專利名稱：一種擴(kuò)頻多扯干擾對(duì)消技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擴(kuò)頻無線通信技術(shù)，特別是指一種用于同步碼分多址無線通信系統(tǒng)的多址干擾對(duì)消技術(shù)。
當(dāng)前無線通信業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，為人們的生活和工作帶來極大的便利。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)無線通信的需求日益增長。為了滿足無線通信業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)系統(tǒng)的要求，需要解決有限的頻譜資源和系統(tǒng)容量要求之間的矛盾，同時(shí)要求系統(tǒng)具有較低的復(fù)雜性和成本，并具有較好的電磁兼容特性。傳統(tǒng)的多址方式，如頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、以及時(shí)分和頻分相結(jié)合的多址方式，要滿足上述要求在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上存在一定困難。其中對(duì)于FDMA系統(tǒng)，受頻率交調(diào)的限制，可用的頻率數(shù)是有限的；對(duì)于FDMA和TDMA兩種方式相結(jié)合的多址系統(tǒng)，由于用戶通信采用猝發(fā)方式，對(duì)臨近電子設(shè)備的干擾不可避免；另外，這些傳統(tǒng)的多址方式，由于沒有有效的降低發(fā)射功率的措施，系統(tǒng)的發(fā)射功率較大，電磁污染較為嚴(yán)重，同時(shí)較大的發(fā)射功率也限制了移動(dòng)臺(tái)電池的使用壽命，用戶使用成本較高。
CDMA技術(shù)作為一種先進(jìn)的多址技術(shù)，在解決有限的頻譜資源與不斷增加的通信業(yè)務(wù)及通信容量之間的矛盾方面，有著極為顯著的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)由于采用了擴(kuò)頻調(diào)制處理技術(shù)，系統(tǒng)的發(fā)射功率被大大降低，電池使用壽命大大延長。但是，當(dāng)前CDMA系統(tǒng)采用的技術(shù)由于碼道間的干擾(以下稱多址干擾)較為嚴(yán)重，需要采用嚴(yán)格的功率控制技術(shù)、編碼技術(shù)、交織技術(shù)、話音激活技術(shù)等等，克服碼道間干擾的影響，從而導(dǎo)致系統(tǒng)具有較高的復(fù)雜性，系統(tǒng)成本較高。
近年來，為了降低CDMA系統(tǒng)中多址干擾的影響，吸引了無線通信行業(yè)眾多的研究人員，從各個(gè)不同的方面進(jìn)行研究開發(fā)，目前已經(jīng)有了一些實(shí)用的專利。專利US6122260和CN1165458A公布了一種采用智能天線的時(shí)分雙工同步CDMA系統(tǒng)，它利用空間信道的短時(shí)對(duì)稱性，經(jīng)陣列信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)上下行信道的準(zhǔn)同步，從而采用正交WALSH序列作為信道碼，降低了多址干擾，這種方法能夠獲得較好的多址干擾抑制，但是要求在基站實(shí)現(xiàn)陣列信號(hào)處理，基站的復(fù)雜性難以降低。專利US6014373公布了一種采用多級(jí)迭代實(shí)現(xiàn)多址干擾對(duì)消的多用戶檢測(cè)方法，該方法的缺點(diǎn)是對(duì)誤碼較為敏感，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，且系統(tǒng)具有較高的復(fù)雜性。
本發(fā)明的目的是提出一種簡潔、實(shí)用的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，使其對(duì)周期相關(guān)的同步CDMA系統(tǒng)，在不需要嚴(yán)格同步的條件下，也能保證碼道間的正交性，從而大大降低MAI(多址干擾)的影響，實(shí)現(xiàn)一種具有較低復(fù)雜性和成本的同步CDMA無線通信系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將碼間干擾人為引入到擴(kuò)頻信號(hào)中，在解擴(kuò)處理時(shí)，對(duì)于每個(gè)符號(hào)判決點(diǎn)，由于碼間干擾的存在，多址干擾被相互抵消。
所述的將碼間干擾引入到擴(kuò)頻信號(hào)中以實(shí)現(xiàn)多址干擾相互抵消，可以通過如下偶對(duì)稱編碼方案來實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后得到的碼片序列進(jìn)行擴(kuò)展編碼，每個(gè)碼片映射為3個(gè)子碼，“1”映射為“-1，2，-1”(或“1，-2，1”)，“0”映射為“1，-2，1”(或“-1，2，-1”)，每個(gè)子碼的寬度與碼片相同。
