DE69838242T2

DE69838242T2 - Komplexes orthogonales Spreizverfahren für Mehrkanäle und zugehörende Vorrichtung

Info

Publication number: DE69838242T2
Application number: DE1998638242
Authority: DE
Inventors: Seung Chang Yusong-ku Daejeon Bang; Ki Chul Yusong-ku Daejeon Han; Jae Ryong Yusong-ku Daejeon Shim; Jung Im Yusong-ku Daejeon Kim; Tae Joong Yusong-ku Daejeon Kim
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2018-10-03
Also published as: DE69840883D1; JP3094292B2; US6222873B1; US20020097779A1; EP2251998A2; HK1108982A1; EP1816774B1; EP0921652A2; EP1819081A3; HK1108238A1; EP1501224A2; EP1819081A2; EP1819082A3; USRE44635E1; EP0921652B1; EP1819083B1; EP1816773A3; EP1501224A3; USRE44507E1; US6449306B1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein orthogonales komplexes Spreizverfahren für einen Mehrfachkanal und eine Einrichtung dafür, und insbesondere ein verbessertes orthogonales komplexes Spreizverfahren für einen Mehrfachkanal und eine Einrichtung dafür, die ein Verhältnis von Spitzenleistung zu mittlerer Leistung senken können, indem eine orthogonale komplexe Spreizstruktur eingebracht und mit Hilfe eines Spreizcodes gespreizt wird, eine Struktur implementieren können, die dazu in der Lage ist, komplexe Ausgangssignale mit Hilfe eines Spreizcodes zu spreizen, indem eine permutierte orthogonale komplexe Spreizstruktur in Bezug auf die summierten Werte für ein Mehrfachkanaleingangssignal des komplexen Typs angepasst wird, und auf Grundlage einer Multipfadkomponente (wenn eine Differenz von einem Chip vorliegt) durch eine Kombination einer orthogonalen Hadamard-Folge eine Phasenabhängigkeit einer Interferenz eines Eigensignals senken können, wobei es sich um ein Problem handelt, das von einem permutierten komplexen Spreizmodulationsverfahren nicht gelöst wird.
2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Im Allgemeinen ist es bei einem mobilen Kommunikationssystem bekannt, dass eine lineare Verzerrung und eine nichtlineare Verzerrung den Leistungsverstärker beeinflussen. Die statistische Kennlinie eines Verhältnisses von Spitzenleistung zu mittlerer Leistung weist für eine nichtlineare Verzerrung eine vorbestimmte Wechselbeziehung auf.
Die dritte nichtlineare Verzerrung, bei der es sich um einen der Faktoren handelt, die den Leistungsverstärker beeinflussen, verursacht ein Intermodulationsproduktproblem in einem benachbarten Frequenzkanal. Das beschriebene Intermodulationsproduktproblem ergibt sich aus einer hohen Spitzenamplitude, die zu einer Erhöhung der Nachbarkanalleistung (ACP – Adjacent Channel Power) führt, so dass bei der Auswahl des Verstärkers eine vorbestimmte Grenze vorliegt. Insbesondere das CDMA-(Code Division Multiple Access)-System setzt sehr strikte Anforderungen in Bezug auf eine Linearität eines Leistungsverstärkers voraus. Deshalb ist diese Voraussetzung ein sehr wichtiger Faktor.
Gemäß IS-97 und IS-98 gibt die FCC eine Bedingung für die Nachbarkanalleistung (ACP) vor. Um diese Bedingung zu erfüllen, sollte eine Vorspannung eines RF-Leistungsverstärkers beschränkt sein.
Gemäß der aktuellen Empfehlung für den IMT-2000-Systemstandard werden mehrere CDMA-Kanäle empfohlen. Für den Fall, das mehrere Kanäle bereitgestellt werden, wird das Verhältnis von Spitzenleistung zu mittlerer Leistung als wichtiger Faktor betrachtet, um die Effizienz des Modulationsverfahrens zu erhöhen. Dem IMT-2000, das als das mobile Kommunikationssystem der dritten Generation bekannt ist, wird viel Aufmerksamkeit als demjenigen Kommunikationssystem der nächsten Generation geschenkt, welches das digitale Mobilsystem, persönliche Kommunikationssystem usw. ablösen wird. Das IMT-2000 wird als eines der drahtlosen Kommunikationssysteme der nächsten Generation im Handel erhältlich sein, und dabei eine hohe Kapazität und eine bessere Leistung aufweisen, um so verschiedene Dienste und internationale Roaming-Dienste usw. einzuführen.
Viele Länder schlagen verschiedene IMT-2000-Systeme vor, die hohe, an einen Internetdienst oder eine elektronische gewerbliche Tätigkeit angepasste Datenübertragungsraten verlangen. Dies steht in direktem Zusammenhang mit der Leistungseffizienz eines RF-Verstärkers.
Das CDMA-basierte Modulationsverfahren des IMT-2000-Systems, das von vielen Ländern eingeführt wurde, ist in ein Pilotkanalverfahren und ein Pilotsymbolverfahren unterteilt. Ersteres betrifft die Version ETRI 1.0, die in Korea eingeführt wurde, und CDMA ONE, das in Nordamerika eingeführt wurde, und Letzteres betrifft NTT-DOCOMO und ARIE, die in Japan eingeführt wurden, und den Vorschlag für FMA2 in Umkehrrichtung, der in Europa eingebracht wurde.
Da das Pilotsymbolverfahren einen Einzelkanaleffekt aufweist, der auf der Leistungseffizienz basiert, ist es dem Pilotkanalverfahren überlegen, bei dem es sich um ein Mehrkanalverfahren handelt. Da jedoch die Genauigkeit der Kanalbestimmung von der Leistungssteuerung bestimmt wird, verfügt die oben stehende Beschreibung nicht über eine logische Grundlage.
1 zeigt ein übliches komplexes Spreizverfahren, das auf einem CDMA-ONE-Verfahren basiert. Wie dort gezeigt, werden die Signale von einem Grundkanal, einem Hilfskanal und einem Steuerungskanal von jedem Multiplizierer eines Multiplikationsmoduls 20 durch ein Signalzuordnungsmodul 10 mit einem Walsh-Code multipliziert. Die Signale, die mit einem Pilotsignal und dem Walsh-Signal multipliziert und dann gespreizt wurden, werden von einem Kanalmultiplikationsmodul 30 mit den Kanalgewinnen A0, A1, A2 und A3 multipliziert.
In einem Summierungsmodul 40 werden das Pilotsignal, das mit dem Kanalgewinn A0 multipliziert wurde, und das Grundkanalsignal, das mit dem Kanalgewinn A1 multipliziert wurde, von einem ersten Addierer summiert, um so eine identische Phaseninformation zu erhalten, und das Hilfskanalsignal, das mit dem Kanalgewinn A2 multipliziert wurde, und das Steuerungskanalsignal, das mit dem Kanalgewinn A3 multipliziert wurde, werden von einem zweiten Addierer summiert, um so eine orthogonale Phaseninformation zu erhalten.
Die so erhaltene Inphaseninformation und Quadraturphaseninformation werden von einem Spreizmodul 50 mit einem PN1-Code und einem PN2-Code multipliziert, und die identische Phaseninformation, die mit dem PN2-Code multipliziert wurde, wird von der identischen Phaseninformation, die mit dem PN1-Code multipliziert wurde, subtrahiert, und wird als ein I-Kanalsignal ausgegeben, und die Quadraturphaseninformation, die mit dem PN1-Code multipliziert wurde, und die Inphaseninformation, die mit dem PN2-Code multipliziert wurde, werden summiert und durch ein Verzögerungsmodul als ein Q-Kanalsignal ausgegeben.
Das CDMA-ONE-Verfahren wird unter Benutzung eines komplexen Spreizverfahrens implementiert. Der Pilotkanal und der Grundkanal, die zu einem Walsh-Code 1 gespreizt wurden, werden summiert, um so eine Inphaseninformation zu bilden, und der Hilfskanal, der zu dem Walsh-Code 2 gespreizt wurde, und der Steuerungskanal, der zu einem Walsh-Code 3 gespreizt wurde, werden summiert, um so eine Quadraturphaseninformation zu bilden. Außerdem werden die Inphaseninformation und die Quadraturphaseninformation von PN-Codes komplex gespreizt.
