Использование ортогональных сигналов для обеспечения совместного использования множеством передатчиков канала мультиплексной передачи с кодовым разделением

Использование ортогональных сигналов для обеспечения совместного использования множеством передатчиков канала мультиплексной передачи с кодовым разделением

Реферат

 

Изобретение относится к системам связи с расширенным спектром, обеспечивающим возможность множеству передатчиков совместно использовать один канал с мультиплексной передачей с кодовым разделением (МПКР) или канал с множественным доступом с кодовым разделением (МДКР) путем использования в этих каналах ортогональных передаваемых сигналов. Генерируется множество ортогональных кодов каналов W_i(t), причем каждому передатчику предварительно заданным способом выделяются ортогональные коды каналов и полиномы псевдошумового кода. Передатчики формируют для каждого информационного сигнала канал с использованием ортогонального кода W_i(t) и производят расширение спектра каждого информационного сигнала с использованием псевдошумового кода расширения спектра. Каждый передатчик использует одни и те же псевдошумовые коды расширения спектра и временные смещения. Ни один код канала не назначается более чем одному передатчику, когда эти передатчики совместно используют канал с МПКР. Сигналы с расширенным спектром суммируются в каждом передатчике в виде одного составного сигнала перед их передачей. Смещения предварительно корректируются по времени для их временного выравнивания в приемных устройствах. Частоты сигналов также предварительно корректируются для их частотного выравнивания в приемных устройствах. 5 с. и 25 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к системам связи с расширенным спектром и, в частности, к системам, обеспечивающим множеству передатчиков возможности совместно использовать канал мультиплексной передачи с кодовым разделением (МПКР) или канал множественного доступа с кодовым разделением (МДКР), в качестве совместно используемого ресурса в таких системах.

В системах мультиплексной передачи с кодовым разделением (МПКР) сигналы, предназначенные для одного или нескольких получателей, передаются от одной станции с использованием одной полосы частот, или канала МПКР, путем соответствующего распределения кодов для создания кодовых каналов. К таким системам относятся, например, пейджинговые системы связи, системы широковещательной передачи сообщений или информации и системы позиционирования или определения местоположения, в которых информация передается различным целевым получателям. В некоторых системах МПКР, например, в системах связи с расширенным спектром множественного доступа с кодовым разделением (МДКР), кодовые каналы формируют путем выделения ортогональных кодов, например, кодов Уолша, или кодов расширенного спектра с низкой корреляцией, для каждого пользователя системы.

Целый ряд коммуникационных систем и технологий множественного доступа были разработаны для передачи информации среди большого числа пользователей системы. Однако технология модуляции сигналов с расширением спектра, используемая в системах МДКР, обеспечивает значительные преимущества по сравнению с другими схемами модуляции, особенно когда возникает необходимость в предоставлении коммуникационных услуг для большого числа пользователей системы связи. Такие технологии описаны в патенте США 4901307 от 13 февраля 1990 г. на "Систему связи с расширенным спектром множественного доступа с использованием спутниковых или наземных ретрансляторов" и в заявке на патент США 08/368570 на "Способ и устройство для использования полного спектра передаваемой мощности в системах связи с расширенным спектром для отслеживания фазы, времени и энергии сигнала каждого пользователя". Оба этих документа назначаются правопреемниками настоящего изобретения и присоединяются к нему по ссылке.

В указанных патентах приведено описание систем связи множественного доступа, в которых каждый из множества в основном мобильных или удаленных системных пользователей использует, по меньшей мере, один передатчик для связи с другими пользователями системы или пользователями других систем связи, соединенных с данной системой, таких, как телефонная коммутируемая сеть общего пользования (ТКСОП). Передающие устройства связываются друг с другом через шлюзы и спутники или наземные базовые станции.

