КОДОВОЕ ПЕРЕМЕЖЕНИЕ ДЛЯ КОДОВ УОЛША Российский патент 2011 года по МПК H04L1/00 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

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

Предпосылки изобретения

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

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

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

Раскрытие изобретения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Краткое описание чертежей

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

Фиг.2 - блок-схема системы связи.

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

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

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

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

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

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

Фиг.6 - способ передачи согласно аспекту.

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

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

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

Осуществление изобретения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На Фиг.4B показана блок-схема варианта осуществления приемника 440, который можно использовать для передатчика 410, показанного на Фиг.4A, для осуществления связи. Приемник 440 может составлять часть терминала для передачи по прямой линии связи или часть базовой станции для передачи по обратной линии связи. Приемник 440 содержит множество отводов или приемных антенн R₁, R₂,… R_N. В одной приемной антенне R₁ дескремблер 452 принимает входные выборки и ПШ последовательность, и обеспечивает дескремблированные выборки. Деперемежитель 454 элементов сигнала снимает перемежение (или переупорядочивает) дескремблированных выборок в режиме, комплементарном перемежению, осуществляемому кодовым перемежителем 422 в передатчике 410, и обеспечивает деперемеженные выборки. Блок 456 обратного быстрого преобразования Адамара (FHT) снимает расширение деперемеженных выборок с помощью каждого из L разных кодов Уолша и обеспечивает энергию для каждого кода Уолша. Обработка для данного кода Уолша может содержать (1) умножение деперемеженных выборок на L элементов сигнала кода Уолша, (2) наклопление L результирующих элементов сигнала для получения символа со снятым расширением, и (3) вычисление энергии символа со снятым расширением. Как указано выше, L кодов Уолша ортогональны друг другу и, в отсутствие шума и других эффектов, ухудшающих качество канала, энергия кода Уолша, выдаваемая блоком 420 отображения Уолша, будет высокой, и энергии для L-1 других кодов Уолша будут низкими или (в идеале) нулевыми.

Каждый набор блоков 452, 454 и 456 осуществляет обработку одного экземпляра принятого сигнала от одной приемной антенны. Сигнал, отправленный передатчиком 410, может достигать приемника по множеству путей распространения сигнала, например прямолинейному пути и/или путям сигнала, отраженного от препятствий в беспроводной среде. Сигнал в приемнике 450, таким образом, может включать в себя множество экземпляров принятого сигнала для разных путей сигнала. Каждый экземпляр принятого сигнала той или иной интенсивности может обрабатываться процессором отвода (или просто отводом), состоящим из блоков 452, 454 и 456 для получения энергий для L кодов Уолша. Приемник 440 также может принимать сигнал, отправленный передатчиком 410, через множество приемных антенн R₁, R₂,… R_N. Входные выборки от каждой приемной антенны обрабатываются набором отводов для получения энергий для L кодов Уолша для конкретной приемной антенны. Объединитель 458 может суммировать энергии от всех отводов и/или приемных антенн для каждого кода Уолша и обеспечивать полную энергию для кода Уолша. Объединитель 458 также масштабирует энергии (например, на основании SNR (отношения сигнал/шум) или интенсивностей сигналов отводов) до суммирования. Он также выбирает наибольшую энергию для каждого кода Уолша среди энергий этого кода Уолша для разных отводов и/или приемных антенн. Объединитель 458 также может объединять сигналы от разных отводов иным образом. Независимо от используемого способа объединение осуществляется для каждого кода Уолша по отводам и/или приемным антеннам.

Блок 460 выбора сообщений идентифицирует код Уолша с наибольшей энергией и сравнивает эту энергию с порогом. Блок выбора 460 обеспечивает (1) K битов, соответствующих коду Уолша с наибольшей энергией, в качестве детектированного сообщения, если энергия превышает порог или (4) индикацию удаления. Удаление происходит, когда кадры данных отбрасываются в силу ошибок передачи. Порог можно устанавливать для достижения нужной частоты или вероятности ложных тревог. Низкий порог повышает вероятность обнаружения неверного кода Уолша и приводит к повышению вероятности ложных тревог. Напротив, высокий порог может привести к сбою при идентификации переданного сообщения. В этом случае частота удаления является функцией нужной частоты ложных тревог и качества принятого сигнала.

