Передача сигналов с переменной скоростью в системе связи с расширенным спектром с использованием группового кодирования

Передача сигналов с переменной скоростью в системе связи с расширенным спектром с использованием группового кодирования

Реферат

 

Предложены система и способ обмена информацией при переменных скоростях передачи данных по синфазному (I) и квадратурному (Q) каналам связи в системе связи с расширенным спектром СDМА . Входной информационный сигнал передается либо по I, либо по Q каналу связи. Сначала информационный сигнал разделяется на первый и второй субсигналы, которые подаются соответственно на первое и второе устройства группового кодирования. В первом устройстве комбинируется первый субсигнал с первым групповым кодом, во втором устройстве группового кодирования второй субсигнал комбинируется со вторым групповым кодом, ортогональным первому групповому коду. Затем составной, кодированный групповыми кодами сигнал модулируется ортогональным функциональным сигналом для обеспечения первого модулированного сигнала. Синфазный псевдошумовой ( PN_I ) и квадратурный псевдошумовой (РN_Q) сигналы в заданных кодах используются для расширения первого модулированного сигнала для передачи приемнику либо по I, либо по Q каналу связи соответственно. Приемник обеспечивает получение оценки входного информационного сигнала на основе модулированного несущего сигнала, принимаемого либо по I, либо по Q каналу связи, что является техническим результатом. 6 с. и 24 з.п.ф-лы, 14 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к системам связи, использующим сигналы с расширенным спектром, и в частности, к новому усовершенствованному способу и устройству для обмена информацией в системе связи с расширенным спектром.

Предшествующий уровень техники Разработаны системы связи, позволяющие передавать информационные сигналы от источника в географически разнесенные пункты пользователей. Для передачи таких информационных сигналов по каналам связи, связывающих источник сообщений с пунктами расположения пользователей, используются как аналоговые, так и цифровые способы. Цифровые способы демонстрируют ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми, в том числе, например, повышенную защищенность от шума в канале и помех, повышенную пропускную способность и улучшенную защиту связи посредством использования шифрования.

При передаче информационного сигнала от места расположения источника по каналу связи информационный сигнал сначала преобразуется в форму, подходящую для эффективной передачи по каналу. Преобразование, или модуляция, информационного сигнала включает изменение параметров несущей в зависимости от информационного сигнала таким образом, чтобы спектр результирующей модулированной несущей остался в пределах полосы пропускания канала. В месте расположения пользователя сигнал исходного сообщения воспроизводится из версии модулированной несущей, принятой после прохождения сигнала по каналу. Такое воспроизведение обычно достигается посредством инвертирования процесса модуляции, выполняемого передатчиком источника.

Модуляция также облегчает мультиплексирование, то есть, одновременную передачу нескольких сигналов по общему каналу. Мультиплексные системы связи обычно включают множество удаленных абонентских пунктов, требующих скорее повторно-кратковременного обслуживания с относительно небольшой длительностью, чем непрерывного доступа к каналу связи. Системы, предназначенные для предоставления связи с набором абонентских пунктов на короткие отрезки времени, называются системами связи с коллективным доступом.

Известен тип систем в связи с коллективным доступом под названием "система с расширенным спектром". В системах с расширенным спектром используемый способ модуляции приводит к расширению передаваемого сигнала в широкой полосе частот внутри канала связи. Одним из типов системы коллективного доступа с расширенным спектром является система модуляции с расширенным спектром и коллективным доступом с кодовым разделением каналов (CDMA). Специалистам хорошо известны и другие виды систем связи с коллективным доступом, например, с коллективным доступом и временным разделением каналов (TDMA), коллективным доступом и частотным разделением каналов (FDMA), а также схемы амплитудной модуляции (AM), например, с компаундированием амплитуды на одной боковой полосе. Однако способ модуляции расширенного спектра (CDMA) имеет значительные преимущества над этими способами модуляции при использовании в системах связи с коллективным доступом. Использование способа СDМА в системе связи с коллективным доступом раскрыто в патенте США N 4901307, выданном 13 февраля 1990 года и озаглавленном "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ECCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", права на который принадлежат правоприемнику настоящего изобретения.

