Способы и устройство связи, основанные на ортогональных последовательностях адамара, имеющих выбранные корреляционные свойства

Способы и устройство связи, основанные на ортогональных последовательностях адамара, имеющих выбранные корреляционные свойства

Реферат

 

Изобретение относится к электросвязи, и более конкретно к синхронизации приемопередатчиков различных пользователей, для синхронизации, основанной на ортогональных последовательностях, имеющих оптимизированные корреляционные свойства. Технический результат - повышение пропускной способности системы. Способы и устройство для синхронизации передатчика и приемника основаны на ортогональных последовательностях, имеющих оптимизированные корреляционные свойства. Передатчик может генерировать версии S-последовательностей Адамара со знаком, которые получаются посредством скремблирования по позициям множества последовательностей Уолша-Адамара со специальной последовательностью, имеющей комплексные элементы постоянной величины. Приемник оценивает временное положение и идентификационные данные последовательности принятой версии сигнала синхронизации. 9 н. и 35 з.п.ф-лы, 10 ил., 3 табл.

Уровень техники

Настоящее изобретение в основном относится к электросвязи и более конкретно к синхронизации приемопередатчиков различных пользователей, и еще более конкретно к способам и устройству для синхронизации, основанным на ортогональных последовательностях, имеющих оптимизированные корреляционные свойства.

Современные системы связи, такие как сотовые и спутниковые системы радиосвязи, используют различные режимы работы (аналоговый, цифровой и гибридный) и различные технологии доступа, такие как множественный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР), множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР), множественный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР), а также гибриды этих технологий.

Цифровые сотовые системы связи расширили функциональные возможности для оптимизации пропускной способности системы и поддержания иерархических структур ячеек, например структур макроячеек, микроячеек, пикоячеек и т.д. Термин "макроячейка", вообще говоря, относится к ячейке, имеющей размер, сопоставимый с размерами ячеек в обычной сотовой телефонной системе (например, радиус по меньшей мере приблизительно 1 км), а термины "микроячейка" и "пикоячейка", вообще говоря, относятся к значительно меньшим ячейкам. Например, микроячейка могла бы охватывать находящиеся в зданиях или открытые площади общего доступа, например зал заседаний или оживленную улицу, а пикоячейка могла бы охватывать офисное помещение или этаж высотного здания. С точки зрения радиоохвата, для обеспечения работы при различных конфигурациях радиообмена или условиях радиосвязи макроячейки, микроячейки, пикоячейки могут быть отделены одна от другой или могут взаимно перекрываться.

Фиг.1 иллюстрирует пример иерархической или многоуровневой сотовой системы. Зонтичная макроячейка 10, представленная в гексагональной форме, образует перекрывающую сотовую структуру. Каждая зонтичная ячейка может содержать составную структуру из микроячеек. Зонтичная ячейка 10 включает микроячейку 20, представленную областью, обведенной пунктирной линией, и микроячейку 30, представленную областью, обведенной пунктирной линией, которые соответствуют областям вдоль городских улиц, и пикоячейки 40, 50 и 60, которые охватывают отдельные этажи здания. Пересечение двух городских улиц, перекрываемых микроячейками 20 и 30, может создавать область высокой концентрации трафика и таким образом может представлять собой "горячее пятно".

Фиг.2 изображает блок-схему приведенной для примера сотовой мобильной радиотелефонной системы, включающей базовую станцию (БС) 110 и мобильную станцию (МС) 120. Базовая станция включает в себя модуль 130 управления и обработки, который соединяется с коммутационным центром мобильной связи (КЦМС) 140, который в свою очередь соединяется с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП) (не показана). Основные принципы таких сотовых радиотелефонных систем известны из уровня техники. Базовая станция 110 обрабатывает множество речевых каналов посредством приемопередатчика 150 речевых каналов, который управляется модулем 130 управления и обработки. Также каждая базовая станция включает приемопередатчик 160 каналов управления, который может работать более чем с одним каналом управления. Приемопередатчик 160 каналов управления управляется модулем 130 управления и обработки. Приемопередатчик 160 каналов управления передает информацию управления по каналу управления базовой станции или ячейки к мобильным станциям, синхронизированным с этим каналом управления. Приемопередатчики 150 и 160 каналов управления могут быть реализованы как одно устройство, подобное приемопередатчику 170 речевого канала и управления, для использования с каналами управления и трафика, которые совместно используют одну и ту же радиочастотную несущую.

