Адаптивное разбиение на сектора в системе связи с расширенным спектром

Адаптивное разбиение на сектора в системе связи с расширенным спектром

Реферат

 

Система и способ для адаптивного разбиения на сектора канальных ресурсов в цифровой сотовой системе связи. В системе используется антенная решетка для создания по меньшей мере первого и второго электромагнитных лучей для приема первого информационного сигнала, передаваемого определенным пользователем из множества пользователей, и получения первого и второго принятых сигналов. Затем из первого и второго принятых сигналов с помощью диаграммообразующей схемы и коммутационной матрицы формируется первый набор лучеобразующих сигналов. Предусмотрены демодулирующие приемники для демодуляции по меньшей мере первого и второго лучеобразующих сигналов, содержащихся в первом наборе лучеобразующих сигналов, с получением при этом первого и второго демодулированных сигналов. Кроме того, система включает схему слежения для отслеживания многолучевых информационных сигналов, принимаемых с разных позиций и под разными углами. Достигаемым техническим результатом является создание способа адаптивного разбиения на сектора, позволяющего осуществлять избирательное слежение и прием прямых и многолучевых сигналов, передаваемых к пользователям и от пользователей в цифровой системе связи. 5 с. и 28 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 адаптивного разбиения на сектора в системе связи с расширенным спектром.

II. Описание известного уровня техники Известны системы связи, позволяющие передавать информационные сигналы от места расположения базовой станции к месту расположения отдельного пользователя или абонента. Для передачи таких информационных сигналов по каналам связи, соединяющим базовую станцию и места расположения пользователей, используются как аналоговые, так и цифровые способы. Цифровые способы отличаются рядом преимуществ по сравнению с аналоговыми, в том числе, например, пониженную восприимчивость к шумам и взаимным помехам, увеличенную пропускную способность и улучшенную защиту от несанкционированного доступа за счет использования шифрования.

При передаче информационного сигнала по каналу связи в любом направлении информационный сигнал сначала преобразуется в форму, удобную для эффективной передачи по каналу. Преобразование или модуляция информационного сигнала включает изменение параметра несущей в соответствии с информационным сигналом таким образом, чтобы спектр результирующего модулированного сигнала находился в пределах ширины полосы пропускания канала. В месте приема исходный сигнал сообщения восстанавливается из копии модулированной несущей, принимаемой после ее распространения по каналу связи. Такое восстановление обычно осуществляется с использованием процесса, обратного процессу модуляции, использованному при передаче сообщения.

Модуляция также облегчает мультиплексирование, то есть одновременную передачу нескольких сигналов по общему каналу. Мультиплексные системы связи обычно содержат множество удаленных абонентских устройств, требующих кратковременных сеансов связи с перерывами, а не непрерывного доступа к каналу связи. Системы, предназначенные для установления связи с выбранной подгруппой из всего набора абонентских устройств, называются системами с многостанционным (коллективным) доступом.

Конкретный тип системы связи с многостанционным доступом, известный как система модуляции с многостанционным доступом с кодовым разделением каналов (МДКР), может быть реализован с использованием методов расширения спектра. В системах с расширенным спектром используемый способ модуляции приводит к распределению передаваемого сигнала в широкой полосе частот в пределах канала связи. Другие способы связи с многостанционным доступом включают многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР) и многостанционный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР). Однако способ модуляции с расширенным спектром типа МДКР имеет значительные преимущества по сравнению с другими указанными способами модуляции для систем связи с многостанционным доступом. Использование метода МДКР в системе связи с многостанционным доступом раскрыто в патенте США N 4901307 от 13 февраля 1990 г. на "Систему связи с многостанционным доступом с расширенным спектром, использующую спутниковые или наземные ретрансляторы", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения.

В патенте США N 4901307 раскрыт способ многостанционного доступа, при котором большое число мобильных пользователей системы, каждый из которых имеет приемопередатчик, осуществляют информационный обмен с помощью спутниковых ретрансляторов или наземных базовых станций, с использованием сигналов связи с расширенным спектром МДКР-типа. При связи по методу МДКР частотный спектр может быть использован многократно, что позволяет увеличить пропускную способность для пользователей системы. Метод МДКР обеспечивает более высокую эффективность использования спектра по сравнению с той, которая может быть обеспечена другими методами многостанционного доступа.

