Кодовое перемежение для кодов уолша

Кодовое перемежение для кодов уолша

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестные ссылки на родственные заявки

По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной патентной заявкой США №60/833,176, поданной 24 июля 2007 г. и озаглавленной “CODE INTERLEAVING FOR STRUCTURED CODE”, в полном объеме включенной в настоящий документ путем ссылки.

Предпосылки изобретения

Множественный доступ с кодовым разделением (CDMA) - это схема модуляции и множественного доступа, которая использует широкополосные технологии расширения спектра для передачи сигнала в отличие от технологий узкополосных каналов, используемых в традиционных аналоговых системах. Соответственно информация, содержащаяся в передаче, расширяется по спектру по очень широкой полосе, что позволяет множеству пользователей совместно использовать один и тот же частотный диапазон в одно и то же время. Это предусматривает применение кода к битам данных, которые однозначно идентифицируют информацию, принадлежащую конкретному вызову (пользователю) в конкретном географическом местоположении, благодаря чему только тот же код можно считывать на приемнике. Таким образом, биты данных для всех пользователей в конкретной географической соте, в общем достижимой местной приемопередающей станцией, одновременно передаются по широкому спектру. Устройство пользователя принимает сигналы и отбрасывает все кодированные биты за исключением тех, которые адресованы именно ему. Затем оно удаляет код и восстанавливает передачу до исходного потока данных. Таким образом, в случае применения технологии расширения спектра, данные занимают более широкую полосу, чем необходимо, за счет модуляции сигнала данных сигналом расширения, который использует более широкую полосу, чем сигнал данных. Биты сигнала расширения называются элементами сигнала. Таким образом, CDMA обеспечивает конфиденциальность и безопасность, поскольку для приема сигнала, который распределен по спектру, требуется знать код для отделения одного вызова от другого, в отличие от сигналов, сконцентрированных в узких полосах, которые легче отслеживаются радиоприемниками.

Каждого пользователя в системе связи CDMA можно идентифицировать различными способами. Ортогональный множественный доступ является одной такой технологией, в которой пользователю назначается одна из многих ортогональных форм волны, полученных из ортогонального кода. Два сигнала ортогональны, если их взаимная корреляция равна нулю для нулевого временного сдвига. Взаимная корреляция - это общая мера степени, в которой два разных сигнала, сдвинутые по времени относительно друг друга, коррелируют как функция этого временного сдвига. Поэтому ортогональные сигналы/формы волны, назначенные разным пользователям, переданные в одно и то же время, не будут создавать помеху друг другу.

Примером набора ортогональных кодов является набор кодов Уолша. Функции Уолша генерируются с использованием итерационного процесса построения матрицы Адамара, начиная с H₁=[0]. Таким образом, функции Уолша используются в CDMA в двух целях. В прямой линии связи от базовой станции к мобильному терминалу они используются для создания независимых каналов передачи. В обратной линии связи от мобильного терминала к базовой станции они используются для ортогональной модуляции. Однако сигнал сообщения, обрабатываемый с помощью ортогональных последовательностей Уолша, подвержен ложным тревогам, когда сдвинутый по времени вариант переданной последовательности Уолша ошибочно идентифицируется как переданные данные, а также декорреляции канала, что приводит к снижению эффективности.

Раскрытие изобретения

Ниже представлено упрощенное раскрытие заявленного изобретения для обеспечения понимания основ некоторых аспектов заявленного изобретения. Это раскрытие не является обширным обзором заявленного изобретения. Оно не призвано ни идентифицировать ключевые или критические элементы заявленного изобретения, ни ограничивать объем заявленного изобретения. Его единственной целью является представление некоторых концепций заявленного изобретения в упрощенной форме, предваряющее более подробное описание, которое приведено ниже.