Мобильная станция 120 принимает информацию, транслируемую по каналу управления, с помощью своего приемопередатчика 170 речевого канала и канала управления. Затем модуль 180 обработки оценивает принятую информацию каналов управления, которая включает в себя характеристики ячеек, с которыми может синхронизироваться мобильная станция, и определяет, с какой ячейкой должна синхронизироваться мобильная станция. Предпочтительно принимаемая информация канала управления включает в себя не только абсолютную информацию, касающуюся ячейки, с которой она связана, но также содержит относительную информацию, касающуюся других ячеек, ближайших к ячейке, с которой связан канал управления, как описано, например, в американском патенте №5 353 332 на имя Raith et al. на "Способ и устройство для управления передачами в системе радиотелефонной связи".

В Северной Америке цифровая сотовая радиотелефонная система, использующая множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР), известная как цифровая усовершенствованная система мобильной радиотелефонной связи (D-AMPS), имеет характеристики, определенные в стандарте TIA/EIA/IS-136 Ассоциации производителей средств телекоммуникации и Ассоциации производителей электронного оборудования (TIA/EIA). Другая цифровая система связи, использующая множественный доступ с кодовым разделением каналов с прямой модуляцией последовательностью (МДКР-ПМП), определяется в стандарте TIA/EIA/IS-95, а система связи МДКР со скачкообразной перестройкой частоты определяется стандартом EIA SP 3389 (PCS (система персональной связи) 1900). Стандарт PCS 1900 характеризует вариант реализации глобальной системы мобильной связи (GSM) и является широко распространенным за пределами Северной Америки, внедренным для систем персональной связи.

В настоящее время различные организации по стандартизации обсуждают предложения относительно следующих поколений цифровых сотовых систем связи. К ним относятся Международный союз по электросвязи (ITU), Европейский институт по стандартам в области телекоммуникаций (ETSI), и японская Ассоциация производителей и распространителей радиооборудования (ARIB). Предполагается, что помимо передачи речевой информации системы следующего поколения смогут передавать пакетные данные и взаимодействовать с сетями пакетных данных, которые также разрабатываются и основываются на широко распространенных промышленных стандартах передачи данных, таких как модель интерфейса открытых систем (OSI) или комплект протокола управления передачей данных/межсетевого протокола (TCP/IP). Эти стандарты разрабатывались в течение многих лет как формально, так и фактически, и приложения, использующие эти протоколы, легко доступны. Главная цель сетей, основанных на стандартах, состоит в обеспечении взаимосвязи с другими сетями. Сеть Интернет представляет собой современный наиболее очевидный пример такой основанной на стандартах сети пакетных данных, направленной на достижение такой цели.

В большинстве этих цифровых систем связи каналы связи реализуются посредством частотно-модулированных несущих радиосигналов на частотах вблизи 800 МГЦ, 900 МГЦ, 1800 МГЦ и 1900 МГЦ. В системах множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР) и даже до некоторой степени в системах множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) каждый радиоканал делится на последовательности временных интервалов, каждый из которых содержит блок пользовательской информации. Временные интервалы группируются в последовательные кадры так, что каждый имеет заданную длительность, а последовательные кадры также могут группироваться в последовательность суперкадров. Метод доступа (например, МДВР или МДКР), используемый системой связи, действует в зависимости от того, как представлена пользовательская информация, в виде интервалов или кадров, но все современные методы доступа используют структуру интервалов/кадров.

