專利名稱：并行擴(kuò)頻通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信，更具體地說(shuō)，涉及提供與擴(kuò)譜相關(guān)通信的系統(tǒng)和方法。
2.相關(guān)技術(shù)的描述擴(kuò)頻通信技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用。例如，擴(kuò)譜起源于對(duì)偵破/截獲極其敏感以及容易受到有意介入干擾/人為干擾損失的軍事通信。然而，已經(jīng)發(fā)展了適用于擴(kuò)譜的商業(yè)應(yīng)用的主機(jī)，特別是在無(wú)線通信的領(lǐng)域中，例如，蜂窩式移動(dòng)通信。
擴(kuò)譜的基本概念不同于長(zhǎng)期的標(biāo)準(zhǔn)通信實(shí)踐。特別是，常規(guī)的實(shí)踐是集中于減小信息承載信號(hào)的頻率帶寬，以便于將更多的信號(hào)適應(yīng)于通信鏈路(信道)。擴(kuò)譜的目標(biāo)恰恰相反，是充分增加信息承載信號(hào)的帶寬。的確，擴(kuò)頻通信鏈路占據(jù)了比標(biāo)準(zhǔn)通信鏈路所需的最小帶寬大得多的帶寬。即，擴(kuò)譜信號(hào)一般所占據(jù)的帶寬要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)根據(jù)奈奎斯特理論所需傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的帶寬。正如以下將要更詳細(xì)討論的那樣，該帶寬增加有助于減小各種形式的干擾的不利效應(yīng)。
在擴(kuò)譜系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)擴(kuò)展(增加)發(fā)射前的信息承載信號(hào)的帶寬。接收機(jī)一旦接收到信號(hào)，就以基本相同的量來(lái)解擴(kuò)(減小)帶寬。理想的是，解擴(kuò)所接收到的信號(hào)相同于擴(kuò)展之前的傳輸信號(hào)。然而，通信信道一般都會(huì)引入某種形式的窄帶(相對(duì)于擴(kuò)展帶寬)的干擾。
一種普遍類型的擴(kuò)譜系統(tǒng)是直接序列擴(kuò)譜系統(tǒng)(“DSSS”)。采用DSSS系統(tǒng)，擴(kuò)譜是通過(guò)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與偽噪聲序列“PN-序列”或“PN碼”相乘而獲得的，這也被稱之為偽隨機(jī)序列或片段碼(chipping code)，她的符號(hào)率是二進(jìn)制數(shù)據(jù)碼率的許多倍。擴(kuò)展序列的符號(hào)率又是被稱之為片斷率。該片段碼與數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)且包括適用于要傳輸?shù)母魑坏娜哂辔荒Ｐ汀Ｔ摯a在效果上提供了所傳輸信號(hào)的抗干擾的能力。如果在傳輸過(guò)程中損失了在模型中的一位或多位，但由于傳輸中的冗余度原始的數(shù)據(jù)仍能夠恢復(fù)。偽噪聲序列是以-1或1(極性)，或者0和1(非極性)的片段數(shù)值的序列，它還具有其他相關(guān)的特性。
圖1說(shuō)明了常規(guī)的直接序列(“DS”)擴(kuò)譜的擴(kuò)展技術(shù)。有幾類眾所周知的偽噪聲序列，可以適用于DSSS系統(tǒng)，例如，M序列、Gold(戈?duì)柕?碼、和Kasami碼；各類序列或碼都具有它自己的特殊性能。在一個(gè)碼中的片段的數(shù)量被稱之為該碼的周期(N)。例如，如果一個(gè)完整的PN序列與一個(gè)單個(gè)數(shù)據(jù)位相乘(正如圖1所示，采用N＝7)，則信號(hào)的帶寬與因數(shù)N相乘，該因數(shù)也被稱為處理的增益。換句話說(shuō)，在擴(kuò)頻通信中的處理增益直接與序列的長(zhǎng)度有關(guān)。參考圖2A，如果使用M序列的碼，則功率譜中的效應(yīng)是具有sinc2(x)函數(shù)的功率擴(kuò)展密度。
通過(guò)干擾抑制的必要性就可以迅速地看到使用擴(kuò)譜技術(shù)的益處。影響信號(hào)的干擾主要有三類人為干擾，多址訪問(wèn)以及多路徑。當(dāng)另一信號(hào)是預(yù)先有準(zhǔn)備的(例如采用軍事干擾機(jī))或者是不小心地疊加在該信號(hào)上，則就會(huì)發(fā)生人為干擾。多址訪問(wèn)干擾發(fā)生在信號(hào)分享其他信號(hào)的相同頻率頻譜時(shí)。多路徑干擾法發(fā)生在信號(hào)本身被延遲時(shí)。
采用人為干擾相關(guān)的技術(shù)，則敵對(duì)一方或“干擾機(jī)”會(huì)在擴(kuò)譜信號(hào)上具有不同的時(shí)間。事實(shí)上，在擴(kuò)展之后，擴(kuò)譜信號(hào)與噪聲相擾頻，見圖2B，人為干擾的信號(hào)僅僅限制于一小部分頻譜，在解擴(kuò)(縮譜)之后，人為干擾就被衰減到了噪聲電平，見圖2C，并且信息可以得到恢復(fù)，見圖2D。在商業(yè)應(yīng)用中，擴(kuò)頻通信的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了來(lái)自另一個(gè)發(fā)射機(jī)的相關(guān)干擾。
與多址訪問(wèn)相關(guān)的擴(kuò)譜益處具有更大商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。從商業(yè)應(yīng)用的觀點(diǎn)來(lái)看，擴(kuò)頻通信允許多個(gè)用戶以相同的頻帶進(jìn)行通信。當(dāng)采用該方式時(shí)，這就改變了頻分多址(“FDMA”)或時(shí)分多址(“TDMA”)且通常被稱之為碼分多址(“CDMA”)或擴(kuò)譜多址(“SSMA”)。當(dāng)使用CDMA時(shí)，在改組中的各個(gè)信號(hào)都給出了它自己的擴(kuò)展序列。FDMA要求所有的用戶都采用互不相交的頻帶并且在時(shí)間同步發(fā)射。TDMA通過(guò)將單獨(dú)時(shí)間窗分配給在各個(gè)信道中的各個(gè)用戶要求所有的用戶都采用相同的帶寬。相反，CDMA則通過(guò)它們所采用的指定擴(kuò)展碼來(lái)區(qū)分在接收機(jī)上相互不同的波形。
CDMA對(duì)無(wú)線通信具有特殊的興趣。這些應(yīng)用可以包括蜂窩式通信，個(gè)人通信服務(wù)(“PCS”)，以及無(wú)線局域網(wǎng)。它普及的主要理由是由于在多路徑輸入信道上發(fā)射時(shí)擴(kuò)譜波形所顯示的性能。為了能說(shuō)明這一概念，考慮DS的信令。只要擴(kuò)展序列的單個(gè)片段的過(guò)程是小于多路徑延遲的擴(kuò)展，則DS波形的使用就位系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了兩種選擇中的一種選擇。多路徑可以作為干擾形式來(lái)處理，這就意味著接收機(jī)應(yīng)該盡可能多地來(lái)衰減它。的確，在這樣的條件下，由于系統(tǒng)的處理增益的原因，所有的多路徑返回到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間延遲大于在同步到達(dá)接收機(jī)的多路徑返回過(guò)程中的片段時(shí)間(通常是第一返回)，且都得到了衰減。另外，在從主路徑返回的過(guò)程中，有多個(gè)片段所分離的多路徑都表示在接收信號(hào)中所可以看到的“獨(dú)立性”以及可以建設(shè)性地增強(qiáng)接收機(jī)的整體性能。即，因?yàn)樗械亩嗦窂椒祷囟及伺c將要發(fā)送的數(shù)據(jù)有關(guān)的信息，該信息可以有適當(dāng)設(shè)計(jì)的接收機(jī)來(lái)獲取。
