 32, omaavat datanopeudet 72, 64 ja 32 kbps vastaavasti lisättynä monikanavoinnilla signaloinnissa ja muussa ohjausdatassa nopeuksilla 3,6, 5,2 ja 5,2 kbps vastaa- 16 vasti. Nopeudet RSI-täysi nopeus ja RS2-täysi nopeus vastaavat nopeuksia, joita käytetään IS-95-standardin mukaisessa tietoliikennejärjestelmissä ja siten myös niiden oletetaan olevan olennaisesti käytössä yhteen-5 sopivuustarkoituksessa. Nollanopeus on yhden bitin lähetys ja sitä käytetään osoittamaan kehyksen pyyhkiytyminen, joka myös on osa IS-95-standardia.

Datan lähetysnopeutta voidaan myös kasvattaa samanaikaisesti lähettämällä dataa kahdella tai useam-10 maila ortogonaalisella kanavalla toteutettuna joko lähetysnopeuden kasvattamisen lisäksi tai sen sijaan vähentämällä toistonopeutta NR. Esimerkiksi multiplekseri (ei esitetty) voisi jakaa yhden datalähteen useaksi datalähteeksi lähetettäväksi usealla data- 15 alikanavalla. Tällöin kokonais1ähetysnopeus kasvaisi joko lähettämällä tietyllä kanavalla suuremmalla nopeudella tai usealla lähetyksellä samanaikaisesti usealla kanavalla tai molemmin keinoin, kunnes signaalin prosessointikyky vastaanotettavassa järjestelmässä 20 ylittyy ja lisänopeus tulee ei-hyväksyttäväksi tai maksimilähetysteho lähetysj ärj estelmän tehosta saavutetaan.

Muodostamalla useita kanavia myös mahdollistetaan joustavuus eri tyyppisen datan lähetyksessä. 25 Esimerkiksi BPSK-kanava voidaan nimetä ääni-informaatiolle ja QPSK-kanava nimetä digitaalisen datan lähettämiseen. Tämä sovellus voisi olla yleisempi 5 nimeämällä yksikanava-aikaherkän datan, kuten äänen, C\l ^ lähettämiseksi pienemmällä datanopeudella ja nimeämäl- 30 lä toisen kanavan vähemmän herkän datan lähetystä var-'t ten, kuten digitaalisten tiedostojen lähettämiseen, ϊ Tässä sovelluksessa limitys voitaisiin toteuttaa suu- qq remmissä lohkoissa vähemmän aikaherkälle datalle aika- cm hajautuksen kasvattamiseksi. Keksinnön eräässä toisesta 35 sa sovelluksessa BPSK-kanava toteuttaa datan ensisi- σ> jäisen lähetyksen ja QPSK-kanava toteuttaa ylivuotolä-hetyksen. Ortogonaalisten Walsh-koodien käyttö eli 17 minoi tai olennaisesti vähentää häiriön määrää tilaajayksiköltä lähetettyjen kanavien kesken ja täten minimoi tarpeellisen lähetystehon niiden vastaanoton onnistumiseksi tukiasemassa.

5 Prosessointikyvyn lisäämiseksi vastaanotto- järjestelmässä ja täten tilaajalaitteen suuremman lähetysnopeuden mahdollistamiseksi alustusdataa lähetetään myös yhden ortogonaalisen kanavan kautta. Käyttäen alustusdataa, koherentti käsittely voidaan toteut-10 taa vastaanottojärjestelmässä määrittämällä ja poistamalla vaiheoffsetti paluukanavasignaalista. Lisäksi alustusdataa voidaan käyttää optimaalisesti painottamaan monireittiset signaalit, jotka vastaanotetaan eri aikaviiveillä ennen niiden yhdistämistä haravavas-15 taanottimessa. Kun vaihesiirtymä on poistettu ja monireittiset signaalit oikein painotettu, monireittiset signaalit voidaan yhdistää vähentäen tehoa, jolla pa-luukanavas ignaali on vastaanotettava sen käsittelyn onnistumiseksi. Tämä vähentää vaadittavaa tehoa ja 20 mahdollistaa suurempien lähetysnopeuksien käytön onnistumisen tai päinvastoin häiriö paluukanavasignaa-lien kesken vähenee. Vaikka jonkin verran lisätehoa tarvitaan alustussignaalin lähettämiseen, suuremmilla 1ähetysnopeuks i11a alustuskanavatehon suhde paluukana-25 van kokonaistehoon on olennaisesti pienempi kuin liittyen pienempinopeuksisiin digitaalisiin äänidatalähe-tyksiin solukkojärjestelmissä. Täten suurempinopeuksi-^ sessa CDMA-järjestelmässä Eb/N0 vahvistukset, jotka ai- ^ kaansaadaan käyttämällä koherenttia paluukanavaa, O) 9 30 poistavat ylimääräisen tehon tarpeen alustusdatan lä- ? hettämiseen kultakin tilaajayksiköltä.

Er Vahvistuksen säätöjen 152-158 käyttö samoin Q_ kuin isäntävahvistimen 172 käyttö edelleen lisää kor-

00 J

01 keämmän lähetysmahdollisuuden astetta yllä kuvatussa

(M

§ 35 j ärj estelmässä mahdollistamalla lähetysj ärj estelmän en >- muuntumisen en radiokanavan olosuhteisiin, lähetysno peuksiin ja datatyyppeihin. Erityisesti kanavan lähe- 18 tysteho, joka tarvitaan sopivaa vastaanottoa varten, voi muuttua ajan suhteen ja muuttuvissa olosuhteissa tavalla, joka on riippumaton muista ortogonaalikana-vista. Esimerkiksi paluukanavasignaalin alkuvas-5 taanoton aikana alustuskanavan signaalia voidaan joutua kasvattamaan tunnistuksen ja synkronoinnin onnistumiseksi tukiasemalla. Kun paluukanavasignaali on vastaanotettu, kuitenkin, tarvittava lähetysteho alus-tuskanavalla voi olennaisesti pienentyä ja voi vaih-10 della riippuen eri tekijöistä käsittäen tilaajayksikön liikkumisnopeuden. Näin ollen vahvistuksen säätöker-toimen A0 arvo voi kasvaa signaalin vastaanoton aikana ja sitten pienentyä yhteyden kestäessä. Toinen esimerkki, jolloin informaatio, joka on virhesietoisem-15 paa, lähetetään lähtökanavalla tai ympäristössä, jossa lähtökanavan lähetys toteutuu, ei ole herkkä häipymis-olosuhteille, vahvistuksen säätökerrointa Ax voidaan pienentää, koska tarve lähettää tehonohjausdataa pienemmillä virhenopeuksilla heikkenee. Edullisesti aina, 20 kun tehonohjaussäätöä ei tarvita, vahvistuksen säätö-kerroin A1 pienennetään nollaan.