Временные интервалы, присвоенные одному пользователю, которые могут не быть последовательными временными интервалами на радиочастотных несущих, могут рассматриваться как логический канал, присвоенный пользователю. В течение каждого временного интервала заданное число цифровых битов передается согласно конкретному методу доступа (например, МДКР), используемому системой. В дополнение к логическим каналам для речевых сигналов или трафика данных сотовые системы радиосвязи также обеспечивают логические каналы, предназначенные для сообщений управления, такие как каналы оповещения/доступа для сообщений установки вызова, которыми обмениваются базовые станции и мобильные станции, и каналы синхронизации, предназначенные для широковещательной передачи сообщений, используемых мобильными станциями и другими удаленными терминалами для синхронизации их приемопередатчиков со структурами кадров/интервалов/битов базовых станций. В основном скорости передачи битов этих различных каналов не обязательно должны совпадать, а длины интервалов в различных каналах не должны быть равномерными. Более того, сотовые системы связи третьего поколения, рассматривающиеся в Европе и Японии, являются асинхронными, что означает, что структура одной базовой станции не связана во времени со структурой другой базовой станции и что мобильная станция не знает никакую из структур заранее.

В таких цифровых системах связи приемный терминал должен найти опорный сигнал синхронизации передающего терминала до любой передачи информации. Для системы связи МДКР-ПМП нахождение опорного сигнала синхронизации соответствует нахождению границ элементов данных, символов и кадров обратной линии связи (например, базовая станция - мобильная станция). Это иногда называется синхронизацией по элементам сигнала, символьной и кадровой синхронизацией обратной линии связи соответственно. В этом контексте кадр является просто блоком данных, который может быть независимо обнаружен и декодирован. Длины кадров в современных системах обычно находятся в диапазоне от десяти миллисекунд (мс) до двадцати миллисекунд. Этот поиск синхронизации базовой станции может называться "сотовым поиском" и включает идентификацию специфических для базовой станции кодов скремблирования обратной линии связи, которые являются характеристиками современных систем связи МДКР-ПМП.

Мобильная станция или другой удаленный терминал обычно принимает сигнал, который является суперпозицией (суммой) ослабленных, затухающих и искаженных копий сигнала, переданного базовой станцией. Границы интервалов и кадров в принятом сигнале не известны для мобильной станции, так же как и любые специфические для базовой станции коды скремблирования. Таким образом, цель мобильной станции заключается в том, чтобы обнаружить и идентифицировать одну или более базовых станций в принятом шумоподобном сигнале (для МДКР-ПМП) и идентифицировать используемый код скремблирования.

Для того чтобы способствовать синхронизации удаленного терминала с базовой станцией и идентифицировать специфический для базовой станции код скремблирования, в некоторых системах связи каждый сигнал базовой станции включает нескремблированную часть, которая может называться каналом синхронизации (КС), с которым может синхронизироваться мобильная станция и осуществлять сотовый поиск. Настоящее изобретение повышает эффективность таких каналов синхронизации в смысле улучшения рабочих характеристик и уменьшения сложности мобильной станции.

Сущность изобретения

В одном из аспектов настоящего изобретения предусматривается способ определения группы кодов скремблирования для принятого сигнала в цифровой системе связи. Сигналы в системе связи скремблируются посредством соответствующих кодов скремблирования; коды скремблирования присваиваются соответствующим группам кодов скремблирования; и идентификационные данные групп кодов скремблирования кодируются в сигналах посредством соответствующих последовательностей кодовых слов со знаком, различимых при циклических сдвигах, которые являются S-последовательностями Адамара. Способ включает этапы выполнения корреляции принятого сигнала с каждым из множества кодовых слов; когерентного объединения значений корреляции в соответствии с циклическими сдвигами каждой из множества последовательностей знаков; и определения максимальной когерентно объединенной корреляции для идентификации группы кодов скремблирования для принятого сигнала.

В другом аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ определения группы кодов скремблирования для принятого сигнала в цифровой системе связи, в которой сигналы скремблируются посредством соответствующих кодов скремблирования, коды скремблирования присваиваются соответствующим группам кодов скремблирования, идентификационные данные групп кодов скремблирования кодируются в сигналах посредством соответствующих последовательностей кодовых слов, различимых при циклических сдвигах. Способ включает этапы выполнения корреляции принятого сигнала с циклическими сдвигами каждой из множества последовательностей кодовых слов, которые являются S-последовательностями Адамара; объединения значений корреляции для каждого из множества последовательностей кодовых слов; и определения максимальной объединенной корреляции для идентификации группы кодов скремблирования для принятого сигнала.

