Übertragungs-und Empfangsverfahren zur Reduzierung einer Gleichkanalstörung in einem zellularen Funk-Kommunikationsnetzwerk sowie Sender und Empfänger für ein solches Netzwerk
Übertragungs- und Empfangsverfahren zur Reduzierung einer Gleichkanalstörung
in einem zellularen Funk-Kommunikationsnetzwerk sowie Sender und Empfänger für ein
solches Netzwerk
Hintergrund der ErfindungGebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungsverfahren, einen Sender
und einen Empfänger und sie ist insbesondere bei einem Funkübertragungssystem, wie
bei einem Mobiltelefonsystem oder dergleichen anwendbar.
Beschreibung der verwandten Technik
Bei dieser Art von Funkübertragungssystem ist ein Bereich zur Bereitstellung
eines Übertragungs- bzw. Kommunikationsdienstes in Zellen von gewünschter Größe
aufgeteilt, und eine Basisstation ist als festliegende Funkstation in der Zelle
aufgestellt. Das tragbare Telefongerät als mobile Funkstation ist in der Zelle derart
installiert, dass das betreffende tragbare Telefongerät wie eine Festfunkstation
so ausgebildet ist, dass es in Kommunikation mit der Basisstation in der Zelle gelangt,
in der das tragbare Telefongerät vorhanden ist. Zu dieser Zeit wird bei dieser Art
von Funkübertragungssystem das Interferenz- bzw. Störproblem einer elektronischen
welle dadurch vermieden, dass ein Kanal mit einer Frequenz benutzt wird, die zwischen
Zellen verschieden ist (dies wird einfach als Kanal bezeichnet).
Im Übrigen kann das Problem der Interferenz bzw. Störung in dem Fall,
dass auf diese Art und Weise zwischen benachbarten Zellen ein unterschiedlicher
Kanal genutzt wird, vermieden werden; gleichzeitig tritt jedoch ein Nachteil dadurch
auf, dass der Ausnutzungswirkungsgrad bezüglich der Frequenz vermindert ist. Infolgedessen
ist das Interferenz- bzw. Störproblem in den vergangenen Jahren dadurch vermieden
worden, dass der Kanal, der in der jeweiligen Zelle genutzt wird bzw. wurde, während
einer jeweils bestimmten Zeitspanne zufällig gewechselt wurde, und der Nutzungswirkungsgrad
bezüglich der Frequenz ist bzw. war verbessert.
Im Übrigen wird in einem derartigen Funkübertragungssystem der Kanal
lediglich zufällig gewechselt, so dass es nicht notwendigerweise möglich ist zu
vermeiden, dass der Kanal zwischen benachbarten Zellen derselbe wird. Damit besteht
die Gefahr, dass die Zeitsteuerung dieselbe wird. In dem Fall, dass derselbe Kanal
genutzt wird, könnte ein Interferenz- bzw. Störproblem in derselben Weise wie beim
Stand der Technik auftreten.
Wie beispielsweise in 1 veranschaulicht,
passiert es zuweilen, dass in dem Fall, dass in der Zelle 1A das tragbare
Telefongerät 2A einen bestimmten Kanal benutzt, um mit der Basisstation
3A in Verbindung zu gelangen, derselbe Kanal wie in der Zelle
1A in der benachbarten Zelle 1B benutzt wird, so dass das tragbare
Telefongerät 2B sich mit der Basisstation 3B in Kommunikationsverbindung
befindet, und dass das Sendesignal CB, welches von dem tragbaren Telefongerät
2B ausgesendet wird, die Basisstation 3A erreicht. In diesem Falle
wird das Sendesignal CB, welches die Basisstation 3A erreicht, zu einer
Interferenz- bzw. Störwelle (zu einer sog. Behinderungswelle) in Bezug auf das Sendesignal
CA, welches zur Basisstation 3A gesendet bzw. übertragen wird. Auf diese
Weise ist sogar dann, wenn eine Störwelle I dabei für das Sendesignal CA erzeugt
wird, der Signalpegel des Sendesignals CA höher als die Interferenz- bzw. Störwelle
I, und in normalen Fällen wird kein erhebliches Problem hervorgerufen. In dem Fall,
dass beispielsweise das tragbare Telefongerät 2A von der Basisstation
3A entfernt ist und dass der Signalpegel des Sendesignals CA kleiner wird
als die Interferenz- bzw. Störwelle I, empfängt die Basisstation 3A jedoch
die Störwelle I in fehlerhafter Weise anstelle des Sendesignals CA von dem tragbaren
Telefongerät 2A. Infolgedessen wird die durch das tragbare Telefongerät
2B übertragene Signalfolge wiederhergestellt, und der Kommunikationsinhalt
von der anderen Person geht verloren, und zwar mit dem Ergebnis, dass eine Situation
entstehen könnte, die hinsichtlich eines Funkübertragungssystems nicht vorteilhaft
ist. Angesichts einer derartigen Situation ist es sogar dann, wenn die empfangenen
Daten nicht im Funkübertragungssystem empfangen werden, erwünscht, dass die Interferenz-
bzw. Störwelle I nicht demoduliert wird.
In der DE 25 23 828 B
ist ein Verfahren zur Verschlüsselung von Sprachsignalen angegeben, die über einen
Kanal mit begrenzter Bandbreite übertragen werden, insbesondere über einen CCITT-Sprachkanal.
Bei diesem Verfahren wird ein Teil eines pulscodemodulierten Sprachsignals in k
Abtastmuster aufgeteilt und jeder Teil wird in m Unterteile aufgeteilt,
deren jeder aus k/m Abtastmustern besteht. Durch Anwendung einer orthogonalen Transformation
bei diesen Abtastmustern werden k/m Bildmuster erhalten, und die für die m Unterteile
des jeweiligen Bildmusters erhaltenen Bilddaten werden über einen analogen Kanal
zu einem Empfänger hin seriell übertragen.
Ein Sprachverwürfelungssystem unter Heranziehung von diskreten verlängerten
sphäroidalen Sequenzkoeffizienten (PC), die das Problem der Erzielung von hoher
Güte und Sicherheit in einem Verwürfelungssystem lösen, während gleichzeitig die
Bandbreite des verwürfelten Signals auf die Bandbreite des ursprünglichen analogen
Sprachsignals begrenzt ist, ist in US 4.379.205
beschrieben. Das analoge Sprachsignal wird dabei digital abgetastet, in verlängerte
sphäroidale Sequenzkoeffizienten umgesetzt, verwürfelt und in verwürfelte Abtastproben
umgesetzt. Diese verwürfelten Abtastproben werden unter Ausnutzung der Impulsamplitudenmodulation
(PAM) im selben Frequenzbereich wie das ursprüngliche Signal übertragen. Am Empfangsende
werden die umgekehrten Schritte ausgeführt, um das ursprüngliche Sprachsignal wiederzugewinnen.
Zur Verbesserung der Sicherheit wird die Verwürfelung periodisch modifiziert.
Die in GB 2 291 314 A
beschriebene Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Codierung eines orthogonalen
Frequenzmultiplexsignals (OFDM) durch Aufteilen jedes OFDM-Symbols in eine Vielzahl
von Untersymbolen. Dadurch werden aus verschiedenen Teilen einer Vielzahl von Signalsätzen
für jedes Untersymbol Unterträger gebildet. Die wichtigsten Daten werden in einem
Signalsatz codiert, der einen im Wesentlichen konstanten Beitrag für die entsprechenden
Unterträger liefert, weshalb die betreffenden Daten höchst stabil weitergeleitet
werden. Weniger wichtige Daten werden in Signalsätze codiert, die in Abhängigkeit
von bestimmten Funktionen von Untersymbol zu Untersymbol zwischen entsprechenden
Unterträgern variieren und somit weniger stabil weitergeleitet werden. Die Beiträge
von diesen Signalsätzen summieren sich im Wesentlichen zu Null über ein OFDM-Symbol.