Keksinnön eräässä toisessa sovelluksessa mahdollisuutta säätää kunkin ortogonaalikanavan tai koko paluukanavaa ignaalin vahvistusta käytetään edelleen 25 sallimalla tukiaseman 120 tai muun vastaanottojärjes-telmän muuttaa vahvistuksen säätöä kanavalla tai koko paluukanavasignaalilla käyttämällä tehonohjauskomento-o ja, jotka lähetetään lähtökanavan signaalissa. Erityi-

CM

^ sesti tukiasema voi lähettää tehonohjausmformaatiota 30 pyytäen tietyn kanavan lähetystehoa tai koko paluu-kanavasignaalin lähetystehoa säädettäväksi. Tämä on | edullista useissa tilanteissa käsittäen tilanteen, oo jossa kahdentyyppistä dataa, joilla on eri vir- hesietoisuus, kuten digitoitu ääni ja digitaalinen da-35 ta, lähetetään BPSK- ja QPSK-kanavilla. Tässä tapauk-sessa tukiasema 120 voisi muodostaa eri kohdevirheno-peudet kahdelle kanavalle. Jos senhetkinen virhenopeus 19 kanavalla ylittää kohdevirhenopeuden, tukiasema pyytää tilaajayksikköä vähentämään vahvistuksensäätöä kanavalla, kunnes senhetkinen virhenopeus saavuttaa kohdevirhenopeuden. Tämä lopulta johtaa siihen, että vah-5 vistuksensäätökerroin kanavalla kasvaa suhteessa muihin. Tällöin vahvistuksensäätökerroin liittyen vir-hesietoisempaan dataan kasvaisi suhteessa vahvistuk-sensäätökertoimeen, joka liittyy vähemmän herkkään dataan. Muissa tilanteissa koko paluukanavan lähetysteho 10 vaatisi säätöä johtuen häipymisolosuhteista tai tilaajalaitteen 100 liikkumisesta. Näissä tilanteissa tukiasema 120 voi tehdä niin lähettämällä yksittäisen \ tehonohjauskomennon.

Tällöin mahdollistamalla neljän ortogonaali-15 sen kanavan vahvistuksen itsenäinen säätö samoin liittyen muihin, paluukanavasignaalin kokonaislähetysteho voidaan pitää minimissään, mikä on tarpeen kunkin datatyypin onnistunutta lähetystä varten riippuen siitä, onko data alustusdataa, tehonohj ausdataa, signaalida-20 taa vai eri tyyppistä käyttäjädataa. Edelleen onnistunut lähetys voidaan määrittää erikseen kullekin datatyypille . Lähettäminen pienimmällä tarvittavalla teholla mahdo11istaa suurimman datamäärän lähettämisen tukiasemaan annetulla äärellisellä 1ähetys teho11a ti-25 laajayksikössä ja myös vähentää häiriötä tilaajalait teiden välillä. Tämä häiriön vähennys lisää langattoman CDMA-järjestelmän tietoliikennekapasiteettia.

0 Tehonohj auskanava, jota käytetään paluu- c\i ^ kanavasignaalilla, mahdollistaa tilaajayksikön lähet- 30 tää tehonohjausinformaatiota tukiasemaan eri nopeuk- silla käsittäen nopeuden 800 tehonohjausbittiä sekun- Ϊ nissa. Keksinnön edullisessa sovelluksessa tehonoh-

CL

o-, jausbitti ohjaa tukiasemaa lisäämään tai vähentämään •'sj- oj lähetystehoa lähtökanavan liikennekanavalla, jota käy- 35 tetään informaation lähettämiseen tilaajayksikölle.

01 ^ Vaikka on yleensä hyödyllistä käyttää nopeaa tehonoh- jausta CDMA-järjestelmässä, se on erityisen hyödyllis- 20 tä suuremmilla datanopeuksilla liittyen datan lähetykseen, koska digitaalinen data on herkempää virheille ja suuremmat lähetykset johtavat olennaisten datamäärien menetykseen jopa lyhyissä häipymistilanteissa.

5 Edellyttäen, että suurempinopeuksinen paluukanavalähe-tys on todennäköistä liittää suurempinopeuksiseen läh-tökanavalähetykseen, edellyttäen nopeaa tehonohjauslä-hetystä paluukanavalla käyttäen edelleen suurinopeuk-sista yhteyttä langattomissa tietoliikennejärjestel-10 missä.

Esillä olevan keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa joukko kooderin tulonopeuksia ei ER määritetään tietyllä NR:llä, joita käytetään tietyn tyyppisen datan lähettämiseen. Tämä tarkoittaa, että data 15 voidaan lähettää kooderin maksimitulonopeudella ER tai kooderin pienimmillä tulonopeuksilla ER, jolloin NR on säädetty vastaavasti. Tämän sovelluksen edullisessa toteutuksessa maksiminopeudet vastaavat maksiminopeuksia, joita käytetään IS-95 yhteensopivissa langatto-20 missä tietoliikennej ärj estelmissä, joihin viitattiin yllä taulukoiden II ja III yhteydessä merkinnöillä RSl-täysi nopeus ja RS2-täysi nopeus ja jokainen alempi nopeus on suunnilleen puolet seuraavaksi suuremmasta nopeudesta muodostaen nopeusjoukon käsittäen täyden 25 nopeuden, puolen nopeuden, neljäsosanopeuden ja kah-deksasosanopeuden. Alemmat datanopeudet edullisesti generoidaan lisäämällä merkkitoistonopeutta NR arvolla ^ Nr nopeusjoukolle 1 ja nopeusjoukolle 2 BPSK-kanavalla, ^ joka esitetään taulukossa IV.

Oi 9 30 ______ T- Otsikko ERiQt,SK Kooderin NRR=1/4 Kooderin NRiR=1/2 ir (bps) lähtö (toisto lähtö (toisto Q_ r=i/4 nopeus, R=i/2 nopeus, oi (bittiä R=l/4) (bittiä R=l/2)

CM

/kehys) /kehys)

Oi 1 RS2 täysi 14,400 1,152 5 1/3 576 10 2/3 nopeus 21 RS2 puoli- 7,200 576 10 2/3 288 21 1/3 nopeus RS2 neljäs- 3,600 288 21 1/3 144 42 2/3 osanopeus RS2 kahdek- 1,900 152 40 8/19 76 80 16/19 sasosanope- us RS1 täysi 9,600 768 8 384 16 nopeus RSl puoli- 4,800 384 16 192 32 nopeus RSl neljäs- 2,800 224 27 3/7 112 54 6/7 osanopeus RSl kahdek- 1,600 128 48 64 96 sasosanope- us nolla 850__68_ 90 6/17 34 180 12/17

Taulukko IV RSl- ja RS2-nopeudet BPSK-kanavalla

Toistonopeudet QPSK-kanavalie ovat kaksi kertaa yhtä suuria kuin BPSK-kanavalle.

5 Esillä olevan keksinnön erään e s imerkki sove1- » luksen mukaisesti, kun kehyksen datanopeus muuttuu suhteessa edeltävään kehykseen, kehyksen lähetystehoa säädetään lähetysnopeuden muutoksen mukaisesti. Tällöin, kun pienempinopeuksista kehystä lähetetään suu-10 rempinopeuksisen kehyksen jälkeen, lähetyskanavan lä- o hetystehoa, jolla kehys lähetetään, pienennetään pie- c\i ^ nempinopeuksiselle kehykselle suhteessa nopeuden ale- nemiseen ja päinvastoin. Esimerkiksi, jos lähetysteho kanavalla täyden nopeuden lähetyksen aikana on T, lä-g 15 hetysteho sitä seuraavan puolen nopeuden kehyksen ai- oq kana on T/2. Lähetystehon aleneminen toteutetaan edul- c\j lisesti pienentämällä lähetystehoa koko kehykselle, mutta se voidaan myös tehdä vähentämällä lähetyksen

CD

kestojaksoa siten, että jokin toistuva informaatio 20 "poistetaan". Molemmissa tapauksissa lähetystehon sää- 22 to toteutuu yhdessä suljetun silmukan tehonohjausmeka-nismin kanssa, jolloin lähetystehoa edelleen säädetään suhteessa tehonohjausdataan, joka lähetetään tukiasemalta.