Для конкретной сотовой системы связи с МДКР связь между базовой станцией и абонентскими устройствами в области ячейки сотовой системы осуществляется путем распределения каждого передаваемого сигнала по соответствующей ширине полосы пропускания канала с использованием уникального расширяющего кода пользователя. В таких системах МДКР кодовые последовательности, используемые для расширения спектра, строятся из двух различных типов последовательностей, каждая из которых имеет разные свойства для обеспечения разных функций. Например, используемые последовательности первого типа представляют собой псевдошумовые (ПШ) коды I (синфазного) и Q (квадратурного) канала, которые совместно используются всеми сигналами в ячейке или секторе. Кроме того, каждый пользователь может быть идентифицирован уникальным длинным ПШ кодом, который обычно длиннее, чем ПШ коды I и Q каналов.

На фиг. 1 показан пример ячейки 10 сотовой системы связи с МДКР, в которой расположено множество стационарных или мобильных абонентских устройств 12 и базовая станция 14. Абонентские устройства 12 сгруппированы в первом, втором и третьем секторах пользователей 16, 18 и 20, каждый из которых поддерживает эквивалентное число каналов трафика. Базовая станция 14 может содержать набор антенн с фиксированным положением диаграммы направленности (не показаны), предназначенных для облегчения связи с абонентскими устройствами в каждом пользовательском секторе. Как вариант, для разделения ячейки на три отдельных пользовательских сектора можно использовать трехэлементную антенную решетку.

Преимущество системы по фиг. 1 состоит в том, что базовая станция 14 обычно содержит приемник с разнесением, обеспечивающий отдельный прием индивидуальных многолучевых отраженных сигналов ПШ-сигнала с расширенным спектром, передаваемого каждым абонентским устройством 12. Многолучевые эхо-сигналы могут быть обусловлены отражением переданного пользователем сигнала от объектов, находящихся на пути распространения сигнала. Затем индивидуальные многолучевые сигналы выравниваются во времени (совмещаются) на отдельных выводах приемника, предназначенных для приема конкретных многолучевых сигналов, и суммируются для улучшения отношения "сигнал-шум". Если ячейка 10 разделена на достаточно большое число секторов (например, на шесть секторов), то каждому сектору выделяется относительно узкий луч. К сожалению, увеличение числа секторов может затруднить прием этих многолучевых сигналов вне диаграммы направленности антенны каждого сектора, что приводит к нежелательному уменьшению отношения "сигнал-шум".

Соответственно задачей настоящего изобретения является создание способа адаптивного разделения на сектора, позволяющего осуществлять избирательное слежение и прием прямых и многолучевых сигналов, передаваемых к пользователям и от пользователей в цифровой системе связи.

Сущность изобретения Настоящее изобретение предусматривает систему и способ адаптивного разделения на сектора ресурсов каналов цифровой системы связи, например, сотовой системы связи. Система содержит антенное устройство для создания по меньшей мере первого и второго электромагнитных лучей для приема первого информационного сигнала, передаваемого одним конкретным пользователем из множества пользователей, и получения первого и второго принятых сигналов. Затем из первого и второго принятых сигналов формируется первый набор диаграммообразующих сигналов.

Предусмотрен демодулирующий приемник для демодуляции по меньшей мере первого и второго диаграммообразующих сигналов, содержащихся в первом наборе диаграммообразующих сигналов, для получения первого и второго демодулированных сигналов. Система, кроме того, содержит схему слежения для слежения за многолучевыми информационными сигналами, принимаемыми от различных позиций и под разными углами прихода, на основе сравнения первого и второго демодулированных сигналов.