Базовые станции перекрывают ячейки, а спутники имеют зоны обслуживания на поверхности Земли. В такой системе увеличение пропускной способности может быть достигнуто путем разделения на секторы или разбиения перекрываемых географических зон. Ячейки могут быть разделены на сектора путем использования направленных антенн на базовых станциях. Подобным образом зона приема, которую обслуживают спутники, может быть географически разделена посредством использования узконаправленных лучей. Для этого могут быть использованы специальные спутниковые антенные системы, формирующие такие лучи. Такая технология разделения обслуживаемых регионов на сектора служит для разделения доступа к абонентам путем применения относительной направленности антенн или мультиплексирования с пространственным разделением доступа. Кроме того, за счет обеспечения необходимой для связи ширины полосы частот каждому из этих отдельных районов, либо секторам или лучам могут быть назначены каналы МДКР за счет уплотнения с разделением по частоте. В спутниковых системах каждый канал МДКР называется "сублучом", так как таких каналов может быть несколько на один луч.

В стандартных системах связи с расширенным спектром одна или более заранее выбранных псевдошумовых (ПШ) кодовых последовательностей используется для модуляции или расширения спектра пользовательского информационного сигнала в пределах заранее определенной полосы спектра этого сигнала до выполнения модуляции с переносом на несущую для формирования на выходе сигнала, передаваемого по каналу связи. Такой метод ПШ-расширения спектра сигнала, хорошо известный в технике связи, позволяет получить передаваемый сигнал с полосой частот, большей, чем у обычного сигнала передачи данных. В базовых станциях или линиях связи "шлюз-конечный пользователь", ПШ-коды расширения спектра или двоичные последовательности используются для различения сигналов передаваемыми различными базовыми станциями, сигналов в различных лучах, а также различения сигналов, вызванных многолучевым распространением. Такие кодовые последовательности обычно совместно используются всеми коммуникационными сигналами в пределах конкретной ячейки или сублуча.

В стандартной системе связи с расширенным спектром режима МДКР коды каналов используются для распознавания различных пользователей в пределах ячейки или для распознавания сигналов пользователей, передаваемых в спутниковом сублуче по прямой линии (то есть, от базовой станции или шлюза до пользовательского приемопередатчика). Это означает, что каждый пользовательский приемопередатчик имеет свой собственный оротогональный канал, выделенный ему в прямой линии связи путем использования уникального оротогонального кода канала. Для создания таких кодов каналов обычно используются функции Уолша. В таком случае стандартная длина кода для прямой линии связи составляет порядка 64 элементарных посылок для наземных систем и 128 элементарных посылок для спутниковых систем.

В основном спутниковые системы МДКР производят распределение своих системных ресурсов на несколько шлюзов. Простейшая схема распределения основывается на разделении ресурсов по всем каналам МДКР или сублучам. Система выделяет сублучи отдельных спутников отдельным шлюзам для конкретно определенных интервалов времени. Однако, если имеется гораздо больше шлюзов, чем доступных сублучей, то распределение МДКР-каналов становится потенциально неэффективным при использовании системных ресурсов. В таких ситуациях более предпочтительным является использование разделения сублуча между шлюзами. Это приводит к увеличению разрешения системных ресурсов, доступных для распределения.

Следовательно, в случае наличия большого числа шлюзов желательно разделять один МДКР-канал или сублуч между шлюзами в качестве совместно используемого системного ресурса. Однако, как известно, разделение МДКР или МПКР-канала между множеством передатчиков приводит к созданию взаимных помех между передаваемыми сигналами в приемниках. Специалистам, работающим в области техники кодирования и связи, ясно, что это справедливо и для наземных (например, сотовых) систем связи, чаще использующих базовые станции, чем шлюзы, а также к некоторым типам информационных широковещательных систем или систем передачи сообщений.

Таким образом, существует необходимость в способе для предоставления возможности множеству передатчиков (например, шлюзам, базовым станциям) совместно использовать один и тот же канал МПКР без возникновения взаимных помех.