2A ist eine Ansicht, die ein übliches CDMA-ONE-Verfahren darstellt, und 2B ist eine Ansicht, die einen Punkt der maximalen Augenöffnung nach dem eigentlichen Formungsfilter aus 2A zeigt.
Wie dort gezeigt, treten bei CDMA ONE die linke und rechte Information, nämlich die Inphaseninformation (I-Kanal), und die obere und untere Information, nämlich die Quadraturphaseninformation (Q-Kanal), durch das eigentliche Pulsfor mungsfilter, um so eine Spitzenleistung zu erzeugen, und bei der ETRI Version 1.0 aus 3A und 3B kann eine Spitzenleistung in Querrichtung auftreten, und verursacht so eine Verschlechterung.
Aufgrund des Crest-Faktors und der statistischen Verteilung der Leistungsamplitude wird bei CDMA ONE die Spitzenleistung in vertikaler Richtung erzeugt, so dass sich ein Problem der Unregelmäßigkeit des Spreizcodes und ein Interferenzproblem ergeben.
Ein Dokument namens „Overview of Code-domain Power, Timing, and Phase Measurements", Raymond A. Birgenheier, Hewlett Packard Journal, 1. Februar 1996, erörtert den Betrieb der Messalgorithmen im CDMA-Mobiltelefonadapter HP 83203B.
EP 0 783 210 offenbart ein Datenübertragungssystem, bei dem Übertragungsdaten entsprechend zwei Spreizcodefolgen, die einem Chiptaktungssignal in jedem Symbolintervall entsprechen, basierend auf einer pi/4-Shift-QPSK-Modulation moduliert werden. Auf einer Empfangsseite wird das empfangene Spreizspektrumssignal basierend auf derselben pi/4-Shift-QPSK-Modulation entsprechend den jeweiligen Replikationen der Spreizcodefolgen demoduliert.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
Das Verfahren kann die Merkmale von einem oder mehreren der abhängigen Ansprüche 2 bis 7 aufweisen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Einrichtung gemäß Anspruch 8 bereit.
Die Einrichtung kann die Merkmale von einem oder mehreren der abhängigen Ansprüche 9 bis 17 aufweisen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein orthogonales komplexes Spreizverfahren für einen Mehrfachkanal und eine Einrichtung dafür bereitzustellen, die die genannten Probleme des Stands der Technik lösen.
Das CDMA-System setzt strikte Bedingungen in Bezug auf die Linearität eines Leistungsverstärkers, weshalb das Verhältnis Spitzenleistung zu mittlerer Leistung wichtig ist. Insbesondere wird die Kennlinie des IMT-2000-Systems auf Grundlage der Effizienz des Modulationsverfahrens bestimmt, da mehrere Kanäle bereitgestellt werden, und als ein wichtiger Faktor wird das Verhältnis Spitzenleistung zu mittlerer Leistung angepasst.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein orthogonales komplexes Spreizverfahren für einen Mehrfachkanal und eine Einrichtung dafür bereitzustellen, die die Wahrscheinlichkeit senken können, dass die Leistung in einen Nullzustand eintritt, indem verhindert wird, dass der Eingangszustand des FIR-Filters in einem früheren Abtastzustand ±90° überschreitet, die Leistungseffizienz erhöhen können, den Verbrauch einer Bias-Leistung für einen Backoff (reduzierten Eingangspegel) des Leistungsverstärkers senken können, und die Energie einer Batterie einsparen können.
Die Einrichtung zum orthogonalen komplexen Spreizen kann einen ersten und zweiten Hadamard-Folge-Multiplizierer aufweisen, um den Mehrfachkanal einer vorbestimmten Anzahl von Kanälen zuzuteilen, welche in zwei Gruppen unterteilt werden, und α_n1W_M,n1X_n1 auszugeben, das sich ergibt, indem die Daten X_a1 jedes Kanals mit dem Gewinn α_n1 und der orthogonalen Hadamard-Folge W_H,nI multipliziert werden;
einen ersten Addierer zum Ausgeben von
das sich ergibt, indem die Ausgangssignale des ersten Hadamard-Folge-Multiplizierers summiert werden;
einen zweiten Addierer zum Ausgeben von
das sich ergibt, indem die Ausgangssignale des zweiten Hadamard-Folge-Multiplizierers summiert werden; einen komplexen Multiplizierer zum Empfangen der Ausgangssignale von dem ersten Addierer und dem Ausgangssignal des zweiten Addierers in der komplexen Form
und zum komplexen Multiplizieren von W_M,I + jPW_M,Q, wobei n = 1 aus dem orthogonalen Hadamard-Code W_M,I und dem orthogonale Hadamard-Code PW_M,Q besteht, wobei W_M,Q und eine vorbestimmte Folge P komplex multipliziert werden; ein Spreizmodul zum Multiplizieren des Ausgangssignals des komplexen Multiplizierers mit dem Spreizcode; ein Filter zum Filtern des Ausgangssignals des Spreizmoduls; und einen Modulator zum Multiplizieren und Modulieren der Modulationsträgerwelle, zum Summieren des Inphasensignals und des Quadraturphasensignals, und zum Ausgaben eines Modulationssignals der reellen Zahl.
Weiter Vorteile, Aufgaben und andere Merkmale der Erfindung sollen teilweise in der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt werden, und werden Durchschnittsfachleuten teilweise einleuchten, wenn sie die folgenden Ausführungen prüfen, oder lassen sich durch Ausübung der Erfindung feststellen. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können erzielt und umgesetzt werden, wie es in wesentlichen Grundzügen in den beiliegenden Ansprüchen angegeben ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der begleitenden Figuren besser nachvollziehbar, die der Veranschaulichung dienen und deshalb die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und wobei:
1 ein Blockdiagramm ist, das ein übliches komplexes Mehrkanalspreizverfahren eines CDMA-(Code Division Multiple Access)-ONE-Verfahrens zeigt;
2A eine Ansicht ist, die ein Konstellationsdiagramm eines üblichen CDMA-ONE-Verfahrens zeigt;
2B eine Ansicht ist, die einen Punkt der maximalen Augenöffnung nach dem eigentlichen Formungsfilter aus 2A zeigt;
3A eine Ansicht ist, die ein Konstellationsdiagramm eines üblichen ETRI-Version-1.0-Verfahrens zeigt;
3B eine Ansicht ist, die einen Punkt der maximalen Augenöffnung nach dem eigentlichen Formungsfilter aus 3A zeigt;
4 ein Blockdiagramm ist, das eine erste orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung zeigt, die ein Beispiel des Stands der Technik bildet, das dem Verständnis der Erfindung dienlich ist;
5A ein Schaltdiagramm ist, das den komplexen Multiplizierer aus 4 zeigt;
5B ein Schaltdiagramm ist, das das Summierungsmodul und das Spreizmodul aus 4 zeigt;
5C ein Schaltdiagramm ist, das eine andere Version des Spreizmoduls aus 4 zeigt;
5D ein Schaltdiagramm ist, das das Filter und den Modulator aus 4 zeigt;
6A eine Ansicht ist, die ein Konstellationsdiagramm von OCQPSK unter Verwendung der ersten Einrichtung zeigt;
6B eine Ansicht ist, die einen Punkt der maximalen-Augenöffnung nach dem eigentlichen Formungsfilter aus 6A zeigt;
7 eine Ansicht ist, die eine statistische Verteilungskennlinie zum Auftreten einer Spitzenleistung in Bezug auf eine mittlere Leistung zeigt;
8 eine Ansicht ist, die eine orthogonale Hadamard-Folge zeigt;
9 ein Schaltdiagramm ist, das eine zweite orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung zeigt, die der vorliegenden Erfindung entspricht;
10 ein Schaltdiagramm ist, das den komplexen Multiplizierer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ein Schaltdiagramm ist, das eine orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung für einen Sprachdienst gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ein Schaltdiagramm ist, das eine orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung mit einem qualitativ hochwertigen Sprachdienst und einer niedrigen Übertragungsrate gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
13A ein Schaltdiagramm ist, das eine orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung für ein QPSK mit einer hohen Übertragungsrate gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
13B ein Schaltdiagramm ist, das eine orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung für Daten mit einer hohen Übertragungsrate gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
14A ein Schaltdiagramm ist, das eine orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung für einen Multimedia-Dienst mit QPSK-Daten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
14B ein Schaltdiagramm ist, das eine orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung für einen Multimedia-Dienst gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
15A eine Phasenkurvenansicht eines OCQPSK unter Benutzung der ersten Einrichtung ist;
15B eine Phasenkurvenansicht eines OCQPSK unter Benutzung der ersten Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
15C eine Phasenkurvenansicht eines komplexen Spreizverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das komplexe Summierungsmodul und der komplexe Multiplizierer gemäß der vorliegenden Erfindung sollen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert werden. Es werden zwei Komplexe (a + jb) und (c + jd) benutzt, wobei a, b, c und d vorbestimmte reelle Zahlen darstellen.