5 Kuvio 5 on lohkokaavio kuvion 2 RF- käsittelyj ärj estelmästä 122 ja demodulaattorista 124 konfiguroituna esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. Kertojat 180a ja 180b alasmuuntavat antennilta 121 vastaanotetut signaalit tulovaiheen si-10 nimuodolla ja neliövaiheen sinimuodolla muodostaen tulovaiheen vastaanottonäytteet Rj. ja neliövaiheen vas-taanottonäytteet RQ, vastaavasti. On ymmärrettävä, että RF-käsittelyjärjestelmä 122 esitetään erittäin yksinkertaistetussa muodossa ja että signaalit myös sovi-15 tesuodatetaan ja digitoidaan (ei esitetty) tunnettujen tekniikoiden mukaisesti. Sen jälkeen vastaanottonäyt-teet Rj ja RQ lisätään osoitindemodulaattoreihin 182 demodulaattorissa 124. Kukin osoitindemodulaattori 182 käsittelee osan paluukanavasignaalista, joka lähetet-20 tiin tilaajalaitteella 100, jos tällainen osa on saatavilla, jolloin jokainen paluukanavasignaalin osa generoidaan monireittisen ilmiön kautta. Vaikka kolme osoitin demodulaattoria esitetään, eri osoitinproses-soreiden määrä sopii keksintöön käsittäen yhden osoi-25 tindemodulaattorin 182 käytön. Jokainen osoitindemodulaattori 182 muodostaa pehmeän päättelyn datajoukon, joka muodostuu tehonohj ausdatasta, BPSK-datasta ja o QPSKj- ja QPSK0-datasta. Jokainen pehmeän päättelyn da- c\i ^ ta joukko on myös aikasäädettyä vastaavaan osoitmdemo- 30 dulaattoriin 182, vaikka aikasäätö voidaan toteuttaa sf- yhdistäjässä 184 vaihtoehtoisessa sovelluksessa. Yh-| distäjä 184 sen jälkeen summaa pehmeän päättelyn data- qq joukot, jotka vastaanotettiin osoitindemodulaattorilta oj 182 saadakseen yksittäisen osan tehonohjauksesta, 8> 35 BPSK: sta, QPSKjistä ja QPSK^sta.

O)

Kuvio 6 on kuvion 5 demodulaattorin lohkokaavio konfiguroituna esillä olevan keksinnön erään edul- 23 lisen sovelluksen mukaisesti. Rx- ja RQ-vastaanotto-näytteet ensin aikasäädetään käyttäen aikasäätöä 190 lähetysreitin lisäämän viiveen mukaisesti käsiteltävän paluukanavasignaalin tietyssä osassa. Pitkäkoodi 200 5 sekoitetaan näennäis satunnaisiin ha j autuskoodeihin PNX ja PNq käyttäen kertojaa 201 ja saadun pitkäkoodin kompleksikonjugaatti moduloituna PNX- ja PNQ-haj autuskoodeilla kompleksikerrotaan aikasäädetyillä Rx- ja Ra-vastaanottonäytteillä käyttäen kertojaa 202 10 ja summaimien 204 antamia termejä Xx ja XQ. Kolme erillistä osaa Xx- ja XQ-termeistä demoduloidaan sen jälkeen käyttäen Walsh-koodeja Wx, W2 ja W3, vastaavasti ja saatu Walsh-demoduloitu data summataan neljään de-modulointialibittiin käyttäen neljästä yhteen summain-15 ta 212. Neljäs osa Xx- ja XQ-datasta summataan neljällä demodulaatioalibitiliä käyttäen summaimia 208 ja sen jälkeen suodatetaan käyttäen alustussuodattimia 214. Keksinnön edullisessa sovelluksessa alustussuodatin 214 toteuttaa keskiarvoistamisen summaussarj alla to-20 teutettuna summaimellä 208, mutta muut suodatustekniikat ovat ammattimiehelle ilmeisiä. Suodatetut tulovai-heen ja neliövaiheen alustussignaalit käytetään Walsh-koodilla Wx ja W2 demoduloidun datan vaihekiertoon ja skaalaukseen BPSK-moduloidun datan mukaisesti komplek-25 sikonjugaattikerronnalla käyttäen kertojia 216 ja li-säimiä 217, jotka antavat pehmeän päättelyn tehonohja-us- ja BPSK-dataa. W3 Walsh-koodimoduloitu data vaiheet kierretään käyttäen tulovaiheen ja neliövaiheen suoda- c\i ^ tettuja alustussignaaleita QPSK-moduloidun datan mu- ^ 30 kaisesti käyttäen kertoj ia 218 ja lisäimiä 220, jol- loin saadaan pehmeän päättelyn QPSK-dataa. Pehmeän g päättelyn tehonohj ausdata summataan 384 modulaa- oo tiomerkkiin 384 - 1 -summaimellä 222, jolloin saadaan pehmeän päättelyn tehonohj ausdataa. Vaihekierretty W2 § 35 Walsh-koodimoduloitu data, W, Walsh-koodimoduloitu data ja tehonohjauksen pehmeän päättelyn data annetaan sen jälkeen saataville yhdistymistä varten. Keksinnön 24 vaihtoehtoisessa sovelluksessa koodaus ja dekoodaus toteutetaan tehonohjausdatalle samoin.

Vaiheinformaation muodostamisen lisäksi alustusta voidaan käyttää vastaanottojärjestelmässä aika-5 seurannan toteuttamiseksi. Aikaseuranta toteutetaan myös käsittelemällä vastaanotettu data yhden näytteen ennen (aikaisemmin) ja yhden näytteen jälkeen (myöhemmin) , ennen nykyisen vastaanottonäytteen käsittelyä. Sen ajan määrittämiseksi, joka kaikkein parhaiten so-10 pii nykyiseen saapumisaikaan, alustuskanavan amplitudia aikaisessa ja myöhäisessä näytteessä voidaan verrata amplitudiin nykyisessä näyteajassa sen määrittämiseksi, mikä on suurin. Jos signaali yhdessä viereisistä näytteistä on suurempi kuin nykyisessä näyttees-15 sä, ajoitus voidaan säätää siten, että paras demodu-lointitulos saavutetaan.

Kuvio 7 on lohkokaavio BPSK-kanavadekoode-rista 128 ja QPSK-kanavadekooderista 126 (kuvio 2) konf iguroituna keksinnön esimerkkisovelluksen mukai-20 sesti. BPSK-pehmeän päättelyn data yhdistäjältä 184 (kuvio 5) vastaanotetaan keräimellä 240, joka tallentaa ensimmäisen sekvenssin 6,144/NR-demodulaatiomer-keistä vastaanotetussa kehyksessä, jossa NR riippuu BPSK-pehmeän päättelyn datan lähetysnopeudesta, kuten 25 yllä kuvattiin, ja lisää kuhunkin seuraavaan 6,144/NR:n joukkoon demoduloidut merkit sisältyen kehykseen vastaavissa tallennetuissa kerätyissä merkeissä. Lohkon ^ limityksen poistaja 242 poistaa limityksen kerätystä o w pehmeän päättelyn datasta muuttuvan aloituspisteen 0 30 summaimelta 240 ja Viterbin dekooderi 244 dekoodaa ^ pehmeän päättely datan, jonka limitys on poistettu, 1 muodostaakseen kovan päättelyn datan samoin kuin CRC-tarkistussumman tulokset. QPSK-dekooderi 126 QPSK,. ja 00 QPSKq pehmeän päättelyn data yhdistäjältä 184 (kuvio 5) S) 35 demultipleksataan yhdeksi pehmeän päättelyn datajonok- σ> si demuxilla 246 ja yksittäinen pehmeän päättelyn da-tajono vastaanotetaan keräimellä 208, joka kerää jo- 25 kaisen 6,144/NR-demodulointimerkin, jossa NR riippuu QPSK-datan lähetysnopeudesta. Lohkoiimityksen poistaja 250 poistaa pehmeän päättelyn datasta limityksen muuttuvan aloituspisteen summaimelta 248 ja Viterbin de-5 kooderi 252 dekoodaa modulaatiomerkit, joiden limitys on poistettu, muodostaakseen kovan päättelyn dataa ja CRC-tarkistesumman tulokset. Keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa, joka kuvattiin yllä suhteessa kuvioon 3, jossa merkkitoistonopeus toteutetaan ennen li-10 mitystä, keräimet 240 ja 248 asetetaan lohkon limityk-senpoistajien 242 ja 250 jälkeen. Keksinnön eräässä sovelluksessa, joka käyttää nopeusjoukkoja, ja jossa täten ei tietyn kehyksen nopeutta tunneta, käytetään useita dekoodereita, jotka jokainen toimivat eri lähe-15 tysnopeuksilla, jolloin kehys liittyen lähetysnopeuteen mitä todennäköisimmin on käytetty, valitaan perustuen CRC-tarkist e summan tuloksiin. Muiden virhekor-jausmenetelmien käyttö soveltuu esillä olevaan keksintöön.