Система связи согласно описанному здесь варианту осуществления предусматривает передатчик, содержащий блок каналообразования/расширения, кодовый перемежитель и скремблер. Блок каналообразования обеспечивает расширенные данные путем обработки принятых данных каналообразующим кодом. Кодовый перемежитель переупорядочивает данные, полученные от блока каналообразования, и выдает перемеженные данные на скремблер. Скремблер скремблирует перемеженные данные псевдошумовыми (ПШ) последовательностями и передает скремблированный сигнал.

Другой вариант осуществления относится к приемнику, предназначенному для использования с вышеописанным передатчиком. Приемник содержит дескремблер, деперемежитель, блок отмены каналообразования/снятия расширения и объединитель. Дескремблер принимает скремблированный входной сигнал от передатчика и умножает его на ПШ последовательность, используемую для скремблирования входного сигнала, и обеспечивает дескремблированный входной сигнал. Деперемежитель элементов сигнала снимает перемежение выходного сигнала дескремблера комплементарным образом относительно перемежения, осуществляемого в ходе передачи. Затем деперемеженные элементы сигнала поступают на блок отмены каналообразования/снятия расширения, который обеспечивает символы со снятым расширением. Объединитель объединяет символы со снятым расширением от множества отводов или приемных антенн для обеспечения детектированных данных.

Согласно другому аспекту сообщение в системе связи расширяется по спектру ортогональными кодами Уолша. Соответственно другой вариант осуществления содержит передатчик, в котором блок отображения Уолша отображает данные сообщения, содержащие K битов на конкретный код Уолша длиной L=2^K. Кодовый перемежитель перемежает L элементов сигнала кода Уолша. Скремблер умножает перемеженные элементы сигнала с элементами сигнала ПШ последовательности и обеспечивает скремблированные элементы сигнала для передачи.

Согласно другому аспекту приемник, выполненный с возможностью считывать сообщения от вышеописанного передатчика, содержит дескремблер, деперемежитель, блок FHT, объединитель и детектор сообщений. Дескремблер дескремблирует сообщение, принятое от передатчика, и выдает его на деперемежитель. Деперемежитель снимает перемежение битов сообщения и выдает их на блок FHT (быстрого преобразования Адамара). Блок FHT снимает расширение деперемеженных элементов сигнала и обеспечивает энергию для каждого кода Уолша. Объединитель объединяет энергии для каждого из кодов Уолша для различных антенн/путей сигнала. Детектор сообщений идентифицирует код Уолша с наибольшей энергией как переданное сообщение.

Еще один аспект предусматривает способ связи, который предусматривает расширение данных путем обработки принятых данных каналообразующим кодом. Затем расширенные данные переупорядочиваются для обеспечения перемеженных данных для скремблирования. Затем перемеженные данные скремблируются ПШ последовательностями и передаются. Поскольку расширенные данные перемежаются до передачи, любое пилообразное изменение фазы, вызванное доплеровским сдвигом вследствие движения передатчика, рассеивается в перемеженных элементах сигнала, тем самым нарушая структуру, которая приводит к увеличенным ложным тревогам.

Еще один аспект предусматривает способ приема для получения данных, переданных согласно вышеописанному способу передачи. Способ предусматривает прием скремблированного входного сигнала и умножение его на ПШ последовательность, используемую для скремблирования входного сигнала для получения дескремблированного входного сигнала. Затем дескремблированные элементы сигнала деперемежаются комплементарным образом относительно перемежения, осуществляемого в ходе передачи. Затем деперемеженные элементы сигнала подвергаются снятию расширения для получения символов со снятым расширением. Затем символы со снятым расширением от множества отводов или приемных антенн объединяются для обеспечения детектированных данных.

Согласно другому аспекту сообщение в системе связи расширяется по спектру ортогональными кодами Уолша. Соответственно другой вариант осуществления содержит способ передачи, в котором данные сообщения, содержащие K битов, отображаются на конкретный код Уолша длиной L=2^K. Затем L элементов сигнала кода Уолша перемежаются. Затем перемеженные элементы сигнала скремблируются элементами сигнала ПШ последовательности и последовательно передаются.

