Конвейерный приемник базовой станции сотовой ячейки для уплотненнных сигналов с расширенным спектром

Конвейерный приемник базовой станции сотовой ячейки для уплотненнных сигналов с расширенным спектром

Реферат

 

Интегральный модем включает в себя внешний интерфейс демодулятора, который осуществляет свертку принятых сигналов с многолучевым распространением. Единственный процессор преобразования, который работает на основе временных отрезков, демодулирует каждый свернутый многолучевой сигнал. Выходной сигнал процессора преобразования подается на схему обнаружения максимума и конвейерный процесс. Конвейерный процессор, который также работает на основе временных отрезков, объединяет и ведет дальнейшую обработку демодулированных многолучевых сигналов, чтобы выработать данные мягкого решения для деперемежения и декодирования с исправлением ошибок в деперемежителе-декодере для восстановления принятых данных. Модем далее включает в себя кодер-перемежитель, модулятор и сумматор передачи для модуляции расширенным спектром данных, предназначенных для передачи. Техническим результатом является создание устройства, которое может демодулировать сигнал вызова с расширенным спектром более дешевым и конструктивно более эффективным способом. 2 с. и 30 з.п.ф-лы, 13 ил.

Данное изобретение относится в целом к системам связи с расширенным спектром и, в частности, к обработке сигналов в сотовой телефонной системе связи.

В беспроводной телефонной системе связи многие пользователи осуществляют связь по беспроводному каналу, чтобы подключиться к проводным телефонным системам. Связь по беспроводному каналу может осуществляться одним из нескольких методов множественного доступа, которые облегчают ее большому числу пользователей в ограниченном частотном секторе. Эти методы множественного доступа включают в себя многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР) (TDMA), многостанционный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР) (FDMA) и многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР) (CDMA). Метод МДКР имеет много преимуществ, и примерная система МДКР описана в патенте США N 4901307, выданном 13 февраля 1990 г. на имя K.Gilhousen et al. и озаглавленном "Система связи множественного доступа с расширенным спектром, использующая спутниковые или наземные ретрансляторы", права на который принадлежат обладателю прав по настоящему изобретению и который включен сюда посредством ссылки.

В упомянутом патенте рассматривается метод множественного доступа, где большое число пользователей подвижных телефонных систем, каждый из которых имеет приемопередатчик, осуществляют связь через спутниковые ретрансляторы или наземные базовые станции, используя сигналы МДКР с расширенным спектром. При применении связи МДКР частотный спектр может использоваться повторно много раз, обеспечивая тем самым увеличение пользовательской пропускной способности.

Методы модуляции МДКР, рассмотренные в патенте N 4901307, представляют много преимуществ над методами узкополосной модуляции, применяемыми в системах связи, использующих спутниковые или наземные каналы. Наземные каналы ставят специальные проблемы перед любой системой связи, особенно в связи с сигналами многолучевого распространения. Применение методов МДКР позволяет преодолеть специфические проблемы наземного канала путем смягчения неблагоприятного эффекта многолучевого распространения - например, замираний, используя при этом его преимущества.

Как показано в патенте N 4901307, методы МДКР предполагают использование когерентной модуляции и демодуляции для обоих направлений линии связи при мобильно-спутниковых связях. Соответственно, в нем рассматривается использование пилот-сигнала на несущей в качестве когерентного фазового опорного сигнала для линии связи со спутника на подвижный блок и линии связи с базовой станции на подвижный блок. Однако в наземной сотовой среде опасность замираний многолучевого распространения с результирующим сбоем канала по фазе, как и мощность, требуемая для передачи пилот-сигнала на несущей от подвижного блока, препятствует применению методов когерентной модуляции для линии связи с подвижного блока на базовую станцию. Патент США N 5102459, озаглавленный "Система и способ генерирования колебаний сигнала в сотовой телефонной системе МДКР", выданный 25 июня 1990 г., права на который принадлежат обладателю прав по настоящему изобретению и который включен сюда посредством ссылки, обеспечивает средство для преодоления неблагоприятных эффектов многолучевого распространения в линии связи с подвижного блока на базовую станцию путем применения методов некогерентной модуляции и демодуляции.

