перемежитель и обращенный перемежитель для использования в системе связи с разнесенной передачей

Формула изобретения

1. Устройство для передачи информационного сигнала, содержащее первый перемежитель для приема первой части информационного сигнала и переупорядочения символов первой части информационного сигнала в соответствии с первым форматом перемежения для формирования первого перемеженного сигнала, первую передающую подсистему для приема первого перемеженного сигнала и передачи первого перемеженного сигнала в первом канале передачи, второй перемежитель для приема второй части информационного сигнала и переупорядочения символов второй части информационного сигнала в соответствии со вторым форматом перемежения для формирования второго перемеженного сигнала, блок тасовки для приема второго перемеженного сигнала и тасовки символов из второго перемеженного сигнала для формирования перетасованного перемеженного сигнала, вторую передающую подсистему для приема перетасованного перемеженного сигнала и передачи перетасованного перемеженного сигнала во втором канале передачи и демультиплексор для приема информационного сигнала и разделения информационного сигнала на упомянутые первую часть и вторую часть и подачи первой части в первый перемежитель, а второй части во второй перемежитель, причем демультиплексор выполнен с возможностью разделения информационного сигнала посредством помещения каждого нечетного символа в первую часть, а каждого четного символа во вторую часть.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит модуль прямого исправления ошибок для приема группы битов и кодирования в соответствии с заданным форматом прямого исправления ошибок для формирования упомянутого информационного сигнала.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что форматом прямого исправления ошибок является формат сверточного кодирования.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что форматом прямого исправления ошибок является формат турбокодирования.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый формат перемежения и второй формат перемежения являются форматами блочного перемежения.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый формат перемежения и второй формат перемежения являются форматом перемежения с инвертированием битов.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый формат перемежения является форматом блочного перемежения, а второй формат перемежения является форматом перемежения с инвертированием битов.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый формат перемежения и второй формат перемежения одинаковые.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок тасовки выполнен с возможностью тасовки посредством циклического сдвига групп из заданного количества символов.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что заданное количество равно четырем.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что блок тасовки выполнен с возможностью сдвига групп из четырех символов на два символа.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок тасовки выполнен с возможностью тасовки посредством переворота групп из заданного количества символов.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что заданное количество равно четырем.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая передающая подсистема выполнена с возможностью передачи первого перемеженного сигнала в первом канале передачи посредством расширения первого перемеженного сигнала в соответствии с первой функцией Уолша для формирования первого кодированного кодом Уолша сигнала, а вторая передающая подсистема выполнена с возможностью передачи второго перемеженного сигнала во втором канале передачи посредством расширения второго перемеженного сигнала в соответствии со второй функцией Уолша для формирования второго кодированного кодом Уолша сигнала.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что первая функция Уолша и вторая функция Уолша одинаковые.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что первая функция Уолша является ортогональной по отношению ко второй функции Уолша.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что первая передающая подсистема и вторая передающая подсистема синхронизированы по времени и фазе.

18. Устройство по п.14, отличающееся тем, что первая передающая подсистема дополнительно содержит первый ПШ расширитель для приема первого кодированного кодом Уолша сигнала и расширения первого кодированного кодом Уолша сигнала в соответствии с первой псевдошумовой (ПШ) функцией для формирования первого ПШ расширенного сигнала, а вторая передающая подсистема дополнительно содержит второй ПШ расширитель для приема второго кодированного кодом Уолша сигнала и расширения второго кодированного кодом Уолша сигнала в соответствии со второй псевдошумовой (ПШ) функцией для формирования второго ПШ расширенного сигнала.

19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что первый ПШ расширитель и второй ПШ расширитель используют квадратурное ПШ расширение.

20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что первый ПШ расширитель и второй ПШ расширитель используют комплексное ПШ расширение.

21. Устройство по п.18, отличающееся тем, что вторая передающая подсистема дополнительно содержит элемент задержки для приема второго ПШ расширенного сигнала и формирования задержанного ПШ расширенного сигнала.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что первая передающая подсистема дополнительно содержит первый передатчик для преобразования с повышением частоты до первой частоты и усиления первого ПШ расширенного сигнала и формирования первого сигнала передачи, а вторая передающая подсистема дополнительно содержит второй передатчик для преобразования с повышением частоты до второй частоты и усиления задержанного ПШ расширенного сигнала и формирования второго сигнала передачи.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что первый передатчик выполнен с возможностью передачи первого сигнала передачи через антенну и второй передатчик выполнен с возможностью передачи второго сигнала передачи через упомянутую антенну.

24. Устройство по п.22, отличающееся тем, что первый передатчик выполнен с возможностью передачи первого сигнала передачи через первую антенну, а второй передатчик выполнены с возможностью передачи второго сигнала передачи через вторую антенну.

25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что первая частота равна второй частоте.

26. Устройство по п.24, отличающееся тем, что первая частота больше, чем вторая частота.

27. Устройство по п.18, отличающееся тем, что первая передающая подсистема дополнительно содержит первый передатчик для преобразования с повышением частоты до первой частоты и усиления первого ПШ расширенного сигнала и формирования первого сигнала передачи и вторая передающая подсистема дополнительно содержит второй передатчик для преобразования с повышением частоты до второй частоты и усиления второго ПШ расширенного сигнала и формирования второго сигнала передачи.