Alternativ werden die Signalsätze, die mit den wichtigsten Daten codiert sind, jedem
r-ten Hilfsträger zugewiesen, der ein OFDM-Symbol bildet, und Signalsätze, die mit
weniger wichtigen Daten codiert sind, werden den Zwischen-Unterträgern bzw. -Hilfsträgern
zugewiesen, von denen jeder Zwischenträger mit Daten codiert ist, die aus einer
Vielzahl von Signalsätzen abgeleitet sind. In jedem dieser Systeme dienen die wichtigsten
Daten als Phase und Amplitudenreferenzgröße für die die weniger wichtigen Daten
übertragenden Signalsätze.
In der US 5.367.516 sind ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen und Empfangen von Signalen beschrieben,
umfassend eine Analysiereinrichtung zum Aufteilen des Eingangssignals in eine Vielzahl
von Signalen, deren jedes einen Kanal aus einer entsprechenden Vielzahl von Kanälen
belegt. Ferner ist bei dem betreffenden Verfahren und der betreffenden Vorrichtung
eine Synthetisiereinrichtung vorgesehen, die eine Vielzahl von Kanälen umfasst,
deren jeder eines der Analysiereinrichtungs-Signale aufzunehmen vermag, um die betreffende
Vielzahl von Signalen für eine Wiederherstellung des Eingangssignals zu kombinieren.
Zusammenfassung der Erfindung
In Anbetracht der vorstehenden Situation besteht eine Aufgabe der
Erfindung darin, ein Kommunikations- bzw. Übertragungsverfahren bereitzustellen,
welches eine Wiederherstellung der Signalfolgen zu vermeiden im Stande ist, die
in fehlerhafter Weise im Zuge einer anderen Verbindung bzw. Übertragung übertragen
wird, und zwar sogar dann, wenn derselbe Kanal im Zuge der anderen Verbindung bzw.
Übertragung benutzt wird. Ferner sind ein Sender und ein Empfänger bereitzustellen,
die das Übertragungsverfahren nutzen.
Die vorstehend angegebene Aufgabe sowie weitere Aufgaben der Erfindung
sind durch die Bereitstellung eines Kommunikations- bzw. Übertragungsverfahrens
gelöst worden. Bei dem Übertragungsverfahren wird eine orthogonale Umsetzung dadurch
vorgenommen, dass eine orthogonale Matrix, die für jede Übertragung bzw. Verbindung
verschieden ist, mit Signalfolgen multipliziert wird, die übertragen werden, und
dass die Signalfolgen, bezüglich der die orthogonale Umsetzung durchgeführt wird,
unter Heranziehung eines bestimmten Kanals übertragen werden. Auf der Empfangsseite
werden die Signalfolgen vor der orthogonalen Umsetzung dadurch wiederhergestellt,
dass die inverse Matrix der orthogonalen Matrix, die auf der Sendeseite des Übertragungspartners
verwendet wird, mit den empfangenen Signalfolgen multipliziert wird.
Mit der obigen Anordnung wird die Signalfolge mit der orthogonalen
Matrix multipliziert, die für jede Übertragung bzw. Verbindung verschieden ist,
und sodann wird die betreffende Signalfolge übertragen; auf einer Empfangsseite
wird die empfangene Signalfolge mit einer inversen Matrix der auf der Sendeseite
des Verbindungs- bzw. Übertragungspartners benutzten orthogonalen Matrix multipliziert,
so dass die Signalfolge vor der orthogonalen Umsetzung wiederhergestellt ist. Sogar
dann, wenn eine weitere Verbindung unter Nutzung desselben Kanals durchgeführt und
empfangen wird, kann mit Rücksicht darauf, dass die für die orthogonale Umsetzung
herangezogene orthogonale Matrix von einer Verbindung zur anderen verschieden ist,
daher eine inverse orthogonale Umsetzung für eine Verbindung sogar dann nicht erreicht
werden, wenn eine inverse Matrix bei einer anderen Verbindung multipliziert wird.
Dadurch wird die bei einer anderen Verbindung übertragene Signalfolge nicht wiederhergestellt.
Das Wesen, das Prinzip und der Nutzen der Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
näher ersichtlich werden, in denen entsprechende Einzelteile durch entsprechende
Bezugszeichen bezeichnet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den beigefügten Zeichnungen zeigen
1 ein Systemaufbau, anhand dessen erläutert
wird, dass ein Sendesignal, welches von einer anderen Verbindung übertragen wird,
zu einer Störwelle wird,
2 ein Systemaufbau, anhand dessen ein
Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutert wird,
3A bis 3C
Signalübergangsdarstellungen, anhand der eine Arbeitsweise zur Zeit des Empfangs
eines Sendesignals von einem Verbindungspartner in einem Funkübertragungssystem
erläutert wird, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt ist.
4A bis 4C
Signalübergangsdarstellungen, anhand derer eine Arbeitsweise zur Zeit des Empfangs
einer Störwelle in dem Funkübertragungssystem erläutert wird.
5 eine Blockdarstellung, die einen Aufbau
eines Senders veranschaulicht, der in einem tragbaren Telefonapparat vorgesehen
ist,
6 eine Blockdarstellung, die einen Aufbau
eines in der Station vorgesehenen Empfängers veranschaulicht, und
7 eine Signalübergangsdarstellung, anhand
der eine orthogonale Umsetzung zur Zeit der Heranziehung einer orthogonalen Matrix
erster Dimension erläutert wird.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Zu Beginn wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung unter Heranziehung
der 2 erläutert. In 2
sind mit den Bezugszeichen 5A, 5B tragbare Telefonapparate bezeichnet.
Mit den Bezugszeichen 6A und 6B sind Basisstationen bezeichnet,
bei denen die vorliegende Erfindung angewandt ist. Wie in 2
dargestellt, benutzt der tragbare Telefonapparat bzw. das tragbare Telefongerät
5A einen bestimmten Kanal, um mit der Basisstation 6A in der Zelle
1A in Funkverbindung zu sein. Gleichzeitig wird derselbe Kanal in der benachbarten
Zelle 1B benutzt, so dass das tragbare Telefongerät 5B mit der
Basisstation 6B in Funkverbindung steht. Zu diesem Zeitpunkt wird in den
tragbaren Telefongeräten 5A und 5B jeweils eine QPSK-Modulation
(Quadratur-Phasenumtastungs-, 4-Phasen-Übergangsmodulation) als Modulationsverfahren
für die Sendedaten genutzt. Die Signalfolgen des modulierten Sendesignals sind definiert
als x(A)1, x(A)2, x(A)3,
. . . x(A)k-1, x(A)k, x(A)k+1,
... und als x(B)1, x(B)2, x(B)3,
. . . x(B)k-1, x(B)k, x(B)k+1,
...
Der tragbare Telefonapparat 2A, bei dem die vorliegende Erfindung
angewandt ist, gruppiert N (N ist eine ganze Zahl, die 1 oder mehr beträgt) Übertragungs-
bzw. Sendesignalfolgen x(A)n (n=1, 2,
3, ...) . Die gruppierten Sendesignalfolgen x(A)k,
... x(A)k+N und eine bestimmte N-te normale orthogonale Matrix
MA werden miteinander multipliziert, wie dies in der folgenden Gleichung angegeben
ist.