В сотовой телефонной системе МДКР одна и та же частотная полоса может использоваться для связи во всех базовых станциях. В приемнике базовой станции раздельные многолучевые распространения, такие как линия тракта к его месту назначения и другого тракта, отражающегося от строения, могут объединяться различным образом для повышения эксплуатационных данных модема. Свойства колебания МДКР, которые обеспечивают выигрыш в отношении сигнал-шум при обработке сигнала, тоже используются, чтобы различать сигналы, которые занимают одну и ту же частотную полосу. Кроме того, высокоскоростная псевдошумовая (ПШ) (PN) модуляция позволяет разделить много отличающихся трактов распространения того же сигнала, подлежащего разделению, создавая разницу в задержках трактов, превосходящую длительность ПШ элемента. Если в системе МДКР используется скорость передачи ПШ элементов примерно в 1 МГц, то в трактах с задержками, которые отличаются более, чем на одну микросекунду, можно использовать полный выигрыш в отношении сигнал-шум при обработке сигнала с расширенным спектром, равный отношению ширины расширенной полосы к скорости передачи данных в системе. Разница в задержке тракта в одну микросекунду соответствует разности трактов по дальности примерно в 300 м. Городская среда обычно создает задержки из-за разности трактов, превосходящие одну микросекунду.

Свойства многолучевого распространения наземного канала образуют в приемных сигналах после их прохождения несколько различных трактов распространения. Одной из особенностей канала с многолучевым распространением является растяжение по времени, вносимое в сигнал, который передается по каналу. К примеру, если по каналу с многолучевым распространением передается идеальный импульс, то принимаемый сигнал проявляется как поток импульсов. Другой особенностью канала с многолучевым распространением является то, что каждый тракт по этому каналу может вызывать различный коэффициент ослабления. К примеру, если по каналу с многолучевым распространением передается идеальный импульс, каждый импульс принимаемого потока импульсов в общем случае имеет отличную от других принимаемых импульсов интенсивность сигнала. К примеру, если по каналу с многолучевым распространением передается идеальный импульс, каждый импульс принимаемого потока импульсов в общем случае имеет фазу, отличную от других принимаемых импульсов.

В подвижном радиоканале многолучевое распространение образуется отражением сигнала от препятствий в окружающей среде, таких как здания, деревья, машины и люди. В целом подвижный радиоканал является изменяющимся во времени каналом с многолучевым распространением из-за относительного движения структур, которые образуют многолучевое распространение. К примеру, если по каналу с многолучевым распространением передается идеальный импульс, принимаемый поток импульсов будет изменяться по временному положению, ослаблению и фазе как функция того времени, в котором передавался идеальный импульс.

Особенность многолучевого распространения может проявляться в замираниях сигнала. Замирания являются результатом характеристик фазирования в канале с многолучевым распространением. Замирание происходит, когда векторы многолучевого распространения складываются, уничтожая друг друга, в результате принимаемый сигнал оказывается меньше, чем любой отдельный вектор. К примеру, если синусоидальное колебание передается по каналу с многолучевым распространением с двумя трактами, где первый тракт имеет коэффициент затухания X дБ, временную задержку с фазовым сдвигом радиан, а второй тракт имеет коэффициент затухания X дБ, временную задержку с фазовым сдвигом + радиан, то на выходе канала не будет приниматься никакого сигнала.

В системах с узкополосной модуляцией, таких как аналоговая ЧМ модуляция, используемых в обычных радиотелефонных системах, наличие трактов многолучевого распространения в радиоканалах проявляется в сильных многолучевых замираниях. Однако, как отмечено выше, с помощью широкополосного МДКР различные тракты в процессе демодуляции могут различаться. Это различие не только значительно снижает силу многолучевых замираний, но и дает преимущества системе МДКР.

Один из подходов к ослаблению вредных эффектов замираний состоит в разнесении. Поэтому желательно, чтобы обеспечивался какой-либо вид разнесения, что позволяет системе снизить замирания. Существует три главных типа разнесения: временное разнесение, частотное разнесение и пространственное/потрактовое разнесение.

Временное разнесение может быть получено лучше всего путем использования повторения, временного перемежения и кодирования с обнаружением и исправлением ошибок, что вводит избыточность. Система, содержащая настоящее изобретение, может использовать каждый из этих методов в качестве формы временного разнесения.

