Способ и устройство для использования фазовой манипуляции уолша в системе связи с расширенным спектром сигналов

Способ и устройство для использования фазовой манипуляции уолша в системе связи с расширенным спектром сигналов

Реферат

 

Способ и устройство для формирования ортогонально кодированных сигналов связи для абонентов системы связи с использованием ортогональных функций для каждого ортогонального канала связи. Символы цифровых данных М-кратно модулированы с помощью по крайней мере двух ортогональных символов модуляции длиной n, которые, как правило, являются функциями Уолша, обычно используемыми в системе связи. Эти символы обеспечиваются селектором символов модуляции, состоящим обычно из одного или нескольких кодовых генераторов, и при этом модуляция такова, что М равно произведению общего числа ортогональных функций и числа, используемого для формирования отдельных символов модуляции. Каждая группа из loq₂M кодированных символов данных из элементов обработки данных преобразуется в один символ модуляции с помощью элемента выбора символа модуляции в соответствии с их двоичными значениями. В некоторых конкретных вариантах осуществления используют устройство быстрого преобразования Адамара для преобразования символов. Получаемые сигналы связи демодулируют путем параллельной корреляции их с предварительно выбранным числом ортогональных функций и демодуляции результатов с получением М значений энергии, представляющих каждый ортогональный символ модуляции. Эти значения энергии преобразуют в данные метрики энергии с помощью процесса формирования двойной максимальной метрики. Корреляцию и демодуляцию можно проводить с помощью по крайней мере двух групп по N корреляторов, N - число используемых функций, и подачи коррелированных сигналов на один демодулятор для каждой группы корреляторов. Каждый демодулятор выдает М значений энергии, представляющих каждый из М взаимно ортогональных символов модуляции, которые затем объединяют в одно множество из М значений энергии. В других конфигурациях можно использовать когерентные демодуляторы для получения значений амплитуды для принятых сигналов, которые затем объединяют с результатами двойной максимальной метрики для получения значений составной метрики для символов данных. Технический результат, достигаемый при реализации заявленной группы изобретений, состоит в увеличении энергии для оценки и отслеживания фазы сигналов связи, а также в сохранении ортогональности между каналами связи с помощью некогерентной модуляции/демодуляции. 6 с. и 38 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.

Изобретение относится к системам связи с многодистанционным доступом, например к радиоинформационным или телефонным системам, и к системам связи с многодистанционным доступом типа использующих спутниковые ретрансляторы. Более конкретно, изобретение относится к способу и устройству для использования множественных ортогональных кодов с целью формирования сигналов связи с расширенным спектром. Изобретение также относится к способу использования манипуляции кодовых последовательностей множественных функций Уолша для модуляции сигналов в системах связи с расширенным спектром сигналов и многодистанционным доступом с кодовым разделением каналов, чтобы обеспечить пользователям системы улучшенные энергетические метрики для некогерентной демодуляции сигналов.

Разработано множество систем связи с многодистанционным доступом для обмена информацией между большим количеством пользователей системы. Способы, используемые в таких системах связи с многодистанционным доступом, включают многодистанционный доступ с временным разделением каналов (МДВРК (TDMA)), многодистанционный доступ с частотным разделением каналов (МДЧРК (FDMA)), и схемы амплитудной модуляции (AM), например с амплитудно-компандированной одной боковой полосой (Американский стандартный код для обмена информацией ASCII), основы которых известны в данной области техники. Однако способы модуляции с расширением спектра, например многодистанционный доступ с кодовым разделением каналов (МДКРК (CDMA)), обеспечивают значительные преимущества над другими схемами модуляции, особенно - в процессе предоставления услуг для большого количества пользователей системы связи. Использование способов МДКРК в системе связи с многодистанционным доступом раскрыто в положениях патента США N 4901307, который выдан 13 февраля 1990 г. под названием "Система связи с многодистанционным доступом и с расширенным спектром сигналов, использующая спутниковые или наземные ретрансляторы" ("Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters"), переуступлен обладателю прав на данное изобретение и упоминается здесь для справок.