表1是所述偶對(duì)稱擴(kuò)展編碼的輸出舉例(以4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列為例)。表1.偶對(duì)稱擴(kuò)展編碼舉例 對(duì)經(jīng)偶對(duì)稱擴(kuò)展編碼得到的5元碼(碼元值為±4，±2，0)序列進(jìn)行脈沖形成，其脈沖波形形成濾波器的沖激響應(yīng)脈沖寬度為碼元間隔。脈沖形成濾波器輸出的擴(kuò)展碼脈沖序列，可用于采用同步CDMA工作模式的基帶系統(tǒng)或射頻傳輸系統(tǒng)。
針對(duì)如上所述的偶對(duì)稱編碼方案，其相關(guān)解擴(kuò)處理可以這樣來實(shí)現(xiàn)在接收端，將獲得的基帶信號(hào)經(jīng)匹配濾波器進(jìn)行濾波，其匹配濾波器采用和發(fā)送端波形形成濾波器相同的形式；然后對(duì)匹配濾波器的輸出，采用與發(fā)送端周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)其相關(guān)解擴(kuò)處理。
所述的將碼間干擾引入到擴(kuò)頻信號(hào)中以實(shí)現(xiàn)多址干擾相互抵消，還可以通過如下奇對(duì)稱編碼方案來實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后得到的的碼片序列進(jìn)行擴(kuò)展編碼，每個(gè)碼片映射為2個(gè)子碼，“1”映射為“1，-1”(或“-1，1”)，“0”映射為“-1，1”(或“1，-1”)，每個(gè)子碼的寬度與碼片相同。
表2是所述奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼的輸出舉例(以4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列為例)。表2奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼 對(duì)經(jīng)奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼得到的3元碼(碼元值為±2，0)序列進(jìn)行脈沖形成，可以采用沖激響應(yīng)脈沖寬度為碼元間隔的波形形成濾波器來實(shí)現(xiàn)。脈沖形成濾波器輸出的擴(kuò)展碼脈沖序列，可用于采用同步CDMA工作模式的基帶系統(tǒng)或射頻傳輸系統(tǒng)。
針對(duì)如上所述的波形形成濾波方案，其相關(guān)解擴(kuò)處理可以這樣來實(shí)現(xiàn)在接收端，將獲得的基帶信號(hào)經(jīng)匹配濾波器進(jìn)行濾波，其匹配濾波器采用和發(fā)送端波形形成濾波器相同的形式。匹配濾波器的輸出與本地?cái)U(kuò)頻特征序列進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理，本地?cái)U(kuò)頻特征序列與發(fā)送端偽隨機(jī)序列經(jīng)奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼后得到的序列相同。
針對(duì)如上所述的波形形成濾波方案，其相關(guān)解擴(kuò)處理還可以這樣來實(shí)現(xiàn)在接收端，將獲得的基帶信號(hào)進(jìn)行基帶濾波，基帶濾波器的沖激響應(yīng)為p(t)-p(t-1)或-p(t)+p(t-1)，其中p(t)為發(fā)送端波形形成濾波器沖激響應(yīng)函數(shù)；然后對(duì)基帶濾波器的輸出，采用與發(fā)送端周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
對(duì)經(jīng)奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼得到的3元碼(碼元值為±2，0)序列進(jìn)行脈沖形成，還可以采用具有奇對(duì)稱沖激響應(yīng)為p(t)-p(t-1)或-p(t)+p(t-1)的波形形成濾波器來實(shí)現(xiàn)，其中p(t)是寬度為碼元間隔的脈沖函數(shù)，濾波器輸出為擴(kuò)展碼脈沖序列。
針對(duì)上述奇對(duì)稱脈沖波形形成濾波方案，其相關(guān)解擴(kuò)處理可以這樣來實(shí)現(xiàn)在接收端，將獲得的基帶信號(hào)進(jìn)行基帶濾波，基帶濾波器的沖激響應(yīng)為所述脈沖函數(shù)p(t)；然后對(duì)濾波器的輸出，采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
所述的將碼間干擾引入到擴(kuò)頻信號(hào)中以實(shí)現(xiàn)多址干擾相互抵消，還可以通過如下偶對(duì)稱波形形成濾波方案來實(shí)現(xiàn)將偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后得到的碼片流直接通過一個(gè)擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器，所述碼片流的每個(gè)碼片經(jīng)濾波器后，產(chǎn)生3個(gè)連續(xù)的子脈沖，其中每個(gè)子脈沖具有相同的函數(shù)形式p(t)，寬度等于碼片間隔；前后脈沖的幅度相等，符號(hào)相同；中間脈沖幅度是前后脈沖幅度的2倍，符號(hào)與前后脈沖相反；這時(shí)擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器的輸出為擴(kuò)展碼脈沖序列。