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что первый передатчик выполнен с возможностью передачи первого сигнала передачи через первую антенну, а второй передатчик выполнен с возможностью передачи второго сигнала передачи через вторую антенну.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что первая частота равна второй частоте.

30. Устройство по п.28, отличающееся тем, что первая частота больше, чем вторая частота.

31. Устройство по п.27, отличающееся тем, что первый передатчик выполнен с возможностью передачи первого сигнала передачи через антенну и второй передатчик выполнен с возможностью передачи второго сигнала передачи через упомянутую антенну.

32. Устройство для передачи информационного сигнала, содержащее первый перемежитель для приема первой части информационного сигнала и переупорядочения символов первой части информационного сигнала в соответствии с первым форматом перемежения для формирования первого перемеженного сигнала, первую передающую подсистему для приема первого перемеженного сигнала и передачи первого перемеженного сигнала в первом канале передачи, второй перемежитель для приема второй части информационного сигнала и переупорядочения символов второй части информационного сигнала в соответствии со вторым форматом перемежения для формирования второго перемеженного сигнала, причем второй перемежитель содержит подсистему перемежителя для переупорядочения символов в соответствии с заданным форматом перемежения для формирования предварительно перетасованного сигнала и блок тасовки для приема предварительно перетасованного сигнала и тасовки символов из предварительно перетасованного сигнала для формирования второго перемеженного сигнала, вторую передающую подсистему для приема второго перемеженного сигнала и передачи второго перемеженного сигнала во втором канале передачи и демультиплексор для приема информационного сигнала и разделения информационного сигнала на упомянутые первую часть и вторую часть и подачи первой части в первый перемежитель, а второй части во второй перемежитель, причем демультиплексор выполнен с возможностью разделения информационного сигнала посредством помещения каждого нечетного символа в первую часть, а каждого четного символа во вторую часть.

33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что блок тасовки выполнен с возможностью тасовки посредством циклического сдвига групп из заданного количества символов.

34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что заданное количество равно четырем.

35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что блок тасовки выполнен с возможностью сдвига групп из четырех символов на два символа.

36. Устройство по п.32, отличающееся тем, что блок тасовки выполнен с возможностью тасовки посредством переворота групп из заданного количества символов.

37. Устройство по п.36, отличающееся тем, что заданное количество равно четырем.

38. Устройство для приема информационного сигнала, содержащее первую подсистему демодуляции для приема первой части принятого сигнала и демодуляции первой части для формирования первого демодулированного сигнала, первый обращенный перемежитель для обращенного перемежения первого демодулированного сигнала согласно первому формату обращенного перемежения для формирования первого обращенно перемеженного сигнала, вторую подсистему демодуляции для приема второй части принятого сигнала и демодуляции второй части для формирования второго демодулированного сигнала, второй обращенный перемежитель для обращенного перемежения второго демодулированного сигнала согласно второму формату обращенного перемежения для формирования второго обращенно перемеженного сигнала, блок растасовки, функционально включенный между второй подсистемой демодуляции и вторым обращенным перемежителем, для приема второго демодулированного сигнала и растасовки второго демодулированного сигнала для формирования неперетасованного сигнала, используемого вторым обращенным перемежителем, мультиплексор для приема первого обращенно перемеженного сигнала и второго обращенно перемеженного сигнала и их объединения для формирования мультиплексированного сигнала, при этом мультиплексор выполнен с возможностью создания потока символов, содержащихся в мультиплексированном сигнале, посредством чередования символов, принятых в первом обращенно перемеженном сигнале и втором обращенно перемеженном сигнале, причем все нечетные символы упомянутого мультиплексированного сигнала извлечены из первого обращенно перемеженного сигнала, а все четные символы извлечены из второго обращенно перемеженного сигнала, и декодер прямого исправления ошибок для приема мультиплексированного сигнала и декодирования мультиплексированного сигнала в соответствии с заданным форматом прямого исправления ошибок для извлечения информационного сигнала из мультиплексированного сигнала.

39. Устройство по п.38, отличающееся тем, что декодером прямого исправления ошибок является турбодекодер.

40. Устройство по п.38, отличающееся тем, что декодером прямого исправления ошибок является решетчатый декодер.

41. Устройство по п.38, отличающееся тем, что декодером прямого исправления ошибок является декодер с мягким решением.

42. Устройство по п.38, отличающееся тем, что декодером прямого исправления ошибок является блочный декодер.

43. Устройство по п.38, отличающееся тем, что первый обращенный перемежитель и второй обращенный перемежитель являются блочными обращенными перемежителями.

44. Устройство по п.38, отличающееся тем, что первый обращенный перемежитель и второй обращенный перемежитель являются обращенными перемежителями с инвертированием битов.

45. Устройство по п.38, отличающееся тем, что первый обращенный перемежитель является блочным обращенным перемежителем, а второй обращенный перемежитель является обращенным перемежителем с инвертированием битов.

