Система и способ связи через интерфейс множественного доступа со случайной фазой

Система и способ связи через интерфейс множественного доступа со случайной фазой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001] Изобретение относится к области связи и, в частности, к системам и способам связи через интерфейс множественного доступа со случайной фазой.

Уровень техники

[0002] Для осуществления связи в сети с множеством пользователей был разработаны различные способы модуляции, включая множественный доступ с кодовым разделением (CDMA, code division multiple access), множественный доступ с разделением по времени (TDMA, time division multiple access) и множественный доступ с разделением по частоте (FDMA, frequency division multiple access). Технология CDMA является технологией расширения спектра, в которой используются псевдослучайные числовые последовательности для модуляции входных данных, несколько передатчиков, осуществляющих передачу с использованием такого сигнала, и ортогональные коды (коды Уолша) для корреляции различных каналов связи. В технологии TDMA используются временные интервалы для координации нескольких передатчиков в восходящей линии связи, которые осуществляют передачу в одинаковых временных подынтервалах. Пользователи осуществляют передачу в быстрой последовательности друг за другом, при этом каждый из них использует свой собственный временной интервал, что позволяет нескольким станциям разделять одну и ту же среду передачи (например, радиочастотный канал), используя только часть общей доступной полосы пропускания. В технологии FDMA различным пользователям выделяются различные частоты радиоспектра.

[0003] Помимо способов модуляции, существуют протоколы, определяющие поведение сетевых устройств в том случае, когда два устройства пытаются одновременно использовать канал передачи данных (так называемая коллизия). Протокол CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection, множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) используется в сетях Ethernet для физического контроля трафика на линии в станциях, участвующих в связи. Если в определенный момент времени передача не выполняется, то конкретная станция может выполнять передачу. Если две станции пытаются вести передачу одновременно, возникает коллизия, которая обнаруживается всеми задействованными в передаче станциями. По истечении случайного интервала времени конфликтующие станции снова пытаются начать передачу. Если снова возникает коллизия, то временные интервалы, из которых случайно выбирается время ожидания, увеличиваются шаг за шагом. Данная процедура известна под названием “экспоненциальный откат”.

[0004] Существующие способы модуляции и предотвращения коллизий (включая описанные выше и другие известные технологии) обладают рядом присущих им недостатков, которые ограничивают возможности и функциональность использующих их систем связи.

Сущность изобретения

[0005] В примере осуществления настоящего изобретения используется интерфейс связи множественного доступа со случайной фазой. Этот интерфейс может подключаться к системам и устройствам, использующим способы модуляции с расширением спектра без применения ортогональных кодов.

[0006] Приводимый в примере интерфейс связи множественного доступа со случайной фазой служит для соединения систем и устройств, использующих способы модуляции с расширением спектра. Случайный выбор смещений чипов (или смещений синхронизации), используемый в качестве схемы множественного доступа, позволяет учесть нескоординированную передачу данных без необходимости назначения уникального кода. Все пользователи осуществляют передачу, используя одинаковый псевдошумовой (PN, pseudo noise) код, для того чтобы можно было использовать многоэлементное устройство PN-сжатия в точке доступа. Если два сигнала принимаются в точке доступа с одним и тем же PN-смещением (или сумма PN-смещения с задержкой передачи в ряде чипов совпадает для двух или более сеансов передачи), то возникает “коллизия”, и становится невозможным демодулировать эти два или более сигналов. Постоянная рандомизация смещений синхронизации означает, что любые возможные “коллизии” будут происходить только в пределах данного кадра. Схема повторной передачи и новое рандомизированное смещение будут использоваться для выполнения следующей попытки.