Gleichung 1
Infolgedessen wird den Sendesignalfolgen x(A)n
(n=1, 2, 3, ...) eine orthogonale Umsetzung hinzugefügt, und resultierende Sendesignalfolgen
y(A)n (n=1, 2, 3, ...) werden in der
Reihenfolge übertragen.
Andererseits werden in der Basisstation 6A, die sich auf
einer Sendeseite befindet, in dem Fall, dass ein Sendesignal CA von dem tragbaren
Telefongerät 5A des Verbindungspartners erhalten wird, N empfangene Signalfolgen
y(A)n (n=1, 2, 3, ...) gruppiert, und
die gruppierten empfangenen Signalfolgen y(A)k, ... y(A)k+N
werden aufeinanderfolgend mit einer inversen Matrix MA-1 der
N-ten normalen orthogonalen Matrix MA multipliziert, die auf der Sendeseite verwendet
wird, wie dies in der folgenden Gleichung veranschaulicht ist.
Gleichung 2
Infolgedessen wird die Signalfolge x(A)n
(n=1, 2, 3, ...) wiederhergestellt, die gleich der Signalfolge x(A)n
(n=1, 2, 3, ...) ist, bevor eine orthogonale Umsetzung erfolgt.
In entsprechender Weise gruppiert das tragbare Telefongerät
5B zur Zeit von Sendedaten die N-Sendesignalfolgen x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) . Die gruppierten Sendesignalfolgen x(B)k,
... x(B)k+N, und die bestimmte N-te
normale orthogonale Matrix MB werden der Reihe nach für jede Gruppe multipliziert,
wie dies in der folgenden Gleichung veranschaulicht ist.
Gleichung 3
Infolgedessen wird den Sendesignalfolgen x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) die orthogonale Umsetzung hinzugefügt, und die resultierenden Sendesignalfolgen
y(B)n (n=1, 2, 3, ...) werden der Reihe
nach übertragen bzw. gesendet. Es sei angemerkt, dass die N-te
normale orthogonale Matrix MB, die im tragbaren Telefongerät
5B benutzt wird, und die N-te normale orthogonale Matrix MA,
die im tragbaren Telefongerät 5A verwendet wird, Matrizen darstellen, die
vollständig voneinander verschieden sind.
In der Basisstation 6B, die sich auf einer Empfangsseite
befindet, werden dann, wenn das Sendesignal CB von dem tragbaren Telefongerät
5B des Verbindungspartners empfangen wird, die N empfangenen Empfangssignalfolgen
y(B)n (n=1, 2, 3, ...) gruppiert, und
die gruppierten Signalfolgen y(B)k,
... y(B)k+M und die inverse Matrix MB-1
der N-ten normalen orthogonalen Matrix MB, die auf einer Sendeseite verwendet
wird, werden der Reihe nach für jede Gruppe multipliziert, wie dies in der folgenden
Gleichung angegeben ist.
Gleichung 4
Infolgedessen wird die Signalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...), die gleich der Signalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) ist, vor der orthogonalen Umsetzung wiederhergestellt.
Im Übrigen erreicht die Basisstation 6A lediglich das Sendesignal
CA, das von dem tragbaren Telefongerät 5A gesendet wird; das von dem tragbaren
Telefongerät 5B gesendete Sendesignal CB trifft jedoch ebenfalls in Abhängigkeit
von der Situation ein. In diesem Falle wirkt das Sendesignal CB von dem tragbaren
Telefongerät 5B als Störwelle I. Wenn der Signalpegel des Sendesignals
CB im Vergleich zum Sendesignal CA von dem tragbaren Telefongerät 5A groß
ist, wird eine Störung in der Verbindung mit dem tragbaren Telefongerät
5A hervorgerufen. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass dann,
wenn in der Basisstation 6A nicht unterschieden wird, dass das Signal ein
Sendesignal von einem der tragbaren Telefongeräte 5A oder 5B ist,
die Gefahr besteht, dass das Sendesignal CB von dem tragbaren Telefongerät
5B in fehlerhafter Weise empfangen wird.
In einem solchen Fall gruppiert die Basisstation 6A die N
empfangenen Signalfolgen y(B)n (n=1,
2, 3, ...), die sie von dem tragbaren Telefongerät 5B empfangen hat, so,
dass die Demodulationsverarbeitung dadurch ausgeführt wird, dass die inverse Matrix
MA-1 mit den gruppierten Signalfolgen y(B)k,
... y(B)k+N multipliziert wird, wie
dies in der folgenden Gleichung als normale Empfangsverarbeitung dargestellt ist.
Gleichung 5
Wie aus der Gleichung (5) zu ersehen ist, liefert die empfangene Signalfolge
y(B)n (n=1, 2, 3, ...) von dem
tragbaren Telefongerät 5B jedoch ein Ergebnis, welches aus einer Multiplikation
der orthogonalen Matrix MB, die von der orthogonalen Matrix MA
verschieden ist, erzielt wird, so dass die diagonale Rückwärtsumsetzung nicht erzielt
wird, wenn eine Multiplikation mit der inversen Matrix MA-1
erfolgt; dies führt zu dem Ergebnis, dass die ursprüngliche Signalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) nicht wiederhergestellt wird. In diesem Falle wird die empfangene
Signalfolge zu einer Signalfolge, die die ursprüngliche Signalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) ist, welche mit einer anderen, aus MA-1 MB
bestehenden orthogonalen Matrix orthogonal umgesetzt wird, so dass das Signal zu
einem angeblichen Störsignal wird; sogar dann, wenn die Signalfolge einer QPSK-Demodulation
unterzogen wird, werden die Sendedaten von dem tragbaren Telefongerät
5B nicht wiederhergestellt.
Auf diese Weise wird im Falle des Funkkommunikationssystems bzw. Funkübertragungssystems,
bei dem die vorliegende Erfindung angewandt ist, die orthogonale Matrix, die für
jede Übertragung bzw. Verbindung auf der Sendeseite verschieden ist, mit der Signalfolge
multipliziert. Auf der Empfangsseite wird die empfangene Signalfolge mit der inversen
Matrix der orthogonalen Matrix multipliziert, die auf der Sendeseite benutzt worden
ist (nämlich beim Übertragungs- bzw. Verbindungspartner in dessen eigener Station),
so dass die ursprüngliche Signalfolge vor der orthogonalen Umsetzung wiederhergestellt
ist. Infolgedessen ist sogar dann, wenn derselbe Kanal in bzw. bei der anderen Verbindung
benutzt wird, die Wiederherstellung der gesendeten Signalfolge durch die andere
Verbindung im Voraus vermieden, und zwar mit dem Ergebnis, dass der Verlust der
in der anderen Verbindung gesendeten Daten im Voraus vermieden werden kann.
Es sei erwähnt, dass hier beschrieben ist, dass das Verlustproblem
vermieden wird, wenn das Sendesignal CB des tragbaren Telefongeräts 5B
von der Basisstation 6A empfangen wird. Aus demselben Grund kann auch das
Verlustproblem sogar dann vermieden werden, wenn die Basisstation 6B das
Sendesignal CA des tragbaren Telefongeräts 5A empfängt.