В патенте N 4901307 раскрыт способ использования системы связи с многодистанционным доступом, при котором каждый из большого количества, в основном, подвижных или удаленных пользователей системы использует приемопередатчик для связи с другими пользователями системы или желаемыми получателями сигналов, например посредством телефонной сети общего пользования. Приемопередатчики осуществляют связь через спутниковые ретрансляторы и станции сопряжения или наземные базовые станции (также именуемые иногда сотовыми пунктами или ячейками), использующие сигналы связи с расширенным спектром многодистанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКРК). Такие системы позволяют передавать информационные и речевые сигналы связи различных типов между пользователями системы и другими абонентами, подключенными к системе связи. Системы связи, использующие сигналы с расширенным спектром и способы модуляции, например раскрытые в патенте США N 4901307, обеспечивают повышенную пропускную способность пользователей системы по сравнению с другими способами за счет того, что полный спектр частот используется одновременно среди пользователей системы в некоторой области и "повторно используется" много раз в различных областях, обслуживаемых системой. Использование МДКРК приводит к более высокой эффективности применения некоторого заданного спектра частот, чем та, которая достигается при использовании других способов многодистанционного доступа. Кроме того, использование способов широкополосного МДКРК позволяет проще решать такие проблемы, как замирание, обусловленное многолучевым распространением, особенно для наземных ретрансляторов. Способы псевдошумовой (ПШ (PN)) модуляции, используемые при обработке широкополосных сигналов МДКРК, обеспечивают относительно большой коэффициент усиления сигналов, которое позволяет быстрее различать спектрально сходные каналы или сигналы связи. Это позволяет проще дискриминировать сигналы, следующие по различным каналам распространения, при условии, что любая разница в длине тракта вызывает относительные задержки распространения сверхдлительности элемента ПШ сигнала, т.е. инверсию ширины полосы. Если используется частота передачи элемента ПШ сигнала, скажем, 1 МГц, то можно использовать коэффициент усиления при обработке полного расширенного спектра, равный отношению ширины полосы распространения к скорости передачи данных в системе, для дискриминации каналов сигнала более чем на одну микросекунду по задержке в канале или во времени прибытия. Эта разница соответствует разнице в длине канала примерно 1000 футов (304,8 м). Обычные городские условия обеспечивают задержки в канале свыше одной микросекунды, а в некоторых зонах - задержку до 10-20 мкс.

Способность осуществлять дискриминацию между сигналами многих трактов значительно уменьшает интенсивность многоканального замирания, хотя обычно и не исключает его полностью, потому что возможны каналы с разностью задержек меньше периода элемента ПШ сигнала. Существование каналов с малой задержкой чаще встречается конкретно в спутниковых ретрансляторах или направленных линиях связи, где многоканальные отражения от зданий и других наземных поверхностей значительно уменьшаются. Следовательно, желательно обеспечить некоторую форму разнесения сигналов в качестве одного из подходов к уменьшению вредного влияния замирания и дополнительных проблем, связанных с относительным движением пользователя или ретранслятора.

Вообще говоря, в системах связи с сигналами с расширенным спектром получают или используют три типа разнесения временное, частотное и пространственное разнесение. Временное разнесение получают с помощью повторения данных, перемежения во времени данных или компонентов сигнала и кодирования ошибок. Форма частотного разнесения обязательно обеспечивается МДКРК, при котором энергия сигнала распределяется по большой ширине полосы. Поэтому избирательное частотное замирание оказывает негативное влияние лишь на небольшую часть ширины полосы сигналов МДКРК.

Пространственное разнесение или разнесение каналов получают путем обеспечения многочисленных каналов сигналов посредством одновременных связей с подвижным пользователем через одну или несколько базовых станций в случае систем ретрансляторов наземного базирования, и посредством одного или нескольких радиолучей спутника или отдельных спутников - в случае систем ретрансляторов космического базирования. То есть, в условиях спутниковой связи или для находящихся в помещениях систем радиосвязи можно получить разнесение каналов путем преднамеренной передачи или приема с помощью многих антенн. Кроме того, разнесение каналов можно получить путем использования естественных условий многоканальности посредством разрешения приема и обработки сигнала, поступающего по различным каналам, каждый из которых имеет разную задержку при распространении, раздельно для каждого канала.