即，擴(kuò)頻通信的益處是可以使用不同的擴(kuò)展代碼使得多條鏈路可以同時(shí)在相同的頻率上工作。該技術(shù)所能獲得另一益處是該處理增益允許擴(kuò)頻通信鏈路可以工作在比常規(guī)無(wú)線電鏈路要低得多的信號(hào)電平上。
然而，常規(guī)的擴(kuò)譜系統(tǒng)也存在著一些缺點(diǎn)。常規(guī)無(wú)線系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題是該系統(tǒng)具有可觀的RF發(fā)射機(jī)功率的必需條件。特別是在便攜式手持蜂窩設(shè)備中，可以相信該設(shè)備的這種功率條件和相關(guān)強(qiáng)電磁信號(hào)可以負(fù)面影響人類的生理。常規(guī)系統(tǒng)的另一個(gè)相關(guān)缺點(diǎn)是便攜式設(shè)備在某些應(yīng)用中的短電池壽命。因此，常規(guī)擴(kuò)譜系統(tǒng)需要大的通信帶寬以及采用許多擴(kuò)展碼來(lái)限制在各個(gè)帶寬上的許多用戶。
另一缺點(diǎn)是擴(kuò)譜能夠經(jīng)受NEARFAR效應(yīng)。該問(wèn)題是由于接收機(jī)可以采用不同的功率接收來(lái)自多個(gè)發(fā)射機(jī)的多個(gè)信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，非干擾發(fā)射機(jī)所發(fā)射的信號(hào)功率可以通過(guò)干擾碼的互相關(guān)性能在接收機(jī)中得到抑制。然而，如果非干擾發(fā)射機(jī)非常接近于干擾發(fā)射機(jī)，所接收到的非干擾發(fā)射機(jī)的信號(hào)功率就有可能構(gòu)成比干擾發(fā)射機(jī)的信號(hào)功率高得多。在這種情況下，接收機(jī)中的PN相關(guān)器將難以檢測(cè)和解擴(kuò)微弱的干擾發(fā)射。
另一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是常規(guī)系統(tǒng)不能實(shí)際和有效地提供增強(qiáng)處理增益。當(dāng)前，擴(kuò)譜技術(shù)還不能支持能改善處理增益的大的PN序列長(zhǎng)度。另外，常規(guī)系統(tǒng)還難以對(duì)前向誤差校正采用優(yōu)化的處理增益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明講授了雙有序并行擴(kuò)譜方法和系統(tǒng)。該發(fā)明有利地組合了一系列碼序列，以產(chǎn)生可在大量的應(yīng)用中得以實(shí)施的增強(qiáng)的和堅(jiān)實(shí)的通信技術(shù)，它可以包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或者一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線通信系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)站。采用了包括基本碼序列和輔助碼序列的雙有序并行擴(kuò)譜方法。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射機(jī)站所執(zhí)行的步驟包括采用基本編碼方案(例如，正交Walsh編碼方案)對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行編碼；采用輔助序列(例如，PN序列)對(duì)所編碼的信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展；使用例如DBPSK調(diào)制技術(shù)來(lái)調(diào)制所擴(kuò)展的編碼信號(hào)；以及發(fā)射所調(diào)制的信號(hào)。根據(jù)該推薦實(shí)施例，接收機(jī)站執(zhí)行的步驟包括使用存儲(chǔ)的輔助序列來(lái)解擴(kuò)所接收到的信號(hào)，解調(diào)所解擴(kuò)后的信號(hào)；以及使用基本編碼方案來(lái)解碼所解調(diào)的信號(hào)。
以并行曾的方式來(lái)使用多個(gè)短擴(kuò)展序列可從根本上增強(qiáng)處理增益和多址訪問(wèn)的屬性。
本發(fā)明也提供了采用前向誤差校正同時(shí)增強(qiáng)處理增益。
本發(fā)明的另一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是所增強(qiáng)的處理增益允許減少所發(fā)射功率的條件。例如，18dB的處理增益理論上意味著只需要RF發(fā)射功率條件的1/8就可以滿足通信鏈路的需要。本發(fā)明較低的功率條件可以減少影響健康的問(wèn)題并且允許在某些應(yīng)用中可以有更長(zhǎng)的電池使用。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是在同相和正交的信道中采用獨(dú)立的擴(kuò)展序列，從而允許提高鏈路的安全性。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)是改善帶寬的有效性。例如，該發(fā)明一般都提供了比采用同一處理增益屬性的常規(guī)擴(kuò)譜技術(shù)大于5倍的更多的帶寬有效性。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是在接收機(jī)實(shí)施前向誤差校正算法有利于改善碼誤差率的性能。
本發(fā)明還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于采用的短PN序列所以減小的采集的周期。
本發(fā)明的上述和其他性能和優(yōu)點(diǎn)將從以下本發(fā)明實(shí)施例，附圖以及權(quán)利要求的更詳細(xì)討論中變得更加清晰。


為了能更加完整地理解本發(fā)明以及它的目的和優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖的下列討論，在附圖中圖1說(shuō)明了常規(guī)直接序列擴(kuò)譜的擴(kuò)展技術(shù)；圖2A-2D說(shuō)明了在常規(guī)直接序列的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的頻譜；圖3說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的并行擴(kuò)頻通信系統(tǒng)；圖4說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例發(fā)射并行擴(kuò)譜信號(hào)的處理過(guò)程；圖5說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例接收并行擴(kuò)譜信號(hào)的處理過(guò)程；圖6說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