RO118688B1

RO118688B1 - Sistem si metoda de modulare a unui semnal, intr-un sistem de comunicatii cu spectru extins

Info

Publication number: RO118688B1
Application number: RO92-01620A
Authority: RO
Inventors: Klein S Gilhousen; Irwin M Jacobs; Roberto Padovani; Jr Lindsay A Weaver; Charles E Wheatley; Andrew J Viterbi
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 2003-08-29
Also published as: EP1835633A3; HK1092961A1; US5841806A; HU9204111D0; RO120519B1; HUT64657A; US5103459B1; EP1635480B1; EP1635480A2; ATE370592T1; FI925812A; PT98079B; CA2360909A1; ES2355757T3; FI120712B; IL98598A0; FI20030823A; KR0134390B1; BRPI9106592A; CZ283123B6

Abstract

Inventia se refera la un sistem si la o metoda de modulare a unui semnal, intr-un sistem de comunicatii cu spectru extins. Prin utilizarea tehnicilor de comunicatie cu spectru extins, se construiesc secvente de pseudozgomot (PN), creand ortogonalitate intre utilizatori, astfel incat sa se reduca interferenta mutuala, obtinandu-se o mai mare capacitate de transmisie si o mai buna performanta a legaturii de comunicatie. Folosindu-se coduri PN ortogonale, intercorelatia este zero pe durata unui interval de timp predeterminat, avand ca rezultat lipsa interferentei intre codurile ortogonale, fiind necesara doar sincronizarea in timp a cadrelor temporale ale codurilor. Intr-un exemplu de realizare caracteristica, se transmit semnale intre un amplasament de celula (12 si 14) si unitati de telefonie mobila (16 si 18), prin utilizarea semnalelor de comunicatie in spectru extins de secventa directa. In cadrul unei legaturi de transmisie, de la celula la unitatea de telefonie mobila, se definesc canalele pilot, de sincronizare, de cautare si canalul vocal. Informatia transmisa prin canalele legaturii de comunicatie, de la celula la unitatea de telefonie mobila, este, in general, codificata, intercalata si modulata prin deplasare bifazica (BPSK) cu acoperire ortogonala, a fiecarui simbol BPSK, dar cu modulare prin deplasare de faza in cuadratura (QPSK) pentru dispersarea simbolurilor acoperite. In cadrul legaturii de transmisie de la unitatea de telefonie mobila la celula, se definesc canalul de acces si canalul de vocal. Informatia transmisa prin canalele legaturii de comunicatie, de la unitatea de telefonie mobila la celula, este, in general, codificata, intercalata, cu semnalizarea ortogonala si dispersie QPSK.

Description

Invenția se referă la un sistem și la o metodă de modulare a unui semnal, într-un sistem de comunicații cu spectru extins. Prezenta invenție poate fi aplicată în cadrul sistemelor de telefonie celulară, și în mod particular, în cadrul sistemelor de telefonie mobilă prin satelit, utilizând semnale de comunicație cu spectru extins.

Utilizarea tehnicilor de modulație de acces multiplu cu divizare în cod (CDMA) este una din diferitele tehnici de facilitare a comunicațiilor, în care există un mare număr de utilizatori de sistem. în acest domeniu al tehnicii, sunt cunoscute și alte tehnici pentru sistemele de comunicație de acces multiplu, cum ar fi, de exemplu, accesul multiplu prin divizare în timp (TDMA), accesul multiplu prin divizare în frecvență (FDMA), precum și sistemele de modulație AM, cum ar fi modulația de bandă laterală unică comprimată-expandată în amplitudine (ACSSB). Totuși, tehnica de modulație cu spectru extins CDMA prezintă avantaje semnificative, superioare acestor tehnici de modulație pentru sistemele de comunicație de acces multiplu. Utilizarea tehnicilor CDMA într-un sistem de comunicație de acces multiplu este descrisă în brevetul US 4901307 publicat la 13 februarie 1990, având titlul Sistem de comunicație de acces multiplu cu spectru extins, utilizând sateliți sau stații intermediare terestre, acordat solicitantului prezentei cereri de brevet, și a cărui descriere este inclusă în cadrul invenției de față, ca referință.

în brevetul menționat este prezentată o tehnică de acces multiplu în care un mare număr de utilizatori ai sistemului de telefonie mobilă, fiecare dispunând de un transiver (emițător-receptor), comunică prin intermediul unor repetitoare de satelit sau a unor stații de bază terestre (numite și stații de bază celulare, amplasamente de celulă sau, pe scurt, celule) și în care se utilizează semnale de comunicație cu spectru extins, de acces multiplu cu divizare în cod (CDMA). Când se utilizează comunicațiile CDMA, spectrul de frecvență poate fi folosit de mai multe ori, ceea ce permite o creștere a capacității utilizatorului în sistem. Utilizarea tehnicii CDMA conduce la un randament spectral mult mai mare decât acelea care pot fi obținute prin utilizarea altor tehnici de acces multiplu.

Canalul de transmisie prin satelit este supus, de regulă, unei atenuări (fadincf'} de tip Rician. în conformitate cu aceasta, semnalul recepționat constă dintr-o componentă directă însumată cu o componentă multireflectată, având o distribuție a caracteristicilor de atenuare de tip Rayleigh. Raportul de putere între componenta directă și cea reflectată este, de regulă, de ordinul a 6-?10 dB, depinzând de caracteristicile antenei unității de telefonie mobilă și ale mediului ambiant în care se află respectiva unitate de telefonie mobilă.

în contrast cu canalul de transmisie prin satelit, canalul terestru suferă o atenuare a semnalului, care, de regulă, constă din componenta cu atenuare tip Rayleigh, fără a avea și componentă directă. Astfel, canalul terestru prezintă un mediu de atenuare mult mai sever decât canalul de transmisie prin satelit, la care atenuarea de tip Rician este caracteristica de atenuare dominantă.

în semnalul canalului terestru, caracteristica de atenuare de tip Rayleigh este cauzată de reflexia semnalului din mai multe părți diferite ale mediului fizic ambiant. Ca urmare, un semnal ajunge la receptorul unității de telefonie mobilă, din mai multe direcții, cu diferite întârzieri de transmisie. în benzile de frecvențe UHF, utilizate în mod uzual pentru comunicațiile de radiotelefonie mobilă, incluzându-le și pe acelea ale sistemelor de telefonie mobilă celulară, se pot produce diferențe de fază semnificative în semnalele care sunt transmise pe căi diferite. Există posibilitatea producerii unei însumări destructive a semnalelor, în anumite situații putând avea loc atenuări puternice.

Atenuarea canalului terestru depinde în mare măsură de poziția fizică a unității de telefonie mobilă. O mică schimbare în ceea ce privește poziția unității de telefonie mobilă, conduce la modificarea întârzierilor fizice ale tuturor căilor de propagare ale semnalelor, de unde vor rezulta faze diferite pentru fiecare dintre căile de propagare. Astfel, deplasarea

RO 118688 Β1 unității de telefonie mobilă în cadrul mediului, poate conduce la un proces de atenuare destul 50 de rapid. De exemplu, în banda de frecvențe de radiotelefonie celulară de 850 MHz, această atenuare se poate produce, de regulă, la fiecare secundă, pentru fiecare milă pe oră (1,6 Km/h) a vitezei vehiculului. O atenuare atât de severă poate fi extrem de nefavorabilă pentru semnalele canalului terestru, conducând la o slabă calitate a transmisiei. Poate fi utilizată puterea auxiliară a transmițătorului, pentru rezolvarea problemei atenuării. Totuși, aceste 55 creșteri ale puterii afectează, atât utilizatorul, printr-un consum excesiv de putere, cât și sistemul, prin creșterea interferenței.

Tehnicile de modulație CDMA prezentate în brevetul US 4901307 oferă multe avantaje față de tehnicile de modulație de bandă îngustă folosite în sistemele de comunicații care utilizează repetitori de satelit sau stații intermediare terestre. Canalul terestru crează pro- 60 bleme deosebite, oricare ar fi tipul de sistem de comunicație, în special, în ceea ce privește semnalele de propagare pe căi multiple. Utilizarea tehnicilor CDMA permite rezolvarea problemelor specifice canalului terestru, reducând efectul negativ al propagării pe căi multiple, de exemplu, atenuarea, dar exploatând, în același timp, avantajele acestora.

într-un sistem de telefonie celulară CDMA, poate fi utilizată aceeași bandă de frec- 65 vență pentru realizarea comunicației în toate celulele. Caracteristicile formei de undă ale semnalelor CDMA, care informează asupra câștigului privind procesarea, sunt, de asemenea, utilizate pentru discriminarea semnalelor care ocupă aceeași bandă de frecvență. în plus, modularea în pseudozgomot (“PN) de mare viteză permite ca mai multe căi de propagare diferite să fie separate, atâta timp cât diferența întârzierilor de propagare ale căilor 70 de transmisie depășește durata unui element PN (segment de pseudozgomot), adică inversul lărgimii benzii (1/lărgimea de bandă). Dacă într-un sistem CDMA se utilizează o frecvență a elementelor PN de aproximativ 1MHz, câștigul total în procesarea cu spectru extins, care este egal cu raportul între lărgimea de bandă extinsă și rata de transmisie date a sistemului, poate fi utilizat în legătură cu acele căi de transmisie a căror întârziere de pro- 75 pagare a semnalului diferă cu mai mult de o microsecundă de cea a căii de transmisie dorite. O diferență de o microsecundă, în ceea ce privește întârzierea de semnal a căii de transmisie, corespunde unei diferențe de distanță a căii, de aproximativ 1000 de picioare (305 m). Mediul ambiant urban produce, de regulă, în căile de transmisie, diferențe ale întârzierilor de propagare a semnalului ce depășesc o microsecundă, în anumite zone putând fi înre- 80 gistrate întârzieri de propagare de până la 10+20 ps.

în sistemele de modulație de bandă îngustă, cum ar fi, modulația FM analogică utilizată de sistemele telefonice convenționale, existența căilor multiple conduce la o atenuare severă datorată respectivelor căi multiple. Dar, prin utilizarea modulației de bandă largă CDMA, diferitele căi de semnal pot fi discriminate în ceea ce privește procesul de demodu- 85 lare. Această discriminare reduce considerabil nivelul de severitate al atenuării datorate căilor multiple. însă, prin utilizarea tehnicilor de discriminare CDMA, atenuarea datorată căilor multiple nu este complet eliminată, întrucât, în mod ocazional, vor exista căi cu diferențe în întârzierea de propagare a semnalului, mai mici decât durata elementului PN, pentru un sistem particular. Semnale care au întârzieri de propagare pe căile de transmisie, de 90 acest ordin de mărime, nu pot fi discriminate de restul semnalelor, în demodulator, fapt care va conduce la un anumit grad de atenuare.

De aceea, ar fi de dorit să fie prevăzută o formă de diversitate care să permită sistemelor să reducă atenuarea. Diversitatea este o modalitate de reducere a efectelor negative ale atenuării. Există trei tipuri principale de diversitate: diversitate în timp, diversitate în 95 frecvență și diversitate în spațiu.

Cea mai bună metodă de obținere a diversității în timp este utilizarea repetării, a intercalării în timp și detectarea și codificarea erorilor care este și ea o formă de repetare.

Prezenta invenție utilizează fiecare din aceste tehnici ca o formă de diversitate în timp.

RO 118688 Β1

Semnalul CDMA, prin natura sa de semnal de bandă largă, oferă posibilitatea obținerii unei diversități în frecvență, prin dispersia energiei semnalului pentru o mare lărgime de bandă. De aceea, atenuarea selectivă în frecvență, afectează doar o mică parte a lărgimii de bandă a semnalului CDMA.

Diversitatea în spațiu sau în traiectorie se obține prin asigurarea unor căi multiple de semnal, prin legături de transmisie simultană de la un utilizator de telefonie mobilă la două sau mai multe amplasamente de celulă. Mai mult, diversitatea în traiectorie poate fi obținută exploatând mediul multicale (căilor multiple), prin procesarea cu spectru extins, permițând ca un semnal care ajunge cu întârzieri de propagare diferite, să fie recepționat și procesat separat. Exemple de diversitate în traiectorie sunt prezentate în cererea de brevet US nr.07/433030, din 7 noiembrie 1989 având titlul Transfer progresiv într-un sistem de telefonie celulară CDMA”, în prezent brevetul de invenție US 5101501 publicat la 31 martie 1992, și respectiv, în cererea de brevet US nr. 07/432552, din 7 noiembrie 1989, având titlul Receptor în diversitate într-un sistem de telefonie celulară CDMA”, în prezent brevetul de invenție US 5109390, publicat la 28 aprilie1992, ambele brevete fiind acordate solicitantului prezentei cereri de brevet.

într-un sistem CDMA, efectele negative ale atenuării pot fi controlate, într-o oarecare măsură, prin comanda puterii transmițătorului. Un sistem pentru comanda puterii amplasamentelor de celulă și a unităților de telefonie mobilă este prezentat în cererea de brevet US nr.07/433031, din 7 noiembrie 1989 având titlul “Metodă și aparat pentru comanda puterii de transmisie într-un sistem de telefonie mobilă celulară CDMA, în prezent brevetul de invenție US 5056109, publicat la 8 octombrie 1991 și acordat, de asemenea, solicitantului prezentei cereri de brevet.

Tehnicile CDMA, așa cum sunt prezentate în brevetul US 4901307, prevăd utilizarea modulării și demodulării coerente, în ambele direcții ale legăturii de transmisie, în comunicațiile mobile prin satelit. în consecință, este prevăzută utilizarea unui semnal purtător pilot, ca referință de fază coerentă, pentru legătura de comunicație satelit-unitate de telefonie mobilă și legătura de comunicație celulă-unitate de telefonie mobilă. în mediul celular terestru, totuși, severitatea atenuării datorate căilor multiple, având ca rezultat alterarea fazei canalului, exclude utilizarea tehnicii de demodulare coerentă pentru legătura de comunicație unitate de telefonie mobilă-celulă. Prezenta invenție oferă o modalitate de înlăturare a efectelor negative ale propagării pe căi multiple în legătura de comunicație unitate de telefonie mobilăcelulă, prin utilizarea tehnicilor de modulare și demodulare necoerente.

Tehnicile CDMA, așa cum sunt prezentate în brevetul US 4901307, se referă, de asemenea, la utilizarea unor secvențe de cod PN, relativ lungi, fiecărui canal al utilizatorului fiindu-i atribuită o secvență de cod PN, diferită. Atât intercorelația între diferitele secvențe de cod PN, cât și autocorelația unei secvențe de cod PN, pentru toate decalajele în timp, diferite de zero, au o valoare medie zero, care permite efectuarea discriminării diferitelor semnale ale utilizatorilor, după recepționarea lor.

Totuși, astfel de semnale PN nu sunt ortogonale. Cu toate că, media intercorelărilor este zero pentru un interval de timp scurt, cum ar fi, de exemplu, durata unui bit de informație, intercorelația urmărește o distribuție binominală. în acest fel, semnalele interferează unele cu altele într-un mod foarte asemănător situației în care aceste semnale ar fi fost zgomot Gaussian de bandă largă, având aceeași densitate spectrală a puterii. Astfel, celelalte semnale ale utilizatorului, sau zgomotul de interferență mutuală, limitează în ultimă instanță, capacitatea care s-ar fi putut obține. Existența propagării pe căi multiple poate conduce la obținerea diversității în traiectorie în cazul unui sistem CDMA de bandă largă bazat pe modularea în pseudozgomot (PN). Dacă se dispune de două sau mai multe căi de transmisie

RO 118688 Β1 cu o diferență de întârziere a propagării semnalului, mai mare de o microsecundă, vor putea fi utilizate două sau mai multe receptoare PN pentru a se recepționa separat aceste semnale. Deoarece, aceste semnale prezintă, de regulă, independență în ceea ce privește ate- 150 nuarea datorată căilor multiple, ceea ce înseamnă că semnalele nu vor fi atenuate simultan, se va putea realiza combinarea de diversitate a semnalelor de ieșire ale celor două receptoare. De aceea, o pierdere de randament poate apare numai atunci când ambele receptoare înregistrează atenuări în același timp. Prin urmare, un aspect al prezentei invenții îl reprezintă dispunerea a două sau mai multor receptoare PN, împreună cu un combinator 155 de diversitate. Dacă se dorește exploatarea semnalelor propagate pe căi multiple, pentru a rezolva problema atenuării, este necesară utilizarea unei forme de undă care să permită efectuarea de operații de combinare de diversitate în traiectorie.

Prin urmare, unul dintre obiectivele prezentei invenții este acela de a permite generarea de secvențe de cod PN, care să fie ortogonale pentru a reduce interferența mutuală, 160 permițând astfel mărirea capacității sistemului privind numărul utilizatorilor de sistem și utilizarea diversității în traiectorie pentru combaterea atenuării.

Implementarea tehnicilor de comunicații cu spectru extins, în particular, a tehnicilor CDMA, într-un mediu de telefonie celulară mobilă, conduce astfel la obținerea unor caracteristici ce cresc extrem de mult fiabilitatea și capacitatea sistemului, față de alte tehnici ale 165 sistemelor de comunicații. Tehnicile CDMA menționate anterior permit, de altfel, rezolvarea cu ușurință a problemelor cum ar fi, atenuarea și interferența. în consecință, tehnicile CDMA favorizează totuși o mai mare reutilizare a frecvențelor, permițând astfel o creștere considerabilă a numărului utilizatorilor de sistem.

Prezenta invenție se referă la o metodă și la un sistem nou și îmbunătățit pentru ge- 170 nerarea de secvențe de cod PN, care să permită realizarea unei ortogonalități între utilizatori și să reducă, astfel, interferența mutuală, permițând o mai mare capacitate și un mai bun randament al legăturilor de transmisie. Folosind coduri PN ortogonale, intercorelația este egală cu zero, pe durata unui interval de timp predeterminat, rezultând de aici lipsa interferenței între codurile ortogonale, prevăzându-se doar realizarea aliniamentului, în timp, între 175 cadrele temporale ale codului.

într-un exemplu de realizare al invenției, semnalele se transmit între un amplasament de celulă și unitățile de telefonie mobilă, utilizând semnale de comunicație de spectru extins de secvență directă. în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă se definesc canalele: pilot, de sincronizare, de apel (pagincf) și respectiv canalul vocal. 180 Informația transmisă pe canalele legăturii de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă este, în general, supusă codificării, intercalării, modulării prin deplasare bifazică (BPSK), cu acoperire ortogonală a fiecăruia dintre simbolurile BPSK, împreună cu modularea prin deplasare cvadrifazică (QPSK) pentru realizarea dispersiei simbolurilor de acoperire. 185 în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă se definesc canalul de acces și canalul vocal. Informația transmisă pe canalele legăturii de transmisie de la unitatea de telefonie mobilă la celulă este, în general, supusă codificării și intercalării, prin modularea QPSK, semnalele ortogonale fiind transmise împreună cu dispersia.

în continuare, vor fi evidențiate caracteristicile și obiectele prezentei invenții, îm- 190 preună cu avantajele acesteia, prin descrierea detaliată a invenției, identificând în mod corespunzător elementele tehnice ale invenției, pe tot cuprinsul descrierii prezentată în legătură și cu figurile, care reprezintă:

- fig.1, vedere generală, schematică, a unui sistem de telefonie celulară CDMA;

- fig.2, schema bloc a echipamentului unui amplasament de celulă, așa cum este 195 implementat într-un sistem de telefonie celulară CDMA;

R0118688 Β1

- fig.3, schema bloc a receptorului unui amplasament de celulă;

- fig.4, schema bloc a modulatorului de transmisie a unui amplasament de celulă;

- fig.5, diagrama de timp caracteristică de sincronizare a simbolurilor, în canalul de sincronizare;

- fig.6, diagrama de timp caracteristică de alocare temporală a canalului de sincronizare cu acoperire ortogonală;

- fig.7, diagrama de timp caracteristică de alocare temporală, globală, a legăturii de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă;

- fig.8, schema bloc a echipamentului unei centrale de comutație de telefonie mobilă;

- fig.9, schema bloc a aparatului unei unități de telefonie mobilă, configurat pentru comunicațiile CDMA, într-un sistem de telefonie celulară CDMA;

- fig.10, schema bloc a receptorului unei unități de telefonie mobilă;

- fig.11, schema bloc a modulatorului de transmisie al unei unități de telefonie mobilă;

- fig,12, diagrama de timp caracteristică a legăturii de transmisie de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, pentru o rată de transmisie date în rafale, variabilă;

- fig.13, diagrama de timp caracteristică de alocare temporală, globală, a legăturii de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă.

într-un sistem de telefonie celulară CDMA, fiecare amplasament de celulă are mai multe unități de modulare-demodulare, sau modemuri, de spectru extins. Fiecare modem constă dintr-un modulator digital de transmisie de spectru extins, cel puțin un receptor digital de date de spectru extins, și un receptor de căutare. Fiecare modem al amplasamentului de celulă este atribuit unei unități de telefonie mobilă, în funcție de necesități, pentru a se facilita comunicațiile cu respectiva unitate de telefonie mobilă.

într-un sistem de telefonie celulară CDMA se utilizează un sistem de transfer flexibil (soft) al apelurilor, în care se atribuie unității de telefonie mobilă modemul unui nou amplasament de celulă, în timp ce modemul vechiului amplasament de celulă continuă să deservească apelul. Când unitatea de telefonie mobilă se află în zona de tranziție între cele două amplasamente de celulă, apelul poate fi comutat înainte și înapoi între amplasamentele de celulă, în funcție de intensitatea semnalului care dictează sau nu transferul. Deoarece, unitatea de telefonie mobilă se află tot timpul în legătură de comunicație cu cel puțin un modem al amplasamentului de celulă, unitatea sau serviciul de telefonie mobilă vor fi afectate în mai mică măsură de întreruperi. Unitatea de telefonie mobilă, pentru a înlesni procesul de transfer al apelurilor, utilizează mai multe receptoare, pe lângă faptul că utilizează funcția de diversitate pentru reducerea efectelor atenuării.

în sistemul de telefonie celulară CDMA, fiecare amplasament de celulă transmite un semnal purtător pilot. Celulele vor fi divizate în sectoare, fiecare sector având un semnal pilot asociat, distinct în cadrul celulei. Acest semnal pilot este folosit de unitățile de telefonie mobilă, pentru a obține sincronizarea inițială a sistemului și pentru a obține o urmărire sigură în timp, frecvență și fază a semnalelor transmise de la amplasamentele de celulă. Fiecare amplasament de celulă transmite, de asemenea, informația modulată de spectru extins, cum ar fi, informația de identificare a amplasamentului de celulă, de temporizare a sistemului, de căutare a unității de telefonie mobilă, precum și diferite alte semnale de comandă.

