Система для модулирования информационных сигналов в ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа и способ его осуществления

Система для модулирования информационных сигналов в ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа и способ его осуществления

Реферат

 

Система и способ для обмена информационными сигналами, реализующие технику спектрального расширения сообщений. Конструируются псевдослучайные шумовые последовательности, которые обеспечивают ортогональность пользователей, благодаря чему уменьшается взаимная интерференция, повышается пропускная способность и улучшается качество линии связи. При ортогональности псевдослучайных шумовых кодов взаимная корреляция равна нулю на предопределенном временном интервале, что влечет отсутствие интерференции между ортогональными кодами при условии, что временные рамки кодов по времени совмещены друг с другом. В описанном варианте осуществления ячейный узел и подвижные устройства обмениваются сообщениями, используя прямые последовательные коммуникационные сигналы с расширенным спектром. В линии связи ячейка - подвижное устройство выделяются контрольный, синхронизирующий, страничный и речевой каналы. Информация, которая передается по каналам линии ячейка - подвижное устройство, вообще говоря, кодируется, перемежается, модулируется двухфазным ключевым сдвигом с ортогональным покрытием каждого модулированного двухфазным ключевым сдвигом символа и расширением ключевым квадратурно-фазовым сдвигом покрытых символов. В линии "подвижное устройство - ячейка" выделены канал доступа и речевой канал. Информация, передаваемая по каналам линии "подвижное устройство - ячейка", вообще говоря, кодируется, перемежается, ортогонально сигнализируется вместе с расширением ключевым квадратурно-фазовым сдвигом. 13 с. и 48 з.п.ф-лы, 13 ил.

I. Область техники Настоящее изобретение относится к ячеистым телефонным системам. Более конкретно, настоящее изобретение относится к новым и усовершенствованным системам и способу передачи данных в мобильной ячеистой телефонной системе или спутниковой мобильной телефонной системе, использующей расширенные спектрально коммуникационные сигналы.

II. Предшествующий уровень техники Способ, базирующийся на (кодовом разделении множественного доступа) модулировании кодоразделенного множественного доступа, является одним из способов, обеспечивающих информационное общение большого числа системных пользователей. Другими известными способами, используемыми в коммуникационных системах множественного доступа, являются: множественный доступ с временным разделением, множественный доступ с частотным разделением и разнообразные амплитудные модуляции, подобные амплитудно-сжимающей однополосной модуляции. Однако широкоспектральный модуляционный способ с кодовым разделением множественного доступа имеет существенные преимущества над названными модуляционными способами в системах связи с множественным доступом. Использование способов кодового разделения множественного доступа в множественного доступа коммуникационной системе описано в патенте США N 4901307 "Широкоспектральная множественного доступа коммуникационная система, использующая спутниковые или наземные повторители", выданном 13 февраля 1990 г. и переуступленном правопреемнику настоящего изобретения, который включен в настоящее описание путем ссылки.

В названном выше патенте описан способ множественного доступа, при котором большое число пользователей мобильной телефонной системы, каждый из которых имеет приемопередатчик, общаются через спутниковые повторители или наземные базовые станции (которые также называют ячейными станциями, ячейными узлами или, для краткости, ячейками) с применением широкоспектральных коммуникационных сигналов при кодовом разделении множественного доступа. При использовании связи с кодовым разделением множественного доступа частотным спектром можно пользоваться многократно, что позволяет повысить пропускную способность пользовательской системы. Использование кодового разделения множественного доступа позволяет более эффективно использовать спектр, чем это возможно при других способах множественного доступа.

Спутниковому каналу обычно свойственно замирание, называемое замиранием Ричиана (Rician). Поэтому принимаемый сигнал состоит из прямой составляющей, сложенной с многократно отраженной составляющей, обладающей характеристиками замирания Релея. Отношение мощностей прямой и отраженной составляющих составляет порядка 6-10 дБ в зависимости от характеристик антенны подвижного устройства и среды, окружающей подвижное устройство.