Еще в одном аспекте настоящего изобретения цифровая радиопередающая система, содержащая по меньшей мере один передатчик и по меньшей мере один приемник, включает в себя устройство в передатчике, предназначенное для генерации сигнала синхронизации, который включает в себя версии S-последовательностей Адамара со знаком. S-Последовательности Адамара получаются посредством позиционного скремблирования последовательности Уолша-Адамара с использованием специальной последовательности, имеющей комплексные элементы постоянной величины. Заявленная система также содержит устройство в приемнике, предназначенное для оценки временного положения и идентификационных данных последовательности для принятой версии сигнала синхронизации.

В другом аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ определения временного положения принятого сигнала и идентификации последовательности Уолша-Адамара, закодированной в виде S-последовательности Адамара, включенной в принятый сигнал. S-Последовательность Адамара представляет собой произведение последовательности Уолша-Адамара и специальной последовательности, имеющей комплексные элементы постоянной величины, а последовательность Уолша-Адамара является членом первого множества последовательностей Уолша-Адамара. Способ включает этапы формирования произведения принятого сигнала и специальной последовательности и выполнения корреляции произведения с каждой из множества последовательностей Уолша-Адамара для идентификации последовательности Уолша-Адамара, закодированной в принятом сигнале.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - пример иерархической или многоуровневой сотовой системы связи;

фиг.2 - блок-схема сотовой мобильной радиотелефонной системы связи;

фиг.3 - структура кадра/интервала/элемента данных и канал синхронизации, имеющий первичный код синхронизации и вторичный код синхронизации;

фиг.4 - блок-схема способа согласно настоящему изобретению;

фиг.5 - блок-схема способа определения группы кодов скремблирования согласно настоящему изобретению;

фиг.6 - блок-схема другого варианта способа определения группы кодов скремблирования согласно настоящему изобретению;

фиг.7 - блок-схема способа определения последовательности Уолша-Адамара, закодированной в виде S-последовательности Адамара, включенной в принятый сигнал;

фиг.8 - блок-схема части передатчика системы связи согласно настоящему изобретению;

фиг.9А, 9Б, 9В - блок-схемы частей приемников согласно настоящему изобретению;

фиг.10 - иллюстрация использования S-последовательностей Адамара высокого порядка.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

В настоящей заявке изобретение описывается в контексте сотового поиска в сотовой системе радиосвязи МДКР-ПМП. Должно быть понятно, что оно представлено на примере и что изобретение может применяться во многих других ситуациях.

Фиг.3 иллюстрирует кадр радиопередачи длительностью 10 мс, который содержит 40960 комплексных (синфазных и квадратурных) элементов данных, разделенных на шестнадцать интервалов. Таким образом, каждый интервал включает 2560 элементов данных, которые представляют десять 256-элементных символов. Такая структура кадра/интервала/элемента данных является особенностью третьего поколения широкополосной системы связи МДКР, находящейся на рассмотрении Европейского института по стандартам в области телекоммуникаций (ETSI). Радиосигнал, переданный базовой станцией в такой системе связи, является суммой расширенных и скремблированных данных и битов управления, а также нескремблированного канала синхронизации (КС). Данные и биты управления обычно расширяются посредством либо побитовой, либо поблочной замены ортогональной последовательностью или последовательностями, такими как последовательности Уолша-Адамара (Это иногда называется m-кратной ортогональной манипуляцией.) Результаты расширения обычно скремблируются посредством побитного сложения по модулю 2 псевдошумовой (ПШ) скремблирующей последовательности.