Hier werden die orthogonale Umsetzung unter Heranziehung der orthogonalen
Matrix und deren inverse Umsetzung unter Heranziehung der Signalübergangsdarstellung
erläutert. Zu Beginn wird die Sendesignalfolge x(A)n
(n=1, 2, 3, ...) des tragbaren Telefongeräts 5A einer QPSK-Modulation unterzogen,
so dass die Phasenzustände &pgr;/4 3&pgr;/4, 5&pgr;/4 oder 7&pgr;/4 angenommen werden
können. Infolgedessen wird, wie in 3A dargestellt,
in der komplexen Fläche (IQ-Fläche) der Phasenzustand als eine Position dargestellt,
an der der Phasenzustand zu &pgr;/4 3&pgr;/4, 5&pgr;/4 oder 7&pgr;/4 wird. Wenn
eine solche Sendesignalfolge x(A)n (n=1, 2, 3, ...) mit der
N-ten normalen orthogonalen Matrix MA multipliziert wird, gelangt die
resultierende Signalfolge y(A)n (n=1,
2, 3, ...) in einen beliebigen Zustand, wie dies in 3B
dargestellt ist.
Andererseits wird in der Basisstation 6A, die sich auf einer
Empfangsseite befindet, diese Signalfolge y(A)n
(n=1, 2, 3, ...) empfangen. Wie oben beschrieben, wird dann, wenn die inverse Matrix
MA-1 der orthogonalen Matrix MA, die auf der Sendeseite
benutzt wird, mit dieser Signalfolge y(B)n
(n=1, 2, 3, ...) multipliziert wird, die resultierende Signalfolge x(A)n
(n=1, 2, 3, ...) dieselbe wie die ursprüngliche Signalfolge x(A)n
(n=1, 2, 3, ...), wie dies in 3C gezeigt ist, so dass
die resultierende Signalfolge in die Position des Phasenzustands zurückgebracht
ist, der in der komplexen Fläche &pgr;/4 3&pgr;/4, 5&pgr;/4 oder 7&pgr;/4 umfasst.
Infolgedessen können in dem Fall, dass die Signalfolge x(A)n
(n=1, 2, 3, ...) einer QPSK-Demodulation unterzogen wird, die Sendedaten von dem
tragbaren Telefongerät 5A genau wiederhergestellt werden.
Da die Sendesignalfolge x(B)n (n=1,
2, 3, ...) des tragbaren Telefongeräts 5B ebenfalls einer QPSK-Modulation
unterzogen wird, wird der Phasenzustand mit &pgr;/4 3&pgr;/4, 5&pgr;/4 oder 7&pgr;/4
angenommen, und zwar mit dem Ergebnis, dass die Phase an der Position vorhanden
ist, die in der in 4A gezeigten komplexen Fläche &pgr;/4
3&pgr;/4, 5&pgr;/4 oder 7&pgr;/4 umfasst. Wenn eine solche Sendesignalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) mit der N-ten normalen orthogonalen Matrix MB multipliziert
wird, ist die resultierende Signalfolge y(B)n (n=1, 2, 3,
...) so, dass der Phasenzustand beliebig wird, wie dies in 4B
gezeigt ist.
In dem Fall, dass eine solche Signalfolge y(B)n
(n=1, 2, 3, ...) in der Basisstation 6A empfangen wird, die nicht der Verbindungspartner
ist, wird die Signalfolge y(B)n (n=1,
2, 3, ...) zu einer Störwelle für die Basisstation 6A. Die Basisstation
6A unterscheidet indessen nicht, dass die Signalfolge entweder das Sendesignal
des Verbindungspartners oder die Störwelle ist; die Demodulationsverarbeitung wird
wie bei der normalen Empfangsverarbeitung ausgeführt. Sogar dann, wenn die inverse
Matrix MA-1 der orthogonalen Matrix MA mit dieser
Signalfolge y(B)n (n=1, 2, 3, ...) multipliziert
wird, wird die inverse Matrix MA-1 nicht die inverse Matrix
der orthogonalen Matrix MB, die zur Sendezeit benutzt wird bzw. worden
ist. Wie in 4C dargestellt, wird der Phasenzustand
nicht in den ursprünglichen Zustand zurückgebracht, so dass der Phasenzustand ein
beliebiger Zustand wird. Infolgedessen werden sogar dann, wenn die in
4C dargestellte Signalfolge einer QPSK-Demodulation
unterzogen wird, die Sendedaten von dem tragbaren Telefongerät 5B nicht
wiederhergestellt. Somit kann das Eindringen der durch die andere Verbindung gesendeten
Daten vermieden werden, und die Erzeugung des unerwünschten Zustands
in einem Funkübertragungssystem kann vermieden werden.
Nachstehend wird ein konkreter Aufbau bzw. eine konkrete Struktur
des tragbaren Telefongeräts 5A (oder 5B) und der Basisstation
6A (oder 6B), bei denen ein derartiges Prinzip angewandt ist,
erläutert. Zu Beginn wird das tragbare Telefongerät 5A (oder
5B) mit dem in 5 dargestellten Sender
10 betrachtet. Dieser Sender 10 umfasst grob gesagt eine QPSK-Modulationsschaltung
11, einen eine orthogonale Umsetzung vornehmenden Umsetzungsteil
12 und einen Sendeteil 13, so dass die Sendedaten S1, die über
eine bestimmte Rauschverarbeitung oder dgl. abgegeben werden, zu Beginn der QPSK-Modulationsschaltung
11 eingangsseitig zugeführt werden. Die QPSK-Modulationsschaltung
11 setzt die Sendedaten S1 in eine Sendesignalfolge S2 von Phasendaten
um, indem die QPSK-Modulationsverarbeitung bezüglich der Sendedaten S1 so ausgeführt
wird, dass die Sendesignalfolge S2 an eine Serien-/Parallel-Umsetzungsschaltung
(S/P) 14 des eine orthogonale Umsetzung vornehmenden Umsetzungsteiles
12 abgegeben wird. Es sei erwähnt, dass diese Sendesignalfolge S2 der zuvor
erwähnten Sendesignalfolge x(A)n (n=1,
2, 3, ...) (oder x(B)n (n=1, 2, 3, ...)) entspricht.
Die Serien-/Parallel-Umsetzungsschaltung 14 stellt eine Schaltung
zur Gruppierung von N Gruppen der Sendesignalfolge S2 dar, so dass die Sendesignalfolge,
die eingangsseitig zugeführt wird, ein N-Parallelsignal wird, indem die Eingangssignalfolge
S2 in N Signale aufgeteilt wird und dass die resultierenden parallelen Signalfolgen
ST1 bis STN an eine orthogonale Umsetzungsschaltung
15 abgegeben werden.
Die orthogonale Umsetzungsschaltung 15 stellt eine Schaltung
dar, die bezüglich der Sendesignalfolge eine orthogonale Umsetzung vornimmt, indem
eine bestimmte N-te normale orthogonale Matrix herangezogen wird. Die parallele
Signalfolgen ST1 bis STN sind als eine Gruppe definiert, und
die N-te normale orthogonale Matrix wird der Reihe nach multipliziert, wobei jede
Gruppe der Signalfolgen ST1 bis STN einer orthogonalen Umsetzung
unterzogen wird. Zu diesem Zeitpunkt sucht die orthogonale Umsetzungsschaltung
15 nach einer Matrix, die vollständig verschieden ist von der N-ten normalen
orthogonalen Matrix, welche in der anderen Verbindung benutzt wird, und nach einer
Matrix, die nicht für eine orthogonale Umsetzung benutzt wird, sowie nach einer
Matrix, die beliebig aus den N-ten normalen orthogonalen Matrizen ausgewählt ist,
welche derzeit in einer Vielzahl vorhanden sind. Dies ist so, da dann, wenn ein
Versuch unternommen wird, um nach einer Matrix zu suchen, die vollständig verschieden
ist von der N-ten normalen orthogonalen Matrix, welche in der anderen Verbindung
benutzt wird, die Notwendigkeit gegeben ist, die Matrix zu untersuchen, welche in
der anderen Verbindung verwendet wird, und zwar mit dem Ergebnis, dass die Auswahlverarbeitung
bezüglich der orthogonalen Matrix für die Verarbeitung kompliziert wird. Infolgedessen
erhält diese orthogonale Umsetzungsschaltung 15 eine Matrix, die angeblich
verschieden ist von der Matrix, welche in der anderen Verbindung benutzt wird, indem
eine beliebige Matrix aus den N-ten normalen orthogonalen Matrizen ausgewählt wird,
welche in einer Vielzahl vorhanden sind, so dass die Matrizenauswahlverarbeitung
vereinfacht ist.
