Brevet FR2605819A1 — publié le 19880429

La présente invention se rapporte à un système de communications à spectre étalé (ayant ci-après pour abréviation SSC), permettant d'obtenir une sortie en corrélation au moyen d'un code de sortie c8té émetteur et d'un code de sortie cSté récepteur. Comme conditions pour le code d'étalement, que l'on peut utiliser dans un système SSC, on peut énumérer celles qui suivent: (i) qu'un grand nombre de canaux de communications puissent être obtenus; (ii) que la valeur de corrélation mutuelle entre les codes soit petite; (iii) que la valeur du lobe latéral de la valeur d'auto-corrélation des codes eux-mêmes soit petite; et ainsi de suite. Comme code satisfaisant de telles conditions, le code GOLD produit en utilisant des paires préférées de séquences de code se présentant de manière linéaire et de longueur maximale (ayant ci-après pour abréviation séquence m) peut être cité. Cependant, aucun exemple o le code GOLD indiqué ci-dessus est appliqué en tant que code d'étalement dans un système SSC utilisant des convolu- tionneurs à onde acoustique de surface (ayant ci-après pour abréviation SAW), n'est connu jusqu'à maintenant et de plus, la relation de correspondance entre les canaux de communications obtenue en divisant la totalité du canal au moyen du code GOLD et les paires préférées des séquences m utilisées pour produire le code GOLD n'est pas clairement connue. La présente invention a pour objet une méthode d'obtention du code GOLD utilisé des côtés émetteur et récepteur dans un système SSC permettant d'obtenir un moyen pour diviser le canal de communications, lorsque le code GOLD indiqué ci-dessus est utilisé en tant que code d'étalement, dans un système SSC utilisant des convolutionneurs SAW. Afin d'atteindre l'objectif décrit ci-dessus, un système SSC pour obtenir une sortie en corrélation par le code de sortie côté émetteur et le code de sortie c8té récepteur selon cette invention emploie des canaux de communications obtenus en divisant la totalité du canal au moyen du code GOLD en tant que codes de sortie côtés émetteur et récepteur. Le code GOLD indiqué ci-dessus est construit en ajoutant des paires préférées de deux séquences m en modulo 2. Dans une forme préférée de réalisation, le code c8té émetteur décrit cidessus est un code d'étalement obtenu en utilisant un groupe de codes GOLD produit à partir de deux séquences m tu, v, qui est représenté par la formule suivante: G (u, v) =u, v, u v, u Tv,........., u tN v} dans laquelle T: matrice de transition d'état de v N: longueur du code de chaque séquence dans G (u, v) et le code codé récepteur est un code d'étalement obtenu en utilisant: G,) = u,v, u e v, uT, ...., u v Tv o u et V représentent des codes d'image de u et v, respectivement (séquences m inversées dans le temps de u et v, respectivement). Dans la séquence m ayant une longueur de code N (= 2n -1, n étant le nombre d'étages du registre à décalage dans le générateur de séquences m), la valeur de corrélation mutuelle Rc prend les trois valeurs suivantes. Les paires de codes sont appelées les paires préférées de la séquence m, qui ont de bonnes caractéristiques de corrélation. t(n) - 2 Rc= - 1......... (1) - t(n) o t(n) est représenté par: t(n) = 1 + 2 [(n+2)/.. . ...(2) o []est un symbole de Gauss. Par exemple, parmi 18 séquences m de N = 127, il y a 6 paires préférées et Rc est comme suit: Rc= -1 - 17 Une séquence obtenue en ajoutant des séquences m u et v en modulo 2 est appelée un code GOLD G (u,v). Elle peut être schématiquement représentée comme indiqué à la figure 2. Lorsque l'on tient compte de la phase initiale des séquences m, un groupe G (u,v) de codes GOLD produit par les deux séquences m u, v} peut être représenté par l'équation (3) qui suit. G(u,v) =iu,v, u v, u vTv,...., u etN-l V (3) o T: matrice de transition d'état de v N: longueur de code de chaque séquence dans G(u, v). En général, le nombre de séquences d contenu dans G(u,v) est donné par: Go= N + 2= 2n + 1......... (4) Par exemple, lorsque N = 127, c = 