СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ПО ВРЕМЕНИ СИГНАЛОВ ДЛЯ ПРИЕМА В СИСТЕМЕ РАДИОСВЯЗИ С МНОГОСТАНЦИОННЫМ ДОСТУПОМ И КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ, АБОНЕНТСКИЙ БЛОК Российский патент 1998 года по МПК H04B7/26 

Изобретение касается в общем случае систем связи и более конкретно - выравнивания по времени сигналов для приема в системах радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов.

Предшествующий уровень техники.

В системах радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов (МДКРК) связь между базовой станцией и абонентскими блоками выполняется посредством расширения (развертывания) каждого принимаемого сигнала по полосе частот канала связи с использованием уникального абонентского кода расширения. В результате этого, принимаемые сигналы оказываются в одной и той же частотной полосе канала связи и расширяются только в соответствии с уникальным абонентским кодом расширения. Указанные уникальные абонентские коды расширения в предпочтительном варианте ортогональны друг другу, так что взаимная корреляция между кодами расширения по существу равна нулю.

Конкретные передаваемые сигналы можно отыскивать в канале радиосвязи посредством свертки сигнала, соответственного сумме сигналов в канале связи, абонентским кодом расширения, связанным с конкретным передаваемым сигналом, подлежащим идентификации в канале связи. Далее, когда абонентские коды расширения ортогональны друг другу, принятый сигнал может коррелировать с конкретным абонентским кодом расширения, так что выделяется только требуемый сигнал абонента, связанный с конкретным кодом расширения, тогда как другие сигналы для всех других абонентов обеспечиваются значительной коррекцией предискажений.

С целью сохранения ортогональности между всеми каналами, каналы должны быть по существу выравнены по времени на поэлементной основе в части сигнала. Для передачи по прямому каналу (от базовой станции на абонентский блок), указанное временное выравнивание легко получается посредством процесса синхронизированного объединения между собой каналов нагрузки на каждой базовой станции. Однако, выравнивание по времени сигналов обратных каналов (от абонентских блоков на конкретную базовую станцию) затруднено из-за временной хаотичности передач абонентскими блоками. Предприняты попытки синхронизировать сигналы обратных каналов на базовой станции, но такие попытки требуют применения дополнительных схем на базовой станции, что, в свою очередь, ведет к увеличению сложности и дополнительным затратам на базовую станцию.

Таким образом, существует необходимость обеспечения простых и экономичных способов и устройства выравнивания по времени сигналов для приема в системе радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает в виде блок-схемы соответствующую изобретению систему радиосвязи.

Фиг. 2 - кадр прямого канала, в составе которого имеется соответствующий изобретению двоичный разряд продвижения-задержки.

Фиг. 3 - в виде блок-схемы альтернативный вариант осуществления передающего устройства, согласно заявленному изобретению.

Фиг. 4 - базовую станцию и соты типовой системы связи.

Лучший вариант осуществления изобретения.

В соответствии с изобретением реализуется когерентный обратный канал, функция расширения по элементам сигнала, функции ортогонального расширения и выравнивание по времени всех каналов нагрузки, так что на базовую станцию поступает средняя величина сигнала каждого канала в пределах части элемента взаимного сигнала. При этом сохраняется ортогональность между всеми каналами, и при демодуляции все каналы, за исключением выбранного канала, обеспечивают взаимную корреляцию, по существу равную нулю относительно остальных сигналов. Таким образом, в обычной системе радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов можно получить дополнительную чувствительность, равную по меньшей мере 3 дБ, и до 10 дБ в условиях системы персональной радиосвязи; где существует незначительная вероятность столкнуться с влиянием расширения по задержке.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы радиосвязи согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения. Кроме того, на фиг. 1 показаны компаратор 169, модулятор 170, демодулятор 167 и синхронизатор 151.