Hier wird ein Verfahren zur Auswahl der N-ten normalen orthogonalen
Matrix konkret erläutert. In der orthogonalen Umsetzungsschaltung 15 werden
beispielsweise N N-te Walsh-Vektoren als N-ter Diagonalvektor erstellt, deren Vektorkomponenten
zwei Werte umfassen. Die orthogonale Umsetzungsschaltung 15 verleiht diesem
N-ten Walsh-Vektor eine beliebige Phasendrehung, so dass die N-te beliebige normale
orthogonale Matrix durch Kombinieren mit der beliebigen Phasendrehung erzeugt wird.
Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass, wie in der folgenden Gleichung
Gleichung 6
veranschaulicht, den Walsh-Vektoren W1, W2, ... WN
eine beliebige Phasendrehung dadurch erteilt wird, dass die N-ten Walsh-Vektoren
W1, W2, ... WN mit beliebigen Phasendrehungskomponenten
ejZ1, ejZ2, ... ejZN multipliziert werden (hier
bezeichnen Z1 bis ZN Phasendrehungswinkel). Sodann erfolgt eine Multiplikation mit
1/√N so dass eine beliebige N-te normale orthogonale Matrix M erzeugt ist.
In der Gleichung (6) bedeuten W1T, W2T, ...
WNT indessen einen Vektor, der so platziert ist, dass eine
Vektorkomponente in einer Zeilenrichtung der Walsh-Vektoren W1, W2,
... WN vorliegt, welche eine Vektorkomponente in der Zeilenrichtung aufweisen.
Durch Anwendung eines solchen Auswahlverfahrens wählt die orthogonale
Umsetzungsschaltung 15 die N-te normale orthogonale Matrix aus und multipliziert
sie mit den parallelen Signalfolgen ST1 bis STN, so dass die
orthogonale Umsetzung den Signalfolgen ST1 bis STN angehängt
wird. Die resultierenden parallelen Signalfolgen ST1' bis STN'
werden an eine Parallel-/Serien-Umsetzungsschaltung (P/S) 16 abgegeben.
Die Parallel-/Serien-Umsetzungsschaltung 16 stellt eine Schaltung
zur Sammlung von gruppierten Sendesignalfolgen in einer Gruppe dar, und zwar durch
Umsetzung eines parallelen Signals in ein serielles Signal, so dass die parallelen
Signalfolgen ST1' bis STN', die eingangsseitig zugeführt werden,
in eine serielle Signalfolge S3 umgesetzt werden, welche an eine eine Umkehr-Fourierumsetzung
vornehmende Umsetzungsschaltung (IFFT) 17 im Sendeteil 13 abgegeben
wird. Es sei erwähnt, dass diese Signalfolge S3 der zuvor erwähnten Signalfolge
y(A)n (n=1, 2, 3, ...) oder y(B)n
(n=1, 2, 3, ...) entspricht.
Die eine Umkehr-Fourierumsetzung vornehmende Umsetzungsschaltung
17 bewirkt eine Ableitung und Überschneidung der Signalfolge S3 mit einer
Vielzahl von vielfachen Trägern, die unterschiedliche Frequenzen besitzen, indem
die Signalfolge S3 zusätzlich einer Umkehr-Fourierumsetzung unterzogen wird. Sodann
wird das resultierende Sendesignal S4 an eine Hochfrequenzschaltung 18
abgegeben. Die Hochfrequenzschaltung 18 setzt dieses Sendesignal S4 in
der Frequenz in einen bestimmten Kanal des Sendesignals S5 um. Gleichzeitig wird,
nachdem das Sendesignal S5 auf eine bestimmte Leistung verstärkt ist, das Sendesignal
von einer Antenne 19 gesendet. Es sei angemerkt, dass die Hochfrequenzschaltung
18 den Kanal des Sendesignals S5 jeweils für eine bestimmte Zeitspanne
beliebig wechselt (es wird ein sog. Frequenzspringen ausgeführt). Infolgedessen
ist der Nutzungswirkungsgrad bezüglich der Frequenz verbessert, während die Situation
vermieden ist, gemäß der der Kanal derselbe wird wie der einer anderen Verbindung.
Im Gegensatz dazu weist die Basisstation 6A (oder
6B) einen Empfänger 20 auf, wie er in 6
dargestellt ist. Dieser Empfänger 20 umfasst grob gesagt einen Empfangsteil
21, einen eine orthogonale Umsetzung vornehmenden Umsetzungsteil
22 und eine QPSK-Demodulationsschaltung 29. Das mittels der Antenne
23 empfangene Signal S10 wird einer Hochfrequenzschaltung 24 des
Empfangsteiles 21 eingangsseitig zugeführt. Die Hochfrequenzschaltung
24 verstärkt das Sendesignal S10 auf eine bestimmte Leistung, und gleichzeitig
wird das empfangene Signal S10 in ein Empfangssignal S11 eines Basisbandes umgesetzt;
das Empfangssignal wird dort an die Fourierumsetzungsschaltung (FFT) 25
abgegeben. Die Fourierumsetzungsschaltung 25 extrahiert eine Signalfolge
S12, die einer Ableitung und Überschneidung mit der Vielzahl von Vielfachträgern
dadurch unterzogen wird, dass das Empfangssignal S11 zusätzlich der Fourierumsetzung
unterzogen wird und dass das extrahierte Signal an eine Serien-/Parallel-Umsetzungsschaltung
(S/P) 26 des Diagonal-Rückumsetzungsteiles 22 abgegeben wird. Es sei angemerkt,
dass diese Signalfolge S12 der oben erwähnten Signalfolge y(A)n
(n=1, 2, 3, ...) (oder y(B)n (n=1, 2,
3, ...) ) entspricht.
Die Serien-/Parallel-Umsetzungsschaltung 26 ist eine Schaltung,
welche die Signalfolge S12 in Gruppen aufteilt, die N Signalfolgen umfassen, und
die betreffende Schaltung setzt die Signalfolgen in N parallele Daten dadurch um,
dass die eingangsseitige Signalfolge S12 in Gruppen aufgeteilt wird, welche N Signalfolgen
umfassen, und dass die resultierenden parallelen Signalfolgen SR1 bis
SRN an eine Diagonal-Rückumsetzungsschaltung 27 abgegeben werden.
Die Diagonal-Rückumsetzungsschaltung 27 ist eine Schaltung,
welche eine Diagonal-Rückumsetzung unter Heranziehung einer inversen Matrix der
N-ten normalen orthogonalen Matrix ausführt, die von der orthogonalen Umsetzungsschaltung
15 des Verbindungspartners benutzt wird. Die Diagonal-Rückumsetzungsschaltung
fügt jeder Gruppe in Bezug auf die Signalfolgen SR1 bis SRN
eine Diagonal-Rückumsetzung dadurch hinzu, dass die inverse Matrix der Reihe nach
multipliziert wird, wobei die eingangsseitigen parallelen Signalfolgen SR1
bis SRN als eine Gruppe definiert sind. Die resultierenden Signalfolgen
SR1' bis SRN' werden an eine Parallel-/Serien-Umsetzungsschaltung
(P/S) 28 abgegeben. Es sei angemerkt, dass die Diagonal-Rückumsetzungsschaltung
27 die N-te normale orthogonale Matrix erkennt, die auf der Sendeseite
benutzt worden ist, und zwar durch die Empfangsverarbeitung oder dergleichen beispielsweise
des Steuersignals zum Zeitpunkt des Beginns der Übertragung.