Альтернативные варианты осуществления (не показаны) передатчиков 310, 410 или приемников 340, 440 могут не включать в себя соответствующие перемежители или деперемежители. В отсутствие перемежителя в передатчике, например 410, блок отображения Уолша вводит ортогональный код с L элементами сигнала (Уолша) в скремблер для его перемножения с L элементами сигнала ПШ последовательности перед передачей L скремблированных элементов сигнала сообщения. Аналогично, в отсутствие деперемежителя в приемнике, блоки FHT снимают расширение дескремблированных выборок, а не деперемеженных выборок, с помощью каждого из L различных ортогональных кодов (Уолша) и обеспечивают энергию для каждого кода. Такие варианты осуществления пригодны во многих канальных условиях. Однако их эффективность снижается при наличии большого доплеровского сдвига, который может быть обусловлен движущимся передатчиком и/или движущимся приемником. Доплеровский сдвиг вызывает пилообразное изменение фазы во входных выборках, который нарушает свойство ортогональности кодов, тем самым увеличивая вероятность ложных тревог.

Возможное снижение эффективности в силу большого доплеровского сдвига проиллюстрировано данными из Таблицы 1.

Таблица 1 Общие параметры Модуляция управления Скорость мобильного устройства
[км/ч] Частота удаления Частота ошибок полоса 2 ГГц
5 битов/канал
30 каналов на 128 тонов
профиль транспортного средства А
f-фактор=0.6
CoT=-12 дБ
RoT=6 дБ без перемежения Уолша 120 ≈38% <0,1% без перемежения Уолша 350 ≈55% <6,6% с перемежением Уолша 350 ≈61% <0,1%

Как можно видеть из вышеприведенной таблицы, если передатчик или приемник движется со скоростью 350 километров в час (км/ч), то доплеровский сдвиг около 650 герц (Гц) наблюдается на несущей частоте 2 гигагерца (ГГц). Если сообщение/код Уолша передается в течение 0.911 миллисекунд (мс), то пилообразное изменение фазы около 0.6 полного периода (или 0.6x2π) присутствует во входных выборках по длине кода Уолша. Например, если код Уолша 0 передается для сообщения, его можно выразить в виде:

Код 0:

Другой код Уолша, например код Уолша 1, может вычисляться приемником и выражаться в виде:

Код 1:

В отсутствие доплеровского сдвига два кода Уолша ортогональны друг другу. Применение пилообразного изменения фазы к коду Уолша 0 вследствие доплеровского сдвига дает форму волны, соответствующую коду Уолша 0 с измененной фазой. Между этой формой волны и кодом Уолша 1 будет заметная корреляция. Эта корреляция приводит к повышению вероятности ложных тревог, например, к повышению вероятности того, что в качестве переданного кода Уолша будет обнаружен код Уолша 1 вместо кода Уолша 0. ПШ скремблирование только с помощью скремблера не позволяет справиться с этой проблемой, поскольку доплеровский сдвиг и скремблирование являются мультипликативными. Таким образом, пилообразное изменение фазы остается после дескремблирования в приемнике.

Напротив, включение кодового перемежителя в передатчики 310/410 обуславливает кодовое перемежение псевдослучайным образом или структурированным образом. Согласно варианту осуществления псевдослучайного перемежения L элементов сигнала кода Уолша записываются в L псевдослучайно выбранные ячейки элементов сигнала в буфере и последовательно считываются. Псевдослучайный перемежитель можно получить путем осуществления исчерпывающего поиска для нахождения перемежителя, который обеспечивает самую низкую взаимную корреляцию в присутствии пилообразного изменения фазы. Согласно варианту осуществления структурированного перемежения, L элементов сигнала кода Уолша переупорядочиваются с помощью перемежителя с обращением битов. С помощью перемежителя с обращением битов, L элементов сигнала кода Уолша записываются в ячейки элементов сигнала в буфере, в результате чего ячейка/адрес элемента сигнала кода Уолша получается как целое число, двоичное представление которого является версией с обращением битов двоичного представления порядка этого элемента сигнала кода Уолша. Элементы сигнала кода Уолша считываются из буфера в линейном порядке. В порядке примера перемежения с обращением битов, исходную последовательность 8 элементов сигнала кода Уолша можно задать как [S₀, S₁, S₂, S₃, S₄, S₅, S₆, S₇], и перемеженную последовательность можно задать как [S₀, S₄, S₂, S₆, S₁, S₅, S₃, S₇]. Нормальный перемежитель с обращением битов можно использовать, когда длина (L) последовательности равна степени числа 2. Некоторые известные структурированные перемежители, например урезанные перемежители с обращением битов, могут не решать эту задачу, если они связаны с некоторыми ортогональными кодами, например кодами Уолша, тогда как псевдослучайный перемежитель (Файстеля) всегда решает данную задачу. Как указано выше, независимо от используемых методов, перемежение осуществляется по длине кода Уолша.