)并行擴(kuò)展的信號(hào)圖；圖7說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)信道并行擴(kuò)譜發(fā)射機(jī)系統(tǒng)；圖8說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的QPSK不同編碼器的硬件元件圖；圖9說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的并行擴(kuò)譜接收機(jī)系統(tǒng)；圖10說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的Walsh碼相關(guān)性和解碼電路；圖11說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的不同PSK解調(diào)器的硬件元件圖；圖12說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙信道并行擴(kuò)展系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖3-12來(lái)討論本發(fā)明的推薦實(shí)施例，在該圖中類似的標(biāo)號(hào)表示著類似的元件并且各個(gè)標(biāo)號(hào)的最左邊的數(shù)值對(duì)應(yīng)于在附圖中最先使用的標(biāo)號(hào)。
這些推薦實(shí)施例是以無(wú)線電話通信系統(tǒng)的內(nèi)容來(lái)討論的。然而，本發(fā)明可以在廣泛的應(yīng)用中得到實(shí)現(xiàn)，例如，寬帶無(wú)線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)字通信鏈路；低功率無(wú)線應(yīng)用；使用CDMA的遙測(cè)應(yīng)用；WLAN應(yīng)用；以及安全通信信道。推薦實(shí)施例涉及根據(jù)本發(fā)明將代碼數(shù)據(jù)擴(kuò)展到預(yù)定序列上的并行雙序列擴(kuò)譜(“PBSS”)技術(shù)。因此，本發(fā)明同時(shí)也提供了其他處理增益，數(shù)據(jù)前向誤差校正(“FEC”)的益處，以及其它益處和優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明也可以應(yīng)用于任何現(xiàn)有的數(shù)字通信信道，以基本創(chuàng)建偽直接序列擴(kuò)頻通信鏈路，該鏈路采用了輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位乘位(B×B)或者多位相乘(MB×MB)的并行擴(kuò)展。當(dāng)與DSSS通信信道相組合時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的雙層并行的擴(kuò)展。本發(fā)明加寬了帶寬的條件和提高了鏈路的處理增益。
參考圖3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例來(lái)描述擴(kuò)頻通信系統(tǒng)300。系統(tǒng)300包括發(fā)射站310和接收站320。發(fā)射站310與接收站320通信并行擴(kuò)譜信號(hào)330。為了便于雙向通信，接收站320也可作為發(fā)射機(jī)向作為接收機(jī)的發(fā)射站310發(fā)射并行擴(kuò)譜信號(hào)340。在業(yè)內(nèi)的普通專業(yè)人士都會(huì)意識(shí)到并行擴(kuò)譜信號(hào)330和340可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(未顯示)來(lái)發(fā)射，例如，通過(guò)蜂窩式電話服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和個(gè)人通信服務(wù)(“PCS”)網(wǎng)絡(luò)。例如，發(fā)射站310和接收站320可以在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的相同單元或不同單元網(wǎng)內(nèi)或者是在兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的單元內(nèi)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以包括一個(gè)和多個(gè)基站，基站可以在各個(gè)單元中各自工作，并且電話總機(jī)辦公室可以認(rèn)為是移動(dòng)電話交換辦公室(“MTSO”)。各個(gè)基站可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)，它可以轉(zhuǎn)發(fā)并行擴(kuò)譜信號(hào)330和340，使得蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以與發(fā)射站310和/或接收站320通信。在這類實(shí)施例中，MTSP處理所有連接著手持電話系統(tǒng)和其它蜂窩網(wǎng)絡(luò)的電話，以及控制在該指定區(qū)域中的所有基站。并行擴(kuò)譜信號(hào)330和340可以在基站或MTSO上轉(zhuǎn)換成不同格式的信號(hào)，該格式可以是根據(jù)需要取決于基于地面通信系統(tǒng)或其他蜂窩網(wǎng)絡(luò)所需的格式。
在推薦實(shí)施例中，根據(jù)圖4所描述的處理400產(chǎn)生并行擴(kuò)譜信號(hào)330。在該發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)射展310采用基本編碼方案對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行編碼(步驟410)。該基本編碼方案采用諸如正交Walsh函數(shù)的長(zhǎng)度為2n正交碼。例如，基本碼可以是4，8，或16位的Walsh碼。采用輔助碼對(duì)所擴(kuò)展的基本編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助編碼(步驟420)。該輔助碼可以是任意類型的偶數(shù)有序代碼，例如，M序列，Barker，Gold，Kasami，以及其它等等，但是最好是PN序列。輔助碼可以根據(jù)需要同時(shí)與完整的基本序列相乘，使得輔助序列必須是基本序列長(zhǎng)度的整數(shù)倍。例如，如果基本碼是8位Walsh碼，則輔助碼必須是8的整數(shù)倍，例如，可以是16，24，32，48，或者64，等等的位PN序列。一旦完成輔助編碼之后，就調(diào)制該信號(hào)(步驟430)，并且將該信號(hào)發(fā)送至接收站320(步驟440)。
圖5說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明該推薦實(shí)施例適用于接收并行擴(kuò)譜信號(hào)330的處理過(guò)程500。并行擴(kuò)譜信號(hào)330首先在接收站320接收到(步驟510)。對(duì)并行擴(kuò)譜信號(hào)330進(jìn)行數(shù)字化(步驟520)，隨后使用所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)于發(fā)射站310所使用的輔助序列的輔助序列進(jìn)行解擴(kuò)(步驟530)。一旦完成了解擴(kuò)，則對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)(步驟540)，并且隨后使用在發(fā)射展310中所采用的方案進(jìn)行解碼(步驟550)。