Канал синхронизации содержит две части: первичный код синхронизации (ПКС) и вторичный код синхронизации (ВКС), каждый из которых передается один раз за интервал. На фиг.3 коды синхронизации ПКС и ВКС иллюстрируются как передаваемые одновременно, но это необязательно; вторичный код синхронизации может передаваться в другой части интервала. В одном варианте широкополосной системы связи МДКР (Ш-МДКР) все базовые станции используют один и тот же первичный код синхронизации, который имеет фиксированное относительное положение в одном и том же интервале (интервалах) для всех базовых станций. Пример, показанный на фиг.3, имеет первичный код синхронизации, расположенный в начале интервала. Положение вторичного кода синхронизации может также быть фиксированным (например, в начале интервала, как показано на фиг.3), но значение вторичного кода синхронизации может изменяться от одной базовой станции к другой базовой станции. Фактически на разных интервалах одной и той же базовой станции могут передаваться разные значения вторичного кода синхронизации. Тем не менее длина 16 последовательностей (возможно, различных) значений вторичного кода синхронизации периодически повторяется через последовательные кадры, передаваемые каждой базовой станцией.

Как было отмечено выше, удаленный терминал, такой как мобильная станция, принимает от передатчика, такого как базовая станция, сигнал, который является суммой ослабленных, затухающих и искаженных копий сигнала, фактически переданного базовой станцией. В удаленном терминале интервал и границы кадров принятого сигнала, а также коды скремблирования, используемые передатчиком, первоначально являются неизвестными. Цель удаленного терминала заключается в определении структуры кадра/интервала/элемента данных в принятом шумоподобном сигнале и идентифицировании используемого кода скремблирования.

Один из способов достижения этой цели заключается в том, чтобы установить синхронизацию кадра, а затем непосредственно идентифицировать код скремблирования посредством выполнения корреляции принятого кадра со всеми предполагаемыми кодами скремблирования. Если число кандидатов велико, то это является очень сложной и энергоемкой процедурой, например, в системе связи с высокой пропускной способностью (малыми ячейками).

Лучший способ достижения цели заключается в том, чтобы разделить множество предполагаемых кодов скремблирования на группы, каждая из которых включает меньшее количество кодов, и чтобы кодировать идентификационные данные группы в последовательности вторичных кодов синхронизации. Таким образом, обнаруживая последовательность вторичных кодов синхронизации, которые могут занимать некоторые или все интервалы в принятом кадре или кадрах, удаленный терминал определяет малое подмножество из всех предполагаемых кодов скремблирования, к которым принадлежат коды скремблирования базовой станции. Затем удаленный терминал может выполнять корреляцию принятой информации с каждым из более приемлемого числа предполагаемых кодов скремблирования в подмножестве для определения конкретного кода скремблирования базовой станции. В обоих из способов, описанных ниже, последовательности вторичных кодов синхронизации выбираются так, чтобы идентификация группы кодов скремблирования и синхронизация кадров могли быть получены одновременно.

В нижеследующем описании двух альтернативных способов вторичные коды синхронизации, которые могут модулироваться, имеют длину 256 и выбираются из множества ортогональных кодов Голда длиной 256. Последовательность первичных кодов синхронизации также может быть взята из того множества кодов Голда. Ясно, что это взято для примера и что вместо этого могут использоваться другие длины или типы ортогональных кодов. Фактически, вообще говоря, первичные коды синхронизации и вторичные коды синхронизации не обязательно должны быть ортогональными, хотя обычно ортогональность является предпочтительной.

Общим первым этапом для двух способов (см. фиг.4) является синхронизация интервалов и элементов данных. В системе связи, имеющей канал синхронизации, подобный тому, что предлагается в системе Ш-МДКР с нескремблированным общим первичным кодом синхронизации, удаленный терминал может пропускать принятый сигнал (после удаления несущей и т.п.) через фильтр, согласованный с первичным кодом синхронизации.

Такой согласованный фильтр может быть реализован с помощью программного обеспечения, выполняемого процессором 180 удаленного терминала, или с помощью аппаратных средств, например линии задержки с отводами или сдвигового регистра. Другие системы связи могли бы использовать другие устройства или способы обеспечения синхронизации по элементам данных и интервалам.