Краткое описание чертежей Дополнительные задачи и отличительные особенности изобретения раскрыты в нижеследующем подробном описании и формуле изобретения, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее: фиг. 1 - пример системы связи с многостанционным доступом, использующей множество абонентских устройств и базовую станцию; фиг. 2 - предпочтительный вариант осуществления системы связи с расширенным спектром, в которой передаваемые сигналы прямого и многолучевого распространения принимаются согласно данному изобретению; фиг. 3 - блок-схема передатчика с расширенным спектром, пригодного для использования в предпочтительном варианте осуществления изобретения; фиг. 4 - блок-схема примера осуществления радиочастотного передатчика; фиг. 5A - блок-схема приемной системы базовой станции, обеспечивающей адаптивное разбиение на сектора согласно данному изобретению; фиг. 5B - блок-схема приемной станции, использующей конкретную реализацию канального блока; фиг. 5C - блок-схема приемной системы базовой станции, содержащей антенную решетку, размещенную на удаленной позиции; фиг. 5 - блок-схема RAKE приемника с адаптивным формированием диаграммы направленности, обеспечивающего обработку набора преобразованных с понижением частоты оцифрованных сигналов лучей антенны; фиг. 6 - пример осуществления приемной антенной решетки, содержащей антенные элементы для приема как горизонтально, так и вертикально поляризованных сигналов; фиг. 7 - схема включения переключателей в коммутационной матрице для обеспечения одного тракта распространения сигнала для данного входного лучевого сигнала до каждого выходного канала трафика; фиг. 8 - блок-схема примера осуществления приемника с разнесением, входящего в приемную систему базовой станции; фиг. 9 - пример осуществления процессора правого/левого луча; фиг. 10 - блок-схема накапливающего сумматора слежения за лучом, связанного с первым приемным каналом в приемнике с разнесением; фиг. 11 - схематичное представление круговой антенной решетки.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения 1. Введение Как описано ниже, настоящее изобретение относится к адаптивному управлению диаграммами направленности, формируемыми одной или более антенными решетками в системе связи с расширенным спектром. В предпочтительном варианте осуществления одна или более антенных решеток группируются в базовых станциях ячеек сотовой системы связи. Согласно данному изобретению, для приема как прямых, так и многолучевых передаваемых сигналов из абонентского устройства, связанного с отдельными абонентами системы предусмотрены отдельные наборы лучей. Новая схема слежения позволяет отслеживать прямые и многолучевые сигналы, передаваемые из данного абонентского пункта, как во времени, так и в пространстве. Как будет описано ниже, слежение во времени производится путем регулирования фазы, с которой приемные сигналы коррелируются с ПШ-последовательностью расширения спектра в соответствии с результатами демодуляции принимаемых сигналов.

На фиг. 2 показана система связи 20 с расширенным спектром согласно данному изобретению. В пределах зоны действия системы связи 20 расположены множество стационарных и мобильных абонентских устройств 22, первая и вторая базовые станции 24 и 26 и станция управления 30. Каждая базовая станция 24 и 26 содержит антенную решетку (не показана) для приема сигналов от абонентских устройств 22. В системе 20 каждому абонентскому пункту 22 выделен уникальный псевдослучайный код, позволяющий различать сигналы пользователей, передаваемые по множеству "каналов трафика", связанных с абонентскими устройствами 22. Такое различение обеспечивается, даже если все каналы трафика системы передаются по единому радиочастотному каналу.

Как показано на фиг. 2, информационный сигнал S, передаваемый абонентским устройством 22a, попадает на расположенный рядом первый объект 34 (например, здание). Видно, что сигнал S принимается по прямому пути распространения базовыми станциями 24 и 26, в то время как первая многолучевая компонента (Sm1) сигнала S отражается объектом 34 на базовую станцию 26. Согласно данному изобретению, сигналы S и Sm1 отслеживаются соответственно базовыми станциями 24 и 26 как во времени, так и в пространстве. После демодуляции в базовых станциях 24 и 26 демодулированные сигналы S и Sm1 передаются на станцию управления 30. В станции управления 30 демодулированные сигналы выравниваются во времени и суммируются в приемнике с разнесением с расширенным спектром. Вариант предпочтительного осуществления такого приемника с разнесением подробно описан ниже.

Согласно данному изобретению антенная решетка каждой базовой станции формирует диаграмму направленности, которая отличается тем, что содержит набор смежных электромагнитных "лучей" (лепестков), которые могут частично перекрываться в пространстве. Для раздельного слежения и приема сигналов S и Sm1 в базовой станции 26 предусмотрены первый и второй поднаборы лучей. В предпочтительном варианте осуществления разные поднаборы лучей выделяются динамически для избирательного слежения и приема сигналов S и Sm1 в соответствии с изменением углов прихода лучей в базовую станцию 26. Эти изменения могут возникнуть, например, из-за перемещения абонентского устройства 22a или из-за перемещения какого-либо объекта 34. Подобные изменения угла прихода могут явиться результатом передвижения базовой станции 26 в тех вариантах, где, например, базовая станция развернута на орбитальном спутнике.