Данное изобретение относится к системе и способу для обеспечения возможности множеству передатчиков совместно использовать один и тот же МПКР или МДКР канал за счет применения ортогональных сигналов. Заявители основываются на том, что в отличие от традиционных подходов, множество передатчиков абонентов могут совместно использовать один и тот же МПКР-канал посредством использования ортогональных сигналов, когда в соответствии с данным изобретением определенные аспекты работы передатчика ограничиваются. Кроме того, в соответствии с традиционными подходами, отсутствует возможность и управления фазой несущих сигналов от множества передатчиков для выравнивания сдвигов фаз сигналов, принимаемых одним или каждым из нескольких мобильных приемников. Заявителями было обнаружено, что при использовании методологии, соответствующей изобретению, определенные рабочие параметры передаваемого сигнала, типа относительной фазы несущей, не должны управляться или регулироваться в течение интересующего периода передачи сигнала. Используя управление соответствующими функциональными характеристиками передатчика в соответствии с данным изобретением, становится практически возможным совместно использовать МПКР-канал множеством передатчиков.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, представленным в изобретении, каждый передатчик совместно использует один и тот же МДКР-канал путем выделения ему части из заранее определенного множества кодов Уолша, которая используется в дальнейшем для формирования каналов для информационных сигналов пользователя. Все передатчики, совместно использующие ресурс системы, расширяют по спектру пользовательские сигналы в каналах путем использования одинакового псевдошумового (ПШ) кода расширения спектра и смещения. Передатчики могут затем совместно использовать одну полосу частот (МПКР или МДКР-канала) без создания взаимных помех с учетом следующих ограничений для передатчиков: каждый передатчик использует тот же самый ПШ-код расширения спектра или две квадратурные ПШ-кодовые последовательности и временные смещения; временные смещения предварительно корректируются для обеспечения временного выравнивания в приемнике; частоты сигналов предварительно корректируются для обеспечения частотного выравнивания в приемнике; и ни один ортогональный код канала не назначается более чем одному передатчику в данный момент времени.

Одной из задач в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения является предоставление множеству передатчиков возможности совместно использовать один и тот же МДКР-канал без создания взаимных помех.

Данное изобретение позволяет также множеству передатчиков совместно использовать один и тот же МПКР-канал без создания взаимных помех.

Преимуществом данного изобретения является увеличение отношения сигнал/шум для определенных сигналов и систем связи.

Другим преимуществом данного изобретения является улучшенная возможность отслеживания временных и фазовых характеристик сигналов.

Еще одним преимуществом данного изобретения является улучшенная возможность отслеживания частоты сигнала.

И, наконец, еще одним преимуществом данного изобретения является улучшенная возможность захвата сигнала при его обнаружении.

Другой задачей данного изобретения является обеспечение возможности использования множества пилот-сигналов для отслеживания частоты. Так как каждому передатчику, совместно использующему МДКР-канал, в соответствии с данным изобретением, предоставляется пилот-сигнал, то множество пилот-сигналов становятся доступными в приемнике для использования при отслеживании частоты. Одним из преимуществ использования множества пилот-сигналов для определения частоты заключается в том, что при этом обеспечивается более быстрый захват сигнала по частоте. Другим преимуществом этого метода является обеспечение возможности отслеживания частоты сигналов с низким отношением сигнал/шум. Кроме того, преимуществом этого метода является обеспечение возможности улучшения качества демодуляции в канале с сильными замираниями; когда уровень одного пилот-сигнала сильно уменьшился, его мощность может быть дополнена за счет пилот-сигналов от других передатчиков, и за счет этого сохраняется захват несущей частоты. Еще одним преимуществом данного метода является обеспечение возможности использовать пилот-сигнал с меньшей мощностью.

Дальнейшие признаки и преимущества данного изобретения, а также конструкция и принципы работы различных вариантов осуществления данного изобретения станут более очевидными из подробного описания, приведенного далее со ссылками на чертежи.

Данное изобретение поясняется ниже со ссылками на чертежи, в которых одинаковые ссылочные позиции обозначают идентичные или функционально сходные элементы. При этом первая цифра ссылочной позиции указывает на чертеж, в котором данная ссылочная позиция встречается в первый раз.