В противоположность к спутниковому каналу, наземный канал испытывает сигнальное замирания, которое обычно состоит из составляющей замирания Релея без прямой составляющей. Таким образом, наземный канал представляет среду более сильного замирания, чем спутниковый канал, в котором доминирующей характеристикой является замирание Ричиана.

Замирание Релея, испытываемое сигналом наземного канала, вызвано тем, что сигнал многократно отражается от различных предметов физического окружения. В результате этого сигнал приходит на приемник подвижного устройства с различных направлений с различными задержками прохождения. В полосах сверхвысоких частот, обычно используемых мобильной радиосвязью, а также ячеистыми мобильными телефонными системами, могут образовываться значительные фазовые разности между сигналами, идущими различными путями. Этим объясняется вероятность деструктивного суммирования сигналов, приводящего к глубоким федингам.

Замирание наземного канала в сильной мере зависит от физического положения подвижного устройства. Небольшое изменение положения подвижного устройства изменяет физические задержки на всех путях распространения сигнала, делая различные фазы различных путей. Поэтому движение подвижного устройства в окружающей среде может повлечь чрезвычайно быстрый фединговый процесс. Например, в полосе частот 850 МГц ячеистой радиосвязи скорость такого фединга может составлять один фед (fade) в секунду на милю в час скорости подвижного устройства. Такой фединг способен быть исключительно разрушительным для сигналов в наземном канале, приводя к низкому качеству связи. Для преодоления фединга можно использовать дополнительную передаточную мощность. Однако такое повышение мощности повлечет излишний расход мощности пользователем и усилит интерференционные помехи в системе.

Способ модулирования кодовым разбиением множественного доступа, описанный в патенте США N 4901307, имеет много преимуществ в сравнении со способами узкополосной модуляции, применяемыми в коммуникационных системах, использующих спутниковые или наземные повторители. Наземный канал в любой коммуникационной системе ставит много проблем, связанных с многопутными сигналами. Способ кодового разбиения множественного доступа позволяет преодолеть специальные проблемы наземного канала путем ослабления вредного воздействия многопутья, например - фединг, и в то же время воспользоваться предоставляемыми им преимуществами.

В кодоворазделяющей множественный доступ ячеистой телефонной системе одной и той же частотной полосой можно пользоваться для связи во всех ячейках. Свойства формы волны при кодовом разделении множественного доступа, повышающие скорость обработки, дополнительно используются для различения сигналов, занимающих одну и ту же полосу частот. Далее, высокоскоростная псевдошумовая модуляция позволяет отделять многие различные пути распространения при условии, если разность в путевых задержках превышает псевдошумовую чиповую длительность, т.е. 1/ ширина полосы. Если псевдошумовая чиповая частота около 1 МГц используется в кодоворазделяющей множественный доступ системе, то коэффициент обработки полностью развернутого спектра, равный отношению развернутой полосы к системной скорости передачи данных, можно применить против путей, которые отличаются по длительности путевой задержки более чем на одну микросекунду от заданного пути. Разность путевых задержек в одну микросекунду соответствует разностному путевому расстоянию приблизительно 1000 футов. Городское окружение обычно порождает разностные путевые задержки, которые значительно превышают одну микросекунду и для некоторых областей достигают 10-20 микросекунд.

В узкополосных модулирующих системах, подобных используемым известными телефонными системами с аналоговой частотной модуляцией, существование множества путей порождает сильный многопутный фединг. Однако при широкополосной модуляции с кодовым разделением множественного доступа можно различные пути опознавать в процессе демодулирования. Такое опознание сильно уменьшает вредное действие многопутного фединга. Многопутный фединг неполностью исключается при использовании способов опознания с кодовым разделением множественного доступа, поскольку случайно возникают пути, разности задержки которых меньше псевдослучайной чиповой длительности для конкретной системы. Сигналы, имеющие путевые задержки такого порядка, нельзя различить в демодуляторе, что обусловливает некоторый фединг.