采用該實(shí)施例，如果使用8位Walsh碼作為基本序列和48位PN序列作為輔助序列，則可以獲得18.4dB的潛在處理增益(正如以下將詳細(xì)說(shuō)明的那樣)。通過(guò)使用更長(zhǎng)的基本和/或輔助碼可以獲得更高程度的處理增益。然而，再接收站320中的電子設(shè)備的復(fù)雜程度直接與代碼長(zhǎng)度成比例，并因此可以限制更大的代碼的特殊應(yīng)用。相比較而言，要獲得在常規(guī)DSSS系統(tǒng)中的18.4dB處理增益，就必須采用大于69未的擴(kuò)展碼，這對(duì)于使用目前技術(shù)的高數(shù)據(jù)率的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是難以實(shí)現(xiàn)的。
圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的并行擴(kuò)展數(shù)據(jù)的信號(hào)圖600。正如所示的那樣，8位正交碼610可采用48位的并行PN序列620進(jìn)行擴(kuò)展，以產(chǎn)生并行擴(kuò)譜數(shù)據(jù)信號(hào)630。正如以上所闡述的那樣，并行的序列必須是所選擇的正交碼長(zhǎng)度的整數(shù)倍。各個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)640是由6位并行擴(kuò)展序列650擴(kuò)展并產(chǎn)生潛在的處理增益7.78dB(10 log 6)。一旦選擇了適當(dāng)?shù)恼淮a和并行PN序列，它們則在通信的過(guò)程中是固定的。當(dāng)各個(gè)接收機(jī)分配正交PN序列且該P(yáng)N序列可在具有或者不具有可變長(zhǎng)度時(shí)，就可能獲得CDMA通信。
從本質(zhì)上說(shuō)，常在多個(gè)數(shù)據(jù)位上使用長(zhǎng)的并行擴(kuò)展序列。所使用的擴(kuò)展序列可以是，例如，M序列，Barker，Gold，Kasami，和任何類型的PN序列。在根據(jù)本發(fā)明中的并行擴(kuò)展可以采用對(duì)發(fā)射路徑中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行不同的編碼，以簡(jiǎn)化在接收機(jī)的數(shù)據(jù)恢復(fù)。如果并行擴(kuò)展方案應(yīng)用于M-ary調(diào)制鏈路，則可以使用不同的PN序列來(lái)擴(kuò)展同相(I)和正交(Q)的信道，以提高信道的安全性。
M序列調(diào)制系統(tǒng)可以在每一個(gè)發(fā)射信號(hào)的轉(zhuǎn)變(符號(hào))過(guò)程中發(fā)出比二進(jìn)制系統(tǒng)更多的信息。因?yàn)樾枰猯og2(M)位來(lái)選擇M種可能性中的一種，所以各個(gè)波形可以轉(zhuǎn)換成log2(M)位信息。各個(gè)所轉(zhuǎn)換的波形表示log2(M)位符號(hào)。
表1說(shuō)明了M序列方案的實(shí)例。
表1M-ary方案

在本發(fā)明的實(shí)施例中，基本數(shù)據(jù)的Walsh編碼提供了初始擴(kuò)展和編碼增益。8位的Walsh編碼器將提供9dB的潛在處理增益和1.6dB編碼增益。鏈路的使用先進(jìn)的協(xié)議并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成打包數(shù)據(jù)格式。導(dǎo)言表示這轉(zhuǎn)換的起始部分，以實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)采集的初始化。對(duì)序列數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，差分二進(jìn)制相移鍵控(“DBPSK”)調(diào)制可對(duì)QDPSK的導(dǎo)言進(jìn)行初始化。差分是指數(shù)據(jù)以離散相移Δθ的方式來(lái)轉(zhuǎn)換的，其中，相位參考是原先轉(zhuǎn)換的信號(hào)相位。該方法減小了調(diào)制處理的復(fù)雜性，因?yàn)樗恍枰^對(duì)的相位參考。
圖7說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有單信道的并行擴(kuò)譜系統(tǒng)700。輸入數(shù)據(jù)772采用混合器710混合，使之奇怪地變成白色，并且除去數(shù)據(jù)中地任何DC偏置。在本發(fā)明該實(shí)施例中，使用Walsh編碼器720以正交Walsh函數(shù)來(lái)編碼和擴(kuò)展數(shù)據(jù)流。最終的數(shù)據(jù)被分成具有3位定義幅度和其余位設(shè)計(jì)成符號(hào)的4位四位字節(jié)。幅度位確定了8位Walsh碼中的一位，而符號(hào)位定義了所選擇的是真Walsh碼還是逆Walsh碼。這樣就以擴(kuò)展和編碼的方式引入了系統(tǒng)處理增益。擴(kuò)展增益為9dB(10 log 8)，同時(shí)較高的正交Walsh函數(shù)可以提供編碼增益1.6dB。于是，Walsh碼的使用提供了10.6dB的有效系統(tǒng)增益。然而，本發(fā)明也可以使用另一種涉及同相(I)和正交(Q)信道的數(shù)字調(diào)制方案。因此，在另一實(shí)施例中，各個(gè)信道都采用不同的并行擴(kuò)展序列，以大大提高信道的安全性。
M序列雙正交鍵控(“MBOK”)調(diào)制是使用正交碼進(jìn)行數(shù)據(jù)塊編碼并且可以二進(jìn)制(“BMBOK”)或正交(“QMBOK“)的格式實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。該技術(shù)可以通過(guò)在接收機(jī)實(shí)現(xiàn)FEC算法來(lái)產(chǎn)生改善鏈路位誤差率(“BER”)性能的編碼增益。因此，MBOK調(diào)制比BPSK更有效，例如，在le10-5BER，Eb/No是8dB，而不是9.6dB。
應(yīng)該注意的是，Walsh編碼可以作為推薦實(shí)施例的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些實(shí)施例可以具有以上所體積的益處和優(yōu)點(diǎn)，但是在另一實(shí)施例中，它還包含了從并行擴(kuò)展中直接獲得的其他處理增益。因?yàn)榭梢垣@得代碼的正交性和FEC屬性，所以推薦使用Walsh編碼。Walsh碼只有在零相位偏置和較佳的同步時(shí)才能呈現(xiàn)出零交叉相關(guān)性。當(dāng)存在這偏置時(shí)，Walsh碼會(huì)呈現(xiàn)出比PN序列大得多的交叉相關(guān)性數(shù)值和差得多的自動(dòng)相關(guān)性。因此，為了能在接收機(jī)部分對(duì)Walsh序列進(jìn)行相干性解碼，常使用重疊的并行PN擴(kuò)展序列來(lái)獲取所需的相位和時(shí)序信息。起始可發(fā)送一些不能解碼的導(dǎo)言，以便于在接收機(jī)部分獲得初始采集。導(dǎo)言發(fā)生器740產(chǎn)生導(dǎo)言，隨后為了Walsh編碼通過(guò)信號(hào)媒介存取控制器(“MAC”)(未顯示)的信號(hào)774發(fā)送打包數(shù)據(jù)。MAC控制著主機(jī)系統(tǒng)和無(wú)線電部分之間的數(shù)據(jù)流。