Semnalul pilot, transmis de către fiecare sector al fiecăreia dintre celule, are același cod de dispersie, dar cu o diferență de fază a codului diferită. Diferența de fază permite diferențierea semnalelor pilot, unele de altele, distingându-se, astfel, amplasamentele de celulă, sau sectoarele amplasamentelor de celulă, care le inițiază. Utilizarea aceluiași cod pentru semnalul pilot, permite unității de telefonie mobilă să găsească sincronizarea temporală a sistemului, printr-o singură căutare, trecând prin toate fazele codului semnalui pilot.Semnalul pilot de cea mai mare intensitate, care se determină printr-un proces de corelație pentru

RO 118688 Β1 fiecare cod de fază, este ușor identificabil. Semnalul pilot, identificat ca având cea mai mare intensitate, corespunde, în general, semnalului pilot transmis de cea mai apropiată celulă.

Totuși, întotdeauna va fi utilizat semnalul pilot de cea mai mare intensitate, fie că este sau nu transmis de celula cea mai apropiată.

După achiziția semnalului pilot de cea mai mare intensitate, adică odată ce a fost 250 obținută sincronizarea inițială a unității de telefonie mobilă cu semnalul pilot având cea mai mare intensitate, unitatea de telefonie mobilă caută altă frecvență purtătoare, destinată a fi recepționată de toți utilizatorii de sistem, din celulă. Acestă purtătoare denumită canal de sincronizare transmite un mesaj de difuziune ce conține informația de sistem pentru a fi utilizată de către unitățile de telefonie mobilă din sistem. Informația de sistem identifică ampla- 255 samentul de celulă și sistemul, pe lângă faptul că furnizează informație care permite sincronizarea codurilor PN lungi, a cadrelor de intercalare, a codoarelor vocale și a altor informații de temporizare ale sistemului utilizate de către unitatea de telefonie mobilă, fără o căutare suplimentară. De asemenea, poate fi prevăzut un alt canal, numit canal de apel (pagincf) pentru a transmite mesaje unităților de telefonie mobilă, indicând faptul că un apel a sosit 260 pentru acestea, și pentru a răspunde cu atribuiri de canal, atunci când o unitate de telefonie mobilă inițiază un apel.

Unitatea de telefonie mobilă continuă să exploreze codul semnalului purtător pilot recepționat, cu decalaje de cod corespunzătoare semnalelor pilot transmise din proxima vecinătate sau din sectorul învecinat al amplasamentelor de celulă. Această explorare este 265 realizată pentru a determina dacă un semnal pilot provenit de la un sector sau celulă învecinată, devine un semnal de mai mare intensitate decât semnalul pilot, care a fost cel dintâi determinat ca fiind de cea mai mare intensitate. Dacă în timpul acestui mod inactiv de apelare, un semnal pilot, provenit de la un amplasament de celulă învecinat sau de la un sector al amplasamentului de celulă învecinat, devine un semnal de mai mare intensitate 270 decât semnalul pilot transmis de către amplasamentul de celulă inițial, sau de către sectorul amplasamentului de celulă inițial, unitatea de telefonie mobilă va capta semnalele pilot de mai mare intensitate și canalul corespunzător de sincronizare și de apel (pagini) al noului amplasament de celulă sau sector al amplasamentului de celulă.

Când este inițiat un apel, se determină o adresă a codului de pseudo-zgomot (PN), 275 pentru a fi utilizată pe durata acestui apel. Adresa codului poate să fie atribuită de către amplasamentul de celulă, sau să fie determinată printr-o convenție stabilită în prealabil, bazată pe identitatea unității de telefonie mobilă. După ce se inițiază un apel, unitatea de telefonie mobilă continuă să exploreze semnalul pilot transmis de către amplasamentul de celulă, prin intermediul căruia se realizează stabilirea comunicației, suplimentar explorării 280 semnalului pilot transmis de către celulele învecinate sau de către sectoarele celulelor învecinate. Explorarea semnalelor pilot va continua, în scopul de a determina, dacă unul dintre semnalele pilot transmise de către celula sau sectorul de celulă învecinat, devine un semnal de mai mare intensitate, decât semnalul pilot transmis de către amplasamentul de celulă cu care comunică unitatea de telefonie mobilă. Când semnalul pilot, asociat cu o celulă sau cu 285 un sector de celulă învecinat, devine un semnal de intensitate mai mare decât cea a semnalului pilot al celulei sau al sectorului de celulă curent, acest lucru va fi interpretat de către unitatea de telefonie mobilă ca o indicație a faptului că s-a intrat într-o nouă celulă sau într-un nou sector de celulă, și prin urmare trebuie să se inițieze un transfer.

Un exemplu de realizare al prezentei invenții, având ca obiect un sistem de telefonie, 290 este prezentat în legătură cu fig.1. Sistemul din fig.1 utilizează tehnicile de modulație cu spectru extins în comunicațiile dintre unitățile de telefonie mobilă ale sistemului, sau telefoanele mobile și amplasamentele de celulă. Sistemele celulare din marile orașe, pot să aibă sute de stații de amplasamente de celulă care să deservească sute de mii de telefoane

RO 118688 Β1 mobile. Utilizarea tehnicilor de spectru extins, în particular tehnicile CDMA, facilitează creșterea cu ușurință a capacității de utilizare în astfel de sisteme de mari dimensiuni, comparativ cu sistemele celulare de modulație FM convenționale.

>

în fig.1, un controler 10 și comutator de sistem, totodată, la care se mai face referire și ca la o centrală de comutație de telefonie mobilă (MTSO - Mobile Telephone Switching Office), include de regulă circuite de interfață și de procesare pentru realizarea comenzii sistemului la amplasamentele de celulă. Controlerul 10 comandă, de asemenea, dirijarea apelurilor telefonice de la rețeaua de telefonie publică comutată (PSTN) la amplasamentele de celulă adecvate pentru transmisia către unitățile de telefonie mobilă adecvate. Controlerul 10 comandă, de asemenea, dirijarea apelurilor de la unitățile de telefonie mobilă, prin intermediul a cel puțin unui amplasament de celulă, la rețeaua de telefonie publică comutată PSTN. Controlerul 10 poate să stabilească apeluri între utilizatorii unităților de telefonie mobilă prin intermediul amplasamentelor de celulă adecvate, dat fiind cunoscut faptul că unitățile de telefonie mobilă nu comunică, de regulă, direct, între ele.

Controlerul 10 poate fi cuplat la amplasamentul de celulă prin diferite mijloace, cum ar fi, linii telefonice dedicate, legături de transmisie prin fibre optice sau legături de comunicație prin intermediul microundelor. în fig.1 sunt prezentate două asemenea amplasamente de celulă 12 și 14, caracteristice, împreună cu unitățile de telefonie mobilă 16 și 18, incluzând fiecare un telefon celular. Amplasamentele de celulă 12 și 14, la care se face referire aici și sunt reprezentate în desene, sunt considerate ca deservind o întreagă celulă. Totuși, trebuie să se subînțeleagă că celula poate fi divizată, din punct de vedere geografic, în sectoare, fiecare sector fiind tratat ca o arie de acoperire diferită. în consecință, transferul apelurilor între sectoarele aceleiași celule se efectuează, așa cum este descris în cele de față, pentru diferite celule, în timp ce poate fi obținută diversitatea, atât între sectoare, cât și pentru celule.

în fig.1, liniile cu săgeți definesc posibile legături de comunicație 20a-20b și 22a-22b între amplasamentul de celulă 12 și unitățile de telefonie mobilă 16 și 18, respectiv, posibile legături de comunicație 24a-24b și 26a-26b între amplasamentul de celulă 14 și unitățile de telefonie mobilă 16 și 18. Amplasamentele de celulă 12 și 14 transmit la parametrii nominali, utilizând același nivel de putere.

Zone de deservire ale amplasamentelor de celulă sau ale celulelor sunt concretizate în arii geografice, astfel că unitatea de telefonie mobilă va fi, în mod normal, mai aproape de un amplasament de celulă și în interiorul unui sector de celulă, caz în care celula este divizată în sectoare. Când unitatea de telefonie mobilă este inactivă, adică fără apeluri în curs de efectuare, unitatea de telefonie mobilă urmărește, în mod constant, transmisiile semnalului pilot de la fiecare dintre amplasamentele de celulă învecinate și, dacă e cazul, de la un singur amplasament de celulă în care a fost împărțită celula. Așa cum este ilustrat în fig.1, semnalele pilot sunt transmise respectiv la unitatea de telefonie mobilă 16 de către amplasamentele de celulă 12 și 14, prin intermediul legăturilor de comunicație de ieșire 20a și 26a (legături de comunicație directă). Unitatea de telefonie mobilă 16 poate determina care este celula în care se realizează compararea puterii de semnal pentru semnalele pilot transmise de la amplasamentele de celulă 12 și 14.

în exemplul de realizare prezentat în fig.1, unitatea de telefonie mobilă 16 poate fi considerată ca fiind cea mai apropiată de amplasamentul de celulă 12. Când unitatea de telefonie mobilă 16 inițiază un apel, se transmite un mesaj de control la cel mai apropiat amplasament de celulă, adică la amplasamentul de celulă 12. După primirea mesajului de solicitare a apelului, amplasamentul de celulă 12 transferă numărul apelat la controlerul 10 al sistemului. Controlerul 10 realizează apoi conectarea apelului la destinatarul dorit, prin rețeaua de telefonie publică comutată PSTN.

RO 118688 Β1 în cazul în care un apel va fi inițiat în cadrul rețelei de telefonie publică comutată

PSTN, controlerul 10 transmite informația de apel la toate amplasamentele de celulă din 345 zona de deservire. Ca răspuns, amplasamentele de celulă transmit un mesaj de căutare în fiecare din respectivele arii de acoperire, destinat utilizatorului mobil dorit, apelat. Când unitatea de telefonie mobilă receptoare, dorită, recepționează mesajul de apel, aceasta răspunde cu un mesaj de comandă, care este transmis la cel mai apropiat amplasament de celulă. Acest mesaj de comandă semnalizează controlerului 10 al sistemului că acest ampla- 350 sament de celulă, particular, este în legătură de comunicație cu unitatea de telefonie mobilă, în continuare, controlerul 10 dirijează apelul prin intermediul acestui amplasament de celulă către unitatea de telefonie mobilă 16. Dacă unitatea de telefonie mobilă 16 iese din aria de acoperire a amplasamentului de celulă inițial, respectiv amplasamentul de celulă 12, se efectuează o tentativă de continuare a apelului, prin dirijarea apelului prin intermediul unui alt 355 amplasament de celulă.

Cu privire la sistemele de telefonie celulară, Comisia de Comunicații Federale (FCC) a alocat un total de 25 MHz pentru legăturile de comunicație de la unitățile de telefonie mobilă la celulă și 25 MHz pentru legăturile de comunicație de la celulă la unitățile de telefonie mobilă. Comisia de Comunicații Federale (FCC) a împărțit alocarea frecvențelor, în 360 mod egal, între doi furnizori de servicii, dintre care unul este compania de telefonie prin cablu pentru zona de deservire, iar celălalt este ales prin tragere la sorți. Datorită ordinii în care au fost făcute alocările de frecvențe, cei 12,5 MHz alocați fiecărei purtătoare pentru fiecare, din cele două direcții ale legăturii de comunicații sunt, la rândul lor, împărțiți în două subbenzi. Pentru purtătoarele de transmisie, în cazul comunicației prin cablu, subbenzile au, 365 fiecare, lărgimea de bandă de 10 MHz, și respectiv de 2,5 MHz. Pentru purtătoarele de transmisie, în cazul comunicației radio, subbenzile au fiecare lărgimea de bandă de 11 MHz, și respectiv de 1,5 MHz. Astfel, o lărgime a benzii semnalului mai mică de 1,5 MHz s-ar putea încadra în oricare dintre subbenzi, în timp ce o lărgime de bandă mai mică de 2,5 MHz s-ar putea încadra în toate subbenzi, mai puțin în una dintre acestea. 370

Pentru a menține maximum de flexibilitate, în ceea ce privește alocarea tehnicii CDMA pentru spectrul de frecvențe disponibil al rețelei celulare, forma de undă utilizată în sistemul de telefonie celulară trebuie să aibă o lărgime a benzii mai mică de 1,5 MHz. O a doua alegere bună, ar fi o lărgime de bandă de aproximativ 2,5 MHz, ceea ce ar oferi o flexibilitate totală purtătoarei de transmisie a rețelei celulare de comunicație prin cablu, și o flexi- 375 bilitate cvazi-totală a purtătoarei de transmisie a rețelei celulare de comunicație prin radio, în timp ce utilizarea unei lărgimi de bandă mai largă, are avantajul de a oferi o mai mare discriminare a căilor multiple, există dezavantaje în ceea ce privește costul mai mare al echipamentului și flexibilitate mai redusă la alocarea frecvențelor în lărgimea de bandă alocată.

într-un sistem de telefonie celulară cu spectru extins, așa cum este cel prezentat în 380 fig.1, diagrama de realizare preferențială a formei de undă cuprinde o purtătoare cu spectru extins și pseudozgomot de secvență directă. Rata de transmisie, aleasă, a elementelor secvenței PN, este de 1,2288 MHz, într-un exemplu preferențial de realizare a invenției. Această rată de transmisie particulară a elementelor de pseudozgomot este aleasă, astfel, încât lărgimea de bandă rezultantă, de aproximativ 1,25 după filtrare, să fie de aproximativ o zecime 385 din lărgimea totală a benzii alocată unei purtătoare a serviciului rețelei de telefonie mobilă celulară.

Un alt considerent în alegerea ratei de transmisie exacte a elementelor de pseudozgomot, este acela că, ar fi de dorit ca rata transmisie a elementelor de pseudozgomot să fie perfect divizibilă cu ratele de transmisie a datelor în banda de bază ce este utilizată de 390 către sistem. De asemenea, este de dorit ca divizorul să fie o putere a lui doi. într-un exemplu preferențial de realizare a invenției, rata de transmisie date în banda de bază este de 9600 biți pe secundă, conducând la o alegere a ratei de transmisie a elementelor de cod

PN de 128 ori 9600 biți pe secundă, adică de 1,2288 Mhz.

RO 118688 Β1 în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, secvențele binare, folosite pentru împrăștierea (dispersarea) spectrului, sunt construite din două tipuri diferite de secvențe, fiecare cu proprietăți diferite pentru a realiza funcții diferite. Există un cod extern care este utilizat de către toate semnalele unei celule sau sector, care este folosit pentru discriminarea semnalelor de propagare pe căi multiple. Codul extern este, de asemenea, folosit la discriminarea semnalelor transmise unităților de telefonie mobilă, de diferite celule sau sectoare. Există, de asemenea, un cod intern care este folosit pentru discriminarea semnalelor de la utilizator, transmise de către un singur sector sau celulă.

în diagrama formei de undă a purtătoarei, din exemplul preferențial de realizare a invenției, pentru semnalele transmise de amplasamentul de celulă, se utilizează o purtătoare sinusoidală care este supusă modulării cvadrifazice (în cuadratură de fază) de către o pereche de secvențe binare PN, aceasta furnizând codul extern transmis de un sector sau celulă individuală. Secvențele sunt generate de două generatoare PN, diferite, cu o aceiași lungime a secvenței. O secvență modulează bifazic canalul în fază (canalul I) al purtătoarei, iar cealaltă secvență modulează bifazic canalul în cuadratură de fază (canalul Q) al purtătoarei. Semnalele rezultante se însumează pentru a forma o purtătoare cvadrifazică compusă.

Cu toate că valorile de zero logic și unu logic sunt utilizate în mod convențional pentru a reprezenta secvențele binare, tensiunile de semnal folosite în procesul de modulare sunt de +V volți pentru unu logic și de -V volți pentru zero logic. Pentru a modula bifazic un semnal sinusoidal se multiplică o sinusoidă de valoare medie zero volți, cu nivelul de tensiune +V sau -V, controlat prin secvențele binare, utilizând un circuit multiplicator. în continuare, semnalul rezultat poate fi limitat în bandă, prin trecerea sa printr-un filtru trece bandă. Este, de asemenea, cunoscută în domeniu, filtrarea trece jos a succesiunii de secvențe binare înainte de multiplicarea cu semnalul sinusoidal, interschimbând prin aceasta, ordinea operațiilor. Un modulator cvadrifazic constă din două modulatoare bifazice, fiecare dintre ele fiind acționate printr-o secvență diferită, semnalele sinusoidale utilizate în modulatoarele bifazice, având un defazaj între ele de 90°.

într-un exemplu preferențial de realizare a invenției, lungimea aleasă a secvenței pentru semnalul purtător transmis este de 32768 elemente. Secvențele de această lungime pot fi generate de un generator de secvențe liniare, de lungime maximă modificată adăugând un bit zero unei secvențe de elemente de lungime 32767. Secvența rezultată are proprietăți bune de intercorelație și autocorelație. Este necesar ca proprietățile de intercorelație și autocorelație să fie bune pentru a împiedica interferența mutuală între purtătoarele pilot transmise de diferitele celule.

Este de dorit a se dispune de o astfel de secvență de mică lungime, pentru a minimaliza durata timpului de achiziție al unităților de telefonie mobilă, când acestea accesează pentru prima dată sistemul, fără a cunoaște sincronizarea sistemului. Dacă nu se cunoaște sincronizarea va trebui să se găsească lungimea totală a secvenței pentru determinarea sincronizării corecte. Cu cât va fi mai lungă secvența, cu atât va fi mai mare durata de căutare a timpului de achiziție.

Deși, ar putea fi utilizate secvențe mai mici de 32768, trebuie să se subînțeleagă faptul că, la reducerea lungimii secvenței, se reduce și câștigul de procesare al codului. Dacă se reduce câștigul de procesare, va fi, de asemenea, redusă, poate chiar la nivele inacceptabile, suprimarea interferenței datorată propagării pe căi multiple, împreună cu interferența celulelor adiacente și a altor surse. Prin urmare, este de dorit să se utilizeze secvența de cea mai mare lungime, care poate fi obținută într-un timp rezonabil. De asemenea, este de dorit să se utilizeze aceleași polinoame de cod în toate celulele, pentru ca, în acest fel, unitatea de telefonie mobilă, neștiind în care celulă se află în momentul în care a obținut pentru prima dată sincronizarea, să poată ajunge la sincronizarea completă, prin căutarea unui singur polinom de cod.

RO 118688 Β1

Pentru a simplifica procesul de sincronizare, toate celulele sistemului sunt sincroni- 445 zate între ele. într-un exemplu de realizare al invenției, sincronizarea celulelor este obținută prin sincronizarea tuturor celulelor cu o referință de timp comună, cum ar fi cea a sistemului de poziționare globală (GPS - Global Positioning System) Navstar care este un sistem de navigație prin satelit sincronizat cu timpul universal coordonat (UTC - Universal Coordinated

Time). 450

Semnalele de la diferitele celule se diferențiază prin decalajele în timp ale secvențelor de bază. Fiecărei celule îi este atribuit un decalaj de timp, diferit, al secvențelor de bază, care diferă de cel al celulelor învecinate. într-un exemplu preferențial de realizare a invenției, perioada de repetare de 32768 este împărțită într-un set de 512 decalaje de timp. Cele 512 decalaje sunt separate prin 64 elemente. Fiecărui sector al fiecăreia dintre celulele 455 unui sistem celular, de asemenea, i se atribuie un decalaj de timp diferit de respectivele decalaje, pentru a fi utilizat în toate transmisiunile sale. Dacă există mai mult de 512 sectoare sau celule în sistem, atunci decalajele pot fi reutilizate, în același mod în care se reutilizează frecvențele în sistemul celular FM analogic prezent. în alte variante, ar putea fi folosit un număr de decalaje diferit de 512. Printr-o atentă atribuire a decalajelor semnalelor 460 pilot, nu va fi niciodată nevoie, pentru celulele învecinate, să se utilizeze decalaje de timp apropiate.

Toate semnalele transmise de o celulă sau de unul din sectoarele celulei împart între ele aceleași coduri PN externe, pentru canalele I și Q. De asemenea, semnalele sunt extinse cu un cod ortogonal intern, generat prin utilizarea de funcții Walsh. Un semnal adresat unui 465 utilizator particular, este multiplicat cu secvențele PN externe și cu o secvență Walsh particulară, sau cu un set de secvențe Walsh, atribuite de controlerul 10 al sistemului pe durata apelului telefonic al utilizatorului. Același cod intern este aplicat ambelor canale I și Q, având ca rezultat o modulație care este practic bifazică pentru codul intern.

Este bine cunoscut în domeniu, faptul că este posibilă construirea unui set de n sec- 470 vențe binare ortogonale, de lungime n fiecare, n fiind oricare putere a lui 2 (a se vedea lucrarea Digital Communications with Space Applications, S.W.Golomb și alții, Prentice Hali, Inc. 1964, pp.45-64). De fapt, sunt, de asemenea, cunoscute serii de secvențe binare ortogonale, având lungimile cele mai mari, multipli de patru, dar nu mai mari de două sute.

O astfel de clasă de secvențe, care este ușor de generat, este denumită funcție Walsh, 475 cunoscută fiind, de asemenea, și ca matrice Hadamard.

O funcție Walsh de ordinul n poate fi definită în mod recursiv, după cum urmează:

W(n)=

W(n/2), W(n/2)

W(n/2), W'(n/2) unde: W' indică complementul logic al lui W și W(1) = |0 Astfel:

0,

W(2)= o»

480

485

0,

0, o,

1, o,

1,

0, o,

1,

1, o

o

490

W(4) =

RO 118688 Β1

W(8) luând următoarea formă:

	0,	0,	0,	0,	0,	0,	0, 0
	0,	1,	0,	1,	0,	1,	0, 1
	0,	0,	1,	1,	0,	0,	1, 1
W(8) =	0,	1,	1,	0,	0,	1,	1, 0 1, 1
0,	0,	o,	0,	1,	1,
	0,	1,	0,	1,	1,	0,	1, 0
	0,	0,	1,	1,	1,	1,	0, 0
	0,	1,	1,	0,	1,	0,	0, 1

O secvență Wlash este dată de una dintre liniile matricei de funcții Walsh. O funcție J » »

Walsh de ordinul n conține n secvențe, fiecare având o lungime de n biți.

O funcție Walsh de ordinul n (precum și alte funcții ortogonale) are proprietatea că pe durata intervalului de n simboluri de cod, intercorelația între toate secvențele diferite, din interiorul seriei este zero, indicând că secvențele sunt aliniate între ele, din punct de vedere al timpului. Acest lucru se observă din faptul că fiecare secvență diferă de oricare altă secvență, exact la jumătatea lungimii sale de biți. De asemenea, trebuie observat că întotdeauna va exista o secvență care să conțină numai zerouri și că toate celelalte secvențe vor conține, în mod egal, 1“ și 0.

Celulele și sectoarele învecinate pot reutiliza secvențele Walsh deoarece, codurile PN externe folosite în celulele și sectoarele învecinate sunt distincte. Datorită timpilor de propagare diferiți ai semnalelor, între o localizare particulară a unității de telefonie mobilă și două sau mai multe celule diferite, nu este posibilă satisfacerea condiției de aliniament temporal, necesară pentru obținerea ortogonalității funcției Walsh, pentru ambele celule simultan. Astfel, fiabilitatea trebuie localizată în codul PN extern pentru se obține discriminare între semnalele care sosesc la unitatea de telefonie mobilă de la diferitele celule. Cu toate acestea, toate semnalele transmise de o celulă sunt ortogonale între ele, necontribuind astfel la interferența lor mutuală. în acest mod se elimină cea mai mare parte a interferenței în cele mai multe dintre locații, permițând obținerea unei capacități mai mari.

