Códigos ortogonales de longitud variable no contiguos.

Un método de generar un código binario para su uso en el ensanchamiento de una señal de información,

estando el método caracterizado por:

seleccionar (2 - 1) un primer código de un conjunto de códigos de ensanchamiento binarios para servir como códigode pivotamiento, teniendo el código de pivotamiento un número distinto de cero de miembros de un primer valorbinario y un número distinto de cero de miembros de un segundo valor binario;

seleccionar (2 - 2) posiciones del código de pivotamiento que tienen uno del primer valor binario y del segundo valorbinario para servir como primeras posiciones de objetivo;

seleccionar (2 - 3) un segundo código del conjunto de códigos de ensanchamiento binarios para servir como uncódigo de derivación;

reemplazar (2 - 4) chips del segundo código correspondientes a las primeras posiciones de objetivo del código depivotamiento con un valor no binario y formar por ello un primer código de ensanchamiento ternario.

Códigos ortogonales de longitud variable no contiguos Antecedentes Esta solicitud reclama el beneficio y prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos 60/585.097 presentada el 6 de Julio de 2004. Esta solicitud se refiere a la solicitud de PCT presentada simultáneamente PCT/SE 2005/001130 titulada “DIFFERENT ORTHOGONAL CODE SETS WITH MEMBERS IN COMMON”.

Campo técnico

La invención es útil en los sistemas de comunicaciones de Acceso Múltiple por División de Código que emplean códigos ortogonales.

Técnica relacionada y otras consideraciones El término Acceso Múltiple por División de Código (CDMA – Code Division Multiple Access, en inglés) se refiere a un método mediante el cual múltiples estaciones transmisoras (por ejemplo, teléfonos móviles) pueden comunicar sus flujos de datos independientes a un receptor común (por ejemplo, un receptor de estación de base celular) . La comunicación de múltiples flujos de datos desde un transmisor común (es decir, una estación de base celular) a una pluralidad de receptores (es decir, diferentes teléfonos móviles) mediante División de Código se denomina quizás de manera más adecuada Multiplexación por División de Código. No obstante, en aras de la simplicidad los dos términos Acceso Múltiple por División de Código y Multiplexación por División de Código se considerarán en esta memoria equivalentes. Así, el CDMA será utilizado como un término de descripción tanto para enlace ascendente como para enlace descendente, incluso aunque el enlace descendente pueda ser descrito con mayor exactitud como Multiplexación por División de Código (CDM - Code Division Multiplex, en inglés) .

El uso de códigos de Walsh ortogonales en los sistemas de comunicaciones es bien conocido. El Sistema de Acceso Múltiple por Division de Código conocido cono IS95 utiliza códigos de Walsh de longitud 64 para aleatorizar las señales transmitidas por una estación de base celular a diferentes estaciones de telefonía móvil, reduciendo la ortogonalidad de los códigos las interferencias entre señales previstas para diferentes móviles. El enlace de retorno IS95 utiliza todos los 64, códigos de Walsh de longitud 64 de cada estación de telefonía móvil para codificar bloques de datos de 6 bits, siendo las transmisiones para diferentes móviles proporcionadas no iguales mediante el uso de diferentes secuencias de aleatorización. Este uso del enlace de retorno o enlace ascendente de los códigos de Walsh no intenta hacer a las diferentes señales ortogonales, sino que por el contrario es una forma de codificación con corrección de error denominada (64, 6) codificación de bloques ortogonal. Véase, por ejemplo, Applications of CDMA in Wireless/Personal Communications, por Garg, K. Vijay et al, Prentice Hall (1997) .

El sistema celular de CDMA de banda ancha conocido como UMPTS también utiliza códigos de Walsh ortogonales para discriminar entre diferentes enlaces de base a móvil. En este caso, los códigos ortogonales no son de una longitud fija, sino que dependen de la tasa de datos de un enlace particular. Sin embargo, las señales de diferentes longitudes de código y tasa de datos siguen siendo nominalmente ortogonales entre sí.

Por ejemplo, considérense dos códigos de Walsh de longitud 16, siendo el primer código siendo el segundo código . El primer código puede ser utilizado para ensanchar una primera señal multiplicando cada símbolo para ser transmitido por el código y transmitiendo los dieciséis segmentos pseudoaleatorios (chips, en inglés) resultantes. El segundo código puede ser utilizado para ensanchar un flujo de datos diferente. Las dos señales ensanchadas son nominalmente ortogonales, dado que el primer código y el segundo código difieren en tantas posiciones de chip como en las que coinciden, lo que resulta en una correlación de cero.