Еще один аспект предусматривает способ приема и обработки сигналов для получения сообщений, отображенных на код Уолша и переданных, как описано выше. Принятые данные сначала дескремблируются и деперемежаются. Затем деперемеженные биты сообщения подвергаются снятию расширения. Коды Уолша со снятым расширением обеспечиваются со значением энергии, которое отражает вероятность того, что код Уолша является переданным кодом Уолша. Энергии для каждого из кодов Уолша для различных антенн/путей сигнала объединяются. Код Уолша с наибольшей энергией идентифицируется и объявляется переданным сообщением, если превышает определенный порог, иначе указывается удаление.

Нижеследующее описание и прилагаемые чертежи призваны раскрыть некоторые детали иллюстративных аспектов заявленного изобретения. Однако эти аспекты указывают лишь некоторые из различных путей реализации принципов заявленного изобретения, и заявленное изобретение призвано включать в себя все подобные аспекты и их эквиваленты. Другие преимущества и отличительные признаки заявленного изобретения явствуют из нижеследующего подробного описания заявленного изобретения, рассмотренного совместно с чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - система беспроводной связи множественного доступа согласно изложенным здесь различным аспектам.

Фиг.2 - блок-схема системы связи.

Фиг.3A - блок-схема варианта осуществления передатчика с кодовым перемежением.

Фиг.3B - блок-схема приемника, который можно использовать для декодирования данных, переданных согласно аспекту.

Фиг.4A - блок-схема варианта осуществления передатчика согласно аспекту.

Фиг.4B - блок-схема приемника, который может декодировать сообщения согласно аспекту.

Фиг.5A - вариант осуществления трехкаскадной сети Файстеля, которая генерирует псевдослучайные перестановки, размеры которых являются степенями 2.

Фиг.5B - вариант осуществления первого каскада 310a Файстеля для случая, когда n=9.

Фиг.6 - способ передачи согласно аспекту.

Фиг.7 - способ приема сигналов, позволяющий сократить ложные тревоги в системах связи согласно аспекту.

Фиг.8 - способ передачи сигналов, благодаря которому сокращаются ложные тревоги, вносимые вследствие доплеровского сдвига.

Фиг.9 - способ приема и обработки сигналов согласно другому аспекту.

Осуществление изобретения

Заявленное изобретение будет описано со ссылкой на чертежи, на которых сходные ссылочные позиции используются для ссылки на сходные элементы. В нижеследующем описании, в целях объяснения, изложены многочисленные конкретные детали для обеспечения исчерпывающего понимания заявленного изобретения. Однако очевидно, что заявленное изобретение можно осуществить на практике без этих конкретных деталей. В других примерах общеизвестные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы для облегчения описания заявленного изобретения.

Различные варианты осуществления описаны ниже со ссылкой на чертежи, в которых сходные ссылочные позиции используются для ссылки на сходные элементы. В нижеследующем описании, в целях объяснения, многочисленные конкретные детали изложены для обеспечения исчерпывающего понимания одного или нескольких аспектов. Однако очевидно, что такой(ие) вариант(ы) осуществления можно осуществить на практике без этих конкретных деталей. В других примерах общеизвестные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы для облегчения описания одного или нескольких вариантов осуществления.

Используемые в этой заявке термины “компонент”, “модуль”, “система” и им подобные относятся к объектам, применяемым в вычислительной технике, а именно к оборудованию, программно-аппаратному обеспечению, комбинации оборудования и программного обеспечения, программному обеспечению или выполняющемуся программному обеспечению. Например, компонент может представлять собой, не ограничиваясь, процесс, выполняющийся на процессоре, процессор, объект, выполнимый модуль, поток выполнения, программу и/или компьютер. В порядке иллюстрации компонентом могут быть приложение, выполняющееся на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство. Один или несколько компонентов могут входить в состав процесса и/или потока выполнения, и компонент может располагаться на одном компьютере и/или быть распределенным между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных машиночитаемых носителей, на которых хранятся различные структуры данных. Компоненты могут осуществлять связь посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или несколько пакетов данных (например, данных от одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или в сети, например в интернете, с другими системами посредством сигнала).

Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь в связи с беспроводным терминалом и/или базовой станцией. Беспроводной терминал может представлять собой устройство, обеспечивающее пользователя возможностью передачи голоса и/или данных. Беспроводной терминал может быть подключен к вычислительному устройству, например портативному компьютеру или настольному компьютеру, или может представлять собой автономное устройство, например карманный персональный компьютер (КПК). Беспроводной терминал также можно называть системой, абонентским блоком, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием. Беспроводной терминал может быть абонентской станцией, беспроводным устройством, сотовым телефоном, телефоном PCS, радиотелефоном, телефоном протокола инициирования сеанса (SIP), станцией беспроводного абонентского доступа (WLL), карманным персональным компьютером (КПК), карманным устройством, имеющим возможность беспроводного соединения, или другим устройством обработки, соединенным с беспроводным модемом. Базовая станция (например, точка доступа) может представлять собой устройство в сети доступа, которое осуществляет связь по радиоинтерфейсу, через один или несколько секторов, с беспроводными терминалами. Базовая станция может действовать как маршрутизатор между беспроводным терминалом и остальной сетью доступа, которая может включать в себя сеть интернет-протокола (IP), путем преобразования принятых кадров радиоинтерфейса в IP-пакеты. Базовая станция также координирует управление атрибутами для радиоинтерфейса. Кроме того, различные описанные здесь аспекты или признаки можно реализовать как способ, устройство или изделие промышленного производства с использованием стандартных технологий программирования и/или проектирования. Используемый здесь термин “изделие промышленного производства” призван охватывать компьютерную программу, доступную с любого машиночитаемого устройства, несущей или носителя. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, не ограничиваясь, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, флоппи-диск, магнитные полоски …), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD) …), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, карту, рейку, USB-носитель …).

Различные варианты осуществления будут представлены применительно к системам, которые могут включать в себя ряд устройств, компонентов, модулей и пр. Очевидно, что различные системы могут включать в себя дополнительные устройства, компоненты, модули, и т.д. и/или могут не включать в себя все устройства, компоненты, модули и т.д., рассмотренные в связи с чертежами. Также можно использовать комбинацию этих подходов.

На Фиг.1 показана система 100 беспроводной связи множественного доступа согласно различным аспектам. В одном примере система 100 беспроводной связи множественного доступа включает в себя множество базовых станций 110 и множество терминалов 120. Каждая базовая станция 110 и каждый терминал 120 в системе 100 может иметь одну или несколько антенн для обеспечения связи с одной или несколькими базовыми станциями 110 и/или терминалами 120 в системе 100. В одном примере базовая станция 110 может одновременно передавать множество потоков данных для услуг широковещательной передачи, групповой передачи и/или одноадресной передачи, причем поток данных является потоком данных, в приеме которого может быть заинтересован только терминал 120. Терминал 120 в зоне покрытия базовой станции 110 может принимать один или несколько потоков данных, передаваемых с базовой станции 110. В порядке примера, не имеющего ограничивающий характер, базовая станция 110 может быть точкой доступа, Node B и/или другим подходящим сетевым объектом. Каждая базовая станция 110 обеспечивает покрытие связи для конкретной географической области 102. Используемый здесь, и вообще в данной области техники, термин “сота” может относиться к базовой станции 110 и/или ее зоне покрытия 102 в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для повышения емкости системы зону покрытия 102, соответствующую базовой станции 110, можно разделить на множество областей меньшего размера (например, области 104a, 104b и 104c). Каждая из областей меньшего размера 104a, 104b и 104c может обслуживаться соответствующей базовой приемопередающей подсистемой (BTS, не показана). Используемый здесь, и вообще в данной области техники, термин “сектор” может относиться к BTS и/или ее зоне покрытия в зависимости от контекста, в котором используется термин. В соте 102, имеющей множество секторов 104, BTS для всех секторов 104 соты 102 может совпадать с базовой станцией 110 для соты 102.