По присущей ей широкополосной природе МДКР обеспечивает вид частотного разнесения путем растяжения энергии сигнала по широкой полосе частот. Поэтому частотно-избирательные замирания влияют лишь на малую часть полосы частот сигнала МДКР.

Пространственное и потрактовое разнесение получается путем обеспечения многосигнальных трактов по одновременным линиям от подвижного блока через две или более базовых станций и путем использования двух или более пространственно разнесенных антенных элементов на единственной базовой станции. Кроме того, потрактовое разнесение может быть получено путем использования среды с многолучевым распространением при обработке с расширенным спектром, что разрешает принимать и отдельно обрабатывать сигнал, приходящий с различными задержками распространения, как рассмотрено выше. Примеры потрактового разнесения проиллюстрированы в патенте США N 5101501, озаглавленном "Мягкая передача связи в сотовой телефонной системе МДКР", выданном 21 марта 1992 г. , и в патенте США N 5109390, озаглавленном "Разнесенный приемник в сотовой телефонной системе МДКР", выданном 28 апреля 1992 г., права на которые принадлежат обладателю прав по настоящему изобретению.

Вредные воздействия замираний могут далее управляться в системе МДКР до определенного предела посредством управления передаваемой мощностью. Система для управления мощностью базовой станции и подвижного блока рассмотрена в патенте США N 5056109, озаглавленном "Способ и устройство для управления мощностью передачи в сотовой подвижной телефонной системе МДКР", выданном 08 октября 1991 г., права на который также принадлежат обладателю прав по настоящему изобретению.

Как рассмотрено в патенте N 4901307, методы МДКР предполагают использование относительно длинных ПШ последовательностей, причем каждому пользователю подвижного блока назначена отличная от других ПШ последовательность. Взаимная корреляция между различными ПШ последовательностями и автокорреляция ПШ последовательности для всех отличных от нуля временных сдвигов имеют обе близкое к нулю среднее значение, что позволяет различить после приема сигналы различных пользователей. (Автокорреляция и взаимная корреляция требуют, чтобы логический "0" принимал значение "1", а логическая "1" принимала значение "-1", либо аналогичного отображения для того, чтобы получить нулевую среднюю величину.) Однако такие ПШ сигналы не ортогональны. Хотя взаимная корреляция по существу усредняется до нуля по всей длине последовательности, для коротких временных интервалов, таких как время информационного бита, взаимная корреляция являются случайной переменной с биномиальным распределением. В такой ситуации сигналы интерферируют друг с другом в значительной степени так же, как если бы они были широкополосным гауссовским шумом с той же самой спектральной плотностью мощности. Таким образом, сигналы других пользователей или шум взаимного влияния, в конечном счете ограничивают достижимую пропускную способность.

В технике хорошо известно, что можно построить набор из n ортогональных двоичных последовательностей, каждая длиной n, для n, равного любой степени 2, см. Digital Communications with Space Applications, S.W.Colomb et al., Prentice-Hall, Inc, 1964, pp. 45-64. На деле наборы ортогональных двоичных последовательностей также хорошо известны для большинства длин, которые кратны четырем и меньше двухсот. Один класс таких последовательностей, который легко генерировать, называется функцией Уолша и известен как матрицы Адамара.

Функция Уолша порядка n может быть рекурсивно определена следующим образом где W' обозначает логическое дополнение W, a W (1) =|0|.

Таким образом, Последовательность, или код, Уолша является одной из строк матрицы функций Уолша. Матрица функций Уолша порядка n содержит n последовательностей, каждая длиной в n элементарных посылок Уолша. Каждый код Уолша имеет соответствующий индекс Уолша, причем индекс Уолша относится к числу (от 1 до n), соответствующему строке, в которой находится этот код Уолша. К примеру, для вышеприведенной матрицы функций Уолша с n = 8 строка из всех нулей соответствует индексу Уолша 1, а код Уолша 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1 соответствует индексу Уолша 5.