為了能簡(jiǎn)化在解調(diào)過(guò)程中所需的相位確定，就產(chǎn)生了數(shù)據(jù)流的差分編碼。差分編碼器730采用原先的符號(hào)作為相位參考，來(lái)確定目前符號(hào)的結(jié)果。這就忽略在相干性檢測(cè)系統(tǒng)中的恒定相位參考傳輸?shù)南葲Q條件。通過(guò)簡(jiǎn)單XOR當(dāng)前和原先符號(hào)的數(shù)值就可以獲得適用于BPSK的差分編碼。然而，適用于QPSK的差分編碼就更復(fù)雜，它存在著如表2所示的16種可能的狀態(tài)。
圖8說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的QPSK差分編碼器電路800。硬件包括連接著兩位加法器830的四個(gè)兩輸入的異或門810和820。電路800的操作對(duì)每一個(gè)業(yè)內(nèi)技術(shù)人士來(lái)說(shuō)都是很清楚的。
表2差分編碼序列QPSK


再參考圖7，數(shù)據(jù)緩沖器750保持著在并行擴(kuò)展之前的數(shù)據(jù)位并且確保它與PN序列能夠同步。例如，Walsh編碼器720向同步器732提供了同步脈沖。為了能確保Walsh碼和PN序列能在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)，同步器732向數(shù)據(jù)緩沖器750，PN序列發(fā)生器760和并行擴(kuò)展器770提供了時(shí)序信息。對(duì)PN發(fā)生器進(jìn)行可編程，使之能產(chǎn)生從短的到非常長(zhǎng)的PN序列。PN序列采用每一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的多個(gè)PN位通過(guò)并行控制器770以并行的方式擴(kuò)展數(shù)據(jù)。所輸出的數(shù)據(jù)流776是使用諸如BPSK或QPSK的數(shù)字調(diào)制方案調(diào)制的。
圖9和圖10說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的并行擴(kuò)譜系統(tǒng)(接收機(jī))900的主要元件。圖9說(shuō)明了I 902和Q 904信道，在該信道中采用DPSK的調(diào)制方案。圖10說(shuō)明了適用于FEC的Walsh碼相關(guān)性和解碼的電路100；為了便于說(shuō)明，只是說(shuō)明了同相[I]信道，但是也可以使用其它信道。電路1000的操作對(duì)每一個(gè)業(yè)內(nèi)技術(shù)人士來(lái)說(shuō)都是很清楚的。
參考圖9，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，接收機(jī)900解擴(kuò)并行擴(kuò)展的序列。特別是，將IF信號(hào)下變換到基帶，在基帶該信號(hào)由雙4位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(“ADC”)910進(jìn)行數(shù)字化?？梢圆捎?倍于芯片速率的采樣速率。由載波相位監(jiān)測(cè)器930，超前/滯后濾波器940，數(shù)值控制振蕩器(“NCO”)950，和復(fù)數(shù)乘法器920構(gòu)成載波追蹤數(shù)字鎖相環(huán)(“DPLL”)。NCO是一個(gè)可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于正弦或其他波形的數(shù)字采樣數(shù)值的振蕩器。DPLL的目的是除去任何載波的偏置，該偏置是在RF下變換處理中可冗余的屬性。正交NCO乘以所接收到的采樣，以在相關(guān)之前能除去該載波偏置。解調(diào)部分輸出輔助DPLL誤差信號(hào)。該相位對(duì)準(zhǔn)或同步于引入到PN匹配濾波相關(guān)器960的采樣，以優(yōu)化接收機(jī)的性能。
PN匹配濾波器960包括單獨(dú)可編程的多級(jí)串連可變相關(guān)器。在工作中，PN匹配濾波器960計(jì)算在輸入和可編程PN最大序列之間的交叉相關(guān)性。該相關(guān)性的峰值可用于初始化并行累加，積分，和轉(zhuǎn)存的序列，并依次提取多位采樣和位時(shí)序的信息。在PN匹配濾波器960中各個(gè)位累加器的結(jié)果以并行的方式輸入至相關(guān)性和符號(hào)追蹤處理器970，在該處理中，確定各位的相關(guān)性并且從所提取的數(shù)據(jù)采樣中提取符號(hào)時(shí)序信息。通過(guò)采用公式Max[ABS(I)*ABS(Q)]+1/2Min[ABS(I)*ABS(Q)]，近似計(jì)算I和Q信道相關(guān)性和的和的幅值可獲得相關(guān)性。該計(jì)算數(shù)值可用于產(chǎn)生多位追蹤參考時(shí)鐘信號(hào)。
實(shí)現(xiàn)可編程閾值和智能追蹤，以忽略假的檢測(cè)和自動(dòng)插入丟失的相關(guān)性脈沖。該多位檢測(cè)脈沖初始化并行相關(guān)性，該相關(guān)性可通過(guò)計(jì)算符號(hào)相關(guān)性的冪的幅值來(lái)提取符號(hào)的時(shí)序，符號(hào)相關(guān)性的冪也形成了適用于符號(hào)追蹤處理的參考。形成符號(hào)追蹤處理的所提取的擴(kuò)展符號(hào)采樣與相關(guān)的時(shí)序信息一起發(fā)送至DPSK解調(diào)器980。
DPSK解調(diào)器通過(guò)對(duì)來(lái)自當(dāng)前和原先并行相關(guān)處理的各個(gè)解擴(kuò)信息進(jìn)行“點(diǎn)積”和“叉積”的計(jì)算來(lái)傳送各個(gè)符號(hào)。對(duì)BPSK解調(diào)來(lái)說(shuō)，“點(diǎn)積”僅僅只允許在連續(xù)采樣之間相移的確定。對(duì)QPSK解調(diào)來(lái)說(shuō)，要確定相移，“點(diǎn)積”和“叉積”都是必需的。在數(shù)學(xué)上，點(diǎn)積和叉積為dot(k)＝IK·IK-1+QK·QK-1以及cross(k)＝QK·IK-1-IK·QK-1式中，I和Q是當(dāng)前K和原先K-1符號(hào)的同相和正交采樣。在復(fù)數(shù)平面上這些乘積的結(jié)果呈現(xiàn)了該方法可以表2所示的格式有效地解調(diào)差分編碼的QPSK信號(hào)。
圖11說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例地差分PSK解調(diào)器1100的硬件實(shí)現(xiàn)方法。解調(diào)器1100的操作對(duì)業(yè)內(nèi)的技術(shù)人士來(lái)說(shuō)是顯而易見的。