В качестве входных сигналов на компаратор 169 поступают сигналы синхронизации 149 с выхода синхронизатора 151 и сигнал оценки мощности 146. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, в блоке оценки мощности 146 для осуществления оценки мощности используют метод суммирования и возведения в квадрат, который известен в технике. Во время работы, с демодулятора 122 выходные сигналы 148 и 149 (как и в случае, в частности, демодулятора 123 с соответствующим сигналом синхронизации 153 и сигналом оценки мощности 155) поступают на компаратор 169, где определяется сигнал с самой высокой, полученной в результате оценки, мощностью. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, для приема одной передачи с абонентского блока используют четыре демодулятора. Каждый демодулятор демодулирует луч с задержкой передачи абонентского блока на основе назначения, определяемого энергией луча с задержкой. Хотя специально и не показано, каждый из четырех демодуляторов можно переключать на любых из множества антенн, подсоединенных к базовой станции. Далее, синхронизирующий сигнал с демодулятора, имеющий самую высокую в соответствии с оценкой мощность, используется в дальнейшем для сравнения в компараторе 169 времени поступления указанного принятого луча с задержкой с опорным значением, для определения временного положения для каждого сигнала. Два луча, имеющих по существу одинаковую задержку, будут объединены в компараторе 169 перед сравнением с опорным значением. Кроме того, для сравнения с опорным значением в компараторе 169 можно таким же образом использовать среднюю величину времени поступления множества (четырех) лучей с задержкой, которые представляют сигнал.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения в качестве опорного значения может быть использовано (абсолютное) ожидаемое время принятия сигнала (то есть передачи одного абонентского блока) или значение, связанное с моментом принятия сигналов относительно друг друга (то есть передач группы абонентских блоков). Например, значением, касающимся времени принятия сигналов относительно друг друга, может быть среднее значение времени принятия всех сигналов (и/или/ их лучей с задержкой), последний из временных интервалов принятия всех сигналов и так далее. Как известно специалистам в данной области техники, существует большое количество характеристик и сочетаний сигналов и лучей для определения опорного значения.

После определения временного положения сигнала, компаратор 169 вырабатывает сигнал выравнивания 171, который передается на абонентский блок, типа абонентского блока, состоящего в частности из блоков 100 и 116. Абонентский блок принимает выравнивающий сигнал, настраивает блок синхронизации на базе выравнивающего сигнала и передает информацию на базовую станцию, используя регулируемый синхронизатор. Таким образом, заявленный способ используется либо для продолжения, либо для задержки передачи абонентского блока, находящегося в зоне видимости базовой станции.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения работа модулятора 170 по существу эквивалентна работе модулятора 117. На вход модулятора 170 поступает сигнал выравнивания 171, а также сигнал 172 (по существу эквивалентный сигнал 114). Затем модулятор 170 передает, в частности, сигнал выравнивания 171 на соответствующий абонентский блок (и другие выравнивающие сигналы на другие соответствующие абонентские блоки), так что любые последующие сигналы, передаваемые множеством абонентских блоков, принимаются базовой станцией по существу с выравниванием по времени.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, сигнал выравнивания 171 можно создавать несколькими способами. Во-первых, его можно создавать в виде сообщения. В стандарте IS95, опубликованном Промышленной ассоциацией посредством связи, 2001 Северо-Западная Авеню Пенсильвания, г. Вашингтон, Федеральный округ Колумбия, содержится раздел "Заказываемые сообщения" который позволяет изготовителю аппаратуры осуществлять сообщения по заказу. Для сигнала выравнивания 171, согласно изобретению сообщение может иметь вид, подобный приведенному в таблице, где nnnnnnn - поле значений синхронизации, имеющее значение изменения временной селекции (в наносекундах), а S - поле изменений полярности, имеющее полярность изменения (продолжение или задержка). Сообщение может быть передано по прямому каналу загрузки с кодом заказа (например) "011111" и названо "Заказ выравнивания по времени".

В качестве второго варианта можно вводить в кадр прямого канала двоичный разряд продолжения-задержки, как показано на фиг. 2. Кадр может быть видоизмененным вариантом кадра прямого канала, определяемого стандартом 1S95. В позиции 1 двоичных разрядов, когда мода сообщения (ММ) представляет "0", абонентскому блоку известно, что требуется продолжение-задержка. В позиции 2 двоичных разрядов, двоичный разряд продолжения задержки (AR) указывает, какое действие следует предпринять. Если AR = "1", то необходимо тактирование продолжения, а если AR = "0", то требуется тактирование задержки. Обычно смена тактирования занимает небольшую часть элемента сигнала (например, менее 0,1 части периода, занимаемого элементом сигнала).

Для каждого абонентского блока в системе связи имеется связанный с ним уникальный код расширения. Когда базовая станция передает сигнал выравнивания 171 на каждый конкретный абонентский блок, каждый абонентский блок продолжает-задерживает свою передачу, так что любая последующая передача будет выравнена по времени при приеме и демодуляции базовой станцией.