В базовой станции 26 предусмотрен приемник с разнесением, который содержит канал, предназначенный для приема сигнала S, приходящего по прямому пути распространения, и блок для приема многолучевого сигнала Sm1. После модуляции принятых сигналов в каждом канале с использованием ПШ-кода, связанного с абонентским устройством 22a, демодулированные сигналы выравниваются во времени и суммируются. Таким путем обеспечивается отношение "сигнал-шум" информационного сигнала, выделенного из суммарных сигналов, по сравнению со случаем, когда этот сигнал получают с использованием сигнала, принимаемого по единственному пути распространения.

II. Подробное описание A. Передача сигнала с расширенным спектром На фиг. 3 показана блок-схема передатчика с расширенным спектром, пригодного для использования в абонентских устройствах 22 (фиг. 2A-B). В предпочтительном варианте осуществления для обеспечения подходящего отношения "сигнал-шум" в канале "абонентское устройство - базовая станция" или в "обратном" канале, используется такая форма ортогональной передачи сигналов, как двоичная, четверичная или C-ричная. Доказано, что способы ортогональной C-ричной передачи сигналов менее чувствительны к искажениям сигналов, возникающим вследствие рэлеевского замирания и тому подобного, чем, например, предусматривающие использование синфазноквадратурной (Costas) схемы восстановления несущей или способа когерентной фазовой манипуляции. Однако ясно, что и другие способы модуляции могут дать улучшенное отношение "сигнал-шум", например, в вариантах, основанных на использовании базовых станций на орбитальных спутниках.

В передатчике по фиг. 3 биты данных 100, состоящие, например, из речи, преобразованной в данные с помощью вокодера, подаются в кодер 102, где эти биты подвергаются сверточному кодированию со скоростью вводимых данных. Если скорость информационных бит меньше, чем битовая скорость обработки кодера 102, может быть использовано копирование кодовых символов, когда кодер 102 копирует биты входных данных 100, для того, чтобы создать продублированный поток данных с битовой скоростью, совпадающей с рабочей скоростью кодера 102. В рассматриваемом варианте кодер 102 принимает биты данных 100 с номинальной скоростью (Rb) 9.6 кбит в секунду и генерирует Rb/r символов в секунду, где "r" обозначает кодовую скорость (например, 1/3) кодера 102. Затем закодированные данные подаются на перемежитель 104, где они поблочно перемежаются.

В 64-ричном (то есть, C=64) ортогональном модуляторе 106 символы группируются в символьные комбинации, содержащие log₂C символов, со скоростью (1/r)(Rb/log₂C) символьных комбинаций в секунду, причем имеется C возможных комбинаций. В предпочтительном варианте каждая символьная комбинация кодируется в виде последовательности Уолша длиной C (например, C=64). То есть, каждая последовательность Уолша содержит 64 двоичных бита или "чипа" (элемента), причем получается набор из 64 кодов Уолша длиной 64. 64 ортогональных кода соответствуют кодам Уолша из матрицы Адамара 64х64, где код Уолша представляет собой одну строку или столбец матрицы.

Последовательность Уолша, формируемая модулятором 106, подается на логический элемент "исключающее ИЛИ" 108, где она затем "накладывается" или перемножается в сумматоре с ПШ-кодом, уникальным для конкретного абонентского пункта 22. Такой "длинный" ПШ-код генерируется со скоростью Rc генератором длинного ПШ-кода 110 в соответствии с маской длинного ПШ-кода пользователя. В данном примере генератор длинного кода 110 работает с частотой 1,2288 МГц (Rc = 1,2288 МГц), так, чтобы формировать четыре ПШ-элемента на один элемент Уолша.