Sistemul prevede, de asemenea, ca respectivul canal vocal să fie un canal de rată variabilă a cărui rată de transmisie date să poată varia de la un bloc de date la altul, cu un minim de cheltuieli, necesare pentru comanda ratei de transmisie date, utilizată. Utilizarea ratelor de transmisie date, variabile, reduce interferența mutuală, prin eliminarea transmisiilor care nu sunt necesare, când nu există un semnal vocal util care să trebuiască să fie transmis. în cadrul codoarelor vocale se utilizează algoritmi pentru generarea unui număr variabil de biți în fiecare bloc de codare vocală, în conformitate cu variațiile activității vocale. Pe durata vorbirii active codorul vocal poate genera blocuri de date de 20 ms conținând 20, 40, 80 sau 160 biți, depinzând de activitatea vorbitorului. Este de dorit să se transmită blocuri de date pe durata unui interval fix de timp, variind rata de transmisie. Este, de asemenea, de dorit să nu fie necesari biți de semnalizare pentrul informarea receptorului asupra numărului de biți care se transmit.

Blocurile sunt codificate în continuare, utilizând un cod de control al erorilor de redundanță ciclică (CRCC - Cyclic Redundancy Check Code) care adaugă blocului un set suplimentar de biți de paritate ce poate fi folosit pentru a determina, dacă blocul de informații a fost decodificat corect sau nu. Codurile de control al erorilor de redundanță ciclică CRCC sunt generate prin divizarea blocului de date cu un polinom binar, predeterminat. Un cod de control al erorilor de redundanță ciclică CRCC constă din totalitatea biților restului obținut

RO 118688 Β1 rezultați în urma procesului de divizare, sau a unei părți a acestora. Codul de control al erorilor de redundanță ciclică CRCC este verificat în cadrul receptorului, reproducându-se același rest și făcând o verificare pentru a vedea dacă biții restului obținut, recepționați sunt aceiași cu biții de control regenerați. 545 în prezenta invenție, decodorul de recepție decodifică blocul pentru a vedea dacă acesta conține 160 biți, după care, din nou, se efectueayă decodificarea blocului pentru a vedea dacă acesta conține 80 biți etc., până când se epuizează prin încercări, toate lungimile posibile ale blocului. Codul de control al erorilor de redundanță ciclică CRCC este calculat pentru fiecare dintre decodificările încercate. Dacă o decodificare din cele încercate 550 are ca rezultat un cod de control al erorilor de redundanță ciclică CRCC corect, blocul de date este acceptat și furnizat codorului vocal, în vederea procesării ulterioare. Dacă nici una dintre decodificările încercate nu generează un cod de control al erorilor de redundanță ciclică CRCC valabil, simbolurile primite sunt furnizate procesorului de semnale al sistemului, în cadrul căruia pot fi efectuate, opțional, alte operații de procesare. 555 în transmițătorul celulei, puterea de semnal a undei transmise variază când rata de transmisie date a blocului variază. Rata de transmisie date cea mai ridicată utilizează, în cazul purtătoarei, o putere de semnal mai mare. Când rata de transmisie date este inferioară maximului, modulatorul, în plus, pentru a reduce puterea, efectuează repetarea fiecărui simbol de date codificate, de câte ori este necesar, pentru a obține rata de transmisie dorită. 560 De exemplu, pentru cea mai coborâtă rată de transmisie, fiecare simbol codificat se repetă de patru ori.

în emițătorul unității de telefonie mobilă, puterea maximă este menținută constantă, dar emițătorul este inactiv 1/2,1/4 sau 1/8 din timp, în conformitate cu numărul de biți de transmisie al blocului de date. Pozițiile timpilor de activare ale emițătorului variază, în mod 565 pseudoaleator, în conformitate cu codul utilizatorului al unității de telefonie mobilă adresată. Legătura de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă într-un exemplu preferențial de realizare a invenției, mărimea funcției Walsh de ordinul n este fixată, pentru legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, la o valoare egală cu 64 (n=64). Prin urmare, fiecăruia din cele maximum 64 de sem- 570 nale diferite care trebuie transmise, li se atribuie o secvență ortogonală, unică. Pentru fiecare convorbire telefonică, fluxul de simboluri codificate cu corecție directă a erorilor (FEC - Forward Error Correction) este multiplicat cu secvența Walsh care i-a fost atribuită. Fluxul de simboluri codificate Walsh /FEC este apoi multiplicat, pentru fiecare canal vocal, cu forma de undă codificată cu cod PN extern. Fluxurile de simboluri dispersate rezultante sunt apoi 575 însumate pentru a alcătui o formă de undă compusă.

Forma de undă compusă rezultată este, în continuare, supusă modulării pe o purtătoare sinusoidală, filtrării trece bandă, conversiei în frecvența de lucru dorită, fiind apoi amplificată și emisă de sistemul de antenă. Variantele de realizare ale prezentei invenții pot schimba ordinea unora dintre ultimele operații descrise, pentru generarea semnalului 580 transmis de amplasamentul de celulă. De exemplu, poate fi preferată multiplicarea cu forma de undă codificată cu cod PN extern, a fiecărui canal vocal și executarea operației de filtrare înainte de efectuarea operației de însumare a tuturor semnalelor canalui ce vor fi radiate de către antenă. După cum bine se cunoaște în domeniu, ordinea operațiilor liniare poate fi interschimbată, pentru a se obține diferite avantaje de implementare și configurații diferite. 585 Diagrama formei de undă, aferentă exemplului preferențial de realizare a invenției pentru serviciul de telefonie mobilă celulară, utilizează purtătoarea pilot pentru legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, soluție descrisă în brevetul de invenție US 4901307. Toate celulele transmit purtătoare pilot utilizând aceeași secvență, de lungime 32768, dar cu diferite decalaje în timp pentru a împiedica interferența mutuală. 590

RO 118688 Β1

Forma de undă pilot utilizează secvența Walsh toată de zero, adică o secvență Walsh alcătuită numai din zero, ce se găsește în toate seturile de funcții Walsh. Utilizarea secvenței Walsh toată de zero pentru purtătoarele pilot ale tuturor celulelor, permite ca cea dintâi căutare a formei de undă pilot să ignore funcțiile Walsh până când va fi obținută sincronizarea cu codul PN extern. Cadrele Walsh sunt cuprinse în ciclul de cod PN, datorită faptului că lungimea unui cadru Walsh este un multiplu al lungimii secvenței PN. Prin urmare, presupunând că decalajele codului PN ale adresării celulelor reprezintă multipli de 64 elemente (sau a lungimii cadrului Walsh), atunci cadrele Walsh vor fi în mod implicit cunoscute, pornind de la ciclul de temporizare al codului PN extern.

Toate celulele dintr-o arie de deservire sunt supuse unei sincronizări de precizie. în exemplul preferențial de realizare a invenției, la fiecare celulă, un receptor GPS, sincronizează local forma de undă cu timpul universal coordonat (UTC). Sistemul GPS permite o sincronizare în timp cu o precizie mai bună cu o microsecundă. O sincronizare de precizie a celulelor este de dorit, pentru a permite înlesnirea transferului apelurilor între celule, când unitățile de telefonie mobilă se deplasează de la o celulă la alta cu un apel în curs de efectuare. Dacă celulele învecinate sunt sincronizate, unitatea de telefonie mobilă nu va avea dificultăți în sincronizarea cu o nouă celulă, permițând în acest fel un transfer fără întreruperi al apelului.

Purtătoarea pilot este transmisă la un nivel de putere superior celui al unei purtătoare vocale, de regulă, peritru a furniza un raport semnal zgomot mai mare și o mai mare marjă de interferență pentru acest semnal. O purtătoare pilot, având un mai mare nivel de putere, permite să se facă o căutare inițială a achiziției, la o rată ridicată, și efectuarea unei urmăriri, de mai mare precizie, a fazei purtătoare a semnalului purtător pilot, prin intermediul unui circuit de urmărire a fazei, de lărgime de bandă relativ mare. Faza purtătoarei obținută prin urmărirea semnalului purtător pilot este utilizată ca referință de fază a purtătoarei, pentru demodularea purtătoarelor modulate prin semnalele de informație ale utilizatorilor. Această tehnică permite mai multor purtătoare ale utilizatorilor să-și împartă semnalul pilot comun, pentru referința de fază a purtătoarei. De exemplu, într-un sistem care transmite un total de 15 purtătoare vocale simultane, semnalului purtător pilot îi poate fi alocată o putere de transmisie egală cu patru purtătoare vocale.

Pe lângă purtătoarea pilot, amplasamentul de celulă transmite o altă purtătoare desemnată a fi recepționată de toți utilizatorii de sistem din celulă. Acestă purtătoare, denumită canal de sincronizare, folosește aceeași secvențe de cod PN de lungime 32768 pentru a realiza dispersia spectrului, dar cu o secvență Walsh diferită, preatribuită. Canalul de sincronizare transmite un mesaj de difuziune conținând informația de sistem pentru a fi utilizată de către unitățile de telefonie mobilă din sistem. Informația de sistem ce identifică amplasamentul de celulă și sistemul, furnizează informație care permite sincronizarea codurilor PN, lungi, utilizate de către semnalele de informație ale unităților de telefonie mobilă, fără a necesita o căutare suplimentară.

Un alt canal, numit canal de apel poate fi prevăzut pentru a transmite mesaje la unitățile de telefonie mobilă indicând că un apel a sosit pentru ele și pentru a răspunde cu atribuire de canal, când o unitate de telefonie mobilă inițiază un apel. Fiecare purtătoare vocală transmite printr-o reprezentare digitală, semnalul de vorbire al unui apel telefonic. Forma de undă vocală analogică este digitizată utilizând tehnicile de telefonie digitală, standard, și apoi comprimată utilizând un proces de codificare vocală la o rată de procesare a datelor, de aproximativ 9600 biți pe secundă. Acest semnal de date este apoi codificat convoluțional cu rata r = 1/2 și lungimea de constrângere K = 9, cu repetare și intercalare, în scopul de a furniza funcții de detecție și corecție a erorilor, care să-i permită sistemului, funcționarea la un raport semnal-zgomot și o interferență mult mai reduse. Tehnicile de codificare convoluțională, de repetare și de intercalare sunt bine cunoscute în domeniu.

RO 118688 Β1

Simbolurile codificate, care rezultă sunt multiplicate cu o secvență Walsh atribuită și apoi multiplicate cu codul PN extern. Acest proces conduce la o rată de transmisie a secvenței PN de 1,2288 MHz sau de 128 de ori rata de transmisie date de 9600 bps. Semnalul rezultat este apoi modulat cu o purtătoare RF și însumat cu purtătoarele pilot și de configurare, împreună cu celelalte purtătoare vocale. însumarea poate fi realizată în mai multe 645 puncte diferite ale procesării, ca de exemplu, la frecvența IF, sau la frecvența benzii de bază, fie înainte, fie după multiplicare cu secvența PN.

Fiecare purtătoare vocală este multiplicată, de asemenea, cu o valoare care stabilește puterea sa de transmisie relativ la puterea celorlaltor purtătoare vocale. Această caracteristică de comandă a puterii, permite alocarea puterii acelor legături de comunicație care 650 necesită o mai mare putere, datorită faptului că destinatarul dorit se găsește într-un loc relativ nefavorabil. Pentru unitățile de telefonie mobilă se prevăd mijloace care să permită comunicarea raportului semnal-zgomot recepționat, în scopul stabilirii puterii la un nivel care să permită un randament adecvat, fără pierderi. Proprietatea de ortogonalitate a funcțiilor Walsh nu este perturbată datorită utilizării diferitelor nivele de putere pentru diferitele purtă- 655 toare vocale, cu condiția ca aliniamentul în timp să fie menținut.

Fig.2 prezintă, într-un exemplu de realizare, schema bloc a echipamentului unui amplasament de celulă. în cadrul amplasamentului de celulă se utilizează două sisteme receptoare, fiecare dintre ele având un receptor analogic și o antenă, independente, pentru recepția prin diversitate în spațiu. în fiecare din sistemele receptoare, semnalele sunt în mod 660 identic procesate, până când acestea sunt supuse procesului de combinare în diversitate. Elementele delimitate prin linie întreruptă corespund elementelor legate de comunicațiile dintre amplasamentul de celulă și o unitate de telefonie mobilă. Ieșirile receptoarelor analogice sunt furnizate, de asemenea, și altor elemente care se utilizează în comunicațiile cu alte unități de telefonie mobilă. 665 în fig.2, primul sistem receptor cuprinde o antenă 30, un receptor analogic 32, un receptor de căutare 34 și un receptor digital de date 36. Primul sistem receptor poate, de asemenea, să includă un receptor digital de date 38, opțional. Al doilea sistem receptor include o antenă 40, un receptor analogic 42, un receptor de căutare 44 și un receptor digital de date 46. 670

Amplasamentul de celulă include, de asemenea, niște mijloace de selectare 48, respectiv, un procesor de comandă al amplasamentului de celulă menționat. Mijloacele de selectare 48, respectiv procesorul de comandă, sunt cuplate la receptoarele digitale de date 36, 38 și 46, împreună cu receptoarele de căutare 34 și 44. Mijloacele de selectare 48, respectiv, procesorul de comandă, furnizează, printre alte funcții, funcții de procesare a 675 semnalelor, de generare a semnalelor de sincronizare, de comandă a puterii și de comandă a transferului apelurilor, diversității, combinării în diversitate și interfațării între procesorul de comandă al sistemului și centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO (fig.8). De asemenea, mijloacele de selectare 48, respectiv procesorul de comandă, oferă posibilitatea alocării de secvențe Walsh, odată cu alocarea emițătoarelor și a receptoarelor. Ambele 680 sisteme receptoare sunt cuplate prin receptoarele digitale de date 36, 38 și 46 la un circuit de decodificare și combinare în diversitate 50. O legătură de transmisie digitală 52 este cuplată la ieșirea circuitului de decodificare și combinare în diversitate 50. Legătura de transmisie digitală 52 este, de asemenea, cuplată la mijloacele de selectare 48, respectiv, la procesorul de comandă, precum și la modulatorul de transmisie 54 al amplasamentului 685 de celulă, cât și la comutatorul digital al centralei de comutație de telefonie mobilă MTSO. Legătura de transmisie digitală 52 este utilizată pentru transmiterea semnalelor prin intermediul centralei de comutație de telefonie mobilă MTSO (fig.8), modulatorul de transmisie 54 al amplasamentului de celulă și circuitul de decodificare și combinare în diversitate 50 fiind sub comanda mijloacelor de selectare 48, respectiv, a procesorului de comandă.

690

R0118688 Β1

Semnalele transmise de unitatea de telefonie mobilă sunt semnale de spectru extins de secvență directă, care sunt modulate folosind o secvență de cod PN, sincronizată la o rată de transmisie predeterminată, care, în exemplul preferențial de realizare a invenției este de 1,2288 MHz. Rata de temporizare (clock) aleasă este un multiplu întreg al ratei de transmisie a datelor în banda de bază de 9,6 Kbps.

Semnalele recepționate de antena 30 sunt furnizate receptorului analogic 32. în continuare, se prezintă detaliat, în legătură cu fig.3, receptorul analogic 32. Semnalele recepționate de antena 30 sunt furnizate unui convertor coborâtor de frecvență 100, care este alcătuit dintr-un amplificator RF 102 și un mixer 104. Semnalele recepționate sunt aduse la intrarea amplificatorului RF 102, unde sunt amplificate și apoi furnizate intrării mixerului 104. Mixerul 104 mai este prevăzut și cu o altă intrare, care corespunde ieșirii sintetizorului de frecvență 106. Semnalele amplificate de către amplificatorul RF 102 sunt convertite în mixerul 104 în semnale IF, prin mixarea cu semnalul de la ieșirea sintetizorului de frecventă 106.

Semnalele IF sunt transmise apoi de la mixerul 104 la un filtru trece bandă (BPF) 108, de regulă un filtru cu undă acustică de suprafață (SAW) cu banda de trecere de 1,25 MHz, în care semnalele sunt supuse filtrării trece bandă. Semnalele filtrate obținute la ieșirea filtrului trece bandă (BPF) 108 sunt aplicate amplificatorului IF 110 în cadrul căruia semnalele sunt amplificate. Semnalele supuse amplificării IF trec de la amplificatorul IF 110 la convertorul analogic-digital (A/D) 112, unde ele sunt digitizate la o rată de temporizare (clock) de 9,8304 MHz care este exact de 8 ori rata de transmisie a elementelor PN. Deși, convertorul analogic-digital (A/D) 112 este reprezentat ca o parte a receptorului analogic 32, în locul acesteia, el ar putea fi o parte a receptoarelor de date și de căutare. Semnalele IF digitizate sunt transmise de la convertorul analogic-digital (A/D) 112 la receptorul digital de date 36, la receptorul digital de date 38 opțional și la receptorul de căutare 34. Semnalele transmise de la receptorul analogic 32 și semnalele de canal I și Q, vor face obiectul unei prezentări ulterioare. Deși, convertorul analogic-digital (A/D) 112, prezentat în fig.3, este constituit dintr-un dispozitiv unic, cu divizarea ulterioară a semnalelor de canal I și Q, este luată în considerare și varianta în care, divizarea canalului poarte fi făcută înaintea efectuării digitalizării, folosind două convertoare A/D, independente, pentru digitalizarea canalelor I și Q. Sistemele de conversie descrescătoare a frecvenței (coborâtoare de frecvență) RF-IFBandă de bază, și de conversie analog-digitală pentru canalele I și Q, sunt bine cunoscute în domeniu.

Receptorul de căutare 34 este utilizat în cadrul amplasamentului de celulă pentru explorarea domeniului timp referitor la semnalul recepționat, pentru a se asigura că, atunci când sunt utilizate receptorul digital de date 36, asociat, și receptorul digital de date 38, se realizează urmărirea și procesarea celui mai puternic semnal disponibil în domeniul timp. Receptorul de căutare (GPS) 64 furnizează un semnal la mijloacele de selectare 48, respectiv, la procesorul de comandă al amplasamentului de celulă care furnizează semnale de comandă necesare receptoarelor digitale de date 36 și 38, pentru selectarea semnalului recepționat, cel mai adecvat procesării.

Procesarea semnalelor, în cadrul receptoarelor de date și a receptorului de căutare ale amplasamentului de celulă diferă, prin câteva aspecte, de procesarea semnalelor efectuată de elemente similare ale unității de telefonie mobilă. în cazul legăturii de intrare, adică al legăturii inverse sau de transmisie de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, unitatea de telefonie mobilă nu transmite nici un semnal pilot care să poată fi folosit, cu scop de referință coerentă, în procesarea semnalelor la amplasamentul de celulă. Legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă se caracterizează printr-un sistem de modulare și demodulare necoerent care folosește semnalizarea ortogonală de ordinul 64.

RO 118688 Β1 în procesul de semnalizare ortogonală de ordinul 64, simbolurile transmise de unita- 740 tea de telefonie mobilă sunt codificate în una din cele 2⁶ (respectiv 64) secvențe binare diferite. Setul de secvențe alese este cunoscut și ca funcții Walsh. Funcția de recepție optimă, pentru semnalul codificat cu funcția Walsh de ordinul m, este transformata rapidă Hadamard (FHT - Fast Hadamard Transform).

Referindu-ne din nou la fig.2, receptorul de căutare 34 și receptoarele digitale de 745 date 36 și 38 primesc semnalele furnizate de receptorul analogic 32. Pentru decodificarea semnalelor de spectru extins transmise la receptorul amplasamentului de celulă particular, prin intermediul căruia unitatea de telefonie mobilă comunică, trebuie generate secvențe de cod PN adecvate. Mai multe detalii privind generarea semnalelor de la unitatea de telefonie mobilă vor fi prezentate, ulterior, în cadrul prezentei descrieri a invenției. 750

Așa cum este prezentat în fig.3, receptorul digital de date 36 include două generatoare PN 120 și 122, generatoare ce generează două secvențe de cod PN de cod scurt, diferite, de aceeași lungime. Aceste două secvențe de cod PN sunt comune tuturor receptoarelor amplasamentelor de celulă și unităților de telefonie mobilă, în ceea ce privește codul extern al sistemului de modulație, așa cum va fi prezentat, ulterior, în cadrul prezentei des- 755 crieri a invenției. Generatoarele PN 120 și 122 furnizează, respectiv, secvențe de ieșire PN, și PN_q. Secvențele PN, și PNq sunt menționate, respectiv, ca secvențe de cod PN, de canal, în fază (I) și în cuadratură de fază (Q).

Cele două secvențe de cod, PN, și PN_Q, sunt generate de diferite polinoame de gradul 15, mărite în scopul de a produce secvențe de lungime 32768, preferabile celor de 760 lungime 32767 care, în mod normal, ar fi fost produse. De exemplu, creșterea se poate face sub forma adăugării unui singur zero la seria de 14 zerouri a unui rând, care apare o dată, în cadrul fiecărei secvențe lineare de lungime maximă de grad 15. Cu alte cuvinte, în generarea secvenței, va fi repetată starea generatorului PN. în felul acesta, secvența modificată va conține o serie de cincisprezece de 1 și o serie de cincisprezece de 0. Un astfel de 765 generator PN va fi prezentat într-o altă cerere de brevet de invenție cu titlul Generator de secvențe de pseudozgomot de lungimi puteri ale lui 2, cu ajustare rapidă a decalajului, în prezent, brevetul de invenție US 5228054, publicat la 13 iulie 1993, acordat solicitantului prezentei cereri de brevet.

într-un exemplu de realizare al invenției, receptorul digital de date 36 include, de ase- 770 menea, un generator PN 124, de cod lung, care generază o secvență de cod PN_d corespunzătoare unei secvențe de cod PN generată de către unitatea de telefonie mobilă, în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă. Generatorul PN 124 poate fi un generator de secvențe liniare, de lungime maximă, care generează un cod PN al utilizatorului, foarte lung, de exemplu, de ordinul 42, cum ar fi, de exemplu, adresa unității de tele- 775 fonie mobilă sau codul de identificare utilizator (ID), generarea secvențelor fiind făcutăcu decalaj timp, conform unui factor adițional, pentru a realiza discriminare între utilizatori. Astfel, semnalul recepționat la amplasamentul de celulă este modulat, atât prin secvența PN_a de cod lung, cât și prin secvențele PN, și PN_Q de cod scurt. într-o variantă de realizare, în locul generatorului PN 124, poate fi utilizat un generator de criptare neliniar, cum ar fi, de 780 exemplu, un dispozitiv de criptare care utilizează standardul de criptare date (DES - Data

Encryption Standard), pentru a cripta o reprezentare, de 64 simboluri, a timpului universal, folosind o cheie specifică utilizatorului.