В другом примере система 100 может использовать централизованную архитектуру с применением системного контроллера 130, который может быть подключен к одной или нескольким базовым станциям 110 и обеспечивают координацию и управление для базовых станций 110. Согласно альтернативным аспектам системный контроллер 130 может быть единым сетевым объектом или совокупностью сетевых объектов. В качестве дополнения система 100 может использовать распределенную архитектуру, позволяющую базовым станциям 110 при необходимости осуществлять связь друг с другом. Согласно одному аспекту терминалы 120 могут быть рассеяны по системе 100. Каждый терминал 120 может быть стационарным или мобильным. В порядке примера, не имеющего ограничивающий характер, терминал 120 может быть терминалом доступа (AT), мобильной станцией, пользовательским оборудованием, абонентской станцией и/или другим подходящим сетевым объектом. Терминал может быть беспроводным устройством, сотовым телефоном, карманным персональным компьютером (КПК), беспроводным модемом, карманным устройством и т.д. В одном примере терминал 120 может передавать данные на базовую станцию 110 или на другой терминал 120.

Согласно другому аспекту система 100 может генерировать ресурсы передачи в форме каналов. В порядке примера, не имеющего ограничивающий характер, эти каналы можно генерировать согласно одной или нескольким из схем мультиплексирования с кодовым разделением (CDM), мультиплексирования с частотным разделением (FDM) и мультиплексирования с временным разделением (TDM). Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), разновидность FDM, можно использовать для эффективного разделения общей полосы системы 100 на множество ортогональных поднесущих, которые затем можно модулировать данными. Эти поднесущие также можно называть тонами, бинами (элементами разрешения) и частотными каналами. В качестве альтернативы в технологии на основе временного разделения каждая поднесущая может содержать часть последовательных временных интервалов или временных слотов. Каждому терминалу 120 можно назначить одну или несколько комбинаций временной слот/поднесущая для передачи и приема информации в указанном периоде пакета или кадре. Технология с временным разделением также может использовать схему переключения скорости символов и/или схему переключения блоков.

В другом примере технология на основе кодового разделения может обеспечивать передачу данных по нескольким частотам, доступным в любое время в диапазоне. Данные могут преобразовываться в цифровую форму и расширяться по спектру в доступной полосе системы 100 таким образом, чтобы множество терминалов 120 могло накладываться на канал, и чтобы соответствующим терминалам 120 можно было назначать уникальный код последовательности. Терминалы 120 могут передавать в одном и том же широком диапазоне спектра, в котором сигнал, соответствующий каждому терминалу 120, расширяется на всю полосу с помощью соответствующего уникального кода расширения. В одном примере эта технология может обеспечивать совместное использование, при котором один или несколько терминалов 120 могут одновременно осуществлять передачу и прием. Такое совместное использование может достигаться, например, посредством цифровой модуляции расширенного спектра, при которой поток битов, соответствующий терминалу 120, кодируется и расширяется в очень широком канале псевдослучайным образом. Базовая станция 110 может распознавать уникальный код последовательности, связанный с терминалом 120, и отменять рандомизацию для сбора битов для конкретного терминала 120 когерентным образом.

В другом примере система 100 может использовать один или несколько схем множественного доступа, например CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, FDMA с одной несущей (SC-FDMA), и/или другие подходящие схемы множественного доступа. OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), и SC-FDMA использует мультиплексирование с частотным разделением с одной несущей (SC-FDM). Кроме того, система 100 может использовать комбинацию схем множественного доступа, например OFDMA и CDMA. Кроме того, система 100 может использовать различные структуры кадров для указания, каким образом передаются данные и сигнализация на прямой и обратной линиях связи. Система 100 также может использовать один или несколько диспетчеров (не показаны) для назначения полосы и других системных ресурсов. В одном примере диспетчер может использоваться на одной или нескольких базовых станциях 110, терминале 120 и системном контроллере 130.