20 Kuvio 8 on lohkokaavio modulaattorista 104 (kuvio 2), joka on kofiguroitu esillä olevan keksinnön vaihtoehtoisen sovelluksen mukaisesti, jossa yksittäistä BPSK-datakanavaa käytetään. Alustusdatavahvis-tus säädetään vahvistuksen säätimellä 452 vahvistuk-25 sensäätökertoimen A0 mukaisesti. Tehonohjausdata moduloidaan Walsh-koodilla Wx kertojalla 150a ja vahvistus säädetään vahvistuksen säätäjällä 454 vahvistuksen ^ säätökertoimen Ax mukaisesti. Vahvistuksen säädetty ^ alustusdata ja tehonohj ausdata summataan summaimella

CD

9 30 460 muodostaen summatun datan 461. BPSK-dataa moduloi- ^ daan Walsh-koodilla W2 kertojalla 150b ja sen jälkeen ir vahvistus säädetään käyttäen vahvistuksen säätöä 456

CL

^ vahvistuksen säätökertoimen A, mukaisesti.

00

Tulovaiheen näennäissatunnainen haj autuskoodi oj §5 35 (PNj) ja neliövaiheen näennäissatunnainen hajautuskoodi

CD

>- (PNq) molemmat moduloidaan pitkäkoodilla 480. Saadut pitkäkoodimoduloidut PNT- ja PNQ-kodit kerrotaan summa- 26 tulla datalla 461 ja vahvistus säädetään BPSK-datalla vahvistuksen säädöltä 456 käyttäen kertojia 464a-d ja summaimia 466a-b saaden termit Χτ ja XQ. Termit Χτ ja XQ ylösmuunnetaan tulovaiheen ja neliövaiheen sinimuo-5 doilla käyttäen kertojia 468 ja saadut ylösmuunnetut signaalit summataan summaimilla 470, vastaavasti ja vahvistetaan vahvistimella 472 amplitudikertoimen A„ mukaisesti, jolloin generoidaan signaali s(t).

Kuviossa 8 esitetty sovellus eroaa muista 10 tässä esitetyistä sovelluksista siinä, että BPSK-data sijoitetaan neliövaiheen kanavaan, vaikka alustusdata ja tehonohj ausdata sijoitetaan tulovaiheen kanavaan. Edeltävissä keksinnön sovelluksissa, jotka tässä kuvattiin, BPSK-data asetetaan tulovaiheen kanavaan yh-15 dessä alustusdatan ja tehonohjausdatan kanssa. Asettamalla BPSK-data neliövaiheen kanavaan ja alustus- ja tehonohj ausdata tulovaiheen kanavaan vähennetään huipusta keskiarvoon tehosuhdetta paluukanavasignaalissa kanavan vaiheiden ollessa ortogonaalisia, mikä aiheut-20 taa kahden kanavan summan voimakkuuden pienemmät muutokset suhteessa muuttuvaan dataan. Tämä pienentää vaadittua huipputehoa tietyn keskiarvotehon ylläpitämiseksi ja täten vähentää huipusta keskiarvoon te-hosuhdeomina i suuks ia paluukanavan signaalissa. Tämä 25 heikennys huipusta keskiarvoon suhteessa pienentää huipputehoa, jolla paluukanavasignaali on vastaanotettava tukiasemassa annetun lähetysnopeuden ylläpitämi-^ seksi ja täten lisää etäisyyttä tilaajayksikköön, jol- la on maksimi lähetysteho ennen kuin tukiasemalla vasoi o 30 taanotetun signaalin huipputeho pienenee alle vaadi- ^ tun. Tämä kasvattaa aluetta, jolla tilaajayksikkö voi onnistuneesti olla yhteydessä tietyllä datanopeudella

CL

tai vaihtoehtoisesti mahdollistaa suurempien datanope-oo ^ uksien ylläpitämisen tietyllä etäisyydellä.

c\i σ> 35 Kuvio 9 on lohkokaavio osoitindemodulaatto- o> ^ rista 182 konfiguroituna esillä olevan keksinnön kuvi ossa 8 esitetyn sovelluksen mukaisesti. Vastaanotto- 27 näytteet Rj. ja RQ aikasäädetään aikasäätimellä 290 ja PNj- ja PNQ-koodit kerrotaan pitkällä koodilla 200 käyttäen kertoj ia 301. Aikasäädetyt vastaanottonäyt-teet kerrotaan ΡΝΧ- ja PNQ-koodien kompleksikonjukaa-5 teillä käyttäen kertoj ia 302 ja summaimia 304 saaden termin Χτ ja XQ. Termien ΧΊ ja XQ ensimmäinen ja toinen osa demoduloidaan käyttäen Walsh-koodia Wx ja Walsh-koodia W2 käyttäen kertojia 310 ja saadut demodulaa-tiomerkit summataan neljän ryhmissä käyttäen summaimia 10 312. Kolmas osa Χτ- ja XQ-termeistä summataan käyttäen neljää demodulaatiomerkkiä summaimella 308 alustusre-ferenssidatan generoimiseksi. Alustusreferenssidata suodatetaan alustusuodattimellä 314 ja sitä käytetään vaihekiertoon ja skaalaamaan summattu Walsh-koodilla 15 moduloitu data käyttäen kertojia 316 ja lisäimiä 320 muodostaen BPSK-pehmeän päättelyn dataa ja summauksen jälkeen 384 merkkiin 3 84:1-summaimella 322, pehmeän päättelyn ohjausdataan.

Kuvio 10 on lohkokaavio esillä olevan keksin-20 non erään edullisen sovelluksen mukaisesti konfigu-roidusta lähetysj ärj estelmästä. Kanavanvahvistus 400 vahvistussäätää alustuskanavan 402 perustuen vahvis-tusmuuttujaan A0. Fundamentaalikanavan merkit 404 sovitetaan arvoihin +1 ja -1 sovittimella 405 ja jokainen 25 merkki moduloidaan Walsh-koodilla WF/ joka vastaa + ,+,-, - (jossa + = +1 ja - = -1) . WF moduloitu data vahvis-tussäädetään perustuen vahvistusmuuttuj aan Ax vahvis-£ tuksensäädöllä 406. Vahvistuksensäätöjen 400 ja 406 ^ lähdöt summataan summaimella 408 saaden tulovaiheen σ> 9 30 data 410.