[0007] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения раскрывается передатчик, расположенный в подключаемом блоке (tag) восходящей линии связи, и способ передачи сигналов от подключаемого блока в точку доступа. Каждый подключаемый блок содержит свой собственный передатчик, который передает информацию в виде кадров. Кадр может быть сформирован из информации, передаваемой в канале с фиксированной скоростью передачи данных. Данные могут расширяться с использованием одинакового PN-кода и могут характеризоваться случайно выбранным смещением чипов. В передатчике также применяется вращение частоты и коррекция тактовой частоты отсчетов для обеспечения соответствия с генератором опорной тактовой частоты в точке доступа. Для формирования сети несколько подключаемых блоков связаны с одной точкой доступа. Каждый из подключаемых блоков осуществляет передачу информации с использованием одинакового псевдошумового кода наряду со случайно выбранным смещением чипов. Фаза случайно выбирается в каждом кадре в пределах большого количества чипов (то есть, 8192).

[0008] В другом варианте осуществления настоящего изобретения раскрывается передатчик в точке доступа нисходящей линии связи и способ передачи сигналов от точки доступа к подключаемым блокам. Передатчик точки доступа может быть реализован таким же образом, как и передатчики подключаемых блоков. Однако передатчик точки доступа использует уникальный PN-код для каждого подключаемого блока, с которым он выполняет связь. Использование различных PN-кодов для каждого подключаемого блока обеспечивает безопасность и дает возможность каждому подключаемому блоку игнорировать сигналы, предназначенные для других подключаемых блоков. Для обеспечения быстрой синхронизации кадры, переданные точкой доступа, также содержат преамбулу, состоящую приблизительно из 9 символов.

[0009] В другом варианте осуществления настоящего изобретения раскрывается демодулятор, расположенный в подключаемом блоке, и способ демодуляции сигналов, принятых подключаемым блоком. Для сигналов, принятых в подключаемом блоке, применяется устраняющее вращение умножение с автоматической регулировкой частоты (AFC, automatic frequency control). Устраняющее вращение умножение с AFC представляет собой 1-битовую комплексную операцию, в результате выполнения которой получается 1-битовый комплексный результат, благодаря чему оптимизируется количество логических элементов. Подключаемый блок использует многоэлементное устройство PN-сжатия, преимуществом которого является высокий уровень экономии вычислительных ресурсов в 1-битовом тракте передачи данных.

[0010] В другом варианте осуществления настоящего изобретения раскрывается демодулятор, расположенный в точке доступа, и способ для демодуляции сигналов, принятых точкой доступа. Демодулятор точки доступа обладает емкостью, позволяющей одновременно демодулировать несколько тысяч или более каналов от подключаемых блоков. Для демодуляции такого большого количества каналов демодулятор точки доступа содержит многоэлементное устройство PN-сжатия.

[0011] В другом примере осуществления настоящего изобретения раскрывается процедура синхронизации подключаемого блока с задающим сигналом синхронизации точки доступа. Точка доступа периодически передает широковещательный кадр. В “холодном” режиме синхронизации подключаемый блок использует устройство PN-сжатия для анализа широковещательных кадров и идентификации задающего тактового сигнала точки доступа. Предполагается, что “холодный” режим синхронизации устанавливается один раз, когда подключаемый блок впервые включается в состав системы. После начальной “холодной” синхронизации подключаемый блок может осуществлять синхронизацию в “теплом” режиме при каждом переходе из неактивного состояния в состояние передачи или приема сигнала. Синхронизация в “теплом” режиме потребляет меньшую мощность, чем в синхронизация “холодном” режиме.

[0012] По меньшей мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения каждый подключаемый блок отдельно генерирует PN-код. Код Голда представляет собой пример PN-кода, который является параметризуемым, для того чтобы каждый пользователь имел свой собственный код. Таким образом, каждому конкретному пользователю доступны только предназначенные для него данные. Благодаря использованию уникальных PN-кодов подключаемый блок обрабатывает только свои собственные данные.