Поэтому желательно ввести некоторого рода различие, которое позволит системе понизить фединг. Введение различия является одним из подходов к ослаблению вредного действия фединга. Существуют три типа различия: временное различие, частотное различие и пространственное различие.

Временное различие можно лучше всего обеспечить использованием повторения, перемежения и обнаруживающего ошибки кодирования, которое является одной из форм повторения. Настоящее изобретение применяет каждый из этих способов в форме временного различия.

Кодоворазделяющий множественный доступ, будучи по своей природе широкополосным сигналом, предоставляет возможность ввести частотное различие путем распределения сигнальной энергии по широкой полосе. Поэтому частотно-избирательный фединг окажет вредное действие лишь на небольшую часть полосы сигнала кодоворазделяющего множественного доступа.

Пространственное или путевое различие обеспечивается созданием нескольких сигнальных путей через одновременные линии от подвижного пользователя через две или более ячеек. Далее, путевое различие можно получить используя многопутную среду в процессе обработки расширенного спектра, принимая и обрабатывая отдельно каждый сигнал, поступающий с отличающейся от других задержкой прохождения. Примеры путевого разнообразия даны в совместно рассматриваемой патентной заявке США "Мягкое переключение в ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа", N 07/433030, поданной 7 ноября 1989, которая защищена теперь патентом США N 5101501, выданным 31 марта 1992, и одновременно рассматриваемой заявке США "Различающий приемник в ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа", N 07/432552, также поданной 7 ноября 1989, которая теперь защищена патентом США N 5109390, выданным 26 апреля 1992, которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения.

Вредное воздействие фединга можно также снижать в определенной мере в кодоворазделяющей множественный доступ системе путем управления мощностью передатчика. Система для управления мощностью как ячейки, так и подвижного устройства описана в одновременно рассматривающейся патентной заявке США "Способ и устройство для управления мощностью передачи в ячеистой подвижной телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа" N 07/433031, поданной 7 ноября 1989, ставшей патентом США N 5056109, выданным 8 октября 1991, также переуступленный правопреемнику настоящего изобретения.

Способ кодового разделения множественного доступа, описанный в патенте США N 4901307, предполагает использование когерентных модуляции и демодуляции для обоих направлений линии коммуникаций между подвижным устройством и спутником. Поэтому там описано использование контрольного несущего сигнала в качестве когерентного фазового эталона для линии между спутником и подвижным устройством и линии между ячейкой и подвижным устройством. Однако в наземном ячеистом окружении мощность многопутевого фединга, влекущего фазовое расстройство канала, делает невозможным использование способа когерентной демодуляции применительно к линии между подвижным устройством и ячейкой. Настоящее изобретение обеспечивает наличие устройства, которое нейтрализует вредные эффекты многопутья в линии между подвижным устройством и ячейкой посредством использования некогерентных модуляций и демодуляции.

Способ кодового разделения множественного доступа, описанный в патенте США N 4901307, дополнительно предполагает использование сравнительно длинных псевдошумовых последовательностей, причем каждому пользовательскому каналу в этом случае приписывается индивидуальная псевдошумовая последовательность. Взаимная корреляции между различными псевдошумовыми последовательностями и автокорреляция любой псевдошумовой последовательности для любых временных сдвигов, отличных от нуля, обе имеют средним нулевое значение, что позволяет при приеме различать сигналы различных пользователей.

Однако такие псевдошумовые сигналы не являются ортогональными. Хотя среднее взаимных корреляций равно нулю, на коротком временном интервале, подобном длительности информационного бита, взаимная корреляция следует биноминальному распределению. Поэтому сигналы интерферируют друг с другом точно так, как если бы они были широкополосным гауссовым шумом с одинаковой спектральной плотностью. Поэтому другие пользовательские сигналы, или шум взаимной интерференции, ставят предел достижимой пропускной способности.