Согласно вариантам осуществления, показанным на Фиг.3A-B и 4A-B, кодовое перемежение осуществляется до скремблирования в передатчике, и деперемежение элементов сигнала осуществляется после дескремблирования в приемнике. В других вариантах осуществления кодовое перемежение осуществляется после скремблирования в передатчике, и деперемежение элементов сигнала осуществляется до дескремблирования в приемнике. В общем случае кодовое перемежение можно осуществлять в любой момент после отображения Уолша в передатчике, и деперемежение элементов сигнала можно осуществлять в любой момент до обработки сигнала посредством FHT в приемнике.

Кодовое перемежение и деперемежение можно использовать для противодействия большому доплеровскому сдвигу и другим эффектам, ухудшающим качество канала. Если большой доплеровский сдвиг вносит пилообразное изменение фазы во входные выборки в приемнике, то деперемежение элементов сигнала приводит к перестановке пилообразного изменения фазы для создания последовательности перестановленных фазовых сдвигов. После дескремблирования и деперемежения элементов сигнала приемник будет наблюдать форму волны, соответствующую переданным элементам сигнала кода Уолша, умноженным на последовательность перестановленных фазовых сдвигов. Перемежение можно задать так, чтобы последовательность перестановленных фазовых сдвигов выглядела как последовательность псевдослучайных фазовых ошибок. В этом случае корреляция формы волны, наблюдаемая приемником, с любым из непереданных кодов Уолша должна быть весьма малой. Таким образом, вероятность ложных тревог не будет возрастать вследствие большого доплеровского сдвига.

На Фиг.3A-4B показаны варианты осуществления применения кодового перемежения к формам волны, в которых используются структурированные коды. Структурированный код - это код, имеющий конкретную структуру в отличие от ПШ-кода, состоящего из псевдослучайных элементов сигнала. Некоторые примеры структурированных кодов включают в себя коды Уолша, коды OVSF, ортогональные коды, биортогональные коды, квазиортогональные функции (например, в cdma2000), многофазные последовательности, имеющие плоскую огибающую и плоскую частотную характеристику, и т.д. Структурированный код может применяться к данным (например, согласно Фиг.3A и 3B) или представлять данные (например, согласно Фиг.4A и 4B). Скремблирование также можно осуществлять, как описано выше, или можно упразднить. Кодовое перемежение можно применять иначе, чем описано выше, к формам волны, которые позволяют использовать структурированные коды.

На Фиг.5A показан вариант осуществления трехкаскадной сети 500 Файстеля, которая генерирует псевдослучайные перестановки, размеры которых являются степенями числа 2. Сеть 500 Файстеля можно использовать для кодового перемежителя 322, показанного на Фиг.3A, и кодового перемежителя 422, показанного на фиг.4A. Сеть 500 Файстеля включает в себя первый каскад 510a, второй каскад 510b и третий каскад 510c. Сеть 500 Файстеля генерирует перестановку π(x) {0, 1, 2, …, 2ⁿ-2, 2ⁿ-1} и действует следующим образом:

1. n-битовый вход x делится на две части, L и R, каждая из которых содержит примерно одинаковое количество битов. Если n четно, то L содержит n/2 старших битов (MSB) для x, и R содержит n/2 младших битов (LSB) для x. Если n нечетно, L содержит (n-1)/2 MSB для x, и R содержит (n+1)/2 LSB для x.

2. Выходной сигнал π₁(x) первого каскада 510a сети 500 Файстеля является n-битовой величиной в виде (R, L f(R)). Здесь f(R)=(R+S₁)mod 2^|L|, где |L| - количество битов в L, S₁ это |L|-битовая затравка, и обозначает побитовую операцию XOR.