Secvența PNude la ieșirea generatorului PN 124, și, respectiv, secvențele PN, și

PN_q, sunt supuse operației logice SAU EXCLUSIV în porțile SAU EXCLUSIV 126 și 128 785 pentru a furniza secvențele PN_t. și PN_Q..

R0118688 Β1

Secvențele PN_r și PN_Q. sunt aplicate unui corelator QPSK 130 de secvențe PN împreună cu semnalele de canal I și Q furnizate de receptorul 32. Corelatorul QPSK 130 este utilizat pentru corelarea datelor de canal I și Q cu secvențele PN,. și PN_Q.. Ieșirile de canal I și Q, corelate de corelatorul QPSK 130 se aplică unor dispozitive de înmagazinare date 132 și 134 în care datele de simboluri sunt achiziționate pe durata unei perioade de 4 elemente. Ieșirile dispozitivelor de înmagazinare date 132 și 134 sunt conectate la intrările unui procesor FHT 136 de transformare Hadamard rapidă (FHT). Procesorul FHT 136 produce un set de 64 coeficienți pentru fiecare șase simboluri. Cei 64 de coeficienți sunt apoi multiplicați printr-o funcție de ponderare generată în cadrul mijloacelor de selectare 48, respectiv, în procesorul de comandă. Funcția de ponderare este legată de intensitatea semnalului demodulat. Datele ponderate de la ieșirea procesorului FHT 136 sunt furnizate circuitului de decodificare și combinare în diversitate 50 (fig.2) în vederea unei procesări ulterioare.

Cel de al doilea sistem receptor procesează semnalele recepționate în mod similar primului sistem receptor, prezentat anterior în legătură cu fig.2 și 3. Cele 64 de simboluri de ponderare de la ieșirile receptoarelor digitale de date 36 și 46 sunt furnizate circuitului de decodificare și combinare în diversitate 50. Acesta include un sumator care însumează cei 64 de coeficienți de ponderare furnizați de receptorul digital de date 36 cu cei 64 de coeficienți de ponderare furnizați de receptorul digital de date 46. Cei 64 de coeficienți rezultați se compară între ei pentru a determina care este coeficientul cel mai mare. Valoarea rezultatului comparației împreună cu o identitate sau cel mai mare dintre cei 64 de coeficienți sunt folosite pentru a determina un set de simboluri și ponderi de decodificare care să fie folosite într-un decodificator de algoritm Viterbi, implementat în cadrul circuitului de decodificare și combinare în diversitate 50.

Decodificatorul Viterbi conținut în circuitul de decodificare și combinare în diversitate 50 este de tip care permite decodificarea informațiilor codificate în unitatea de telefonie mobilă cu o lungime de constrângere K = 9 și o rată a codului r = 1/3. Decodificatorul Viterbi este utilizat pentru determinarea secvenței de biți de informație cea mai probabilă. Periodic, și anume la 1,25 ms, se obține o estimare calitativă a semnalului care se transmite unității de telefonie mobilă ca o comandă de ajustare a puterii acesteia, împreună cu datele aferente. Mai multe informații asupra generării acestei estimări calitative a semnalului sunt prezentate detaliat, în cererea de brevet de invenție anterior menționată. Această estimare calitativă este raportul semnal/zgomot mediu pe durata intervalului de 1,25 ms.

Fiecare receptor de date urmărește efectuarea sincronizării semnalului recepționat de către acesta. Acest lucruse realizează prin tehnica bine cunoscută de corelare a semnalului recepționat, cu un pseudozgomot (PN) de referință local, ușor devansat în timp și de corelare a semnalului recepționat cu un pseudozgomot (PN) de referință local, ușor întârziat. Diferența între aceste două corelări va avea media zero dacă nu există nici o eroare de temporizare. în schimb, dacă există vreo eroare de temporizare, atunci, această diferență va indica mărimea și semnul erorii, sincronizarea receptorului fiind ajustată în mod corespunzător.

Amplasamentul de celulă include în plus antena 62 care este cuplată la receptorul de căutare (GPS) 64. Receptorul de căutare (GPS) 64 prelucrează semnale recepționate cu antena 62 de la sateliții sistemului de poziționare globală Navstar - sistem de navigație prin satelit, astfel încât să furnizeze semnale de sincronizare, indicatoare ale timpului universal coordonat (UTC - Universal Coordinated Time). Receptorul de căutare (GPS) 64 furnizează aceste semnale mijloacelor de selectare 48 de tip procesor de comandă, pentru sincronizarea temporizării la amplasamentul de celulă, în conformitate cu cele anterior prezentate.

R0118688 Β1 în fig.2, un receptor digital de date 38 poate fi inclus, opțional pentru a îmbunătăți randamentul sistemului. Structura și funcționarea acestui receptor sunt asemănătoare ce cele descrise în legătură cu receptoarele digitale de date 36 și 46. Receptorul digital de date 38 poate fi utilizat la amplasamentul de celulă pentru a obține modalități de diversitatate suplimentare. Acest receptor de date suplimentar, de sine stătător, sau în combinație cu receptoare suplimentare poate urmări și primi și alte posibile căi de întârziere a semnalelor transmise de unitatea de telefonie mobilă. Receptoarele digitale de date suplimentare, opționale, cum ar fi, de exemplu, receptorul digital de date 38, oferă modalități de diversitate suplimentare, ce sunt extrem de utile în cadrul amplasamentelor de celulă situate în zonele urbane dense, unde probabilitatea existenței semnalelor multicale este foarte mare.

Semnalele de la centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO sunt cuplate la modulatorul de transmisie adecvat, prin legătura de transmisie digitală 52, sub comanda mijloacelor de selectare 48, respectiv a procesorului de comandă. Modulatorul de transmisie 54 sub comanda mijloacelor de selectare 48 realizează modulația de spectru extins a datelor, necesară transmisiei la unitatea de telefonie mobilă a destinatului dorit. Detalii suplimentare referitoare la structura și funcționarea modulatorului de transmisie 54 vor fi prezentate în continuare, cu referire la fig.4.

Ieșirea modulatorului de transmisie 54 este conectată la circuitul de comandă a puterii de transmisie 56 în care, sub comanda mijloacelor de selectare 48, respectiv, a procesorului de comandă, poate fi comandată puterea de transmisie. Semnalul de la ieșirea circuitului de comandă a puterii de transmisie 56 este aplicat sumatorului 57 unde este însumat cu semnalul provenit de la ieșirea circuitelor de modulare a transmisiei/de comandă a puterii de emisie, aparținând altor unități de telefonie mobilă din celulă. Ieșirea sumatorului 57 este cuplată la circuitul de amplificare a puterii de transmisie 58 al cărui semnal de ieșire se aplică antenei 60 care emite semnale unităților de telefonie mobilă din aria de deservire a celulei. în continuare, în fig.2, este prezentat circuitul de comandă a puterii de transmisie și de generare semnal pe canalul pilot/de comandă 66. Respectivul circuit de comandă a puterii de transmisie și de generare semnal pe canalul pilot/de comandă 66, sub comanda mijloacelor de selectare 48, respectiv, a procesorului de comandă, generează și comandă puterea semnalului pilot, a canalelor de sincronizare și de apel, în vederea realizării cuplării la circuitul de amplificare a puterii de transmisie 58, pentru a se putea face apoi trecerea la antena 60.

Schema bloc a transmițătorului amplasamentului de celulă este prezentată, într-un exemplu de realizare, în legătură cu fig.4. Transmițătorul include o pereche de generatoare de secvențe de cod PN utilizate pentru generarea codului extern. Aceste generatoare PN generează două secvențe de cod PN diferite, adică secvențele PN₍ și PN_Q așa cum au fost menționate în legătură cu fig.3. Totuși, aceste secvențe de cod PN_t și PN_Q au o întârziere în timp, care este funcție de adresa sectorului sau celulei. în fig.4 sunt prezentate, în detaliu, circuitele de transmisie din fig.3, cu exemplificarea semnalelor pentru canalele pilot, de sincronizare, de apel și cel vocal. Circuitele de emisie includ niște mijloace generatoare de pseudozgomot 196 și 198, de tip generatoare PN, care generează secvențele PN, și PN_Q. Mijloacele generatoare de pseudozgomot 196 și 198, tip generatoare PN, răspund la un semnal de intrare ce corespunde unui semnal de adresă de sector sau celulă de la procesorul de comandă, astfel, încât să poată furniza, pentru secvențele PN, o întârziere de timp predeterminată. Aceste secvențe de cod PN, și PN_Q cu întârziere de timp, de asemenea, fac referire, respectiv, la canalele în fază (I) și în cuadratură de fază (Q). Deși, sunt prezentate doar două generatoare PN pentru generarea, respectiv, a secvențelor de cod PN, și PN_Q, pentru canalele corespunzătoare amplasamentului de celulă sau sectorului, trebuie să se

840

845

850

855

860

865

870

875

880

RO 118688 Β1 subînțeleagă aceea că pot fi implementate multe alte configurații de generatoare PN. De exemplu, într-o celulă care nu este împărțită în sectoare, poate fi dispusă pentru fiecare din canalele pilot, de sincronizare, de apel și cel vocal, o pereche de generatoare PN pentru a produce, în mod sincronizat, secvențele PN, și PN_Q utilizate în codul extern. O asemenea situație poate fi avantajoasă pentru a se evita distribuirea secvențelor PN, și PN_Q pe un mare număr de circuite.

în exemplul preferențial de realizare a invenției, drept cod intern se utilizează codificarea de funcții Walsh a semnalelor de canal. în exemplul numeric prezentat aici, se dispune de un total de 64 de secvențe Walsh diferite, trei din respectivele secvențe fiind dedicate funcțiilor canalului pilot, de sincronizare și de apel. în canalele de sincronizare, de apel și cel vocal, se face codificarea convoluțională și apoi intercalarea datelor de intrare utilizând metodele bine cunoscute în domeniu. Mai mult datele codificate convoluțional sunt, de asemenea, supuse repetării înainte de efectuarea intercalării după cum, de asemenea, este bine cunoscut în domeniu.

Canalul pilot nu conține nici o modulație de date, el având caracteristicile unui semnal de spectru extins, nemodulat, pe care toți utillizatorii de la un amplasament de celulă sau sector, particular sau secvențial, îl folosesc pentru scopuri de achiziție sau de urmărire. Fiecare celulă, sau dacă aceasta este divizată în sectoare, fiecare sector are un semnal pilot unic. Totuși, în loc de a se utiliza diferite generatoare PN pentru semnalele pilot s-a dovedit o modalitate mai eficientă de generare a diferitelor semnale pilot, utilizarea deplasărilor aceleiași secvențe de bază. Prin folosirea acestei tehnici, o unitate de telefonie mobilă caută, în mod secvențial, întreaga secvență și realizează acordul la decalajul (“offset') sau deplasarea care generează corelația cea mai puternică. Deplasările secvenței de bază utilizate, trebuie să fie deplasări care să nu conducă la interferența sau anularea semnalelor pilot ale celulelor sau sectoarelor adiacente.

Din considerentele arătate, secvența pilot trebuie să fie suficient de lungă, pentru a putea fi generate mai multe secvențe diferite prin deplasări ale secvenței de bază, și pentru a permite utilizarea unui mare număr de semnale pilot în sistem. în plus, separarea sau deplasările trebuie să fie suficient de mari pentru a se asigura lipsa interferenței în semnalele pilot. Conform exemplului de realizare al prezentei invenții, lungimea secvenței pilot aleasă este de 2¹⁵. Secvența este generată începând cu o secvență de 2¹⁵-1, la care se adaugă suplimentar un zero, când se detectează o situație particulară. în exemplul de realizare al prezentei invenții au fost alese 512 semnale pilot diferite, cu deplasări ale secvenței de bază de 64 de elemente. Totuși, deplasările pot fi multipli întregi ai deplasării de 64 de elemente, cu o reducere corespunzătoare a numărului semnalelor pilot diferite.

La generarea semnalului pilot, se utilizează secvența Walsh zero“(W₀) ce constă exclusiv din zerouri, pentru a nu se modula semnalul pilot care, în fapt, este constituit din secvențele PN, și PN_Q. Prin urmare, secvența Walsh zero (W_o) se multiplică prin secvențele PN, și PN_Q în porțile SAU-EXCLUSIV. Semnalul pilot rezultant conține astfel numai secvențele PN, și PN_Q. Cum toate amplasamentele de celulă și sectoarele au aceeași secvență de cod PN pentru semnalul pilot, caracteristica distinctivă între amplasamentele de celulă sau sectoarele de la care se face transmisia este dată de faza secvenței.

Referitor la acea parte a circuitului de comandă a puterii de transmisie și de generare semnal pe canalul pilot/de comandă 66 care privește canalul pilot, niște mijloace generatoare de semnal 200, cuprinzând un generator de secvențe Walsh, generează un semnal corespunzător funcției zero (alcătuită exclusiv din zerouri), conform celor prezentate. în procesul de generare a funcției Walsh, temporizarea este prevăzută pentru procesorul de comandă, ca și în cazul tuturor generatoarelor de funcții Walsh din cadrul amplasamentului de celulă și unității de telefonie mobilă. Ieșirea mijloacelor generatoare de semnal 200,

RO 118688 Β1 cuprinzând generatorul de secvențe Walsh este conectată la una dintre intrările unor mijloace de combinare semnale 202 și 204, tip porți SAU-EXCLUSIV. Cealaltă intrare a mijloacelor de combinare semnale 202, tip poartă SAU-EXCLUSIV, primește semnal PNp în timp ce, cealaltă intrare a mijloacelor de combinare semnale 204, tip poartă SAUEXCLUSIV, primește semnal PN_Q. Semnalele PN, și PNq, după ce au fost trecute prin porțile SAU-EXCLUSIV, sunt aplicate împreună cu semnalul de la ieșirea mijloacelor generatoare de semnal 200 ce cuprinde generatorul de secvențe Walsh, la intrările unor filtrele FIR 206 și respectiv 208, filtre de tip cu durata finită a răspunsului la impuls (FIR - Finite Impulse Response). Semnalele filtrate furnizate de către filtrele FIR 206 și 208 sunt aplicate circuitelor de comandă a puterii de transmisie constituite din niște elemente de comandă a amplificării 210 și 212. Semnalele furnizate elementelor de comandă a amplificării 210 și 212 sunt controlate în câștig, ca răspuns la semnalele de intrare (nereprezentate) ale procesorului de comandă. Semnalele obținute la ieșirea elementelor de comandă a amplificării 210 și 212 sunt furnizate circuitului de amplificare a puterii de transmisie 58 a cărui structură detaliată și funcție vor fi descrise ulterior în cadrul descrierii.

Informația canalului de sincronizare este codificată și apoi multiplicată în porțile SAUEXCLUSIV, printr-o secvență Walsh, alocată în prealabil. într-un exemplu de realizare, funcția Walsh selectată este acea secvență (W₃₂) care constă dintr-o secvență de 32 de 1 urmată de 32 de 0. Secvența rezultată este apoi multiplicată cu secvențele PN! și PN_Q în porțile SAU-EXCLUSIV. în exemplul de realizare, informația privind datele canalului de sincronizare este furnizată modulatorului de transmisie, de regulă, la o rată de 1200 bps. în exemplul de realizare, datele canalului de sincronizare sunt, de preferință, codificate convoluțional, la o rată r = 1/2 și o lungime de constrângere K = 9, cu repetarea de două ori a fiecărui simbol de cod. Această rată de codificare și lungime de constrângere sunt comune tuturor canalelor cu legătură directă, codificată, adică cel de sincronizare, de apel și cel vocal. într-un exemplu de realizare, se utilizează o structură de registru de deplasare pentru generatoarele cu codul G₁ = 753 (octal) și G₂ = 561 (octal). Rata de simboluri pentru canalul de sincronizare, în exemplul de realizare al invenției, este de 4800 bps, adică un simbol echivalează cu 208 ps sau cu 256 elemente PN.

Simbolurile de cod sunt intercalate cu ajutorul unei dispozitiv de intercalare convoluțional, care, în exemplul de realizare, acoperă un interval de 40 ms. Parametrii experimentali ai dispozitivului de intercalare sunt I = 16 și J = 48. Pentru mai multe informații privind intercalarea poate fi consultată lucrarea Data Communication, Networks and Systems de Howard W. Sams § Co., 1987, pp.343-352. Efectul intercalării convoluționale este dispersarea simbolurilor de canal nefiabile, pentru ca orice pereche de două simboluri dintr-o secvență continuă mai mică de 1-1 simboluri, să fie separate prin cel puțin J+1 simboluri la ieșirea dispozitivului de dezimbricare. în mod echivalent oricare două simboluri dintr-o secvență continuă de J-1 simboluri sunt separate prin cel puțin 1+1 simboluri la ieșirea dispozitivului de dezimbricare. Cu alte cuvinte, dacă I = 16 și J = 48, într-o succesiune de 15 simboluri, simbolurile se transmit separat în 885 ps, realizând astfel diversitatea în timp.

Simbolurile canalului de sincronizare ale unui amplasament de celulă particular sau sector sunt asociate semnalului pilot corespondent celulei sau sectorului. Fig.5 prezintă sincronizarea a două canale pilot diferite (N) și (N+1) care sunt separate printr-o deplasare de 64 de elemente. Fig.5 prezintă numai cu titlu de exemplificare o diagramă de temporizarizare pentru exemplele date care privesc canalele pilot și de sincronizare, fără prezentarea stării elementelor semnalului pilot curent sau a simbolurilor canalului de sincronizare. Fiecare canal de sincronizare inițiază un nou ciclu de intercalare cu primul simbol cod (c_x) al unei perechi de simboluri de cod (c_x, c’_x) obținută prin repetiția de 2 ori a codului deplasat, relativ la timpul absolut, cu o cantitate egală cu semnalul pilot corespunzător.

935

940

945

950

955

960

965

970

975

980

RO 118688 Β1

Așa cum este prezentat în fig.5, canalul pilot N inițiază un nou ciclu de intercalare, sau o sincronizare pilot, la momentul t_x. în mod similar, canalul pilot N+1 inițiază, la momentul ty, un nou ciclu de intercalare sau o sincronizare pilot care are loc cu 64 de elemente mai târziu, față de momentul t_x. Ciclul canalului pilot, în exemplul de realizare, are o durată de 26,67 ms ceea ce corespunde cu 128 simboluri de cod de canal de sincronizare sau cu 32 biți de informație de canal de sincronizare. Simbolurile canalului de sincronizare sunt intercalate, cu ajutorul unui dispozitiv de intercalare convoluțional, pe durata unui interval de timp de 26,67 ms. Astfel, când unitatea de telefonie mobilă a achiziționat semnalul pilot, aceasta imediat obține sincronizarea de intercalare pentru canalul de sincronizare.

Simbolurile de canal de sincronizare sunt acoperite de către secvența Walsh preatribuită pentru a se obține ortogonalitatea semnalului. în canalul de sincronizare, un simbol de cod cuprinde patru secvențe de acoperire, adică un simbol de cod corespunde la patru repetiții ale secvenței de “32 de unu - 32 de “zero, așa cum este prezentat în fig.6. Referitor la fig.6, un singur “unu logic reprezintă apariția de elemente Walsh de 32 de “unu”, în timp ce un singur “zero logic reprezintă apariția de elemente Walsh de 32 de zero. Ortogonalitatea în canalul de sincronizare se păstrează chiar dacă simbolurile de canal de sincronizare sunt decalate referitor la timpul absolut, depinzând de canalul pilot asociat, din cauză că deplasările canalului de sincronizare sunt multipli întregi ai cadrului Walsh.

Mesajele canalului de sincronizare, conform exemplului de realizare al invenției, sunt de lungime variabilă. Lungimea mesajului este un multiplu întreg de 80 ms, care corespunde la trei cicluri ale canalului pilot. împreună cu biții de informație ai canalului de sincronizare sunt incluși și biți de control de redundanță ciclică (CRC -Cyclic Redundancy Checking) pentru detectarea erorilor.

Fig.7 prezintă diagrama de temporizare relativ la temporizarea globală a sistemului, conform exemplului de realizare al invenției. într-o perioadă de două secunde există 75 cicluri ale semnalului pilot. în fig.7, canalele pilot și de sincronizare N corespund sectorului sau celulei care utilizează semnalul pilot nedeplasat, astfel, încât semnalele pilot și de sincronizare se aliniază cu exactitate la timpul universal coordonat (UTC). Prin urmare, sincronizarea semnalului pilot, adică starea inițială, se aliniază cu exactitate cu un semnal comun de un impuls pe secundă (1 pps).

în toate cazurile în care este utilizat un semnal pilot decalat, se introduce un defazaj PN corespunzător decalării semnalului pilot. Cu alte cuvinte, mesajele de sincronizare de semnal (starea inițială) și mesajele de canal de sincronizare sunt decalate față de semnalele de 1 pps. Mesajele de sincronizare transmit această informație privind defazajul, astfel, încât unitatea de telefonie mobilă să-și poată ajusta corespunzător temporizarea.

îndată ce un mesaj al canalului de sincronizare a fost recepționat corect, unitatea de telefonie mobilă are capacitatea de a se sincroniza imediat la un canal de apel sau la un canal vocal. La încheierea sincronizării semnalului pilot, corespunzătoare sfârșitului fiecărui mesaj de sincronizare, este inițiat un nou ciclu de intercalare. în acel moment unitatea de telefonie mobilă începe să realizeze dezimbricarea primului simbol de cod din repetarea de cod, sau al perechii de coduri (c_x, c_x+1), obținându-se sincronizarea decodorului. Adresa de scriere a dispozitivului de dezimbricare este inițializată la valoarea 0 și adresa de citire este inițializată la valoarea J, obținându-se sincronizarea dispozitiv de dezimbricare memorie.

Mesajele canalului de sincronizare transmit informație referitoare la starea generatorului PN, de lungime 42 de biți, pentru canalul vocal atribuit pentru realizarea comunicației cu unitatea de telefonie mobilă. Această informație este utilizată de receptoarele de date digitale de la unitatea de telefonie mobilă pentru sincronizarea generatoarelor PN corespunzătoare. De exemplu, în fig.7 mesajul canalului de sincronizare N+1 conține un câmp de 42 de biți, care indică starea, (starea X), pe care o va avea canalul vocal al sectorului sau

RO 118688 Β1 celulei, corespunzător generatorului PN de cod lung, la un moment de timp ulterior, predeterminat, ca de exemplu, 160 ms mai târziu. Unitatea de telefonie mobilă, după decodificarea cu succes a mesajului de canal de sincronizare, încarcă la momentul de timp corect, starea X în generatorul PN de cod lung. Generatorul PN cu cod lung al unității de telefonie mobilă se menține astfel sincronizat pentru a permite debruierea mesajelor destinate utilizatorilor.

Referitor la acea parte a circuitului de comandă a puterii de transmisie și de generare semnal pe canalul pilot/de comandă 66 (fig. 2), aferentă canalului de sincronizare, informația canalului de sincronizare se introduce într-un codor 214 de la procesorul de comandă. Datele canalului de sincronizare, conform exemplului de realizare, sunt, este așa cum s-a arătat mai sus, codificate convoluțional de codorul 214. Codorul 214, în plus, realizează repetiția simbolurilor codificate, ca în cazul canalul de sincronizare în care simbolurile codificate sunt repetate. Simbolurile care ies din codorul 214 se aplică dispozitivului de intercalare 215 care realizează intercalarea convoluțională a simbolurilor. Simbolurile intercalate care ies din dispozitivul de intercalare 215 se aplică la intrarea porții SAU-EXCLUSIV 216.