На фиг. 3 показан в виде блок-схемы альтернативный вариант осуществления передающего устройства, по настоящему изобретению. В данном варианте осуществления передающая часть 116 включает в себя хорошо известный в технике модулятор с квадратурной фазовой манипуляцией (КФА), подсоединенный к линейному усилителю мощности 318. Передающая часть 116 фиг. 3 может быть выполнена аналогично с использованием модулятора с π/4 КФА, если схема 306 поворачивает фазу на π/4 радиан на каждый элемент сигнала. Для специалиста в данной области техники представляется очевидным, что передающую часть 116 легко можно приспособить для выполнения модуляции со смещением КФА.

Как известно среднему специалисту в данной области техники, в системе связи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов используется гибкая передача. В ситуации, гибкой передачи абонентский блок принимает (синхронизированные) передачи более чем с одной базовой станции. Абонентский блок, принимающий сигнал выравнивания, передаваемый в соответствии с изобретением, в предпочтительном варианте осуществления принимает большое количество передач, но только после команды на продолжение-задержку, содержащейся в одной из передачи (например, в передаче, имеющей самую большую мощность, обнаруживаемую абонентским блоком). В альтернативном варианте осуществления, на абонентский блок базовая станция может посылать команду следовать командам синхронизации конкретной одной из принимаемых базовых станций.

Соответствующее изобретению выравнивание по времени применимо к обычной системе радиосвязи с микросотовой структурой зон обслуживания, как показано на фиг. 4, где управляющее устройство 400 связывает базовые станции 409, 412 в микроячейках 403, 406, соответственно, друг с другом. На фиг. 4 показана также зона 415 системы радиосвязи с сотовой структурой зоны обслуживания, имеющая базовую станцию 418, также подсоединенную к управляющему устройству 400 (соединяющая линия не показана). Как можно видеть на фиг. 4, в типичных системах радиосвязи с микросотовой структурой зоны обслуживания, ячейка 403, 406 по существу меньше зоны 415 традиционной системы радиосвязи с сотовой структурой зоны обслуживания, ячейка 403, 406 по существу меньше зоны 415 традиционной системы радиосвязи с сотовой структурой зоны обслуживания.

Таким образом, в системах радиосвязи с микросотовой структурой зоны обслуживания продолжение-задержка тактирования обычно не используется, поскольку из-за малого размера ячейки, передачи отдельных абонентских блоков в микроячейке 403 или 406 поступают по существу с выравниванием по времени. Однако соседние микроячейки 403, 406 все еще представляют помехи друг другу, как это имеет место в соседних ячейках системы радиосвязи с сотовой структурой зоны обслуживания. Следовательно, значение, связанное с временем принятия сигналов относительно друг друга, можно использовать для регулирования передач всей группы абонентских блоков (в конкретной микроячейке) посредством общего времени так, что между соседними микроячейками можно выгодно использовать принцип ортогональности. Например, если ортогональные коды разброса применяют между микроячейками (по сравнению с применением ортогональных кодов разброса между абонентскими блоками), регулирование по существу до выравнивания по времени передач всей группы абонентских блоков (в конкретной микроячейке) с передачами всей группы абонентских блоков (в соседней микроячейке) обеспечивает преимущества ортогональности между микроячейками, как и между абонентскими блоками в вышеприведенном предпочтительном варианте осуществления. В данном альтернативном варианте осуществления компаратор 169 для каждого приемного устройства, определяющего передачу одного абонентского блока, имеет выходной сигнал (не показанный), являющийся входным сигналом устройства управления 400. Устройство управления 400 определяет "групповое" время сигнала выравнивания и команду на базовые станции 409, 412, предназначенные для обеспечения соответственной регулировки каждого абонентского блока в группе. Посредством регулирования всей группы в микроячейке 403, 406; можно выгодно использовать принцип ортогональности между соседними микроячейками так, что любая взаимная корреляция между микроячейками оказывается по существу равной нулю. В частности, в рамках указанного примера применения продолжения-задержки группового времени можно использовать продолжение-задержку времени группы абонентов в микроячейке с незначительной нагрузкой для оказания помощи микроячейке с большой нагрузкой.