129. On adopte, dans l'équation (3), tu, v en tant que paires préférées de la séquence m. En supposant maintenant que deux séquences y et z sont: y, z 6 G(u, v),... ... ... (5) On connait les propriétés suivantes. (1) pour V, la valeur de corrélation mutuelle de y et z,G Y,z() peut être représentée comme suit: t(n) - 2 y,z(9) = -1... ... ... (6) -t(n) (2) La valeur du lobe latéral t y(Q) de la fonction d'auto-corrélation est: pourV i O mod. N t(n) - 2 ey(d) = - 1......... (7) - t (n) En effet, O y, z(f) et O y (i) sont en-accord avec Rc donné par l'équation (1) et en conséquence le groupe des codes GOLD produit par des paires préférées de la séquence m présente de bonnes caractéristiques de corrélation. Comme on l'a expliqué ci-dessus, on peut reconnaître que les codes GOLD sont utiles comme codes d'étalement satisfaisant aux conditions (i) à (iii). En effet, il est possible d'assigner chacune des séquences de l'équation (3) u, v, u,........, u TN- v en tant qu'un canal de communications. Maintenant, dans un système SSC utilisant des convolutionneurs à SAW, une paire de séquences, qui sont en relation d'image l'une à l'autre, est nécessaire, et ainsi, dans le cas o l'équation (3) est utilisée en tant que la séquence pour le côté émetteur, la séquence pour le c8té récepteur est comme suit: Gv, uv, N - v,........., 1 T......... (8) o u et v sont les codes d'image de u et v respectivement. En effet, la communication est effe tuée en utilisant les séquences correspondantes entre des équations (3) et (8). L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 donne un schéma bloc illustrant la construction d'un générateur de séquences m selon cette invention, utilisé des c8tés émetteur et récepteur; - la figure 2 est un schéma indiquant la production d'une séquence m; - les figures 3 et 4 donnent des schémas blocs illustrant la construction principale du générateur de séquences m du type modulaire; - les figures 5 et 6 donnent des schémas illustrant la construction du générateur de séquences m du type construction simple; - la figure 7 est un schéma montrant la relation de phase entre les séquences m c8té émetteur et récepteur; - la figure 8 est un organigramme indiquant le procédé pour obtenir l'information de phase initiale dans le générateur de séquences m; - la figure 9 donne un schéma bloc montrant un exemple concret du générateur de séquences m et de son circuit de commande; - la figure 10 montre un circuit de portes de commutation; et - la figure 11 est un schéma des temps pour la production du code. La figure 1 illustre la construction d'une partie génératrice de code GOLD utilisée dans l'émetteur ou le récepteur et le tableau 1 montre un exemple de la division du canal de communication (dans le cas o la longueur du code GOLD est de 127). TABLEAU 1. Canal Séquence sortie séquence sortie côté émetteur c8té récepteur No. PNG 1 PNG 2 PNG PNG 2 O u L u L 1 L v L v 2 u v V 3 u T v u T126 4 u T2 v T125 20.. .. T 126. 128 u 126v u T v o L signifie le niveau bas. Sur la figure 1, PNG 1 et PNG 2 représentent les générateurs de séquences m produisant u et v, respectivement, qui sont les paires préférées des séquences m respectives; PNG 1 et PNG 2 représentent les générateurs de séquences m produisant u et v, qui sont les codes image de u et v respectivement. Un circuit de commande i commande la phase initiale des codes de sortie de PNG 1 et PNG 2 et permet la production des séquences de code GOLD comme indiqué dans l'équation (3). Un autre circuit de commande 2 effectue les opérations de commande pour PNG 1 et PNG 2 comme le circuit de commande 1, et permet la production des séquences de code GOLD comme indiqué par l'équation (8). Le chiffre de référence 3 indique un convolutionneur formant la sortie en corrélation et ADD 1 et ADD 2 sont des additionneurs. La partie c8té gauche par rapport au convolutionneur 3 est la partie génératrice du code GOLD c8té émetteur et la partie c8té droit est la partie génératrice du code GOLD c8té récepteur. Un exemple de la méthode de contr8le de la