Generatorul Walsh 218 generează un semnal corespunzător secvenței Walsh (W₃₂) care este aplicată la o altă intrare a porții SAU-EXCLUSIV 216. Fluxul de simboluri ale canalului de sincronizare și secvența Walsh (W₃₂) sunt trecute prin poarta SAU-EXCLUSIV 216 a cărei ieșire este aplicată ambelor porți SAU-EXCLUSIV 220 și 222.

Cealaltă intrare a porții SAU EXCLUSIV 220 primește semnal PN, în timp ce cealaltă intrare a porții SAU-EXCLUSIV 222 primește semnal PN_Q . Semnalele PN! și respectiv PN_Qîmpreună cu cele de la ieșirea porții SAU-EXCLUSIV 218 sunt supuse unei operații SAUEXCLUSIV, fiind furnizate respectiv la intrarea filtrelor FIR 224 și 226. Impulsurile filtrate obținute la ieșirea filtrelor FIR 224 și 226 se aplică circuitului de comandă a puterii de transmisie ce cuprinde elementele de comandă a amplificării 228 și 230, pentru comanda digitală, variabilă a amplificării. Semnalele aplicate elementelor de comandă a amplificării 228 și 230 sunt controlate digital în câștig, ca răspuns la semnalele digitale de la intrarea procesorului de comandă (nereprezentate). Semnalele de la ieșirea elementelor de comandă a amplificării 228 și 230 sunt aplicate circuitului de amplificare a puterii de transmisie 58.

Informația canalului de apel este, de asemenea, codificată prin repetare, intercalată și apoi, multiplicată printr-o secvență Walsh preatribuită. Secvența rezultată este multiplicată în continuare cu secvențele PN, și PN_Q. Rata de transmisie date a canalului de apel pentru un sector particular sau celulă este indicată într-un câmp atribuit mesajulului canalului de sincronizare. Deși, rata de transmisie date a canalului de apel este variabilă, într-un exemplu de realizare, aceasta se stabilește pentru fiecare sistem la una din următoarele rate de transmisie date, care ar putea fi de exemplu: 9,6; 4,8; 2,4 și 1,2 kbps.

în ceea ce privește circuitele de modulare a transmisiei/de comandă a puterii de emisie a canalului de apel, informația canalului de apel este aplicată, de la procesorul de comandă, la codorul 232. Codorul 232 este, conform exemplului de realizare, un codor convoluțional care realizează, de asemenea, repetării simbolurilor conform ratei de transmisie date atribuită canalului. Ieșirea codorului 232 este aplicată dispozitivului de intercalare 233 în care simbolurile sunt intercalate convoluțional. Ieșirea dispozitivului de intercalare 233 se aplică la intrarea porții SAU-EXCLUSIV 234. Deși, rata de transmisie date a canalului de apel variază, rata de transmisie a simbolurilor de cod se menține constantă la 19,2 ksps, prin repetiția codului.

Generatorul Walsh 236 generează un semnal corespunzător unei secvențe Walsh preatribuită, care se aplică la o altă intrare a porții SAU-EXCLUSIV 234. Datele de simboluri și secvența Walsh sunt supuse operației SAU-EXCLUSIV prin poarta SAU-EXCLUSIV 234, fiind apoi aplicate la intrările ambelor porți SAU-EXCLUSIV 238 și 240.

1035

1040

1045

1050

1055

1060

1065

1070

1075

R0118688 Β1

Cealaltă intrare a porții SAU-EXCLUSIV 238 primește semnal PN, în timp ce cealaltă intrare a porții SAU-EXCLUSIV primește semnal PN_Q. Semnalele PN₍ și respectiv PN_Q sunt supuse unei operației SAU-EXCLUSIV printr-o poartă SAU-EXCLUSIV 234, fiind apoi aplicate respectiv la filtrele FIR 242 și 244. Semnalele filtrate de la ieșirea filtrelor FIR 242 și 244 sunt furnizate circuitului de comandă a puterii de transmisie care cuprinde elementele de comandă a amplificării 246 și 248. Semnalele transmise elementelor de comandă a amplificării 246 și 248 sunt controlate în câștig, ca răspuns la semnalele de la intrarea procesorului de comandă (nereprezentate). Semnalele de la ieșirea elementelor de comandă a amplificării sunt furnizate circuitului de amplificare a puterii de transmisie 58.

Datele fiecărui canal vocal, de asemenea, se codifică prin repetare, se intercalează, se deplasată, se multiplică cu secvența Walsh (W, - W,) atribuită și apoi se multiplică cu secvențele PN, și PN_q. Secvența Walsh care trebuie utilizată de un canal particular, este atribuită de controlerul de sistem la timpul stabilit de apelare, în același mod în care canalelor le sunt atribuite apeluri în sistemul celular analogic FM. în exemplul de realizare prezentat aici, până la 61 de secvențe Walsh, diferite, sunt disponibile pentru a fi folosite pe canalele vocale.

în exemplul de realizare al prezentei invenții, canalul vocal utilizează o rată de transmisie date variabilă. Prin utilizarea unei rate de transmisie date variabile se intentionează scăderea ratei de transmisie date, atunci când nu există nici o activitate vocală, reducând astfel interferența generată între acest canal vocal particular și alți utilizatori. Un codor vocal este prezentat în cererea de brevet US nr.07/713661, din 11 iunie 1991 având titlul Codor vocal de rată variabilă”, depusă în numele solicitantului prezentei cereri de brevet. Un astfel de codor vocal generează date cu patru rate de transmisie diferite, bazându-se pe activitatea vocală a unui cadru de 20 ms. Ratele de transmisie date pot fi, de exemplu, 9,6 kbps, 4,8 kbps, 2,4 kbps și 1,2 kbps. Deși, rata de transmisie date variază la fiecare 20 ms, rata de transmisie a simbolurilor de cod se menține constantă, prin repetiția codului la 19,2 ksps. Prin urmare, simbolurile de cod se repetă de 2, 4 și 8 ori, pentru respectivele rate de transmisie date de 4,8 kbps, 2,4 kbps și 1,2 kbps.

Cu toate că sistemul de rată variabilă este conceput pentru a reduce interferența, la rate mai scăzute, simbolurile de cod vor avea o energie mai scăzută. De exemplu, pentru ratele de transmisie date prezentate spre exemplificare 9,6 kbps, 4,8 kbps, 2,4 kbps și 1,2 kbps, energia simbolului de cod (E_s) este, respectiv, Et/2, Et/4, Ε[/8 și Ej/16, unde E_beste energia bitului de informație pentru o rată de transmisie date de 9,6 kbps.

Simbolurile de cod sunt intercalate cu ajutorul unui dispozitiv de intercalare convoluțional care bruiază simbolurile de cod de diferite nivele energetice. Pentru a cunoaște nivelul energetic pe care trebuie să-l aibe un simbol de cod, se adaugă fiecărui simbol, o etichetă care indică rata de transmisie a date în scopul reducerii scalei. După realizarea acoperirii ortogonale Walsh și a dispersiei PN, canalele în cuadratură sunt filtrate digital cu un filtru de răspuns finit la impuls (FIR). Filtrul FIR va primi un semnal corespunzător nivelului energetic al simbolului, pentru a realiza scalarea energiei, conform ratei de transmisie date. Canalele I și Q vor fi scalate cu factorii 1,1/72,1/2 sau 1 /27 2. La realizarea codorului vocal, acesta ar trebui să furnizeze, la filtrul FIR, o etichetă referitoare la rata de transmisie date sub forma unui număr de doi biți pentru a controla coeficientul de scalare al filtrului.

în fig.4, sunt prezentate circuitele celor două exemple de canale vocale, respectiv, canalele vocale (i) și (j). Datele canalului vocal (i) sunt aplicate de la un codor vocal asociat (nereprezentat) la modulatorul de transmisie 54 (fig.3). Modulatorul de transmisie 54 este constituit dintr-un codor 250,, un dispozitiv de intercalare 251,, niște mijloace de combinare semnale 252j, 255, 256, și 258j, tip porți SAU EXCLUSIV, un dispozitiv de bruiere date 253,, de tip generator PN și niște mijloace generatoare de semnal 254₍ cuprinzând un generator

Walsh (W₍).

R0118688 Β1

1130

Datele canalului vocal (i) sunt aplicate la intrarea codorului 250j în cadrul căruia, în conformitate cu exemplul de realizare, se efectuează codificarea convoluțională, prin repetare a simbolurilor de cod, conform ratei de transmisie date de intrare. Datele codificate sunt aplicate dispozitivului de intercalare 251 _it în care, în conformitate cu exemplul de realizare, acestea sunt intercalate convoluțional. Dispozitivul de intercalare primește, de asemenea, de la codorul vocal asociat canalului vocal (i) o etichetă de doi biți referitoare la rata de transmisie date, ce este intercalată cu datele de simboluri pentru a identifica, la filtrele FIR, rata de transmisie date. Eticheta referitoare la rata de transmisie date nu este transmisă. La unitatea de telefonie mobilă, decodorul verifică toate codurile posibile. Datele de simboluri intercalate, obținute la ieșirea dispozitivului de intercalare 251,, se transmit cu o rată de transmisie date, de exemplu, de 19,2 ksps, la intrarea unor mijloace de combinare semnale 252;, tip poartă SAU-EXCLUSIV.

în exemplul de realizare, fiecare semnal al canalului vocal este bruiat, pentru a prezenta o singuranță mai mare în transmisiile de la celulă la unitatea de telefonie mobilă. Cu toate că un asemenea bruiaj nu este necesar, el crește siguranța comunicațiilor. De exemplu, bruiajul semnalelor canalului vocal poate fi realizat codificând PN semnalele canalului vocal, cu un cod PN determinat de adresa unității de telefonie mobilă sau de codul de identificare utilizator (ID). Un astfel de bruiaj, poate utiliza secvența ΡΝ₀ sau sistemul de cifrare descris în legătură cu fig.3, care se referă la receptorul particular pentru comunicațiile de la unitatea de telefonie mobilă la celulă. Prin urmare, pentru îndeplinirea aceastei funcții poate fi realizat un generator PN separat, precum este cel prezentat în fig.4. Deși, bruiajul este descris în legătură cu o secvență de cod PN, acesta poate fi realizat folosind alte tehnici, incluzându-le și pe acelea bine cunoscute în domeniu.

Referindu-ne din nou la fig.4, bruiajul semnalului canalului vocal (i) poate fi realizat prin dispunerea unui dispozitiv de bruiere date 253,, de tip generator PN care primește adresa unității de telefonie mobilă, de la procesorul de comandă. Dispozitivul de bruiere date 253|, de tip generator PN, generează un cod unic PN care se aplică la cealaltă intrare a mijloacelor de combinare semnale 252;, de tip poartă SAU-EXCLUSIV. Ieșirea mijloacelor de combinare semnale 252; de tip poartă SAU-EXCLUSIV este aplicată la o intrare a mijloacelor de combinare semnale 255₍ de tip poartă SAU-EXCLUSIV.

Mijloacele generatoare de semnal 254; cuprinzând generatorul Walsh (Wi), generează, ca răspuns la un semnal de selectare a funcției, și la semnalele de temporizare ale procesorului de comandă, un semnal corespunzător unei secvențe Walsh preatribuită. Valoarea semnalului de selectare al funcției poate fi determinată prin adresa unității de telefonie mobilă. Semnalul de frecvență Walsh se aplică la cealaltă intrare a mijloacelor de combinare semnale 255; de tip poartă SAU-EXCLUSIV. Datele de simboluri de bruiere și secvența Walsh sunt supuse unei operații SAU-EXCLUSIV în cadrul mijloacelor de combinare semnale 255; de tip poartă SAU-EXCLUSIV, rezultatul fiind apoi aplicat la cele două intrări ale mijloacelor de combinare semnale 256; și 258; tip porți SAU-EXCLUSIV. Dispozitivul de bruiere date 253;, de tip generator PN, împreună cu toate celelalte generatoare PN și generatoare Walsh de la amplasamentele de celulă, furnizeză o ieșire la 1,2288 MHz. Trebuie observat că dispozitivul de bruiere date 253;, de tip generator PN, include un divizor zecimal, care furnizează la o rată de transmisie de 19,2 kHz, un semnal de ieșire, aplicat mijloacelor de combinare semnale 255, tip poartă SAU-EXCLUSIV.

Cealaltă intrare a mijloacelor de combinare semnale 256, tip poartă SAU-EXCLUSIV primește semnal PN„ în timp ce cealaltă intrare a mijloacelor de combinare semnale 258;, tip poartă SAU-EXCLUSIV, primește semnal PN_Q. Semnalele PN; și PN₀ sunt trecute prin porțile SAU-EXCLUSIV având ieșirile cuplate la mijloacele de combinare semnale 252; de

1135

1140

1145

1150

1155

1160

1165

1170

1175

RO 118688 Β1 tip poartă SAU-EXCLUSIV, fiind apoi aplicate, respectiv, la intrările filtrelor FIR 260j și 262₍. Simbolurile de la intrare sunt filtrate conform etichetei (nereprezentată) privind rata de transmisie a datelor de intrare provenite de la dispozitivul de intercalare 251 i de tip convoluțional. Semnalele filtrate furnizate de filtrele FIR 260, și 262-, sunt transmise circuitului de comandă a puterii de transmisie 56 constituit din elementele comandă a amplificării 264j și 266j. Semnalele furnizate elementelor de comandă a amplificării 264j și 266j sunt controlate în câștig, ca răspuns la semnalele de intrare (nereprezentate) provenite de la procesorul de comandă. Semnalele de la ieșirea elementelor de comandă a amplificării sunt aplicate circuitului de amplificare a puterii de transmisie 58.

în plus, față de biții vocali, canalul vocal al legăturii de comunicație directă transmite informație de comandă a puterii. Rata de transmisie a biților de comandă a puterii este, conform exemplului de realizare, de 800 bps. Receptorul amplasamentului de celulă, care demodulează, pentru o unitate de telefonie mobilă dată, semnalul de transmisie de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, generează informația de comandă a puterii introdusă în canalul vocal de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, informație adresată respectivei unități de telefonie mobilă particulare. Detalii suplimentare, asupra caracteristicii de comandă a puterii sunt cuprinse în cererile de brevet anterior menționate.

Biții de comandă a puterii se introduc la ieșirea dispozitivului de intercalare convoluțională, cu ajutorul unei tehnici numită spargerea simbolurilor de cod. Altfel spus, ori de câte ori este necesară transmiterea unui bit de comandă a puterii, se face înlocuirea a două simboluri de cod prin două simboluri de cod identice cu polaritatea dată de informația de comandă a puterii. în plus, biții de comandă a puterii se transmit la nivelul energetic, corespunzător ratei de transmisie binară de 9600 bps.

O restricție suplimentară impusă fluxului de informație de comandă a puterii este aceea că poziția biților trebuie să fie stabilită în mod aleator între canalele de transmisie de la unitatea de telefonie mobilă la celulă. în caz contrar, biții de comandă a puterii de nivel energetic complet, generează vârfuri de interferență la intervale de timp regulate, diminuând, în consecință, posibilitatea de detectare a unor astfel de biți.

Fig.4 prezintă, de asemenea, canalul vocal (j) ale cărui funcție și structură sunt identice cu cele ale canalului vocal (i). Este prevăzută existența mult mai multor canale vocale (nereprezentate), în cazul exemplului de realizare al invenției, totalul acestora putând ajunge până la 61. Pentru canalul vocal (j), alcătuirea modulatorului de transmisie 54 este similară, acesta fiind constituit dintr-un codor 250,, un intercalator 251 j, niște mijloace de combinare semnale 252,, 255, 256₍ și 258;, tip porii SAU EXCLUSIV, un dispozitiv de bruiere date 253j, de tip generator PN și niște mijloace generatoare de semnal 254, ce cuprind un generator Walsh (W,).

Referitor la generatoarele Walsh din fig.4, funcțiile Walsh sunt constituite dintr-un set de secvențe binare ortogonale care pot fi generate ușor cu mijloacele bine cunoscute în domeniu. O caracteristică de interes a funcției Walsh, este aceea că fiecare din cele 64 de secvențe este perfect ortogonală cu toate celelalte secvențe. Astfel, oricare pereche de secvențe diferă în exact atâtea poziții ale biților, câte au fost stabilite, adică 32, într-un interval de 64 de simboluri. Astfel, când informația este codificată pentru transmisia prin intermediul secvențelor Walsh, receptorul va fi capabil să selecteze oricare dintre secvențele Walsh, ca semnal purtător dorit. Oricare energie de semnal codificată în celelalte secvențe Walsh va fi respinsă și nu va avea ca rezultat interferența mutuală cu secvența Walsh dorită.

în exemplul de realizare, pentru legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, canalele de sincronizare, de apel și canalul vocal, menționate anterior, utilizează o codificare convoluțională de lungime de constrângere K - 9 și rată a codului r = 1/2,

RO 118688 Β1

1225 adică se generează și se transmit două simboluri codificate pentru fiecare bit de informație care trebuie transmis. Suplimentar codificării convoluționale se utilizează intercalarea convoluțională a datelor de simboluri. în plus, este prevăzută utilizarea repetării, în combinație cu codificarea convoluțională. în cazul unității de telefonie mobilă, decodorul optim pentru acest tip de cod este decodificatorul de algoritm Viterbi de decizie flexibilă. în scopul decodificării poate fi utilizată o configurație standard. Biții de informație decodificați, rezultați, se transmit echipamentului de bandă de bază digital al unității de telefonie mobilă.

Referindu-ne din nou la fig.4, circuitul de amplificare a puterii de transmisie 58 include serii de convertoare digital-analogice (D/A) pentru conversia, în format analogic, a informației digitale obținută de la datele de dispersie PN, și PN_Q pentru canalele pilot, de sincronizare, de apel și cel vocal. în particular, datele de dispersie PN, ale canalului pilot obținute la ieșirea elementului de comandă a amplificării 210 sunt aplicate convertorulului D/A 268. Datele digitizate de la ieșirea convertorului D/A 268 sunt transmise unor mijloace de combinare semnale 284 tip sumator. în mod similar, ieșirea elementelor de comandă a amplificării, corespunzătoare datelor de dispersie PN, ale canalelor de sincronizare, de apel și ale canalului vocal, adică semnalele de la ieșirea elementelor de comandă a amplificării 228, 246 și 264,-264] sunt furnizate, respectiv convertoarelor D/A 272,276 și 280,-280,, unde sunt digitizate și furnizate mijloacelor de combinare semnale 284 tip sumator. Datele de dispersie PN_q pentru canalele pilot, de sincronizare, de apel și cel vocal, ce se obțin la ieșirea elementelor de comandă a amplificării 212, 230, 248 și 266,-266; sunt aplicate convertoarelor D/A 270, 274, 278 și 282,-282], unde sunt digitizate și furnizate unor mijloace de combinare semnale 286 tip sumator.

Mijloacele de combinare semnale 284, tip sumator, însumează datele de dispersie PN, pentru canalele pilot, de sincronizare, de apel și canalul vocal, în timp ce mijloacele de combinare semnale 286 tip sumator însumează datele de dispersie PN_Q pentru aceleași canale. Informația de pe canalele I și Q însumată se aplică, respectiv, împreună cu semnalele de frecvență sin(2nft) și cos(2nft) ale oscilatorului local (LO) la mixerele 288 și 290 unde ele sunt mixate și furnizate apoi unor mijloace de combinare semnale 292 tip sumator. Semnalele sin(2iTft) și cos(2Trft) ale oscilatorului local sunt furnizate de surse de frecvență convenabile (nereprezentate). Aceste semnale IF mixate sunt însumate în cadrul mijloacelor de combinare semnale 292, tip sumator, și furnizate apoi unui mixer 294.

Mixerul 294 mixează semnalul însumat cu un semnal de frecvență RF furnizat de către un sintetizor de frecvență 296, pentru a realiza o conversie crescătoare de frecvență la banda de frecvență RF. Semnalul RF care iese din mixerul 294, este apoi filtrat trece bandă printr-un filtru trece bandă 298 și aplicat apoi amplificatorului RF 299, ansamblul mixer-sintetizor de frecvență-amplificator RF alcătuind mijloacele de transmisie 294, 296, 299 ale sistemului. Amplificatorul RF 299 amplifică semnalul limitat în bandă, în concordanță cu semnalul de comandă a amplificării furnizat de circuitul de comandă a puterii de transmisie 56 (fig.3). Trebuie înțeles că, în exemplul de realizare, circuitul de amplificare a puterii de transmisie 58 este prezentat pur și simplu în scopuri demonstrative, existând mai multe variante posibile privind însumarea, mixarea, filtrarea și amplificarea semnalului, așa cum este bine cunoscut în domeniu.

Mijloacele de selectare 48, respectiv, procesorul de comandă al amplasamentului de celulă (fig.3), au responsabilitatea de atribuire a receptoarelor de date digitale și a modulatoarelor de emisie, unui apel particular. Mijloacele de selectare 48, de asemenea, supraveghează evoluția apelului, calitatea semnalelor și inițiază înlăturarea pierderii de semnal.

Amplasamentul de celulă comunică cu centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO, prin legătura de comunicație 52, unde este cuplat printr-un cablu telefonic standard, prin fibre optice sau printr-o legătură de comunicație prin intermediul microundelor.

1230

1235

1240

1245

1250

1255

1260

1265

1270

R0118688 Β1 în fig.8 se prezintă, printr-o schemă bloc, echipamentul unei centrale de comutație de telefonie mobilă MTSO, ce include, de regulă, un controler de sistem sau procesor de comandă sistem 300, un comutator digital 302, un combinator în diversitate 304, un codor vocal digital 306 și un comutator digital 308. Deși, nu sunt reprezentate, există combinatoare în diversitate și codoare vocale digitale suplimentare, cuplate între comutatoarele digitale 302 și 308.

Când este activat modul de diversitate al celulelor, apelul este procesat de către două amplasamente de celulă. Prin urmare, semnalele vor ajunge la centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO de la mai mult de un amplasament de celulă, având, în modul nominal, aceeași informație. Totuși, din cauza atenuării și interferenței între legăturile de comunicație de intrare (legăturile de comunicație inversă) de la unitatea de telefonie mobilă la amplasamentele de celulă, semnalul unui amplasament de celulă poate fi de o mai bună calitate decât semnalul unui alt amplasament de celulă.

Comutatorul digital 302 este folosit la direcționarea fluxului de informații corespunzătoare unei unități de telefonie mobilă date, de la unul sau mai multe amplasamente de celulă, la combinatorul în diversitate 304 sau la combinatorul în diversitate corespunzător, care este determinat printr-un semnal al procesorului de comandă sistem 300. Când sistemul nu este în modul de diversitate al celulelor, combinatorul în diversitate 304 poate, sau să fie adus în derivație (șuntat), sau să i se furnizeze aceeași informație pe fiecare port de intrare.