No obstante, el segundo código es también ortogonal al primer código incluso si sólo se consideran los primeros o últimos ocho chips del mismo, puesto que en los primeros ocho chips el segundo código coincide, y no coincide en los primeros ocho chips del primer código en la mitad de las posiciones de chip. Lo mismo es cierto para los segundos ocho chips. Por lo tanto, un primer símbolo de datos puede ser ensanchado utilizando los primeros ocho chips y un segundo símbolo de datos puede ser ensanchado con los segundos ocho chips, aun manteniendo la ortogonalidad con el primer código. Este proceso de subdivisión puede continuar, dado que los primeros cuatro chips del segundo código son también ortogonales a los primeros cuatro chips del primer código. La subdivisión en dos códigos de chip no obstante, en el ejemplo particular de los dos códigos mencionados en el párrafo precedente, no

mantiene la ortogonalidad. No obstante, otro código de Walsh,

puede ser fracturado hasta la longitud de dos códigos de chip aun manteniendo la ortogonalidad con el primer código. Los códigos que pueden ser fracturados en códigos más pequeños se denominan códigos ortogonales de longitud variable.

Tabla 1: Códigos de Walsh de Longitud 16

La Tabla 1 muestra el conjunto completo de códigos de Walsh que tienen longitud 16. En el conjunto de la Tabla 1, cada código difiere de cada uno de los otros códigos exactamente en la mitad de sus posiciones de bits. Además, los últimos ocho códigos pueden ser divididos en códigos de la mitad de la longitud, aun manteniendo la ortogonalidad con los primeros ocho códigos. Cuando los códigos son divididos, sólo hay cuatro códigos distintos que aparecen en pares. Estos cuatro códigos de longitud 8 distintos pueden ser también divididos en códigos de longitud cuatro, de los cuales hay dos códigos distintos, 1010 y 1001. Éstos son también ortogonales a los primeros ocho códigos del conjunto de dieciséis códigos original. Finalmente, estos códigos pueden ser divididos para dar un único código de longitud 2 10 que sigue siendo ortogonal a los primeros ocho códigos de longitud dieciséis.

Así, como se ha resumido anteriormente, se consiguen códigos ortogonales de longitud variable dividiendo una matriz de códigos de Walsh – Hadamard de N x N tanto horizontal como verticalmente para obtener una matriz de N/2 x N/2 de códigos de longitud mitad que son aun cada uno ortogonales a los códigos de longitud N originales. El proceso de división puede continuar para obtener códigos sucesivamente más cortos, capaces de transportar tasas de datos sucesivamente mayores en un sistema de acceso múltiple por división de código ortogonal.

Existe sólo uno de tales conjuntos de códigos de Walsh -Hadamard, así que con el fin de evitar la confusión entre señales en áreas de estaciones de base, es decir, celdas, adyacentes el conjunto de códigos de Walsh puede ser aleatorizado de manera diferente para diferentes estaciones de base combinando un código de aleatorización global con todos los miembros del conjunto. Tal aleatorización no destruye la ortogonalidad recíproca de los códigos del conjunto. La Patente de U. S. 5.550.809 de Bottomley y Dent describe códigos de aleatorización óptimos para hacer que los conjuntos de códigos de Walsh aleatorizados sean lo más diferentes posible. Cuando dos conjuntos de Walsh son aleatorizados de esta manera, ningún código del mismo conjunto es el mismo que ningún código de un conjunto aleatorizado de manera diferente.

Existen otras maneras de hacer que dos conjuntos de códigos ortogonales sean diferentes, no obstante, que permiten que los conjuntos aleatorizados de manera diferente contengan códigos comunes, si ello tuviese utilidad en una aplicación dada. Por ejemplo, en un sistema por satélite, puede resultar ventajoso reservar un código en todos los haces (celdas) para ser un código de control para proporcionar una referencia coherente, y resulta útil si el código de control es el mismo código en todos los haces de manera que se dé una adición constructiva en el borde de dos haces en lugar de una interferencia entre haces. Otra aplicación puede ser cuando se desea transmitir la misma señal a la misma estación de telefonía móvil desde dos estaciones de base que operan en diversidad de espacio.

Una técnica utilizada en esta memoria para aleatorizar un conjunto de códigos ortogonales aun manteniendo uno o más códigos en común es permutar columnas. Con referencia al conjunto de códigos de longitud dieciséis anterior, puede verse que el primer código que comprende sólo unos (1) permanece sin cambiar bajo cualquier permutación de columnas. Asimismo, tanto el primer código como el segundo código permanecen sin cambiar bajo cualquier permutación de las primeras ocho columnas y cualquier permutación de... [Seguir leyendo]

1. Un método de generar un código binario para su uso en el ensanchamiento de una señal de información, estando el método caracterizado por:

seleccionar (2 – 1) un primer código de un conjunto de códigos de ensanchamiento binarios para servir como código de pivotamiento, teniendo el código de pivotamiento un número distinto de cero de miembros de un primer valor binario y un número distinto de cero de miembros de un segundo valor binario;

seleccionar (2 – 2) posiciones del código de pivotamiento que tienen uno del primer valor binario y del segundo valor binario para servir como primeras posiciones de objetivo;

seleccionar (2 – 3) un segundo código del conjunto de códigos de ensanchamiento binarios para servir como un código de derivación;

reemplazar (2 – 4) chips del segundo código correspondientes a las primeras posiciones de objetivo del código de pivotamiento con un valor no binario y formar por ello un primer código de ensanchamiento ternario.