В вышеупомянутом патенте США N 4901307 раскрыт способ коллективного доступа, при котором большое число пользователей мобильной телефонной системы, имеющих каждый приемо-передатчик, осуществляют обмен информацией через спутниковые ретрансляторы или наземные базовые станции, используя сигналы связи с расширенным спектром CDMA. При использовании связи с CDMA частотный спектр может многократно повторно использоваться, что позволяет увеличить пропускную способность системы для пользователей. Использование CDMA приводит к более высокой эффективности использования спектра по сравнению с той, которая может быть достигнута при использовании других способов коллективного доступа.

В частности, связь в системе CDMA между двумя пунктами достигается посредством расширения каждого передаваемого сигнала в полосе пропускания канала посредством использования кода расширения, уникального для каждого пользователя. Конкретные передаваемые сигналы выделяются из канала связи посредством сужения спектра составного сигнала в канале связи с помощью пользовательского кода расширения, соответствующего переданному сигналу, подлежащему выделению.

В конкретных системах связи с расширенным спектром бывает необходимо иметь различные типы каналов пользователя (например, речевой, факсимильный или высокоскоростной для передачи данных), функционирующих с различной скоростью передачи данных. Эти системы обычно спроектированы так, что имеются каналы, работающие с номинальной скоростью передачи данных, а также каналы, работающие с пониженной скоростью графика для обеспечения более высокой пропускной способности. Однако увеличение пропускной способности путем использования каналов с пониженной скоростью обмена данными увеличивает время, необходимое для передачи данных. Кроме того, в некоторых системах связи с расширенным спектром есть необходимость в каналах с повышенной скоростью передачи данных, что позволяет передавать данные на скоростях, выше номинальной.

Для того, чтобы обеспечить передачу данных с различными скоростями, в общем случае потребуется изменить скорости кодирования, перемежения и модуляции в соответствии со скоростью входных данных. Такое изменение скорости обычно требует усложненного управления процессами канального кодирования и декодирования, что увеличивает стоимость и сложность системы.

Таким образом, в основу настоящего изобретения положена задача создания системы связи с расширенным спектром, в которой каналы связи были бы доступны для передачи данных со скоростью как выше, так и ниже номинальной системной скорости, использовался бы общий формат кодирования, перемежения и модуляции данных, подлежащих передаче на различных скоростях, и которая позволяла бы увеличить пропускную способность каналов без соответствующего уменьшения скорости данных.

Раскрытие изобретения Реализация способа CDMA в системах связи с расширенным спектром, использующих ортогональные кодовые последовательности с псевдошумом (PN), уменьшает взаимные помехи между пользователями, тем самым давая возможность повысить пропускную способность и улучшить характеристики функционирования. Настоящее изобретение обеспечивает улучшенную систему и способ обмена информацией по синфазному (I) и квадратурному (Q) каналам связи в системе связи с расширенным спектром CDMA.

В примере реализации входной информации информационный сигнал предается как по I, так и по Q каналу связи, используя направленный последовательный сигнал связи с расширенным спектром. Информационный сигнал первоначально делится на первый и второй субсигналы, которые подаются соответственно на первую и вторую схемы группового кодирования. При первом групповом кодировании первый субсигнал комбинируется с первым групповым кодом, а при втором групповом кодировании второй субсигнал комбинируется со вторым групповым кодом, ортогональным первому групповому коду. Таким образом первая и вторая схемы группового кодирования обеспечивают получение первого и второго кодированных групповым кодом сигналов соответственно. Составной кодированный групповым кодом сигнал, образованный от первого и второго кодированных групповым кодом сигналов, затем модулируется ортогональным функциональным сигналом для получения первого модулированного сигнала.

Сигналы синфазного псевдошума (PN_I) и квадратурного псевдошума (PN_Q) в заранее заданных PN кодах используются для расширения первого модулированного сигнала в либо I, либо Q каналах соответственно. Например, PN_I сигнал может быть скомбинирован с первым модулированным сигналом для получения модулированного сигнала 1 канала для передачи к приемнику по I каналу связи.

В примере реализации приемник формирует оценку входного информационного сигнала на основе модулированного сигнала несущей, полученного или по I, или по Q каналу связи. Полученный сигнал сначала демодулируется путем использования ортогонального функционального сигнала. Затем демодулированный сигнал декоррелируется путем использования сужающего спектра PN сигнала, причем результирующие сигналы проекций подаются на фазовращатель. Фазовращатель обеспечивает оценку составного кодированного групповым кодом сигнала на основе сигналов проекций и полученного пилот-сигнала. Оценки первого и второго субсигналов производятся путем выполнения еще одной декорреляции на основе ортогональности первого и второго групповых кодов.

Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых: Фиг. 1 изображает блок-схему известного передатчика с расширенным спектром.

Фиг. 2 - блок-схему предпочтительного варианта выполнения передатчика с расширенным спектром, предназначенного для передачи I-канальных и Q-канальных информационных сигналов.

Фиг. 3 - блок-схему устройства группового кодирования I-канала, предназначенного для кодирования информационных сигналов согласно настоящему изобретению.

Фиг. 4 - блок-схему группового кодера со скоростью 1/p, адаптированного для включения в устройство группового кодирования на фиг. 3.

Фиг. 5 - блок-схему пары устройств группового кодирования I-канала и Q-канала, используемых в предпочтительном варианте реализации изобретения для передачи данных со скоростью в четыре раза выше номинальной.

Фиг. 6 - блок-схему пары устройств группового кодирования со скоростью 1/4 I-канала и Q-канала, используемых в предпочтительном варианте реализации изобретения для передачи данных со скоростью в восемь раз выше номинальной.

Фиг. 7 - блок-схему устройства группового кодирования, использованного в предпочтительном варианте для передачи данных со скоростью, равной половине номинальной.

Фиг. 8 - блок-схему устройства группового кодирования, использованного в предпочтительном варианте для передачи данных со скоростью, равной одной четвертой номинальной.

Фиг. 9 - схему генерирования пилот-сигнала для создания последовательностей пилот-сигналов I-канала и Q-канала.

Фиг. 10 - пример реализации RF (радиочастотного) передатчика, включенного в предпочтительный вариант изобретения.

Фиг. 12 - блок-схему примера реализации приемника с разнесением (по фазе), предназначенного для приема RF сигнала, передаваемого по I и Q, каналам связи.

Фиг. 13 - блок-схему приемного "пальца", входящего в состав приемника с разнесением по фиг. 12 и предназначенного для обработки сигнала, полученного по выбранному тракту передачи.

Фиг. 14 дает более детальное представление о выбранном пальце приемника, показанном на фиг. 13.

Лучший вариант осуществления изобретения На фиг. 1 показан передатчик с расширенным спектром, подобный раскрытому в патенте США N 5103459, выданном в 1992 году под названием "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"; права на который принадлежат правоприемнику настоящего изобретения.

В передатчике на фиг. 1 биты данных 100, содержащие, например, элементы речи, преобразованные в данные с помощью вокодера, подаются на кодер 102, где указанные биты подвергаются сверточному кодированию с повторением кодовых символов в соответствии со скоростью поступления входных данных. Если скорость передачи двоичных данных меньше скорости их обработки кодером 102, повторение кодовых символов предписывает, чтобы кодер 102 повторял биты входных, данных 100, для того, чтобы создать поток повторяющихся данных с битовой скоростью, совпадающей со скоростью обработки кодера 102. Затем кодированные данные подаются на перемежитель 104, где они подвергаются сверточному перемежению. Перемеженные символьные данные выводятся из пермежителя 104 со скоростью, например, 19,2 кс/с (килосимволов в секунду) на вход логического элемента "исключающее ИЛИ" 106.

В системе на фиг. 1 перемеженные символы данных скремблируются (шифруются) для обеспечения более высокой степени защиты при их передаче по каналу. Скремблирование речевых канальных сигналов может быть выполнено посредством псевдошумового (PN) кодирования перемеженных данных с помощью PN кода, индивидуального для каждого приемного абонентского пункта. Такое PN скремблирование может быть обеспечено P генератором 108 с использованием подходящей PN последовательности или схемы шифрования. PN генератор 108 обычно включает генератор длинной PN последовательности для получения уникального PN кода при фиксированной частоте следования элементов PN 1.2288 Мгц. Затем этот PN код проходит через устройство прореживания, причем результирующая скремблирующая последовательность при скорости 19,2 кс/с подается на другой вход логического элемента "исключающее ИЛИ" 106 в соответствии с индентифицирующей информацией абонентского пункта, которой тот обеспечен. Выход логического элемента "исключающее ИЛИ" 106 подается затем на один из входов логического элемента "исключающее ИЛИ" 110.