Существование многопутья может способствовать введении путевого различия в широкополосную псевдошумовую систему с кодовым разделением множественного доступа. Если имеется два или более путей с разностью путевых задержек более одной микросекунды, то можно использовать два или более псевдошумовых приемника для раздельного приема этих сигналов. Поскольку таким сигналам обычно свойственна индивидуальность в отношении к многопутному федингу, т.е. они обычно одновременно не замирают, выходы этих двух приемников можно скомбинировать по различию. Следовательно, затухание случается лишь тогда, когда оба приемника воспринимают замирания одновременно. Поэтому одной из особенностей настоящего изобретения является использование двух или более псевдошумовых приемников, скомбинированных с комбинатором различий. Чтобы использовать существование многопутных сигналов и преодолеть фединг, необходимо использовать такую форму волны, которая позволит выполнять операции комбинирования путевых различий.

В основу изобретения положена задача создать возможность генерирования псевдошумовых ортогональных последовательностей для уменьшения взаимной интерференции, повышения пропускной способности для пользователей и обеспечения путевого различия, чтобы преодолеть фединг.

Раскрытие изобретения.

Реализация широкоспектральных коммуникационных способов, в частности способа кодового разделения множественного доступа, в мобильной ячеистой телефонной среде, как должно быть ясно из сказанного выше, обусловливает появление свойств, которые в значительной мере повышают системные надежность и пропускную способность в сравнении с другими коммуникационными системными способами. Способ кодового разделения множественного доступа, как сказано выше, дополнительно устраняет такие проблемы, как фединг и интерференция. Более того, способ кодового разделения множественного доступа повышает степень повторного использования частот, тем самым существенно увеличивая число пользователей системы.

Настоящее изобретение относится к новым и усовершенствованным способу и системе для конструирования псевдошумовых последовательностей, которые обеспечивают ортогональность между пользователями, чтобы уменьшалась взаимная интерференция, для повышения пропускной способности и улучшения линейных характеристик. При ортогональности псевдошумовых кодов на предопределенном временном интервале взаимная корреляция равна нулю, что влечет отсутствие интерференции между ортогональными кодами при условии, что кодовые временные рамки выравнены друг с другом.

В предпочтительном варианте осуществления коммуникационный обмен между ячейкой и подвижными устройствами выполняется прямыми широкоспектральными коммуникационными сигналами. В линии между ячейкой и подвижным устройством выделяют контрольный, синхронизирующий, страничный и речевой каналы. Информация, передаваемая по каналам линии между ячейкой и подвижным устройством, подвергается, вообще говоря, кодированию, перемежению, двухфазному смещению (телеграфным) ключом с ортогональным покрытием каждого символа, подвергнутого двухфазному смещению ключом, совместно с распределением (телеграфным) ключом по квадратурным фазам покрытых символов.

В линии между подвижным устройством и ячейкой выделяются каналы доступа и речи. Информация, передаваемая по каналам линии между подвижным устройством и ячейкой, обычно кодируется, перемежается, ортогонально передается совместно с распределением квадратурно-фазово смещающим ключом.

Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: - Фиг. 1 схематично представляет изображение примера выполнения ячеистой телефонной системы с кодовым разделением множественного доступа.

- Фиг. 2 представляет блок-схему оборудования ячейного участка, используемого ячеистой телефонной системой с кодовым разделением множественного доступа.

- Фиг. 3 представляет блок-схему приемника ячейного участка.

- Фиг. 4 представляет блок-схему модулятора передатчика ячейного участка.

- Фиг. 5 представляет пример временной диаграммы синхронизации синхронизирующих канальных символов.

- Фиг. 6 представляет пример временной диаграммы тактирования синхронных каналов с ортогональным покрытием.

- Фиг. 7 представляет пример временной диаграммы общего тактирования линии между ячейкой и подвижными устройствами.

- Фиг. 8 представляет блок-схему оборудования мобильной телефонной станции.

- Фиг. 9 представляет блок-схему телефона подвижного устройства, предназначенного для выполнения коммуникаций с кодовым разделением множественного доступа в ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа.

- Фиг. 10 представляет блок-схему приемника подвижного устройства.

- Фиг. 11 представляет блок-схему модулятора передатчика подвижного устройства.