Ein komplexes Summierungsmodul gibt (a + c) + j(b + d) aus, und ein komplexer Multiplizierer gibt ((axc) – (b × d)) + j((b × c) + (a × d)) aus. Hier ist eine Spreizcodefolge als SC definiert, ein Informationsdatenwert ist als X_n1 und als X_n2 definiert, eine Gewinnkonstante ist als α_n1 und α_n2 definiert, und eine orthogonale Hadamard-Folge ist als W_M,n1, W_M,n2, W_M,n3; W_M,n4, W_M,I, W_M,Q definiert, wobei M eine M×M-Hadamard-Matrix darstellt, und n1, n2, n3 und n4 einen Index eines vorbestimmten Vektors der Hadamard-Matrix darstellen. Beispielsweise stellt n3 einen Hadamard-Vektor dar, der ein dritter Vektorwert ist, der in den n-ten Block wie z.B. den n-ten Block 100n aus 4 geschrieben ist. Das Hadamard-M stellt eine Hadamard-Matrix dar. Wenn beispielsweise die Matrix W in W^T × W Werte von 1 und –1 aufweist, sind die diagonalen Hauptausdrücke M, und die übrigen Produkte sind null. T stellt hier eine Transponierte dar.
Die Datenwerte X_n1, X_n2, W_M,n1, W_M,n2, W_M,n3, W_M,n4, W_M,I und W_M,Q und SC sind kombinierte Datensätze, die aus +1 oder –1 bestehen, und α_n1 und α_n2 stellen eine reelle Zahl dar.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine erste orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung zeigt, die ein Beispiel des Stands der Technik bildet, das dem Verständnis der Erfindung dienlich ist.
Wie dort gezeigt, sind mehrere komplexe Multiplizierer 100 bis 100n vorgesehen, in denen ein Datenwert eines vorbestimmten Kanals mit einem Gewinn und einer orthogonalen Hadamard-Folge multipliziert wird, und ein Datenwert eines anderen Kanals mit der orthogonalen Hadamard-Folge multipliziert wird, um so eine komplexe Summierung der zwei Kanaldatenwerte durchzuführen, wobei die orthogonale Hadamard-Folge des komplexen Typs mit den komplex summierten Datenwerten multipliziert wird, und die Datenwerte der anderen zwei Kanäle in derselben Weise wie oben beschrieben komplex multipliziert werden. Ein Summierungsmodul 200 summiert die Ausgangssignale von den komplexen Multiplizierern 100 bis 100n und gibt sie aus. Ein Spreizmodul 300 multipliziert das Ausgangssignal des Summierungsmoduls 200 mit einem vorbestimmten Spreizcode SC, um das Signal auf diese Weise zu spreizen. Ein Pulsformungsfilter 400 filtert die Daten, die von dem Spreizmodul 300 gespreizt wurden. Ein Modulationswellenmultiplizierer 500 multipliziert das Ausgangssignal von dem Filter 400 mit einer Modulationsträgerwelle, und gibt die modulierten Daten über eine Antenne aus.
Wie in 4 gezeigt, summiert der erste komplexe Multiplizierer 100 in komplexer Weise α₁₁W_M,11X₁₁, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,11 mit dem Datenwert X₁₁ von einem Kanal und dem Gewinn α11 multipliziert wird, und α₁₂W_M,12X₁₂, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,12 mit dem Datenwert X₁₂ eines anderen Kanals und dem Gewinn α₁₂ multipliziert wird, und multipliziert in komplexer Weise α₁₁W_M,11X₁₁ + jα₁₂W_M,12X₁₂ und die orthogonale Folge W_M,13X₁₁jW_M,14 komplexen Typs mit Hilfe des komplexen Multiplizierers 111.
Außerdem summiert der n-te komplexe Multiplizierer 100n in komplexer Weise α_n1W_M,n1X_n1, was sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,n1 mit dem Datenwert X_n1 eines anderen Kanals und dem Gewinn α_n1 multipliziert wird, und α_n2W_M,n2X_n2, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,n2 mit dem Datenwert X_n2 eines anderen Kanals und dem Gewinn α_n2 multipliziert wird, und multipliziert in komplexer Weise α_n1W_M,n1X_n1 + jα_n2W_M,n2X_n2 und die orthogonale Folge W_M,n3X₁₁jW_M,n4 komplexen Typs mit Hilfe des komplexen Multiplizierers 100n.
Die Datenwerte der komplexen Multiplikation, die von der n-Zahl komplexer Multiplizierer ausgegeben werden, werden von dem Summierungsmodul 200 summiert, und der Spreizcode SC wird von dem Spreizmodul 300 multipliziert und gespreizt. Die so gespreizten Daten werden durch das Pulsformungsfilter 600 gefiltert, und die getragene Modulation e^12nfct wird von Multiplizierer 700 multipliziert, woraufhin die Funktion Re{*} verarbeitet wird, und der reelle Datenwert s(t) über die Antenne ausgegeben wird. Re{*} stellt hier dar, dass ein vorbestimmter komplexer Wert durch die Funktion Re{*} zu einem reellen Wert verarbeitet wird.
Die oben beschriebene Funktion ist wie folgt erklärbar:
wobei K eine vorbestimmte Ganzzahl größer als oder gleich 1 darstellt, n eine Ganzzahl größer als oder gleich 1 und kleiner als K darstellt und identisch mit der jeweiligen Kanalzahl des Mehrfachkanals.
Jeder der komplexen Multiplizierer 110 bis 100n ist identisch konfiguriert, so dass zwei verschiedene Kanaldatenwerte komplex multipliziert werden.
Wie in 5A gezeigt, weist ein komplexer Multiplizierer einen ersten Multiplizierer 101 zum Multiplizieren des Datenwerts X₁₁ mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,11 auf, einen zweiten Multiplizierer zum Multiplizieren des Eingangssignals vom ersten Multiplizierer mit dem Gewinn α₁₁, einen dritten Multiplizierer zum Multiplizieren des Datenwerts X₁₂ des anderen Kanals mit einer anderen Hadamard-Folge W_M,12, einen vierten Multiplizierer 104 zum Multiplizieren des Ausgangssignals des dritten Multiplizierers 103 mit dem Gewinn α₁₂, einen fünften und sechsten Multiplizierer 105 und 106 zum jeweiligen Multiplizieren der Ausgangssignale α₁₁W_M,11X₁₁ des zweiten Multiplizierers 102 und der Ausgangssignale α₁₂W_M,12X₁₂ des vierten Multiplizierers 104 mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,13, einen siebten und achten Multiplizierer 107 und 108 zum sequentiellen Multiplizieren des Ausgangssignals α₁₁W_M,11X₁₁ des zweiten Multiplizierers 102 und des Ausgangssignals α₁₂W_M,12X₁₂ des vierten Multiplizierers 102 mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,14, einen ersten Addierer zum Summieren des Aus gangssignals (+ac) des fünften Multiplizierers 105 und des Ausgangssignals (–bd) des achten Multiplizierers 108 und zum Ausgeben von Inphaseninformation (ac – bd), und einen zweiten Addierer 110 zum Summieren des Ausgangssignals (bc) des sechsten Multiplizierers 106 und des Ausgangssignals (ad) des siebten Multiplizierers 107 und zum Ausgeben der Quadraturphaseninformation (bc + ad).