На фиг. 4 показан пример реализации радиочастотного (РЧ) передатчика 150. При использовании многостанционного доступа с кодовым разделением каналов МДКР с расширенным спектром пара коротких ПШ-последовательностей PN_I и PN_Q подается соответственно генератором PN_I 152 и генератором PN_Q 154 на сумматоры "исключающее ИЛИ" 156 и 158. Последовательности PN_I и PN_Q относятся соответственно к синфазному (I) и квадратурному (Q) каналам связи и имеют длину (32768 элемента), что гораздо короче, чем длина длинного ПШ-кода каждого пользователя. Затем результирующая I-канальная кодовая расширенная последовательность 160 и Q-канальная кодовая расширенная последовательность 162 проходят через фильтры полосы частот модулирующих сигналов группового спектра 164 и 166. Затем отфильтрованная Q-канальная последовательность может быть задержана на 1/2 ПШ-элемента, для того, чтобы компенсировать нелинейность РЧ усилителя.

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 170 и 172 предусмотрены для преобразования соответственно цифровой I-канальной и Q-канальной информации в аналоговую форму. Аналоговые сигналы, формируемые ЦАП, подаются вместе с несущими сигналами местного генератора cos(2ft) и sin(2ft) соответственно в смесители 188 и 190, где они смешиваются и подаются на сумматор 192. Квадратурные несущие сигналы sin(2ft) и cos(2ft) подаются из подходящих источников несущей частоты (не показаны). Эти смешанные сигналы промежуточной частоты (ПЧ) суммируются в сумматоре 192 и подаются на смеситель 194.

Смеситель 194 смешивает суммарный сигнал с РЧ сигналом, поступающим от частотного синтезатора 196, так, чтобы обеспечить преобразование с повышением частоты до полосы РЧ. РЧ сигнал содержит синфазную (I) и квадратурную (Q) составляющие и затем может быть пропущен через полосовой фильтр и подан на РЧ усилитель (не показан). Должно быть ясно, что в различных вариантах РЧ передатчика 150 могут быть использованы различные способы суммирования, смешивания, фильтрации и усиления сигналов, которые здесь не описаны, но хорошо известны специалистам. Также можно предложить и другие способы кодирования и модуляции, которые в некоторых альтернативных вариантах реализации могут улучшить характеристики системы.

B. Общее описание приемной системы базовой станции На фиг. 5A показана блок-схема приемной системы базовой станции 210, соответствующей данному изобретению. В примерах осуществления по фиг. 5A и 5B антенная решетка базовой станции размещается в том же месте, где и блок обработки сигналов приемной системы 210. Как описано ниже со ссылками на фигуры 5C и 5D, антенная решетка может быть, как вариант, размещена в удаленном месте, причем связь с остальной частью приемной системы может осуществляться с помощью волоконно-оптической линии связи или иного подобного средства.

В соответствии с фиг. 5A, M-элементная антенная решетка (не показана) выдает сигналы в набор из M сигнальных шин 212. В этом примере осуществления антенная решетка содержит несколько (M) всенаправленных антенных элементов, равномерно расположенных по круговой периферии, тем самым позволяя осуществлять прием сигналов, поступающих с любого направления. Подробное описание примера круговой антенны дается ниже в разделе F.

Как показано на фиг. 5A, сигнальные шины 212 подсоединены к преобразователю с понижением частоты до ПЧ 214, предназначенному для преобразования с понижением частоты сигналов с антенной решетки в набор сигналов ПЧ 218. Затем каждый из сигналов ПЧ 218 дискретизируется с использованием отдельного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), которые в целом представлены АЦП 220. АЦП 220 с частотой, в данном примере приблизительно равной четырехкратной частоте ПШ расширения, генерирует набор из M комплексных цифровых сигналов (I_i, Q_i), где i = 1 до M. Следовательно, в примере реализации частота дискретизации равна 4 1,228, или 4,912 МГц. Частота дискретизации может быть уменьшена примерно до частоты Найквиста, если вместе с АЦП 220 использовать интерполирующий фильтр.