Снова обратимся к фиг. 1, где другой вход логического элемента "исключающее ИЛИ" 110 подсоединен к генератору сигналов Уолша 112. Генератор Уолша 112 генерирует сигнал Уолша, предназначенный для канала данных, по которому будет передаваться информация. Сигнал Уолша, обеспечиваемый генератором Уолша 112, выбирается из набора из 64 сигналов Уолша, каждый из которых имеет длину 64 элемента Уолша. 64 ортогональных сигнала соответствуют элементам матрицы 64х64 Адамара, где конкретный сигнал Уолша определяется строкой и столбцом матрицы. Скремблированные символьные данные и сигнал Уолша подвергаются логической операции "исключающее ИЛИ" с помощью логического элементе "исключающее ИЛИ" 110, причем результат подается на входы двух логических элементов "исключающее ИЛИ" 114 и 116.

Логический элемент "исключающее ИЛИ" 114 принимает также PN_I сигнал, в то время как на другой вход логического элемента "исключающее ИЛИ" 116 поступает PN_Q сигнал. PN_I и PN_Q сигналы представляют собой псевдошумовые последовательности, обычно соответствующие конкретной зоне, то есть, ячейке, покрытой CDMA системой, и относятся соответственно к синфазному (I) и квадратурному (Q) каналам связи. PN_I и PN_Q сигналы подвергаются логической операции "исключающее ИЛИ" вместе с выходом логического элемента "исключающее ИЛИ" 110, так, чтобы дополнительно расширить данные пользователя перед передачей. Результирующие расширенная кодированная последовательность 122 I-канала и расширенная кодированная последовательность 126 Q-канала используются для бифазной модуляции квадратурной пары синусоид. Модулированные синусоиды суммируются, подвергаются полосовой фильтрации, сдвигаются в область радиочастот, снова фильтруются и, перед передачей через антенну, усиливаются для окончательной передачи по каналу связи.

Известные способы распределения переменных скоростей в системе передачи по фиг. 1 обычно требуют использования контроллера для изменения рабочих скоростей кодера 102, перемежителя 104 и генератора Уолша 112 в соответствии со скоростью входных данных. Как будет показано, настоящее изобретение дает возможность передавать один информационный сигнал с расширенным спектром со скоростью выше номинальной или передавать множество информационных сигналов со скоростью ниже номинальной, используя общие скорости кодирования, перемежения и модуляции.

На фиг. 2 показана блок-схема предпочтительного варианта передатчика с расширенным спектром 150 согласно изобретению, служащего для передачи входного информационного сигнала S_IN на скорости передачи данных kR_b, где - целая константа, а R_b, обозначает номинальную скорость передачи (двоичных) данных. Используемая здесь номинальная скорость передачи данных R определяется равной произведению скорости элементов PN на скорость сверточного кодирования, деленному на количество элементов Уолша на один символ сигнала Уолша. В примере реализации номинальная скорость передачи данных установлена на уровне 9,6 кс/с путем использования набора параметров модуляции, в котором частота передачи элементов PN выбрана равной 1.2288 МГц, скорость сверточного кодирования составляет 1/2, а длина сигнала Уолша установлена равной 64 символам. Отличительной особенностью изобретения является то, что передатчик 150 можно использовать для передачи информационных сигналов со скоростями передачи данных, большими либо равными номинальной, без перенастройки значений вышеупомянутых параметров модуляции. Как будет показано, настоящее изобретение также обеспечивает способ передачи множества информационных сигналов со скоростями ниже номинальной без необходимости соответствующей перенастройки параметров модуляции.

В конкретных системах входная информационная битовая последовательность S_IN может состоять, например, из речевых данных, преобразованных посредством вокодера в поток двоичных данных. Как показано на фиг. 2, входной поток данных подается в схему кодирования и перемежения 160. Схема 160 осуществляет сверточное кодирование информационной битовой последовательности, затем закодированные данные подвергаются перемежению и выводятся из схемы 160 в виде закодированного перемеженного потока символов S_INT. Если положить, что сверточное кодирование происходит со скоростью 1/2, то поток символов будет поступать на демультиплексор 170 с символьной скоростью 2kR_b. Демультиплексор 170 преобразует символьный поток S_INT в набор из k символьных субпотоков { A(1), A(2), ... A(k)}, каждый из которых имеет скорость 2R_b, путем направления следующих последовательно символов S_INT в следующие последовательно символы субпотоков {A(1), A(2), ... A(k)} Первые k/2 символьных субпотоков подаются в схему группового кодирования I канала 190. Как здесь описано, в примерном варианте реализации схем группового кодирования 180 и 190 кодирование символьных субпотоков происходит с использованием ортогональных наборов групповых кодов длиной p, где p=k/2. Затем закодированные групповыми кодами в схемах 180 и 190 символьные субпотоки суммируются и образуют составные I-канальные и Q-канальные символьные потоки I_c и Q_c соответственно, хотя на фиг. 2 для общности изображены как I-канальная, так и Q-канальная схемы группового кодирования, при конкретной реализации можно при желании разбить символьный поток S_INT только на k/2 символьных субпотоков для передачи либо по I-каналу, либо по Q-каналу.