На Фиг.2 показана блок-схема варианта осуществления передающей системы 210 (также известной как точка доступа) и приемной системы 250 (также известной как терминал доступа) в системе 200 MIMO. В передающей системе 210 данные трафика для ряда потоков данных поступают из источника 212 данных на процессор 214 данных передачи (TX).

Согласно варианту осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор 214 данных TX форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных для обеспечения кодированных данных.

Кодированные данные для каждого потока данных можно мультиплексировать с данными пилот-сигнала с использованием технологий OFDM. Данные пилот-сигнала обычно представляют собой известный шаблон данных, который обрабатывается известным образом, и который можно использовать на приемной системе для оценки характеристики канала. Затем мультиплексированные данные пилот-сигнала и кодированные данные для каждого потока данных модулируются (т.е. отображаются на символы) на основании конкретной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных для обеспечения символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут определяться инструкциями, выполняемыми процессором 230.

Символы модуляции для всех потоков данных поступают на процессор 220 MIMO TX, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 220 MIMO TX выдает N _T потоков символов модуляции на N _T передатчиков (TMTR) 222a - 222t. В некоторых вариантах осуществления процессор 220 MIMO TX применяет весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности к символам потоков данных и к антенне, с которой передается символ.

Каждый передатчик 222 принимает и обрабатывает соответствующий символьный поток для обеспечения одного или нескольких аналоговых сигналов, и дополнительно преобразует (например, усиливает, фильтрует и повышает частоту) аналоговые сигналы для обеспечения модулированного сигнала, пригодного для передачи по каналу MIMO. Затем N _T модулированных сигналов от передатчиков 222a-222t передаются с N _T антенн 224a-224t соответственно.

В приемной системе 250 переданные модулированные сигналы принимаются N _R антеннами 252a-252r, и принятый сигнал от каждой антенны 252 поступает на соответствующий приемник (RCVR) 254a-254r. Каждый приемник 254 преобразует (например, фильтрует, усиливает и понижает частоту) соответствующий принятый сигнал, преобразует в цифровую форму преобразованный сигнал для обеспечения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для обеспечения соответствующего “принятого” символьного потока.

Затем процессор 260 данных RX принимает и обрабатывает N _R принятых символьных потоков от N _R приемников 254 на основании конкретной технологии обработки на приемнике для обеспечения N _T “детектированных” символьных потоков. Затем процессор 260 данных RX демодулирует, снимает перемежение и декодирует каждый детектированный символьный поток для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка процессором 260 данных RX комплементарна осуществляемой процессором 220 MIMO TX и процессором 214 данных TX в передающей системе 210.

Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать (рассмотрено ниже). Процессор 270 формирует сообщение обратной линии связи, содержащее индексную часть матрицы и часть значения ранга матрицы.

Сообщение обратной линии связи может содержать различные типы информации, относящейся к линии связи и/или принятому потоку данных. Затем сообщение обратной линии связи обрабатывается процессором 238 данных TX, который также принимает данные трафика для ряда потоков данных из источника 236 данных, модулируется модулятором 280, преобразуется передатчиками 254a-254r и передается обратно на передающую систему 210.

В передающей системе 210 модулированные сигналы от приемной системы 250 принимаются антеннами 224, преобразуются приемниками 222, демодулируются демодулятором 240 и преобразуются процессором 242 данных RX для выделения сообщения обратной линии связи, переданного приемной системой 250. Затем процессор 230 определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать для определения весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности, затем обрабатывает выделенное сообщение.