點(diǎn)積和叉積可以用于對(duì)初始DPLL的功能產(chǎn)生其他誤差信號(hào)。在校正了由于PSK調(diào)制而在符號(hào)之間所評(píng)估的相移增量之后，該自動(dòng)頻率控制(“AFC”)誤差信號(hào)反映了在當(dāng)前和原先符號(hào)之間相位差異的正弦。數(shù)學(xué)分析可以產(chǎn)生接近的近似值，它可以使用點(diǎn)積和叉積來(lái)使用。該操作是AFC_ErrorBPSK＝Cross·Sign[Dot]和AFC_ErrorQPSK＝(Cross·Sign[Dot])-(Dot·Sign[Cross])可以分別適用于BPSK和QPSK調(diào)制方案。在通過(guò)環(huán)路濾波器輸入到NCO之前，可以組合和平均各個(gè)并行處理信道的誤差信號(hào)。該功能可基本上除去較小的頻率誤差，并因此而確保最佳的接收機(jī)性能。
所恢復(fù)的I和Q數(shù)據(jù)可以并行鎖存并輸入到串行的轉(zhuǎn)換器。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，也可以需要其它信號(hào)處理方法，以完成與現(xiàn)有Walsh解碼器的接口。數(shù)據(jù)采樣以并行I 1202和Q 1204的總線輸出至雙信道并行擴(kuò)譜系統(tǒng)1200的Walsh代碼FEC 1210，正如圖12所示。
Walsh相關(guān)性，解調(diào)和FEC處理取決于并行解擴(kuò)部分，以正確地除去載波頻率和相位的偏置。并行解擴(kuò)部分的符號(hào)時(shí)序處理器還提供了所需的相位參考，以相干相關(guān)和解碼Walsh碼序列。
FEC處理器1210檢查I 1202和Q 1204數(shù)據(jù)總線并且將所接收到的位與16可能位模式中的一位相比較。智能處理用于校正在所接收的I和Q符號(hào)中的位誤差。FEC 1210與Walsh解碼器1220一起操作，以確保最佳的性能。Walsh碼的正交性能增強(qiáng)了他們的FEC特性，并因此而減小鏈路之間的BER。
FEC處理阿輸出施加至16位相關(guān)器(未顯示)的塊上，8位各用于I和Q信道，它可在整個(gè)位周期中，采用對(duì)應(yīng)的Walsh碼，累加，積分和轉(zhuǎn)存乘以輸入。適用于I信道的“最大選擇器”1230和適用于Q信道的“最大選擇器”1235分析各個(gè)8位相關(guān)器的相關(guān)峰值并且輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，以確定符號(hào)校正和數(shù)據(jù)序列1240的Walsh碼。Walsh解碼信息又返回到FEC處理器1210，以構(gòu)成Walsh解碼器和FEC處理。處理之間的不規(guī)則會(huì)產(chǎn)生輸入采樣的二次重新處理。在該處理中的故障會(huì)引起誤差信號(hào)的產(chǎn)生，這可以采用鏈路協(xié)議來(lái)使用，以初始化再次發(fā)送的算法。一旦Walsh碼被連續(xù)解碼，則I和Q數(shù)據(jù)就可以確定并組合成信號(hào)數(shù)據(jù)流。
該數(shù)據(jù)流可使用多項(xiàng)式除法來(lái)描述，并且可以采用數(shù)據(jù)描述和周期冗余度檢測(cè)(CRC)檢測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行周期冗余度檢測(cè)(CRC)。隨后，該數(shù)據(jù)串連輸出至MAC，以完成接收的操作。
大多數(shù)臨界處理區(qū)域涉及在接收機(jī)中的并行處理的必要條件。從PN序列到數(shù)據(jù)恢復(fù)的典型處理周期應(yīng)該在0.4×Q中實(shí)現(xiàn)，其中，Q等于采樣時(shí)間。對(duì)于所說(shuō)明的采用48位并行擴(kuò)展實(shí)例的E1數(shù)據(jù)流來(lái)說(shuō)，完成接收處理需要在1.5us內(nèi)。
本發(fā)明是新穎并行擴(kuò)譜系統(tǒng)和方法，它組合了具有PN序列的近似相關(guān)特性的Walsh碼正交特性，以產(chǎn)生可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信鏈路實(shí)現(xiàn)的魯幫通信技術(shù)。獨(dú)立的并行擴(kuò)展序列可以應(yīng)用于網(wǎng)路中，以實(shí)現(xiàn)CDMA。在本發(fā)明實(shí)施例中，并行擴(kuò)展是動(dòng)態(tài)的，在動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展中，Walsh編碼器是可編程的并且并行擴(kuò)展的碼長(zhǎng)度是變化的。用戶可以對(duì)分配帶寬中的固定數(shù)據(jù)速率確定最大的處理增益。
在上述討論和附圖中所說(shuō)明的實(shí)例是采用8位Walsh編碼器和48位PN序列來(lái)獲得18.4dB(9+1.6+7。8)的系統(tǒng)處理增益，它潛在地增加了由8張折疊圖所表示的整個(gè)常規(guī)鏈路中PSS鏈路的有效范圍。本發(fā)明的另一實(shí)施例可以具有不同尺寸的Walsh編碼器和PN序列。最好是能使用較小長(zhǎng)度的碼，以便于使采集速度最大化和設(shè)計(jì)復(fù)雜性最小化。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步層擴(kuò)展序列，以提高處理增益和CDMA的特性。例如，除了輔助擴(kuò)展序列之外，第三序列也可以與基本和輔助序列并行使用。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，也可以使用相干解調(diào)，以抵消差分編碼的需要。在另一實(shí)施例中，也可以使用基于QAM和編碼正交頻分多址技術(shù)作為調(diào)制方案。
雖然已經(jīng)參照一個(gè)推薦實(shí)施例特別顯示和討論了本發(fā)明，但是業(yè)內(nèi)的專業(yè)人士應(yīng)該理解到，可以在不脫離附加權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神和范圍的條件下有各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)用于擴(kuò)譜數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，其特征在于，該方法包括步驟采用n位正交碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；m位擴(kuò)展序列與編碼數(shù)據(jù)相乘，其中m是n的整數(shù)倍。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述正交碼是Walsh碼。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，n是8。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述擴(kuò)展序列是偶數(shù)有序碼。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述偶數(shù)有序碼是從包括M序列，Barker碼，Gold碼，Kasami碼，偽噪聲序列，或其組合的一組中選出的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述編碼數(shù)據(jù)是一種或多種正交碼。
7.一種對(duì)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻的方法，其特征在于，該方法包括步驟根據(jù)采用基本碼的基本編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；以及采用輔助序列來(lái)擴(kuò)展基本編碼的數(shù)據(jù)，其中，所述輔助序列的位長(zhǎng)度是所述基本碼的位長(zhǎng)度的整數(shù)倍。