Der erste und zweite Multiplizierer 101 und 102 multiplizieren also den Datenwert X₁₁ mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,11 und dem Gewinn α₁₁, um so zu α₁₁W_M,11X₁₁ (= a) zu gelangen. Außerdem multiplizieren der dritte und vierte Multiplizierer 103 und 104 die orthogonale Hadamard-Folge W_M,12 und den Gewinn α₁₂, um so zu α₁₂W_M,12X₁₂ (= b) zu gelangen. Der fünfte und sechste Multiplizierer 105 und 106 multiplizieren α₁₁W_M,11X₁₁ (= a) und α₁₂W_M,12X₁₂ (= b) jeweils mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,13 (= c), um so α₁₁W_M,11X₁₁W_M,13 (= ac) und α₁₂W_M,12X₁₂W_M,13 (= bc) zu erhalten, und der fünfte und sechste Multiplizierer 105 und 106 multiplizieren α₁₁W_M,11X₁₁ (= a) und α₁₂W_M,12X₁₂ (= b) mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,14 (= d), um so α₁₁W_M,11X₁₁W_M,14 (= ad) und α₁₂W_M,12X₁₂W_M,14 (= bd) zu erhalten. Außerdem berechnet der erste Addierer 109 (α₁₁W_M,11X₁₁W_M,13) – (α₁₂W_M,12X₁₂W_M,14) (= ac – bd), das heißt, α₁₂W_M,12X₁₂W_M,14 wird von α₁₁W_M,11X₁₁W_M,13 abgezogen. Außerdem berechnet der zweiten Addierer 110 (α₁₁W_M,11X₁₁W_M,14) + (α₁₂W_M,12X₁₂W_M,13) (ad + bc), das heißt, α₁₁W_M,11X₁₁W_M,14 (= ad) wird mit α₁₂W_M,12X₁₂W_M,13 (= bc) addiert.
4 zeigt den ersten komplexen Multiplizierer, der identisch zu dem n-ten komplexen Multiplizierer 100n konfiguriert ist. Vorausgesetzt, dass α₁₁W_M,11X₁₁ „a" ist, α₁₂W_M,12X₁₂ „b" ist, die orthogonale Hadamard-Folge W_M,13 „c" ist und die orthogonale Hadamard-Folge W_M,14 „d" ist, ergibt sich der Ausdruck „(a + jb)(c + jd) = ac – bd + j(bc + ad)". Das Signal, das von dem ersten komplexen Multiplizierer ausgegeben wird, wird deshalb zur Inphaseninformation „ac – bd", und zur Quadraturphaseninformation „bc + ad".
Außerdem ist 5B ein Schaltdiagramm, das das Summierungsmodul und das Spreizmodul aus 4 zeigt, und 5C ist ein Schaltdiagramm, das eine andere Version des Spreizmoduls aus 4 zeigt.
Wie dort gezeigt, weist das Summierungsmodul 200 ein erstes Summierungsmodul 210 zum Summieren der Inphaseninformation A₁(= (ac – bd), ..., An, die von mehreren komplexen Multiplizierern ausgegeben wird, und ein zweites Summierungsmodul 220 zum Summieren der Quadraturphaseninformation B₁(= bc + ad), die von den komplexen Multiplizierern ausgegeben wird.
Das Spreizmodul 300 weist einen ersten und zweiten Multiplizierer 301 und 302 zum jeweiligen Multiplizieren der Ausgangssignale des ersten Addierers 210 und des zweiten Addierers 220 des Summierungsmoduls 200 mit der Spreizfolge SC auf. Das heißt, die Signale werden unter Benutzung eines Spreizcodes SC zum Inphasensignal (I-Kanalsignal) und zum Quadraturphasensignal (Q-Kanalsignal) gespreizt.
Außerdem weist, wie in 5C gezeigt, das Spreizmodul 300 einen ersten und zweiten Multiplizierer 310 und 320 zum jeweiligen Multiplizieren der Ausgangssignale des ersten Addierers 210 und des zweiten Addierers 220 des Summierungsmoduls 200 mit einer Spreizfolge SC1 auf, einen dritten und vierten Multiplizierer 330 und 340 zum jeweiligen Multiplizieren der Ausgangssignale des ersten Addierers 210 und des zweiten Addierers 220 des Summierungsmoduls 200 mit einer Spreizfolge SC2, einen ersten Addierer 350 zum Summieren des Ausgangssignals (+) des ersten Multiplizierers 310 und des Ausgangssignals (–) des dritten Multiplizierers 330 und zum Ausgeben eines I-Kanalsignals, und ein zweites Summierungsmodul 360 zum Summieren des Ausgangssignals (+) des zweiten Multiplizierers 320 und des Ausgangssignals (+) des vierten Multiplizierers 340 und zum Ausgeben eines Q-Kanalsignals.
Das heißt, im Summierungsmodul 200 werden die Inphaseninformation und die Quadraturphaseninformation der n-Anzahl komplexer Multiplizierer von dem ersten und zweiten Summierungsmodul 210 und 220 summiert. Im Spreizmodul 300 werden der Summenwert (g) der Inphaseninformation und der Summenwert (h) der Quadraturphaseninformation vom Summierungsmodul 200 durch den ersten und zweiten Multiplizierer 310 und 320 mit dem ersten Spreizcode SC1 (l) multipliziert, um so gl und hl zu erhalten, und der Summenwert (g) der Inphaseninformation und der Summenwert (h) der Quadraturphaseninformation des Summierungsmoduls 200 werden durch den dritten und vierten Multiplizierer 330 und 340 mit dem zweiten Spreizcode SC2 (m) multipliziert, um so gm und hm zu erhalten, und der erste Addierer 350 berechnet gl – hm, wobei hm von gl abgezogen wird, und der zweite Addierer 360 berechnet hl + gm, wobei hl und gm addiert werden.
Wie in 5D gezeigt, weist das Filter 400 ein erstes und ein zweites Pulsformungsfilter 410 und 420 zum Filtern des I-Kanalsignals auf, wobei es sich um die Inphaseninformation handelt, die in 5B und 5C gezeigt ist, und des Q-Kanalsignals, wobei es sich um die Quadraturphaseninformation handelt. Das Modulationsmodul 500 weist einen ersten und einen zweiten Multiplizierer 510 und 520 auf, um die Ausgangssignale des ersten und zweiten Pulsformungsfilters 410 und 420 mit cos(2πf_ct) und sin(2πf_ct) zu multiplizieren, und einen Addierer 530 zum Summieren der Ausgangssignale der Multiplizierer 510 und 520 und zum Ausgeben eines Modulationsdatenwerts S(t).
Hier können die orthogonalen Hadamard-Folgen als ein Walsh-Code oder ein anderer orthogonaler Code benutzt werden.
Als Beispiel soll nun der Fall erörtert werden, dass die orthogonale Hadamard-Folge für die in 8 gezeigte 8×8-Hadamard-Matrix benutzt wird.
8 zeigt ein Beispiel des Hadamard-(oder Walsh-)Codes. Das heißt, hier ist der Fall gezeigt, dass der Folgevektor einer k-ten Spalte oder Reihe auf Basis der 8×8-Hadamard-Matrix auf W_k-1 gesetzt ist. In diesem Fall stellt W_k-1, falls k gleich 1 ist, W₀ der Spalte oder Reihe dar, und wenn k gleich 5 ist, stellt W_k-1 W₄ der Spalte oder Reihe dar.
Um die Effizienz der vorliegenden Erfindung zu verbessern, wird deshalb die orthogonale Hadamard-Folge, die jeden Kanaldatenwert multipliziert, wie folgt bestimmt.
In der M×M-Hadamard-Matrix ist der Folgevektor der k-ten Spalte oder Reihe auf W_k-1 gesetzt, und W_M,n1 = W₀, W_M,n2 = W_2p (wobei p eine vorbestimmte Zahl von (M/2) – 1) darstellt, und W_M,n3 = W_2n-2, W_Mn,4 = W_2n-1 (wobei n die Zahl n-ter Blöcke darstellt), und α_n1W₀X_n1 + jα_n2W_2pX_n2 und W_2n-2 + jW_2n-1.
Erläutert werden soll der Fall, dass der erste komplexe Multiplizierer in der Einrichtung aus 4 benutzt wird, das heißt, die Datenwerte von zwei Kanälen werden komplex multipliziert. Wenn in der M×M-Hadamard-Matrix (M = 8) der Folgevektor der k-te Spalte oder Reihe auf W_k-1 gesetzt wird, ist es möglich, W_M,11 = W₀, W_M,12 = W₂, oder W_M,12 = W4, und W_M,13 = W₀, W_M,14 = W₁ zu bestimmen. Außerdem ist es möglich, eine komplexe Multiplikation von α₁₁W₀X₁₁ + jα₁₂W₄X₁₂ oder α₁₁W₀X₁₁ + jα₁₂W₂X₁₂ und W₀ + jW₁ durchzuführen.