針對(duì)如上所述偶對(duì)稱波形形成濾波方案，其相關(guān)解擴(kuò)處理可以這樣來實(shí)現(xiàn)在接收端，將獲得的基帶信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，匹配濾波器沖激響應(yīng)具有與發(fā)送端所述子脈沖函數(shù)p(t)相同的形式；然后對(duì)匹配濾波器的輸出，采用與發(fā)送端周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
所述的將碼間干擾引入到擴(kuò)頻信號(hào)中以實(shí)現(xiàn)多址干擾相互抵消，還可以通過如下奇對(duì)稱波形形成濾波方案來實(shí)現(xiàn)將偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后得到的碼片流直接通過一個(gè)擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器，所述碼片流的每個(gè)碼片經(jīng)濾波器后，產(chǎn)生2個(gè)連續(xù)的子脈沖，其中每個(gè)子脈沖具有相同的函數(shù)形式p(t)，幅度相等，符號(hào)相反，寬度等于碼片間隔；這時(shí)擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器的輸出為擴(kuò)展碼脈沖序列。
針對(duì)如上所述奇對(duì)稱波形形成濾波方案，其相關(guān)解擴(kuò)處理可以這樣來實(shí)現(xiàn)在接收端，將獲得的基帶信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，匹配濾波器采用與發(fā)送端波形形成濾波器相同的形式；然后對(duì)匹配濾波器的輸出，采用與發(fā)送端周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
針對(duì)如上所述奇對(duì)稱波形形成濾波方案，其相關(guān)解擴(kuò)處理還可以這樣來實(shí)現(xiàn)在接收端，將獲得的基帶信號(hào)進(jìn)行基帶濾波，基帶濾波器沖激響應(yīng)具有與發(fā)送端所述子脈沖函數(shù)p(t)相同的形式；然后對(duì)基帶濾波器的輸出，采用所述偽隨機(jī)序列經(jīng)奇對(duì)稱編碼得到的擴(kuò)展編碼序列(如表2所示)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
在上述所有相關(guān)解擴(kuò)的輸出結(jié)果中，同步位置獲得的輸出均為偶對(duì)稱脈沖個(gè)數(shù)總和加1，而其它位置的輸出由于碼間干擾互相抵消，輸出為零。
利用本發(fā)明，將大大降低采用周期相關(guān)的同步CDMA系統(tǒng)的多址干擾。低的多址干擾將放寬對(duì)功率控制的要求，甚至無需功率控制，因而采用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一種具有較低成本和復(fù)雜性的同步CDMA通信系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本發(fā)明偶對(duì)稱擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器的沖激響應(yīng)舉例(以滾降系數(shù)為0.5的升余弦函數(shù)脈沖波形為例)。
圖2是周期擴(kuò)頻序列經(jīng)圖1所示偶對(duì)稱脈沖波形形成濾波器的輸出(以4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列為例)。
圖3是本發(fā)明奇對(duì)稱擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器的沖激響應(yīng)舉例(以滾降系數(shù)為0.5的升余弦函數(shù)脈沖波形為例)。
圖4是周期擴(kuò)頻序列經(jīng)圖3所示奇對(duì)稱脈沖波形形成濾波器的輸出(以4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列為例)。
圖5是相關(guān)解擴(kuò)處理的輸出結(jié)果舉例(以4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列為例)。
圖6是滿足本發(fā)明所述多址干擾對(duì)消的地址碼舉例(以4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列為例)。
圖7是本發(fā)明所述采用多址干擾對(duì)消技術(shù)進(jìn)行地址碼生成的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)框圖。