Матрица функций Уолша порядка n (как и другие ортогональные функции длины n) обладает тем свойством, что по всему интервалу из n бит взаимная корреляция между различными последовательностями в наборе равна нулю. Это можно видеть из того, что каждая последовательность отличается от любой другой последовательности точно в половине своих разрядов. Следует также отметить, что всегда имеется одна последовательность, содержащая все нули, и что все другие последовательности содержат половину единиц и половину нулей. Символ Уолша, который состоит из всех логических нулей вместо половины единиц и половины нулей, называется нулевым символом Уолша.

В канале обратной линии связи от подвижного блока к базовой станции отсутствует пилот-сигнал для обеспечения фазового опорного сигнала. Поэтому необходим способ, позволяющий обеспечить высококачественную линию связи на канале с замираниями, имеющем низкое отношение E_b/N_O (энергия на бит/плотность шумовой мощности). Модуляция функциями Уолша в обратной линии связи является простым способом получить 64-ную модуляцию с когерентностью на наборе из шести кодовых символов, отображаемом в 64 кода Уолша. Особенности наземного канала таковы, что скорость изменения фазы относительно медленная. Поэтому путем выбора длительности кода Уолша, которая коротка сравнительно со скоростью смены фазы в канале, возможна когерентная демодуляция по длине одного кода Уолша.

В канале обратной линии связи код Уолша определяется информацией, передаваемой от подвижного блока. К примеру, трехразрядный информационный символ может отображаться в восемь вышеуказанных последовательностей W(8). "Обратное отображение" кодированных символов Уолша в оценки исходных информационных символов может осуществляться в приемнике посредством быстрого преобразования Адамара (БПА) (FHT). Предпочтительный процесс "обратного преобразования" или селекции вырабатывает данные мягких решений, которые могут подаваться на декодер для декодирования по максимуму правдоподобия.

БПА используется для выполнения процесса "обратного отображения". БПА осуществляет корреляцию принимаемой последовательности с каждой из возможных последовательностей Уолша. Селектирующая схема используется для выбора наиболее правдоподобного значения корреляции, которое масштабируется и выдается в качестве данных мягкого решения.

Приемник с расширенным спектром радиоприемного устройства с разнесением ("грабли") содержит приемники данных многолучевого распространения для уменьшения воздействия замираний. Обычно каждый приемник данных предназначен для демодуляции сигнала, который прошел отличным от других трактом, - либо через использование множества антенн, либо благодаря свойствам многолучевого распространения в канале. При демодуляции сигналов, промодулированных согласно системе ортогональных сигналов, каждый приемник данных осуществляет корреляцию принятого сигнала с каждым из возможных отображаемых значений, используя БПА. Выходы БПА каждого приемника объединяются, и затем селектирующая схема выбирает наиболее правдоподобное значение корреляции, основанное на самом большом объединенном выходе БПА, для выдачи демодулированного символа мягкого решения.

В системе, рассмотренной в вышеуказанном патенте N 5102459, сигнал вызова возникает как источник информации при скорости 9600 бит в секунду, который затем преобразуется кодером с прямым исправлением ошибок со скоростью 1/3 в выходной поток со скоростью 28800 символов в секунду. Эти символы группируются во времени по 6 для формирования 4800 символов Уолша в секунду, при этом каждый символ Уолша выбирает одну из шестидесяти четырех ортогональных функций Уолша, которые имеют длительность в шестьдесят четыре элементарных посылки Уолша. Элементарные посылки Уолша модулируются конкретным пользовательским генератором ПШ последовательности. Данные, модулированные конкретной пользовательской последовательностью, разделяются затем на два сигнала, один из которых модулируется синфазной (I) канальной ПШ последовательностью, а другой модулируется квадратурной (Q) канальной ПШ последовательностью. Канальная I модуляция и канальная Q модуляция обеспечивают вместе четыре элементарные ПШ посылки на элементарную посылку Уолша со скоростью распространения элементарных ПШ посылок 1,2288 МГц. I и Q модулированные данные представляют собой объединенную для передачи квадратурную фазовую манипуляцию (КФМн) (QQPSK).

В сотовой системе МДКР, рассмотренной в вышеуказанном патенте N 4901307, каждая базовая станция обеспечивает покрытие ограниченной географической области и связывает подвижные блоки в своем покрытии через коммутатор сотовой системы с телефонной сетью общего пользования (ТСОП) (PSTN). Когда подвижный блок перемещается к области покрытия новой базовой станции, маршрутизация вызова этого пользователя передается новой базовой станции. Тракт передачи сигнала от базовой станции к подвижному блоку именуется прямой линией, а тракт передачи сигнала от подвижного блока к базовой станции именуется обратной линией.