Обратимся снова к фиг. 2, где пара идентичных сигналов Уолша подается от генератора Уолша 210 в схемы модуляции и расширения I-канала и Q-канала 200 и 205. Сигнал Уолша используется в схемах 200 и 205 для модуляции составных символьных потоков I-канала и Q-канала I_c и Q_c. Кроме того, PN расширяющие сигналы подаются в схемы модуляции и расширения 200 и 205 соответственно от генераторов PN_I и PN_Q последовательностей 215 и 220. PN_I последовательность используется для расширения составного символьного потока I_c в расширенную кодовую последовательность I-канала S_I. Подобным же образом PN_Q последовательность используется схемой 205 для расширения составного символьного потока Q_c в расширенную кодированную последовательность Q-канала S_Q. Полученные расширенные кодированные последовательности I-канала и Q-канала S_I и S_Q используются для бифазной модуляции квадратурной пары синусоид, генерируемых в RF передатчике 225. Модулированные синусоиды обычно суммируются, подвергаются фильтрации, сдвигаются в область RF частот и усиливаются перед распространением через антенну по I и Q каналам связи.

На фиг. 3 представлена блок-схема устройства группового кодирования I-канала, причем следует иметь в виду, что схема группового кодирования Q-канала может быть реализована по существу тем же образом. Схема кодирования 180 включает множество групповых кодеров 250, на которые поступает k/2 символьных субпотоков из демультиплексора 170. Кодеры 250 служат для генерирования k/2 последовательностей {a(1), а(2),...a(k/2)}, где где S₁, S₂,...,S_k/2 образуют набор k/2 ортогональных групповых кодов длиной p и где операция [] определяется следующим образом. Пусть A = (а₁ ... a_r) является последовательностью длиной r и пусть В = (b₁, b₂, . . . b_k) является последовательностью длиной k; тогда A [] обозначает последовательность (a₁b₁,...a₁b_k, a₂b₁,...a₂b_k,...a_rb_k), где обозначает операцию "исключающее ИЛИ". При генерировании последовательностей { а(1), а(2),...a(k/2)} каждый символ в символьных субпотоках {A(1), A(2), ...A(k/2)} повторяется p раз, причем p-й повторный символ подвергается операции "исключающее ИЛИ" с p-м коэффициентом соответствующего группового кода. Эта операция известна специалистам как кодирование с использованием "группового кода с повторением со скоростью 1/p".

На фиг. 4 представлена блок-схема группового кодера со скоростью 1/p 300, использующего групповой код C для кодирования входного символьного потока R в выходной кодированный символьный поток R_{S. enc}, где C {c₁, c₂,..., c_p}. Групповой кодер включает демультиплексор 305 для подачи каждого символа (r, входящего в символьный поток R_S, в набор из p логических элементов "исключающее ИЛИ" 310. Каждый из символов ri подвергается операции "исключающее ИЛИ" с одним из коэффициентов группового кода с_p, причем результат подается в p:1 мультиплексор 315. Затем мультиплексор 315 формирует кодированный символьный поток R_S.enc, где в общем случае для каждого символа r_i групповой кодер со скоростью 1/p формирует последовательность {r_ic₁, r_ic₂,..., r_ic_p) = r_ic. Обратимcя снова к фиг. 3, где в предпочтительном варианте субпотоки { A(1), A(2), . ..A(k/2)} и групповые коды S₁, S₂, ..., S_k/2 состоят из логических 0 и 1, в виде последовательностей {a(1), a(2),...a(k/2)}, генерируемых групповыми кодерами 250. Последовательности {a(1), a(2),...a(k/2)} преобразуются в целочисленное (то есть 1) представление с помощью набора преобразователей "двоично-целое" 260 следующим образом: 0 ---> + 1 1 ---> -1 Как показано на фиг. 3, затем в цифровом сумматоре 270 формируется последовательность I_c путем комбинирования выходных сигналов из схем преобразования 260.