Фиг.1 - типовая система связи с множественным доступом; фиг.2а - блок-схема модулятора сигнала в традиционном исполнении; фиг. 2b - блок-схема альтернативного варианта модулятора сигнала в традиционном исполнении; фиг. 3 - блок-схема устройства расширения спектра с использованием квадратурной фазовой манипуляции (КФМн) в традиционном исполнении; фиг. 4 - блок-схема предпочтительного варианта осуществления данного изобретения; фиг. 5 - блок-схема последовательности операций, соответствующей предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 6 - блок-схема цепи автоподстройки частоты, использующей множество пилот-сигналов для получения оценки несущей частоты принимаемого сигнала с КФМн; фиг. 7 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующей работу схемы автоподстройки частоты по фиг.6.

1. Введение Настоящее изобретение представляет собой систему и способ для предоставления возможности множественного доступа посредством совместного использования одного и того же МПКР-канала или одиночного общего широкополосного сигнального ресурса. Обсуждается предпочтительный вариант осуществления изобретения. Однако в первую очередь рассматривается ряд аспектов изобретения, необходимых для его понимания.

Хотя в описании рассмотрены конкретные этапы, конфигурации и устройства, ясно, что это делается исключительно с иллюстративной целью. Понятно, что другие этапы, конфигурации и устройства могут быть использованы без изменения сущности и объема данного изобретения.

Как было отмечено ранее, стандартная беспроводная система связи МДКР использует по меньшей мере одну полосу частот для передачи сигналов, используя режим МДКР с расширением спектра; каждая полоса частот называется в таком случае МДКР-каналом. Различные МДКР-каналы используются для передачи различных сигналов связи на различные приемники конечных пользователей. МДКР-каналы могут также переназначаться другим системам для повторного использования в соответствии с различными положениями Федеральной комиссии по связи или разделяться промежуточными полосами частот, используемыми другими службами связи. Географические зоны, обслуживаемые различными МДКР-каналами, могут перекрываться частично или полностью, в зависимости от выбранного варианта исполнения системы связи. Пользователи могут переключаться с одного МДКР-канала на другой в зависимости от качества принимаемого сигнала, зоны видимости спутника-ретранслятора или его местоположения, мощности сигнала, взаимных помех и т.п.

В системах передачи данных с МДКР множество пользователей, передавая информацию с одиночных мест, могут совместно использовать одну и ту же полосу частот (МДКР-канал) посредством соответствующего назначения каждому из них ортогональных кодов, каналов, таких, как коды Уолша. В стандартной системе с МДКР доступный спектр делится на несколько частотных полос, каждая из которых представляет собой МДКР-канал. Затем каждый МДКР-канал разбивается на несколько кодовых каналов путем применения упомянутых кодов к сигналу, который необходимо передать. Каждый кодовый канал представляет собой отдельный канал передачи данных, способный обеспечивать передачу речевого сигнала, данных и т.д. В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый кодовый канал, действующий в составе МДКР-канала, создается посредством модуляции информационного сигнала одним из кодов Уолша, выбранным из множества кодов Уолша. Типовой набор известных кодов публикуется в системной спецификации IS-95 "Стандарт совместимости мобильных станций для сотовых систем с широкополосным расширенным спектром, работающих в дуплексном режиме". Полученные сигналы связи являются взаимно ортогональными.

2. Формирование кодов Уолша Одним из типов ортогональных кодов каналов является код Уолша, который используется в предпочтительном варианте осуществления изобретения. Формирование кодов Уолша и особенности их использования рассмотрены в патенте США 5103459 на "Систему и способ для формирования сигналов в сотовой телефонной системе с МДКР". Патент США 5103459 переуступлен правопреемнику данного изобретения. Далее для удобства приводится краткое описание этого изобретения.

Хорошо известно, что может быть сформировано множество из n ортогональных двоичных последовательностей, каждая длиной n, где n - степень числа 2. Фактически известны наборы ортогональных двоичных последовательностей для большинства длин, начиная от четырех и вплоть до двухсот. Один из классов ортогональных двоичных последовательностей, которые можно использовать в качестве ортогональных канализирующих кодов и которые относительно легко могут быть сформированы, называется функциями Уолша. Функции Уолша могут быть получены из матриц функций Уолша, также известных под названием матриц Адамара. Матрица Адамара порядка n может быть рекурсивно определена как: где означает аддитивную инверсию Н и для реального поля H₁=1 (то есть, =-1).