Die Parallel-/Serien-Umsetzungsschaltung 28 ist eine Schaltung
zur Sammlung der empfangenen Signalfolge, die in eine Gruppe gruppiert ist, indem
das parallele Signal in ein serielles Signal umgesetzt wird. Die eingangsseitigen
parallelen Signalfolgen SR1' bis SRN' werden in eine serielle
Signalfolge S13 umgesetzt. Diese Signalfolge S13 wird an eine QPSK-Modulationsschaltung
29 abgegeben. Es sei angemerkt, dass diese Signalfolge
S13 der oben erwähnten Signalfolge x(A)n (n=1, 2, 3, ...)
(oder x(B)n (n=1, 2, 3, ...)) entspricht.
Die QPSK-Modulationsschaltung 29 stellt die Empfangsdaten S14 aus der Signalfolge
S13 wieder her, die Phasendaten sind, indem eine bestimmte Demodulationsverarbeitung,
wie beispielsweise eine Diagonalverzögerungs-Wellendetektierung bezüglich der QPSK-modulierten
Signalfolge S13 durchgeführt wird. Auf diese weise werden die Empfangsdaten S14,
bei denen es sich um dieselben Daten handelt wie um die Sendedaten S1 auf der Sendeseite,
auf der Empfangsseite wiederhergestellt.
Es sei erwähnt, dass zwischen dem tragbaren Telefongerät
5A (oder 5B) und der Basisstation 6A (oder
6B) eine Zweirichtungsübertragung ausgeführt wird, so dass das tragbare
Telefongerät 5A (oder 5B) mit einem Empfänger versehen ist, der
ungefähr derselbe ist wie der zuvor erwähnte Empfänger 20. In entsprechender
Weise ist die Basisstation 6A (oder 6B) mit einem Sender versehen,
der ungefähr ähnlich dem zuvor erwähnten Sender 10 ist bzw, diesem entspricht.
Bei dem zuvor erwähnten Aufbau wird im Falle dieses Funkübertragungssystems
die orthogonale Umsetzung bezüglich der Signalfolge dadurch angewandt, dass die
N-te normale orthogonale Matrix, welche für jede Verbindung verschieden ist, mit
der Signalfolge multipliziert wird, die zum Zeitpunkt des Sendens des Signals einer
QPSK-Modulation unterzogen worden ist, und die orthogonal umgesetzte Signalfolge
wird gesendet. Andererseits wird auf der Empfangsseite die Diagonal-Rückumsetzung
bei den Signalfolgen dadurch angewandt, dass die inverse Matrix der N-ten normalen
orthogonalen Matrix, die auf der Sendeseite des Verbindungspartners benutzt wird
bzw. worden ist, mit der Signalfolge multipliziert wird, welche empfangen worden
ist, und die Signalfolge, die der Rückumsetzung unterzogen worden ist, wird einer
QPSK-Demodulation unterzogen. In dem tragbaren Telefongerät 5A, welches
in 2 dargestellt ist, wird beispielsweise die Signalfolge
x(A)n (n=1, 2, 3, ...) einer orthogonalen
Umsetzung dadurch unterzogen, dass die N-te normale orthogonale Matrix MA
mit der Signalfolge x(A)n (n=1, 2, 3, ...) multipliziert wird,
die auszusenden ist, so dass die Signalfolge y(A)n
(n=1, 2, 3, ...), welche der orthogonalen Umsetzung unterzogen worden ist, gesendet
bzw. übertragen wird. Darüber hinaus wird in dem tragbaren Telefongerät
5B die Signalfolge x(B)n (n=1,
2, 3, ...) der orthogonalen Umsetzung dadurch unterzogen, dass die N-te normale
orthogonale Matrix MB, die von der orthogonalen Matrix MA
verschieden ist, mit der Signalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) multipliziert wird, welche zu senden bzw. zu übertragen ist, und
zwar mit dem Ergebnis, dass die Signalfolge yB)n
(n=1, 2, 3, ...), die der orthogonalen Umsetzung unterzogen wird, gesendet wird.
Im Übrigen wird in dem Fall, dass die Basisstation 6A das
Sendesignal CA von dem tragbaren Telefongerät 5A empfängt, welches einen
Verbindungspartner darstellt, die inverse Matrix MA-1 der
orthogonalen Matrix MA mit der empfangenen Signalfolge y(A)n
(n=1, 2, 3, ...) multipliziert, und zwar mit dem Ergebnis, dass die ursprüngliche
Signalfolge x(A)n (n=1, 2, 3, ...) genau
wiederhergestellt werden kann und dass die durch das tragbare Telefongerät
5A gesendeten Sendedaten mittels der QPSK-Demodulation genau wiederhergestellt
werden können.
Andererseits wird in dem Fall, dass die Basisstation 6A das
Sendesignal CB von dem tragbaren Telefongerät 5B empfängt, die ursprüngliche
Signalfolge x(B)n (n=1, 2, 3, ...) sogar
dann nicht wiederhergestellt, wenn die inverse Matrix MA-1
mit der empfangenen Signalfolge y(B)n
(n=1, 2, 3, ...) multipliziert wird, da die inverse Matrix MA-1
nicht eine inverse Matrix der orthogonalen Matrix MB ist, die auf der
Sendeseite benutzt wird bzw. worden ist. Wenn in diesem Falle die Multiplikation
mit der inversen Matrix MA-1 erfolgt, wird die Matrix, umfassend
MA-1 MB mit der Signalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...) multipliziert, so dass die Signalfolge zufällig wird und wie ein
angebliches Störsignal aussieht, und zwar mit dem Ergebnis, dass die ursprünglich
gesendeten Daten sogar dann nicht wiederhergestellt werden, wenn die QPSK-Demodulation
vorübergehend ausgeführt wird.
Auf diese Weise multipliziert dieses Funkübertragungssystem die orthogonale
Matrix, die für jede Kommunikation bzw. Verbindung verschieden ist, mit der Signalfolge
auf der Sendeseite und sendet diese, während das System die inverse Matrix der orthogonalen
Matrix, welche auf der Sendeseite des Verbindungspartners benutzt wird, mit der
empfangenen Signalfolge auf der Empfangsseite multipliziert, wobei die ursprüngliche
Signalfolge wiederhergestellt wird, und zwar mit dem Ergebnis, dass derselbe Kanal
in der anderen Verbindung genutzt wird. Sogar dann, wenn die Signalfolge empfangen
wird, ist die orthogonale Matrix, die auf der Sendeseite genutzt wird, verschieden
von jener der anderen Verbindung, so dass die Diagonal-Rückumsetzung durch Multiplizieren
der inversen Matrix nicht realisiert wird; die Signalfolge, die in der anderen Verbindung
gesendet wird, wird nicht wiederhergestellt. Infolgedessen kann das Eindringen der
Sendedaten, die im Zuge der anderen Verbindung gesendet werden, im Voraus vermieden
werden.