Реализация поддержки высоких скоростей передачи данных 1.4x номинальная скорость На фиг. 5 представлена блок-схема пары устройств группового кодирования I-канала и Q-канала 350 и 360, которые используются в предпочтительном варианте осуществления изобретения для передачи данных со скоростью, в четыре раза выше номинальной. В частности, кодированный групповым кодом со скоростью 1/2 и перемеженный символьный поток, идущий со скоростью, в восемь раз (например, 76,8 кс/с) превышающей номинальную (например, 9.6 кс/с), демультиплексируется путем последовательного выделения символов в один из четырех субпотоков {A(1), A(2), A(3), A(4)}, где A(1) = {A₁₁,A₁₂,...} A(2) = { A₂₁, A₂₂, ...}, A(3) = {A₃₁,A₃₂,...}, и A(4) = {A₄₁,A₄₂,...} В реализации на фиг. 5 закодированный со скоростью 1/2 и перемеженный поток символов образуется из входной битовой последовательности данных (не показана), поступающих со скоростью, в четыре раза превышающей номинальную. Как показано на фиг. 5 субпотоки A(1) и A(2) подаются соответственно на групповые кодеры со скоростью кода 1/2 370 и 372 в устройстве группового кодирования I-канала 350, в то время как субпотоки A(3) и A(4) направляются соответственно в групповые кодеры со скоростью кода 1/2 375 и 377 в устройстве группового кодирования Q-канала 360. Для повторения со скоростью 1/2 для кодирования символьных субпотоков A(1) и A(3) кодерами 370 и 375 используется групповой код (0,0) с частотой повторения 1/2, в то время как для кодирования символьных субпотоков A(2) и A(4) на групповые кодеры 372 и 377 подается групповой код (0,1). Кодированные субпотоки из групповых кодеров 370 и 372 I-канала преобразуются парой устройств формирования "двоичное-целое" 380 в целочисленный формат () и комбинируются в цифровом сумматоре 385 в действительную последовательность I_c.4. Таким же образом субпотоки от групповых кодеров 375 и 377 Q-канала преобразуются устройствами преобразования "двоичное - целое" 390 в целочисленный формат и затем суммируются в цифровом сумматоре 395, образуя действительную последовательность Q_c.4.

На фиг. 5 также показана реализация устройств модуляции и расширения I-какала и Q-канала 200 и 205. Устройство I-канала 200 включает умножитель 400 для умножения последовательностей I_c.4 и Q_c.4 на функцию Уолша W, обеспечиваемую генератором Уолша 210 в целочисленном (то есть, +/- 1) формате, где в данном примере реализации W = (W₁, W₂,...,W₃₂, W₃₃,..., W₆₄). Таким образом устройства группового кодирования 350 и 360 функционируют вместе с устройствами расширения 200 и 205, предоставляя значения функции Уолша W субпотокам A(1) и A(3) и предоставляя значения функции Уолша W^* субпотокам A(2) и A(4), где W^*= (W₁, W₂,...,W₃₂,-W₃₃,...,-W₆₄).

PN_I последовательность подается в умножитель 402, служащий для расширения последовательности I_c.4 в расширенную кодовую последовательность I-канала S_I.4, создаваемую устройством I-канала 200. Подобным же образом PN_Q используется умножителем 404 при расширении последовательности Q_c.4, в расширенную кодовую последовательность (Q-канала S_Q.4, создаваемую устройством 205. Результирующие расширенные кодовые последовательности I-канала и Q-канала S_I.4 и S_Q.4 используются для бифазной модуляции квадратурной пары синусоид, генерируемых в RF передатчике (не показан).

II. 8x номинальная скорость На фиг. 6 представлена блок-схема устройств группового кодирования со скоростью 1/4 I-канала и Q-канала 450 к 460, используемых в предпочтительном варианте реализации изобретения для передачи данных со скоростью, в восемь раз превышающей номинальною. Входная битовая последовательность на скорости, в восемь раз превышающей номинальную, подвергается кодированию со скоростью 1/2 и пермежению, образуя поток символов со скоростью, в шестнадцать раз (например, 153,6 кс/с) больше номинальной (например, 9,6 кс/с), и демультиплексируется путем последовательного выделения символов в один из восьми субпотоков A(i), i=1,...,8, где A(i) = {A_i1 A_i2,...}, i=1,...8.