Как рассмотрено выше, временной интервал элементарной ПШ посылки определяет минимальное разделение, которое должно иметь два тракта, чтобы их можно было объединить. Прежде, чем отличающиеся тракты могут быть демодулированы, должны быть определены относительные времена прихода (или сдвиги) трактов в принимаемом сигнале. Модем канального элемента выполняет функцию "поиска" по последовательности потенциальных сдвигов тракта и измерения энергии, принимаемой на каждом потенциальном сдвиге тракта. Если энергия, связанная с потенциальным сдвигом, превышает некоторый порог, сигнальный элемент демодуляции может рассматриваться как сдвиг. Присутствующий в этом трактовом сдвиге сигнал может затем суммироваться с распределением других элементов демодуляции на их соответствующих сдвигах. Способ и устройство присвоения элементов демодуляции, основанные на энергетических уровнях элементов демодуляции поискового блока, рассматриваются в совместно поданной патентной заявке США N 08/144902, озаглавленной "Присвоение элементов демодуляции в системе, способной принимать уплотненные сигналы", поданной 28 октября 1993 г., права на которую принадлежат обладателю прав по настоящему изобретению. Такие разнесенные приемники или "грабли" служат для робастных цифровых линий связи, т.к. перед тем, как объединенный сигнал исказится, все тракты должны замирать вместе.

Фиг. 1 показывает примерный набор сигналов, приходящих на базовую станцию от единственного подвижного блока. По вертикальной оси отложена принимаемая мощность в децибелах (дБ). По горизонтальной оси отложена задержка во времени прихода сигнала из-за задержек многолучевого распространения. Ось (не показана), уходящая внутрь страницы, представляет сегменты времени. Каждый сигнальный всплеск в общей плоскости страницы приходит в общее время, но передается подвижным блоком в разное время. В общей плоскости пики справа передавались подвижным блоком в более раннее время, чем пики слева. К примеру, самый левый пиковый всплеск 2 соответствует самому последнему переданному сигналу. Каждый сигнальный всплеск 2-7 приходит по индивидуальному тракту и поэтому имеет отличающуюся временную задержку и отличающийся амплитудный отклик. Шесть различных сигнальных всплесков, представленных всплесками 2-7, представляют среду с сильным многолучевым распространением. Обычная городская среда формирует меньше пригодных для использования трактов. Минимальный уровень шума в системе представлен пиками и впадинами с более низкими уровнями энергии. Задача искателя состоит в идентификации измеряемой по горизонтальной оси задержки сигнальных всплесков 2-7 для присвоения потенциальных элементов демодуляции. Задача элемента демодуляции состоит в демодуляции набора многолучевых пиков для объединения в единственный выходной сигнал. Задача элементов демодуляции, уже присвоенных многолучевому пику, состоит также в отслеживании этого пика, т.к. он может перемещаться во времени.

Горизонтальная ось может также рассматриваться как отградуированная в единицах сдвига ПШ последовательности. В любой данный момент времени базовая станция принимает от единственного подвижного блока ряд сигналов, каждый из которых прошел отличающимся от других трактом и может иметь отличную от других задержку. Сигнал подвижного блока модулирован ПШ последовательностью. Копия ПШ последовательности генерируется также на базовой станции. На базовой станции каждый многолучевой сигнал демодулируется отдельно с кодом ПШ последовательности, настроенным на его синхронизацию. Координаты горизонтальной оси могут рассматриваться как соответствующий сдвиг кода ПШ последовательности, который следует использовать для демодуляции сигнала в этой координате.

Отметим, что каждый из многолучевых пиков изменяется по амплитуде как функция времени, как показано неровным гребнем каждого многолучевого пика. В показанном ограниченном времени в многолучевых пиках нет никаких значительных изменений. На более протяженном временном отрезке многолучевые пики исчезают, и с течением времени появляются новые пики. Пики могут также смещаться к более ранним или более поздним сдвигам, т.к. по мере того, как подвижный блок перемещается в области покрытия базовой станции, трактовые расстояния изменяются. Каждый элемент демодуляции отслеживает эти малые изменения в присвоенном ему сигнале.