Исходя из этого, первые две матрицы Адамара 2 и 4-го порядка могут быть представлены в виде: Тогда функция Уолша - это просто одна из строк матрицы функции Уолша (матрицы Адамара), а матрица функции Уолша порядка n - это квадратная матрица, содержащая n функций или последовательностей, каждая из которых имеет длину, равную n элементов (битов).

Функция Уолша W_n порядка n (так же, как все другие ортогональные функции) имеет то свойство, что на интервале кодовых символов, большем n, взаимная корреляция между всеми различными последовательностями из всего множества равна нулю, при условии, что последовательности являются выровненными по времени друг с другом. Отметим, что каждая последовательность отличается от каждой другой последовательности точно на половину своих битов. Также необходимо отметить, что всегда только одна последовательность содержит все единицы (действительные) и что все другие последовательности содержат половину единиц и половину единиц с минусом.

Вышеописанные свойства кодов Уолша делают их весьма полезными при использовании их в системах связи с МДКР. Как будет описано ниже, когда два сигнала пользователя модулируются соответственно с использованием двух различных последовательностей Уолша из некоторого множества, то два результирующих сигнала не создают между собой взаимных помех.

3. Беспроводная информационная система Как было отмечено выше, данное изобретение может быть использовано в различных беспроводных информационных системах и системах связи. К таким системам относятся информационные широковещательные системы, используемые обычно для пейджинговой связи или определения местоположения. Другие системы включают беспроводные системы связи, такие, как спутниковые и наземные сотовые телефонные системы. Предпочтительно изобретение может быть использовано в системах связи с МДКР с расширенным спектром для предоставления услуг для мобильной или портативной телефонной связи.

Пример беспроводной системы связи, в которой может быть использовано данное изобретение, представлен на фиг.1. В фрагменте системы связи 110, показанном на фиг.1, используются две базовые станции 112 и 114, один спутник-ретранслятор 116, а также два связанных шлюза или концентратора 120 и 122. Эти элементы системы связи показаны как устанавливающие связь с двумя абонентскими устройствами 124 и 126. В типовом случае базовые станции и спутники-ретрансляторы/шлюзы являются компонентами различных систем связи, наземных и спутниковых, но это условие не является необходимым.

Каждое из абонентских устройств 124 и 126 имеет в своем составе устройство беспроводной связи, хотя и не ограничивается только им, причем это устройство может представлять собой сотовый телефон, приемопередатчик данных, либо приемник пейджинговых данных или приемник для определения местоположения; кроме того, это устройство может быть портативным или при необходимости может устанавливаться на какое-либо транспортное средство. В данном случае абонентские устройства изображены в виде портативных телефонов. Тем не менее, ясно, что принципы данного изобретения также применимы и к стационарным установкам, где требуется предоставление услуг удаленной беспроводной связи, причем эти установки могут находиться как внутри сооружений, так и на открытом воздухе.

В общем случае для обслуживания некоторого района спутником-ретранслятором 116 может быть сформировано множество лучей на разных частотах, так же определяемые, как МДКР-каналы или сублучи. Ясно, что зоны обслуживания луча или нескольких спутников-ретрансляторов, а также диаграммы направленности антенн различных базовых станций могут перекрывать полностью или частично данную зону обслуживания в зависимости от назначения системы связи и типа предоставляемых телекоммуникационных услуг и в зависимости от того, необходимо ли обеспечивать пространственное разнесение.

В настоящее время предлагается большое разнообразие систем связи на базе нескольких спутников, функционирующих, например, на низких околоземных орбитах, для обслуживания большого числа абонентских устройств. Ясно, что принципы данного изобретения применимы также к другим конфигурациям спутниковых систем и шлюзов, при использовании орбит иной высоты и других созвездий спутников. В то же время изобретение равно применимо к наземным системам с различными конфигурациями базовых станций.