3. Выходной сигнал π₁(x) поступает на второй каскад 510b сети 500 Файстеля, который идентичен первому каскаду 510a за исключением того, что в качестве начального числа используется S₂. Выходной сигнал π₂(π₁(x)) второго каскада 510b поступает на третий каскад 510c, который идентичен первым двум каскадам, за исключением того, что в качестве начального числа используется S_3. Выходной сигнал π₃(π₂(π₁(x))) третьего каскада 510c является окончательным выходным сигналом π(x) сети 500 Файстеля.

На Фиг.5B показана схема варианта осуществления 550 первого каскада 510a Файстеля для случая, когда n=9. Каскады 510b и 510c можно реализовать аналогично каскаду 410a. На Фиг.5A и 5B показаны некоторые примеры сетей Файстеля. Возможны и другие модификации. Например, возможно изменение количества каскадов на Фиг.5A до 2 или 4 вместо 3 или применение умножения на простое число по другому простому модулю или любой другой алгебраической функции вместо “сложения по модулю 16”, показанного на фиг.5B, и так далее.

На Фиг.6 показан способ 600 снижения ложных тревог в системах связи согласно аспекту. Сначала данные, подлежащие передаче, принимаются на этапе 602. На этапе 604 принятые данные расширяются по спектру каналообразующим кодом, который использует более широкую полосу, чем сигнал сообщения. Элементы сигнала из последовательности, полученной в результате расширения, перемежаются на этапе 606. Как указано выше, можно использовать метод псевдослучайного или структурированного перемежения. На этапе 608 перемеженные биты скремблируются с использованием ПШ последовательности. ПШ последовательность может представлять собой комбинацию короткой ПШ последовательности, связанной с конкретной базовой станцией, и длинной ПШ последовательности, которая идентифицирует пользователя. На этапе 610 скремблированные элементы сигнала дополнительно обрабатываются, например фильтруются, усиливаются и излучаются.

На Фиг.7 показан способ 700, реализованный в приемнике, который может принимать и декодировать данные, переданные согласно способу, представленному на Фиг.6. На этапе 702 входной сигнал, обработанный согласно вышеописанному способу, принимается от передатчика. На этапе 704 принятый входной сигнал дескремблируется путем умножения на соответствующую ПШ последовательность. На этапе 706 дескремблированный входной сигнал деперемежается. Хотя деперемеженные выборки могут содержать фазовые ошибки, обусловленные доплеровским сдвигом, вышеописанный способ перемежения переставляет пилообразное изменение фазы по перемеженным элементам сигнала, тем самым снижая ложные тревоги в приемнике. Затем деперемеженные выборки подвергаются снятию расширения. На этапе 708 деперемеженные выборки умножаются на соответствующий каналообразующий код и накапливаются на этапе 710 для получения символа со снятым расширением. На этапе 712 полученные символы со снятым расширением объединяются для всех приемных антенн, и результирующий символ обеспечивается в качестве детектированных данных. Таким образом, данный способ можно использовать для получения детектированных данных из перемеженных входных сигналов, расширенных по спектру с использованием любого из ортогональных кодов.

На Фиг.8 показан способ 800 передачи сигналов, благодаря которому снижаются ложные тревоги, вносимые доплеровским сдвигом, обусловленным движущимся передатчиком/приемником. На этапе 802 сообщение, содержащее K битов информации, принимается для передачи. Сообщение может быть связано с речевой передачей, видеопередачей, передачей данных или их комбинацией. Затем K-битовое сообщение отображается в конкретный содержащий 2^K элементов сигнала код Уолша на этапе 804. На этапе 806 2^K элементов сигнала кода Уолша перемежаются для создания 2^K перемеженных элементов сигнала. Перемежение может быть псевдослучайным перемежением, в котором символы перемежаются псевдослучайным образом, поэтому, не зная формулу, первоначально примененную для перемежения символов, невозможно получить содержащееся в них сообщение. Символы также можно перемежать структурированным образом. На этапе 808 перемеженные элементы сигнала умножаются на соответствующую ПШ последовательность, что подробно описано выше. На этапе 810 скремблированные элементы сигнала дополнительно обрабатываются, например фильтруются, преобразуются с повышением частоты и передаются в качестве сигналов связи с антенны (не показана).