46. Устройство по п.38, отличающееся тем, что первый формат обращенного перемежения и второй формат обращенного перемежения одинаковые.

47. Устройство по п.38, отличающееся тем, что блок растасовки выполнен с возможностью растасовки посредством циклического сдвига групп из заданного количества символов.

48. Устройство по п.47, отличающееся тем, что упомянутое заданное количество равно четырем.

49. Устройство по п.48, отличающееся тем, что блок растасовки выполнен с возможностью сдвига групп из четырех символов на два символа.

50. Устройство по п.38, отличающееся тем, что блок растасовки выполнен с возможностью растасовки посредством переворота групп из заданного количества символов.

51. Устройство по п.50, отличающееся тем, что заданное количество равно четырем.

52. Устройство по п.38, отличающееся тем, что первая подсистема демодуляции дополнительно содержит первый блок ПШ сжатия для приема первой части принятого сигнала и сжатия первой части принятого сигнала в соответствии с первой псевдошумовой (ПШ) последовательностью для формирования первого ПШ сжатого сигнала, а вторая подсистема демодуляции дополнительно содержит второй блок ПШ сжатия для приема второй части принятого сигнала и сжатия второй части принятого сигнала в соответствии со второй ПШ последовательностью для формирования второго ПШ сжатого сигнала.

53. Устройство по п.52, отличающееся тем, что первый блок ПШ сжатия и второй блок ПШ сжатия являются блоками квадратурного ПШ сжатия.

54. Устройство по п.52, отличающееся тем, что первый блок ПШ сжатия и второй блок ПШ сжатия являются блоками комплексного ПШ сжатия.

55. Устройство по п.52, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок поиска для создания временных сдвигов, используемых для ПШ сжатия упомянутыми блоками ПШ сжатия.

56. Устройство по п.52, отличающееся тем, что первая подсистема демодуляции дополнительно содержит первый блок сжатия кодом Уолша для приема первого ПШ сжатого сигнала и сжатия первого ПШ сжатого сигнала в соответствии с первой функцией Уолша для формирования первого декодированного кодом Уолша сигнала, а вторая подсистема демодуляции дополнительно содержит второй блок сжатия кодом Уолша для приема второго ПШ сжатого сигнала и сжатия второго ПШ сжатого сигнала в соответствии со второй функцией Уолша для формирования второго декодированного кодом Уолша сигнала.

57. Устройство по п.56, отличающееся тем, что первая функция Уолша и вторая функция Уолша одинаковые.

58. Устройство по п.56, отличающееся тем, что первая функция Уолша является ортогональной по отношению ко второй функции Уолша.

59. Устройство по п.38, отличающееся тем, что первая подсистема демодуляции дополнительно содержит первую приемную подсистему для усиления и преобразования с понижением частоты от первой частоты принятого сигнала для формирования первой части принятого сигнала, а вторая подсистема демодуляции дополнительно содержит вторую приемную подсистему для усиления и преобразования с понижением частоты от второй частоты принятого сигнала для формирования второй части принятого сигнала.

60. Устройство по п.59, отличающееся тем, что первая частота равна второй частоте.

61. Устройство по п.60, отличающееся тем, что первая подсистема демодуляции и вторая подсистема демодуляции вместе используют одну приемную подсистему.

62. Устройство по п.59, отличающееся тем, что первая частота больше, чем вторая частота.

63. Устройство для приема информационного сигнала, содержащее первую подсистему демодуляции для приема первой части принятого сигнала и демодуляции первой части для формирования первого демодулированного сигнала, первый обращенный перемежитель для обращенного перемежения первого демодулированного сигнала согласно первому формату обращенного перемежения для формирования первого обращенно перемеженного сигнала, вторую подсистему демодуляции для приема второй части принятого сигнала и демодуляции второй части для формирования второго демодулированного сигнала, второй обращенный перемежитель для обращенного перемежения второго демодулированного сигнала согласно второму формату обращенного перемежения для формирования второго обращенно перемеженного сигнала, причем второй обращенный перемежитель дополнительно содержит блок растасовки для растасовки второго демодулированного сигнала до выполнения обращенного перемежения, мультиплексор для приема первого обращенно перемеженного сигнала и второго обращенно перемеженного сигнала и их объединения для формирования мультиплексированного сигнала, при этом мультиплексор выполнен с возможностью создания потока символов, содержащихся в мультиплексированном сигнале посредством чередования символов, принятых в первом обращенно перемеженном сигнале и втором обращенно перемеженном сигнале, причем все нечетные символы упомянутого мультиплексированного сигнала извлечены из первого обращенно перемеженного сигнала, а все четные символы извлечены из второго обращенно перемеженного сигнала, и декодер прямого исправления ошибок для приема мультиплексированного сигнала и декодирования мультиплексированного сигнала в соответствии с заданным форматом прямого исправления ошибок для извлечения информационного сигнала из мультиплексированного сигнала.

64. Устройство по п.63, отличающееся тем, что блок растасовки выполнен с возможностью растасовки посредством циклического сдвига групп из заданного количества символов.

65. Устройство по п.64, отличающееся тем, что упомянутое заданное количество равно четырем.