Für den Fall, dass die zwei in 4 gezeigten komplexen Multiplizierer benutzt werden, bestimmt der zweite komplexe Multiplizierer W_M,21 = W₀, W_M,22 = W₄ und W_M,23 = W₂, und W_M24 = W₃, so dass es möglich ist α₂₁W₀X₂₁ + jα₂₃W₄X₂₂ und W₂ + jW₃ komplex zu multiplizieren.
Außerdem kann, wie in 5 gezeigt, beim Implementieren der Spreizung unter Benutzung des Spreizcodes SC ein Spreizcode benutzt werden, und, wie in 5C gezeigt, es können zwei Spreizcodes SC1 und SC2 benutzt werden, um dadurch die Spreizoperation zu implementieren.
Die orthogonale Hadamard-Folge für das Multiplizieren jedes Kanaldatenwerts kann wie folgt bestimmt werden.
Die kombinierte orthogonale Hadamard-Folge kann anstelle der orthogonalen Hadamard-Folge benutzt werden, um eine vorbestimmte Phasenabhängigkeit zu entfernen, die auf der Interferenz beruht, die in dem Eigensignal des Mehrpfadtyps erzeugt wird, und der Interferenz, die durch den Benutzer erzeugt wird.
Für den Fall von zwei Kanälen beispielsweise, wenn der Folgevektor der k-ten Spalte oder Reihe in der M×M-Hadamard-Matrix (M = 8) auf Wk–1 gesetzt ist, und der Folgevektor der m-ten Spalte oder Reihe auf W_m gesetzt ist, wird das erste M/2 oder das letzte M/2 basierend auf dem Vektor Wk–1 erzielt, und das letzte M/2 oder das erste M/2 wird auf Basis von Wm–1 erzielt, so dass der kombinierte orthogonale Hadamard-Vektor auf W_k-1//m-1 gesetzt ist, und W_M,11 = W₀, W_M,12 = W_4//1, W_M,Q = W₀, W_M,Q = W_1/4 bestimmt werden, wodurch es möglich ist, α₁₁W₀X₁₁ + jα₁₂W_4//1X₁₂ und W₀ + jPW_1//4 komplex zu multiplizieren.
Im Fall von drei Kanälen ist der Folgevektor der k-ten Spalte oder Reihe basierend auf der M×M-Hadamard-Matrix (M = 8) auf W_k-1 gesetzt, und der Folgevektor der m-ten Spalte oder Reihe ist auf W_M gesetzt, so dass das erste M/2 oder das letzte M/2 anhand des Vektors W_k-1 erzielt werden, und das letzte M/2 oder das erste M/2 aus W_m-1 erzielt werden, und der Summenwert von α₁₁W₀X₁₁ + jα₁₂W_4//1X₁₂ und α₂₁W₂X₂₁ und W₀ + jPW_1//4 basierend auf W_M,11 = W₀, W_M,12 = W_4//1, W_M,21 = W₂, und W_M,I = W₀, W_M,Q = W_1//4 komplex multipliziert werden.
Außerdem werden im Fall von zwei Kanälen, wenn der Folgevektor der k-ten Spalte oder Reihe der M×M-Hadamard-Matrix (M = 8) auf W_k-1 gesetzt ist, und der Folgevektor der m-ten Spalte oder Reihe auf W_M gesetzt ist, das erste M/2 oder das letzte M/2 anhand des Vektors W_k-1 erzielt, und das letzte M/2 oder das erste M/2 aus W_m-1 erzielt, so dass der kombinierte orthogonale Hadamard-Vektor auf W_k-1//m-1 gesetzt wird, und der Summenwert von α₁₁W₀X₁₁ + jα₁₂W_2//1X₁₂ und W₀ + jPW_1//2 basierend auf W_M,11 = W₀, W_M,12 = W_2//1, und W_M,I = W₀, W_M,Q = W_1//2 komplex multipliziert werden.
Außerdem werden im Fall von drei Kanälen, wenn der Folgevektor der k-ten Spalte oder Reihe der M×M-Hadamard-Matrix (M = 8) auf W_k-1 gesetzt ist, und der Folgevektor der m-ten Spalte oder Reihe auf W_M gesetzt ist, das erste M/2 oder das letzte M/2 anhand des Vektors W_k-1 erzielt, und das letzte M/2 oder das erste M/2 aus W_m-1 erzielt, so dass der kombinierte orthogonale Hadamard-Vektor auf W_k-1//m-1 gesetzt wird, und der Summenwert von α₁₁W₀X₁₁ + jα₁₂W_2//1X₁₂ und α₂₁W₄X₂₁ und W₀ + jPW_1//2 basierend auf W_M,11 = W₀, W_M,12 = W_2//1, W_M,21 = W₄ und W_M,I = W₀, W_M,Q = W_1//2 komplex multipliziert werden.
Bis hierhin wurden die Fälle von zwei und drei Kanälen erläutert. Die Fälle der zwei Kanäle und drei Kanäle können entsprechend der Pulsantwortkennliniendifferenz des Pulsformungsbandpassfilters gezielt benutzt werden.
6A ist eine Ansicht, die ein Konstellationsdiagramm von OCQOSK unter Benutzung der ersten Einrichtung zeigt, 6B ist eine Ansicht, die einen Punkt der maximalen Augenöffnung nach dem eigentlichen Pulsformungsfilter aus 6A zeigt, und 7 ist eine Ansicht, die eine statistische Verteilungskennlinie des Auftretens einer Leistungsspitze in Bezug auf die mittlere Leistung zwischen dem OCQOSK unter Benutzung der ersten Einrichtung und den üblichen CDMA ONE und ETRI Version 1.0 zeigt. Wie dort gezeigt, ist der Graph aus 6A ähnlich wie der aus 2A. Es liegt jedoch ein Unterschied hinsichtlich des Punktes der maximalen Augenöffnung nach dem eigentlichen Pulsformungsfilter vor. Das heißt, in 6B wird der Bereich der oberen und unteren Information (Q-Kanal) und der linken und rechten Information (I-Kanal) vollständig erfüllt. Dies bewirkt die Differenz der statistischen Verteilung der Spitzenleistung gegenüber der mittleren Leistung.
7 zeigt das Verhältnis Spitzenleistung zu mittlerer Leistung, das sich als Resultat der tatsächlichen Simulation zwischen der ersten Einrichtung und dem Stand der Technik ergab.
Um identische Bedingungen zu schaffen, wird der Leistungspegel des Steuerungs- oder Signalkanals so gesteuert, dass er dem Leistungspegel des Kommunikationskanals (des Grundkanals, Hilfskanals oder des Inphasenkanals und des Quadraturkanals) entspricht, und der Leistungspegel des Pilotkanals wird so gesteuert, dass er um 4 dB niedriger ist als der Leistungspegel des Kommunikationskanals. Im oben beschriebenen Zustand werden die statistischen Verteilungen der Spitzenleistung gegenüber der mittleren Leistung verglichen.
Für den Fall von OCQPSK unter Benutzung der ersten Einrichtung wird der Vergleich implementiert, indem der erste komplexe Multiplizierer 100 und der n-te komplexe Multiplizierer, die in 4 gezeigt sind, benutzt werden. Der erste Block 100 wird auf Basis von W_M,11 = W₀, W_M,12 = W₄, W_M,13 = W₀, und W_M,11 = W₁ implementiert, und der n-te Block 100n wird auf Basis von W_M,n1 = W₀, W_M,n2 = W₄, W_M,n3 = W₂, und W_M,n4 = W₃ implementiert. Außerdem wird der SCI als der SC1 für den Spreizcode benutzt. Der SC2 wird in diesem Fall nicht benutzt.
Im Fall von OCQPSK unter Benutzung der ersten Einrichtung beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass die Augenblicksleistung den mittleren Leistungswert (0 dB) um 4 dB übersteigt, bei 0,03%, und im Fall von CDMA ONE beträgt sie 0,9%, und im Fall von ETRI Version 1.0 beträgt sie 4%. Das System, das das CDMA-Verfahren benutzt, weist deshalb in Bezug auf das Verhältnis der Spitzenleistung zur mittleren Leistung eine ausgezeichnete Kennlinie, und das Verfahren eliminiert das Problem von Nebensprechen.