圖1、2描述的偶對(duì)稱波形形成濾波器沖激響應(yīng)及周期擴(kuò)頻序列經(jīng)濾波器的輸出，其沖激響應(yīng)為-p(t+1)+2p(t)-p(t-1)或p(t+1)-2p(t)+p(t-1)，由3個(gè)連續(xù)的具有相同函數(shù)形式的子脈沖構(gòu)成；這時(shí)，在接收端，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行基帶濾波，其基帶濾波器的沖激響應(yīng)為偶對(duì)稱波形形成濾波器輸出的一個(gè)子脈沖p(t)；然后采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列對(duì)濾波器輸出進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
圖3、4描述的奇對(duì)稱波形形成濾波器沖激響應(yīng)及周期擴(kuò)頻序列經(jīng)濾波器的輸出，其沖激響應(yīng)為p(t)-p(t-1)或-p(t)+p(t-1)，由2個(gè)連續(xù)的、具有相同函數(shù)形式但符號(hào)相反的子脈沖構(gòu)成；這時(shí)，在接收端可以按如下兩種方案實(shí)現(xiàn)基帶濾波及相關(guān)解擴(kuò)處理1、采用具有與發(fā)射端波形形成濾波器相同形式的濾波器進(jìn)行匹配濾波，然后對(duì)匹配濾波器的輸出，采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列對(duì)濾波器輸出進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
2、采用沖激響應(yīng)具有與發(fā)射端波形形成濾波器輸出子脈沖p(t)相同形式的濾波器進(jìn)行基帶濾波，然后對(duì)濾波器的輸出，采用所述偽隨機(jī)序列經(jīng)奇對(duì)稱編碼得到的擴(kuò)展編碼序列(如表2所示)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
圖5描述的接收機(jī)相關(guān)運(yùn)算結(jié)果，其有值區(qū)間約為一個(gè)偶對(duì)稱脈沖的范圍，其余為零。無論是采用數(shù)字濾波方案還是采用編碼方案，其相關(guān)運(yùn)算輸出的波形是類似的。實(shí)際相關(guān)運(yùn)算輸出脈沖幅度為(N+1)p(t)，其中包括了相鄰擴(kuò)展碼片的貢獻(xiàn)，N為周期擴(kuò)頻序列的碼長。
圖6以4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列為例，列舉了滿足圖5零多址干擾要求的地址碼集合，不同序列之間的最小相對(duì)相移為3個(gè)碼元間隔，共5個(gè)地址碼。
上述結(jié)果證明了在采用本發(fā)明的碼片擴(kuò)展方案后，相對(duì)相移大于3的碼序列之間具有正交性。
在保證抽樣判決點(diǎn)位于峰值點(diǎn)的前提下，只有當(dāng)不同碼道間的同步誤差大于1.5個(gè)碼片間隔時(shí)，才會(huì)影響抽樣判決值。因此，依據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消碼組，在一定的同步誤差范圍，能夠保持各碼道相互間的正交性，這就有效地降低了MAI(多址干擾)。只要多徑傳播時(shí)延小于各碼道的相對(duì)相移的一半，由多徑導(dǎo)致的MAI就為零。同時(shí)，在同樣的條件下，多徑導(dǎo)致的ISI，可以采用有效的信道估計(jì)方法或均衡算法，克服其影響。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了進(jìn)一步降低由多徑導(dǎo)致的MAI以及ISI，可以在每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的碼片序列前后加上偽隨機(jī)序列的保護(hù)碼片，保護(hù)碼片可以是偽隨機(jī)序列的周期延拓。例如對(duì)于由4級(jí)線性移位寄存器產(chǎn)生的m序列{-1，-1，-1，1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，1，1，1}，假設(shè)加上2個(gè)保護(hù)碼片，周期延拓后的序列變?yōu)閧1，1，-1，-1，-1，1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，1，1，1，-1，-1}。從而保證在多徑傳播時(shí)延小于保護(hù)碼片寬度的情況下，不同碼道間相互正交，最大限度地降低MAI。同時(shí)，由于增加了保護(hù)碼片(相關(guān)處理的偽隨機(jī)系列長度不變)，ISI(符號(hào)間干擾)也被降低了。保護(hù)碼片的個(gè)數(shù)與多徑時(shí)延相適應(yīng)。例如，對(duì)于半徑小于500m的微小區(qū)，假設(shè)多徑傳播最大時(shí)延為2μs，碼片速率為2Mbps，則保護(hù)碼片的數(shù)目為4個(gè)，假設(shè)采用的是碼長為63的偽隨機(jī)序列，則每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的碼片數(shù)為67個(gè)。
本擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，特別適合于各種微小區(qū)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的CDMA通信。
實(shí)施例圖7為本發(fā)明的一種實(shí)施方案，它描述的采用多址干擾對(duì)消技術(shù)進(jìn)行地址碼生成的CDMA或擴(kuò)頻通信系統(tǒng)框圖，包括位于發(fā)射端實(shí)現(xiàn)周期擴(kuò)頻和碼片擴(kuò)展的裝置10，位于接收端實(shí)現(xiàn)匹配濾波和相關(guān)解擴(kuò)的裝置20，以及按照地址碼要求進(jìn)行擴(kuò)頻地址碼的產(chǎn)生和管理的裝置30。在發(fā)射端，待傳送的用戶數(shù)據(jù)Ci首先在裝置10與裝置30產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼進(jìn)行周期擴(kuò)頻，然后經(jīng)擴(kuò)展碼脈沖波形產(chǎn)生器生成要求的脈沖波形，最后調(diào)制到射頻上發(fā)射出去。在接收端，天線收到的信號(hào)經(jīng)射頻下變頻到基帶后，首先在裝置20進(jìn)行匹配濾波，然后與裝置30產(chǎn)生的本地?cái)U(kuò)頻序列進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，恢復(fù)傳送的用戶數(shù)據(jù)Co。經(jīng)裝置20的相關(guān)解擴(kuò)，其輸出只有在滿足本地?cái)U(kuò)頻序列與收到的序列同步時(shí)，輸出最大值，而在其它位置，其輸出均為零。
以下對(duì)圖7所描述的零多址干擾CDMA及擴(kuò)頻通信系統(tǒng)作進(jìn)一步的闡述。
系統(tǒng)資源的分配1、下行同步廣播接入碼道基站將指定某一固定相移的碼道為同步廣播接入碼道，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的同步、廣播和下行接入。通過該碼道向用戶發(fā)布同步信息和系統(tǒng)資源信息，用戶的尋呼信息以及對(duì)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的呼叫進(jìn)行響應(yīng)也是通過該碼道實(shí)現(xiàn)的。
下行同步的實(shí)現(xiàn)由碼道分配管理裝置30指定某一固定相移的偽隨機(jī)系序列為同步廣播接入碼道。該固定相移為所有其它碼道相移的基準(zhǔn)?；就ㄟ^同步廣播接入碼道發(fā)布同步信息、系統(tǒng)資源信息和尋呼信息。由于整個(gè)系統(tǒng)采用同一個(gè)偽隨機(jī)序列的不同相移作為各碼道的特征碼，當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)的“1”或“0”時(shí)，采用任何一種相移的特征碼進(jìn)行相關(guān)，均會(huì)在不同的位置得到輸出峰值，從而產(chǎn)生同步模糊。因此為了實(shí)現(xiàn)可靠的同步，考慮到各碼道間具有正交性，可以采用提高同步廣播接入碼道的導(dǎo)頻符號(hào)的發(fā)射功率，使移動(dòng)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的同步，并基于導(dǎo)頻符號(hào)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的信道估計(jì)。
2、上行接入碼道系統(tǒng)將指定某一固定相移的碼道為系統(tǒng)的上行接入信道。所有移動(dòng)臺(tái)將在該碼道上向基站發(fā)起呼叫或?qū)镜膶ず暨M(jìn)行響應(yīng)?；窘邮諜C(jī)在上行接入碼道上守候用戶發(fā)起的呼叫和用戶對(duì)基站呼叫的響應(yīng)。一旦基站收到呼叫請(qǐng)求或呼叫響應(yīng)，即通過同步廣播接入碼道發(fā)送一確認(rèn)消息，并通知移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的業(yè)務(wù)信道；移動(dòng)臺(tái)收到確認(rèn)消息后向基站發(fā)送一確認(rèn)響應(yīng)消息，隨即轉(zhuǎn)入相應(yīng)的業(yè)務(wù)碼道；基站在收到移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的確認(rèn)響應(yīng)消息后，即認(rèn)為呼叫被建立，隨即在相應(yīng)的業(yè)務(wù)碼道上與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信。
