СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ РАСШИРЕНИЯ КВАДРАТУРНОГО ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО ШУМА
METHOD FOR DESPREADING QUADRATURE PSEUDORANDOM NOISE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к улучшенной услуге широковещательной и многоадресной передачи в беспроводных системах связи CDMA (МДКР, множественный доступ с кодовым разделением), в частности к способу устранения расширения квадратурного псевдослучайного шума.
Уровень техники
Система мобильной связи 3-го поколения (IMT-2000) и развернутая на ее основе система, то есть будущая система мобильной связи, разработаны так, чтобы они представляли собой расширенную систему мобильной связи, позволяющую полностью преодолевать основной недостаток систем мобильной связи 1-го и 2-го поколений. Особое свойство системы связи 3-го поколения состоит в том, что в будущей системе мобильной связи для пользователя персонального терминала будет обеспечена возможность реализовать высококачественную мобильную связь и передачу любой информации любому человеку любым способом, в любое время и в любом месте во всем мире.
Система мобильной связи 3-го поколения, в основном, состоит из систем TD-SCDMA, спецификация которой была сформулирована в Китае, CDMA2000, сформулированной в США, и W CDMA, сформулированной в Европе. Стандарт CDMA2000 широко используется в Северной Америке и многих других местах во всем мире, чтобы дополнительно улучшить стандарт CDMA2000, были сформулированы расширенные стандарты CDMA2000: CDMA2000 EV/DO и CDMA2000 EV/DV.
В системе EV/DO предложена EBCMCS (УУГПМП, улучшенная услуга групповой передачи и широковещательной передачи), и система УУГПМП, в основном, используется для широковещательной передачи сообщений в мобильные станции во всей зоне охвата. Архитектура канала УУГПМП представлена на фиг.1: во-первых, выполняют кодирование канала по данным входной информации, в то время как кодирование канала представляет собой 1/5 или 1/3 турбокодирование 101; во-вторых, выполняют скремблирование канала, перемежение, повторение и выкалывание 102 кодируемых данных; кодированные данные разделяют двумя способами на I и Q среди данных 16 QAM (КАМ, квадратурная амплитудная манипуляция) 103 и выполняют процесс модуляции OFDM (МОЧР, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) двумя способами для I и Q соответственно, затем данные пропускают через модуль 108 устранения расширения квадратурного PN (ПШ, псевдослучайного шума) и выполняют мультиплексирование с разделением по времени по данным и пилотным сигналам и информации MAC (УДС, управление доступом к среде), как показано на фиг.2, и, в конечном итоге, передают данные через модуль 203 расширения квадратурного ПШ с использованием информации базовой станции (BS, БС), в котором модуль модуляции МОЧР содержит, в основном: модуль 104 вставки защитного интервала и пилотного сигнала, модуль 105 расширения QPSK (КФМН, квадратурной фазовой манипуляции), модуль 106 IFFT (ОБПФ, обратного быстрого преобразования Фурье) и модуль 107 вставки циклического префикса, в котором модуль 105 расширения КФМН, в основном, выполняет функции уменьшения отношения "значения пика к среднему значению" МОЧР.
В УУГПМП, чтобы в мобильной станции было удобно демодулировать информацию широковещательной передачи, в предыдущих нисходящих каналах передачи данных необходимо экранировать информацию БС, которую добавляют к последовательности передачи через модуль расширения квадратурного ПШ. Поэтому, перед тем как будет сгенерирован каждый временной интервал, модуль устранения расширения квадратурного ПШ должен быть добавлен, как показано на фиг.1 и фиг.2, который выполняет обработку устранения расширения квадратурного ПШ для данных входной информации, и затем вводят информацию данных в модуль TDM (МРВ, мультиплексирование с разделением по времени), выполняют мультиплексирование с разделением по времени с пилотным каналом и информацией УДС и, в конечном итоге, добавляют идентификатор БС через модуль расширения квадратурного ПШ для формирования и передачи полного временного интервала. Упрощенная блок-схема всего блока передачи показана на фиг.2.