8.如權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下述步驟對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行差分編碼；以及在所述編碼和擴(kuò)展步驟之前對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行擾頻。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述基本碼是正交Walsh碼。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，它進(jìn)一步包括將所述數(shù)據(jù)流分成為多位數(shù)據(jù)包，它這些數(shù)據(jù)包代表一系列真或逆Walsh碼中的一個(gè)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，它進(jìn)一步包括提供同步脈沖，以使所述Walsh碼與所述輔助序列同步；以及在使用所述輔助序列來(lái)擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)流之前，將所述數(shù)據(jù)流保持在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)緩沖器中。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述差分編碼是用于BPSK調(diào)制的差分編碼。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述差分編碼是用于QPSK調(diào)制的差分編碼。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述輔助序列是從包括M序列、Barker碼、Gold碼、Kasami碼、偽噪聲序列，或其組合的一組中選出的。
15.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，它進(jìn)一步包括步驟調(diào)制所述擴(kuò)展數(shù)據(jù)流；以及發(fā)送所述調(diào)制的數(shù)據(jù)流。
16.一種用于在并行擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方法，其特征在于，該方法包括步驟接收并行擴(kuò)譜的通信信號(hào)；以及恢復(fù)來(lái)自所述并行擴(kuò)頻通信信號(hào)的數(shù)據(jù)流。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述從所述并行擴(kuò)頻通信信號(hào)中恢復(fù)所述數(shù)據(jù)流的步驟包括將所述接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的數(shù)據(jù)流；計(jì)算所述數(shù)字化數(shù)據(jù)流和可編程序列之間的交叉相關(guān)性；采用所述交叉相關(guān)性來(lái)提取多位采樣和位時(shí)序信息；從所述提取的多位采樣中提取符號(hào)時(shí)序信息；以及解調(diào)所述提取的多位采樣。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述可編程序列是偽噪聲序列。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述并行擴(kuò)頻通信信號(hào)，它包括下述步驟采用n位正交碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；采用m位擴(kuò)展序列與所述編碼數(shù)據(jù)相乘，其中m是n的整數(shù)倍。
20.一種用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中交換并行擴(kuò)頻通信信號(hào)的方法，其特征在于，該方法包括在第一接收機(jī)處接收并行擴(kuò)頻通信信號(hào)；以及將所述接收到的并行擴(kuò)頻通信信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至第二接收機(jī)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一接收機(jī)是基站。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一接收機(jī)是移動(dòng)電話交換系統(tǒng)。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)發(fā)步驟包括將所述接收到的并行擴(kuò)頻通信信號(hào)發(fā)送至所述第二接收機(jī)。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二接收機(jī)是蜂窩設(shè)備。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)發(fā)步驟包括將所述接收到的并行擴(kuò)頻通信信號(hào)轉(zhuǎn)換成通信信號(hào)；將所述轉(zhuǎn)換的通信信號(hào)發(fā)送至所述第二接收機(jī)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述第二接收機(jī)是蜂窩設(shè)備或地面電話設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述并行擴(kuò)頻通信信號(hào)是由產(chǎn)生方法所產(chǎn)生的，其方法包括采用n位正交碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；將m位擴(kuò)展序列與對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的一位或多位正交碼相乘，其中，m是n的整數(shù)倍。
28.一種并行擴(kuò)頻通信設(shè)備，其特征在于，它包括根據(jù)基本編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼的編碼器；以及采用輔助序列對(duì)所述編碼的數(shù)據(jù)流進(jìn)行擴(kuò)頻的擴(kuò)頻器。
29.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述基本編碼方案采用n位正交Walsh碼。
30.如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴(kuò)展序列是m位偽噪聲序列。
31.如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于，m是n的整數(shù)倍。
32.如權(quán)利要求28所述設(shè)備，其特征在于，它進(jìn)一步包括調(diào)制器；以及發(fā)送器。
33.一種并行擴(kuò)頻通信設(shè)備，其特征在于，它包括根據(jù)正交編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼的編碼器；產(chǎn)生擴(kuò)展序列的擴(kuò)展序列發(fā)生器；以及采用所述擴(kuò)展序列來(lái)擴(kuò)展所述正交編碼數(shù)據(jù)流的擴(kuò)展器。