- Фиг. 12 представляет пример временной диаграммы для линии между ячейкой и подвижным устройством при различных скоростях передачи данных в пакетном режиме передачи.

- Фиг. 13 представляет временную диаграмму тактирования всей линии между подвижным устройством и ячейкой.

Наилучший вариант осуществления изобретения.

В ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа каждый ячейный участок имеет некоторое множество модулирующих-демодулирующих устройств или широкоспектральных модемов. Каждый модем состоит из цифрового широкоспектрального передаточного модулятора, по крайней мере, одного цифрового приемника широкоспектральных данных и поискового приемника. Каждый модем ячейного участка приписывается некоторому подвижному устройству по мере необходимости для обеспечения наилучших условий связи с приписываемым подвижным устройством.

В ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа используется схема мягкого переключения, в котором подвижному устройству задается модем нового ячейного участка, в то время как модем старого ячейного участка продолжает обслуживать соединение. Когда подвижное устройство располагается в промежуточной области между двумя ячейными участками, соединение может переключаться между этими ячейными участками в зависимости от мощности сигнала. Поскольку подвижное устройство всегда держит связь, по крайней мере, с модемом одного ячейного участка, то весьма мала вероятность сбоев в работе подвижного устройства и в обслуживании. Подвижное устройство использует несколько приемников для осуществления процесса переключения в дополнение к функции различения для снижения воздействий фединга.

В ячеистой телефонной системе с кодовым разделением множественного доступа каждый ячейный участок передает сигнал "контрольной несущей". Если ячейка разбита на секторы, то в пределах ячейки каждому сектору присваивается индивидуальный контрольный сигнал. Этот контрольный сигнал используется подвижными устройствами для создания исходной системной синхронизации и для жесткого слежения за временем, частотой и фазой сигналов, передаваемых ячейным участком. Каждый ячейный участок также передает широкоспектрально модулированную информацию, подобную идентификации ячейного участка, системному тактированию, страничную информацию подвижного устройства и другие разнообразные сигналы.

Контрольный сигнал, передаваемый каждым сектором каждой ячейки, имеет один и тот же расширяющий код, но при индивидуальном фазовом смещении кода. Фазовое смещение позволяет отличать контрольные сигналы друг от друга, что позволяет различать передающие ячейные участки или сектора. Применение одного и того же контрольного сигнального кода позволяет подвижному устройству установить синхронизацию системного тактирования одноразовым поиском по всем фазам контрольного сигнального кода. Посредством корреляционной обработки весьма просто определяется наиболее мощный контрольный сигнал. Обнаруженный наиболее мощный контрольный сигнал обычно соответствует контрольному сигналу, передаваемому ближайшим ячейным участком. Однако всегда используется наиболее мощный контрольный сигнал вне зависимости от того, передает его ближайший ячейный участок или какой-либо другой.

После получения наиболее мощного контрольного сигнала, т. е. после синхронизации подвижного устройства с наиболее мощным контрольным сигналом, подвижное устройство начинает поиск другой несущей, которая предназначена для приема всеми системными пользователями в ячейке. Эта несущая, называемая синхронизирующим каналом, передает широковещательное сообщение, содержащее системную информацию для использования подвижными устройствами в системе. Системная информация идентифицирует ячейный участок и систему, а также передает такую информацию, которая позволяет без дополнительного поиска синхронизировать длинные псевдошумовые коды, рамки перемежателя, вокодеры и другую тактирующую систему информацию, используемые подвижным устройством. Может быть предусмотрен другой канал, называемый страничным каналом, для передачи сообщений на подвижные устройства, указывающий, что для них поступил вызов, и для реагирования присвоением канала, когда подвижное устройство делает вызов.

Подвижное устройство продолжает сканирование принятого кода сигнала контрольной несущей на кодовых смещениях, соответствующих соседнему сектору ячейного участка или передаваемых поблизости контрольных сигналов. Это сканирование выполняется для определения, не стал ли контрольный сигнал, подаваемый соседним сектором или ячейкой, сильнее контрольного сигнала, который первоначально был определен как сильнейший. Если во время отсутствия вызовов контрольный сигнал от соседнего сектора или соседнего ячейного участка становится сильнее сигнала, поступающего первоначально выбранного ячейного сектора или ячейного участка по силе контрольного сигнала, то подвижное устройство будет принимать наиболее сильные контрольные сигналы и соответствующие синхронизирующий и страничные каналы нового сектора или ячейного участка.