Цифровые сигналы (I_i, Q_i) подаются в диаграммообразующую схему 224, предназначенную для получения набора из N цифровых лучевых сигналов B_z, где z = 1 до N и N = (L) (M). Каждый из N лучевых сигналов B_z формируется следующим образом где каждый весовой коэффициент q_iz содержит комплексное число. Как описано ниже, весовые коэффициенты q_iz выбираются таким образом, чтобы каждый лучевой сигнал B_z соответствовал желаемой диаграмме направленности приемной антенны, формируемой M-элементной антенной решеткой. Форма и направление антенного луча, связанного с каждым сигналом B_z, могут быть адаптивно изменены путем динамического изменения комплексных значений весовых коэффициентов q_iz. Кроме того, параметр L может быть выбран для установки требуемой степени перекрытия между антенными лучами, связанными с выбранными наборами сигналов B_z. Например, если L больше единицы, антенные лучи, связанные с конкретными комбинациями лучевых сигналов B_z, должны пространственно перекрываться.

Каждый из цифровых лучевых сигналов B_z, z = 1, ... N подается на множество канальных блоков, один из которых показан на фиг. 5A. Каждый канальный блок выполняет остальные функции по обработке и обнаружению сигналов для единой линии связи (например, телефонного вызова) между подвижным абонентским терминалом и базовой станцией. В ответ на информацию о выборе луча, обеспечиваемую контроллером 244, коммутационная матрица 228 в каждом канальном блоке выбирает поднабор лучевых сигналов B_z для их обработки в канальном блоке. Для идентификации самого сильного сигнала, принимаемого от подвижного абонентского устройства, связанного с канальным блоком, используется один или более поисковых приемников 227. То есть, поисковый приемник(и) 227 обычно предусматривается для измерения уровня различных многолучевых компонент, поступающих на базовую станцию в различные моменты времени, после того, как они прошли различные расстояния после передачи из подвижного абонентского устройства. В предпочтительном варианте осуществления коммутационной матрицей 228 выбирается J наборов из одного или более лучевых сигналов для их обработки набором из J корреляционных приемников 230. Этот выбор основывается на результатах поиска, поступающих на контроллер 244 от поискового приемника(ов) 227. То есть, контроллер 244 определяет, какой из лучевых сигналов B_z должен быть подан на каждый корреляционный приемник 230 и какая из многолучевых сигнальных компонент от каждого подвижного абонентского устройства должна быть обработана. На контроллер 244 может быть также возложена корректировка весовых коэффициентов в диаграммообразующей схеме 224 для изменения формы и/или направления диаграммы направленности, создаваемой лучевыми сигналами B_z. Диаграмма направленности антенны обычно формируется таким образом, чтобы максимальное усиление соответствовало тем направлениям, с которых принимается самая высокая концентрация сигналов, передаваемых подвижными пунктами. Как вариант, в диаграммообразующей схеме 224 может быть сформировано достаточно большое количество лучей, что дает возможность получить "заказную" диаграмму направленности в соответствии с требованиями конкретной системы.

Согласно фиг. 5A, демодулированные сигналы, создаваемые каждым корреляционным приемником 230, подаются на суммирующий модуль 235. В суммирующем модуле 235 демодулированные сигналы комбинируются и подаются в блок удаления перемежения и декодирования (не показан). В возможном примере осуществления сигналы после снятия перемежения декодируются в соответствии с алгоритмом декодирования Витерби и затем подаются на вокодер или другой функциональный блок.

На фиг. 5B показана блок-схема приемной системы базовой станции 210 с конкретной реализацией канального блока. Цифровые лучевые сигналы B_z, z = 1, ... N формируются диаграммообразующей схемой 224 по существу таким же образом, как это было описано выше со ссылками на фиг. 5A.

Цифровые лучевые сигналы B_z, z = 1, ... N подаются на коммутационную матрицу 228 выбранного канального блока, которая предназначена для распределения наборов лучевых сигналов B_z по набору из J приемников с разнесением 232a-232j, соответственно включенных в состав корреляционных приемников 230. Каждая коммутационная матрица 228 содержит схему однонаправленного действия, предназначенную для подсоединения N = (L)(M) лучевых сигнальных входов к набору из P = J*3K выходов. P выходов коммутационной матрицы 228 разделяются по набору из J каналов трафика, связанных с приемниками с разнесением 232a-232j, где каждый из J пользователей прикреплен к одному из J каналов трафика, то есть, к одному из J канальных блоков. В возможном примере осуществления каждый из приемников с разнесением 232 предназначен для обработки сигналов, принимаемых из группы K-1 каналов распространения от конкретного абонента, где K обозначает количество "отводов" (каналов) каждого приемника с разнесением 232. Как описано ниже, один из каналов приема каждого приемника 232 обычно предназначается для поиска самого сильного сигнала, принимаемого от конкретного абонентского устройства.