Если имеются два или более каналов приема сигналов с достаточной разностью задержек, скажем, более одной микросекунды, можно использовать два или более приемников для раздельного приема этих сигналов. Поскольку эти сигналы обычно обладают независимым замиранием и другими характеристиками распространения, эти сигналы можно раздельно обрабатывать с помощью приемников, а выходные сигналы, объединенные с помощью объединителя разнесения с целью получения окончательной выходной информации или данных и решения проблем, которые имели бы место в противном случае, присутствуют в одном канале. Следовательно, потеря работоспособности происходит только тогда, когда сигналы, поступающие на оба приемника, несут замирание или помеху одинаковым образом и в одно и то же время. Чтобы использовать существование многоканальных сигналов, необходимо использовать форму сигналов, которая позволяет осуществлять операции объединения сигналов разнесения каналов.

Примеры использования разнесения каналов в системах связи с многодистанционным доступом приведены в патенте США N 5101501 под названием "Мягкая передача связи в сотовой телефонной системе с МДКРК" ("Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System"), выданном 31 марта 1992, и в патенте США N 5109390 под названием "Приемник с разнесением каналов в сотовой телефонной системе с МДКРК" ("Diversity Receiver in a CDMA Cellular Telephone System"), выданном 28 апреля 1992 г., которые оба переуступлены обладателю прав на данное изобретение и упоминаются здесь для справок.

В способах МДКРК, раскрытых в патенте США N 4901307, рассматривается использование когерентной модуляции и демодуляции для обоих направлений связи или линий связи в процессе связи между пользователем и спутником. В системах связи, использующих этот подход, используют пилот-сигнал несущей в качестве опорного сигнала когерентной фазы для линий связи "станция сопряжения-пользователь" или "спутник - пользователь" и "базовая станция-пользователь". Фазовая информация, полученная в результате отслеживания пилот-сигнала на частоте несущей, затем используется в качестве опорного сигнала фазы несущей для когерентной демодуляции сигналов другой системы или информационных сигналов абонента. Этот способ позволяет объединить несущие сигналов многих пользователей в общий пилот-сигнал в качестве опорного сигнала фазы, обеспечивая менее дорогой и более эффективный механизм слежения. В системах спутниковых ретрансляторов обратная линия связи обычно не требует наличия пилот-сигнала опорного сигнала фазы для приемников станций сопряжения. В условиях наземных радио- или сотовых систем жесткость многоканального замирания и возникающий в результате этого разрыв фазы канала связи, как правило, препятствуют использованию способов когерентной демодуляции для линии связи "пользователь - базовая станция", при этом пилот-сигнал обычно не используется. Однако настоящее изобретение позволяет использовать, при желании, как способы некогерентной модуляции, так и способы некогерентной демодуляции.

Хотя преимущественно применяются ретрансляторы и базовые станции наземного базирования, в будущих системах большее внимание будет уделено ретрансляторам спутникового базирования ввиду более широкого географического охвата, необходимого для того, чтобы достичь большего числа "удаленных" пользователей и добиться действительно "глобальных" услуг связи. К сожалению, в условиях спутников некоторые факторы иногда оказывают негативное влияние на полезность способов обычного разнесения сигналов и отслеживания частоты и фазы.

Спутниковые ретрансляторы работают в условиях серьезного ограничения мощности питания. То есть имеется некоторая разумная величина мощности, которой управляет спутник и к которой системы связи имеют практический доступ. Это, помимо всего прочего, основано на таких факторах, как размеры спутника и механизмы сохранения энергии. Весьма желательно уменьшить величину мощности, потребляемой или используемой системой связи для чего бы то ни было, кроме фактической передачи данных для пользователя или абонента системы.