В обычной беспроводной телефонной системе связи передатчик подвижного блока может использовать вокодерную систему, которая кодирует речевую информацию в формате с различной скоростью передачи. К примеру, скорость передачи данных может понижаться из-за пауз в речевой активности. Более низкая скорость передачи данных понижает уровень помех другим пользователям, вызываемых передачей с этого подвижного блока. В приемнике или, иначе, связанная с приемником вокодерная система используется для восстановления речевой информации. В дополнение к речевой информации подвижным блоком может передаваться и неречевая информация, - сама по себе или в смеси с речевой.

Вокодер, пригодный для применения в этой среде, рассматривается в совместно поданной патентной заявке США N 07/713661, озаглавленной "Вокодер с изменяемой скоростью передачи", поданной 11 июня 1991 г., права на которую принадлежат обладателю прав по настоящему изобретению. Вокодер вырабатывает из цифровых отсчетов речевой информации кодированные данные с четырьмя различными скоростями передачи, например, приблизительно 8000 бит в секунду (бит/с), 4000 бит/с, 2000 бит/с и 1000 бит/с, на основании речевой активности в течение кадра в 20 мс. Каждый кадр вокодерных данных форматируется заголовочными разрядами как кадры данных со скоростями 9600 бит/с, 4800 бит/с, 2400 бит/с и 1200 бит/с. Кадр данных с наивысшей скоростью, который соответствует кадру со скоростью 9600 бит/с, называется кадром "с полной скоростью"; кадр данных со скоростью 4800 бит/с называется кадром "с половинной скоростью"; кадр данных со скоростью 2400 бит/с называется кадром "со скоростью в одну четвертую"; а кадр со скоростью 1200 бит/с называется кадром "со скоростью в одну восьмую". Ни в процессе кодирования, ни в процессе форматирования кадров информация о скорости не включается в данные. Когда подвижный блок передает данные со скоростью меньше, чем полная скорость, коэффициент заполнения сигнала, передаваемого подвижным блоком, такой же, как и скорость передачи данных. К примеру, на скорости в одну четвертую сигнал передается с подвижного блока только четверть времени. В течение других трех четвертей времени с подвижного блока не передается никаких сигналов. Подвижный блок включает в себя рандомизатор пакетов данных. При данной скорости подлежащего передаче сигнала рандомизатор пакетов данных определяет, в каких временных отрезках подвижный блок ведет передачу, а в каких нет. Дополнительные подробности о рандомизаторе пакетов данных описаны в совместно поданной патентной заявке США 07/846312, озаглавленной "Рандомизатор пакетов данных", поданной 05 марта 1992 г., права на которую принадлежат обладателю прав по настоящему изобретению.

На базовой станции сигнал каждого отдельного подвижного блока должен быть идентифицирован из ансамбля принятых сигналов вызова для демодуляции в исходный сигнал вызова подвижного блока. Система и способ демодуляции сигнала подвижного блока, принимаемого на базовой станции, описаны, например, в патенте N 5102459. Фиг. 2 представляет собой блок-схему описанного в патенте N 5102459 оборудования базовой станции для демодуляции сигнала подвижного блока в обратной линии связи.

Обычная известная базовая станция содержит множество независимых искателей и элементов демодуляции. Искатели и элементы демодуляции управляются микропроцессором. В этом оборудовании для поддержания высокой пропускной способности системы ни один подвижный блок в системе не передает пилот-сигнала. Отказ от пилот-сигнала в обратной линии связи увеличивает время, необходимое для проведения просмотра всех возможных временных сдвигов, на которых может быть принят сигнал подвижного блока. Обычно пилот-сигнал передается с более высокой мощностью, чем сигналы, несущие рабочую нагрузку, благодаря чему повышается отношение сигнал-шум принимаемого пилот-сигнала по сравнению с принимаемыми канальными сигналами с рабочей нагрузкой. В противоположность этому, в идеале, каждый подвижный блок передает сигнал обратной линии связи, который приходит с уровнем сигнала, равным уровню мощности, принятому от каждого другого подвижного блока, и поэтому имеет низкое отношение сигнал-шум. Кроме того, канал пилот-сигнала передает известную последовательность данных. В отсутствие пилот-сигнала в процессе поиска нужно проверить все возможности того, какие могут передаваться данные.