上行同步的建立一個(gè)基本原則是－－用戶發(fā)起的呼叫或?qū)艚械捻憫?yīng)，不能干擾其它用戶的正常通信。由于假定了信號(hào)的傳播時(shí)延小于碼道間的相對(duì)相移，因此在移動(dòng)臺(tái)建立了與基站的同步后，其對(duì)基站呼叫的響應(yīng)或呼叫的發(fā)起，均以同步位置為基準(zhǔn)，指定一個(gè)發(fā)射時(shí)刻——該發(fā)射時(shí)刻一般假定移動(dòng)臺(tái)處于基站有效通信距離一半的位置，使得其發(fā)射信號(hào)到達(dá)基站接收機(jī)的時(shí)延小于碼道間的相對(duì)相移。
為了降低移動(dòng)臺(tái)的功耗，系統(tǒng)將采用開環(huán)功率控制方式，降低移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，確切地說，移動(dòng)臺(tái)將根據(jù)所接收的同步廣播接入碼道的信號(hào)強(qiáng)弱，確定其發(fā)射功率。為了保證開機(jī)時(shí)建立可靠的同步，移動(dòng)臺(tái)初始接入導(dǎo)頻符號(hào)的發(fā)射功率應(yīng)足夠大。
3、業(yè)務(wù)碼道除下行同步廣播接入碼道和上行接入信道外，其它所有碼道均可作為業(yè)務(wù)碼道使用。用戶在業(yè)務(wù)碼道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、圖像等業(yè)務(wù)的傳送。
接入的實(shí)現(xiàn)1、用戶被叫所有用戶在開機(jī)獲得同步后，均在同步接入碼道守候。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的某一用戶被呼叫，無論呼叫來自系統(tǒng)以外的用戶，還是系統(tǒng)內(nèi)的其他用戶，系統(tǒng)均是通過基站的同步接入碼道，將呼叫信息在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行廣播。一旦用戶獲得被呼信息后，即在系統(tǒng)約定的上行接入碼道發(fā)起響應(yīng)?；驹谏闲薪尤氪a道搜尋被叫用戶的響應(yīng)，一旦獲得被叫用戶的響應(yīng)，即在下行同步廣播接入碼道向用戶發(fā)送一條確認(rèn)消息，同時(shí)告知將使用的業(yè)務(wù)碼道信息。被叫用戶在收到確認(rèn)消息后，在接入碼道上發(fā)送一確認(rèn)響應(yīng)消息，之后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的業(yè)務(wù)碼道，進(jìn)入業(yè)務(wù)通信狀態(tài)?；驹谑盏酱_認(rèn)響應(yīng)消息之后使用相應(yīng)的業(yè)務(wù)碼道與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)通信。
2、用戶主叫所有用戶均使用接入碼道發(fā)起呼叫請(qǐng)求?；究偸巧闲薪尤氪a道等待用戶的呼叫信息或被叫用戶的響應(yīng)信息?；驹谑盏接脩舭l(fā)起的呼叫請(qǐng)求后，在下行同步廣播接入碼道發(fā)送一請(qǐng)求確認(rèn)消息，并通知將使用的業(yè)務(wù)碼道信息；主呼用戶收到請(qǐng)求確認(rèn)消息后，要發(fā)送一確認(rèn)響應(yīng)消息，之后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的業(yè)務(wù)碼道，進(jìn)行業(yè)務(wù)通信；基站在收到主呼用戶發(fā)送的確認(rèn)響應(yīng)消息后，亦使用相應(yīng)的業(yè)務(wù)碼道，與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)通信。
本發(fā)明已通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于對(duì)經(jīng)偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后的碼片流人為引入碼片間干擾，確切地說，是將每個(gè)碼元以編碼方式或波形形成濾波的方式擴(kuò)展到相鄰的前后碼元，使得在進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理時(shí)，由于碼間干擾的存在，多址干擾被抵消。
2.如權(quán)力要求1所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的對(duì)偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后的碼片流人為引入碼片間干擾，可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)將所述碼片流進(jìn)行偶對(duì)稱擴(kuò)展編碼，“1”映射為“-1，2，-1”(或“1，-2，1”)，“0”映射為“1，-2，1”(或“-1，2，-1”)，每個(gè)碼片擴(kuò)展為3個(gè)子碼，每個(gè)子碼的寬度與碼片相同；然后將擴(kuò)展編碼得到的5元碼(碼元值為±4，±2，0)序列經(jīng)沖激響應(yīng)脈沖寬度為碼元間隔的脈沖波形形成濾波器進(jìn)行脈沖形成，輸出擴(kuò)展碼脈沖序列。