Sunt prevăzute, în paralel, o multitudine de combinatoare în diversitate conectate fiecare în serie cu un codor vocal, în mod nominal, câte unul pentru fiecare apel de procesat. Combinatorul în diversitate 304 compară indicatorii de calitate ai semnalului, ce însoțesc biții de informație de la două sau mai multe semnale de amplasament de celulă. Combinatorul în diversitate 304 selectează biții corespunzători amplasamentului de celulă având cea mai bună calitate a semnalului, cadru de cadru de informație, pentru furnizarea lor către codorul vocal 306.

Codorul vocal 306 convertește formatul semnalului vocal digitizat, într-un format telefonic PCM de 64 kbps, standard, într-un format analogic sau în oricare alt format standard. Semnalele rezultante se transmit de la codorul vocal 306 la comutatorul digital 308. Sub controlul procesorului de comandă sistem 300, apelul este direcționat spre rețeaua de telefonie publică comutată PSTN.

Semnalele vocale care provin de la rețeaua de telefonie publică comutată PSTN și sunt destinate unităților de telefonie mobilă se furnizează comutatorului digital 308, pentru cuplarea lui cu un codor vocal digital adecvat, cum ar fi, de exemplu, codorul vocal 306 desub comanda procesorului de comandă sistem 300. Codorul vocal 306 codifică semnalele vocale digitizate, de intrare și furnizează un flux de biți rezultant, direct comutatorului digital 302. Comutatorul digital 302, sub comanda procesorului de comandă sistem 300, direcționează datele codificate la amplasamentul de celulă sau la amplasamentele de celulă cu care unitatea de telefonie mobilă se află în legătură de comunicație. Deși, conform celor anterior menționate, respectiva informație transmisă la centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO, este vocal analogică, se prevede, de asemenea, posibilitatea transmisiei informației digitală în sistem. Pentru a se asigura compatibilitatea cu sistemul, trebuie să se țină seama de posibilitatea structurării adecvate a informației în cadre de date.

Dacă unitatea de telefonie mobilă se află în modul de transfer apeluri al celulelor comunicând cu mai multe amplasamente de celulă, sau în modul de diversitate al celulelor, comutatorul digital 302 direcționează apelurile către amplasamentele de celulă adecvate, pentru a le transmite prin intermediul transmițătorului acelui amplasament de celulă adecvat,

RO 118688 Β1 la unitatea de telefonie mobilă a destinatarului dorit. Totuși, dacă unitatea de telefonie mobilă se află în legătură de comunicație cu un singur amplasament de celulă și nu se află în modul de diversitate al celulelor, semnalul este direcționat, în mod unic, unui singur amplasament de celulă.

Procesorul de comandă sistem 300 realizează comanda comutatoarelor digitale 302 și 308, pentru direcționarea datelor la, și de la, centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO. De asemenea, procesorul de comandă sistem 300, determină atribuirea apelurilor la amplasamentele de celulă și la codoarele vocale ale centralei de comutație de telefonie mobilă MTSO. în plus, procesorul de comandă sistem 300 comunică cu fiecare procesor de comandă al amplasamentului de celulă, referitor la alocarea apelurilor particulare între centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO și amplasamentul de celulă, precum și în ceea ce privește alocarea de coduri PN pentru apeluri. în plus, trebuie să se subînțeleagă că, deși, comutatoarele digitale 302 și 308 sunt reprezentate în fig.8 ca două comutatoare separate, o astfel de funcție poate fi îndeplinită de către o singură unitate de comutare, fizică.

Când se utilizează modul de diversitate al celulelor, unitatea de telefonie mobilă folosește receptorul de căutare pentru a identifica și achiziționa, de la fiecare din cele două amplasamente de celulă, semnalul multicale cel mai puternic. Receptoarele de date digitale vor fi controlate de receptorul de căutare și procesorul de comandă, astfel, încât să realizeze demodularea celor mai puternice semnale. Când numărul receptoarelor este inferior numărului de amplasamente de celulă care transmit informații în paralel, este posibil să se obțină o capacitate de diversitate de comutație. De exemplu, dacă se dispune de un receptor de date și două amplasamente de celulă care să transmită, dispozitivul de căutare va monitoriza semnalele pilot provenite de la ambele amplasamente de celulă și-l va alege pe cel mai puternic (intens) semnal pentru a fi demodulat de către receptor. în exemplul de realizare al invenției, acestă alegere poarte fi făcută, în mod frecvent, cum ar fi de pildă, o dată la fiecare cadru al codorului vocal sau o dată la fiecare 20 ms.

Procesorul de comandă al sistemului are responsabilitatea de a atribui receptoare de date digitale și modulatoare, la amplasamentul de celulă, pentru procesarea apelurilor particulare. Astfel, în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, procesorul de comandă al sistemului comandă alocarea secvenșelor Walsh utilizate în amplasamentul de celulă, în transmisia unui apel particular la unitatea de telefonie mobilă. Suplimentar, procesorul de comandă sistem 300 comandă codurile PN și secvențele Walsh primite. în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, procesorul de comandă sistem 300 comandă, de asemenea, codurile PN ale utilizatorului unității de telefonie mobilă, pentru apelare. Informația de alocare este, prin urmare, transmisă de la centrala de comutație de telefonie mobilă MTSO la amplasamentele de celulă și de aici la unitatea de telefonie mobilă. Procesorul de comandă sistem 300 monitorizează, de asemenea, evoluția apelului, calitatea semnalelor și inițiază întreruperi la pierderea semnalului.

Legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, caracteristicile canalului dictează modificarea tehnicii de modulație. în particular, utilizarea unui semnal purtător pilot, așa cum este utilizat în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, nu se mai poate face. Semnalul purtător pilot trebuie să fie de puterea mai mare decât purtătoarea vocală pentru a realiza o mai bună referință de fază, în vederea modulării datelor. întrucât amplasamentul de celulă transmite mai multe purtătoare vocale simultan, un singur semnal pilot poate fi comun tuturor purtătoarelor vocale. în acest fel, puterea semnalului pilot pentru purtătoarea vocală va fi suficient de mică.

1325

1330

1335

1340

1345

1350

1355

1360

1365

RO 118688 Β1 în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă există uzual numai o singură purtătoare vocală pentru o unitate de telefonie mobilă. Dacă s-ar fi utilizat un semnal pilot, acesta ar necesita o putere suficient de mare, comparativ cu cea a purtătoarei vocale. Această situație nu ar fi de dorit, deoarece capacitatea globală a sistemului ar fi considerabil redusă, datorită interferenței produse de prezența unui număr mare de semnale pilot de putere mare. Prin urmare, trebuie utilizată un anumit tip de modulație care să permită o demodulare eficace, fără semnal pilot.

întrucât canalul de transmisie de la unitatea de telefonie mobilă la celulă este afectat de atenuarea Rayleigh, ce are ca rezultat o fază a canalului de variație rapidă, tehnicile de demodulare coerentă, cum ar fi, bucla Costas care derivează faza semnalului primit, nu sunt utilizabile. Pot fi utilizate alte tehnici, cum ar fi, de exemplu, modulația PSK coerentă diferențială, dar fără posibilitatea obținerii unor performanțe la nivelul dorit al raportului semnal/zgomot.

Astfel, trebuie să se utilizeze o formă de semnalizare ortogonală, cum ar fi, semnalizarea binară, cuaternară sau de ordinul m. în exemplul de realizare al invenției, se utilizează o tehnică de semnalizare ortogonală de ordinul 64 care utilizează funcțiile Walsh. Demodulatorul pentru semnalizare ortogonală de ordinul m necesită coerență de canal, numai pe durata transmisiei simbolului de ordin m. în exemplul de realizare al invenției, această durată este de numai doi biți.

Procesul de codificare și modulare a mesajului începe la un codor convoluțional, de lungime de constrângere K = 9 și rată a codului r = 1/3. La o rată de transmisie date, nominală, de 9600 bps, codorul produce 28800 simboluri binare pe secundă. Acestea sunt grupate în caractere conținând 6 simboluri fiecare, la o rată de transmisie date de 4800 caractere/s, fiind posibile 64 de caractere. Fiecare caracter este codificat într-o secvență Walsh de lungime 64, care conține 64 de biți binari sau elemente. Rata de transmisie a elementelor Walsh de ordinul 64 este de 307200 elemente/s, pentru exemplul de realizare al invenției.

Elementele Walsh sunt apoi acoperite sau multiplicate cu o secvență de coduri PN la o rată de execuție de 1,2288 MHz. Fiecărei unități de telefonie mobilă îi este atribuită o secvență de cod PN, unică, pentru realizarea acestui scop. Această secvență de cod PN poate, sau să fie atribuită numai pe durata apelului, sau să fie atribuită în mod permanent unității de telefonie mobilă. La secvența PN atribuită se face refere aici ca la secvența de cod PN a utilizatorului. Generatorul de secvențe de cod PN ale utilizatorilor lucrează la o frecvență de ceas de 1,2288 MHz, astfel, încât să poată produce patru elemente PN pentru fiecare element Walsh.

în final, este generată o pereche de secvențe scurte de cod PN, de lungime 32768. în exemplul de realizare al invenției, se utilizează aceleași secvențe ca și în cazul legăturii de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă. Secvența de elemente Walsh J ’ acoperită de secvența PN a utilizatorului este apoi acoperită sau multiplicată pentru fiecare din cele două secvențe de cod PN, scurte. Cele două secvențe rezultate modulează apoi bifazic o pereche de sinusoide în cuadratură de fază, care se însumează pentru obținerea unui semnal unic. Semnalul rezultant este apoi filtrat într-un filtru trece bandă, după care trecut în frecvența RF finală, amplificat, filtrat și iradiat de către antena unității de telefonie mobilă. Așa cum s-a discutat în legătură cu semnalul de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, ordinea operațiilor de filtrare, amplificare, conversie de frecvență și modulare, poate fi schimbată.

într-o variantă de realizare a invenției, este posibilă generarea a două faze diferite ale codului PN al utilizatorului care să fie utilizate pentru modularea celor două faze purtătoare ale formei de undă în cuadratură de fază, eliminând astfel necesitatea utilizării

RO 118688 Β1 secvențelor de lungime 32768. într-o altă variantă, legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă poate utiliza doar modulația bifază, nefiind astfel necesare secvențele scurte de cod PN.

Receptorul amplasamentului de celulă pentru fiecare semnal, produce secvențele de cod PN, scurte și secvența de cod PN a utilizatorului pentru fiecare semnal activ al unității de telefonie mobilă care se recepționează. Receptorul corelează energia semnalului recepționat cu fiecare dintre formele de undă codificate în corelatoare distincte. Fiecare dintre semnalele de ieșire ale corelatorului sunt separat procesate, pentru a realiza demodularea codificării de ordinul 64 și codificarea convoluțională, utilizând Transformata Hadamard Rapidă și un decodificator de algoritm Viterbi.

într-o altă variantă de realizare sistemul de modulație pentru legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă poate să fie același cu cel utilizat în cazul legăturii de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă. Fiecare unitate de telefonie mobilă utilizează perechi de coduri de sector de lungime 32768 drept coduri externe. Codul intern utilizează o secvență Walsh de lungime 64, care este atribuită unității de telefonie mobilă, pentru a fi utilizată atâta timp cât aceasta se găsește în acel sector. Prin convenție, aceeași secvență Walsh poate fi atribuită unității de telefonie mobilă, atât pentru legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, cât și pentru legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă.

Sistemul de codificare PN ortogonală, prezentat mai sus, limitează dispersia lărgimii de bandă disponibile care poate fi utilizată de către sistemul de modulare la o rată maximă egală cu rata elementelor împărțită la 64 sau cu 19200 Hz, pentru valorile numerice folosite în exemplul de realizare al invenției. Aceasta ar obstrucționa utilizarea codificării de ordinul m, de valoare mare a lui m, așa cum a fost descris în exemplul de realizare al invenției. Totuși, ca alternativă, poate fi utilizat un cod convoluțional de rată r = 1/2 și lungime de constrângere K = 9, cu modulație prin deplasare bifazică diferențială a simbolurilor binare codificate. Demodulatorul amplasamentului de celulă ar putea construi o referință de fază pe durata unui interval scurt, utilizând tehnica descrisă în articolul Nonlinear Estimation of PSK-Modulated Carrier with Application to Burst Digital Transmission (Estimare neliniară a purtătoarei modulată PSK cu aplicare în transmisia digitală în rafaleautori A.J. Viterbi și A.M. Viterbi, IEEE Transactions On Information Theory, vol.lT-29. Nr.4, iulie 1983. De exemplu, s-ar putea obține o referință de fază prin medierea a doar 4 simboluri, nefiind necesară mai multă coerență a canalului, decât în cazul sistemulului de ordinul 64, prezentat anterior.

Randamentul sistemului din varianta de realizare descrisă va fi, totuși, inferior celui al sistemului din primul exemplu de realizare al invenției, în prezența unei atenuări Rayleigh severe și în condițiile de propagare pe căi multiple. Totuși, în anumite medii în care atenuarea și propagare pe căi multiple sunt mai puțin severe, ca, de exemplu, în canalul satelitunitate de telefonie mobilă și în anumite canale terestre, celulă-unitate de telefonie mobilă, randamentul sistemului din varianta de realizare ar putea fi mai bun decât cel al sistemului din primul exemplu de realizare al invenției. Acest lucru este posibil, deoarece câștigul obținut prin realizarea ortogonalității între semnalele unității de telefonie mobilă, poate fi superior pierderilor de randament ale sistemului DPSK (Differential Phase Shift Keyiri'), în ceea ce privește detecția.

Pentru a satisface cerința de aliniament în timp, în ceea ce privește funcțiile Walsh ortogonale, în cazul unei legături de transmisie alternative, de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, fiecare receptor de celulă determină eroarea de timp plecând de la temporizarea nominală a fiecărui semnal primit. Dacă un semnal primit, dat, întârzie în timp, atunci modulatorul și transmițătorul asociate celulei vor transmite o comandă la respectiva unitate de

1420

1425

1430

1435

1440

1445

1450

1455

1460

1465

RO 118688 ΒΊ telefonie mobilă pentru a realiza avansul temporizării sale de transmisie, cu o mică valoare de incrementare. Invers, dacă temporizarea semnalului recepționat de o unitate de telefonie mobilă ajunge să devanseze temporizarea nominală, la unitatea de telefonie mobilă va fi transmisă o comandă de întârziere a temporizării, cu o mică valoare de incrementare. Valorile de incrementare pentru ajustarea temporizării sunt alese de un ordin de mărime egal cu 1/8 dintr-un element PN sau cu 101,7 ns. Comenzile sunt transmise la o rată relativ scăzută de ordinul a 10 până la 50 Hz și constau dintr-un singur bit introdus în fluxul de date vocale digitale.

Pe durata unei operații de transfer progresiv, unitatea de telefonie mobilă va putea primi semnale de la două sau mai multe celule. Deoarece, unitatea de telefonie mobilă va fi capabilă doar de aliniamentul temporizării sale ca răspuns la una din comenzile de ajustare a temporizării celulelor, unitatea de telefonie mobilă va realiza deplasarea temporizării sale ca răspuns la comenzile primite de la celula care se recepționează cu cea mai mare intensitate. Semnalul transmis de la unitatea de telefonie mobilă va fi astfel aliniat în timp cu celula cu care poate stabili cea mai bună cale de transmisie. în caz contrar, se va produce o interferență mutuală mare cu ceilalți utilizatori.

Dacă fiecare receptor de celulă, care primește un semnal de telefonie mobilă, execută operațiile anterioare de măsurare a erorilor de timp și de transmisie a corecției, atunci, toate semnalele primite de la unitățile de telefonie mobilă vor fi recepționate, în mod normal, cu aproximativ aceeași temporizare, având ca rezultat obținerea unei interferențe scăzute.

Fig. 9 prezintă, sub formă de schemă bloc, un aparat telefonic CDMA pentru o unitate de telefonie mobilă. Aparatul telefonic CDMA al unității de telefonie mobilă include o antenă 430 care este cuplată prin intermediul unui diplexor 432 (separator de căi de antenă), la un receptor analogic 434 și la un circuit amplificator de putere 436, de transmisie. Antena 430 și diplexorul 432 sunt de configurație standard și permit transmisia și recepția simultană, printr-o singură antenă. Antena 430 captează semnalele transmise și le furnizează, prin diplexorul 432, receptorului analogic 434. Receptorul analogic 434 primește, de la diplexorul 432, semnale de frecvență RF, care, de regulă, se situează în banda de frecvențe de 850 MHz, în vederea amplificării și conversiei coborâtoare de frecvență, într-o frecvență IF. Acest proces de conversie se realizează utilizând un sintetizator de frecvență de configurație standard, care permite receptorului să se sintonizeze pe oricare din frecvențele benzii de frecvențe de recepție din banda globală de frecvențe a sistemului de telefonie mobilă celulară. Semnalele sunt, de asemenea, filtrate și digitizate pentru a fi aplicate unor receptoare de date 440 și 442, digitale și receptorului de căutare 444.

Detalii referitoare la receptorul analogic 434 mai sunt prezentate în fig.10. Semnalele recepționate de la antena 430 sunt transmise convertorului coborâtor de frecvență 500 care cuprinde un amplificator RF 502 și un mixer 504. Semnalele recepționate sunt furnizate ca semnale de intrare, amplificatorului 502, unde se amplifică, și de la a cărui ieșire, sunt furnizate ca semnale de intrare, mixerului 504. Mixerul 504 mai are prevăzută o altă intrare care corespunde ieșirii de semnale ale sintetizorului de frecvență 506. Semnalele RF, amplificate, sunt convertite în mixerul 504 într-un semnal de frecvență IF, prin mixarea cu semnalul de ieșire al sintetizorului de frecvență 506.

Semnalele IF obținute la ieșirea mixerului 504, sunt aplicate unui filtru trece bandă (FTB) 508, de tip filtru cu undă acustică de suprafață (SAW) având banda de trecere de aproximativ 1,25 MHz, unde sunt supuse filtrării trece bandă. Caracteristicile filtrului SAW se aleg astfel încât să coincidă formei de undă a semnalului transmis de amplasamentul de celulă. Semnalul transmis de amplasamentul de celulă este un semnal cu spectru extins de secvență directă, ce este modulat printr-o secvență de cod PN sincronizată cu o frecvență

RO 118688 Β1 de tact predeterminată, care, pentru exemplul de realizare al invenției, este de 1,2288 MHz.

Această frecvență de tact este aleasă, astfel încât să fie un multiplu întreg al ratei de transmisie date în banda de bază, de 9,6 kbps.

Semnalele filtrate, obținute la ieșirea filtrului trece bandă (FTB) 508, sunt aplicate la intrarea amplificatorului IF 510, de câștig variabil, unde sunt din nou amplificate. Semnalele IF, amplificate, sunt în continuare aplicate, de la ieșierea amplificatorului IF 510, la convertorul analogic/digital (A/D) 512 unde sunt digitizate. Conversia semnalului IF într-un semnal digital se realizează la o frecvență de tact de 9,8304 MHz, care, conform exemplului de realizare al invenției, este exact de opt ori rata de transmisie a elementelor PN. Deși, convertorul analogic/digital (A/D) 512 este prezentat ca făcând parte din receptorul 534, el ar putea face parte și din receptoarele de date și de căutare. Semnalele IF digitizate se transmit de la convertorul analogic/digital (A/D) 512 către receptoarele de date 440 și 442 și receptorul de căutare 444.

Receptorul analogic 434 realizează, de asemenea, o funcție de comandă a puterii pentru ajustarea puterii de transmisie a unității de telefonie mobilă. Un circuit pentru controlul automat al amplificării (AGC) 514 este, de asemenea, cuplat la ieșirea amplificatorului IF 510. Ca răspuns la nivelul semnalului IF amplificat, circuitul pentru controlul automat al amplificării (AGC) 514 furnizează un semnal de reacție la intrarea de comandă a câștigului în amplificare a amplificatorului IF 510. Receptorul analogic 434 folosește, de asemenea, circuitul pentru controlul automat al amplificării (AGC) 514 pentru generarea unui semnal, analogic, de comandă a puterii care este furnizat unui circuit de comandă a puterii de transmisie 438.

în fig.9, semnalul digitizat obținut la ieșirea receptorului analogic 434 este transmis receptoarelor de date 440 și 442, digitale, și receptorului de căutare 444. Trebuie să se subînțeleagă faptul că o unitate de telefonie mobilă necostisitoare, de performață redusă, poate avea numai un singur receptor de date, în timp ce unitățile de telefonie mobilă de înaltă performanță, pot avea două sau mai multe astfel de receptoare, pentru a le permite recepția în diversitate.

Semnalul IF digitizat poate conține semnalele mai multor apeluri în curs de efectuare, împreună cu purtătoarele pilot transmise de către amplasamentul de celulă curent și toate amplasamentele de celulă învecinate. Funcția receptoarelor de date 440 și 442 este aceea de a corela eșantioanele IF cu o secvență PN corespunzătoare. Acest proces de corelare conduce la obținerea unei proprietăți bine cunoscute în domeniu, sub denumirea de “câștig de procesare, care îmbunătățește raportul semnal-interferență al unui semnal care se adaptează respectivei secvențe PN, neinfluențând alte semnale. Rezultatul corelării este apoi detectat în mod sincron, utilizând purtătoarea pilot de la amplasamentul de celulă cel mai apropriat, ca referință de fază a purtătoarei. Rezultatul acestui proces de detecție este o secvență de simboluri de date codificate.

O proprietate a secvenței PN, așa cum este utilizată în prezenta invenție, este obținerea discriminării între semnalele propagate pe căi multiple. Când semnalul ajunge la receptorul unității de telefonie mobilă, după parcurgerea a mai mult de o cale de propagare, va exista o diferență în timpul de recepție a semnalului. Această diferență de timp de recepție corespunde diferenței de distanță divizată cu viteza de propagare. Dacă această diferență de timp depășește o microsecundă, atunci procesorul de corelare va face discriminarea între căile de propagare. Receptorul poate alege urmărirea și recepționarea căilor de propagare care se găsesc fie în avans, fie în întârziere. Dacă se dispune de două receptoare, cum ar fi, de exemplu, receptoarele de date 440 și 442, se va putea face urmărirea și procesarea, în paralel, a două căi independente.

1520

1525

1530

1535

1540

1545

1550

1555

1560

RO 118688 Β1

Receptorul de căutare 444, sub controlul procesorului de comandă 446 este prevăzut să exploreze continuu domeniul timp, aflat în jurul unei valori nominale pe axa timpului, pentru un semnal pilot recepționat de la amplasamentul de celulă, pentru alte semnale pilot de propagare pe căi multiple ale aceluiași amplasament de celulă, și pentru semnalele pilot transmise de la alt amplasament de celulă. Receptorul de căutare 444 va măsura intensitatea de semnal pentru orice semnal recepționat, de o anumită formă de undă, dorită, la momente de timp diferite de cele ale valorii nominale a timpului. Receptorul de căutare 444 compară intensitatea de semnal pentru semnalele recepționate. Receptorul de căutare 444, de asemenea, furnizează procesorului de comandă 446, un semnal de intensitate a semnalelor, indicându-le pe acelea de mai mare intensitate.