Darüber hinaus wird im Falle des Funkübertragungssystems eine vollständig
unterschiedliche N-te normale orthogonale Matrix nicht durch Überprüfung der N-ten
normalen orthogonalen Matrix, welche in der anderen Verbindung
genutzt wird, zum Zeitpunkt der Auswahl der N-ten normalen orthogonalen Matrix in
der orthogonalen Umsetzungsschaltung 15 ausgewählt. In Wirklichkeit wird
die Matrix, die von der Matrix verschieden ist, welche im Zuge der anderen Verbindung
genutzt wird, durch beliebige bzw. zufällige Auswahl der orthogonalen Matrix aus
den N-ten normalen orthogonalen Matrizen ausgewählt, die in einer Vielzahl vorhanden
sind. Infolgedessen wird ein Überprüfungsprozess zur Überprüfung der Matrix, die
in der anderen Verbindung genutzt wird, unnötig, so dass die Auswahlverarbeitung
der orthogonalen Matrix vereinfacht werden kann. In Abhängigkeit von der Situation
wird außerdem eine orthogonale Matrix, die zu nutzen ist, jeder Basisstation vorab
zugeteilt, und das Endgerät kann die zu nutzende orthogonale Matrix in Übereinstimmung
mit der Basisstation auswählen, mit der die Kommunikation bzw. Übertragung durchgeführt
wird.
Darüber hinaus ist im Falle des Funkübertragungssystems zum Zeitpunkt
der Auswahl der orthogonalen Matrix nicht eine Vielzahl von orthogonalen Matrizen
vorab vorbereitet. Tatsächlich werden die N-ten Walsh-Vektoren vorab vorbereitet,
und den Walsh-Vektoren W1, W2, ... WN wird eine
beliebige Phasendrehung erteilt, so dass die N-te normale orthogonale Matrix durch
Kombinieren der Walsh-Vektoren W1, W2, ..., WN
erhalten wird. Infolgedessen besteht der Rechenteil zur Berechnung der normalen
orthogonalen Matrix aus einer Additions- und Substraktionsverarbeitung, und gleichzeitig
wird ein Speicher zur Speicherung einer Vielzahl von orthogonalen Matrizen unnötig,
und die normale orthogonale Matrix kann mit einem einfachen Aufbau berechnet werden.
Es sei angemerkt, dass die N-te normale orthogonale Matrix, die unter
Heranziehung des Walsh-Vektors berechnet wird, hier als Referenzgröße gezeigt ist.
Wenn N=1 festgelegt ist und wenn die beliebigen bzw. zufälligen Drehwinkel, die
von den tragbaren Telefongeräten 5A und 5B ausgewählt werden,
mit ZA bzw. ZB festgelegt sind, wird der Walsh-Vektor beispielsweise zu „1"
zum Zeitpunkt von N=1, und zwar mit dem Ergebnis, dass die normalen orthogonalen
Matrizen MA und MB, die in den tragbaren Telefongerät
5A bzw. 5B erzeugt werden, in der folgenden Gleichung veranschaulicht
sind.
Gleichung 7
MA = ejZA, MB = ejZB(7)
Es sei angemerkt, dass die Verwendung der normalen orthogonalen Matrizen
MA und MB bedeutet, dass die Signalfolge, welche einen Phasenzustand
besitzt, der bei &pgr;/4 3&pgr;/4, 5&pgr;/4 oder 7&pgr;/4 in der komplexen Fläche
festgelegt ist, um Phasendrehwinkel ZA bzw. ZB in eine bestimmte Richtung gedreht
wird. Nebenbei sei angemerkt, dass in diesem Fall dann, wenn die Basisstation
6A das Sendesignal von dem tragbaren Telefongerät 5B empfängt,
welches der anderen Verbindung zugehörig ist, die Matrix, die in der folgenden Gleichung
angegeben ist, mit der Signalfolge x(B)n (n=1, 2, 3, ...)
multipliziert wird.
Gleichung 8
MA-1MB = ej(ZB – ZA)(8)
Wie ersichtlich, wird in dem Fall, dass die Phasendrehwinkel ZA und
ZB unterschiedlich sind, die Signalfolge x(B)n
(n=1, 2, 3, ...), die im Zuge der anderen Verbindung übertragen wird, nicht wiederhergestellt.
Darüber hinaus ist N=2 festgelegt, und die zufälligen Phasendrehwinkel,
die von den tragbaren Telefongeräten 5A und 5B ausgewählt sind,
sind mit ZA1, ZA2 bzw. ZB1 und ZB2 festgelegt. Ein in der folgenden Gleichung dargestellter
Vektor wird als Linien-Versatzvektoren W1T und W2T
der zweiten bzw. zwei Walsh-Vektoren W1 bzw. W2 herangezogen.
Gleichung 9
W1T = (1, 1), w2T =
(1, -1)(9)
Sodann sind die normalen orthogonalen Matrizen MA und MB,
die in den tragbaren Telefongeräten 5A bzw. 5B erzeugt werden,
in der folgenden Gleichung dargestellt.
Gleichung 10
Im Übrigen wird in diesem Fall dann, wenn die Basisstation
6A das Sendesignal von dem tragbaren Telefongerät 5B empfängt,
welches der anderen Verbindung zugehörig ist, der Zustand erhalten, dass die Signalfolge
x(B)n (n=1, 2, 3, ...) mit der in der
folgenden Gleichung angegebenen Matrix multipliziert wird.
Gleichung 11
Wie ersichtlich, wird in dem Fall, dass die Phasendrehwinkel ZA1 und
ZB1 sowie die Phasendrehwinkel ZA2 und ZB2 voneinander verschieden sind, die Signalfolge
x(B)n (n=1, 2, 3, ...), die im Zuge
der anderen Verbindung übertragen wird, nicht wiederhergestellt.
Somit wird bei dem zuvor erwähnten Aufbau auf der Sendeseite die orthogonale
Matrix, die von jeder anderen für jede Verbindung verschieden ist, mit der Signalmatrix
bzw. Signalfolge multipliziert und übertragen, und auf der Empfangsseite wird die
ursprüngliche Signalfolge vor der orthogonalen Umsetzung wiederhergestellt, indem
die inverse Matrix der auf der Sendeseite des Verbindungspartners verwendeten orthogonalen
Matrix mit der empfangenen Signalfolge multipliziert wird, und zwar mit dem Ergebnis,
dass derselbe Kanal benutzt wird wie bei der anderen Verbindung. Sogar dann, wenn
derselbe Kanal empfangen wird, kann die fehlerhafte Wiederherstellung der Signalfolge,
die im Zuge der anderen Verbindung übertragen wird, vorab vermieden werden, und
das Eindringen der gesendeten Daten, die im Zuge der anderen Verbindung übertragen
werden, kann vorab vermieden werden.
Nebenbei sei angemerkt, dass bei der vorstehenden Ausführungsform
ein Fall beschrieben worden ist, bei dem N N-te Walsh-Vektoren zur Zeit der Auswahl
der orthogonalen Matrix vorbereitet werden, wobei dem Walsh-Vektor eine beliebige
Phasendrehung erteilt wird und wobei mit dem Walsh-Vektor, dem die Phasendrehung
erteilt ist, kombiniert wird, wodurch eine mehr zufällige orthogonale Matrix erzeugt
wird. Die vorliegende Erfindung ist indessen hierauf nicht beschränkt. Derselbe
Vorteil, wie er oben beschrieben worden ist, kann dadurch erzielt werden, dass eine
mehr zufällige orthogonale Matrix dadurch erzeugt wird, dass jede Vektorkomponente
der bestimmten orthogonalen Matrix zufällig angeordnet wird.
Darüber hinaus ist bei der vorstehenden Ausführungsform ein Fall beschrieben
worden, bei dem eine normierte orthogonale Matrix als orthogonale
Matrix verwendet wird. Die vorliegende Erfindung ist indessen darauf nicht beschränkt.