Может быть и так, что система обслуживает относительно малое количество реальных пользователей в любой момент времени, хорошо работая с низкой пропускной способностью. Это обстоятельство может привести к появлению пилот-сигнала, который учитывает более пятидесяти процентов мощности, потребляемой спутниковой частью системы связи, что проявляется в потенциально неприемлемой неэффективности при использовании мощности для спутниковых ретрансляторов. В этой последней ситуации пилот-сигнал становится слишком "дорогим" в обслуживании, и операторы системы на самом деле могли бы для компенсации уменьшить мощность пилот-сигнала.

Однако безотносительно причины проведения, уменьшение мощности пилот-сигналов уменьшает способность изначально захватывать пилот-сигнал с высокой скоростью и обеспечивать очень точное отслеживание фазы несущей пилот-сигнала. Это особенно справедливо в спутниковых системах, где доплеровские и иные эффекты увеличивают трудность точного отслеживания несущей пилот-сигнала по сравнению с системами ретрансляторов наземного базирования. Легко заметить, что если мощность недостаточно велика или если доплеровские или иные эффекты являются достаточно значимыми факторами, пользователи системы могут оказаться не в состоянии надежно получать желаемый уровень слежения за пилот-сигналом и должны использовать схему некогерентной демодуляции. То есть, энергия, выделяемая пилот-сигналу, недостаточна для того, чтобы точно оценить, до некоторого заданного уровня, фазу сигналов для когерентной модуляции или поддержать слежение. В то же время, энергия пилот-сигнала, полученная на земной поверхности, может быть низкой вблизи краев нескольких пятен спутниковых лучей ввиду формы сигналов антенны и т.п.

Поэтому желательно разработать способ захвата или демодуляции сигнала связи с расширенным спектром с помощью способов некогерентной демодуляции. При таких способах желательной является эффективная работа для пользователей или абонентов системы при наличии уменьшенной энергии пилот-сигнала. Это должно иметь место даже тогда, когда энергия пилот-сигнала уменьшилась - либо из-за конструкции, либо из-за эффектов распространения - до такого низкого уровня энергии, что является необнаружимой для практических целей. В то же время, этот способ не должен препятствовать эффективному использованию информации пилот-сигнала при ее наличии и должен быть хорошо совместимым с другим пилот-сигналом и протоколами систем связи с МДКРК.

Ввиду вышеизложенных и других проблем, обнаруженных в области техники, относящейся к демодуляции пилот-сигналов и сигналов каналов в системах связи с многодистанционным доступом, одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы увеличить энергию, которую абоненты системы могут использовать для оценки и отслеживания фазы сигналов связи.

Одно из преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что оно улучшает прием и в то же время совместимо с другими схемами модуляции.

Еще одно преимущество изобретения состоит в том, что оно поддерживает и разнесение, и передачу сигналов с мягкой передачей связи между двумя линиями связи, на одной из которых используется некогерентная модуляция, а на другой - когерентная модуляция.

Вторая цель изобретения заключается в том, чтобы разработать способ модуляции, который сохраняет ортогональность между каналами связи с помощью некогерентной модуляции/демодуляции. Эти и другие цели, задачи и преимущества реализованы в способе и устройстве для формирования ортогонально кодированных сигналов для абонентов системы с помощью множественных ортогональных функций или кодовых последовательностей для каждого получателя сигналов или ортогонального канала связи. Символы цифровых данных, передаваемых предписанным пользователям или абонентским узлам по прямой линии связи в системе связи с сигналами с расширенным спектром, М-кратно модулированы с использованием по крайней мере двух символов ортогональной модуляции длиной n, которые, как правило, содержат каждый одну или несколько функций Уолша. Зависимость между используемыми ортогональными функциями и M-кратным уровнем осуществляемой модуляции такова, что М равно произведению общего числа ортогональных функций, используемых при формировании символов модуляции, и числа функций, используемых для формирования каждого отдельного сигнала. Другими словами, равно произведению общего числа используемых функций и коэффициента (L), равного числу раз, в которое каждый символ модуляции превышает длину n каждой функции. Как правило, число функций и коэффициент выбирают так, чтобы М было меньше 64. Функции, используемые для формирования символов модуляции, представляют собой функции, обычно предназначаемые для системы связи или используемые в ней.