2. El método de la reivindicación 1, también caracterizado por:

seleccionar (2 – 5) posiciones del código de pivotamiento que tienen otro del primer valor binario y del segundo valor binario para servir como segundas posiciones de objetivo.

seleccionar (2 – 6) chips del segundo código correspondientes a las segundas posiciones de objetivo del código de pivotamiento con un valor no binario y formar por ello un segundo código de ensanchamiento ternario.

3. El método de la reivindicación 1, también caracterizado porque:

el código de pivotamiento tiene un número distinto de cero de miembros de un primer valor binario y miembros de un segundo valor binario; y, utiliza el primer código de ensanchamiento ternario para ensanchar bits de la señal de información.

4. El método de la reivindicación 3, también caracterizado por:

seleccionar (2 – 5) posiciones del código de pivotamiento que tienen otros del primer valor binario y del segundo valor binario para servir como segundas posiciones de objetivo;

reemplazar (2 – 6) chips del segundo código correspondientes a las segundas posiciones de objetivo del código de pivotamiento con un valor no binario y formar por ello un segundo código de ensanchamiento ternario;

utilizar el primer código de ensanchamiento ternario para ensanchar un primer símbolo de datos y utilizar el segundo código de ensanchamiento ternario para ensanchar un segundo símbolo de datos.

5. El método de las reivindicaciones 1 ó 3, en el que el citado conjunto de códigos de ensanchamiento binarios son recíprocamente ortogonales.

6. Un generador de códigos que comprende:

un medio para seleccionar un primer código de un conjunto de códigos de ensanchamiento binarios para servir como código de pivotamiento, teniendo el código de pivotamiento un número distinto de cero de miembros de un primer valor binario y un número distinto de cero de miembros de un segundo valor binario;

un medio para seleccionar posiciones del código de pivotamiento que tienen uno del primer valor binario y del segundo valor binario para servir como primeras posiciones de objetivo;

un medio para seleccionar un segundo código del conjunto de códigos de ensanchamiento binarios para servir como un código de derivación y

un medio para reemplazar chips del segundo código correspondientes a las primeras posiciones de objetivo del código de pivotamiento con un valor no binario y por ello formar un código de ensanchamiento ternario.

7. El generador de códigos de la reivindicación 6, que comprende también:

un medio para seleccionar posiciones del código de pivotamiento que tienen otro del primer valor binario y del segundo valor binario para servir como segundas posiciones de objetivo;

un medio para reemplazar chips del segundo código correspondientes a los segundas posiciones de objetivo del código de pivotamiento con un valor no binario y por ello formar un segundo código de ensanchamiento ternario.

8. El generador de códigos de la reivindicación 6, que comprende también: el código de pivotamiento que tiene un número distinto de cero de miembros de un primer valor binario y miembros de un segundo valor binario; y,

un medio para utilizar el primer código de ensanchamiento ternario para ensanchar bits de la señal de información.

9. El generador de códigos de la reivindicación 8, que comprende también:

un medio para seleccionar posiciones del código de pivotamiento que tienen otro del primer valor binario y del segundo valor binario para servir como segundas posiciones de objetivo;

un medio para reemplazar chips del segundo código correspondientes a las segundas posiciones de objetivo del código de pivotamiento con un valor no binario y por ello formar un segundo código de ensanchamiento ternario;

un medio para utilizar el primer código de ensanchamiento ternario para ensanchar un primer símbolo de datos y 10 utilizar el segundo código de ensanchamiento ternario para ensanchar un segundo símbolo de datos.

10. Un transmisor de símbolos de información, que comprende:

al menos una primera fuente de símbolos (22, 30) para proporcionar una señal de información que comprende al menos un primer flujo de pares de bits I, Q;

un generador de códigos de acuerdo con una cualquiera de la reivindicación 6 a la reivindicación 9, para generar un 15 código ternario;

un medio ( (34) (130, 134) (230, 234) ) para utilizar bien un código ternario o al menos un código de pivotamiento para ensanchar el al menos primer flujo de pares de bits I, Q y por ello formar respectivamente primeros chips y segundos chips, estando el citado código de pivotamiento almacenado o prealmacenado en un registro o siendo seleccionado por el generador de códigos de acuerdo con una cualquiera de la reivindicación 6 a la reivindicación 9;

un modulador de señales de radio (44) para transmitir los primeros chips y segundos chips sobre una interfaz de radio.