Фиг. 2 показывает пример использованного на известной базовой станции оборудования. Базовая станция на фиг. 2 имеет одну или более антенн 12, принимающих сигналы 14 подвижного блока в обратной линии связи МДКР. Обычно площадь покрытия городской базовой станции поделена на три подобласти, называемых секторами. При двух антеннах на сектор обычная базовая станция имеет в целом шесть приемных антенн. Принимаемые сигналы преобразуются с понижением частоты в полосу частот модулирующих сигналов аналоговым приемником 16, который квантует принятые I и Q каналы и посылает эти цифровые значения по сигнальным линиям 18 на модем 20 канального элемента. Обычная базовая станция содержит множество таких модемов канального элемента, как модем 20 канального элемента (не показаны на фиг. 2). Каждый модем 20 канального элемента обслуживает единственного пользователя. В предпочтительном варианте выполнения модем 20 канального элемента содержит четыре элемента 22 демодуляции и восемь искателей 26. Микропроцессор 34 управляет работой элементов 22 демодуляции и искателей 26. В каждом элементе 22 демодуляции и искателе 26 установлен тот же пользовательский ПШ код, что и в подвижном блоке, присвоенном этому модему 20 канального элемента. Микропроцессор 34 пошагово проводит искатели 26 через набор сдвигов, называемый поисковым окном, который, вероятно, содержит пики многолучевого сигнала, подходящие для присвоения элементов 22 демодуляции. Для каждого сдвига искатель 26 сообщает микропроцессору 34 энергию, найденную им на этом сдвиге. Элементы 22 демодуляции присваиваются затем микропроцессором 34 трактам, идентифицируемым искателем 26. После того, как один из элементов 22 демодуляции синхронизирован сигналом на его присвоенном сдвиге, он затем отслеживает этот тракт самостоятельно, без контроля со стороны микропроцессора 34 до тех пор, пока тракт не уйдет из-за замираний, или до тех пор, пока он не будет присвоен новому тракту микропроцессором 34. Каждый из элементов 22 демодуляции в очень высокой степени аналогичен по конструкции другим. Фиг. 3 представляет элемент 22 демодуляции по фиг. 2 более подробно. На фиг. 3 предлагается, что оцифрованный входной сигнал является сигналом квадратурной фазовой манипуляции (КФМн) с синфазными (I) и квадратурными (Q) сигнальными отсчетами. I и Q сигнальные отсчеты, каждый из которых имеет многоразрядное значение, являются входными сигналами блока 46 прореживания и свертки. Обычно I и Q сигнальные отсчеты имеют избыточную дискретизацию, так что входной сигнал принимается на более высокой скорости передачи данных, чем скорость передачи элементарных ПШ посылок. В блоке 46 прореживания и свертки данные прореживаются из скорости передачи данных с избыточной дискретизацией на скорость передачи элементарных ПШ посылок. Данные затем свертываются блоком 46 прореживания и свертки, использующим ту же самую ПШ последовательность, которая используется для модуляции этого сигнала в подвижном блоке.

Блок 46 прореживания и свертки выдает свернутые I и Q сигнальные составляющие на накопитель 48. Накопитель 48 накапливает свернутые I и Q сигнальные составляющие за период элементарной посылки Уолша для выработки накопленных данных I и Q элементарных посылок. Накопленные данные I и Q элементарных посылок обрабатываются затем быстрым преобразователем Адамара (БПА) (FHT) и селектором 52. Часть БПА и селектора 52, осуществляющая БПА, производит коррелирование накопленных данных I и Q элементарных посылок со всеми возможными последовательностями Уолша. Результат каждой I и Q корреляции используется затем для оценки величины соответствующего символа Уолша. Оценки величины от результатов каждой из I и Q корреляций сравниваются друг с другом. Соответствующий результату I и Q корреляций символ Уолша, который имеет наибольшую величину, отбирается селекторной частью БПА и селектора 52 в качестве демодулированного символа Уолша. Демодулированный символ Уолша представляет собой выходной сигнал вместе с соответствующей оцененной величиной этого символа Уолша.