[0013] Вариант осуществления способа связи через интерфейс множественного доступа включает прием первого сигнала от первого подключаемого блока, при этом первый сигнал расширен по спектру с использованием заранее заданного псевдошумового кода, а также содержит первые данные полезной нагрузки. Второй сигнал принимается от второго подключаемого блока. Второй сигнал расширен по спектру с использованием упомянутого заранее заданного PN-кода и содержит вторые данные полезной нагрузки. Первые данные полезной нагрузки из первого сигнала по меньшей мере частично распознают с помощью многоэлементного устройства PN-сжатия. Вторые данные полезной нагрузки из второго сигнала также по меньшей мере частично распознают с помощью упомянутого многоэлементного устройства PN-сжатия.

[0014] Вариант осуществления системы связи через интерфейс множественного доступа включает первый подключаемый блок, второй подключаемый блок и точку доступа. Первый подключаемый блок содержит первый передатчик, выполненный с возможностью передачи первых данных полезной нагрузки в первом сигнале, при этом первый сигнал расширяется по спектру с использованием заранее заданного псевдошумового кода. Второй подключаемый блок содержит второй передатчик, выполненный с возможностью передачи вторых данных полезной нагрузки во втором сигнале, при этом второй сигнал расширяется по спектру с использованием упомянутого заранее заданного PN-кода. Точка доступа осуществляет связь с первым и вторым подключаемыми блоками и содержит приемник и многоэлементное устройство сжатия спектра, расширенного псевдошумовым кодом. Приемник выполнен с возможностью приема первого и второго сигналов. Многоэлементное устройство сжатия спектра выполнено с возможностью сжатия первого и второго сигналов.

[0015] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения точка доступа для использования в системе связи с множественным доступом содержит процессор, приемник, связанный с процессором, и передатчик, связанный с процессором. Приемник выполнен с возможностью приема первого сигнала от первого подключаемого блока, при этом первый сигнал содержит первые данные полезной нагрузки и расширен по спектру с использованием заранее заданного псевдошумового кода. Приемник также выполнен с возможностью приема второго сигнала от второго подключаемого блока, при этом второй сигнал содержит вторые данные полезной нагрузки и расширен по спектру с использованием упомянутого заранее заданного PN-кода. Передатчик выполнен с возможностью передачи третьего сигнала в первый подключаемый блок, при этом третий сигнал расширяется по спектру с помощью второго PN-кода, причем второй PN-код специфичен для первого подключаемого блока.

[0016] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут ясными из последующего описания, приложенной формулы изобретения и примеров осуществления изобретения, проиллюстрированных с помощью чертежей, краткое описание которых приводится ниже.

Краткое описание чертежей

[0017] На фиг.1 показана схема, иллюстрирующая передатчик восходящей линии связи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0018] На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая передатчик нисходящей линии связи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0019] На фиг.3 показана схема, иллюстрирующая структуру и назначение временных интервалов в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0020] На фиг.4 показана схема, иллюстрирующая многоэлементное устройство PN-сжатия в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0021] На фиг.5 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения показана блок-схема алгоритма выполнения операций в подключаемом блоке, обрабатывающем данные широковещательного канала в режиме холодного запуска.

[0022] На фиг.6 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения показана блок-схема алгоритма выполнения операций в подключаемом блоке, обрабатывающем данные выделенного канала в режиме теплого запуска.

[0023] На фиг.7 показана схема, иллюстрирующая тракт передачи принимаемых подключаемым блоком данных в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0024] На фиг.8 показана схема, иллюстрирующая процедуру отслеживания временных характеристик в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0025] На фиг.9 показана схема, иллюстрирующая вращение с AFC (автоматическая регулировка частоты) в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0026] На фиг.10 показана схема, иллюстрирующая выделенная ветвь связи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0027] На фиг.11 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения показана блок-схема алгоритма выполнения операций в процессе обработки точкой доступа принимаемых данных.

[0028] На фиг.12 показана схема, иллюстрирующая тракт принимаемых точкой доступа данных в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0029] На фиг.13 показана схема, иллюстрирующая процедуру асинхронной начальной передачи данных подключаемым блоком в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0030] На фиг.14 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения показана схема, иллюстрирующая взаимодействие между точкой доступа и подключаемым блоком в режиме с выделением временных интервалов.