Когда инициируется вызов, определяется адрес псевдошумового кода для использования во время этого соединения. Кодовый адрес может быть либо присвоен ячейным участком, либо определяться по предопределенному правилу, учитывающему идентификацию подвижного устройства. После установления соединения подвижное устройство продолжает сканировать контрольный сигнал, передаваемый этим ячейным участком и по которому установлено соединение, а также контрольные сигналы соседних секторов или ячеек. Сканирование контрольных сигналов выполняется для того, чтобы определить, когда один из контрольных сигналов, передаваемых соседними секторами или ячейками, становится сильнее контрольного сигнала, передаваемого той ячейкой, с которой подвижное устройство держит связь. Когда контрольный сигнал, подаваемый соседней ячейкой или ячейным сектором, становится сильнее контрольного сигнала текущей ячейки или ячейного сектора, это становится указанием для подвижного устройства, что совершен вход в новую ячейку или ячейный сектор и что надлежит инициировать переключения.

Пример телефонной системы, иллюстрирующей вариант осуществления настоящего изобретения, дан на фиг. 1. Система, иллюстрируемая фиг. 1, реализует способ широкоспектральной модуляции применительно к связям между системными подвижными устройствами или мобильными телефонами и ячейными участками. Ячеистые системы в больших городах могут иметь сотни ячейных станций, обслуживающих сотни тысяч мобильных телефонов. Применение широкоспектрального способа, в частности способа кодового разделения множественного доступа, способствует повышению пропускной способности системы такого размера, если сравнивать с известными ячеистыми системами с фазовой модуляцией.

Как видно из фиг. 1, системный контроллер и переключатель 10, который также называют мобильной телефонной коммутационной станцией, обычно содержит интерфейсную и обрабатывающую аппаратуру для обеспечения системного управления ячейным участком. Контроллер 10 также управляет маршрутизацией телефонных вызовов от телефонной сети общего пользования на подходящую ячейку для передачи на подходящее подвижное устройство. Контроллер 10 также управляет маршрутизацией вызовов от подвижных устройств через по крайней мере один ячейный участок к телефонной сети общего пользования. Контроллер 10 может устанавливать соединения между подвижными пользователями через подходящие ячейные участки, поскольку подвижные устройства обычно не сообщаются непосредственно друг с другом.

Контроллер 10 может быть сопряжен с ячейными участками разнообразными средствами, подобными постоянным телефонным линиям, волоконно-оптическим кабелям или микроволновой радиосвязи. На фиг. 1 изображены два ячейных участка 12 и 14 и подвижные устройства 16 и 18, каждое из которых имеет ячейный телефон. Ячейные узлы 12 и 14, как предполагается в описании и изображено на фигурах, обслуживают всю площадь ячейки. Однако должно быть ясно, что географически ячейка может быть разбита на сектора, причем каждый сектор рассматривается как отдельная площадь охвата. Поэтому переключения выполняются между секторами одной и той же ячейки так же, как это описано для множества ячеек, при одновременном обеспечении различия между секторами, как для ячеек.

На фиг. 1 стрелками 20a-20b и 22a-22b обозначены возможные коммуникационные линии между ячейным узлом 12 и подвижными устройствами 16 и 18. Аналогично, стрелками 24a-22b и 24a-24b, соответственно, обозначены возможные коммуникационные линии между ячейным узлом 14 и подвижными устройствами 16 и 18. Ячейные узлы 12 и 14 обычно передают на одинаковой мощности.