На фиг. 1 показаны возможные пути прохождения сигналов для связи между абонентскими устройствами 124 и 126 и базовыми станциями 112 и 114 или через спутник 116 со шлюзами 120 и 122. Линии связи "базовая станция - абонентское устройство" показаны линиями 130, 132, 134 и 136. Линии связи "шлюз-спутник-ретранслятор" между шлюзами 120 и 122 и спутником-ретранслятором 116 показаны с помощью линий 140 и 142, соответственно. Линии связи "спутник-ретранслятор-абонентское устройство" между спутником-ретранслятором 116 и абонентскими устройствами 124 и 126 показаны с помощью линий 144 и 146, соответственно.

Как отмечено выше, шлюзы 120 и 122 и базовые станции 112 и 114 могут быть использованы как части одно- или двунаправленных систем связи или просто для передачи сообщений или данных на абонентские устройства 124 и 126. В другом случае шлюзам 120 и 122 или базовым станциям 112 и 114 может потребоваться совместно использовать одни и те же МПКР или МДКР-каналы. Это имеет особое значение, когда базовые станции 112 и 114 расположены поблизости друг от друга, или когда шлюзы 120 и 122 в текущий момент имеют неравное количество запросов на выделение ресурсов, или имеются сообщения для общих групп пользователей.

4. Расширение спектра сигнала и наложение кодовой последовательности Перед тем, как информационные сигналы будут переданы абонентам системы, они в первую очередь при необходимости переводятся в цифровую форму, а также кодируются и, в случае необходимости, перемежаются для создания базового цифрового сигнала связи. Эти операции используют хорошо известные на практике способы. Сигналы, адресованные определенным пользователям, модулируются также различными ортогональными функциями или кодовыми последовательностями, расширяющими спектр сигнала, выделенными для прямой линии связи этого пользователя. Таким образом, уникальный ортогональный код для наложения на информационный сигнал, обычно это код Уолша, используется для различения пользователей или абонентов в пределах ячейки или луча. В результате такого кодирования в прямой линии связи на данной частоте несущей формируются абонентские сигналы, называемые также каналами. Такие ортогональные функции иногда называют кодами каналов.

Блок-схема типовой схемы передачи для расширения спектра и наложения кодовой последовательности на информационные сигналы показана на фиг.2а и 2b. Модулятор 200 передаваемого сигнала на фиг.2а использует первый умножитель 202, второй умножитель 204, генератор ортогонального кода или функции 206 и ПШ генератор 208. В другом варианте, показанном ниже, в модуляторе 200 может использоваться умножитель 210. Модулятор 200 передаваемого сигнала принимает данные или предварительно закодированные информационные символы и ортогонально кодирует или производит наложение на сигнал определенной ортогональной кодовой последовательности, кода Уолша, а затем расширяет спектр сигнала с наложенной последовательностью перед передачей его в линию.

Как показано на фиг.2а, информационный сигнал S(t) канализируется путем перемножения с функцией Уолша W(t). Генератор ортогональной функции или кода Уолша 206 формирует ортогональный код наложения, необходимый для канализирования информационного сигнала, используя при этом технические средства, хорошо известные на практике. Код W_i(t) от генератора 206 перемножается или объединяется с символьными данными в логическом элементе 202, которым обычно является перемножитель. В примерном варианте реализации изобретения ортогональная функция обычно синхронизируется с тактовой частотой 1,2288 МГц, хотя могут быть использованы и другие известные тактовые частоты.