Vielmehr kann eine beliebige orthogonale Matrix, die nicht normiert ist, verwendet
werden. Zusammenfassend kann derselbe Vorteil, wie oben beschrieben, durch Nutzung
irgendeiner orthogonalen Matrix erzielt werden, wenn die Signalfolge einer orthogonalen
Umsetzung unterzogen wird, indem die orthogonale Matrix zur Zeit des Sendens der
Sendedaten verwendet wird.
Darüber hinaus ist bei der zuvor erläuterten Ausführungsform ein Fall
beschrieben worden, bei dem eine QPSK-Modulation als Modulationsverfahren für die
Sendedaten benutzt wird. Die vorliegende Erfindung ist indessen darauf nicht beschränkt.
Ein anderes Modulationsverfahren, wie ein BPSK-Modulationsverfahren (binäre Phasenumtastung),
ein 16-QAM-Modulationsverfahren (16-Quadratur-Amplitudenmodulation) kann angewandt
werden.
Überdies ist bei der oben betrachteten Ausführungsform ein Fall beschrieben
worden, gemäß dem die vorliegende Erfindung in einem Funkübertragungssystem mit
demjenigen Kommunikations- bzw. Übertragungsverfahren angewandt ist, bei dem eine
Signalfolge auf eine Vielzahl von Mehrfachträgern aufgeteilt und überlappt wird,
um das resultierende Sendesignal in dem bestimmten Kanal durch Umsetzung der Frequenz
zu übertragen; gleichzeitig wird der Kanal des Sendesignals für jeweils eine bestimmte
Zeitspanne zufällig geändert. Die vorliegende Erfindung ist indessen darauf nicht
beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann vielmehr auf ein Funkübertragungssystem
mit einer anderen Übertragung angewandt werden. Zusammenfassend kann gesagt werden,
dass dann, wenn eine Möglichkeit dafür besteht, dass die sog. Gleichkanalstörung
hervorgerufen wird, bei der derselbe Kanal benutzt wird, um zumindest zwei oder
mehrere Verbindungen durchzuführen, sich zwei oder mehrere elektronische Übertragungswellen
einander stören können.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die orthogonale
Matrix, die für jede Verbindung unterschiedlich ist, mit der Signalfolge multipliziert
und gesendet, und die Empfangsseite stellt die Signalfolge vor der orthogonalen
Umsetzung wieder her, indem eine Multiplikation der inversen Matrix der orthogonalen
Matrix, die auf der Sendeseite des Verbindungspartners genutzt wird, mit der empfangenen
Signalfolge vorgenommen wird. Infolgedessen wird die andere Verbindung unter Nutzung
desselben Kanals ausgeführt, so dass sogar dann, wenn die Signalfolge empfangen
wird, die Diagonal-Rückumsetzung nicht durch Multiplizieren der inversen Matrix
mit der Signalfolge realisiert wird, da die orthogonale Matrix, die bei der orthogonalen
Umsetzung verwendet wird, unterschiedlich ist für die andere Verbindung. Die Signalfolge,
die bei der anderen Verbindung genutzt wird, wird nicht wiederhergestellt. Durch
diese Maßnahmen ist es sogar dann, wenn derselbe Kanal bei der anderen Verbindung
benutzt wird, möglich, vorab eine fehlerhafte Wiederherstellung der Signalfolge
zu vermeiden, die im Zuge der anderen Verbindung übertragen wird bzw. worden ist.
Anspruch[de]
Übertragungsverfahren zur Reduzierung einer Gleichkanalstörung in einem
zellularen Funk-Kommunikationsnetzwerk, wobei
– zu übertragende modulierte HF-Signaldaten
als Vektoren
gruppiert werden,
– die Vektoren
mit orthogonalen Matrizen
zur Erzeugung von transformierten Vektoren
multipliziert werden und
– die transformierten Vektoren
in serieller Reihenfolge
zusammengestellt und über eine Luft-Schnittstelle übertragen werden,
gekennzeichnet durch die Schritte des
– Multiplizierens von zuvor festgelegten orthogonalen Vektoren
mit Zufalls-Phasendrehungen
, die für jede Kommunikation verschieden sind, zur Erzielung von in der Phase gedrehten
Vektoren und des
– Erzeugens der genannten orthogonalen Matrizen
durch Anordnen der genannten, in der Phasen gedrehten Vektoren in einer Matrixform.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die zuvor festgelegten Vektoren
Walsh-Vektoren sind.
Empfangsverfahren zur Verringerung einer Gleichkanalstörung in einem
zellularen Funk-Kommunikationsnetzwerk, wobei
– empfangene, orthogonal transformierte und modulierte HF-Signaldaten
als Vektoren
gruppiert werden,
– die Vektoren
mit den inversen Matrizen
der orthogonalen Matrizen
zur Erzeugung von transformierten Vektoren
multipliziert werden und – die transformierten Vektoren
in serieller Form
dargestellt und demoduliert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass die genannten orthogonalen Matrizen
dadurch erzeugt worden sind,
– dass zuvor festgelegte orthogonale Vektoren
mit Zufalls-Phasendrehungen
multipliziert werden, die für jede Kommunikation verschieden sind, um in der Phase
gedrehte Vektoren zu erhalten,
– und dass die in der Phase gedrehten Vektoren in einer Matrixform angeordnet
werden.
Empfangsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
zuvor festgelegten Vektoren
Walsh-Vektoren sind.
Sender (10) für ein zellulares Funk-Kommunikationsnetzwerk,
– mit Einrichtungen (15) zur Ausführung einer orthogonalen Transformation
bezüglich zu übertragender modulierter HF-Signaldaten
die als Vektoren
gruppiert sind, wobei die betreffenden Einrichtungen (15) die orthogonale
Transformation dadurch ausführen, dass die genannten Vektoren
mit einer orthogonalen Matrix
multipliziert werden,
– und mit Übertragungs- bzw. Sendeeinrichtungen (13, 19)
zur Übertragung des Ausgangssignals
der genannten orthogonalen Transformationseinrichtungen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Ausführung der orthogonalen Transformation
zuvor festgelegte orthogonale Vektoren
mit Zufalls-Phasendrehungen
zu multiplizieren imstande sind, die für jede Kommunikation verschieden sind, um
in der Phase gedrehte Vektoren zu erhalten, und die genannte orthogonale Matrix
dadurch zu erzeugen imstande sind, dass die genannten, in der Phase gedrehten Vektoren
in einer Matrixform angeordnet werden.
Sender nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die zuvor festgelegten
Vektoren
Walsh-Vektoren sind.
Empfänger (20) für ein zellulares Funk-Kommunikationsnetzwerk,
– mit einer Empfangseinrichtung (21, 23) für den Empfang
von als Vektoren
gruppierten orthogonal transformierten modulierten HF-Signaldaten
und
– mit Einrichtungen (27) zur Ausführung einer inversen orthogonalen
Transformation bezüglich der empfangenen HF-Signaldaten
wobei die betreffenden Einrichtungen (27) die inverse orthogonale Transformation
dadurch ausführen, dass die genannten Vektoren mit der inversen Matrix
einer orthogonalen Matrix
multipliziert werden,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die genannte orthogonale Matrix
dadurch erzeugt worden ist, dass die zuvor festgelegten orthogonalen Vektoren
mit Zufalls-Phasendrehungen
multipliziert werden, die für jede Kommunikation verschieden sind, um in der Phase
gedrehte Vektoren zu erhalten, und
– dass die in der Phase gedrehten Vektoren in einer Matrixform angeordnet
werden.
Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zuvor festgelegten
Vektoren
Walsh-Vektoren sind.