Режим квадратурного расширения ПШ поясняется в протоколе УУГПМП (3GPP2 C.S0054-A версия 1.0 МДКР2000 High Rate Broadcast Multicast Packet Data Air Interface Specification of 3GPP2). Модуль квадратурного расширения ПШ был подвергнут глубоким исследованиям, и в данной заявке предлагается новый режим устранения квадратурного расширения ПШ.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение, в основном, направлено на предоставление способа устранения расширения квадратурного псевдослучайного шума для уменьшения сложности передающей части.
Для реализации этой цели, в соответствии с первым аспектом изобретения, предложен способ устранения расширения квадратурного псевдослучайного шума, включающий в себя следующие этапы;
S102, вводят последовательности данных I' и Q' и вводят псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ, по которым будет выполнена операция устранения расширения квадратурного ПШ;
S104, в каждом временном интервале выделяют непрерывно 2048 элементарных посылок ПШ из каждой псевдослучайной шумовой последовательности PNI и каждой псевдослучайной шумовой последовательности PNQ соответственно, выполняют операцию демультиплексирования с разделением по времени по 2048 элементарных посылок ПШ соответственно и получают псевдослучайные шумовые последовательности PNI' и PNQ' - обе длиной 1600 элементарных посылок ПШ; и
S106, выполняют операцию устранения расширения квадратурного псевдослучайного шума по псевдослучайным шумовым последовательностям PNI' и PNQ' и последовательностям I' и Q' данных длиной 1600 элементарных посылок ПШ, вводимых во временной интервал, и затем выводят последовательности I и Q данных.
Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ обе имеют по 32768 элементарных посылок ПШ, выделяют 2048 элементарных посылок ПШ в каждом временном интервале соответственно и выделяют другие непосредственно следующие 2048 элементарных посылок ПШ последовательно из следующего временного интервала; после выделения всей псевдослучайной шумовой последовательности снова начинают выделение сначала и выделение выполняют по кругу в каждом из 16 временных интервалов.
Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ соответственно генерируют по следующим многочленам:
15
13
9
8
7
5
PI(x)=x+x+x+x+x+x+1,
15
12
11
10
6
5
4
3
PQ(x)=x+x+x+x+x+x+x+x+1,
в котором, когда непрерывно появляются четырнадцать "0", один "0" добавляют автоматически.
Формула расчета для операции устранения расширения квадратурного ПШ представляет собой:  и .
Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ представляют собой последовательности, которые состоят из  Формула расчета для операции устранения расширения квадратурного ПШ представляет собой:  и .
После S106 выполняют мультиплексирование с разделением по времени и расширение квадратурного ПШ выполняют над последовательностями I и Q данных; и затем передают последовательности I и Q данных. Мультиплексирование с разделением по времени выполняют по последовательностям I и Q данных с пилотной и УДС информацией. Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ приняты в расширении квадратурного псевдослучайного шума.
Способ устранения расширения квадратурного ПШ применим к улучшенной услуге групповой передачи и широковещательной передачи.
Для реализации упомянутой выше цели, в соответствии со вторым аспектом изобретения, предложен способ широковещательной передачи для улучшенной услуги групповой передачи и широковещательной передачи, включающий в себя следующие этапы:
S202, выполняют кодирование канала, скремблирование канала, перемежение, повторение и выкалывание, 16 КАМ, МОЧР (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) по входному потоку данных из физического уровня, и генерируют последовательности I' и Q' данных;
S204, выполняют устранение расширения квадратурного псевдослучайного шума по последовательностям I' и Q' данных с помощью способа устранения расширения квадратурного ПШ, в соответствии с описанным выше, и выводят последовательности I и Q данных; и
S206, выполняют мультиплексирование с разделением по времени по последовательностям I и Q данных, с пилотной и УДС информацией, добавляют информацию базовой станции через расширение квадратурного ПШ и передают, таким образом, широковещательные и многоадресные данные.
Используя описанные выше технические решения, операции могут быть выполнены по входным последовательностям, в которых выполняют устранение расширения квадратурного ПШ. Таким образом, требование к передаче системы удовлетворяется, и сложность части передачи относительно уменьшается.