Ясно, что в общем случае нет необходимости обеспечивать синхронизацию по интервалам; приемник мог бы осуществлять поиск вторичных кодов синхронизации, устанавливая синхронизацию только по элементам данных или битам. Одним из путей выполнения этого могло бы быть использование согласованных фильтров, соответствующих множеству предполагаемых вторичных кодов синхронизации для нескольких выбранных задержек, поскольку приемник мог бы не иметь синхронизации по интервалам. Тем не менее, следует иметь в виду, что ряд возможных начальных положений без использования синхронизации по интервалам представляет собой ряд элементов данных или битов в кадре, а не ряд интервалов. В предложенных в настоящее время системах Ш-МДКР используется 40960 элементов данных в каждом кадре и только шестнадцать интервалов. Таким образом, помимо облегчения обнаружению сигнала несущей нескремблированный первичный код синхронизации, передаваемый в одном или более интервалах, дает системе связи явное преимущество, состоящее в том, что число возможных положений начала кадра уменьшается с числа элементов данных в кадре до числа интервалов, включающих первичный код синхронизации.

На следующем общем этапе, показанном на фиг.4, приемник определяет последовательность вторичных кодов синхронизации и, следовательно, синхронизацию кадра и идентификационные данные группы. На третьем этапе, также общем для обоих способов, осуществляется дескремблирование принятых данных с использованием всех кандидатов в группе кодов, идентифицированной на предшествующем этапе.

Для надлежащего выполнения этапа 1 способа по фиг.1 в системе связи типа Ш-МДКР последовательность первичных кодов синхронизации должна иметь хорошие апериодические автокорреляционные свойства. "Хорошие" автокорреляционные свойства таковы, что значение корреляции кодового слова или последовательности со сдвигами этого кодового слова или последовательности мало, за исключением значения для нулевого сдвига. Апериодические свойства важны в ситуациях, в которых кодовое слово или последовательность не передаются непрерывно, как, например, в предлагаемых в настоящее время системах Ш-МДКР, в которых последовательность первичных кодов синхронизации является только одним из девяти символов, передаваемых в каждом интервале. Поскольку на поиск первичного кода синхронизации согласованным фильтром влияет только первичный код синхронизации, встречающийся в конкретном интервале, проходящем через фильтр, но не первичные коды синхронизации, встречающиеся в предшествующих или последующих интервалах, то важны именно апериодические автокорреляционные свойства первичного кода синхронизации. Хорошие апериодические автокорреляционные свойства могут быть гарантированы любым из двух примеров способов, описанных ниже, которые иллюстрируются на фиг.5 и 6.

Способ 1

Предположим без потери общности, что имеются 512 кодов скремблирования, разделенных на тридцать две группы по шестнадцать кодов каждая. К каждой группе 1 присваивается кодовое слово C₁ для представления этой группы в канале синхронизации, например, посредством последовательности вторичных кодов синхронизации в кадре (этап 502 на фиг.5). Присвоенные кодовые слова могли бы передаваться в удаленный терминал или запоминаться заранее в подходящем запоминающем устройстве в терминале. Если бы кодовое слово C₁ было просто передано как вторичный код синхронизации в каждом интервале кадра, тогда при определении C₁ приемником была бы определена группа кодов скремблирования (и хронирование интервалов, если бы первичные коды синхронизации не передавались в каждом кадре), а не хронирование кадров (кадровая синхронизация). Следовательно, согласно одному из аспектов настоящего изобретения, версия C₁ со знаком передается в каждом из нескольких или во всех интервалах в кадре или в кадрах. Характерные для интервала знаки выбираются (этап 504 на фиг.5) таким образом, чтобы последовательность вторичных кодов синхронизации содержала последовательность, различимую при циклических сдвигах и имеющую хорошие периодические автокорреляционные свойства.