Если код Уолша передается с движущегося передатчика без перемежения, пилообразное изменение фазы вносится в сигнал по причине доплеровского сдвига. Доплеровский сдвиг и применение последовательностей Уолша являются мультипликативными операциями. Поэтому, если множество векторов, например структурированная последовательность Уолша, подвергается влиянию мультипликативного доплеровского сдвига, оно оказывается замкнутым в евклидовом пространстве. В результате конкретный переданный код Уолша выглядит как другой код Уолша в приемнике, что повышает частоту ложных тревог. С другой стороны, перемежение последовательности Уолша до передачи переставляет биты кода в последовательности. Передача таких перестановленных последовательностей нарушает структуру, вызывая ложные тревоги. Причина в том, что фазовая ошибка, вносимая в последовательность Уолша, теперь рассеивается по перестановленным битам вместо того, чтобы вызывать мультипликативный эффект по последовательным элементам сигнала последовательностей Уолша, в результате чего переданный код Уолша выглядит на стороне приемника как другой код Уолша. После приема перестановленные коды Уолша переупорядочиваются для получения исходной переданной последовательности Уолша, что более подробно описано ниже.

На Фиг.9 показан способ 900 получения сообщения, переданного в перемеженной последовательности Уолша. На этапе 902 скремблированные входные выборки и ПШ последовательность принимаются от передатчика. Как указано выше, сигналы могут приниматься по множеству путей распространения сигнала и/или через одну или несколько приемных антенн. После фильтрации и понижения частоты скремблированные входные выборки дескремблируются путем удаления PN кода, примененного к последовательностям Уолша на этапе 904. На этапе 906 дескремблированные коды Уолша деперемежаются для получения исходных последовательностей Уолша. Полученные последовательности Уолша могут содержать фазовые ошибки, внесенные доплеровским сдвигом. Тем не менее, последовательность Уолша, детектированная в приемнике, все же будет переданным кодом Уолша, поскольку пилообразное изменение фазы было рассеяно за счет перемежения элементов сигнала последовательности Уолша. На этапе 908 деперемеженные выборки подвергаются снятию расширения с использованием коммерчески доступного оборудования, реализующего FHT (быстрое преобразование Адамара). На этапе 910 обеспечиваются энергии для каждого из кодов Уолша. Обеспеченная энергия в общем соответствует вероятности того, что код Уолша является переданным кодом. На этапе 912 энергии масштабируются для удаления шума и т.д. На этапе 914 суммируются энергии для каждого кода Уолша из всех приемных антенн или множества путей распространения сигнала. На этапе 916 получается наибольшее значение энергии для каждого кода Уолша. В альтернативных вариантах осуществления этап 914 может быть упразднен, и вместо этого наибольшее значение энергии выбирается на этапе 916 из энергий, обеспеченных для каждого кода Уолша множеством приемных антенн/путей сигнала. На этапе 918 сравниваются значения энергии для всех кодов Уолша, и идентифицируется код Уолша с максимальным значением энергии. На этапе 920 значение энергии кода Уолша, идентифицированное на этапе 918, сравнивается с порогом. Порог можно определять на основании рассмотренных выше критериев. Если значение энергии больше порога, то данные, связанные с идентифицированным кодом Уолша, объявляются принятым сообщением на этапе 922, иначе на этапе 924 объявляется удаление.

Описанные здесь технологии можно использовать для различных каналов данных и управления. Согласно варианту осуществления технологии можно использовать для каналов управления обратной линии связи (RL), например канала индикатора качества канала (CQICH), канала запроса (REQCH), пилот-канала (PICH), канала квитирования (ACKCH), канала обратной связи формирования диаграммы направленности (BFCH), канала обратной связи поддиапазона (SFCH) и так далее, которые можно обрабатывать и передавать. Технологии также можно использовать для пилот-сигнала, мультиплексированного с временным разделением (TDM), который расширяется по спектру каналообразующим кодом и скремблируется. Один и тот же перемежитель можно использовать для всех каналов/пользователей (MACID) в сегменте управления RL CDMA, благодаря чему в приемнике точки доступа (AP) нужно осуществлять только одну операцию деперемежения.

Вышеприведенное описание включает в себя примеры различных вариантов осуществления. Конечно, невозможно описать все мыслимые комбинации компонентов или способов для описания вариантов осуществления, но специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что возможны многие дополнительные комбинации и перестановки. Соответственно подробное описание призвано охватывать все подобные изменения, модификации и вариации, отвечающие сущности и объему прилагаемой формулы изобретения.