Как показано на фиг. 5 субпотоки A(1) - A(4) подаются соответственно на групповые кодеры со скоростью 1/4 I-канала 470, 472, 474 и 478 в устройстве группового кодирования I-канала 450, в то время как субпотоки A(5) - A(8) направляются соответственно в групповые кодеры со скоростью 1/4 Q-канала 480, 482, 484 и 488 в устройстве группового кодирования Q-канала 460. Для кодирования символьных субпотоков A(1) и A(5) кодерами 470 и 480 используется групповой код S₁ со скоростью 1/4, для кодирования символьных субпотоков A(2) и A(6) кодерами 472 и 482 используется групповой код S₂, для кодирования символьных субпотоков A(3) и A(6) кодерами 474 и 484 используется групповой код S₃, в то время как для кодирования символьных субпотоков A(4) и A(8) кодерами 478 и 488 используется групповой код S₄, Групповые коды с S₁ по S₄ определяются следующими выражениями; S₁ = (s₁₁, s₁₂, s₁₃, s₁₄) = (0,0,0,0); S₂ = (s₂₁, s₂₂, s₂₃, s₂₄) = (0,1,0,1); S₃ = (s₃₁, s₃₂, s₃₃, s₃₄) = (0,0,1,1); C₄ = (c₄₁, c₄₂, c₄₃, c₄₄) = (0,1,1,0); Таким же образом восемь групповых кодеров обеспечивают формирование набора из восьми кодированных символьных потоков a(i), где i=1,..., 8, идущих со скоростью (например, 76,8 кс/с), в восемь раз превышающей номинальную. Кодированные символьные потоки a(i) формируются согласно следующему выражению Для того, чтобы упростить запись без потери общности, здесь к далее положим, что каждый субпоток A(i) состоит из единичных символов A_i, а не последовательностей A_ij, где индекс "j" представляет время. Например, используя эту запись для определения а(8), получим a(8) = A₈[]S₈ = {A₈0.A₈1.A₈1,A₈0} Затем последовательности а(i), i=1,...,8 преобразуются преобразователями "двоичное-целое" 490 в набор действительных последовательностей r(i), i=1,.. .,8 согласно выражению r(i) = (-1)^a(i) = ((-1)^ai1,...,(-1)^air)= (r_i1,...,r_ip) где а_ij = A_iS_j и где S_ij обозначает j-й символ, включенный в i-й групповой код S_i. Последовательности r(i), i=1,..., 4 комбинируются в цифровом сумматоре 494 в действительную последовательность I_c.8. Таким же образом действительные последовательности r(i), i= 5,...,8 суммируются в цифровом сумматоре 498, образуя действительную последовательность Q_c.8.

Обратимся к фиг. 6, где умножители 502 и 504 предназначены для умножения последовательностей 1_c.8 и Q_c.8 на функцию Уолша W, обеспечиваемую генератором Уолша 506, причем в данном примере реализации W = (W₁, W₂,...,W₃₂,W₃₃. . . ,W₆₄. Таким образом, функции Уолша W₀, W¹, W², W³ эффективно распределяются по символьным субпотокам A(i), i=1,...,4 A(1), i=5,...,8 соответственно, где W⁰, W¹, W², W³ определяются как: W⁰=(W_a, W_b, W_c, W_d; W¹ = (W_a, -W_b, W_c, -W_d); W² = (W_a, W_b, -W_c, -W_d); W³ = (W_a, -W_b, -W_c, W_d); Последовательности W_a, W_b, W_c, W_d, могут быть определены в составляющих сигнала Уолша W как W_a(W₁,...,W₁₆); W_b(W₁₇,...,W₃₂); W_c(W₃₃,...,W₄₈); W_d(W₄₉,...,W₆₄); PN_IМ подается на умножитель 510, предназначенный для расширения последовательности I_c.8 в расширенную кодовую последовательность I-канала S_I.8. Подобным же образом умножителей 514 при расширении действительной последовательности Q_c.8 в расширенную кодовую последовательность Q-канала S_Q.8 используется последовательность PN_Q. Расширенные кодовые последовательности I-канала и Q-канала S_I.8 и S_Q.8 используются для бифазной модуляции квадратурной пары синусоид, генерируемых в RF приемнике (не показан).