9 zeigt eine zweite orthogonale komplexe Mehrkanalspreizeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die zweite Einrichtung, die in 9 gezeigt ist, benutzt eine permutierte Version der Operation, die von der ersten Einrichtung aus 4 ausgeführt wird.
Wie dargestellt, werden einer oder mehrere Kanäle kombiniert und von einem orthogonalen Hadamard-Code komplex multipliziert, und werden dann von dem Spreizcode gespreizt.
Wie dargestellt, sind ein erster und ein zweiter Hadamard-Folge-Multiplizierer 600 und 700 zum Zuordnen des Mehrfachkanals zu einer vorbestimmten Anzahl von Kanälen vorgesehen, indem sie diesen in zwei Gruppen unterteilen und α_n1W_M,n1X_n1 ausgeben, was sich ergibt, indem der Datenwert X_n1 jedes Kanals mit dem Gewinn α_n1 und der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,n1 multipliziert wird, ein erster Addierer 810 zum Ausgeben von
was sich ergibt, indem die Ausgangssignale des ersten Hadamard-Folge-Multiplizierers 600 summiert werden, ein zweiter Addierer 820 zum Ausgeben von
was sich ergibt, indem die Ausgangssignale des zweiten Hadamard-Folge-Multiplizierers 700 summiert werden, ein komplexer Multiplizierer 900 zum Empfan gen des Ausgangssignals des ersten Addierers 810, und des Ausgangssignals des zweiten Addierers 820 in der komplexen Form
und zum komplexen Multiplizieren von W_M,I + jPW_M,Q, das aus dem orthogonalen Hadamard-Code W_M,I und dem orthogonalen Hadamard-Code PW_M,Q besteht, mit dem W_M,Q und eine vorbestimmte Folge P komplex multipliziert werden, ein Spreizmodul 300 zum Multiplizieren des Ausgangssignals des komplexen Multiplizierers 900 mit dem Spreizcode, ein Filter 400 zum Filtern des Ausgangssignals des Spreizmoduls 300, und ein Modulator 500 zum Multiplizieren und Modulieren der Modulationsträgerwelle, zum Summieren des Inphasensignals und des Quadraturphasensignals, und zum Ausgeben eines Modulationssignals der reellen Zahl.
Der Aufbau des Spreizmoduls 300, des Filters 400 und des Modulators 500 ist hier derselbe wie bei der ersten Einrichtung aus 4, mit dem folgenden Unterschied. Wird nämlich die erste Einrichtung aus 4 mit der zweiten Einrichtung aus 9 verglichen, ist die Multiplikation der orthogonalen Hadamard-Folge komplexen Typs, die von den komplexen Multiplizierern 100 bis 100n durchgeführt wird, im hinteren Abschnitt des Summierungsmoduls separiert und verbunden, und die Multiplikation der einzelnen Kanäle mit der orthogonalen Hadamard-Folge komplexen Typs ist nicht implementiert. Das heißt das Zweigruppen-Summensignal wird mit der Hadamard-Folge komplexen Typs multipliziert.
Der erste orthogonale Hadamard-Fole-Multilizierer 600 gibt
aus, das von dem ersten Addierer 810 summiert wird, indem α₁₁W_M,11X₁₁, das der erste Addierer 810 erhält, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,11 jeweils mit dem ersten Datenwert X₁₁ des ersten Blocks und dem Gewinn α₁₁ multipliziert wird, α₂₁W_M,21X₂₁, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,21 jeweils mit dem zweiten Datenwert X₂₁ des ersten Blocks und dem Gewinn α₂₁ multipliziert wird, und α_n1W_M,n1X_n1 summiert werden, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,n1 jeweils mit dem n-ten Datenwert X des ersten Blocks und dem Gewinn α_n1 multipliziert wird.
Der zweite orthogonale Hadamard-Fole-Multilizierer 700 gibt
aus, das von dem ersten Addierer 820 summiert wird, indem α₁₂W_M,12X₁₂, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,12 jeweils mit dem ersten Datenwert X₁₂ des zweiten Blocks und dem Gewinn α₁₂ multipliziert wird, α₂₂W_M,22X₂₂, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,22 jeweils mit dem zweiten Datenwert X₂₂ des zweiten Blocks und dem Gewinn α₂₂ multipliziert wird, und α_n2W_M,n2X_n2 summiert werden, das sich ergibt, indem die orthogonale Hadamard-Folge W_M,n2 jeweils mit dem n-ten Datenwert X_n2 des zweiten Blocks und dem Gewinn α_n2 multipliziert wird. Hier stellt der Block eine Gruppenunterteilung in 1 Gruppe dar.
Das Signal, das von dem ersten Addierer 810 ausgegeben wird, bildet einen Inphasendatenwert, und das Signal, das von dem zweiten Addierer ausgegeben wird, bildet einen Quadraturphasendatenwert, und gibt
aus. Der komplexe Multiplizierer 900 multipliziert zudem die komplexen Ausgangssignale des ersten und zweiten Addierers 810 und 820 mit einem Signal komplexen Typs, das aus einem orthogonalen Hadamard-Code W_M,I und PW_M,Q besteht, was sich aus der Multiplikation des orthogonalen Hadamard-Codes W_M,Q mit der Folge P ergibt, und ein Inphasensignal und ein Quadraturphasensignal liefert. Das heißt, die komplexen Ausgangssignale des ersten und zweiten Addierers 810 und 820 werden durch den komplexen Multiplizierer mit den Signalen komplexen Typs W_M,I + jPW_M,Q multipliziert.
Das Spreizmodul 300 multipliziert das Ausgangssignal des komplexen Multiplizierers 900 mit dem Spreizcode SCI und spreizt es. Die so gespreizten Signale werden von den Pulsformungsfiltern 410 und 420 gefiltert. Die Modulationsträgerwellen cos(2πf_ct) und sin(2πf_ct) werden von den Multiplizierern 510 und 520 summiert und dann moduliert, um so s(t) zu liefern.
Das heißt, es wird folgende Gleichung erzielt.
wobei K eine Ganzzahl größer als oder gleich 1 darstellt.
10 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei Kanaldatenwerte komplex multipliziert werden. Ein Kanaldatenwert X₁₁ wird dem ersten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 600 zugewiesen, und ein anderer Kanaldatenwert X₁₂ wird dem zweiten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 700 zugewiesen.
Hier weist der orthogonale Hadamard-Folge-Multiplizierer einen ersten Multiplizierer 610 zum Multiplizieren des ersten Datenwerts X₁₁ mit dem Gewinn α₁₁, einen zweiten Multiplizierer 611 zum Multiplizieren des Ausgangssignals des ersten Multiplizierers 610 mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,11, einen dritten Multiplizierer 710 zum Multiplizieren des zweiten Datenwerts X₁₂ mit dem Gewinn α₁₂, und einen vierten Multiplizierer 711 zum Multiplizieren des Ausgangssignals des dritten Multiplizierers 710 mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,12 auf. Diesmal wird das Summierungsmodul nicht benutzt, da ein Kanal einer Gruppe zugewiesen ist.
Der komplexe Multiplizierer 900 weist einen fünften und einen sechsten Multiplizierer 901 und 902 zum Multiplizie ren des Ausgangssignals α₁₁W_M,11X₁₁ des zweiten Multiplizierers 611 und des Ausgangssignals α₁₂W_M,12X₁₂ des vierten Multiplizierers 711 mit der Hadamard-Folge W_M,I auf, einen siebten und einen achten Multiplizierer 903 und 904 zum Multiplizieren des Ausgangssignals α₁₁W_M,11X₁₁ des zweiten Multiplizierers 611 und des Ausgangssignals α₁₂W_M,12X₁₂ des vierten Multiplizierers 711 mit der orthogonalen Hadamard-Folge PW_M,Q, einen ersten Addierer 905 zum Summieren des Ausgangssignals (+ac) des fünften Multiplizierers 901 und des Ausgangssignals (–bd) des siebten Multiplizierers 903, und zum Ausgeben einer Inphaseninformation (ac – bd), und einen zweiten Addierer 906 zum Summieren des Ausgangssignals (bc) des sechsten Multiplizierers 902 und des Ausgangssignals (ad) des achten Multiplizierers 904, und zum Ausgeben einer Quadraturphaseninformation (bc + ad).