Краткое описание чертежей
Приложенные чертежи предназначены для помощи в понимании изобретения и составляют часть заявки. Иллюстративные варианты воплощения изобретения и их описание используются для пояснения изобретения, и их не следует рассматривать как несоответствующие ограничения изобретения. На приложенных чертежах:
на фиг.1 схематично показан вид архитектуры канала УУГПМП;
на фиг.2 показана упрощенная блок-схема части передачи УУГПМП;
на фиг.3 показана блок-схема последовательности операций способа устранения расширения квадратурного псевдослучайного шума в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.4 показана схема реализации устранения расширения квадратурного ПШ в соответствии с вариантом воплощения изобретения;
на фиг.5 показана схема режима МРВ в соответствии с вариантом воплощения изобретения;
на фиг.6 показана схема режима использования короткой ПШ-последовательности в соответствии с вариантом воплощения изобретения; и
на фиг.7 показана блок-схема расширения квадратурного ПШ в соответствии с вариантом воплощения изобретения.
Подробное описание изобретения
Варианты воплощения настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи, в которых, если это только не составляет конфликт, варианты воплощения и технические свойства вариантов воплощения могут быть скомбинированы.
Как показано на фиг.3, способ устранения расширения квадратурного ПШ в соответствии с настоящим изобретением включает в себя следующие этапы:
S102, вводят последовательности I' и Q' данных и вводят псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ, по которым будет выполняться операция устранения расширения квадратурного ПШ;
S104, в каждом временном интервале последовательно выделяют 2048 элементарных посылок ПШ из каждой псевдослучайной шумовой последовательности PNI и каждой псевдослучайной шумовой последовательности PNQ соответственно, выполняют операцию демультиплексирования с разделением по времени по 2048 элементарным посылкам ПШ соответственно и получают псевдослучайные шумовые последовательности PNI' и PNQ', обе длиной 1600 элементарных посылок ПШ; и
S106, выполняют операцию устранения расширения квадратурного псевдослучайного шума по псевдослучайным шумовым последовательностях PNI' и PNQ' и последовательностям I' и Q' данных с длиной 1600 элементарных посылок ПШ, которые вводят во временном интервале, и затем выводят последовательности I и Q данных.
Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ - обе содержат 32768 элементарных посылок ПШ, выделяют 2048 элементарных посылок ПШ в каждом временном интервале соответственно и выделяют другие непосредственно следующие 2048 элементарных посылок ПШ последовательно из следующего временного интервала; после того как вся псевдослучайная шумовая последовательность будет выделена, снова начинают выделение сначала и выделение выполняют по кругу для каждых других 16 временных интервалов.
Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ соответственно генерируют с использованием следующих многочленов:
15
13
9
8
7
5
PI(x)=x+x+x+x+x+x+1,
15
12
11
10
6
5
4
3
PQ(x)=x+x+x+x+x+x+x+x+1,
в которых, когда четырнадцать "0" появляются непрерывно, один "0" будет добавлен автоматически.
Формула для расчета операции устранения расширения для квадратурного ПШ представляет собой:
и .
Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ состоят из . Формула расчета для операции устранения расширения квадратурного ПШ представляет собой:  и .
После S106 выполняют мультиплексирование с разделением по времени и расширение квадратурного ПШ выполняют по последовательностям I и Q данных, которые будут затем переданы. Мультиплексирование с разделением по времени выполняют по последовательностям I и Q данных с пилотной и УДС информацией. Псевдослучайные шумовые последовательности PNI и PNQ приняты в расширении квадратурного псевдослучайного шума.
Способ устранения расширения квадратурного ПШ применим к улучшенной услуге групповой передачи и широковещательной передачи.
Способ широковещательной передачи для УУГПМП в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие этапы:
S202, выполняют кодирование канала, скремблирование канала, перемежение, повторение и выкалывание, 16 КАМ, МОЧР по входному потоку данных из физического уровня, и генерируют последовательности I' и Q' данных;
S204, выполняют устранение расширения квадратурного ПШ по последовательностям I' и Q' данных в соответствии со способом устранения расширения квадратурного ПШ, как показано на фиг.3, и выводят последовательности I и Q данных; и
S206, выполняют мультиплексирование с разделением по времени по последовательностям I и Q данных с пилотной и УДС информацией, добавляя информацию базовой станции через расширение квадратурного ПШ, и передают, таким образом, широковещательные и многоадресные данные.