Преимущество технологии расширенного спектра для персональной связи состоит в возможности для множества пользователей одновременно осуществлять связь на одной и той же частоте. Как отмечено выше, ортогональный множественный доступ является одним способом различения пользователей в системе связи CDMA, которая действует на основе технологии расширенного спектра. Поскольку формы волны, назначенные разным пользователям, ортогональны, пользователи с разными кодами не создают помеху друг для друга. Иллюстративным набором ортогональных форм волны является набор кодов/функций Уолша, основанных на матрицах Адамара. Однако обработка сигнала данных от движущейся мобильной станции посредством ортогональных кодов Уолша может приводить к ложным тревогам, а также к снижению эффективности. Дело в том, что доплеровский сдвиг, обусловленный движением мобильной станции, вносит пилообразное изменение фазы в сигнал сообщения, обрабатываемый с помощью последовательности Уолша, что приводит к заметной корреляции с другой последовательностью Уолша. Это приводит к увеличению числа ложных тревог, а также к снижению эфффективности вследствие такой декорреляции каналов в сегменте CDMA. Различные описанные здесь системы и способы призваны обеспечивать функции систем связи CDMA благодаря пониманию и, тем самым, ослаблению эффектов доплеровского сдвига.

Расширение по спектру - это средство передачи, в котором данные занимают более широкую полосу, чем необходимо, благодаря их модуляции сигналом расширения, который использует более широкую полосу, чем сигнал данных. Расширение полосы осуществляется до передачи путем использования каналообразующего кода, который не зависит от передаваемых данных. Тот же код используется для демодуляции данных на принимающей стороне. Соответственно на Фиг.3A показана блок-схема варианта осуществления передатчика 310 с кодовым перемежением. Блок 320 каналообразования/расширения спектра принимает данные, подлежащие передаче, расширяет спектр данных с помощью каналообразующего кода, и обеспечивает расширенные данные. Данные, подлежащие передаче, могут представлять собой данные трафика, данные управления, данные пилот-сигнала и/или некоторые другие типы данных. Каналообразующим кодом может быть код Уолша, ортогональный код с переменным расширяющим множителем (OVSF) или какой-либо другой код. Расширение спектра может достигаться путем (1) повторения символа модуляции для данных для получения L дублированных символов и (2) умножения L дублированных символов на L элементов сигнала каналообразующего кода для генерации L элементов сигнала для символа модуляции. Кодовый перемежитель 322 переупорядочивает L элементов сигнала для символа модуляции псевдослучайным или структурированным образом и обеспечивает L перемеженных элементов сигнала для символа модуляции. Перемежение осуществляется по длине каналообразующего кода. Скремблер 324 умножает перемеженные элементы сигнала на ПШ последовательность и обеспечивает скремблированные элементы сигнала. Скремблированные элементы сигнала дополнительно обрабатываются (не показано на Фиг.3A) и передаются на приемник.

На Фиг.3B показана блок-схема варианта осуществления приемника 340, который можно использовать для передатчика 310, показанного на Фиг.3A. Дескремблер 350 умножает принятые входные выборки на ПШ последовательность, используемую передатчиком 310, и обеспечивает дескремблированные выборки. Деперемежитель 352 элементов сигнала снимает перемежение дескремблированных выборок комплементартным образом относительно перемежения, осуществляемого кодовым перемежителем 322 в передатчике 310, и обеспечивает деперемеженные выборки. Деперемежение осуществляется по длине каналообразующего кода. Блок 354 отмены каналообразования/снятия расширения спектра снимает расширение деперемеженных выборок и обеспечивает символы со снятым расширением. Снятие расширения может достигаться путем (1) умножения L деперемеженных выборок для символа модуляции на L элементов сигнала каналообразующего кода и (2) накопления L результирующих выборок для получения символа со снятым расширением. Объединитель 356 может объединять символы со снятым расширением из множества отводов и/или приемных антенн и обеспечивать окончательные символы со снятым расширением, которые называются детектированными данными.