Площади, обслуживаемые отдельными ячейными узлами, или ячейки имеют такие географические очертания, что подвижное устройство обычно будет находиться ближе к одному из ячейных узлов, и внутри одного ячейного сектора, если ячейка разбита на сектора. Когда подвижное устройство бездействует, т.е. вызовы не обрабатываются, подвижное устройство постоянно следит за передачами контрольных сигналов, ведущимися каждым из ближних ячейных узлов и, если применимо, каждым отдельным ячейным узлом, обслуживаемая которым ячейка разбита на секторы. Как показывает фиг. 1, контрольные сигналы соответственно передаются на подвижное устройство 16 ячейными узлами 12 и 14 по коммуникационным линиям 20a и 26a. Подвижное устройство 16 может определить ячейку путем сравнения по мощности контрольных сигналов, передаваемых ячейными узлами 12 и 14.

В примере, иллюстрируемом фиг. 1, подвижное устройство 16 можно полагать расположенным ближе к ячейному узлу 12. Когда подвижное устройство 16 инициирует вызов, управляющее сообщение передается на ближайший ячейный узел, т. е. узел 12. После приема запрашивающего соединение сообщения ячейный узел 12 передает набранный номер на системный контроллер 10. Затем системный контроллер 10 прокладывает соединение через телефонную сеть общего пользования до вызываемого абонента.

Если вызов инициируется в пределах телефонной сети общего пользования, контроллер 10 передает вызывную информацию на все ячейные узлы на территории. В ответ ячейные узлы передают каждый страничное сообщение в пределах охватываемой им области, которое предназначено для вызываемого подвижного пользователя. Когда вызываемый подвижной пользователь (устройство) услышит страничное сообщение, оно отвечает управляющим сообщением, которое передается на ближайший ячейный узел. Это управляющее сообщение сигнализирует системному контроллеру, что этот конкретный ячейный узел имеет связь с подвижным устройством. Затем контроллер 10 маршрутизирует вызов через этот ячейный узел на подвижное устройство. Если подвижное устройство 16 переместится за пределы площади, охватываемой начальным ячейным узлом, т.е. узлом 12, предпринимается попытка продолжить соединение маршрутизацией вызова через другой ячейный узел.

Что касается ячеистых телефонных систем, то Федеральная комиссия по связи (FCC) выделила всего 25 МГц для линий от подвижного устройства до ячейки и 25 МГц для линий от ячейки до подвижного устройства. Федеральная комиссия по связи разделила выделенный ресурс поровну между двумя сервисными службами, одной из которых является проводная телефонная компания для обслуживаемой области, а другая выбрана по лотерее. По причине порядка, в котором сделаны выделения, 12,5 МГц, выделенные для каждой несущей каждого направления связи, дополнительно разделены на две подполосы. Для проводных несущих каждая подполоса имеет ширину 10 МГц и 2,5 Мгц. Для непроводных несущих каждая подполоса имеет ширину 11 МГц и 1,5 МГц. Таким образом, сигнальная полоса менее 1,5 МГц может быть вложена в любую из подполос, в то время как полоса менее 2,5 МГц может быть вложена во все, кроме одной подполосы.

Для сохранения максимальной гибкости в применении способа кодового разделения множественного доступа к наличному ячеистому частотному спектру, форма волны, используемая в ячеистой телефонной системе, должна иметь полосу менее 1,5 МГц. Второй хороший выбор представила бы полоса около 2,5 МГц, позволяющая полную гибкость обращения с проводными ячейными несущими и почти полную гибкость с непроводными ячейными несущими. Хотя использование более широкой полосы имеет преимущество в повышении степени многопутной различимости, недостатки обнаруживаются в форме более высоких затрат на оборудование и меньшей гибкости при выделении частот внутри присвоенной полосы.