66. Устройство по п.65, отличающееся тем, что блок растасовки выполнен с возможностью сдвига групп из четырех символов на два символа.

67. Устройство по п.63, отличающееся тем, что блок растасовки выполнен с возможностью растасовки посредством переворота групп из заданного количества символов.

68. Устройство по п.67, отличающееся тем, что заданное количество равно четырем.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области дистанционной радиосвязи, в частности к новой усовершенствованной конструкции передатчика для повышения надежности сеансов связи в системе радиосвязи.

Уровень техники

Использование методов модуляции на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) является одним из ряда методов, способствующих осуществлению сеансов связи, в которых присутствует большое количество пользователей системы. Известны также и другие методы многостанционного доступа для систем связи, в частности многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР), многостанционный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР) и схемы амплитудной модуляции (AM), такие как схемы с однополосным сигналом с компандированной амплитудой (ОСКА). Однако методы модуляции МДКР с расширением спектра обладают существенными преимуществами по сравнению с другими методами модуляции для систем связи с многостанционным доступом.

Использование методов МДКР в системе связи с многостанционным доступом описано в патенте США №4901307 на изобретение "Система связи с многостанционным доступом на основе расширения спектра с использованием спутниковых или наземных ретрансляторов", принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения. Использование методов МДКР в системе связи с многостанционным доступом также описано в патенте США №.5103459 на изобретение "Система и способ формирования сигналов в системе сотовой телефонной связи МДКР" и в патенте США №5751761 на изобретение "Система и способ формирования ортогональных последовательностей с расширением спектра в системах с переменной скоростью передачи данных", принадлежащих правопреемнику настоящего изобретения. Использование блоков поиска МДКР описано в патенте США №5764687 на изобретение "Архитектура мобильного демодулятора для системы связи с многостанционным доступом с расширением спектра", принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения. Системы связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов были стандартизированы в Соединенных Штатах Ассоциацией телекоммуникационной индустрии в стандарте TIA/EIA/IS-95, именуемом "Стандарт совместимости мобильной станции с базовой станцией для двухрежимной широкополосной системы сотовой связи с расширением спектра", в дальнейшем именуемом как стандарт IS-95.

Сигнал МДКР, являясь по своей природе широкополосным сигналом, обеспечивает некий вид разнесения частоты посредством распространения энергии сигнала по широкой полосе частот. Поэтому избирательное по частоте замирание сигнала влияет только на небольшую часть ширины полосы сигнала МДКР. Пространственное разнесение или разнесение трасс на прямой или обратной линии связи достигается путем обеспечения множества путей распространения сигнала на одновременных линиях связи в сторону мобильного пользователя или от него через две или более антенн, секторов сотовых ячеек или пунктов сотовой связи (базовых станций). Кроме того, разнесение трасс можно получить при использовании многолучевой среды посредством обработки с расширенным спектром, при которой сигнал, приходящий с разными задержками на прохождение, принимается и обрабатывается отдельно. Примеры использования разнесения трасс приводятся в патенте США №5101501 на изобретение "Мягкая передача обслуживания в системе сотовой телефонной связи МДКР" и в патенте США №5109390 на изобретение "Приемник с разнесением для системы сотовой телефонной связи МДКР", принадлежащих правопреемнику настоящего изобретения.

В структуре демодулятора МДКР, используемого в некоторых системах стандарта IS-95, интервал между ПШ элементами сигнала определяет, каким должно быть минимальное разделение двух трасс, позволяющее их объединение. Прежде чем можно будет демодулировать отдельные трассы, необходимо определить относительное время прихода (или сдвиги) трасс в принятом сигнале. Демодулятор выполняет эту функцию путем проведения "поиска" по последовательности сдвигов и измерения энергии, принятой в каждом сдвиге. Если энергия, связанная с каким-то потенциальным сдвигом, превосходит определенный порог, то этому сдвигу может быть выделен элемент демодуляции или указатель. Сигнал, присутствующий при этом сдвиге трассы, можно затем суммировать с вкладами других указателей в их соответствующих сдвигах.

Способ и устройство для выделения указателя на основе поиска и уровней энергии указателей описаны в патенте США №5490165 на изобретение "Выделение указателя в системе с возможностью приема множества сигналов", принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения. В данном примерном варианте осуществления сигналы МДКР передаются в соответствии со стандартом IS-95. Еще один примерный вариант осуществления схем, способных демодулировать сигналы прямой линии связи в стандарте IS-95, подробно описан в патенте США №5764687 на изобретение "Архитектура мобильного демодулятора для системы многостанционного доступа с расширением спектра", принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения. Примерный вариант осуществления схем, способных демодулировать сигналы обратной линии связи в стандарте IS-95, подробно описан в патенте США №5654979 на изобретение "Архитектура демодулятора узла сотовой связи для системы связи многостанционного доступа с расширением спектра," принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения.

В данном примерном варианте осуществления сигналы подвергаются комплексному ПШ расширению, как описано в заявке на патент США №08/856428 на изобретение "Высокоскоростная передача данных с уменьшением мощности передачи от пиковой до средней в системе радиосвязи МДКР", поданной 9 апреля 1996 г., принадлежащей правопреемнику настоящего изобретения, и в соответствии со следующими уравнениями:

где PN_I и PN_Q - различные ПШ расширяющие коды, а I’ и Q’ два канала, которые подвергаются расширению в передатчике.