Из-за различных времен прихода в сигнальных трактах, присвоенных различным элементам демодуляции, элемент 22 демодуляции выполняет также выравнивание символов. Выходной сигнал на объединитель 28 (фиг. 2) должен быть задержан выравнивающим буфером 54 так, чтобы каждый элемент 22 демодуляции выдавал данные, синхронизированные по отношению к другим элементам демодуляции.

Накопитель энергии и обнаружитель синхронизации 44 суммирует серии следующих друг за другом величин символов Уолша. Результирующая сумма является выходным сигналом на микропроцессор 34 (фиг. 2). Результирующая сумма также сравнивается с пороговым значением, чтобы накопитель энергии и обнаружитель синхронизации 44 инициировал состояние с синхронизацией или без нее.

Время прихода сигнального тракта, присвоенного элементу 22 демодуляции, может изменяться из-за перемещения подвижного блока или изменения в окружении подвижного блока. Поэтому элемент 22 демодуляции включает в себя схему временного слежения. Блок 46 прореживания и свертки выдает более ранние и более поздние варианты свернутых I и Q сигнальных составляющих для использования в процессе временного слежения. Накопитель 50 накапливает более ранние и более поздние свернутые I и Q сигнальные составляющие за период элементарной посылки Уолша для выдачи накопленных более ранних и более поздних данных I и Q элементарных посылок. Элемент 40 задержки задерживает выходной сигнал накопителя 50 до тех пор, пока не станут доступными результаты БПА и селектора 52. Отметим, что элемент 40 задержки должен хранить большие блоки данных и требует большой площади кристалла в реализации кристалла интегральной схемы. Генератор 38 более ранней и более поздней метрик умножает затем накопленные более ранние и более поздние данные I и Q элементарных посылок на последовательность Уолша, соответствующую демодулированному символу Уолша, и накапливает результат, чтобы найти величину более раннего и более позднего I и Q символов Уолша. Величина более раннего символа вычитается из величины более позднего символа для получения метрики ошибки. Метрика ошибки является выходным сигналом для блока 36 временного слежения. Блок временного слежения 36 использует метрику ошибки для определения того, происходит ли операция свертки в блоке 46 прореживания и свертки с опережением, с отставанием или вовремя. Микропроцессор 34 отслеживает абсолютное время тракта демодуляции элемента 22 демодуляции.

Возвращаясь к фиг. 2, выходной сигнал БПА и селектора 52 для каждого элемента 22 демодуляции объединяется затем с выходными сигналами других элементов демодуляции объединителем 28. Выходной сигнал объединителя 28 представляет собой демодулированный символ "мягкого решения", оценка которого с уверенностью говорит о том, что он точно идентифицирует исходный переданный символ Уолша. Мягкое решение проходит затем в декодер 29 прямого исправления ошибки для дальнейшей обработки, чтобы восстановить исходный сигнал вызова. Этот сигнал вызова посылается затем по цифровой линии 30 связи, такой как линия T1 или E1, которая направляет вызов к телефонной сети 32 общего пользования (ТСОП) (PSTN).

Как и каждый элемент 22 демодуляции, каждый искатель 26 содержит тракт данных демодуляции с процессором БПА, способным выполнять одно БПА в течение временного периода, равного периоду символа Уолша. БПА процессор подчинен "реальному времени" в том смысле, что в течение каждого интервала элементарной посылки Уолша одно значение вводится в БПА и одно значение выдается из БПА. Для обеспечения быстрого процесса поиска нужно использовать более одного поискового элемента. Поисковые элементы 26 под управлением микропроцессора 34 постоянно осуществляют просмотр в поисках информационного сигнала конкретного подвижного пользователя. Для каждого обрабатываемого сдвига каждый искатель 26 находит энергию корреляции этого сдвига путем свертки антенных отсчетов, накапливания их в элементарных посылках Уолша, которые вводятся в БПА, выполнения БПА и суммирования максимальной энергии выходного сигнала БПА для каждого из символов Уолша, для которого искатель останавливается на сдвиге. Окончательная сумма возвращается микропроцессору 34.

Среда с многолучевым распространением постоянно изменяется по мере того, как подвижный блок и иные отражающие объекты перемещаются по области покрытия базовой станции. Число требующихся элементов д