3.如權(quán)力要求1或2所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的相關(guān)解擴(kuò)處理，可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)首先將權(quán)利要求2所述輸出的擴(kuò)展碼脈沖序列，經(jīng)過一個(gè)與權(quán)利要求2所述的脈沖波形形成濾波器相同的匹配濾波器，然后對(duì)匹配濾波器的輸出，采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
4.如權(quán)力要求1所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的對(duì)偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后的碼片流人為引入碼片間干擾，還可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)將所述碼片流進(jìn)行奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼，“1”映射為“1，-1”(或“-1，1”)，“0”映射為“-1，1”(或“1，-1”)，每個(gè)碼片擴(kuò)展為2個(gè)子碼，每個(gè)子碼的寬度與碼片相同。
5.如權(quán)利要求1或4所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于對(duì)由奇對(duì)稱編碼得到的3元碼(碼元值為±2，0)序列進(jìn)行波形形成，可以采用沖激響應(yīng)為p(t)的脈沖波形形成濾波器來實(shí)現(xiàn)，其中p(t)是脈沖寬度為碼元間隔的脈沖函數(shù)，濾波器輸出為擴(kuò)展碼脈沖序列。
6.如權(quán)力要求1，4或5所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的相關(guān)解擴(kuò)處理，可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)首先將權(quán)利要求5所述輸出的擴(kuò)展碼脈沖序列，經(jīng)過一個(gè)與權(quán)利要求5所述的脈沖波形形成濾波器相同的匹配濾波器，然后對(duì)匹配濾波器的輸出，采用按照權(quán)利要求4所述方法進(jìn)行奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼后的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
7.如權(quán)力要求1、4或5所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的相關(guān)解擴(kuò)處理，還可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)首先將權(quán)利要求5所述輸出的擴(kuò)展碼脈沖序列，經(jīng)過一個(gè)具有奇對(duì)稱沖激響應(yīng)為p(t)-p(t-1)或-p(t)+p(t-1)的濾波器，其中p(t)為權(quán)利要求5所述的脈沖函數(shù)；然后對(duì)匹配濾波器的輸出，采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
8.如權(quán)利要求1或4所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于對(duì)由奇對(duì)稱編碼得到的3元碼(碼元值為±2，0)序列進(jìn)行波形形成，還可以采用具有奇對(duì)稱沖激響應(yīng)為p(t)-p(t-1)或-p(t)+p(t-1)的波形形成濾波器來實(shí)現(xiàn)，其中p(t)是寬度為碼元間隔的脈沖函數(shù)，濾波器輸出為擴(kuò)展碼脈沖序列。
9.如權(quán)利要求1、4或8所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的相關(guān)解擴(kuò)處理，可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)首先將權(quán)利要求8所述輸出的擴(kuò)展碼脈沖序列，經(jīng)沖激響應(yīng)為所述脈沖函數(shù)p(t)的濾波器濾波，然后對(duì)濾波器的輸出，采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
10.如權(quán)力要求1所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的對(duì)偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后的碼片流人為引入碼間干擾，還可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)將所述碼片流直接通過一個(gè)偶對(duì)稱擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器，所述碼片流的每個(gè)碼片經(jīng)濾波器后，產(chǎn)生3個(gè)連續(xù)的子脈沖，其中每個(gè)子脈沖具有相同的函數(shù)形式p(t)，寬度等于碼片間隔；前后脈沖的幅度相等，符號(hào)相同；中間脈沖幅度是前后脈沖幅度的2倍，符號(hào)與前后脈沖相反；這時(shí)擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器的輸出為擴(kuò)展碼脈沖序列。