При таком подходе можно использовать 2 ортогональные функции длиной n для формирования двух символов модуляции длиной n и получения 2-кратной модуляции, хотя те же ортогональные функции можно использовать и для формирования четырех символов модуляции длиной n, которые используются для получения 4-кратной модуляции. В еще одном аспекте изобретения используют 4 ортогональные функции длиной n для формирования шестнадцати символов модуляции длиной 4n, которые используются для получения 16-кратной модуляции (М = 4 (функции] x 4 [n] = 16).

Модуляцию осуществляют путем преобразования символов кодированных и перемежающихся данных в символы модуляции или кодовые последовательности в соответствии с двоичными значениями модулируемых символов данных. Каждая группа из log₂M символов данных используется для формирования или выбора соответствующих выходных символов М-кратной модуляции. Следовательно, когда L = 1 и число используемых ортогональных функций длиной n = 2, М = 2 и каждый (один) символ кодированных данных преобразуется в один из двух символов модуляции длиной n. Обычно это делают путем выбора одного символа модуляции для двоичного входного значения "0", а другого - для "1". В других конкретных вариантах, когда L = 2 и число используемых функций равно 2, М = 4 и каждые два символа кодированных данных преобразуются в четыре символа модуляции длиной 2n. Аналогично, когда L = 4 и число используемых функций равно 4, М = 16 и каждые четыре символа кодированных данных преобразуются в шестнадцать символов модуляции.

Как правило, символы модуляции создают путем формирования сначала ортогональных кодов длиной n, например функций Уолша, в ряду из N генераторов кодов. Значение N равное по крайней мере log₂М при минимуме, равном двум, тогда как М обычно меньше 64. Средство или устройство выбора символов модуляции принимает или формирует ортогональные коды и выдает желаемые символы модуляции либо используя кодовые последовательности, как в случае 2-кратной модуляции более низкого порядка, либо посредством объединения L отдельных кодовых последовательностей и их инверсии для создания, при желании, более длинных символов модуляции длиной Ln. Генераторы кодов могут иметь конфигурацию, позволяющую также выдавать инвертированные последовательности, или можно использовать дополнительные генераторы кодов для выполнения этой функции. В качестве альтернативы, средство выбора может инвертировать каждую выбранную последовательность, при желании, чтобы выдавать последовательности, используемые при формировании символов модуляции длиной Ln. В случае модуляции более высокого порядка каждый символ модуляции длиной Ln содержит либо L кодовых последовательностей, либо L/2 последовательностей и L/2 инверсий одной и той же последовательности или функции. Инвертированные функции располагают в общей последовательности символов модуляции так, что поддерживается ортогональность между другими последовательностями, использующими эту функцию.

Выходной сигнал символа модуляции для передачи формируется в ответ на двоичное значение кодовых символов входных данных. Средство выбора реагирует на двоичное значение каждой группы из log₂M символов данных и выдает подходящий символ модуляции в качестве выходного сигнала.