Изобретение относится к области связи в соответствии с частью радиоинтерфейса в МДКР (множественный доступ с кодовым разделением каналов), в частности к части радиоинтерфейса, включенной в улучшенную услугу групповой передачи и широковещательной передачи.
В изобретении предложен новый режим устранения расширения квадратурного ПШ, который завершает всю функцию устранения расширения квадратурного ПШ путем обработки двух видов входных ПШ-последовательностей I и Q. Этот режим может быть легко реализован, и он является менее сложным, чем обработка входных последовательностей данных. На фиг.4 иллюстрируется блок-схема для реализации этого режима.
I
Q
1) Предположим, что I' и Q' представляют собой входные данные, PN и PN представляют собой соответственно два вида ПШ-последовательностей I и Q, для которых должна быть выполнена операция устранения расширения квадратурного ПШ.
2) Во временном интервале 2048 элементарных посылок ПШ выделяют непрерывно из короткой ПШ-последовательности с длиной 32768 элементарных посылок ПШ для выполнения операции. Однако для того, чтобы экранировать эффект расширения квадратурного ПШ, нельзя так просто непрерывно выделить 2048 элементарных посылок ПШ, когда выполняют устранение расширения квадратурного ПШ, по мере того как длина последовательностей данных, вводимых в каждом временном интервале, представляет собой не 2048 элементарных посылок ПШ, а 1600 элементарных посылок ПШ (длина расширяется до 2048 элементарных посылок ПШ после МРВ). Поэтому только 1600 элементарных посылок ПШ могут быть выделены из 2048 элементарных посылок ПШ последовательности с расширением квадратурного ПШ, для операции устранения расширения квадратурного ПШ, в соответствии с принципом демультиплексирования с разделением по времени.
I
Q
3) Поэтому вначале 2048 элементарных посылок ПШ входной PN и PN пропускают через модуль демультиплексирования с разделением по времени, и принцип демультиплексирования с разделением по времени определен в соответствии с фиг.4, и затем выполняют операцию устранения расширения квадратурного ПШ, показанную на фиг.4, по выделенным 1600 элементарным посылкам ПШ, для получения последовательности I и Q данных.
4) Выполняют МРВ и операцию расширения квадратурного ПШ по последовательностям I и Q данных, которые затем передают.
I
Q
5) Основной принцип предложенного здесь способа состоит в обработке входных последовательностей PN и PN, которые должны быть выполнены при устранении расширения квадратурного ПШ, для удовлетворения требований передачи системы и уменьшения сложности части передачи, вместо обработки данных, для удовлетворения требований передачи.
На фиг.4 показано устранение расширения квадратурного ПШ, которое будет подробно описано ниже.
1) Описание ПШ-последовательностей с коротким кодом, используемых в устранении расширения квадратурного ПШ.
В соответствии с протоколом УУГПМП соответственно генерируют два вида коротких ПШ-последовательностей I и Q соответственно с использованием двух следующих многочленов:
15
15
В соответствии с (1) и (2) длина последовательности ПШ с коротким кодом должна составлять 2-1, но в протоколе указано, что, когда постоянно появляется четырнадцать "0", один "0" будет добавлен автоматически, таким образом, длина короткой ПШ-последовательности становится 2=32768.
2) Короткую ПШ-последовательность используют постоянно, как показано на фиг.6. С 1-й по 2048-ю элементарную посылку ПШ короткой ПШ-последовательности выделяют, когда передают первый временной интервал; с 2049-й по 4096-ю элементарную посылку ПШ выделяют, когда передают второй временной интервал; выделение выполняют по очереди, и после того, как будет выделена вся короткая ПШ-последовательность, выделение начинают циклически с 1-й элементарной посылки ПШ. Поскольку длина короткой ПШ-последовательности равна 32768 элементарных посылок ПШ, что составляет 16 раз длины 2048 элементарных посылок ПШ, короткая ПШ-последовательность будет циклически выделяться по кругу через каждые 16 временных интервалов.