[0031] На фиг.15 показана схема, иллюстрирующая передачу данных между точкой доступа и подключаемым блоком в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0032] На фиг.16 показана схема, иллюстрирующая ячеистую сеть, сформированную устройствами RPMA.

[0033] На фиг.17 показана схема, иллюстрирующая связь микроповторителя с ячеистой сетью, сформированной устройствами RPMA.

Подробное описание изобретения

[0034] Варианты осуществления настоящего изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следует отметить, что в последующем описании приводятся примеры осуществления настоящего изобретения, которые не ограничивают объем изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения.

[0035] На фиг.1 показан передатчик 10 восходящей линии связи, который содержит такие блоки как сверточный кодер, модуль перемежения, модулятор, псевдошумовой расширитель (PN-расширитель), фильтр, банк ответвлений, вращатель с автоматической регулировкой частоты и другие подобные блоки. Эти устройства выполняют операции, показанные в блоках 12, 14, 16, 18, 20 и 22. В тракте передачи передатчика 10 восходящей линии связи передается закодированный сигнал с расширенным спектром. В примере осуществления настоящего изобретения передатчик 10 восходящей линии связи может входить в состав подключаемого блока, связанного с точкой доступа наряду с другими подключаемыми блоками с использованием демодулированных каналов связи. В зависимости от конкретного варианта осуществления настоящего изобретения меньшее количество операций или другие операции могут выполняться передатчиком 10 восходящей линии связи. Порядок операций также может быть различным. В данном контексте подключаемый блок может обозначать любое устройство связи, выполненное с возможностью приема сигналов из точки доступа и/или передачи сигналов в точку доступа. Точка доступа может обозначать любое устройство связи, выполненное с возможностью одновременного выполнения связи с несколькими подключаемыми блоками. В одном из вариантов осуществления изобретения в качестве подключаемых блоков могут выступать мобильные маломощные устройства, которые работают от батареи или другого аккумуляторного источника питания, а точка доступа может быть в центральном местоположении и подключаться к розетке сети электропитания или питаться от генератора. В альтернативном варианте подключаемые блоки могут подключаться к розетке и/или точка доступа может питаться от батареи или другого аккумуляторного источника питания.

[0036] В блоке 12 поток данных принимается сверточным кодером и модулем перемежения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения потоком данных являются 128 битов, включая преамбулу. В альтернативном варианте могут использоваться потоки данных других размеров. После приема поток данных кодируется с помощью сверточного кодера. В примере осуществления настоящего изобретения поток данных может кодироваться со скоростью ½. В альтернативном варианте могут использоваться другие скорости. К потоку данных также может применяться перемежение с использованием модуля перемежения. Закодированный поток символов подается в блок 14, в котором для модуляции закодированного потока символов используется модулятор дифференциальной двоичной фазовой манипуляции (D-BPSK, differential binary phase shift keying) сигнала. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться другие схемы модуляции. В блоке 16 модулированный поток подается в PN-расширитель. В примере осуществления настоящего изобретения PN-расширитель может использовать общий сетевой канал кода Голда с выбранным коэффициентом расширения. Коэффициент расширения может быть членом набора {64, 128, 256, …, 8192}. В альтернативном варианте может использоваться любой другой код и/или коэффициент расширения. В каждом из подключаемых блоков при заданном коэффициенте расширения осуществляется расширение спектра с использованием одинакового PN-кода со случайно выбранным смещением чипов. Чем больше диапазон возможных случайных смещений чипов, тем больше вероятность того, что конкретный кадр не будет конфликтовать (или, другими словами, не будет иметь одинаковое временное смещение чипов в точке доступа) с другим кадром от другого передатчика. Вероятность коллизии в пределах приближения к пропускной способности может становиться заметной примерно 10% или менее) и может устраняться посредством повторной передачи того же кадра с другим случайным смещением. Ниже более подробно описывается PN-расширитель со ссылкой на фиг.4. В примере осуществления настоящего изобретения на выходе блока 18 может поддерживаться скорость, которая соответствует битовому потоку, равная 1 мегачипу в секунду (Mcps). В альтернативном варианте могут использоваться другие значения скорости.