Каждый приемный канал образует законченный демодулирующий приемник, который содержит схемы фазового и временного слежения для демодуляции выделенной временной компоненты разнесенного во времени принимаемого сигнала многолучевого распространения. Как описано в Патенте США N 5109390 на "Приемник с разнесением в сотовой телефонной системе с МДВР", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения, RAKE приемник с разнесением может содержать один или более таких приемных каналов. В возможном примере осуществления настоящего изобретения каждый канал трафика обслуживается трехканальным RAKE приемником подвижной станции и четырехканальным RAKE приемником базовой станции. Следует отметить, что для идентификации и измерения (но обычно не для слежения во времени и/или по фазе) пилот-сигналов и сигналов управления, циркулирующих по активным каналам связи, обычно используются дополнительные "поисковые" схемы коррекции ПШ-сигналов.

Сигналы, проходящие по K-1 трактам распространения, связанным с каждым абонентским устройством, содержат информацию, пересылаемую по "каналу трафика", выделенному каждому абонентскому устройству. В предпочтительном варианте осуществления максимум 3K лучевых сигналов B_z выделяются для каждого канала трафика. То есть, для приема многолучевого сигнала, обрабатываемого данным приемным каналом, используется поднабор из трех смежных антенных лучей. Если два или более многолучевых сигналов, выделенных для разных приемных каналов, располагаются пространственно рядом, тот же самый трехлучевой поднабор может быть выделен для приема каждого из двух или более сигналов. В этом случае для данного канала трафика может быть выделено менее 3K лучевых сигналов.

Согласно фиг. 5B, выделение трех лучей, используемых для приема каждого отдельно приходящего сигнала, дает возможность схемам слежения за лучами 240a-240j отслеживать в пространстве каждый принимаемый сигнал. Положим, например, что в качестве луча, несущего самый сильный сигнал из трех антенных лучей, связанных с данным приемным каналом, был идентифицирован j-й луч, сформированный антенной решеткой базовой станции. Затем может быть выполнено пространственное слежение, как это подробно описано ниже, путем вычисления сигнала пространственного слежения на основе разности энергий "правого" и "левого" смежных антенных лучей (то есть, лучей j 1). Каждый из результирующих K сигналов пространственного слежения от каждой из схем слежения за лучами 240a-240j распространяются по соответствующим шинам слежения 242a-242j к контроллеру 244. Каждая шина слежения 242a-242j содержит набор из K сигнальных линий, соответствующих K блокам каждого приемника с разнесением 232a-232j. Если сигналы слежения показывают, что сигнал, полученный посредством "правого" луча j + 1, значительно сильнее, чем сигнал, полученный с помощью "левого" луча j - 1, то тогда контроллер 244 может улучшить прием сигнала, дав команду на коммутационную матрицу 228 изменить набор лучей, выделенных для данного приемного канала с j, j 1 на j, j + 1, j + 2.

В предпочтительном варианте осуществления привязка по времени демодуляции сигналов, принимаемых по правому и левому лучам данного приемного канала, сдвигается на заранее заданный интервал. То есть, привязка по времени демодуляции сигналов, передаваемых по правому и левому лучам (то есть, лучам j 1), сдвигается таким образом, что один из лучей j 1 рассматривается как "ранний" луч, в то время как другой рассматривается как "поздний" луч. Каждая из схем слежения за лучами 240a-240j формирует сигнал слежения на основе разности энергий между сигналами, полученными по правому и левому лучам, связанным с каждым приемным каналом. Предположим также, что, к примеру, лучи j, j 1, создаваемые антенной решеткой базовой станции, соответствуют трем антенным лучам, связанным с данным приемным каналом. Сигнал слежения, подаваемый по соответствующей шине слежения 242a-242j на контроллер 244, рассчитывается на основе разности энергий демодулированных сигналов, получаемых от правого и левого лучей (то есть, лучей j 1). Затем в соответствующем приемнике с разнесением 232a-232j контроллером 244 осуществляется коррекция привязки времени демодуляции.