T- Ylimääräiset kanavamerkit sovitetaan +- ja -- a. arvoihin sovittimella 412 ja jokainen merkki moduloi-

CL

daan Walsh-koodilla Ws, joka vastaa +,-. Vahvistuksen-oi säätö 414 säätää vahvistuksen Wq moduloidusta datasta.

(M

§5 35 Ohjauskanavan data 415 sovitetaan +- ja --arvoihin so-

CD

vittimella 416. Jokainen merkki moduloidaan Walsh-koodilla Wc, joka vastaa +, +, +, +, -, -, -, -. Wc mo 28 duloidut merkit vahvistussäädetään vahvistuksensääti-mellä 418 perustuen vahvistusmuuttujan A3 ja vahvistuk-sensäätöjen 414 ja 418 lähdöt summataan summaimella 419 neliövaiheen datan 420 muodostamiseksi.

5 On selvää, että koska Walsh-koodit WF j a Ws ovat erimittaisia generoitu samalla alibittinopeudel-la, fundamentaalikanava lähettää datamerkkejä nopeudella, joka on puolet lisäkanavan nopeudesta. Vastaavista syistä on selvää, että ohjauskanava lähettää da-10 tamerkkejä puolella nopeudella fundamentaalikanavan nopeudesta.

Tulovaiheen data 410 ja neliövaiheen data 420 kompleksikerrotaan PNX- ja PNQ-hajautuskoodei11a, kuten esitetään, saaden tulovaiheen termin Χτ ja ne 1 iövaiheen 15 termin XQ. Neliövaiheen termi XQ viivästetään PN-hajautuskoodialibitin 1/2 kestolla offsetin toteuttamiseksi QPSK hajautukseen ja sen jälkeen termi Χτ ja termi XQ ylösmuunnetaan RF-käsittelyn 106, joka esitetään kuviossa 4 ja joka kuvataan yllä, mukaisesti.

20 Käyttämällä Walsh-koodeja WF, Ws ja Wc, jotka ovat eri mittaisia, kuten yllä kuvattiin, tämä vaihtoehto tarjoaa joukon t i etoii ikennekanavia, joilla on suurempi nopeusvaihtelu. Lisäksi lyhyemmän, kaksi-alibittisen Walsh-koodin Ws käyttö 1isäkanava11a muo-25 dostaa ortogonaalisesti suuremman datanopeuden lisä-kanavalla huipusta keskiarvoon lähetystehosuhteella, ___ joka on pienempi kuin liittyen kahden kanavan käyttöön o perustuen neljän alibitin Walsh-koodeihin. Tämä edel- ^ leen parantaa lähetysjärjestelmän suorituskykyä siinä, ° 30 että tietty vahvistus pystyy ylläpitämään suurempaa nopeutta tai lähettämään suuremmalla alueella käyttäen

X

£ pienempää huipusta keskiarvoon lähetystehoaaltomuotoa.

oo Kuvion 10 yhteydessä kuvattua Walsh-koodin

allokointikaaviota voidaan tarkastella myös kahdeksan-σ> 35 alibittisenä Walsh-avaruuden allokointina taulukon VI

O) mukaisesti.

29

Kahdeksan- Kanava alibittinen

Walsh-koodi__ ++++ ++++_Alustus_ + - + - +- + -_Ylimääräinen_ ++-- ++--__Perus_ + -- + + -- +_Ylimääräinen_ ++++-----Ohj aus_ + -+- - + -+_Ylimääräinen_ ++-- --++__Perus_ + --+ -++-_Ylimääräinen_

Taulukko VI.

Huipusta keskiarvoon lähetystehosuhteen pienentämisen lisäksi kahdeksan-alibittisen Walsh-5 kanavien allokointi käyttäen yksittäistä lyhyempää Walsh-koodia pienentää lähetysjärjestelmän monimutkaisuutta . Esimerkiksi moduloimalla neljällä kahdeksan-alibittisellä Walsh-koodilla ja summaamalla tulokset tarvitaan ylimääräinen piiri, mikä lisää kompleksi-10 suutta.

Edelleen painotetaan, että kuviossa 10 esitetty lähetysjärjestelmä voi toimia eri hajautuskais-tanleveyksillä ja siksi Walsh-koodeil1a ja hajautus-koodeilla, jotka generoidaan eri nopeuksilla kuin 15 1,2288 M alibittiä/sekunti. Erityisesti hajautuskais- tanleveys 3,6864 MHz tuodaan esiin vastaavilla Walsh-o ja haj autuskoodinopeuksilla 3,6864 M alibit- cd tiä/sekunti. Kuviot 11 - 14 esittävät koodausta toteu ta ^ tettuna fundamentaali-, lisä- ja ohjauskanaville käyt- 20 tämällä 3,6864 MHz hajautuskaistanleveyttä. Tyypilli- £ sesti koodauksen säätämiseksi käytettäväksi 1,2288 MHz oo hajautuskaistanleveydellä merkkitoistojen määrää vä- oj hennetään. Tämä periaate tai merkkitoistojen määrän

CD

3^ säätäminen voidaan toteuttaa yleisemmin hajautuskais- 25 tanleveyden lisäyksiin käsittäen esimerkiksi 5 MHz:n hajautuskaistanleveyden. Koodauksen säädöt 1,2288 30 MHz:n hajautuskaistanleveydellä muutoin kuin vähentämällä merkkitoistoj en määrää otetaan erityisesti esiin alla esitetyissä kuvioiden 11 - 14 kuvauksissa.

Kuvio 11 esittää koodausta neljällä nopeudel-5 la (eli täydellä, puolella, neljäsosalla ja kahdeksasosalla) , mikä toteuttaa IS-95 nopeusjoukon 1 toteutettuna keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. Dataa toimitetaan 20 ms kehyksissä, joissa on kullekin nopeudelle esitetty määrä bittejä ja CRC tarkistebitit 10 ja kahdeksan lopetusbittiä lisätään CRC-tarkistesumma-generaattoreilla 500a - d ja lopetusbittigeneraatto-reilla 502a - d. Lisäksi nopeuden 1/4 konvoluutiokoo-daus toteutetaan kullekin nopeudelle konvoluutiokoode-rilla 504a - d generoiden neljä koodimerkkiä kullekin 15 databitille, CRC-bitille tai lopetusbitille. Saatu koodimerkkikehys lohkolimitetään käyttäen lohkolimit-timiä 506 a - d generoiden osoitetun määrän merkkejä. Kolmelle alemmalle nopeudelle merkit lähetetään toistettuna lähetystoistimilla 508a - c kuten osoitettiin, 20 jolloin aikaansaadaan 768 koodimerkkiä generoitavaksi kullekin kehykselle. 768 koodimerkkiä kullekin nopeudelle toistetaan 24 kertaa merkkitoistimilla 510a - d generoiden 18,432 koodimerkkiä kehystä kohden kullakin nopeudella.

25 Kuten yllä kuvattiin, jokainen koodimerkki fundamentaalikanavalla moduloidaan neljä-bittisellä Walsh-koodilla WF generoituna 3,686,400 alibittiä se-q kunnissa (3,6864 M alibittiä/sekunti). Tällöin 20 ms ^ aikajaksolla (1/50 sekunnista) Walsh- ja hajautuskoo- ? 30 dialibittien määrä on 73,728, joka vastaa neljää ·” Walsh-alibittiä kullekin 18,432 koodimerkille kehyk- ir sessä.