[0037] В блоке 18 выполняется повышающая дискретизация с помощью фильтра с четырехкратным повышением дискретизации, и логическая схема отслеживания временных характеристик используется для обеспечения для всех кадров одинаковой частоты дискретизации, согласующейся с опорной частотой точки доступа. Блок 18 имеет вход для индикатора проскальзывания/повтора отсчетов. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения выход блока 18 может иметь фактическую частоту, равную примерно 4 МГц. В блоке 20 выполняется вращение с автоматической регулировкой частоты AFC, включая сдвиг частоты для установления соответствия со смещением синхронизации в точке доступа, для обеспечения того, что все кадры от всех пользователей находятся в пределах одной частотной гипотезы. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения выход блока 20 может иметь комплексную частоту, равную приблизительно 4 МГц. В блоке 22 устанавливается задержка от начального временного интервала до появления корректного временного интервала доступа. Кроме того, для сигнала производится задержка чипов случайной величины. В примере осуществления настоящего изобретения интервал случайной задержки чипов может находиться в диапазоне от 0 до величины коэффициента расширения без единицы. В альтернативном варианте может использоваться другая задержка чипов со случайным значением. Доступ к временному интервалу может быть описан сочетанием A(ij), в котором i относится к коэффициенту расширения как 2^(13-i), a j представляет собой номер подынтервала, соответствующий неперекрывающимся временным интервалам. В зависимости от выбранного коэффициента расширения обычно существует несколько возможностей передачи в заданном временном интервале. Для восходящей линии связи временной интервал доступа может быть выбран произвольно наряду со смещением чипов в диапазоне от 0 до значения, равного коэффициенту расширения без единицы. Благодаря этому вероятность коллизий между пользователями в восходящей линии связи минимизируется, в то же время оставляя возможность повторного выбора в случаях возникновения коллизии. После задержки сигнал может передаваться в точку доступа.

[0038] На фиг.2 показан передатчик 30 нисходящей линии связи, который содержит такие устройства как сверточный кодер, модуль перемежения, модулятор, псевдошумовой расширитель, фильтр, банк ответвлений и другие подобные блоки. С помощью передатчика 30 точка доступа осуществляет передачу по нескольким каналам, каждый из которых предназначен для определенного подключаемого блока или пользователя. Эти устройства выполняют действия, обозначенные в блоках с 32 по 54. В блоках с 32 по 40 и с 42 по 50 представлены различные тракты передачи данных, которые могут быть дублированы для создания дополнительных потоков данных. В примере осуществления настоящего изобретения в блоках 32-38 могут выполняться операции, сходные с теми, что описаны со ссылкой на фиг.1 для первого потока данных. Таким же образом, в блоках 42-48 могут выполняться операции, сходные с теми, что описаны со ссылкой на фиг.1 для n-го потока данных, при этом n может принимать любое значение. На вход блока 36 может поступать код Голда, специфичный для подключаемого блока, который принимает первый поток данных, а на вход блока 46 может поступать код Голда, специфичный для подключаемого блока, который принимает n-ый поток данных. В альтернативном варианте для расширения первого потока данных и/или n-ого потока данных могут использоваться другие коды, такие как широковещательный код Голда, не код Голда или иной код. Выходные сигналы блока 38 и/или блока 48 могут быть умножены на весовые коэффициенты в блоках 40 и 50 в том случае, если уровни мощности сигналов в каналах, соответствующих первому потоку данных и n-ому потоку данных, различны. После умножения на весовые коэффициенты тракты суммируются в блоке 52. Также в блоке 52 аппаратным способом все положительные числа преобразуются в 0, а все отрицательные - в 1. В альтернативном варианте может реализовываться другое аппаратное решение. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения выход блока 52 может иметь скорость, которая соответствует битовому потоку, равную 10 Mcps. В альтернативном варианте могут использоваться другие значения скорости. Для выходного суммарного сигнала блока 52 в блоке 54 выполняется повышающая дискретизация с помощью фильтра с четырехкратным повышением дискретизации чипов. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения выход блока 54 может иметь фактическую частоту, равную 40 МГц. В альтернативном варианте могут использоваться другие частоты. На чертеже не показан процесс передачи на смежной частоте, то есть один набор широковещательных кадров с максимальным коэффициентом расширения в нисходящей линии связи, равным 2048. В альтернативном варианте может использоваться другой максимальный коэффициент расширения в нисходящей линии связи.