3) В соответствии с протоколом УУГПМП расчетная формула для расширения квадратурного ПШ выражена следующими двумя формулами:
.
В соответствии с формулами (3) и (4) фиг.7 можно использовать для представления блок-схемы расширения квадратурного ПШ,
I
Q
I
Q
в которых I и Q представляют собой входные последовательности, предназначенные для обработки с квадратурным расширением ПШ, в то время как I' и Q' представляют собой выходные последовательности, для которых было выполнено расширение квадратурного ПШ. В соответствии с архитектурой нисходящего канала передачи данных, определенной в протоколе УУГПМП, как I, так и Q имеют 2048 элементарных посылок ПШ на один временной интервал. PN и PN соответственно представляют собой два вида расширения квадратурного ПШ для последовательностей ПШ I и Q, и PN и PN выделяют в соответствии с принципом, упомянутым в 2).
4) В соответствии с расчетом по формулам (3) и (4) квадратуры расширения квадратурного ПШ формулы устранения расширения квадратурного ПШ могут быть выведены, как представлено в следующих формулах:
I
Q
I
Q
I
Q
I
Q
где I и Q представляют собой выходные последовательности, для которых было выполнено устранение расширения квадратурного ПШ, I' и Q' представляют собой выходные последовательности, для которых требуется выполнить устранение расширения квадратурного ПШ. PN и PN соответственно представляют собой два вида выполнения устранения расширения квадратурного ПШ в ПШ-последовательностях I и Q, и PN и PN выделяют в соответствии с принципом, представленным в пункте 2). Здесь, в одном временном интервале, PN и PN соответственно представляют собой те же, что и PN и PN при расширении квадратурного ПШ.
5) В соответствии с протоколом УУГПМП модуль мультиплексирования с разделением по времени следует после модуля устранения расширения квадратурного ПШ, как показано на фиг.2, при этом длина двух путей последовательностей I и Q данных в каждом временном интервале, поступающем в модуль устранения расширения квадратурного ПШ, составляет 1600 элементарных посылок ПШ. Поэтому формулы (5) и (6) могут быть переписаны следующим образом:
I
Q
I
Q
в которых PN' и PN' представляют собой два вида коротких ПШ-последовательностей I и Q после выполнения демультиплексирования с разделением по времени по PN и PN. Принцип демультиплексирования с разделением по времени определен с помощью обратного процесса в соответствии с фиг.5. I' и Q' представляют собой последовательности входных данных, с которыми выполняют операции. Можно сделать заключение, что последовательности I' и Q' имеют длину 1600 элементарных посылок ПШ для каждого временного интервала, поскольку текущие последовательности не прошли через модуль мультиплексирования с разделением по времени. Таким образом, блок-схема общей работы может быть показана, как представлено на фиг.4.
I
Q
6) Поскольку протокол УУГПМП определяет, чтобы последовательности PN и PN состоят из  уравнения (7) и (8) могут быть переписаны как:
7) В соответствии с описанными выше принципами режим реализации общего устранения расширения квадратурного ПШ может быть проиллюстрирован на фиг.4.
В соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения также предусмотрен компьютерный программный продукт для внутрисистемной передачи мобильного терминала. Компьютерный программный продукт содержит инструкции, обеспечивающие выполнение процессором этапов, показанных на фиг.3. Для специалиста в данной области техники будет понятна возможность его выполнения при рассмотрении описанных выше вариантов воплощения и чертежей, поэтому подробное его описание здесь не приведено.
Настоящее изобретение было представлено со ссылкой на описанные выше варианты его воплощения, и оно не должно ограничиваться описанными выше вариантами воплощения. Для специалистов в данной области техники должно быть понятно, что различные изменения и замены могут быть выполнены в пределах сущности и объема изобретения. Все модификации, эквивалентные замены или улучшения, выполненные в нем, должны быть охвачены формулой изобретения настоящего изобретения.