Der erste und zweite Multiplizierer 610 und 611 multiplizieren also den Datenwert X₁₁ mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,11 und dem Gewinn α₁₁, um so α₁₁W_M,11X₁₁ (= a) zu erhalten. Außerdem multiplizieren der dritte und vierte Multiplizierer 710 und 711 den Datenwert X₁₂ mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,12 und dem Gewinn α₁₂, um so α₁₂W_M,12X₁₂ (= b) zu erhalten. Der fünfte und sechste Multiplizierer 901 und 902 multiplizieren α₁₁W_M,11X₁₁ (= a) und α₁₂W_M,12X₁₂ (= b) mit der orthogonalen Hadamard-Folge W_M,I (= c), um so α₁₁W_M,11X₁₁W_M,I (= ac) und α₁₂W_M,12X₁₂W_M,I (= bc) zu erhalten.
Der siebte und achte Multiplizierer 903 und 904 multiplizieren α₁₁W_M,11X₁₁ (= a) und α₁₂W_M,12X₁₂ (= b) mit der orthogonalen Hadamard-Folge PW_M,Q (= d), um so α₁₁W_M,11X₁₁PW_M,Q (= ad) und α₁₂W_M,12X₁₂PW_M,Q (= bd) zu erhalten.
Außerdem erhält der erste Addierer 905 α₁₁W_M,11X₁₁W_M,I – α₁₂W_M,12X₁₂PW_M,Q (= ac – bd), das heißt, α₁₂W_M,12X₁₂PW_M,Q (= bd) wird von α₁₁W_M,11X₁₁W_M,I (= ac) abgezogen, und der zweite Addierer 906 erhält (α₁₁W_M,11X₁₁W_M,Q) + (α₁₂W_M,12X₁₂W_M,I) (= ad + bc), das heißt, α₁₁W_M,11X₁₁W_M,Q (= ad) wird mit (α₁₂W_M,12X₁₂W_M,I) (= bc) summiert.
10 zeigt den komplexen Multiplizierer 900 aus 9. Vorausgesetzt, dass α₁₁W_M,11X₁₁ „a" ist, α₁₂W_M,12X₁₂ „b" ist, die orthogonale Hadamard-Folge W_M,I „c" ist, und die orthogonale Hadamard-Folge PW_M,Q „d" ist, da (a + jb) (c + jd) = ac – bd + j(bc + ad), wird das Signal von dem komplexen Multiplizierer 900 zur Inphaseninformation ac – bd und zur Quadraturphaseninformation bc + ad.
Die Inphasendaten und die Quadraturphasendaten werden auf Basis des Spreizcodes (beispielsweise PN-Code) durch das Spreizmodul 300 gespreizt. Außerdem werden das I-Kanalsignal, bei dem es sich um die Inphaseninformation handelt, und das Q-Kanalsignal, bei dem es sich um die Quadraturphaseninformation handelt, von dem ersten und zweiten Pulsformungsfilter 410 und 420 gefiltert. Der erste und zweite Multiplizierer 510 und 520 multiplizieren die Ausgangssignale des ersten und zweiten Pulsformungsfilters 410 und 420 mit cos(2πf_ct) und sin(2πf_ct). Die Ausgangssignale der Multiplizierer 510 und 520 werden von dem Addierer 530 summiert und multipliziert, der S(t) ausgibt.
Bei der zweiten Einrichtung aus 9 können, ebenso wie bei der ersten Einrichtung aus 4, für die orthogonale Hadamard-Folge der Walsh-Code oder ein anderer orthogonaler Code benutzt werden. Außerdem ist der Folgevektor der k-ten Spalte oder Reihe in der orthogonalen Hadamard-Folge jedes Kanals in der M × M-Hadamard-Matrix auf Wk–1 gesetzt. Deshalb werden α_n1W₀X_n1 + jα_n2W_2pX_n2 und W₀ + jPW₁ auf Basis von W_M,n1 = W₀, W_M,n2 = W_2p (wobei p eine vorbestimmte Zahl in einem Bereich zwischen 0 und (M/2) – 1 darstellt) komplex multipliziert.
Die orthogonale Hadamard-Folge wird jedem Kanal auf Grundlage der oben beschriebenen Operation zugeteilt, und wenn andere Kanäle verbleiben, die nicht durch die oben be schriebene Operation der orthogonalen Hadamard-Folge zugeteilt wurden, kann ein beliebiger Reihen- oder Spaltenvektor aus der Hadamard-Matrix ausgewählt werden.
11 zeigt eine Ausführungsform, bei der, wie in der zweiten Einrichtung, OCQPSK als Sprachdienst benutzt wird. In diesem Fall werden zwei Kanäle, nämlich der Pilotkanal und der Verkehrsdatenkanal mit dem Gewinn und der orthogonalen Hadamard-Folge multipliziert, und zwei Kanalsignale werden in komplexer Form in den komplexen Multiplizierer 900 eingegeben, und die orthogonale Hadamard-Folge komplexen Typs wird von dem komplexen Multiplizierer 900 multipliziert.
12 zeigt den Aufbau eines Datendienstes mit einem Sprachdienst von guter Qualität und einer niedrigen Übertragungsrate. In diesem Fall sind der Pilotkanal und der Signalisierungskanal dem ersten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 600 zugeteilt, und der Verkehrskanal ist dem zweiten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 700 zugeteilt.
13A zeigt den Aufbau eines Datendienstes mit einer hohen Übertragungsrate. Wie dort gezeigt, sind die Daten, die mit einer Rate von R bps übertragen werden, vom QPSK-Datentyp, und werden mit R/2 bps durch den Seriell/Parallel-Wandler übertragen. Wie in 13B gezeigt, kann das System so aufgebaut sein, dass die Eingangsdaten (Verkehr 1 und Verkehr 2) einen identischen Gewinn aufweisen (α₃₁ = α₁₂). Wenn die Daten hoher Übertragungsrate in zwei Kanäle separiert werden, sollte dabei der Gewinn, der jedem Kanal zugeteilt wird, als jeweils identisch bestimmt werden, um so die Phasenabhängigkeit zu eliminieren.
14A und 14B zeigen den Aufbau des Mehrkanaldienstes. In diesem Fall werden die Daten (der Verkehr) hoher Übertragungsrate durch den Seriell/Parallel-Wandler in die QPSK-Daten für R/2 bps umgewandelt, und dann an den ersten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 600 und den zweiten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 700 geleitet, wobei drei Kanäle dem ersten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 600 zugeteilt werden, und zwei Kanäle dem zweiten orthogonalen Hadamard-Folge-Multiplizierer 700 zugeteilt werden.
Wie in 14B gezeigt, wird der Seriell/Parallel-Wandler hier nicht benutzt, und wenn die Daten (der Verkehr) in zwei Kanaldaten (Verkehr 1 und Verkehr 2) separiert und dann eingegeben werden, nimmt der Gewinn, der an den jeweiligen Kanal angepasst ist, den identischen Gewinn an (α₃₁ = α₁₂).
15A ist eine Phasenkurvenansicht von OCQPSK unter Benutzung der ersten Einrichtung, 15B ist eine Phasenkurvenansicht von OCQPSK unter Benutzung der zweiten Einrichtung, und 15C ist eine Phasenkurvenansicht eines komplexen Spreizverfahrens gemäß dem komplexen PN-Spreizverfahren der vorliegenden Erfindung.
Wie dort gezeigt, ergibt ein Vergleich der Ansichten von 15A, 15B und 15C, dass die Formen der Kurven und die Nullpunkte unterschiedlich sind. Hinsichtlich der Leistungseffizienz liegt ebenfalls ein Unterschied vor. Die statistische Verteilung des Verhältnisses der Spitzenleistung zur mittleren Leistung ist also unterschiedlich.
7 zeigt eine Kennlinie, die eine statistische Verteilung eines Verhältnisses der Spitzenleistung zur mittleren Leistung des CDMA-ONE-Verfahrens im Vergleich zu OCQPSK unter Benutzung der ersten Einrichtung und OCQPSK unter Benutzung der zweiten Einrichtung zeigt.
Um identische Bedingungen zu schaffen, wird der Leistungspegel des Signalkanals so gesteuert, dass er dem Leistungs- Pegel des Kommunikationskanals entspricht, und der Leistungspegel des Pilotkanals wird so gesteuert, dass er um 4 dB niedriger ist als der Leistungspegel des Kommunikationskanals, woraufhin die statistische Verteilung des Verhältnisses der Spitzenleistung zur mittleren Leistung verglichen wird.