[0039] На фиг.3 показана структура и назначение временных интервалов. По меньшей мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения поток данных 70 содержит временной интервал 72, временной интервал 74 и временной интервал 76. Временной интервал 72 служит для связи точки доступа AP с подключаемыми блоками, временной интервал 74 служит для связи подключаемых блоков с точкой доступа AP, временной интервал 76 - для связи точки доступа AP с подключаемыми блоками. В примере осуществления настоящего изобретения длительность каждого из временных интервалов может составлять 2,1 секунды. В альтернативном варианте может использоваться другая длительность, и/или различные временные интервалы могут отличаться по длительности. Поток данных 70 может быть реализован с помощью полудуплексной схемы связи такой, что в любой заданный момент времени либо точка доступа AP передает, а подключаемые блоки принимают информацию, либо подключаемые блоки передают, а точка доступа AP принимает информацию. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться другие схемы связи. Как показано на фиг.3, канал 80 передачи данных иллюстрирует опции выигрыша от обработки для данных во временном интервале 72. Если канал данных устанавливается при определенном значении выигрыша от обработки, то подключаемому блоку необходимо только приготовиться к приему (в режиме передачи от точки доступа AP к подключаемым блокам) в течение временного интервала с соответствующим значением выигрыша от обработки. В режиме передачи процесс выбора временного интервала управляет передачей от подключаемого блока в точку доступа таким образом, чтобы подключаемый блок мог минимизировать свое время в режиме потребления мощности передачи. Например, для выигрыша от обработки, равного 18 дБ, необходим временной интервал длительностью лишь 1,6 мс (A7,0). Канал 82 передачи данных иллюстрирует опции выигрыша от обработки для данных во временном интервале 74. Как видно на чертеже, мощность, используемая подключаемым блоком, может выбираться таким образом, чтобы каждый канал данных поступал в точку доступа AP с одинаковым уровнем мощности.

[0040] Существует симметрия между обработкой большого количества одновременно поступающих сигналов на стороне точки доступа AP и обработкой относительно небольшого количества сигналов на стороне подключаемого блока. Автоматическая регулировка частоты, временной отслеживаемый сдвиг и кадровая синхронизация известны на стороне точки доступа AP, поскольку точка доступа AP задает эти параметры. Однако параметры регулировки AFC, временного отслеживаемого сдвига и кадровой синхронизации могут определяться в процессе синхронизации на стороне подключаемого блока. Многоэлементное устройство PN-сжатия выполняет грубую обработку, связанную с обоими объектами, являющуюся эффективной реализацией для анализа захвата синхронизации/демодуляции. Другой аспект этого процесса заключается в том, что данная энергоемкая схема (в активном режиме), хотя и при постоянной работе в точке доступа AP (что не существенно, поскольку точка доступа может быть включена в розетку), работает только при синхронизации подключаемого блока в “холодном” режиме, что должно происходить редко. “Холодный” и “теплый” режимы синхронизации будут рассмотрены более подробно ниже со ссылкой на фиг.5 и 6, соответственно.

[0041] На фиг.4 показано многоэлементное устройство PN-сжатия, который облегчает как прием одного сигнала в подключаемом блоке, так и грубую демодуляцию нескольких сигналов в точке доступа AP. В примере осуществления настоящего изобретения многоэлементное устройство PN-сжатия может одновременно выполнять 1-битовое скалярное произведение нескольких гипотез синхронизации, разделенными одним чипом.