Информационный сигнал с ортогональным наложением S(t)W(t) с выхода перемножителя 202 поступает на вход логического элемента или перемножителя 204, который перемножает сигнал на расширяющий ПШ-код. Результирующий выходной сигнал, расширенный по спектру псевдошумовым кодом и ортогонально закодированный далее в типовом случае, подвергается полосовой фильтрации и передается в соответствующую схему для дальнейшего его усиления и регулировки уровня мощности, а затем используется для модуляции разночастотной несущей. В другом варианте ПШ-код расширения спектра и ортогональный канализирующий код могут быть перемножены вместе или объединены перед тем, как они будут перемножены с информационными данными. Эта процедура иллюстрируется на фиг.2b, на которой на модулятор передаваемого сигнала 201 подаются сигналы от генератора ортогонального кода 206, а генератор ПШ-кода 208 перенесен в умножитель 210. Умножитель 210 формирует объединенный код, который затем объединяется с информационным сигналом S(t)W(t) в перемножителе 204.

Результирующие сигналы могут быть затем усилены и отфильтрованы перед объединением с другими сигналами, передаваемыми по прямой линии связи. Операции фильтрации, усиления и модуляции хорошо известны на практике. Известно, что в альтернативных вариантах реализации может изменяться порядок некоторых из этих операций для формирования передаваемого сигнала. Дополнительные детали по работе передающей системы такого типа раскрыты в описанном выше патенте США N5103459.

ПШ-генератор формирует один или более различных ПШ расширяющих кодов для использования в этом процессе. Этот генератор может по времени разделяться среди нескольких передатчиков, используя соответствующие интерфейсные элементы. Пример электронной схемы генератора этих последовательностей раскрыт в патенте США 5228054 на "Генератор псевдошумовой последовательности длиной, определяемой степенью 2, с быстрой регулировкой смещения" от 13 июля 1993 года, переуступленном правопреемнику данного изобретения.

В другом варианте ПШ-коды могут быть предварительно запомнены в элементах памяти, таких, как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) или запоминающее устройство с произвольным доступом (ЗУПД). ПШ-генератор 208 при необходимости может создавать на своем выходе последовательности либо с действительными значениями, либо с комплексными значениями. В некоторых применениях эти ПШ-коды расширения спектра могут также представлять собой один код, сдвинутый по фазе на 90^o.

Каждая ПШ последовательность содержит последовательность элементарных посылок, повторяющихся на предварительно выбранном периоде ПШ-кода с частотой, превышающей основную полосу частот сигнала, спектр которого расширяется. Типовым значением этой частоты является частота около 1,2288 МГц с ПШ кодовой последовательностью длиной или периодом 1024 элементарных посылок. Однако ясно, что длина такого кода может быть подобрана для увеличения кодового разделения или уменьшения времени поиска. Каждая реализация системы определяет распределение ПШ расширяющих кодов в системе связи в соответствии с факторами, известными из уровня техники.

Для обеспечения информации синхронизации используется известный источник тактовой частоты, а временные сдвиги или значения смещения обычно вносятся одним или несколькими управляющими процессорами для синхронизации этих операций.

5. Устройство расширения спектра сигнала с КФМн Далее раскрывается предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором используется известное устройство для расширения спектра сигналов с квадратурной фазовой манипуляцией (КФМн). Из изложенного ясно, каким образом в данном изобретении могут использоваться другие схемы расширения сигнала. Блок-схема устройства расширения спектра сигнала с КФМн показана на фиг.3. Устройство 300 расширения спектра сигнала с КФМн включает в себя первый и второй синфазные перемножители 302 и 304, первый и второй квадратурные перемножители 306 и 308, два фильтра 310 и 312 и суммирующий элемент или сумматор 314. Два ПШ генератора 316 и 318 применяются для формирования синфазного и квадратурного расширяющих кодов PN_I и PN_Q, соответственно, которые работают так же, как и ПШ генератор 208, описанный выше.