В одном конкретном варианте осуществления изобретения, по крайней мере, один (а в основном - два) генератор используется для выдачи первой и второй ортогональных функций длиной n. Селектор или средство выбора подключено для приема символов данных пользователя и первой и второй функций, и реагирует на двоичные значения символов данных путем выдачи первой ортогональной функции, когда символы данных имеют одно значение, и второй ортогональной функции, когда символы данных имеют второе значение. В альтернативном варианте с использованием модуляции более высокого уровня селектор реагирует путем выдачи первой, второй, третьей и четвертой кодовых последовательностей длиной 2n, используя первую ортогональную функцию дважды, когда пара поступающих символов данных имеют первое значение, используя первую ортогональную функцию и ее инверсию, когда пара символов данных имеют второе значение, используя вторую ортогональную функцию дважды, когда пара символов данных имеют третье значение, и используя вторую ортогональную функцию и ее инверсию, когда пара символов данных имеют четвертое значение. В еще одном конкретном варианте осуществления, по крайней мере, один, а в основном - четыре генератора ортогональных функций используются для выдачи первой, второй, третьей и четвертой ортогональных функций длиной n. Селектор принимает символы данных пользователя и четыре функции и реагирует на двоичные значения символов данных путем выдачи четырех последовательностей, в которых первая, вторая, третья и четвертая функции повторяются четыре раза, соответственно, каждая - в ответ на одно из четырех значений символов данных. Кроме того, селектор выдает три множества последовательностей, каждую - в ответ на одно из двенадцати значений символов данных, причем первая, вторая, третья и четвертая функции повторяются два раза, соответственно, и сопровождаются двумя инверсиями повторяемых функций, с относительным положением инверсий в каждой последовательности в каждом из указанных множеств, сдвинутым от инверсий в других последовательностях, чтобы поддержать существенную ортогональность.

В еще одном конкретном варианте осуществления используют механизм быстрого преобразования Адамара в процессе модуляции для передатчика станции сопряжения или базовой станции. Символы данных вводят в устройство быстрого преобразования Адамара, где они преобразуются в желаемые символы модуляции. Преобразованный выходной сигнал преобразуется в поток последовательных данных, и полосовой сигнал фильтруется для удаления нежелательных частотных составляющих, а затем подвергается обычной обработке аналоговых сигналов для передачи.

Сигналы связи демодулируют принимаемыми сигналами связи с расширенным спектром, имеющими общую частоту несущей, которые модулируются с использованием М взаимно ортогональных символов модуляции длиной Ln, состоящих из заранее заданного числа ортогональных функций длиной n, где М есть произведение L и предварительно выбранного числа. Затем сигналы параллельно коррелируют с заранее выбранным числом ортогональных функций длиной n и демодулируют с получением М значений энергии, отображающих каждый из М взаимно ортогональных символов модуляции, соответственно. Затем эти значения энергии преобразуются в данные метрики энергии с помощью процесса формирования двойной максимальной метрики.

Операции корреляции и демодуляции можно выполнять путем введения сигналов, по крайней мере, в две группы по N корреляторов, где N есть число используемых функций, а затем подают коррелированные сигналы на соответствующие демодуляторы для каждой группы корреляторов. Сигналы демодулируют с получением М значений энергии в каждом демодуляторе, представляющих каждый из М взаимно ортогональных символов модуляции. Полученные М значений энергии из каждого демодулятора объединяют в одно множество из М значений энергии с помощью объединителя энергии.

В других аспектах изобретения сигналы связи также вводят, по крайней мере, в один когерентный демодулятор и демодулируют для получения, по крайней мере, одного значения амплитуды. Получаемые значения амплитуды из каждого когерентного демодулятора объединяют в одно значение амплитуды в объединителе амплитуды, а затем объединяют с выходным сигналом процесса формирования двойной максимальной метрики с получением значений составной метрики для символов данных в объединителе энергии.

Изобретение, как правило, находит применение в радиотелефонной/информационной системе связи, в которой удаленные пользователи находятся во множестве ячеек и принимают сигналы, по крайней мере, от одной станции сопряжения с помощью сигналов связи с расширенным спектром многодистанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКРК). Модулированные сигналы связи передаются от станции сопряжения к пользователям с помощью, по крайней мере, одного ретранслятора спутникового базирования. Отличительные признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеследующего подробного описания, приводимого совместно с чертежами, на которых одинаковые цифровые позиции везде обозначают одинаковые элементы, причем: на фиг. 1 показано схематическое изображение возможной системы радиосвязи с МДКРК, на фиг. 2 показана блок-схема возможного устройства демодуляции/модуляции и передачи станции сопряжения для системы радиосвязи с МДКРК, на фиг. 3 показан возможный модулятор сигналов для подготовки и модуляции данных, предназначенный для абонентского узла и используемый в устройстве, показанном на фиг. 2; на фиг. 4 показан модулятор, использующий 2-кратную модуляцию в соответствии с принципами настоящего изобретения: на фиг. 5 показан модулятор, использующий 4-кратную модуляцию в соответствии с принципами настоящего изобретения; на фиг. 6 показан модулятор, использующий 16-кратную модуляцию в соответствии с принципами настоящего изобретения; на фиг. 7 показана блок-схема одноканального приемника, осуществляющего некогерентную демодуляцию в соответствии с принципами настоящего изобретения; на фиг. 8 показана блок-схема многоканального приемника, осуществляющего некогерентную демодуляцию; на фиг. 9 показана блок-схема многоканального приемника, осуществляющего как когерентную, так и некогерентную демодуляцию.