[0042] Основным элементом PN-сжатия может быть простой счетчик, который выполняет или не выполняет инкрементирование по каждому тактовому сигналу в зависимости от того, поступает ли на вход 0 или 1. Поскольку это тракт передачи комплексных данных, имеются два счетчика: один для канала I (синфазный) и один для канала Q (квадратурный). Умножение на комплексную экспоненту обычно выполняется с помощью набора из 4 достаточно больших скалярных умножителей (обычно 4×1000 логических элементов), связанных с комплексной показательной таблицей. В отличие от этого, однобитовый комплексный умножитель обычно представляет собой простую таблицу истинности, такую как таблица, например, представленная ниже, в которой отрицательные значения означают инверсию (0->1 и 1->0). Эта таблица истинности может быть реализована с помощью всего лишь нескольких логических элементов.

Фаза	0	1	2	3
I'	I	-Q	-I	Q
Q'	Q	I	-Q	-I

[0043] На фиг.4 показано многоэлементное устройство 100 PN-сжатия. Для выполнения комплексной операции сжатия может использоваться множество экземпляров (например, 256 или более в одной реализации) пар счетчиков. В многоэлементное устройство 100 PN-сжатия могут подаваться данные с чиповой скоростью, при этом смежные экземпляры элементов 102, 104 и 106 PN-сжатия работают в соответствии с гипотезами синхронизации, разделенными одним чипом. 1-битовые комплексные данные посылаются из блока 114 в элементы 102, 104 и 106, в которых они объединяются с PN-сигналом от PN-генератора 110. PN-генератор 110 сигнала может представлять собой аппаратное устройство, которое выводит ту же последовательность нулей и единиц, с помощью которой точка доступа AP расширяет спектр данных. В случае элемента 102 данные с устраненным вращением объединяются (более точно, выполняется 1-битовое комплексное умножение) с PN-сигналом в объединителе 122a. Действительная и мнимая части этого объединения отдельно подаются на входы счетчиков 118a и 120a. Счетчики 118a и 120a сдвигают битовый поток при приеме сигнала 112 сброса. Более точно, данные в счетчиках действительны только перед сигналом сброса. Сигнал сброса обнуляет оба счетчика. Мультиплексор 108 позволяет выводить данные текущих действительных счетчиков для тех ветвей, которые уникально закончили свою операцию сжатия в этом конкретном тактовом интервале. Другие элементы многоэлементного устройства 100 PN-сжатия работают аналогичным образом. Элемент 104 принимает из блока 114 данные с устраненным вращением и объединяет их с PN-сигналом после задержки, устанавливаемой блоком 116a задержки в элементе 102. Объединение подается на счетчики 118b и 120b, которые осуществляют сдвиг при поступлении сигнала 112 сброса с задержкой, установленной блоком 124a задержки. Таким же образом, элемент 106 принимает из блока 114 данные с устраненным вращением и объединяет их с PN-сигналом после задержки, устанавливаемой блоком 116b задержки в элементе 104. Объединение подается на счетчики 118c и 120c, которые осуществляют сдвиг при поступлении сигнала 112 сброса с задержкой, установленной блоком 124b задержки.

[0044] После ряда тактовых отсчетов, соответствующих коэффициенту расширения, элемент 102 PN-сжатия содержит действительные данные, которые выбираются для вывода мультиплексором 108. После этого в каждом тактовом отсчете доступен смежный элемент 104 или 106 сжатия до тех пор, пока все данные не будут выведены, что может произойти в течение ряда тактовых отсчетов, соответствующих коэффициенту расширения плюс количество экземпляров PN-сжатия. PN-код, который управляет работой этого механизма, может представлять собой код Голда, параметризованный с помощью значения. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться другие PN-коды.

[0045] На фиг.5 показаны операции, выполняемые модемом подключаемого блока, обрабатывающим широковещательный канал, для демодуляции сигнала, переданного точкой доступа. Кроме того, в зависимости от конкретного варианта осуществления может выполняться меньшее количество операций, или эти операции могут отличаться от описываемых. Порядок операций также может отличаться от показанного на чертежах и описанного в документе.