11.如權(quán)力要求1或10所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的相關(guān)解擴(kuò)處理，可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)首先將權(quán)利要求10所述輸出的擴(kuò)展碼脈沖序列，經(jīng)過一個(gè)沖激響應(yīng)具有權(quán)利要求10所述子脈沖函數(shù)形式p(t)的濾波器；然后采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列對(duì)匹配濾波器的輸出進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
12.如權(quán)力要求1所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的對(duì)偽隨機(jī)序列周期擴(kuò)頻后的碼片流人為引入碼間干擾，還可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)將所述碼片流直接通過一個(gè)奇對(duì)稱擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器，所述碼片流的每個(gè)碼片經(jīng)濾波器后，產(chǎn)生2個(gè)連續(xù)的子脈沖，其中每個(gè)子脈沖具有相同的函數(shù)形式p(t)，幅度相等，符號(hào)相反，寬度等于碼片間隔；這時(shí)擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器的輸出為擴(kuò)展碼脈沖序列。
13.如權(quán)力要求1或12所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的相關(guān)解擴(kuò)處理，可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)首先將權(quán)利要求12所述輸出擴(kuò)展碼脈沖序列，經(jīng)過一個(gè)沖激響應(yīng)具有權(quán)利要求12所述擴(kuò)展碼脈沖波形形成濾波器；然后采用與周期擴(kuò)頻相同的偽隨機(jī)序列對(duì)匹配濾波器的輸出進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
14.如權(quán)力要求1或12所述的擴(kuò)頻多址干擾對(duì)消技術(shù)，其特征在于所述的相關(guān)解擴(kuò)處理，還可以通過如下方法來實(shí)現(xiàn)首先將權(quán)利要求12所述輸出擴(kuò)展碼脈沖序列，經(jīng)過一個(gè)沖激響應(yīng)具有權(quán)利要求12所述子脈沖相同函數(shù)形式p(t)的濾波器；然后采用按照權(quán)利要求4所述方法進(jìn)行奇對(duì)稱擴(kuò)展編碼后的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)解擴(kuò)處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于同步碼分多址(CDMA)系統(tǒng)及擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的多址干擾對(duì)消技術(shù)。待傳送的用戶數(shù)據(jù)Ci首先在裝置10與裝置30產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼進(jìn)行周期擴(kuò)頻,然后通過編碼或數(shù)字濾波將碼間干擾人為引入到擴(kuò)頻信號(hào)中;裝置20對(duì)接收基帶信號(hào)進(jìn)行匹配濾波,并與裝置30產(chǎn)生的本地?cái)U(kuò)頻序列進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò),碼間干擾的存在使多址干擾相互抵消,從而恢復(fù)傳送的用戶數(shù)據(jù)Co。采用該技術(shù)方案能夠有效降低不同碼道間的相互干擾,實(shí)現(xiàn)一種具有低復(fù)雜性和成本的同步碼分多址系統(tǒng)及擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1286547SQ0012966
公開日2001年3月7日 申請(qǐng)日期2000年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月11日
發(fā)明者華蘇重 申請(qǐng)人:華蘇重