Международный союз электросвязи недавно обратился с просьбой представить ему предложения по методам предоставления услуг связи с высокоскоростной передачей данных и качественным речевым сигналом по каналам беспроводной связи. Первое из таких предложений было представлено Ассоциацией телекоммуникационной индустрии под названием "Предложение: cdma2000 ITU-R RTT". Второе предложение было представлено Европейским институтом стандартов в области телекоммуникаций (ETSI} под названием "Предложение: Наземный радиодоступ ETSI UMTS (UTRA) ITU-R RTT". И третье предложение было представлено США TG 8/1 под названием "Предложение: UWC-136" (далее называемое как EDGE). Содержание этих предложений было опубликовано и хорошо известно специалистам в данной области техники.

Кроме вышеупомянутых свойств, широкополосный характер МДКР позволяет демодулировать сигналы, имеющие разные пересекающиеся трассы прохождения сигнала. В патентах США №№5280472, 5513176, 5553011, принадлежащих правопреемнику настоящего изобретения, для преднамеренного обеспечения нескольких трактов прохождения сигнала используется несколько групп распределенных антенн. В упомянутых выше патентах США группы антенн получают общий сигнал, который различается только задержкой в обработке. Передаваемый выходной сигнал базовой станции подается в цепь антенных элементов, например, по коаксиальному кабелю. Антенные элементы подсоединены к кабелю с использованием делителей мощности. Полученные сигналы, усиленные и соответствующим образом преобразованные по частоте, подаются на антенны. Такая распределенная антенна имеет следующие особые признаки: (1) простая и экономичная конструкция двойного антенного узла; (2) соседние антенны имеют задержки, введенные в структуру облучателя, так что сигналы, принимаемые соседними антеннами и передаваемые с них, различаются временной ПШ обработкой; (3) для избирательности по многолучевому распространению используется способность МДКР к применению прямой последовательности и (4) создание преднамеренного многолучевого распространения, удовлетворяющего критериям избирательности.

Разнесение передачи с антенн, а также передача на нескольких несущих представляют собой новые перспективные технологии, повышающие устойчивость передачи к замиранию за счет пространственного и/или частотного разнесения. В случае разнесения передачи с антенн подлежащие передаче данные, например, кодируются в символы, которые затем распределяются среди антенн и передаются.

Предлагалось много методов уменьшения взаимных помех между сигналами, передаваемыми с разных антенн. К ним относятся методы разнесения передачи с задержкой, ортогонального разнесения передачи (ОРП), разнесения передачи с временным переключением (РПВП), разнесение передачи с временной задержкой (РПВЗ) и разнесение передачи на несколько несущих (РПНН). Общей целью всех этих методов является обеспечение дополнительного разнесения передаваемого сигнала по пространству, времени, частоте или кодовому пространству. Эти методы известны и были описаны в предложениях, поступивших в Международный союз электросвязи в ответ на просьбу представить предложения по системам радиосвязи третьего поколения. Способы ввода разнесения в передаваемый сигнал по своей природе практически не имеют границ. В совместно рассматриваемой заявке на патент США №08/929380 на изобретение "Способ и устройство для передачи и приема данных, мультиплексированных во множество кодовых каналов, частот и базовых станций", поданной 15 сентября, 1997 г., принадлежащей правопреемнику настоящего изобретения, описана матрица способов передачи сигналов МДКР с использованием нескольких несущих и нескольких кодовых каналов для ввода разнесения в передаваемый сигнал.

Кроме того, передача на нескольких несущих независимо от того, используется ли в ней разнесение передачи с антенн или нет, должна распределять кодовые символы среди разных несущих, что аналогично распределению символов среди нескольких антенн в антенной системе с разнесением передачи. Специалистам в данной области техники будет понятно, что в том случае, когда в системе с несколькими несущими используется одна передающая антенна, каналы, использующие две несущих, можно все же рассматривать как независимые каналы передачи, которые могут подвергаться или могут не подвергаться коррелированному замиранию. Коррелированное замирание - это явление, в результате которого каждая из передач страдает от ухудшения временно коррелированным образом.

В системе с использованием перемежения вместе с разнесением передачи желательно полностью использовать преимущества, обеспечиваемые обоими методами, а также гарантировать, чтобы перемежитель функционировал нормально даже тогда, когда передача каналов становится коррелированной. Например, в системах с двумя каналами передачи, использующей либо две передающие антенны, либо две несущие, коррелированное замирание в обоих каналах передачи может вызвать потери соседних передаваемых кодированных символов. Декодеры, такие как решетчатые декодеры и турбодекодеры, часто более восприимчивы к потере нескольких последовательных символов, чем к потере такого же количества символов, рассредоточенных по потоку данных. Для уменьшения вероятности потерь соседних кодированных символов применяются перемежители, такие как блочные перемежители и турбокодированные перемежители. Однако эти традиционные методы перемежения обеспечивают меньшее временное разнесение при использовании их традиционными средствами в системах с разнесением передачи. Таким образом, существует потребность уменьшить вероятность потери последовательных символов в системе, использующей передачу с разнесением.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение позволяет улучшить рабочие характеристики системы, использующей перемежение и разнесение передачи посредством переупорядочения последовательности символов, передаваемых в разных каналах передачи. Например, в системе с использованием двух каналов передачи символы, передаваемые по одному каналу, перетасовываются относительно символов, передаваемых по другому каналу. Эта тасовка снижает вероятность того, что последовательные символы с выхода перемежителя будут потеряны при коррелированном замирании в двух каналах передачи.