phase initiale du code de sortie des générateurs de séquence m par les circuits de commande 1 et 2 ainsi qu'un exemple concret de la construction des générateurs de séquence m sont expliqués ci-dessous. (a) Equation d'état représentant l'état initial des registres à décalage constituant le générateur de séquences m. Des modèles représentant des générateurs de séquences m des c8tés émetteur et récepteur, respectivement, sont indiqués aux figures 3 à 6 pour ceux du type modulaire (figures 3 et 4) et pour ceux du type construction simple (figures 5 et 6). Les figures 3 et 5 montrent la construction de base du générateur de séquences m du c8té émetteur et les figures 4 et 6 du c8té récepteur. Sur les figures, FF1 à FFn représentent des bascules ou flips-flops; et EOR1 à EORn des portes OU exclusif. On suppose que la communication est établie entre deux dispositifs ayant la même construction. A ce moment, l'équation d'état des registres à décalage peut être écrite par rapport au temps de dispersion k, comme suit: pourr' k X (k +1) = A X (k), X (k) 0 (9) (10)..DTD: o X(k) et Y(k) sont donnés par les équations suivantes X1 (k) y1 (k) X(k) , Y(k) Xn(k) Yn(k) et A et B sont dans le cas du type modulaire h n-1 A= n: I-1 h1 i 0.................. 0O 0..................0 B = In_-1 dans le cas du type construction simp)le. O 1 h 1...........h1 n-i. ---n-1 0 B = In-_1 Dans les équations (9 et (10), n représente le nombre d'étages des registres à décalage (ayant ci-après pour abréviation SR); X(k) et Y(k), le vecteur d'état de SR (n x 1); A et B, les matrices de transition d'état de SR (n x n); et In-1 est une matrice unitaire (n-1) x (n-1). Par ailleurs, hj, 9j (j = 1,..., n - 1) indiquent l'état de la ligne de réaction et la réaction "EN CIRCUIT" hj, = 1, réaction "HORS CIRCUIT" hj, j = O. l1 Par ailleurs A et B ont les propriétés suivantes. (i) AN = BN = In n N = 2n - 1 (longueur de la séquence du code) (ii) A- = B, B-1 = A (b) Expression de la séquence m (une période de long) à la sortie de TAP1. En supposant que X(O) et Y(0) représentent l'état initial de SR des cStés émetteur et récepteur, les schémas des codes émis et reçu U et W respectivement, à la sortie de TAP1 (i = 1 à n) à k = 0 à N - 1 peuvent être représentés comme suit: /du côté émetteur> T cT X(O) U =:: ... ... (11) cTAn-lx(0) k =N - 1 t c = 0... 0 1 0...0 t (n - i + 1) ième élément d B Y(O) k n- w =::... (12) dTBX(O)k = 1 T d Y(O) 1 2 convolutionneur comme cela est indiqué à la figure 7, en utilisant U = W, P X (0) = Q Y (0).........(13) o (n - i + 1) ième ligne de In ( n - i + 1 ième ligne de A P = ( n - i + 1) ième ligne de An-1 i-ième ligne de A q1. 2 l....qln i-ième ligne de A2 Q = i-ième de An qnl *-...*qnn sont valables et Y(0) peut être obtenu analytiquement, comme indiqué par l'équation (14) en utilisant la formule de Cramer. tqll qlnt q1j yj(0) =:.....X........ (14) :: qnl qnn j-ième rangée o yj (0) est le j-ième élément de Y(0) et X = P X (0). Comme on l'a expliqué ci-dessus, le processus pour obtenir Y (0) peut être résumé comme indiqué à la figure 8. Par ailleurs, les calculs de l'exponentielle de la matrice A à la figure 8 peuvent être accomplis en utilisant les équations (15) et (16) qui suivent dans le cas du générateur de séquences m du type modulaire. Algorithme de calcul de Ad (I> utilisé dans le cas de d _ N/2 (i) pour les 2 ième à n ième rangées de Ad> les première à (n-l) ième rangées sont décalées comme elles sont. (ii)la première rangée de Ad-1 peut être obtenue par les calculs suivants. n-1 (nième rangée de Ad-1) hnj (j-ième rangée de Ad-1) -n- j j=l o d = 2x--N - 1 ( y N = 2n 1)... (15) Algorithme de calcul de Ad utilisé dans le cas de d > N/2 (i) pour les première à (n-l) ième rangées de Br (= Ad), les seconde à n-ième rangées sont décalées telles qu'elles sont. (ii) la n-ième rangée de Br ( = Ad) peut être obtenue par le calcul suivant. n-1 (lère rangée de Br-1)eL lj.