Im Fall von OCQPSK unter Benutzung der zweiten Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind im ersten Block 600 aus 9 W_M,11 = W₀ und W_M,21 = W₂ implementiert, und im zweiten Block 700 sind W_M12 = W₄, und W_M,I = W₀ und W_M,Q = W₁ implementiert. Der Wert von P, dem Spreizcode, wird derart benutzt, dass zwei aufeinander folgende Folgen identische Werte aufweisen.
Die Wahrscheinlichkeit beispielsweise, dass die Augenblicksleistung den mittleren Leistungswert (0 dB) um 4 dB übersteigt, beträgt auf Basis von OCQPSK unter Benutzung der zweiten Einrichtung 0,1%, und beträgt beim komplexen Spreizverfahren 2%. Im Hinblick auf die Leistungseffizienz ist also das Verfahren zum Anpassen des CDMA-Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Modulationsverfahren mit einer ausgezeichneten Kennlinie.
Wie oben beschrieben werden bei OCQPSK unter Benutzung der ersten Einrichtung der erste Datenwert und der zweite Datenwert mit dem Gewinn und dem orthogonalen Code multipliziert, und die Ergebniswerte werden komplex summiert, und der komplex summierte Wert wird von dem orthogonalen Code komplexen Typs komplex multipliziert. Benutzt wird das Verfahren, die Information des Mehrfachkanals identischer Struktur zu summieren und dann zu spreizen. Dieses Verfahren reduziert deshalb das Verhältnis der Spitzenleistung zur mittleren Leistung auf den gewünschten Bereich.
Außerdem werden bei OCQPSK unter Benutzung der zweiten Einrichtung die Daten des ersten Blocks und die Daten des zweiten Blocks jeweils mit dem Gewinn und dem orthogonalen Code multipliziert, und der komplexe Spreizcode des komplexen Typs wird komplex multipliziert und dann gespreizt. Dieses Verfahren reduziert deshalb das Verhältnis der Spitzenleistung zur mittleren Leistung auf den gewünschten Bereich, und es ist möglich, die Phasenabhängigkeit, die sich aus der Mehrkanalinterferenz und der Benutzerinterferenz ergibt, mit Hilfe der kombinierten orthogonalen Hadamard-Folge zu reduzieren.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu Zwecken der Veranschaulichung offenbart wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er aus den begleitenden Ansprüchen hervorgeht.

Claims

Orthogonales komplexes Spreizverfahren für mehrere Kanäle, wobei einer ersten und einer zweiten Gruppe wenigstens zwei Eingangskanäle zugeordnet werden, folgende Schritte umfassend: Multiplizieren (600) einer orthogonalen Folge OS_n1 mit einer ersten Datengruppe X_n1 und einem Gewinn α_n1, Multiplizieren (700) einer orthogonalen Folge OS_n2 mit einer zweiten Datengruppe X_n2 und einem Gewinn α_n2; gekennzeichnet durch Summieren (810, 820) von α_n1OS_n1X_n1 und α_n2OS_n2X_n2 in der komplexen Form
komplexes Multiplizieren (900) von
wobei P eine vorbestimmte Folge ist, OS₃ und OS₄ orthogonale Folgen sind, K eine positive Ganzzahl ist, und n eine positive Ganzzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Spreizcode den Ausgang des Schrittes des komplexen Multiplizierens (900) spreizt, und der Spreizcode ein PN-Code ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Folge P so konfiguriert ist, dass zwei aufeinander folgende Elemente der vorbestimmten Folge identische Werte aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die orthogonalen Folgen jeweilige Hadamard-Codefolgen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die orthogonalen Folgen jeweilige Walsh-Codes aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei OS₃ = W₀ und OS₄ = W₁, wobei W₀ und W₁ jeweils Index 0 bzw. 1 der Walsh-Codes anzeigen, bei denen es sich um die ersten und zweiten Zeilen oder Spalten einer Hadamard-Matrix handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Gruppe wenigstens zwei Kanäle aufweist, und der Schritt des Empfangens folgende Schritte aufweist: Summieren der Ausgangssignale α_n1OS_n1X_n1 von einem ersten Multiplikationsblock (600); und Summieren der Ausgangssignale α_n2OS_n2X_n2 von einem zweiten Multiplikationsblock (700).
Orthogonale komplexe Spreizeinrichtung für mehrere Kanäle, die einer ersten und einer zweiten Gruppe wenigstens zwei Eingangskanäle zuordnet, umfassend: einen ersten Multiplikationsblock (600), bei dem wenigstens ein Kanal in der ersten Gruppe von Kanälen enthalten ist, die jeweils α_n1OS_n1X_n1 ausgeben, was sich ergibt, indem eine erste Datengruppe X_n1 und ein Gewinn α_n1 mit einer orthogonalen Folge OS_n1 multipliziert werden; einen zweiten Multiplikationsblock (700), bei dem wenigstens ein Kanal in der zweiten Gruppe von Kanälen enthalten ist, die jeweils α_n2OS_n2X_n2 ausgeben, was sich ergibt, indem eine erste Datengruppe X_n2 und ein Gewinn α_n2 mit einer orthogonalen Folge OS_n2 multipliziert werden; gekennzeichnet durch einen komplexen Multiplizierer (900) zum Empfangen von Ausgangssignalen von dem ersten und zweiten Multiplikationsblock, und zum Erzeugen von
Komplexes Multiplizieren (900) von
wobei P eine vorbestimmte Folge ist, OS₃ und OS₄ orthogonale Folgen sind, K eine positive Ganzzahl ist, und n eine positive Ganzzahl ist.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei die orthogonalen Folgen jeweilige Hadamard-Codefolgen aufweisen.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei die orthogonalen Folgen jeweilige Walsh-Codes aufweisen.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei OS₃ = W₀ und OS₄W₁, wobei W₀ und W₁ jeweils Index 0 bzw. 1 der Walsh-Codes anzeigen, bei denen es sich um die ersten bzw. zweiten Zeilen oder Spalten einer Hadamard-Matrix handelt.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Multiplikationsblock (600) wenigstens einen dritten Multiplizierer (610) zum Multiplizieren der ersten Datengruppe X_n1 mit Gewinn α_n1 umfasst, und der zweite Multiplikationsblock (700) wenigstens einen vierten Multiplizierer (710) zum Multiplizieren der zweiten Datengruppe X_n2 mit Gewinn α_n2 umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei jede Gruppe wenigstens zwei Ausgangskanäle aufweist, und ferner umfasst: einen ersten Addierer (810) zum Auseben von
durch Summieren der Ausgangssignale von dem ersten Multiplikationsblock; und einen zweiten Addierer (820) zum Ausgeben von
durch Summieren der Ausgangssignale von dem zweiten Multiplikationsblock.
Einrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein Spreizmodul (300) zum Multiplizieren des Signalausgangs von dem komplexen Multiplizierer (900) mit einem Spreizcode.
Einrichtung nach Anspruch 14, wobei das Spreizmodul (300) Inphase- und Quadraturphase-Komponenten mit jeweils unterschiedlichen Spreizcodes (SC1, SC2) multipliziert.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei OS_n1, OS_n2 OS₃ und OS₄ orthogonale Hadamard-Folgen sind.
Einrichtung nach Anspruch 13, wobei der komplexe Multiplizierer (900) aufweist: einen fünften und sechsten Multiplizierer (901, 902) zum Multiplizieren des Ausgangssignals vom ersten Multiplikationsblock (600) und des Ausgangssignals vom zweiten Multiplikationsblock (700) mit der orthogonalen Folge OS₃; einen siebten und achten Multiplizierer (903, 904) zum Multiplizieren des Ausgangssignals vom ersten Multiplikationsblock und des Ausgangssignals vom zweiten Multiplikationsblock mit der orthogonalen Folge OS₄; einen dritten Addierer (905) zum Subtrahieren eines Ausgangssignals des achten Multiplizierers von einem Ausgangssignal des fünften Multiplizierers, um eine Inphaseninformation auszugeben; und einen vierten Addierer (906) zum Summieren eines Ausgangssignals des sechsten Multiplizierers und eines Ausgangssignals des siebten Multiplizierers, um Quadraturphaseninformation auszugeben.