Соответственно, если m_i является знаком кодового слова C₁ в i-ном интервале, то для кадра, имеющего 16 интервалов, передаваемая последовательность вторичных кодов синхронизации в кадре выглядела бы следующим образом:

[m₁C₁, m₂C₁,..., m₁₅C₁, m₁₆C₁]

Выполняя корреляцию информации принятого интервала со всеми возможными кодовыми словами C₁ (этап 506 на фиг.5) и когерентно объединяя эти значения корреляции согласно последовательностям знаков, соответствующим всем циклическим сдвигам последовательности [m₁, m₂,..., m₁₅, m₁₆] (этап 508 на фиг.5), можно определить как кодовое слово С₁, так и фазу [m₁, m₂,..., m₁₅, m₁₆], которая максимизирует объединенное значение корреляции (этап 510 на фиг.5).

Должно быть понятно, что для того, чтобы когерентно объединить значения корреляции информации интервала с кодовым словом, необходима оценка канала, которая включает в себя определение приемником весовой функции или импульсного отклика канала связи. Для когерентной цифровой амплитудной модуляции и передачи по каналу с замираниями в системе типа Ш-МДКР такая оценка отклика канала должна быть основана на известном первичном коде синхронизации, например, посредством выполнения корреляции информации принятого интервала с известным первичным кодом синхронизации. Аспекты оценки канала в цифровых системах радиосвязи описаны в патенте США №5768307 на имя Р. Schramm et al, на "Когерентную демодуляцию с оценкой канала для принятия решения в цифровой системе связи".

Способ 2

Этот способ основывается на формировании последовательностей членов малого множества различных кодовых слов C₁, которые достаточны для однозначной идентификации каждой группы кодов скремблирования (этап 602 на фиг.6). Опять без потери общности можно принять, что имеется 512 кодов скремблирования, разделенных на тридцать две группы по шестнадцать кодов каждая. Для примера допустим, что имеется семнадцать кодовых слов C₁ и кадров, имеющих по 16 интервалов каждый. "Алфавит" из семнадцати "букв" или символов может сформировать много последовательностей длиной 16 букв, причем можно показать, что многие из таких последовательностей имеют достаточно хорошие периодические автокорреляционные и взаимно корреляционные свойства. Такие способы построения последовательности описаны в документе "Comma Free Codes for Fast Long Code Acquisition", Doc. No. AIF/SWG2-15-6(P), IMT-2000 Study Committee, Air Interface Working Group, SWG2, который был внесен на рассмотрение фирмой Texas Instruments Inc.

"Хорошие" автокорреляционные свойства таковы, что значение корреляции кодового слова или последовательности с любым из других кодовых слов или последовательностей и с любыми относительными сдвигами кодовых слов или последовательностей мало. Периодические свойства важны в ситуациях, в которых кодовое слово или последовательность передаются непрерывно, как, например, в предлагаемых в настоящее время системах Ш-МДКР, в которых последовательность первичных кодов синхронизации, состоящая из шестнадцати символов, повторяется от кадра к кадру. Хотя первичный код синхронизации является только одним из десяти символов, передаваемых в каждом интервале, и в этом смысле не является непрерывно передаваемым, однако можно при синхронизации интервалов, установленной таким образом, избежать поиска вторичных кодов синхронизации в 9/10 кадра и обрабатывать вторичные коды синхронизации как непрерывные. Поэтому при наличии любых шестнадцати последовательных интервалов в приемнике становится известным по меньшей мере произвольный символьный циклический сдвиг целой последовательности из шестнадцати символов.

Из многих возможных буквенных последовательностей длиной 16 букв выбираются тридцать две на основе их корреляционных свойств для представления соответствующих последовательностей вторичных кодов синхронизации. Как и в способе 1, выбранные последовательности могут передаваться в удаленный терминал или запоминаться заранее в подходящем запоминающем устройстве в терминале. Однако следует отметить, что последовательности, сформированные согласно способу 1, как полагают в настоящее время, имеют несколько лучшие корреляционные свойства, чем последовательности, сформированные согласно способу 2.