Настоящее изобретение обеспечивает абонентам системы связи с многодистанционным доступом и расширенным спектром сигналов возможность синхронизации с фазой сигналов несущей и слежения за частотой и кодированными группами данных. Применяется новый способ модуляции, который делает более эффективным использование энергии сигналов путем использования множественных ортогональных кодов для кодирования символьных данных при формировании сигнала канала пользователя. Этот подход к модуляции обеспечивает получение более эффективной энергии на символ для каждого абонента, используемой при составлении метрик энергии символов. Эта дополнительная энергия обеспечивает более точное слежение при отсутствии пилот-сигналов. Этот подход также обеспечивает использование, и способа когерентной, и способа некогерентной демодуляции сигналов. Соответствующая демодуляция в присутствии очень слабого пилот-сигнала или при его отсутствии компенсирует некоторые проблемы, которые присутствуют во многих системах связи спутникового базирования и других системах связи с расширенным спектром сигналов.

В типовой системе связи с МДКРК, например - в радиоинформационной или телефонной системе, базовые станции в пределах предварительно определенных географических областей или ячеек используют каждая по несколько блоков модуляторов-демодуляторов или модемов для сигналов с расширенным спектром с целью обработки сигналов связи для пользователей системы. Каждый модем для сигналов с расширенным спектром, в основном, использует модулятор для передачи цифровых сигналов с расширенным спектром, по крайней мере, один приемник цифровых данных с расширенным спектром и по крайней мере один поисковый приемник. Во время типовых операций каждому удаленному или подвижному пользователю или абонентскому узлу, при необходимости, предназначается модем на базовой станции для согласования передачи сигналов связи с предписанным абонентом. Если модем использует несколько приемников, то один модем согласует обработку разнесения, в противном случае можно использовать совокупность нескольких модемов. В случае систем связи, использующих спутниковые ретрансляторы, эти модемы как правило, размещены на базовых станциях, называемых станциями сопряжения или концентраторами, которые связываются с пользователями путем передачи сигналов через спутники. Возможны и другие сопутствующие центры управления, которые связываются со спутниками или станциями сопряжения для поддержания широкомасштабного управления нагрузкой системы и синхронизации сигналов.

Возможная система радиосвязи, построенная и работающая в соответствии с принципами настоящего изобретения, показана на фиг. 1. В системе связи 10, показанной на фиг. 1, используются способы модуляции расширенного спектра при связи между удаленными или подвижными абонентскими узлами системы связи, имеющими информационные радиотерминалы, и базовыми станциями системы. В крупных городских районах можно использовать множество таких базовых станций для предоставления услуг подвижным пользователям в телефонных системах сотового типа. В системе связи обычно используют меньшее число спутниковых ретрансляторов для обслуживания большего числа пользователей в пересчете на ретранслятор, но распределенного по более крупным географическим областям.