Предположим, что исходный кадр F состоит из N кодированных символов S_i (1<i<N). Также предположим, что эти символы S_i распределены среди М передатчиков (разных несущих или антенн, или тех и других). В настоящем изобретении символы делятся на М групп Gj (1<j<M), по одной для каждого передатчика. Затем каждая из групп Gj перемежается независимо.

Проблема, которая может возникать, если перемежитель и делитель выбраны неправильно или, что еще хуже, если они все идентичные, состоит в том, что рабочие характеристики сильно ухудшаются, когда сигналы с разных передатчиков идут по коррелированным каналам.

Рассмотрим случай, когда есть два передатчика, которые ведут к двум антеннам, чтобы обеспечить пространственное разнесение передаваемого сигнала. Если символы выделены для передачи таким образом, что нечетные символы поступают для передачи через первую антенну, а четные символы - для передачи через вторую антенну, символы перемежаются после их поступления в соответствующие антенны. При использовании традиционных стратегий перемежения коррелированное замирание будет сильно ухудшать рабочие характеристики.

Цель тасовки состоит в том, чтобы гарантировать, что, даже если разные трассы передачи с разных передатчиков станут коррелированными, ухудшение рабочих характеристик будет минимальным. Одним из наиболее эффективных вариантов тасовки является циклический сдвиг символов, которые принимает блок тасовки. Приведем следующий пример.

Блок j тасовки циклически сдвигает символы, подлежащие передаче передатчиком j, на (j-1)N/M символов. Таким образом, если N=4, M=2, a G2 после перемежения представляет собой "abcd", то блок 2 тасовки выдаст "cdab", что равно "abcd", циклически сдвинутому на N/M=2 символа. Альтернативным вариантом блока тасовки является блок переворота. Он трансформирует "abcd" в "dcba".

Специалистам в данной области техники будет понятно, что операции тасовки, хотя и представлены как следующие за традиционными операциями перемежения и отдельно от них, в действительности, вероятно, будут объединены с перемежением и в реальном варианте осуществления образуют одну операцию.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем будут подробно описаны существенные признаки, задачи и преимущества изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых использованы единые ссылочные обозначения и на которых:

фиг.1 изображает схематический вид, иллюстрирующий основные элементы системы радиосвязи, являющейся вариантом осуществления изобретения,

фиг.2 изображает блок-схему предпочтительного варианта осуществления изобретения в базовой радиостанции,

фиг.3 изображает блок-схему предпочтительного варианта осуществления изобретения в абонентской радиостанции.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение проиллюстрировано на фиг.1 в контексте системы радиосвязи. Подсистема приемопередатчика базовой станции (ПБС) 2 содержит две передающие антенны 4 и 6, которые используются для передачи сигналов по двум передающим каналам 8 и 10 в сторону абонентской станции 12. Настоящее изобретение применимо к любой системе связи, использующей передачу с разнесением. В данном примерном варианте осуществления изобретения сигналы, передаваемые с подсистемы приемопередатчика базовой станции (ПБС) 2, являются сигналами связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. Специалистам в данной области техники будет понятно, что ПБС можно заменить абонентской станцией, сконцентрированной относительно локального радиошлейфа (АСЛШ), или любым другим передатчиком, использующим разнесенную передачу, не выходя за рамки объема изобретения. Формирование и передача сигналов связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов хорошо известны и подробно описаны в упомянутом патенте США №5103459 и в описании стандарта IS-95. Настоящее изобретение может также найти применение в системах связи многостанционного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР) и системах связи многостанционного доступа с временным разделением каналов (МДВР), таких как система связи GSM и предложенные системы связи МДВР третьего поколения, называемые все вместе EDGE.

Чтобы обеспечить разнесение передачи, передающие антенны 4 и 6 могут быть разделены пространственно посредством их физического размещения в разных местах или использования направленных антенн, ориентированных в разных направлениях относительно друг друга. В альтернативном варианте осуществления изобретения с использованием разнесения передачи на несколько несущих можно использовать одну антенну в качестве источника двух сигналов.

Абонентская станция 12 изображена на чертеже в виде автомобиля, однако это может быть также радиомодем, абонентская радиостанция локального шлейфа или любой другой портативный абонентский аппарат радиосвязи. Способ и устройство для одновременного приема множества передач хорошо известны специалистам в данной области техники. В примерном варианте осуществления изобретения сигналы, передаваемые с антенн 4 и 6, принимаются в абонентской станции 12 с помощью рейк-приемника (RAKE), конструкция которого хорошо известна и описана в упомянутом патенте США №5109390.