[0046] В момент начального включения подключаемого блока параметры, относящиеся к форме сигнала, неизвестны, за исключением PN-последовательности широковещательного канала (например, конкретного кода Голда или другого параметра кода). Кроме того, подключаемый блок может не знать с достаточной точностью величину относительного сдвига частоты между точкой доступа AP и подключаемым блоком вследствие расхождения частот тактовых генераторов точки доступа AP и подключаемого блока. На фиг.5 показан режим сканирования, в котором диапазон сдвига частоты между точкой доступа AP и подключаемым блоком выражен в единицах ppm (миллионные доли). В ходе выполнения операции 150 выполняется итерация для двух временных интервалов для того, чтобы обеспечить настройку подключаемого блока на широковещательный канал. Например, обработка может начаться асинхронно по отношению к синхронизации временных интервалов. Во время анализа одной половины гипотез широковещательный канал может быть активен, а во время анализа второй половины гипотез широковещательный канал может находиться в неактивном состоянии. При выполнении первой итерации все гипотезы могут анализироваться с использованием первого варианта синхронизации временных интервалов с асинхронной начальной точкой. Если при первой итерации энергия не обнаруживается, то выполняется вторая итерация. При выполнении второй итерации асинхронная начальная точка может иметь смещение в один временной интервал от асинхронной начальной точки, используемой при первой итерации. Таким образом, гипотезы, проанализированные в период нахождения широковещательного канала в активном состоянии, могут анализироваться в случае активности широковещательного канала. После обнаружения энергии подключаемый блок может настроиться на широковещательный канал. В примере осуществления настоящего изобретения операция 150 может представлять начальную точку для “холодного” режима синхронизации. При выполнении операции 152 инициализируется грубая автоматическая регулировка частоты. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения это начальное значение устанавливается равным наибольшей отрицательной величине, например, смещению -10 ppm. С помощью известной сгенерированной посредством кода Голда PN-последовательности для широковещательного канала при выполнении операции 154 вычисляются некогерентные метрики для всех C×4 распределенных гипотез для заданной гипотезы грубой регулировки AFC. Например, если коэффициент расширения равен 2048, то может быть вычислена некогерентная метрика для 8192 гипотез.

[0047] При выполнении операций 156 и 158 гипотеза грубой регулировки AFC инкрементируется до тех пор, пока не будет достигнут конец диапазона ppm. Для каждой гипотезы грубой регулировки AFC используется изображенное на фиг.7 аппаратное устройство для отмены сдвига частоты, представленного текущей гипотезой. Многоэлементное устройство PN-сжатия используется для генерации выходного сжатого сигнала из 8 последовательных символов. В альтернативном варианте может использоваться другое количество символов. Затем рассчитывается некогерентная сумма этих 8 символов. Набор из N (8 в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения) основных метрик совместно со связанными с ними параметрами хранится в структуре данных. Как показано в алгоритме, представленном на фиг.5, весь диапазон неточности тактового генератора (в ppm) совместно со всеми чип × 4 гипотезами синхронизации анализируется в предположении, что выигрышная (то есть, истинная) гипотеза будет представлена в структуре данных. Вместе с наиболее истинной гипотезой обычно становится меньше многолучевых отражений, смежных частотных гипотез грубой регулировки AFC, в которых еще присутствует значительная аккумуляция энергии, а также полностью ложных гипотез, которые сформировали неправильно большие метрики из-за дисперсии шума.

[0048] Некогерентные метрики для всех чип × 4 гипотез синхронизации для каждой грубой регулировки AFC могут быть связанными со структурой данных. При выполнении операции 160 в структуре данных отслеживаются наибольшие некогерентные метрики (например, значение грубой регулировки AFC, чип×4 временных гипотез, значение некогерентной метрики). “Окончательные значения” назначаются N выделенным ветвям (finger