(jième rangée de B r-) j=2 o r = 1-' N - 2, r = N - d. .. (16). La figure 9 donne un schéma bloc illustrant un exemple de la construction du générateur de séquences m du type modulaire utilisé dans le système SSC selon l'invention, o G représente un circuit de portes de commutation, qui peut par exemple être construit en utilisant des portes NON-ET, NAND1 à NAND3 commne cela est indiqué à la figure 10. Sur la figure 9, L1 à L5 sont des circuits de verrouillage; MPX est un multiplexeur; CPU est un microprocesseur; MR est une mémoire et INV est un circuit inverseur. On suppose maintenant qu'un code 1 est émis à la borne de sortie de la séquence m. A ce moment, lorsqu'une impulsion d'échantillonnage 1 est introduite, le circuit fonctionne comme suit. Le contenu du verrouillage L1 est établi à l'étage d'entrée des flipsflops FF1 à FFn par le circuit de portes G. Ces données apparaissent à l'étage de sortie des flips-flops par le flanc montant T1 d'une impulsion d'horloge. Le contenu du verrouillage L1 est l'état initial des flips-flops FF1 à FFn. Le contenu du verrouillage L3 est émis par le verrouillage L2 et les portes ET AND1 à ANDn sont commandées. De plus, le contenu du verrouillage L5 est émis par L4 et le dernier étage des flips-flops est choisi. Par suite, un état est réalisé, o les lignes de réaction hà hn_1 peuvent produire une séquence m CORD 2 indiquée à la figure 11. Par suite CORD 2 est nouvellement émis à la borne de sortie Mout de la séquence m par une autre impulsion d'horloge après T1. En effet, la sortie de la séquence m passe de CORD 1 à CORD 2. Par ailleurs, l'impulsion d'échantillonnage STB 1 est également utilisée comme impulsion d'interruption P pour le microprocesseur CPU et celui-ci prépare la production de CORD 3, qui doit être produit en suivant, en utilisant l'impulsion d'interruption P comme déclencheur. En effet, l'état initial des flips-flops FF1 à FFn, l'état des portes ET et l'état de sélection du dernier étage des flips-flops sont établis aux verrouillages LI, L3 et L5. De même, lorsqu'une impulsion d'échantillonnage, STB 2 est introduite, la sortie de code est changée de CORD 2 à CORD 3 par une opération similaire à celle décrite ci-dessus. Il est clair, de la description ci-dessus, que les verrouillages L1 à 5, le microprocesseur CPU, la - mémoire MR etc..., correspondent aux circuits de commande 1 et 2 précédemment décrits. Comme on l'a expliqué ci-dessus, selon l'invention, il est possible de diviser le canal de communications, en utilisant le code GOLD, qui est excellent par ses caractéristiques de corrélation. Sur la figure 8, 1 indique le nombre n d'étages FFn, 2 indique l'état initial X (0) de SR dans le transmetteur, 3 indique l'état hj (A) de la ligne de réaction dans le transmetteur, 4 numéro de prise de sortie i. REVENDICATIONS 1. Système générateur de code GOLD utilisé dans un système de communications à spectre étalé, du type o une sortie en corrélation est obtenue en donnant à un corrélateur un code de sortie c8té émetteur et un code de sortie c8té récepteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen générateur d'une première et d'une seconde séquences m (PNG 1, PNG 2) du côté émetteur; un moyen de commande (1) côté émetteur pour produire un code GOLD c8té émetteur par addition de paires préférées desdites séquences m en modulo 2; un moyen générateur de codes d'image (3) desdites première et seconde séquences m du c8té récepteur; et un moyen de commande (2) côté récepteur pour produire un code GOLD côté récepteur par addition de paires préférées desdits codes d'image en modulo 2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les codes GOLD côté émetteur sont des codes d'étalement obtenus en utilisant un groupe de,, codes GOLD produit à partir de deux séquences m u, vl qui est représenté par la formule suivante: G (u, v) =u, v, u e v, u6 Tv,..., u tN-v3 dans laquelle T: matrice de transition d'état de v N: longueur de code de chaque séquence dans G (u,v) et le code côté récepteur est un code d'étalement obtenu en utilisant: -- u T v.N 1- G(u, v) = u,v, u v, uTN-......, e TV o u et v représentent des codes d'image de u et v, respectivement.