CL

qq Järjestelmälle, joka toimii nopeudella 1,2288 c\j M alibittiä/sekunti, merkkitoistojen määrä, joka to- 35 teutetaan merkkitoistimilla 510a - d, vähenee kahdek- CT> saan (8) . Lisäksi lähetystoistin 508b toistaa merk-kisekvenssin kehyksessä kolme (3) kertaa ja 120 mer- 31 keistä lähetetään neljännen kerran ja lähetystoistin 508c toistaa merkkisekvenssin kehyksessä kuusi (6) kertaa ja 48 merkeistä toistetaan seitsemännen kerran. Lisäksi neljäs lähetystoistin (tai neljäs lähetyksen 5 toistovaihe) lisätään täyteen nopeuteen (ei esitetty), joka lähettää 384 merkkien sekvensseistä sisältyen kehykseen toisen kerran. Nämä toistetut lähetykset kaikki muodostavat 768 merkkiä dataa, joka toistettuna kahdeksan kertaa merkkitoistimilla 510a- d vastaavat 10 6,144 merkkiä, joka on alibittien määrä 20 ms kehyk sessä nopeudella 1,2288 M alibittiä/sekunti.

Kuvio 12 esittää koodauksen neljälle nopeudelle, jotka toteuttavat IS-95 nopeusjoukon 2 suoritettuna esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mu-15 kaisesti. Dataa toimitetaan 20 ms kehyksessä, joissa on joukko bittejä kutakin nopeutta varten ja reservi-bitti lisätään reservibittilaitteilla 521a - d kullekin nopeudelle. CRC-tarkistebitit ja kahdeksan nopeus-bittiä lisätään myös CRC-1arkistesummageneraattoreilla 20 520a- d ja lopetusbittigeneraattoreilla 522a - d. Li säksi nopeuden 1/4 konvoluutiokoodaus toteutetaan kullekin nopeudelle konvoluutiokooderilla 524a - d generoiden neljä koodimerkkiä kullekin data-, CRC- tai lo-petusbitille. Saadut koodimerkkikehykset lohkolimite-25 tään käyttäen lohkoiimittimiä 526a - d generoiden osoitetun määrän merkkejä. Alemmille kolmelle nopeudelle merkit lähetetään toistuen lähetystoistimilla £ 528a - c kuten kuvataan, jolloin toteutetaan 768 koo- ^ dimerkkiä generoitavaksi kutakin kehystä varten. 768 O) 9 30 koodimerkkiä kullekin nopeudelle toistetaan 24 kertaa '«sf >- merkkitoistimilla 530a - d generoiden 18,432 koodi- | merkkiä kehystä kohden kullakin nopeudella.

^ Järjestelmässä, joka toimii nopeudella 1,2288 c\i MHz hajautuskaistaleveydellä merkkitoisto j en määrä §> 35 merkkitoistimilla 530a - d pienenee neljään (4) . Li en säksi merkkitoistin 528a lähettää merkkien sekvenssin kehyksessä kaksi (2) kertaa ja 384 merkeistä lähete- 32 tään kolmannen kerran. Lähetystoistin 528b toistaa sekvenssin kehyksessä viisi (5) kertaa ja 96 merkeistä lähetetään kuudennen kerran. Lähetystoistin 528c toistaa merkkien sekvenssin kehyksessä kymmenen (10) ker-5 taa ja 96 merkeistä toistetaan yhdennentoista kerran. Lisäksi neljäs lähetystoistin (tai neljäs lähetystois-tovaihe) sisällytetään täyteen nopeuteen (ei esitetty) , joka lähettää 384 merkkisekvenssistä sisältyen kehykseen toisen kerran. Nämä toistetut lähetykset 10 kaikki antavat 1,536 merkkiä dataa, joka toistettuna neljä kertaa merkkitoistimilla 530a - d, vastaa 6,144 merkkiä.

Kuvio 13 esittää koodauksen toteutettuna li-säkanavalle esillä olevan keksinnön erään sovelluksen 15 mukaisesti. Datakehykset toimitetaan jollain yhdestätoista nopeudesta, joka osoitetaan, ja CRC-tarkiste-summageneraattori 540 lisää 16 CRC-tarkistedatan bittiä . Lopetusbittigeneraattori 542 lisää kahdeksan koo-derin lopetusdatabittiä johtaen kehyksiin, joissa on 20 esitetyt datanopeudet. Konvoluutiokooderi 544 koodaa nopeudella 1/4 vakion pituudella K = 9 generoiden neljä koodimerkkiä kullekin data-, CRC- tai lopetusbitil-le, joka vastaanotetaan, ja lohkolimitin 546 limittää kunkin kehyksen j a antaa lähtöön j oukon koodimerkkej ä, 25 jotka esitetään kullekin kehykselle tulokehyksen koon kanssa. Merkkitoistin 548 toistaa kehykset N kertaa riippuen tulokehyksen koosta.

o Ylimääräisen kahdennentoista nopeuden koodaus

CVJ

esitetään, mikä toteutetaan samalla tavalla kuin yksi-

o J

° 30 toista nopeutta sillä poikkeuksella, että nopeus 1/2 n| koodaus toteutetaan nopeuden 1/4 koodauksen sijaan.

jr Lisäksi merkkejä ei toisteta.

oo Luettelo kehyskooista, kooderin tulonopeuk-

sista, koodinopeuksista ja merkin toistokertoimista N

S 35 eri alibittinopeuksille, joita voidaan soveltaa kuvi- ^ oon 13 eri alibittinopeuksien säätämiseksi (mikä vas taa hajautuskaistaleveyksiä) , esitetään taulukossa VII.

33 ϊ j ““ ' I · u 03 X £ d o --

•H V

X cö Ö

^ -H *H Cl CO

(IJOO^^COM^lOOl 0\C1U)^COC3^lOCl Ö

•H CQ

*ö d

o a WWWWWNNNNNNWNNNN'sNNNNNNN

X O ιΗΗΗΗΗΗΗΗγΗΗΗΗΗΗΗγΗγΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗγΗ CQ

ö 3 0) O) •H p4 03 03 ^ k O — - - ·

0)β03 03 VO ^ C3 CO ID m O-lVO^CNCO^VOfOVO

Ό0& ^ OI CO ^ VX) CO · * o · * ««φ 03 OD ^ V£> CO .....03

ΟΗΛνο......inrOOO-OHCOVO......LOfOOhO^HCOO

o 0 ^ - ^CTVCOCCO'VOHLnrOOVOOl *- •'iOICOCOhVDHinnOVOrlOI - -

{S-U'-'CriHHOJfOLnC-HHOJrO^CriHmHHOJCOlOO'HHOlCO'^^OCnHrO

I ~ ~ 1

CQ

sf S

•h χ ·ΰ 4J Λ 4j :(ö O σ» h tn σ\ m h tn m

OJS-ιΛί ^j· o o ^ rO O O H

jj mj HOiuinmiAHMiD HottnHrotnHtneotooi .M-oSsidHrotnCTtmti-coeooot-to - » -.Hrotnotrott-cococor^to - * » * - to j jj VOVOVOVOVOVOVOVOVOVOVOVOVOVOVOU) 4J iD^cocoojojwcococococococomcowininuiinifiLntntoininininininin •H ft{QOI(N01C3M(N(N03C3(N03C3MM^^^^^^^^^^^^^^^^ ^ΟΡ^Ο-Ο-Ο'Ο'Ο'Ο-Ο-Ο-Ο-Ο-Ο-Γ-Ο-Ο'Ο-Ο-Ο-Ο'Ο-Ο-Γ-Ο-Ο'Ο-Ο'Ο'Ο-Ο-Ο'Ο* -r-ι g Ufottfonrococoroforomcororo............* H *rl 2..............