На фиг.2 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения применительно к базовой радиостанции (ПБС). Данные, подлежащие передаче в сторону абонентской станции, сначала вводятся в формирователь 100 кадров. Данные, которые инкапсулируются (формируются в пакет данных) в формирователе кадров, могут быть речевыми данными, факсимильными данными, пакетными данными или любыми другими данными, пригодными для представления в цифровом битовом потоке.

Формирователь 100 кадров функционально соединен с модулем 102 прямого исправления ошибок (ПИО), который добавляет коды прямого исправления ошибок к потоку данных. Модуль ПИО 102 может использовать любой метод прямого исправления ошибок, включая турбокодирование, сверточное кодирование или другую форму мягкого решения или блочного кодирования.

После кодирования ПИО данные обрабатывает демультиплексор 104, который функционально соединен с модулем ПИО 102. Демультиплексор 104 распределяет символы, кодированные с исправлением ошибок, на разные группы, каждая из которых до передачи обрабатывается отдельно. Хотя на фиг.2 показано использование двух групп, специалистам в данной области техники будет понятно, что демультиплексор 104 может распределять символы на количество групп более двух, не выходя за рамки объема изобретения. В данном примерном варианте осуществления изобретения способ демультиплексирования одного потока символов на два потока символов включает простое чередование, при котором все нечетные символы распределяются в один, а все четные символы - в другой поток.

Затем каждая группа битов обрабатывается перемежителем 106 и 108, функционально соединенным с демультиплексором 104. Каждый перемежитель может использовать любой из ряда методов перемежения, такой как блочное перемежение и перемежение с инвертированием битов. Сигнал с выхода одного перемежителя 106 посылается в передающую подсистему 126, которая в проиллюстрированном примерном варианте включает в себя расширитель 112 Уолша, ПШ расширитель 116 и передатчик 122. Выходной сигнал перемежителя 106 посылается в расширитель 112 Уолша, который функционально соединен с перемежителем 106.

Системы МДКР, включающие в себя ортогональное расширение, за которым следует ПШ расширение, подробно описаны в упомянутом выше патенте США №5109459. Понятно, что хотя настоящее изобретение описано в контексте традиционных кодов Уолша, оно также пригодно для применения с другими методами ортогональной канализации, такими как функции ортогонального расширения - переменной длины согласно предложенному стандарту WCDMA, который подробно описан в упомянутом патенте США №5751761. В данном примерном варианте осуществления ПШ расширение можно выполнять, используя либо традиционное квадратурное ПШ расширение, например, согласно стандарту IS-95, либо комплексное ПШ расширение, такое как описано в предложенных стандартах третьего поколения cdma2000 и WCDMA, подробно описанных в упомянутой выше совместно рассматриваемой заявке на патент США №08/856428.

В системе МДКР с использованием ортогонального кодирования Уолша каналы, которые различаются между собой применением этих кодов Уолша, называются каналами Уолша. Специалистам в данной области техники будет понятно, что система может содержать передающие подсистемы, использующие какой-либо альтернативный метод разделения сигнала, например МДЧР или МДВР, не выходя за рамки объема изобретения.

Как видно на чертеже, неперетасованный сигнал с выхода первого перемежителя 106 обрабатывается типичным для многих современных систем МДКР образом. Сигнал поступает в расширитель 112 Уолша, который функционально соединен с перемежителем 106, а затем в ПШ расширитель 116, функционально соединенный с расширителем Уолша 112. Расширитель Уолша 112 выполняет умножение каждого бита данных, поступающего из перемежителя 106, на код Уолша W _i, а ПШ расширитель обеспечивает высокие свойства автокорреляции, что позволяет демодулировать сигналы многолучевого распространения. ПШ расширенный сигнал из ПШ расширителя 116 поступает в передатчик 122, который усиливает, преобразует с повышением частоты и фильтрует сигнал для передачи через антенну 4 по каналу 8 передачи.

Сигнал с выхода второго перемежителя 108 посылается в блок тасовки 110, функционально соединенный с перемежителем 108, который изменяет последовательность данных, поступающих с выхода перемежителя 108. Затем сигнал с выхода блока 110 тасовки посылается во вторую передающую подсистему 128, также содержащую в данном примерном варианте осуществления расширитель 114 Уолша, ПШ расширитель 118 и передатчик 124. Сигнал с выхода блока 110 тасовки посылается в расширитель 114 Уолша, который функционально соединен с блоком 110 тасовки. Расширитель 114 Уолша служит для умножения каждого бита данных, выходящего из блока 110 тасовки, на код Уолша W_j.

В данном предпочтительном варианте осуществления изобретения блок 110 тасовки выполняет циклический сдвиг каждой группы из четырех последовательных символов abcd в другую последовательность битов cdab. Можно также использовать другие функции тасовки, такие как инвертирование или переворот, не выходя за рамки объема изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что дополнительные функции тасовки можно использовать для каждой группы символов в системе, имеющей более двух таких групп. Цель такого процесса тасовки состоит в том, чтобы уменьшить влияние коррелированного замирания в каналах 8 и 10 передачи. При использовании блока 110 тасовки замирание, одновременно влияющее на каналы 8 и 10 передачи, не вызовет стирания последовательных символов в кадре символов. Хорошо известно, что декодеры с прямым исправлением ошибок, такие как решетчатые декодеры и турбодекодеры, обеспечивают наиболее эффективное исправление ошибок.