Procesorul de comandă 446 furnizează semnale de comandă la receptoarele de date 440 și 442, pentru ca fiecare dintre acestea să proceseze un semnal diferit de semnalele de cea mai mare intensitate. Uneori, un semnal pilot transmis de un alt amplasament de celulă are o anumită intensitate a semnalului, mai mare decât cea a semnalului amplasamentului de celulă curent. Procesorul de comandă 446 va genera, astfel, un mesaj de comandă pentru a-l transmite, prin intermediul amplasamentului de celulă curent, la controlerul de sistem în care se solicită transferul apelului la amplasamentul de celulă căruia îi corespunde semnalul pilot de cea mai mare intensitate. Receptoarele de date 440 și 442 vor putea, prin urmare, să proceseze apelurile, prin intermediul a două amplasamente de celulă, diferite.

Mai multe detalii privind realizarea unui receptor, cum ar fi, de exemplu, receptorul de date 440, sunt prezentate în fig.10. Receptorul de date 440 include generatoarele PN 516 și 518 care generează secvențele PN, și PN_Q, într-un mod corespunzător celor generate de amplasamentul de celulă. Semnale de temporizare și de comandă a secvențelor sunt furnizate generatoarelor PN 516 și 518 de către procesorul de comandă 446. Receptorul de date 440 include, de asemenea, generatorul Walsh 520 care generează funcția Walsh corespunzătoare, în vederea comunicării cu această unitate de telefonie mobilă, prin amplasamentul de celulă. Generatorul Walsh 520, ca răspuns la semnalele de sincronizare(nereprezentate) și la un semnal de selectare funcție, provenite de la procesorul de comandă, generează un semnal care corespunde secvenței Walsh alocate. Semnalul de selectare funcție, este transmis de la unitatea de telefonie mobilă la amplasamentul de celulă, ca făcând parte din mesajul de stabilire a apelului. Secvențele PN, și PN_Q obținute la ieșirea generatoarelor 516 și 518 sunt furnizate ca semnale de intrare, respectiv porților SAU-EXCLUSIV 522 și 524. Generatorul Walsh 520 furnizează semnale de ieșire ambelor porți SAU-EXCLUSIV 522 și 524, unde semnalele sunt supuse unei operații SAU-EXCLUSIV, obținându-se la ieșire secvențele PN,. și ΡΝ_σ.

Secvențele PN_r și PN_Q., pentru a fi furnizate receptorului de date 440, sunt aplicate ca semnale de intrare, corelatorului PN QPSK 526. Corelatorul PN QPSK 526 poate fi constituit într-un mod similar corelatorului PN al receptoarelor digitale de la amplasamentul de celulă. Corelatorul PN QPSK 526 corelează datele de canal I și Q, recepționate, cu secvențele PN_r și PN_q., și furnizează la ieșire date de canal I și Q corelate, unor dispozitive de

RO 118688 Β1 înmagazinam date 528 și 530. Dispozitivele de înmagazinare date 528 și 530 stochează informație de intrare pe durata unui simbol sau a 64 de elemente. Ieșirile dispozitivelor de înmagazinare date 528 și 530 sunt aplicate defazorului 532 care recepționează, de asemenea, un semnal de fază pilot de la procesorul de comandă 446. Defazajul datelor de simboluri recepționate este modificat în conformitate cu faza semnalului pilot, determinată de către receptorul de căutare 444 și procesorul de comandă 446. La ieșirea defazorului 532 se obțin datele de canal I care sunt furnizate circuitului de dezintercalare și decodare.

Procesorul de comandă 446 include, de asemenea, un generator PN 534 care generează secvența PN a utilizatorului, ca răspuns la o adresă de intrare a unei unități de telefonie mobilă sau la un cod de identificare utilizator (ID). Secvența PN obținută la ieșirea generatorului PN 534 este furnizată unui circuit de combinare în diversitate și decodare 448. Deoarece, semnalul de transmisie de la celulă la unitatea de telefonie mobilă este bruiat cu secvența PN de adresă a unității de telefonie mobilă a utilizatorului, ieșirea generatorului PN 534 este utilizată la debruiajul semnalului transmis de către amplasamentul de celulă, destinat respectivei unități de telefonie mobilă a utilizatorului, la fel ca și cazul receptorului de la amplasamentul de celulă. Generatorul PN 534 furnizează, în mod particular, o secvență de cod PN de ieșire, circuitului de dezintercalare și decodare, care este utilizată pentru debruiajul datelor bruiate ale utilizatorului. Deși, bruiajul este prezentat în legătură cu o secvență de cod PN, se prevede posibilitatea utilizării și a altor tehnici de bruiere bine cunoscute în domeniu.

Ieșirile receptoarelor de date 440 și 442 sunt, astfel, aplicate circuitului de combinare în diversitate și decodare 448. Circuitul de combinare în diversitate și decodare 448 ajustează temporizarea celor două fluxuri de simboluri recepționate, pentru realizarea aliniamentului și însumarea lor. Procesul de însumare se poate face prin multiplicarea celor două fluxuri cu un număr corespunzător intensităților de semnal relative ale celor două fluxuri. Această operație poate fi considerată o combinare în diversitate de rată maximă. Fluxul de semnale combinate rezultant va fi decodificat în continuare, utilizând un decodor cu corecție directă a erorilor (FEC), inclus, de asemenea, în circuitul de combinare în diversitate și decodare 448. Echipamentul digital pentru banda de bază, folosit în mod uzual, cum ar fi, de exemplu, circuitul de bandă de bază 450 din fig.9, este un sistem de codare vocală digitală. Sistemul CDMA este conceput pentru a putea fi adaptat mai multor configurații diferite de codoare vocale.

Circuitul de bandă de bază 450 include, de regulă, un codor vocal digital (nereprezentat) care poate fi de tip cu rată variabilă așa cum este cel prezentat în cererea de brevet anterior menționată. Circuitul de bandă de bază 450 servește, în plus, ca interfață cu un telefon portabil sau orice alt tip de dispozitiv periferic. Circuitul de bandă de bază 450 se poate adapta mai multor configurații diferite de codoare vocale. Circuitul de bandă de bază 450 furnizează la ieșire semnale de informații destinate utilizatorului, în conformitate cu informația furnizată acestuia de către circuitul de combinare în diversitate și decodare 448.

în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, semnalele vocale analogice ale utilizatorului sunt furnizate, de regulă, printr-un telefon portabil, ca semnale de intrare pentru circuitul de bandă de bază 450. Circuitul de bandă de bază 450 include un convertor analog-digital (A/D), (nereprezentat), care convertește semnalul analogic într-un format digital. Semnalul digital obținut este furnizat codorului vocal digital, unde este codificat. Ieșirea codorului vocal este conectată la un circuit de codificare cu corecție directă a erorilor FEC (nereprezentat), pentru corectarea erorilor. în exemplul de realizare a invenției, codificarea cu corecție a erorilor este implementată într-un circuit de codificare convoluțională. Semnalul codificat și digitizat este furnizat, de la ieșirea circuitului de bandă de bază 450, unui modulator de emisie 452.

1615

1620

1625

1630

1635

1640

1645

1650

1655

1660

RO 118688 Β1

Modulatorul de emisie 452 realizează mai întâi, codificarea Walsh a datelor de transmisie și apoi, modulează semnalul codificat pe un semnal purtător PN a cărui secvență de cod PN este aleasă în conformitate cu funcția de adresă atribuită apelului. Secvența PN este determinată de către procesorul de comandă 446, plecând de la informația de stabilire a apelului, ce este transmisă de amplasamentul de celulă și decodificată de receptoarele de date 440 și 442 și procesorul de comandă 446. într-o variantă de realizare, procesorul de comandă 446 poate determina secvența PN printr-un acord prealabil realizat cu amplasamentul de celulă. Procesorul de comandă 446 furnizează informația de secvență PN, modulatorului de emisie 452 și receptoarelor de date 440 și 442, pentru decodificarea apelului.

Ieșirea modulatorului de emisie 452 se conectează la circuitul de comandă a puterii de transmisie 438. Puterea de transmisie a semnalului se comandă printr-un semnal de comandă a puterii, analogic, furnizat de către receptorul analogic 434. Biții de comandă transmiși de către amplasamentele de celulă, sub forma unei comenzi de reglare a puterii, sunt procesați de către receptoarele de date 440 și 442. Comanda de reglare a puterii este utilizată de procesorul de comandă 446 pentru stabilirea nivelului de putere al semnalului la transmisia unității de telefonie mobilă. Ca răspuns la această comandă, procesorul de comandă 446 generează un semnal de comandă a puterii, digital, care este furnizat circuitului de comandă a puterii de transmisie 438. Mai multe informații referitoare legate de raporturile existente între receptoarele de date 440 și 442, procesorul de comandă 446 și circuitul de comandă a puterii de transmisie 438, privind comanda puterii, sunt prezentate în cererea de brevet anterior menționată.

Circuitul de comandă a puterii de transmisie 438 furnizează la ieșire semnal modulat a cărui putere este comandată de către circuitul amplificator de putere 436. Circuitul amplificator de putere 436 amplifică și convertește semnalul IF într-un semnal de radiofrecvență (RF) prin mixarea lui cu un semnal de ieșire al sintetizatorului de frecvențe care sintonizează semnalul la o frecvență de ieșire corepunzătoare. Circuitul amplificator de putere 436 cuprinde un amplificator care amplifică puterea până la un nivel de ieșire final. Semnalul de transmisie dorit este furnizat, de la ieșirea circuitului amplificator de putere 436, diplexorului 432. Diplexorul 432 cuplează semnalul la antena 430 pentru transmisia către amplasamentele de celulă.

Procesorul de comandă 446 este, de asemenea, capabil să genereze mesaje de comandă, cum ar fi, de exemplu, cereri ale modurilor în diversitate ale celulelor și comenzi de terminare a comunicației la amplasamentul de celulă. Aceste comenzi sunt furnizate modulatorului de emisie 452 pentru a le transmite. Procesorul de comandă 446 are poate, ca răspuns la informațiile recepționate de la receptoarele de date 440 și 442 și receptorul de căutare 444, să ia decizii în ceea ce privește transferul progresiv și combinarea în diversitate.

Referitor la transmisia efectuată de către unitatea de telefonie mobilă, semnalul vocal, analogic, al utilizatorului unității de telefonie mobilă este mai întâi, trecut printr-un codor vocal digital. Ieșirea codorului vocal este supusă ulterior, în mod succesiv, unei codificări convoluționale cu corecție directă a erorilor (FEC), unei codificări în secvențe ortogonale de ordinul 64 și unei modulări pe un semnal purtător PN. Secvența ortogonală de ordinul 64 este generată de un codor de funcții Walsh. Codorul este comandat prin achiziționarea, de la ieșirea codorului convoluțional cu corecție directă a erorilor FEC, a șase simboluri binare succesive. Cele șase simboluri binare determină, împreună, care din cele 64 de secvențe Walsh posibile vor fi transmise. Secvența Walsh are o lungime de 64 biți. Astfel, rata de transmisie a elementelor Walsh trebuie să fie de 9600 x 3 x (1/6) x 64 = 307200 Hz pentru o rată de transmisie date de 9600 biți/s.

RO 118688 Β1

1710 în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, se utilizează o secvență de cod PN comună, pentru toate purtătoarele vocale ale sistemului, în timp ce codificarea adresei utilizatorului este realizată folosind generatorul de secvențe de cod PN pentru utilizator. Secvența PN a utilizatorului este atribuită în mod exclusiv unității de telefonie mobilă, pe, cel puțin, durata apelului. Secvența PN a utilizatorului este supusă operației SAU-EXCLUSIV împreună cu secvențele de cod PN comune, care sunt secvențe de registru de deplasare liniară de lungime maximală mărită până la valoarea de 32768. în continuare, semnalele binare rezultate, sunt modulate fiecare, bifazic, pe o purtătoare în cuadratură, după care sunt însumate pentru a forma un semnal compus, apoi supuse filtrării trece bandă și convertite într-un semnal de ieșire IF. în exemplul de realizare al invenției, o parte a procesului de filtrare este realizată de către un filtru digital de răspuns finit la impuls (FIR) care operează pe ieșirea de secvențe binare.

Ieșirea modulatorului este apoi comandată în ceea ce privește puterea, de către semnalele provenite de la procesorul de comandă și receptorul analogic, semnalul obținut fiind convertit într-o frecvență RF de funcționare, prin mixarea cu ajutorul unui sintetizor de frecvență care realizează acordul semnalului, la o frecvență de ieșire adecvată, și apoi amplificat la nivelul de ieșire, final. Semnalul transmis este apoi trecut prin diplexor și antenă.

Fig.11 prezintă, într-un exemplu preferențial de realizare a invenției, modulatorul de emisie 452 al unității de telefonie mobilă, dat cu titlu de exemplificare. Datele sunt furnizate sub formă digitală de către circuitul de bandă de bază digital al utilizatorului, către codorul 600, unde, conform exemplului de realizare al invenției, este codificat convoluțional. Ieșirea codorului 600 este aplicată unor mijloace de intercalare 602 care, în exemplul de realizare al invenției, este un dispozitiv de intercalare blocuri. Simbolurile intercalate obținute la ieșirea mijloacelor de intercalare 602 sunt aplicate codorului Walsh 604 al modulatorului de emisie 452. Codorul Walsh 604 utilizează simbolurile de intrare pentru generarea unei secvențe de coduri, la ieșire. Secvența Walsh este furnizată unei intrări a porții SAU-EXCLUSIV 606.

Modulatorul de emisie 452 include, în plus, generatorul PN 608 care primește adresa unității de telefonie mobilă la intrare și determină secvența PN de ieșire. Generatorul PN 608 generează secvența de 42 de biți, specifică utilizatorului, conform celor anterior prezentate în legătură cu fig.3 și 4. O altă caracteristică a generatorului PN 608 ce este comună tuturor generatoarelor PN ale utilizatorilor și care nu a fost încă prezentată, este utilizarea unei tehnici de mascare pentru generarea unei secvențe PN, de ieșire, a utilizatorului. De exemplu, se furnizează o mască de 42 de biți pentru respectivul utilizator, fiecare dintre cei 42 debiți ai măștii fiind supus unei operații SAU-EXCLUSIV împreună cu un bit obținut de la ieșirea fiecărui registru al seriei de registre de deplasare care formează generatorul PN. Rezultatele mascării și ale operației SAU-EXCLUSIV efectuate asupra biților registrului de deplasare sunt supuse unei operații SAU-EXCLUSIV comune, pentru a forma semnalul de ieșire al generatorului PN ce este utilizat ca secvență de cod PN a utilizatorului. Secvența PN obținută la ieșirea generatorului PN 608, și anume secvența ΡΝ_α, este aplicată porții SAU-EXCLISIV 606. Datele de simboluri Walsh precum și secvența PNq sunt supuse unei operații SAU-EXCLUSIV în cadrul porții SAU-EXCLUSIV 606 și apoi furnizate ca semnale de intrare, ambelor porți SAU-EXCLISIV 610 și 612.

Modulatorul de emisie 452 mai include, niște generatoare PN 614 și 616 care generează, respectiv secvențele PN, și PN₀. Toate unitățile de telefonie mobilă utilizează aceleași secvențe de cod PN, și PN_Q. Aceste secvențe de cod PN sunt în exemplul de realizare al invenției, secvențele de deplasare zero folosite în comunicațiile de la celulă la unitatea de telefonie mobilă. Cealaltă intrare a porților SAU-EXCLUSIV 610 și 612 primește, respectiv, secvențele PN, și PN_Q obținute la ieșirea generatoarelor PN 614 și 616. Secvențele PN, și PN_Q sunt supuse operației SAU-EXCLUSIV în cadrul porților SAU-EXCLUSIV respective, având ieșirea conectată la circuitul de comandă a puterii de transmisie 438 (fig.9).

1715

1720

1725

1730

1735

1740

1745

1750

1755

R0118688 Β1 în exemplul de realizare al invenției, legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă folosește cod convoluțional de rată r = 1/3 și lungime de constrângere K = 9. Generatoarele de cod sunt de G, = 557 (octali), G₂ = 663 (octali) și G₃ = 711 (octali), în mod similar legăturii de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, repetarea codului este utilizată pentru adaptarea celor patru rate de transmisie date, diferite, pe care le produce codorul vocal, având la bază cadrele de 20 ms. Spre deosebire de legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, simbolurile de cod repetate nu sunt transmise la nivele joase de energie, ci de preferință, se transmite, la un nivel nominal de putere, un singur simbol de cod al grupului de repetat. în concluzie, în exemplul de realizare al invenției, repetarea codului este utilizată doar ca o modalitate de adaptare a sistemului de transmisie date, de rată variabilă, în ceea ce privește structura de modulare și intercalare, așa cum se va arăta în cele ce urmează.

în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, dispozitivul de intercalare blocuri utilizează un interval de intercalare de 20 ms care coincide exact cu un cadru de codor vocal. Admițând o rată de transmisie date de 9600 bps și o rată de transmisie a codului r = 1/3, în intervalul de 20 ms, numărul simbolurilor de cod este 576. Parametrii N și B sunt 32 și respectiv 18, unde N este egal cu numărul de linii și B este egal cu numărul de coloane ale matricei dispozitivului de intercalare blocuri. Simbolurile de cod se înscriu în matricea de memorie a dispozitivului de intercalare blocuri, pe linii, și se citesc pe coloane.

Formatul de modulare indică existența semnalizării ortogonale de ordinul 64. Cu alte cuvinte, simbolurile de cod intercalate sunt grupate în grupe de câte șase simboluri de cod, pentru a selecta una din cele 64 de forme de undă ortogonale. Cele 64 de forme de undă ortogonale sunt aceleași funcții Walsh folosite ca secvențe de acoperire în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă.

Intervalul de timp de modulare date este egal cu 208,33 ps, fiind denumit interval de simboluri Walsh. La 9600 bps, intervalul de 208,33 ps corespunde la doi biți de informație, și în mod echivalent, la șase simboluri de cod, la o rată de transmisie a simbolurilor de cod egală cu 28000 sps. Intervalul de simboluri Walsh este subdivizat în 64 intervale de timp de lungime egală, cunoscute ca elemente Walsh, fiecare având o durată de 208,33/64 = 3,25 ps. Rata elementelor Walsh va fi atunci 1/3,25ps = 307,2 kHz. întrucât, rata de dispersie PN, de 1,2288 MHz, este simetrică în cele două legături de comunicație, vor exista exact patru elemente PN per element Walsh.

Un total de trei generatoare PN sunt folosite pe traseul căii de transmisie, de la unitatea de telefonie mobilă la celulă: generatorul PN de 42 de biți, specific utilizatorului și perechea de generatoare PN de 15 biți, de canale I și Q. Urmărind operația de dispersare a spectrului specifică utilizatorului, semnalul obținut este un semnal QPSK dispersat, ca și cel din cadrul legăturii de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă. Spre deosebire de legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, în care fiecare sector sau celulă a fost identificat de secvențele unice de lungime 2¹⁵, aici toate unitățile de telefonie mobilă utilizează aceleași secvențe de cod PN, I și Q. Aceste secvențe de cod PN sunt secvențe de deplasare zero, folosite în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, denumite și secvențe pilot.

Repetarea codului și ponderarea energiei sunt folosite în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă pentru adaptarea ratelor variabile generate de codorul vocal. Legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă folosește un sistem diferit, bazat pe transmisia în rafale.

RO 118688 Β1

Codorul vocal generează patru rate de transmisie date, diferite, respectiv 9600,4800, 2400 și 1200 bps, având la bază cadrele de 20 ms, ca și în legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă. Biții de informație sunt codificați de către codorul convoluțional de rată r = 1/3, iar simbolurile de cod sunt repetate de 2, 4 și 8 ori la ratele de procesare date, cele mai scăzute. Astfel, rata de procesare a simbolurilor de cod se menține constantă la 28800 sps. După codificare, simbolurile de cod sunt intercalate de către dispozitivul de intercalare blocuri care utilizează un interval ce echivalează exact cu un cadru de codor vocal sau cu 20 ms. La fiecare 20 ms, sunt generate de codorul convoluțional, un total de 576 de simboluri de cod, dintre care unele ar putea fi simboluri repetate.

Secvența simbolurilor de cod, așa cum este ea transmisă, este prezentată în fig.12. De observat că un cadru de codor vocal, de 20 ms, a fost subdivizat în 16 cuante (intervale de timp), fiecare având o durată de 1,26 ms. într-un exemplu numeric al legăturii de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, în fiecare cuantă se găsesc 36 de simboluri de cod de rată 28800 sps, sau în mod echivalent, șase simboluri Walsh de rată 4800 sps. La o rată de 1/2, adică la 4800 bps, cuantele sunt grupate în opt grupe, fiecare cuprinzând două cuante. La rata de transmisie 1/4 adică 2400 bps, cuantele sunt grupate în patru grupe, fiecare cuprinzând 4 cuante și în final la rata de transmisie de 1/8, adică 1200 bps, cuantele sunt grupate în două grupe, fiecare cuprinzând două cuante.

în fig.12 este prezentat, detaliat, un exemplu de configurație privind transmisia în rafale a simbolurilor. De exemplu, la o rată de 1/4, adică la 2400 bps, pe durata celei de a patra cuante aparținând primei grupe, liniile 4 și 8 ale matricei de memorie a dispozitivului de intercalare se citesc pe coloane și se transmit secvențial. Poziția cuantei pentru datele transmise trebuie să fie aleatoare, pentru a reduce interferența.

în fig. 13 este prezentată sincronizarea legăturii de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă. Fig.13 dezvoltă diagrama de sincronizare din fig.7 pentru a include canalele de transmisie de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, respectiv canalul vocal și canalul de acces. Sincronizarea legăturii de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă cuprinde următoarele etape:

- decodificarea cu succes a mesajului de sincronizare, adică verificarea codului de redundanță ciclică (CRC);

- încărcarea în registrul de deplasare coduri PN lungi, a stării recepționate în mesajul de sincronizare; și

- compensarea deplasării de fază a codului pilot, dacă este recepționat de la un sector care utilizează un semnal pilot deplasat.

în acest moment, unitatea de telefonie mobilă va avea sincronizarea completă, adică o sincronizare PN și o sincronizare în timp real, și poate începe efectuarea transmisiei pe canalul de acces sau pe canalul vocal.

Pentru ca unitatea de telefonie mobilă, să poată iniția un apel, trebuie să dispună de caracteristici de semnalizare care să-i permită să efectueze apeluri cu alți utilizatori ai sistemului, prin intermediul unui amplasament de celulă. în legătura de comunicație de la unitatea de telefonie mobilă la celulă, tehnica de acces prevăzută este protocolul de comunicații ALOHA cu divizare a timpului în cuante fixe sincronizate (“slotted ALOHA). O rată de transmisie binară, dată ca exemplu pentru canalul de întoarcere, este de 4800 bps. Un pachet de canal de acces constă dintr-un preambul, urmat de informație.