Хотя изобретение конкретно показано и описано со ссылкой на конкретный вариант осуществления для специалиста в данной области техники представляется очевидным, что имеется возможность осуществлять различные изменения формы и деталей, не выходя при этом за рамки сущности и объема изобретения.

Когерентный реверсный канал, функция разброса на элемент сигнала, ортогональные функции разброса и выравнивание по времени всех каналов нагрузки выполняются таким образом, что в соответствии с изобретением основной сигнал каждого канала поступает на базовую станцию в пределах части элемента взаимного сигнала. Технический результат обеспечивает сохранение ортогональности между всеми каналами, и при демодуляции все каналы, за исключением выбранного канала, обеспечивают, по существу, нулевую взаимную корреляцию относительно остальных сигналов. 4 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

1. Способ выравнивания по времени сигналов для приема в системе радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, заключающийся в том, что осуществляют прием на базовой станции сигналов, передаваемых множеством абонентских блоков, отличающийся тем, что определяют временное положение каждого принимаемого сигнала, на основе оценок мощности множества лучей с задержкой, представляющих каждый сигнал, передают с базовой станции сигнал выравнивания на каждый из множества абонентских блоков на основе определения временного положения каждого принимаемого сигнала, и принимают на базовой станции сигналы, передаваемые множеством абонентских блоков с выравниванием по времени. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что последующие сигналы, передаваемые множеством абонентских блоков и принимаемые базовой станцией, по существу, с выравниванием по времени, модулируют кодами расширения, ортогональными друг другу. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что прием и демодуляция одного из передаваемых последующих сигналов обеспечивают, по существу, нулевую взаимную корреляцию относительно остальных передаваемых последующих сигналов. 4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что при определении временного положения каждого принимаемого сигнала на основе оценок мощности множества лучей с задержками, представляющих сигнал, дополнительно определяют временное положение каждого принимаемого сигнала с учетом времени приема максимального по мощности луча, выбранного из множества лучей с задержкой, представляющих сигнал. 5. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что при определении временного положения каждого принимаемого сигнала на основе оценок мощности лучей с задержкой, представляющих сигнал, дополнительно определяют временное положение каждого принимаемого сигнала на базе среднего значения времен принятия множества лучей с задержкой, представляющих сигнал. 6. Способ выравнивания по времени сигналов для приема в системе радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов с микросотовой структурой зоны обслуживания, заключающийся в том, что осуществляют прием на базовых станциях в первой и второй микроячейках сигналов, передаваемых первой и второй группами абонентских блоков, отличающийся тем, что определяют для каждой группы сигналов временное положение сигналов в принимаемой группе относительно друг друга, производят сравнение временного положения для каждой группы и передают с первой или второй базовой станции сигнал выравнивания на основе этапа сравнения на соответствующую первую или вторую группу абонентских блоков, и принимают на базовой станции последующие сигналы, передаваемые группой абонентских блоков, в первой или второй микроячейке, по существу, с выравниванием по времени с сигналами, принимаемыми базовой станцией в другой микроячейке. 7. Базовая станция, предназначенная для выравнивания по времени сигналов и приема в системе радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, содержащая приемное устройство, выполненное с возможностью приема сигналов, передаваемых множеством абонентских блоков, отличающаяся тем, что введены блок определения временного положения принятого сигнала на основе оценок мощности множества лучей с задержкой, представляющих каждый сигнал, соединенный с приемным устройством, и передающее устройство, соединенное с блоком определения временного положения, выполненным с возможностью передачи сигнала выравнивания на каждый из множества абонентских блоков и с последующим приемом базовой станцией сигналов, передаваемых множеством абонентских блоков, по существу, с выравниванием по времени. 8. Станция по п.7, отличающаяся тем, что сигнал выравнивания включает в себя двоичный разряд продолжения-задержки, периодически передаваемый на каждый из множества абонентских блоков. 9. Станция по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что сигнал выравнивания включает в себя сообщение, содержащее по меньшей мере поле значений тактирования и поле полярностей. 10. Абонентский блок в системе радиосвязи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, содержащий передающее устройство и приемное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала выравнивания с базовой станции с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, отличающийся тем, что введен блок для регулирования синхронизации на основе принятого сигнала выравнивания, а передающее устройство выполнено с возможностью передачи информации на базовую станцию с многостанционным доступом и кодовым разделением канала с использованием регулируемых тактовых импульсов.