В частности и в связи с различными функциями, осуществляемыми вышеописанными компонентами, устройствами, схемами, системами и так далее, термины (включая ссылки на “средство”), используемые для описания таких компонентов, подразумевают, если не указано обратное, любой возможный компонент, осуществляющий указанную функцию описанного компонента (например, функциональный эквивалент), даже если он не является структурным эквивалентом раскрытой структуры, который осуществляет функцию в проиллюстрированных здесь иллюстративных аспектах вариантов осуществления. В этой связи следует отметить, что варианты осуществления включает в себя систему, а также машиночитаемый носитель, имеющий выполняемые компьютером инструкции для осуществления действий и/или этапов различных способов.

Кроме того, хотя конкретный признак может быть раскрыт в отношении только одной из нескольких реализаций, такой признак можно объединить с одним или несколькими другими признаками других реализаций, которые могут быть желаемыми и обеспечивающими преимущество для любого или конкретного применения. Кроме того, в той степени, в которой термины “включает в себя”, и “включающий в себя” и их варианты используются в подробном описании или формуле изобретения, эти термины следует трактовать в расширенном смысле аналогично термину “содержащий”.

Изобретение относится к области кодового перемежения для кодов Уолша. Техническим результатом является уменьшение ложных тревог, вызванных доплеровским сдвигом, в системе беспроводной связи. Устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью уменьшения ложных тревог в системе связи, содержит процессор, выполненный с возможностью генерирования последовательности элементов сигнала с помощью структурированного кода и перемежения последовательности элементов сигнала до передачи, причем последовательность элементов сигнала перемежают путем записи последовательности элементов сигнала в псевдослучайно выбранные ячейки элементов сигнала, и запоминающее устройство, соединенное с процессором; причем процессор отображает сообщение на один код Уолша из множества кодов Уолша, причем структурированный код является тем кодом Уолша, на который отображается сообщение. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

1. Устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью уменьшения ложных тревог в системе связи, содержащее
по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью генерирования последовательности элементов сигнала с помощью структурированного кода и перемежения последовательности элементов сигнала до передачи, причем последовательность элементов сигнала перемежают путем записи последовательности элементов сигнала в псевдослучайно выбранные ячейки элементов сигнала, и
запоминающее устройство, соединенное с упомянутым по меньшей мере одним процессором;
причем по меньшей мере один процессор отображает сообщение на один код Уолша из множества кодов Уолша, причем структурированный код является тем кодом Уолша, на который отображается сообщение.

2. Устройство по п.1, в котором структурированный код является ортогональным кодом.

3. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере один процессор расширяет данные с помощью структурированного кода для генерации последовательности элементов сигнала.

4. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере один процессор реализует сеть Файстеля для перемежения последовательности элементов сигнала псевдослучайным образом.

5. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере один процессор перемежает последовательность элементов сигнала структурированным образом в общем по одному или нескольким из каналов или пользователей.

6. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере один процессор перемежает последовательность элементов сигнала на протяжении длины структурированного кода.

7. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере один процессор скремблирует последовательность элементов сигнала после перемежения.

8. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере один процессор скремблирует последовательность элементов сигнала до перемежения.

9. Устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью уменьшения ложных тревог в системе связи, содержащее
по меньшей мере один процессор, который снимает перемежение последовательности выборок для получения последовательности деперемеженных выборок и для обработки последовательности деперемеженных выборок в соответствии со структурированным кодом, причем последовательность выборок перемежена путем записи каждой выборки из последовательности выборок в псевдослучайно выбранную ячейку в буфере и последовательного считывания каждой выборки, и
запоминающее устройство, соединенное с упомянутым по меньшей мере одним процессором;
причем по меньшей мере один процессор выполнен с возможностью деперемежения последовательности элементов сигнала по меньшей мере одним из псевдослучайного способа и/или структурированного способа, комплементарным по отношению к перемежению, осуществляемому передатчиком.

10. Устройство по п.9, в котором структурированный код является кодом Уолша.