Lungimea preambulului este, pentru exemplul de realizare al invenției, un multiplu întreg al cadrelor de 20 ms și este un parametru de sector/celulă pe care unitatea de telefonie mobilă îl primește într-unul din mesajele canalului de apel. întrucât, receptoarele de celulă utilizează preambuluri pentru rezolvarea întârzierilor de propagare, acest sistem permite varierea lungimii preambulului, în funcție de raza celulei. Codul PN al utilizatorilor pentru canalul de acces, fie este prestabilit, fie se transmite la unitățile de telefonie mobilă, pe canalul de apel.

1810

1815

1820

1825

1830

1835

1840

1845

1850

1855

RO 118688 Β1

Modulația este fixă și este constantă pe durata preambulului. Forma de undă ortogonală utilizată în preambul este W_o, adică funcția Walsh numai zerouri. De observat că o configurație numai de zerouri, la intrarea codorului convoluțional, generează forma de undă dorită W_o.

Un pachet de date al canalului de acces poate fi constituit din unul, sau cel mult, două cadre de 20 ms. Codificarea, intercalarea și modularea canalului de acces sunt exact aceleași ca și pentru un canal vocal de rată 96000 bps. în exemplul de realizare al invenției, sectorul, respectiv celula, solicită unităților de telefonie mobilă să transmită un preambul de 40 ms, iar tipul de mesaj al canalului de acces solicită un cadru de date. Fie N_p numărul cadrelor preambulului, și K numărul de cadre de 20 ms, considerate de la un punct de origine, predefinit, situat pe axa timpului. Atunci, unitățile de telefonie mobilă vor fi autorizate să inițieze transmisia pe canalul de acces, când este îndeplinită condiția (k, N + 2) = 0.

Referitor la alte aplicații de realizare a comunicațiilor, poate fi de dorit o reordonare a diferitelor elemente ale codificării cu corecție a erorilor, codificării de secvențe ortogonale și ale codificării PN, pentru a se adapta mai bine respectivei aplicații.

De exemplu, în comunicațiile prin satelit, în care semnalele sunt retransmise între stațiile terestre nod (Hub), de mare capacitate, și terminalele unităților de telefonie mobilă, prin unul sau mai mulți sateliți orbitali tereștri, poate fi de dorit utilizarea, în ambele direcții ale legăturii de comunicație, tehnicilor de modulare și demodulare coerente, deoarece în comunicațiile mobile prin satelit, canalul este mult mai coerent în fază, decât canalul de telefonie mobilă terestră. într-o astfel de aplicație, modulatorul unității de telefonie mobilă nu va putea utiliza codificarea de ordinul m, așa cum a fost descris în cele de mai sus. în schimb, va putea fi utilizată modularea bifazică sau în cuadratură de fază, a simbolurilor cu corecție directă a erorilor cu demodularea coerentă convențională și extragerea fazei purtătoarei din semnalul recepționat, utilizând tehnica în buclă Costas. în plus, pentru legătura de comunicație de la celulă la unitatea de telefonie mobilă, poate fi utilizată divizarea în canale cu funcții Walsh ortogonale, așa cum s-a descris în prezenta invenție. Atâta vreme cât faza canalului se menține coerentă la un nivel acceptabil, acest sistem de modulare-demodulare permite funcționarea cu un raport Eb/No (energie per bit semnal recepționat/densitate de zgomot), inferior semnalizării ortogonale de ordinul m, ceea ce duce la o creștere a capacității sistemului.

într-o variantă de realizare a invenției, ar putea fi preferată codificarea formei de undă vocale, direct, într-o formă de undă RF, în loc de utilizarea unui codor vocal și a tehnicilor FEC de corecție directă a erorilor. Deși, utilizarea unui codor vocal și a tehnicilor FEC de corecție directă a erorilor conduce la obținerea unui randament foarte ridicat în ceea ce privește legătura de comunicație, complexitatea de realizare este mare, ducând la costuri suplimentare și la un consum mare de energie. Aceste dezavantaje pot fi defavorabile, în special, pentru telefoanele portabile de buzunar, la care consumul bateriei și costul sunt importante. în practica curentă a transmisiei telefonice digitale, forma de undă vocală se reprezintă, în format digital, prin eșantioane vocale de opt biți, la o rată a eșantioanelor de 8 kHz. Sistemul CDMA poate codifica eșantioanele de opt biți, direct în unghiuri de fază ale purtătoarei. în acest fel s-ar elimina necesitatea utilizării codorului vocal sau a codorului/decodorului de corecție directă a erorilor FEC. Pentru aceasta, este necesar un raport semnal/zgomot ceva mai ridicat, pentru obținerea unor bune performanțe, ceea ce ar impune scăderea capacității. în altă variantă de realizare, eșantioanele vocale de opt biți ar putea fi codificate, direct în amplitudini ale purtătoarei. De asemenea, într-o altă variantă de realizare, eșantioanele formei de undă vocale ar putea fi codificate în faze și amplitudini ale purtătoarei.

RO 118688 Β1

1905

Descrierea anterioară a exemplelor preferențiale de realizare a invenției a fost făcută în scopul de a permite oricărei persoane de specialitate în domeniu s-o realizeze și s-o exploateze. Diferitele modificări ale acestor exemple de realizare vor conduce, fără mare dificultate pentru persoanele de specialitate în domeniu, la principiile generale definite aici, care ar putea fi aplicate și în cazul altor exemple de realizare, fără a necesita însă vreo activitate inventivă. Astfel, prezenta invenție nu trebuie considerată limitată la exemplele de realizare prezentate în cadrul descrierii, ci trebuie să fie privită, în sens mai larg, în conformitate cu principiile și caracteristicile noi, dezvăluite în cadrul descrierii.

Claims

Revendicări

1. Sistem de modulare a unui semnal, într-un sistem de comunicații cu spectru extins, caracterizat prin aceea că, cuprinde:

- mijloace de selectare (48) pentru selectarea unei secvențe dintr-o multitudine de secvențe binare ortogonale și pentru atribuirea secvenței selectate, unui semnal de informație de intrare, pe durata unui apel;

- mijloace generatoare de semnal (254i) pentru generarea unui prim semnal de secvență ortogonală corespunzător secvenței binare ortogonale selectate;

- mijloace generatoare de pseudozgomot (196 și 198) pentru generarea unui semnal PN de pseudozgomot corespunzător unei secvențe binare PN predeterminate; și

- mijloace de combinare semnale (252i, 256i, 258i, 284, 286 și 292) pentru combinarea primului semnal de secvență ortogonală cu semnalul de informație de intrare și cu semnalul PN”, de pseudozgomot, în scopul producerii unui semnal combinat care să definească semnalul de informație de intrare pentru un canal.
2. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde:

- mijloace generatoare de semnal (200) pentru generarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală, diferit de primul semnal de secvență ortogonală; și

- mijloace de combinare semnale (202 și 204) pentru combinarea celui de al doilea semnal de secvență ortogonală cu semnalul PN, de pseudozgomot, în scopul obținerii unui semnal pilot.
3. Sistem, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, mijloacele de combinare semnale (284, 286 și 292) sunt adaptate pentru a realiza combinarea respectivului semnal combinat cu semnalul pilot, în scopul de a obține un semnal rezultant.
4. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde un dispozitiv de bruiere date (253i) pentru a realiza bruiajul semnalului de informație de intrare.
5. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde:

- mijloace generatoare de semnal (254j) pentru recepția a cel puțin unui semnal de informație de intrare suplimentar, și generarea pentru fiecare semnal suplimentar, a câte unui semnal de secvență ortogonală suplimentar, atribuit semnalului de informații de intrare suplimentar, și care să fie diferit de primul semnal de secvență ortogonală și de oricare alt semnal de secvență ortogonală suplimentar; și

- mijloace de combinare semnale (252j) pentru combinarea fiecăruia dintre semnalele de secvență ortogonală suplimentare cu unul corespunzător, dintre semnalele de informație de intrare suplimentare.
6. Sistem, conform revendicărilor 2 și 5, caracterizat prin aceea că, fiecare semnal de secvență ortogonală suplimentar este atribuit fiecărui semnal de informații de intrare suplimentar, și este diferit de primul și de cel de al doilea semnal de secvență ortogonală.

1910

1915

1920

1925

1930

1935

1940

1945

1950

RO 118688 Β1
7. Sistem, conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde mijloace de transmisie (294, 296 și 299) pentru modularea semnalului rezultant, pe un semnal purtător, și transmiterea unui semnal purtător modulat.
8. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că:

- mijloacele generatoare de pseudozgomot (196 și 198) care generează semnalul PN de pseudozgomot, conțin:

i) prime mijloace generatoare de pseudozgomot (196) pentru generarea unui prim semnal cu spectru extins, care utilizează un cod de elemente de cod PN în fază; și ii) secunde mijloace generatoare de pseudozgomot (198) pentru generarea unui al doilea semnal cu spectru extins, care utilizează un cod de elemente de cod PN în cuadratură de fază, ce folosește o funcție polinominală diferită de cea a codului de elemente de cod PN în fază.
9. Sistem, conform revendicărilor 2 și 8, caracterizat prin aceea că:

- mijloacele generatoare de semnal (200) pentru generarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală, cuprind un generator de secvențe Walsh pentru generarea unei secvențe de elemente de cod Walsh, predeterminată, pentru a fi utilizată ca semnal de secvență ortogonală al canalului pilot;

- mijloacele de combinare semnale pentru combinarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală cu semnalul PN, de pseudozgomot, cuprind:

i) prime mijloace de combinare semnale (202) ale primului canal pilot, pentru recepția și combinarea primului semnal cu spectru extins cu semnalul de secvență ortogonală al canalului pilot, în scopul producerii unui prim semnal de ieșire al canalului pilot; și ii) secunde mijloace de combinare semnale (204) ale celui de al doilea canal pilot, pentru recepția și combinarea celui de al doilea semnal cu spectru extins cu semnalul de secvență ortogonală al canalului pilot, în scopul producerii unui al doilea semnal de ieșire al canalului pilot.
10. Sistem, conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că, generatorul de secvență Walsh al canalului pilot permite generarea unei secvențe de elemente de cod Walsh, predeterminată, cuprinzând o secvență alcătuită numai din zerouri.
11. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că:

- mijloacele generatoare de semnal (254i) pentru generarea unui prim semnal de secvență ortogonală, cuprind un generator de secvențe Walsh al canalului utilizatorului, pentru generarea unei secvențe de elemente de cod Walsh selectată, cuprinzând elemente de cod având starea zero și unu, în scopul utilizării ca semnal de secvență ortogonală al canalului utilizatorului; și

- mijloacele de combinare semnale, pentru combinarea primului semnal de secvență ortogonală cu semnalul de informație de intrare și semnalul PN, de pseudozgomot, cuprind:

i) prime mijloace de combinare semnale (2521) pentru recepția și combinarea semnalului de informație de intrare cu semnalul de secvență ortogonală al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un semnal de informație ortogonalizat, al canalului utilizatorului;

ii) secunde mijloace de combinare semnale (256i) pentru recepția și combinarea primului semnal cu spectru extins cu semnalul de informație ortogonalizat, al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un prim semnal de ieșire al canalului utilizatorului;

iii) terțe mijloace de combinare semnale (258i) pentru recepția și combinarea celui de-al doilea semnal cu spectru extins cu semnalul de informație ortogonalizat, al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un al doilea semnal de ieșire al canalului utilizatorului.

RO 118688 Β1
12. Sistem, conform revendicărilor 5 și 11, caracterizat prin aceea că:

- mijloacele generatoare de semnal pentru generarea primului semnal de secvență ortogonală, mai cuprind un alt generator de secvențe Walsh (254j) al canalului utilizatorului, pentru generarea unei alte secvențe de elemente de cod Walsh selectată, cuprinzând elemente de cod având starea zero și unu, în scopul utilizării ca alt semnal de secvență ortogonală al canalului utilizatorului; și

- mijloacele de combinare semnale, pentru combinarea primului semnal de secvență ortogonală cu un alt semnal de informație de intrare și semnalul “PN, de pseudozgomot, mai cuprind:

i) prime mijloace de combinare semnale (252j) pentru recepția și combinarea acelui alt semnal de informație de intrare cu semnalul de secvență ortogonală al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un semnal de informație ortogonal al canalului utilizatorului;

ii) secunde mijloace de combinare semnale (256j) pentru recepția și combinarea primului semnal cu spectru extins cu acel alt semnal de informație ortogonalizat, al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un prim alt semnal de ieșire al canalului utilizatorului;

iii) terțe mijloace de combinare semnale (258j) pentru recepția și combinarea celui de-al doilea semnal cu spectru extins cu acel alt semnal de informație ortogonalizat, al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un al doilea alt semnal de ieșire al canalului utilizatorului.
13. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde:

- un codor (250i) pentru a realiza codarea cu corecție directă a erorilor, a fiecărui semnal de informație de intrare; și

- un dispozitiv de intercalare (251 i) pentru a realiza intercalarea fiecărui semnal de informație de intrare codat și furnizarea semnalelor de informație de intrare rezultate, codate și intercalate.
14. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde un codor vocal cu rata variabilă pentru a furniza fiecare semnal de informație de intrare sub forma unor cadre de date vocale, digitale, codificate vocal cu rată variabilă.
15. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că cuprinde un codor vocal cu rata variabilă pentru furnizarea fiecărui semnal de informație de intrare, sub forma unei secvențe de cadre de date de durată fixă, în care, fiecare cadru de date cuprinde un număr variabil de biți de date vocale codificate vocal cu rată variabilă.
16. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde mijloace pentru inserția datelor binare de control al puterii, în cadrul fiecărui semnal de informație de intrare.
17. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mijloacele generatoare de pseudozgomot (196 și 198) sunt adaptate pentru generarea semnalului PN, de pseudozgomot, în sensul măririi lungimii maxime a secvenței lineare de coduri “PN.
18. Sistem, conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că, codorul (250i) este adaptat pentru:

- formarea fiecărui semnal de informație de intrare, sub forma unor date cu rata variabilă, furnizate ca biți de date în cadre de date de durată de predeterminată;

- generarea unui număr predeterminat de simboluri pentru fiecare bit de date în fiecare cadru; și

- repetiția simbolurilor, astfel încât să se mențină un număr constant de simboluri la ieșire, per cadru.

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

RO 118688 Β1
19. Sistem, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că :

- mijloacele generatoare de semnal pentru generarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală sunt adaptate pentru generarea respectivului semnal de secvență ortogonală, la o rată preselectată; și

- mijloacele generatoare de pseudozgomot (196 și 198) pentru generarea semnalului PN de pseudozgomot sunt adaptate pentru a genera elemente de cod PN la o rată preselectată.
20. Sistem, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mijloacele generatoare de semnal (254i) pentru generarea unui prim semnal de secvență ortogonală permit selectarea fiecăruia dintre semnalele de secvență ortogonală, dintr-un set de secvențe Walsh.
21. Sistem, conform revendicării 20, caracterizat prin aceea că, mijloacele generatoare de semnal (254i) pentru generarea unui prim semnal de secvență ortogonală permit selectarea fiecăruia dintre semnalele de secvență ortogonală, dintr-un set de secvențe Walsh cuprinzând fiecare 64 de elemente de cod Walsh.
22. Metodă de modulare a unui semnal, într-un sistem de comunicații cu spectru extins, pentru utilizarea în cadrul sistemului de modulare de la revendicarea 1, caracterizată prin aceea că, cuprinde:

- selectarea unei secvențe dintr-o multitudine de secvențe binare ortogonale și atribuirea secvenței selectate, unui semnal de informație de intrare, pe durata unui apel;

- generarea unui prim semnal de secvență ortogonală corespunzător secvenței binare ortogonale, selectate;

- generarea unui semnal PN, de pseudozgomot, corespunzător unei secvențe binare PN predeterminate; și

- combinarea primului semnal de secvență ortogonală cu semnalul de informație de intrare și cu semnalul PN, de pseudozgomot, pentru a produce un semnal combinat, care să definească semnalul de informație de intrare pentru un canal.
23. Metodă, conform revendicării 22, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde:

- generarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală, diferit de primul semnal de secveță ortogonală; și

- combinarea celui de-al doilea semnal de secvență ortogonală cu semnalul PN, de pseudozgomot, în scopul obținerii unui semnal pilot.
24. Metodă, conform revendicărilor 22 și 23, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde combinarea respectivului semnal combinat cu semnalul pilot pentru a obține un semnal rezultant.
25. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde bruiajul semnalului de informație de intrare.
26. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde:

- recepția a cel puțin unui semnal de informație de intrare suplimentar, pentru generarea pentru fiecare semnal de informație de intrare suplimentar, a câte unui semnal de secvență ortogonală suplimentar, atribuit semnalului de informație de intrare suplimentar, și care să fie diferit de primul semnal de secvență ortogonală și de oricare alt semnal de secvență ortogonală suplimentar; și

- combinarea fiecăruia dintre semnalele de secvență ortogonală suplimentare, cu unul corespunzător, dintre semnalele de informație de intrare suplimentare.
27. Metodă, conform revendicărilor 23 și 26, caracterizată prin aceea că, cuprinde:

- generarea pentru fiecare semnal de informație de intrare suplimentar, a câte unui semnal de secvență ortogonală suplimentar, atribuit semnalului de informații de intrare suplimentar, și care să fie diferit de primul și de cel de al doilea semnal de secvență ortogonală.

R0118688 Β1
28. Metodă, conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde:

- modularea semnalului rezultant, pe un semnal purtător; și

- transmiterea unui semnal purtător modulat.
29. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că:

- generarea semnalului PN, de pseudozgomot, cuprinde:

i) generarea unui prim semnal cu spectru extins, care utilizează un cod de elemente de cod PN în fază; și ii) generarea unui al doilea semnal cu spectru extins, care utilizează un cod de elemente de cod PN în cuadratură de fază, ce folosește o funcție polinominală diferită de cea a codului de elemente de cod PN în fază.
30. Metodă, conform revendicărilor 23 și 29, caracterizată prin aceea că:

- generarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală cuprinde generarea unei secvențe de elemente de cod Walsh, predeterminată, pentru a fi utilizată ca semnal de secvență ortogonală al canalului pilot; și

- combinarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală cu semnalul PN, de pseudozgomot, cuprinde:

i) recepția și combinarea primului semnal cu spectru extins, cu semnalul de secvență ortogonală al canalului pilot, pentru producerea unui prim semnal de ieșire al canalului pilot; și ii) recepția și combinarea celui de al doilea semnal cu spectru extins, cu semnalul de secvență ortogonală al canalului pilot, pentru producerea unui al doilea semnal de ieșire al canalului pilot.
31. Metodă, conform revendicării 30, caracterizată prin aceea că, secvența de elemente de cod Wlash, predeterminată, cuprinde o secvență alcătuită numai din zerouri.
32. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că:

- generarea unui prim semnal de secvență ortogonală cuprinde generarea unei secvențe de elemente de cod Walsh, selectată, cuprinzând elemente de cod având starea zero și unu, în scopul utilizării ca semnal de secvență ortogonală al canalului utilizatorului; Și

- combinarea primului semnal de secvență ortogonală cu semnalul de informație de intrare și semnalul PN de pseudozgomot, cuprinde:

i) recepția și combinarea semnalului de informație de intrare cu semnalul de secvență ortogonală al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un semnal de informație, ortogonalizat, al canalului utilizatorului;

ii) recepția și combinarea primului semnal cu spectru extins cu semnalul de informație ortogonalizat al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un prim semnal de ieșire al canalului utilizatorului;

iii) recepția și combinarea celui de-al doilea semnal cu spectru extins cu semnalul de informație ortogonalizat al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un al doilea semnal de ieșire al canalului utilizatorului.
33. Metodă, conform revendicării 32, caracterizată prin aceea că:

- generarea unui prim semnal de secvență ortogonală mai cuprinde generarea unei alte secvențe de elemente de cod Walsh selectată, cuprinzând elemente de cod având starea zero și unu, în scopul utilizării ca alt semnal de secvență ortogonală al canalului utilizatorului; și

- combinarea primului semnal de secvență ortogonală cu un alt semnal de informație de intrare și semnalul PN, de pseudozgomot, mai cuprinde:

i) recepția și combinarea acelui alt semnal de informație de intrare cu un alt semnal de secvență ortogonală al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un alt semnal de informație, ortogonalizat, al canalului utilizatorului;

2100

2105

2110

2115

2120

2125

2130

2135

2140

2145

RO 118688 Β1 ii) recepția și combinarea primului semnal cu spectru extins cu acel alt semnal de informație ortogonalizat al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un prim alt semnal de ieșire al canalului utilizatorului;

iii) recepția și combinarea celui de-al doilea semnal cu spectru extins cu acel alt semnal de informație ortogonalizat al canalului utilizatorului, generat pentru a produce un al doilea alt semnal de ieșire al canalului utilizatorului.
34. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde:

- codarea, cu corecție directă a erorilor, a fiecărui semnal de informație de intrare;

- intercalarea fiecărui semnal de informație de intrare codat și furnizarea semnalelor de informație de intrare rezultate, codate și intercalate.
35. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde furnizarea fiecărui semnal de informație de intrare sub forma unor cadre de date vocale, digitale, codificate vocal cu rată variabilă.
36. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că cuprinde furnizarea fiecărui semnal de informație de intrare sub forma unei secvențe de cadre de date de » 1 durată fixă, în care, fiecare cadru de date cuprinde un număr variabil de biți de date vocale, codificate vocal cu rată variabilă.
37. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde inserția datelor binare de control al puterii, în cadrul fiecărui semnal de informație de intrare.
38. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că, generarea semnalului PN, de pseudozgomot, se face astfel încât semnalul PN, de pseudozgomot, să fie generat sub forma unui cod PNde secvență lineară de lungime maximală mărită.
39. Metodă, conform revendicării 34, caracterizată prin aceea că, mai cuprinde:

- formarea fiecărui semnal de informație de intrare sub forma unor date cu rata variabilă, furnizate ca biți de date în cadre de date de durată de predeterminată,

- generarea unui număr predeterminat de simboluri pentru fiecare bit de date, în fiecare cadru; și

- repetiția simbolurilor, astfel, încât să se mențină un număr constant de simboluri la ieșire, per cadru.
40. Metodă, conform revendicăriilor 22 și 23, caracterizată prin aceea că:

- generarea unui al doilea semnal de secvență ortogonală cuprinde generarea respectivului semnal de secvență ortogonală la o rată preselectată; și

- generarea semnalului PN, de pseudozgomot, cuprinde generarea elementelor de cod PN la o rată preselectată.
41. Metodă, conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că generarea unui prin semnal de secvență ortogonală cuprinde selectarea fiecăruia dintre semnalele de secvență ortogonală, dintr-un set de secvențe Walsh.
42. Metodă, conform revendicării 41, caracterizată prin aceea că selectarea fiecăruia dintre semnalele de secvență ortogonală se face dintr-un set de secvențe Walsh cuprinzând fiecare 64 de elemente de cod Walsh.