Реализация поддержки пониженных скоростей передачи данных 1.1/2-скорость передачи данных Обратимся к фиг. 7, где пара входных потоков данных A_пот/2 и B_пот/2 со скоростью передачи данных, равной половине номинальной скорости, подается на устройства кодирования и перемежения 550 и 554. Устройства 550 и 554 выполняют сверточное кодирование сигналов A_пот/2 и B_пот/2 в кодированные и перемеженные символьные потоки A_1/2(1) и A_1/2(2), где A_1/2(1) = {A₁₁,A₁₂,...} а A_1/2(2) = {A₂₁, A₂₂,...}. Если положить, что скорость сверточного кодирования равна 1/2, то результирующие символьные перемеженные потоки A_1/2 (1) и A_1/2(2) будут подаваться на групповые кодеры 558 и 560 с номинальной скоростью. Групповой код S₁, где S₁= (0,0), используется кодером 558, чтобы закодировать с повторением со скоростью 1/2 символьный субпоток A_1/2(1) в кодированный субпоток а_1/2(1). Подобным же образом групповой код S₂, где S₂= (0,1), подается в групповой кодер 560 для кодирования с повторением со скоростью 1/2 символьного субпотока A_1/2(2) в кодированный субпоток а_1/2(2). Кодированные субпотоки а_1/2(1) и а_1/2(2) определяются как Кодированные субпотоки выводятся из групповых кодеров 558 и 560 со скоростью, в два раза превышающей номинальную, и преобразуются в целочисленный формат (1) парой преобразователей "двоичное-целое" 570. Результирующие действительные последовательности r_j (1) и r_j (2) комбинируются в цифровом сумматоре 575 в действительную последовательность R_1/2 для последующей передачи в j-ю зону приема. Действительная последовательность R_1/2 подается в умножитель 580 для умножения на функцию Уолша W, обеспечиваемую генератором Уолша 590, где в примере реализации W = (W₁,W₂,...,W₃₂,W₃₃,...,W₆₄).

В результате значения функции Уолша (W₁W) предоставляются символьному потоку A_1/2(1), а значения функции Уолша W^* предоставляются символьному потоку A_1/2(2), где W^* = (W₁ - W). После умножения на функцию Уолша W последовательность R_1/2, обычно расширяется последовательностью PN_I или PN_Q для RF передачи либо по синфазному (I), либо по квадратурному (Q) каналу связи.

II. 1/4 скорость передачи данных Обратимся к фиг. 8, где набор из четырех входных потоков данных A_пот/4, B_пот/4, C_пот/4 и D_пот/4 подаются со скоростью передачи данных, равной одной четвертой номинальной, в устройства кодирования и перемежения 601, 602, 603 и 604.

Устройства 601-604 выполняют сверточное кодирование потоков данных A_пот/4, B_пот/4, C_пот/4 и D_пот/4 в кодированные перемеженные символьные потоки A_1/4(1), A_1/4(2), A_1/4(3) и A_1/4(4), где A_1/4(1) = {A₁₁, A₁₂,...}, A_1/4(2) = {A₂₁, A₂₂,...}, A_1/4(3) = {A₃₁, A₃₂,...} и A_1/4= {A₄₁, A₄₂,...}, Если положить скорость сверточного кодирования равной 1/2, то результирующие перемеженные символьные потоки A_1/4(1), A_1/4(2), A_1/4(3) и A_1/4(4) будут подаваться в групповые кодеры 611, 612, 613 и 614 со скоростью, равной половине от номинальной. Для кодирования символьных потоков A_1/4(2), A_1/4(3) и A_1/4(4) в кодированные субпотоки a_1/4(2), a_1/4(3) и a_1/4(4) групповыми кодерами 611-614 используются групповые коды {(0000), (0101), (0011), (0110)}. Субпотоки а_1/4(1), а_1/4(2), а_1/4(3) и а_1/4(4) могут быть представлены следующим образом: Кодированные субпотоки выводятся из групповых кодеров 611-614 со скоростью, в два разе большей номинальной, и преобразуются преобразователями "двоичное-целое" 620 в целочисленный формат (). Набор результирующих действительных последовательностей r_j(i), i = 1,...4 для передачи j-му приемнику комбинируется в цифровом сумматоре 575 в действительную последовательность R_1/4. Действительная последовательность R_1/4 подается в умножитель 624 для умножения на функцию Уолша W_j, связанну