11. Способ беспроводной связи, адаптированный для уменьшения ложных тревог в системе связи, содержащий этапы, на которых
генерируют последовательность элементов сигнала с помощью структурированного кода, и
перемежают последовательность элементов сигнала до передачи, причем последовательность элементов сигнала перемежают путем записи последовательности элементов сигнала в псевдослучайно выбранные ячейки элементов сигнала;
при этом на этапе генерации последовательности элементов сигнала с помощью структурированного кода
отображают сообщение на один код Уолша из множества кодов Уолша, причем структурированный код является тем кодом Уолша, на который отображается сообщение, и в котором последовательность элементов сигнала соответствует упомянутому коду Уолша.

12. Способ по п.11, в котором на этапе генерации последовательности элементов сигнала с помощью структурированного кода расширяют по спектру данные с помощью структурированного кода для генерации последовательности элементов сигнала.

13. Способ по п.11, в котором на этапе перемежения последовательности элементов сигнала перемежают последовательность элементов сигнала по длине структурированного кода.

14. Способ беспроводной связи, адаптированный для уменьшения ложных тревог в системе связи, содержащий этапы, на которых
снимают перемежение последовательности выборок для получения последовательности деперемеженных выборок, причем последовательность выборок перемежена путем записи каждой выборки из последовательности выборок в псевдослучайно выбранную ячейку в буфере, и последовательного считывания каждой выборки, и
обрабатывают последовательность деперемеженных выборок в соответствии со структурированным кодом,
при этом на этапе обработки последовательности деперемеженных выборок
снимают перемежение последовательности деперемеженных выборок с помощью каждого кода Уолша из множества кодов Уолша,
определяют энергию для каждого кода Уолша из множества кодов Уолша, и
обеспечивают код Уолша с наибольшей энергией как детектированные данные.

15. Способ по п.14, в котором на этапе снятия перемежения последовательности выборок
снимают перемежение последовательности выборок на протяжении длины структурированного кода.

16. Способ по п.14, в котором на этапе обработки последовательности деперемеженных выборок снимают расширение последовательности деперемеженных выборок с помощью структурированного кода для получения символов со снятым расширением.

17. Устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью уменьшения ложных тревог в системе связи, содержащее
средство для генерации последовательности элементов сигнала с помощью структурированного кода, и
средство для перемежения последовательности элементов сигнала до передачи путем записи элемента сигнала в последовательности элементов сигнала в ячейку в буфере, двоичное представление которой является версией с обращением битов двоичного представления порядка этого элемента сигнала,
причем средство для генерации последовательности элементов сигнала с помощью структурированного кода содержит
средство для отображения сообщения на один код Уолша из множества кодов Уолша, причем структурированный код является тем кодом Уолша, на который отображается сообщение, и последовательность элементов сигнала соответствует упомянутому коду Уолша.

18. Устройство по п.17, в котором средство для генерации последовательности элементов сигнала с помощью структурированного кода содержит средство для расширения по спектру данных с помощью структурированного кода для генерации последовательности элементов сигнала.

19. Устройство по п.17, в котором средство для перемежения последовательности элементов сигнала содержит средство для перемежения последовательности элементов сигнала на протяжении длины структурированного кода.

20. Устройство по п.17, в котором средство для перемежения элементов сигнала перемежает элементы сигнала в общем по одному или нескольким из каналов или пользователей.

21. Устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью уменьшения ложных тревог в системе связи, содержащее
средство для деперемежения последовательности выборок для получения последовательности деперемеженных выборок, причем последовательность выборок перемежена путем записи каждой выборки из последовательности выборок в псевдослучайно выбранную ячейку в буфере, и последовательного считывания каждой выборки, и
средство для обработки последовательности деперемеженных выборок в соответствии со структурированным кодом,
причем средство для обработки последовательности деперемеженных выборок содержит
средство для снятия расширения последовательности деперемеженных выборок с помощью каждого кода Уолша из множества кодов Уолша,
средство для определения энергии для каждого кода Уолша из множества кодов Уолша, и
средство для обеспечения кода Уолша с наибольшей энергией как детектированных данных.

22. Устройство по п.21, в котором средство для деперемежения последовательности выборок содержит
средство для деперемежения последовательности выборок на протяжении длины структурированного кода.

23. Устройство по п.21, в котором средство для обработки последовательности деперемеженных выборок содержит
средство для снятия расширения последовательности деперемеженных выборок с помощью структурированного кода для получения символов со снятым расширением.

24. Устройство по п.21, в котором средство для деперемежения реализует одну операцию деперемежения для по меньшей мере одного из множества каналов или множества пользователей.