На фиг. 5C показана блок-схема приемной системы базовой станции 219', содержащая антенную решетку, размещенную на удаленной позиции. В соответствии с фиг. 5C, где предусмотрена M-элементная антенная решетка (не показана) для получения набора принимаемых сигналов по M сигнальным линиям 212'. В данном примере реализации антенная решетка содержит некоторое число (M) всенаправленных антенных элементов, равномерно расположенных по круговой периферии, что позволяет осуществлять прием сигналов, поступающих с любого направления.

В альтернативных вариантах реализации M-элементная антенная решетка может быть заменена прямоугольной решеткой из M всенаправленных антенных элементов. Затем можно подобрать весовые коэффициенты, связанные с каждым элементом в решетке, чтобы дать возможность формировать лучи в любом направлении. В общем случае для формирования лучей в любом направлении можно использовать произвольные конфигурации антенных элементов при использовании соответствующей диаграммообразующей схемы в сочетании с заранее рассчитанными таблицами весовых коэффициентов.

Как показано на фиг. 5C, сигнальные линии 212' от антенной решетки подсоединены к преобразователю с понижением частоты до ПЧ 214', предназначенному для понижения частоты принимаемых сигналов и преобразования их в набор сигналов ПЧ 218'. Затем сигналы ПЧ 218' дискретизируются в АЦП 220' для получения набора из M комплексных цифровых сигналов (I'_i, Q'_i), где i = 1, ... M. В предпочтительном варианте частота дискретизации АЦП 220' выбирается приблизительно в четыре раза большей, чем частота ПШ-расширения. Следовательно, в примере реализации частота дискретизации равна 41,228, или 4,912 МГц. Частота дискретизации может быть уменьшена до частоты Найквиста, если вместе с АЦП 220' используется интерполяционный фильтр.

Цифровые сигналы (I'_i, Q'_i), i = 1 до M, как вариант, преобразуются мультиплексором 226' в последовательный поток и подаются в модулятор/кодер 228'. В варианте по фиг. 5C антенная решетка АЦП 220', мультиплексор 226' и модулятор/кодер 228' располагаются в пункте, удаленном от элементов, обрабатывающих сигналы приемной системы 210'. Информация от удаленной позиции подается по линии связи 229' (например, оптоволоконному кабелю) к схеме демодулятора/декодера 230', расположенной в центральном пункте обработки или базовой станции. Модулятор/кодер 228' предусмотрен для модулирования и кодирования информации, поступающей от удаленного пункта, чтобы обеспечить надежную передачу по линии связи 229'. Следует иметь в виду, что конкретный используемый формат модуляции и кодирования будет зависеть от характеристик линии связи 229'. Кроме того, следует иметь в виду, что такая модуляция и кодирование выполняются единственно для защиты целостности передачи данных из удаленного пункта. Соответственно необязательное включение элементов схемы 226'-231' показано пунктирным выделением этих элементом на фиг. 5C.

Затем демодулированный и декодированный сигнал, формируемый демодулятором/декодером 230', распределяется демультиплексором 231' по набору из J диаграммообразующих схем 224a'-224j'. Как описано выше, каждая диаграммообразующая схема 224a'-224j' генерирует набор из Q лучевых сигналов для обработки соответствующим приемником с разнесением 232a'-232j'. Параметр Q равен произведению числа приемных каналов каждого приемника с разнесением 232a'-232j' на число лучей, выделенных каждому приемному каналу.

В предпочтительном варианте реализации для приема многолучевого сигнала, обрабатываемого данным приемным каналом, используется поднабор из трех смежных антенных лучей. Если два или более многолучевых сигнала, выделенных разным приемным каналам, располагаются в пространстве почти рядом, тот же самый поднабор из трех лучей может быть выделен для приема каждого из двух или более сигналов. В этом случае каналу трафика будет выделено меньше Q/3 лучевых сигналов. Такое распределение лучей дает возможность схемам слежения за лучами 240a'-240j' выполнять слежение как во времени, так и в пространстве за каждым принимаемым лучевым сигналом. Такое слежение выполняется по существу так, к