Последовательности кодовых слов C₁ вторичных кодов синхронизации строятся посредством выбора кодовых слов из "алфавита", состоящего из семнадцати кодовых слов, так что последовательности являются отличающимися, состоящими из кодовых слов последовательностями, различимыми при циклических сдвигах на кодовое слово, и, следовательно, они имеют хорошие взаимно корреляционные свойства. Например, предположим, что имеется две "буквы" А и В, которые являются взаимно ортогональными последовательностями длиной 256, подобно вторичным кодам синхронизации, и необходимо выделить последовательности из 8 таких "букв". Если начать с последовательности АААААВВА, то один циклический сдвиг этой последовательности даст последовательность ААААААВВ, которая отличается от исходной последовательности АААААВВА. Одна последовательность, не являющаяся различимой при циклических сдвигах на кодовое слово, представляет собой АВАВАВАВ, а другая - АААААААА. Что касается последней, то должно быть понятно, что все циклические сдвиги - одинаковые, в случае первой - некоторые циклические сдвиги - одинаковые. Конечно, должно быть понятно, что сдвиг на одну длину последовательности (т.е. сдвиг на число символов) снова даст исходную последовательность, что не делает последовательность неразличимой при циклических сдвигах на кодовое слово.

Другие две последовательности, различимые при циклических сдвигах на кодовое слово, представляют собой АВВВВВВВ, которая для удобства может называться посл.1, и АВВАААВВ, которая для удобства может называться посл.2. Таблица 1 показывает число позиций последовательности, в которых исходная последовательность и каждая сдвинутая последовательность согласуются, т.е. имеют одинаковую "букву":

Из этой таблицы можно заметить, что посл.2 имеет "лучшие" автокорреляционные свойства, чем посл.1, потому что, как отмечалось выше, "хорошие" автокорреляционные свойства таковы, что значение корреляции кодового слова или последовательности со сдвигами этого кодового слова или последовательности мало, за исключением значения для нулевого сдвига. Для последовательностей, которые не являются различимыми при циклических сдвигах на кодовое слово, число совпадений могло бы быть равно 8 (максимальное) по меньшей мере для одного ненулевого сдвига. Должно быть понятно, что число совпадений связано со значением корреляции тем, что корреляция (либо авто-, либо взаимная корреляция) обычно определяется как число совпадений, меньшее числа несовпадений.

Взаимная корреляция между посл.1 и посл.2, то есть число позиций последовательности, в которых посл.1 и посл.2 имеют такую же "букву", по мере того как посл.1 сдвигается по позициям относительно посл.2 и подвергается свертке, определяется таблицей 2:

Хороший набор кодовых слов такой, когда маловероятно ошибочно принять одно кодовое слово за другое и/или за сдвиг того или другого кодового слова. Аналогично информация принятого интервала коррелируется со всеми возможными последовательностями кодовых слов для всех сдвигов (этап 604 на фиг.6).

Следует отметить, что кодовые слова C₁ не имеют знака, как в способе 1, и поэтому возможно некогерентное объединение значений корреляции принятых интервалов с их соответствующими кодовыми словами (этап 606 на фиг.6). Например, пусть C_i=С(SSС_i) является корреляцией между R_i, принятой информацией в i-ном интервале, а величина SSC_i является i-ным вторичным кодом синхронизации в гипотетической последовательности вторичных кодов синхронизации. Тогда сумма значений C_i, взятая по i, является корреляцией между гипотетической последовательностью и принятой информацией, но поскольку различные R_i подвергаются неизвестным и различным замираниям или другим нарушениям при передаче, то в отсутствии оценок канала необходимо некогерентное объединение. Другими словами, критерием является сумма квадратов величин С_i, взятая по i. Если доступны оценки a_i канала, тогда значения корреляции могут быть когерентно объединены путем суммирования по i произведений С_i и комплексно сопряженных значений a_i. При использовании способа 1 когерентное объединение необходимо потому, что знаки m_i должны сохраняться, а при использовании способа 2 может быть использовано либо когерентное объединение либо некогерентное объединение.

Соответственно, если C_i является вторичным кодом синхронизации в j-ном интервале, то передаваемая последовательность вторичных кодов синхронизации для кадра, имеющего шестнадцать интервало