В широкоспектральной ячеистой телефонной системе, иллюстрируемой фиг. 1, предпочтительная форма волны включает несущую расширенного спектра псевдошумовых последовательностей. Чиповая частота псевдошумовой последовательности для предпочтительного варианта осуществления выбрана равной 1,2288 МГц. Эта чиповая частота выбрана для того, чтобы результирующая полоса, составляющая 1,25 МГц после фильтрования, составляла приблизительно одну десятую от полной полосы, выделяемой одной несущей ячейного сервиса. Другим соображением в пользу выбора именно этой чиповой частоты, является то, что желательно, чтобы чиповую частоту можно было бы делить нацело на частоты немодулированных данных. В предпочтительном варианте осуществления частота передачи данных в основной полосе составляет 9600 битов/сек, что определяет выбор 1,2288 МГц, т.е. 128 раз по 9600, для псевдошумовой чиповой частоты.

В линии ячейка - подвижное устройство двоичные последовательности, используемые для расширения спектра, создаются из двух различных типов последовательностей, каждая с различными свойствами, для создания различных функций. Имеется внешний код, общий для всех сигналов в ячейке или секторе, который используется для различения многопутных сигналов. Внешний код также используется для различения сигналов, передаваемых различными ячейками или секторами на подвижные устройства. Имеется также внутренний код, который используется для различения пользовательских сигналов, передаваемых одиночным сектором или ячейкой.

Форма несущей в предпочтительном варианте осуществления для передаваемых ячейным узлом сигналов использует синусоидальную несущую, которая квадрофазно (четырехфазно) модулируется парой бинарных псевдошумовых последовательностей для создания внешнего кода, передаваемого одиночным сектором или ячейкой. Эти последовательности генерируют два различных псевдошумовых генератора с одинаковой длиной последовательностей. Одна последовательность двухфазно модулирует синфазный канал (1 канал) несущей, и другая последовательность двухфазно модулирует квадратурный фазовый канал (Q канал) несущей. Результирующие сигналы суммируются для образования полной четырехфазной несущей.

Хотя величины логический ноль и логическая единица известным образом используются для представления двоичных последовательностей, сигнальными напряжениями, используемыми в модуляционном процессе, являются +V вольт для логической "единицы" и -V вольт для логического "нуля". Чтобы двухфазно промодулировать синусоидальный сигнал, синусоиду с нулевым средним умножают на +V или -V уровень напряжения, как это предопределяют двоичные последовательности, посредством множительной схемы. Затем результирующий сигнал можно ограничить по полосе, пропуская через полосовой фильтр. Также известен способ использования фильтра нижних частот для пропускания потока двоичных последовательностей до умножения на синусоидальный сигнал, чтобы изменить порядок выполнения операций. Квадрафазный модулятор состоит из двух двухфазных модуляторов, каждый из которых возбуждается индивидуальной последовательностью, при этом синусоидальные сигналы, используемые двухфазными модуляторами, разнесены по фазе на 90^o.

В предпочтительном варианте осуществления длина последовательностей для несущей передаваемого сигнала выбрана равной 32768 чипам. Последовательности такой длины можно генерировать генератором модифицированных максимальной длины линейных последовательностей путем добавления нуля к последовательности длиной 32767 чипов. Результирующая последовательность обладает хорошими взаимокорреляционными и автокорреляционными свойствами. Хорошие взаимокорреляционные и автокорреляционные свойства необходимы для предотвращения взаимной интерференции контрольных несущих, передаваемых различными ячейками.

Такая короткая длина последовательности целесообразна, потому что минимизирует время приема подвижных устройств, когда они впервые входят в систему без знания системного тактирования. Без знания тактирования должна просматриваться вся длина последовательности для определения правильного тактирования. Более длинная последовательность делает время приема более длинным. Хотя можно использовать последовательности, которые короче 32768, следует понимать, что при сокращении длины последовательности уменьшается коэффициент кодовой обработки. При уменьшении коэффициента обработки режекция многопутной интерференции, а также интерференции (с сигналами) от соседних ячеек или других источников может снизиться до недопустимого уровня. Поэтому желательно пользоваться наиболее длинной последовательностью, которую можно принять за приемлемое время. Также желательно использовать одинаковые полиномы во всех ячейках, чтобы подвижное устройство, не знающее, в какой ячейке оно находится, когда первоначально синхронизируется, могло достичь полной синхронизации путем поиска одного кодового пол