На фиг.3 показан информационный сигнал S(t), который канализируется при помощи перемножения с функцией Уолша W(t) и преобразуется тем самым в канализированный информационный сигнал S(t)W(t). Канализированный информационный сигнал S(t)W(t) поступает на один из входов каждого перемножителя 302 и 306. В общем случае одни и те же данные подаются на вход обоих перемножителей, а затем объединяются с индивидуальным кодом или модулируются этим индивидуальным кодом. Перемножитель 302 умножает входной сигнал S(t)W(t) на синфазный ПШ-код PN_I, поступающий от ПШ генератора 216. Результирующий сигнал затем фильтруется фильтром 310 стандартного исполнения, который обычно применяется для формирования импульсов нужной формы, ограничивая ширину полосы частот передаваемого сигнала. Отфильтрованный сигнал поступает на перемножитель 304, где он перемножается с синфазным несущим сигналом cos(wt). Подобным образом перемножитель 306 перемножает входной сигнал S(t)W(t) с квадратурным ПШ-кодом PN_Q, поступающим от ПШ генератора 218. Результирующий сигнал затем фильтруется фильтром 312 и поступает на перемножитель 308, где он перемножается с квадратурным несущим сигналом sin(wt). Ясно, что могут быть использованы также и другие сигналы в качестве несущих сигналов. Результирующие синфазная и квадратурная составляющие затем суммируются сумматором 314 для получения сигнала с КФМн с расширенным спектром M(t), который может быть в дальнейшем усилен и отфильтрован перед объединением с другими готовыми сигналами прямой линии связи, после чего объединенный сигнал излучается антенной.

6. Реализация настоящего изобретения Ранее считалось, что множество передатчиков не могут совместно использовать один и тот же МПКР-канал путем совместного использования множества ортогональных канализирующих кодов. В дальнейшем было показано, что для совместного использования каналов несущие фазы передаваемых сигналов должны быть выровнены на приемной стороне.

К сожалению, координированная предварительная коррекция фаз несущих от множества передатчиков, географически разнесенных в пространстве, является трудноосуществимой, и считается, что технически осуществить такую коррекцию на представляющих интерес несущих частотах невозможно. Как показано ниже, заявители основываются на том, что в противоположность традиционным подходам, множество передатчиков могут совместно использовать одиночный МПКР-канал, используя ортогональные канализирующие коды, даже в том случае, если фазы несущих соответствующих передатчиков не выровнены на приемном конце. При определенных обстоятельствах передаваемые сигналы остаются взаимно ортогональными, независимо от фазы несущей.

Доказательство того, что фаза несущей является несущественной, лучше привести на примере. Рассмотрим два передатчика, передатчик Х и передатчик Y, расположенные на базовых станциях 122 и 114, или на шлюзах 120 и 122. Каждый из них формирует основные несущие сигналы, имеющие фазу "х" и "y", соответственно. Передатчик Х канализирует информационный сигнал S_x, используя функцию Уолша W_x(i), и после модуляции сигнала несущей частоты получается передаваемый сигнал T_x(t), где i соответствует номеру элементарной посылки последовательности Уолша. В этом примере i находится в диапазоне значений от 0 до 127. Передатчик Y канализирует информационный сигнал S_y, используя функцию Уолша W_y(i), и после модуляции сигнала несущей частоты получается передаваемый сигнал T_y(t). Тогда передаваемые сигналы можно представить в виде: Оба передаваемых сигнала принимаются приемником Х (124, 126), где производится снятие наложения или выделение канала с использованием функции Уолша W_x(i). Считается, что при предварительной коррекции частоты любая относительная разность фаз принимаемых сигналов является в основном постоянной величиной. Таким образом, хотя фазы и могут различаться, они тем не менее остаются относительно постоянными на периоде функции Уолша, использующейся в данном примере. Так как произведение последовательности Уолша на такую же последовательность Уолша представляет собой единичную последовательность, для сигнала Т_х справедливо соотношение: которое и описывает искомый информационный сигнал. Так как произведение последовательности Уолша на другую последовательность Уолша из одного и того же множества представляет собой ноль, то сигнал Т_y описывается соотношением; из которого видно, что взаимные помехи отсутствуют. Таким образом, фаза несущей является несущественной, если выполняются приведенные выше условия и частотное выравнивание не меняется на коротком периоде функций Уолша.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления данного изобретения каждый передатчик использует одну и ту же пару квадратурных ПШ-кодов или последовательностей и смещений. (Смещение ПШ-ко