^ jj O'C^f^O'r^r^r^O'f^O'O'r^O'-O'rHHHfHHHrHrHrHHHrHHHHrH

j j |

M

Φ cr X & Ö o ^ -H 4-1 X m &

M Ή -H

<D O O VÖ CO M ^ VO (N

2 4J M H ω ^ OI H - ri-^MMHriasVS^fnM H H

O»

O

ö

»H

Ό

O 03 ^ -«tf ^ ^ (N

0 ί \ \ ^ ^ \ \

Ί— £4 φ γΗ rH rH r“{ H rHr-irHHHrHrHHrHiHi—1 r-i H

_-· ' —— - — ~™~ ~~ O fi 3 c\i a) φ I ·Η ft CD MO--.

<—, φ ΰ m O Oi Μ Ο *Φ 03 Ό ι Ό Ο ft (Μ^ΟΟ · Μ Μ ^ VO » · · · , , _,. ο γ) Λ » · · - m O' to......tn ro o o H*-1

" o 3 ϋ σι oo to tn o-^coasaDr-toHtnm to o H

SjJ'-'Ot H ro r- H rocnHHmrOtnr-HHOt σ\ J>

Έ m O

£ p m

Ö *3 n M

„ <1) g Q) 3 00 -H ^ Ό r-4 ^ -U £ 3 (M 4J snS O ot H £ C\1 0 h Λ! ^ o ra O) 4J!(d σ>Η tn h oi tn h n h rot-1 O) Λ; -td =(Ö H tn ro oo co toHrotntrtn^cocococ^ O) O 6 4-> c-j >φ σι h ro r-on^iooiHrinnin h nj -_ tö 1 3 4J<])^-00 00 00 00 CO ^J- ^J) rl ft te O) CO CO OO CO COlDlDtOlOtOtOtOtOtOtO u> to Λ O ft (N O) OJ OJ O) mcooooocoaDoococococo 00 oo

-H ö O (N O) OI O) (N oitotototototototototo to tO

H ·Η 2 ’ ‘ · ...........

1¾ 4-3 — H H H H H Hcorocorororocororoco ro ro 34

Kuvio 14 on lohkokaavio käsittelystä, joka toteutetaan ohjauskanavalle 3,6864 MHz:n hajautuskais-tanleveyden järjestelmässä. Prosessointi on olennai-5 sesti samanlainen kuin liittyen muihin kanaviin paitsi, että tähän on lisätty mux 560 ja toistin 562, jotka toimivat lisätäkseen koodaamattornia tehonohjausbit-tejä koodimerkkijonoon. Tehonohjausbitit generoidaan nopeudella 16 kehystä kohden ja toistetaan 18 kertaa 10 merkkitoistimellä 562, mikä johtaa 288 tehonohjausbit- tiin kehystä kohden. 288 tehonohjausbittiä kerrotaan koodimerkkikehyksiin suhteessa kolme tehonohjausbittiä koodattua datamerkkiä kohden, mikä generoi 384 merkkiä kehystä kohden. Merkkitoistin 564 toistaa 384 bittiä 15 24 kertaa generoiden 9,216 merkkiä kehystä kohden te holliselle datanopeudelle 500 kbits/sekunti ohjausdatalle ja 800 kbits/sekunti tehonohjausbiteille. Edullinen käsittely 1,2288 MHz:n kaistanlevyisessä järjestelmässä yksinkertaisesti vähentää merkkitoistoj en 20 määrää 24:stä 8:aan.

Täten monikanavainen suurinopeuksinen langaton CDMA-järjestelmä on esitetty. Kuvaus on annettu, jotta ammattimies voisi valmistaa tai käyttää esillä olevaa keksintöä. Näiden modifikaatioiden eri sovel-25 lukset ovat ammattimiehille ilmeisiä ja tässä esitetyt yleiset periaatteet voidaan soveltaa muihin sovelluksiin keksimättä mitään uutta. Täten esillä olevaa kek-£ sintöä ei rajoiteta tässä esitettyihin sovelluksiin, ^ vaan tässä esitettyjen periaatteiden ja uusien ominai- <y> 9 30 suuksien laajimpaan piiriin.

X

X

CL

00 v C\] C\l O) en en

Claims (40)

35

1. Menetelmä signaalin demoduioimiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: 5 kompleksikerrotaan kompleksivastaanotettu signaali samanvaiheisella näennäiskohinahajautuskoodilla ja 90 asteen vaihe-eroisella näennäiskohinahajau-tuskoodilla samanvaiheisen näytejonon ja 90 asteen vaihe-eroisen näytejonon tuottamiseksi; suodatetaan samanvaiheinen näytejono samanvaiheisen pilot-10 tisuodatinsignaalin tuottamiseksi; suodatetaan 90 asteen vaihe-eroinen näytejono 90 asteen vaihe-eroisen pilottisuodatinsignaalin tuottamiseksi; kerrotaan samanvaiheinen näytejono ensimmäisellä koodilla joukosta koodeja, jossa jokainen joukosta koodeja on ortogonaalinen jäljelle jääviin 15 koodeihin nähden, samanvaiheisen koontisymbolin ensimmäisen kanavajonon tuottamiseksi; kerrotaan 90 asteen vaihe-eroinen näytejono ensimmäisellä koodilla 90 asteen vaihe-eroisen koontisymbolin ensimmäisen kanavajonon tuottamiseksi; ja 20 vaihesiirretään ja skaalataan samanvaiheinen koontisymbolin en simmäinen kanavajono ja 90 asteen vaihe-eroinen koontisymbolin ensimmäinen kanavajono samanvaiheisen pilottisuodatinsignaalin ja 90 asteen vaihe-eroisen pilottisuodatinsignaalin mukaisesti pehmeän päätöksen ensimmäisen kanavan o datajonon tuottamiseksi. CVJ ά 25 cp 4-

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- x tä, että käsittää lisäksi: <r summataan samanvaiheinen koontisymbolin ensimmäinen kanava-oo c\i jono ensimmäisen koodin pituuden mukaisesti; ja (M § 30 summataan 90 asteen vaihe-eroinen koontisymbolin ensimmäinen ^ kanavajono ensimmäisen koodin pituuden mukaisesti. 36

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihesiirtäminen ja skaalaaminen käsittää: kerrotaan samanvaiheinen koontisymbolin ensimmäinen kanavajono samanvaiheisella pilottisuodatinsignaalilla samanvaiheisen pehmeän päätöksen en-5 simmäisen kanavadatajonon tuottamiseksi; ja kerrotaan 90 asteen vaihe-eroinen koontisymbolin ensimmäinen kanavajono 90 asteen vaihe-eroisella pilottisuodatinsignaalilla 90 asteen vaihe-eroisen pehmeän päätöksen ensimmäisen kanavadatajonon tuottamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että käsittää lisäksi: summataan samanvaiheinen ja 90 asteen vaihe-eroinen pehmeän päätöksen ensimmäiset kanavadatajonot.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että lisäksi käsittää: summataan pehmeän päätöksen ensimmäinen kanavajono yli ennalta määrätyn määrän pehmeän päätöksen symboleja summatun pehmeän päätöksen ensimmäisen kanavajonon tuottamiseksi. 20

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittää lisäksi: kerrotaan samanvaiheinen näytejono toisella koodilla samanvaihei-g sen koontisymbolin toisen kanavajonon tuottamiseksi; OJ ^ 25 kerrotaan 90 asteen vaihe-eroinen näytejono toisella koodilla 90 o ^ asteen vaihe-eroisen symboIin toisen kanavajonon tuottamiseksi; ja vaihesiirretään ja skaalataan samanvaiheinen symbolin toinen kana-cc vajono ja 90 asteen vaihe-eroinen symbolin toinen kanavajono pehmeän päätök-°o ^ sen toisen kanavadatajonon tuottamiseksi. c\i g 30 05

7. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koodi käsittää Walsh-koodin. 37

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ensimmäisen koodin pituus on neljä alibittiä.

9. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että ensimmäinen koodi on

10. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen koodi on 10

11. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen koodin pituus on kaksi alibittiä.

12. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että ensimmäinen koodi on +,-.

13. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen koodin pituus on kahdeksan alibittiä.

14. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että ensimmäinen koodi on

15. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu sii- 0 tä, että ensimmäisen koodin pituus ei ole yhtäsuuri kuin toisen koodin pituus. CM ά 25 cp

^ 16. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu χ siitä, että toisen koodin pituus on neljä alibittiä. CC CL 00

17. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, t u n n e t t u sii- CM g 30 tä, että toinen koodi on 01 38

18. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, t u n n e t t u siitä, että toinen koodi on

19. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu sii-5 tä, että toisen koodin pituus on 2 alibittiä.

20. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, t unnettu siitä, että toinen koodi on

21. Vastaanotinlaite, tunnettu siitä, että laite käsittää: kompleksikertojan, joka on konfiguroitu kompleksikertomaan kompleksivastaanotettu signaali saman vaiheisella näennäiskohinaisella hajautus-koodilla ja 90 asteen vaihe-eroisella näennäiskohinaisella hajautuskoodilla sa-manvaiheisen näytejonon ja 90 asteen vaihe-eroisen näytejonon tuottamiseksi; 15 ensimmäinen pilottisuodatin, joka on konfiguroitu suodattamaan samanvaiheinen näytejono samanvaiheisen pilottisuodatinsignaalin tuottamiseksi; toinen pilottisuodatin, joka on konfiguroitu suodattamaan 90 asteen vaihe-eroinen näytejono 90 asteen vaihe-eroisen pilottisuodatinsignaalin tuottamiseksi; 20 ensimmäinen kertoja, joka on konfiguroitu kertomaan samanvaihei nen näytejono ensimmäisellä koodilla joukosta koodeja, jossa jokainen joukosta koodeja on ortogonaalinen suhteessa jäljelle jääviin koodeihin, samanvaiheisen koontisymbolin ensimmäisen kanavajonon tuottamiseksi; ^ toinen kertoja, joka on konfiguroitu kertomaan 90 asteen vaiheeni .... ^ 25 eroinen näytejono ensimmäisellä koodilla 90 asteen vaihe-eroisen lyhyen Walsh- o ^ koontisymbolin ensimmäisen kanavajonon tuottamiseksi; ja ensimmäiset välineet samanvaiheisen koontisymbolin ensimmäisen CC kanavajonon ja 90 asteen vaihe-eroisen koontisymbolin ensimmäisen kanavajo-oo ^ non vaihesiirtämiseksi ja skaalaamiseksi samanvaiheisen pilottisuodatinsignaalin cu §5 30 ja 90 asteen vaihe-eroisen pilottisuodatinsignaalin mukaisesti pehmeän päätöksen CD ensimmäisen kanavadatajonon tuottamiseksi. 39

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite lisäksi käsittää: ensimmäinen summain, joka on konfiguroitu summaamaan saman-vaiheinen koontisymbolin ensimmäinen kanavajono ensimmäisen koodin pituu-5 den mukaisesti; toinen summain, joka on konfiguroitu summaamaan 90 asteen vai-he-eroinen koontisymbolin ensimmäinen kanavajono ensimmäisen koodin pituuden mukaisesti.

23. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laite, tunnettu siitä, että lisäksi käsittää: kolmas kertoja, joka on konfiguroitu kertomaan samanvaiheinen koontisymbolin ensimmäinen kanavajono samanvaiheisella pilottisuodatinsignaa-lilla samanvaiheisen pehmeän päätöksen ensimmäisen kanavadatajonon tuottami- 15 seksi; ja neljäs kertoja, joka on konfiguroitu kertomaan 90 asteen vaihe-eroin en koontisymbolin ensimmäinen kanavajono 90 asteen vaihe-eroisella pilot-tisuodatinsignaalilla 90 asteen vaihe-eroisen pehmeän päätöksen ensimmäisen kanavadatajonon tuottamiseksi. 20

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen laite, tunnettu siitä, että lisäksi käsittää: summain, joka on konfiguroitu summaamaan samanvaiheisen ja 90 £ asteen vaihe-eroisen pehmeän päätöksen ensimmäiset kanavadatajonot. CM ' 25 05 o

^ 25. Patenttivaatimuksen 23 mukainen laite, tunnettu siitä, että lisäksi käsittää summaimen, joka on konfiguroitu summaamaan pehmeän cc päätöksen ensimmäinen kanavajono yli ennalta määrätyn määrän pehmeän pää- oo ^ töksen symbolien summatun pehmeän päätöksen ensimmäisen kanavajonon tuot- CM §5 30 tamiseksi. 05 40

26. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laite, tunnettu siitä, että lisäksi käsittää: kolmas kertoja, joka on konfiguroitu kertomaan samanvaiheinen näytejono toisella koodilla samanvaiheisen koontisymbolin toisen kanavajonon 5 tuottamiseksi; neljäs kertoja, joka on konfiguroitu kertomaan 90 asteen vaihe-eroinen näytejono toisella koodilla 90 asteen vaihe-eroisen symbolin toisen kanavajonon tuottamiseksi; ja toiset välineet samanvaiheisen symbolin toisen kanavajonon ja 90 10 asteen vaihe-eroisen symbolin toisen kanavajonon vaihesiirtoa ja skaalausta varten pehmeän päätöksen toisen kanavadatajonon tuottamiseksi.

27. Patenttivaatimuksen 21, 22 tai 26 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että koodi käsittää Walsh-koodin. 15

28. Patenttivaatimuksen 21 tai 27 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisen koodin pituus on neljä alibittiä.

29. Patenttivaatimuksen 21 tai 27 mukainen laite, tunnettu 20 siitä, että ensimmäinen koodi on

30. Patenttivaatimuksen 21 tai 27 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäinen koodi on δ <M ^ 25

31. Patenttivaatimuksen 21 tai 27 mukainen laite, tunnettu o ^ siitä, että ensimmäisen koodin pituus on kaksi alibittiä. X CC

32. Patenttivaatimuksen 21 tai 27 mukainen laite, tunnettu 0° ^ siitä, että ensimmäinen koodi on +,-. C\J en in en en

33. Patenttivaatimuksen 21 tai 27 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisen koodin pituus on kahdeksan alibittiä. 41

34. Patenttivaatimuksen 21 tai 27 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäinen koodi on

35. Patenttivaatimuksen 26 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisen koodin pituus ei ole yhtä suuri kuin toisen koodin pituus.

36. Patenttivaatimuksen 35 mukainen laite, tunnettu siitä, että toisen koodin pituus on neljä alibittiä. 10

37. Patenttivaatimuksen 35 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen koodi on

38. P atentti vaatimuksen 35 mukainen laite, tunnettu siitä, 15 että toinen koodi on

39. Patenttivaatimuksen 35 mukainen laite, tunnettu siitä, että toisen koodin pituus on kaksi alibittiä.

40. Patenttivaatimuksen 35 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen koodi on +,-. δ (M i CD O X Χ CL 00 sj- C\J (M CD σ> CD 42