Выходной сигнал блока 110 тасовки обрабатывается практически так же, как неперетасованный сигнал с первого перемежителя 106. Перетасованный сигнал поступает с блока 110 тасовки в расширитель 114 Уолша, а затем в ПШ расширитель 118.

В альтернативном варианте осуществления изобретения с использованием нескольких несущих для обеспечения разнесенной передачи обе передающие подсистемы 126 и 128 могут использовать вместе одну передающую антенну.

Данный примерный вариант осуществления изобретения предусматривает три альтернативных способа разделения сигналов, передаваемых с антенн 4 и 6. В первом варианте сигналы, передаваемые с антенн 4 и 6, передаются на одной и той же частоте и разделение сигналов производится посредством расширения сигналов перед их передачей с помощью разных функций Уолша. Во втором варианте сигналы, передаваемые с антенн 4 и 6, передаются на разных несущих частотах, при этом операции расширения Уолша, выполняемые расширителями 112 и 114 Уолша, могут быть одинаковыми или различными. В еще одном альтернативном варианте различие сигналов обеспечивается за счет ввода задержки перед передачей с помощью элемента 120 задержки. Способы временного разнесения передачи подробно описаны в упомянутых выше патентах США №№5280472, 5513176 и 5533011. В данном альтернативном варианте сигналы, передаваемые с антенн 4 и 6, передаются на одной той же частоте и могут расширяться или не расширяться с помощью такой же функции расширения Уолша в расширителях 112 и 114 Уолша.

На фиг.3 изображен предпочтительный вариант осуществления изобретения применительно к абонентской радиостанции МДКР. Сигнал принимается через антенну 200 и обрабатывается приемником 202. Затем полученные сигналы обрабатываются несколькими подсистемами 207 и 209 демодуляции. Подсистема 207 демодуляции демодулирует сигнал, который поступил по каналу 8 передачи. Обращенный перемежитель 216 принимает демодулированный сигнал с выхода подсистемы 207 демодуляции и осуществляет обращенное перемежение сигнала.

Если сигнал, который поступил по каналу 8 передачи, передается на той же частоте, что и сигнал, передаваемый в канале 10 передачи, то приемник 202 усиливает, преобразует с понижением частоты и фильтрует сигнал, используя одно и то же аппаратное средство. Однако, если сигналы, которые поступают по каналам 8 и 10 передачи, передаются на разных несущих частотах, то принятый сигнал будет преобразовываться с понижением частоты, используя разное преобразование частот, и в подсистемы 207 и 209 демодуляции будут поступать сигналы, полученные из операции разного преобразования.

Подсистема 209 демодуляции демодулирует сигнал, который поступил по каналу 10 передачи. В подсистеме 207 демодуляции ПШ демодулятор 206 демодулирует принятый сигнал в соответствии с ПШ сдвигом, который определяется на основании сигнала от блока 204 поиска. Реализация блоков поиска МДКР хорошо известна, и один из примерных вариантов его осуществления подробно описан в упомянутом патенте США №5764687.

ПШ сжатый сигнал подается в блок свертки Уолша, который удаляет покрытие Уолша из ПШ сжатого сигнала. Сигнал, сформированный подсистемой 207 демодуляции, подается в блок 216 обращенного перемежения, который выполняет обращенное перемежение непокрытого сигнала, чтобы отменить операцию перемежения, выполненную перемежителем 106.

Сигнал, который поступил по каналу 10 передачи, демодулируется в подсистеме 209 демодуляции, где принятый сигнал обрабатывается с помощью ПШ демодулятора 208, а затем сжимается с помощью блока 212 сжатия Уолша. Затем выходной сигнал подсистемы 209 демодуляции обрабатывается функционально подсоединенным блоком 214 растасовки. Блок 214 растасовки выполняет функцию, обратную функции блока 110 тасовки. Затем растасованный выходной сигнал блока 214 растасовки посылается в функционально подключенный обращенный перемежитель 218.

Обращенный перемежитель 218 выполняет функцию, обратную функции перемежителя 108.

Выходы обращенных перемежителей 216 и 218 соединены с мультиплексором 220, который выполняет операцию, обратную операции демультиплексора 104, чтобы сформировать единый поток данных. Полученный единый поток данных обрабатывается декодером 222 ПИО, который выполняет исправление ошибок в соответствии с кодом прямого исправления ошибок, используемым кодером 102 ПИО. Как и кодер ПИО, декодер ПИО может использовать любой из ряда методов прямого исправления ошибок, включая турбокодирование, сверточное кодирование или другую форму мягкого решения или блочного кодирования.

Затем данные с выхода декодера 222 ПИО обрабатываются блоком 224 проверки кадров, который проверяет достоверность принятых кадров, обычно посредством контроля с использованием циклического избыточного кода.