CDMA объединяет две разные расширяющие последовательности для создания уникальных каналов, которые переносят информацию, относящуюся к пользователю, а также географической соты, где находится пользователь. Примерами этих расширяющих последовательностей являются псевдошумовые (ПШ) последовательности. ПШ последовательности являются известными последовательностями, которые демонстрируют шумоподобное поведение или характеристики случайных последовательностей. Они решают проблему конфиденциальности в системах связи благодаря обеспечению кодов, прочитать которые может только назначенный пользователь, и которые выглядят как шум для других пользователей. Они генерируются с использованием сдвиговых регистров, сумматоров по модулю 2 (вентилей XOR) или циклов обратной связи. Максимальная длина ПШ последовательности определяется длиной регистра или конфигурацией сети обратной связи. N-битовый регистр может обеспечивать до 2^N разных комбинаций нулей и единиц. Если отбросить последовательность, в которой вход содержит только нули, создающую нулевой выходной сигнал, максимальная длина любой ПШ последовательности составляет 2^N-1.

Разные ПШ последовательности можно использовать для различения сообщений для разных каналов управления (например, одного и того же пользователя), разных пользователей и/или разных секторов/базовых станций. ПШ последовательности, используемые в этом варианте осуществления, могут зависеть от канала управления, используемого для отправки сообщения, идентификатора пользователя для пользователя или мобильного терминала/станции, отправляющего(ей) или принимающего(ей) сообщение (длинной/внутренней ПШ последовательности), идентификатора сектора для базовой станции, принимающей или отправляющей сообщение (короткой/внешней ПШ последовательности) и/или других параметров. Эти ПШ последовательности могут генерироваться модулятором передачи базовой станции, который генерирует сигналы, расширенные внешними ПШ-кодами, а также внутренними ортогональными кодами. Например, внутренние ортогональные коды могут представлять собой коды Уолша, генерируемые с помощью функций Адамара-Уолша. ПШ скремблирование также гарантирует низкую корреляцию между сдвинутыми по времени вариантами разных кодов Уолша для уменьшения ложных тревог, когда сдвинутый по времени вариант одного кода Уолша ошибочно детектируется как другой код Уолша. Это благоприятно, поскольку коды Уолша в общем имеют низкие свойства взаимной корреляции при наличии временного сдвига с расширением задержки в беспроводном канале. Таким образом, ПШ скремблирование снижает вероятность ложных тревог при наличии расширения задержки.

На Фиг.4A показана блок-схема варианта осуществления передатчика 410, который передает сообщение. Передатчик 410 может составлять часть базовой станции для прямой линии связи (или нисходящей линии связи) или часть мобильного терминала для обратной линии связи (или восходящей линии связи). В передатчике 410 блок отображения Уолша 420 принимает сообщение, состоящее из K битов информации, и отображает сообщение в конкретный код Уолша длиной L=2^K. Согласно варианту осуществления, где K равно 10, длина кода Уолша L, который кодирует сообщение, будет равной 2¹⁰, т.е. 1024. В этом варианте осуществления 10-битовое сообщение имеет одно из 1024 возможных значений, которые можно связать с 1024 разными кодами Уолша, каждый длиной 1024. Затем блок 420 отображения Уолша отображает 10-битовое сообщение на конкретный код Уолша с 1024 элементами сигналов, определяемый значением сообщения. После отображения K-битового сообщения на конкретный содержащий L элементов сигнала код Уолша, кодовый перемежитель 422, аналогичный рассмотренному выше, перемежает (или переупорядочивает) L элементов сигнала кода Уолша из блока отображения 420 и обеспечивает L перемеженных элементов сигнала. Скремблер 424 принимает перемеженные элементы сигнала от перемежителя 422, умножает перемеженные элементы сигнала на элементы сигнала ПШ последовательности и обеспечивает скремблированные элементы сигнала. Скремблированные элементы сигнала дополнительно обрабатываются (не показано) с образованием составной формы волны, которая модулирует синус