Как видно на фиг. 1, система связи 10 использует сеть 12 управления системой и коммутации, называемую также коммутационной телефонной станцией для подвижных объектов (КТСПО (MTSO)), которая обычно включает в себя схемы сопряжения и обработки для обеспечения широкомасштабного управления системой для базовых станций и станций сопряжения. Устройство управления 12 также управляет направлением телефонных вызовов из телефонной сети общего пользования (ТСОП (PSTN)) в соответствующую базовую станцию или станцию сопряжения для передачи в требуемый или предписанный абонентский узел, а также для направления вызовов, принятых от абонентских узлов, через одну или несколько базовых станций в ТСОП. Устройство управления 12, в основном, размещает абонентские узлы в сообщении друг с другом путем соединения вызовов между пользователями через подходящие базовые станции и ТСОП, поскольку абонентские узлы в большинстве систем связи обычно не приспособлены для связи непосредственно друг с другом из-за соображений эффективности и стоимости. Линию связи, которая подключает устройство управления 12 к различным базовым станциям системы, можно установить с помощью различных известных способов, включая, но не ограничиваясь, закрепленные телефонные линии, волоконно-оптические линии связи или микроволновые или закрепленные линии спутниковой связи.

В части системы связи, показанной на фиг. 1, изображены две возможные базовые станции 14 и 16 для связи через наземный ретранслятор вместе с двумя спутниковыми ретрансляторами 18 и 20 и двумя связанными с ними станциями сопряжения или концентраторами 22 и 24. Эти элементы системы используют для осуществления связи с двумя возможными удаленными абонентскими узлам 26 и 28, каждый из которых имеет устройство радиосвязи, например, но не обязательно, сотовый телефон. Хотя эти абонентские узлы рассматриваются как подвижные, понятно, что положения изобретения применимы и к неподвижным абонентским узлам там, где желательно беспроводное обслуживание. Этот последний тип обслуживания уместен, в частности при использовании спутниковых ретрансляторов для установления линий связи с многими отдаленными районами мира.

Термины "лучи" ("пятна") и "ячейки" или "секторы" везде употребляются взаимозаменяемо, поскольку их таким образом употребляют в данной области техники, а обслуживаемые географические области аналогичны по природе, различаясь по физическим характеристикам типа используемой платформы ретранслятора и ее местоположения. Тем не менее, некоторые характеристики каналов передачи и задержек по частоте и повторного использования каналов различаются между этими платформами. Ячейка определяется эффективным "достижением" сигналов базовых станций, тогда как луч - это "пятно", покрытое проецируемыми на земную поверхность сигналами спутниковой связи. Кроме того, секторы, как правило, охватывают разные географические области в пределах ячейки, тогда как спутниковые лучи на различных частотах, иногда называемые сигналами МДЧРК, могут охватывать общую географическую область.

Термины "базовая станция" и "станция сопряжения" также иногда употребляются взаимозаменяемо, при этом под станциями сопряжения в данной области техники иногда понимаются базовые станции, которые направляют связь через спутниковые ретрансляторы и имеют более "домоправительные задачи", со связанным с ними оборудованием, для осуществления поддержки таких линий связи через движущиеся ретрансляторы, тогда как базовые станции используют наземные антенны для направления связи в окружающей географической области. Центральные центры управления также будут, как правило, иметь больше функции, выполняемые во взаимодействии со станциями сопряжения и движущимися спутниками.

Для этого примера предполагается, что каждая из базовых станций 14 и 16 обеспечивает услуги по отдельным географическим областям или "ячейкам", обслуживаемым характеристиками направленности их соответствующих антенн, тогда как лучи от спутников 18 и 20 направлены так, что охватывают другие соответствующие географические области. Тем не менее, легко понять, что зоны охвата лучами или обслуживания спутников и диаграмм направленности антенн для наземных ретрансляторов могут перекрываться полностью или частично в данной области, в зависимости от конструкции системы связи и типа предлагаемого обслуживания. Поэтому в разные моменты процесса связи можно осуществлять передачи связи, как обсуждается ниже, между базовыми станциями или станциями сопряжения, обслуживающими различные области или ячейки, и можно также добиться разнесения между любыми из этих областей или устройств связи.

Коэффициент усиления сигналов, обеспечиваемый способами МДКРК-модуляции, позволяет использовать схему "мягкой" передачи связи