34.如權(quán)利要求33所述設(shè)備，其特征在于，它進(jìn)一步包括使所述正交編碼數(shù)據(jù)流與所述擴(kuò)展序列同步的同步模塊；以及用于臨時(shí)存儲(chǔ)所述正交編碼數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)緩沖器。
35.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，它進(jìn)一步包括在用所述擴(kuò)展序列進(jìn)行擴(kuò)展之前，對(duì)所述正交編碼數(shù)據(jù)流進(jìn)行差分編碼的差分編碼器。
36.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，它進(jìn)一步包括使光譜發(fā)白并且從所述數(shù)據(jù)流中除去直流(DC)偏置的擾頻器。
37.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴(kuò)展序列是從包括M序列、Barker碼、Gold碼、Kasami碼、偽噪聲序列，或其組合的一組中選出的。
38.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，所述正交編碼方案采用正交Walsh碼。
39.一種并行擴(kuò)頻通信設(shè)備，其特征在于，它包括用于接收并行擴(kuò)頻通信信號(hào)的接收機(jī)；以及從所述并行擴(kuò)頻通信信號(hào)中恢復(fù)數(shù)據(jù)流的裝置。
40.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，所述恢復(fù)裝置包括將所述接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的數(shù)據(jù)流的數(shù)字儀；計(jì)算所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流和可編程序列之間交叉相關(guān)性的裝置，采用所述交叉相關(guān)性來(lái)提取多字節(jié)采樣和字節(jié)時(shí)序信息，并從所述提取的多字節(jié)采樣中提取符號(hào)時(shí)序信息；以及用于解調(diào)所述提取的多字節(jié)采樣的解調(diào)器。
41.如權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其特征在于，所述可編程序列是偽噪聲序列。
42.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，所述并行擴(kuò)頻通信信號(hào)是由產(chǎn)生方法所產(chǎn)生的，該方法包括采用n位正交碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；將m位擴(kuò)展序列與對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼中的一個(gè)或多個(gè)正交碼相乘，其中，m是n的整數(shù)倍。
43.一種用于交換并行擴(kuò)譜數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括根據(jù)第一編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼和擴(kuò)展的裝置；差分編碼器；產(chǎn)生擴(kuò)展序列的裝置；使所述差分編碼數(shù)據(jù)流與所述擴(kuò)展序列同步的裝置；采用所述擴(kuò)展序列對(duì)所述差分編碼數(shù)據(jù)流進(jìn)行擴(kuò)展的裝置；相移鍵控調(diào)制器；發(fā)射器；接收機(jī)；以及從所述接收到的數(shù)據(jù)流中恢復(fù)所述數(shù)據(jù)流的裝置。
44.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，它進(jìn)一步包括使光譜發(fā)白并且從所述數(shù)據(jù)流中除去所有DC偏置的擾頻器。
45.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)第一編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼和擴(kuò)展的所述裝置是正交Walsh編碼器。
46.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，它進(jìn)一步包括提供同步脈沖以確保所述Walsh編碼器和所述擴(kuò)展序列在時(shí)間上對(duì)齊的裝置；以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)緩沖器。
47.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)展序列是偽噪聲序列。
48.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，它進(jìn)一步包括產(chǎn)生包含各個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)序信息的前序部分，以及將該前序部分插入到各個(gè)數(shù)據(jù)包中的裝置。
49.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)展序列是從包括M序列、Barker碼、Gold碼、Kasami碼、偽噪聲序列，或其組合的一組中選出的。
50.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，它進(jìn)一步包括將所述接收到的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的裝置；計(jì)算所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流和存儲(chǔ)于所述遠(yuǎn)程位置上的可編程序列之間交叉相關(guān)性的裝置；采用所述交叉相關(guān)性來(lái)提取多字節(jié)采樣和字節(jié)時(shí)序信息的裝置；從所述提取的多字節(jié)采樣中提取符號(hào)時(shí)序信息的裝置；以及解調(diào)所述提取的多字節(jié)采樣的裝置。
51.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，它進(jìn)一步包括從所述接收到的采樣中除去載波偏移的裝置。
52.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程序列是偽噪聲序列。
全文摘要
本發(fā)明涉及擴(kuò)展正交編碼數(shù)據(jù)的并行擴(kuò)譜(“PSS”)技術(shù)。在推薦實(shí)施例中，適用于通信數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)包括采用使用正交Walsh函數(shù)方案來(lái)編碼和擴(kuò)展數(shù)據(jù)流，并將數(shù)據(jù)流分成偽多個(gè)位數(shù)據(jù)包，各個(gè)數(shù)據(jù)包可表示一系列真或逆Walsh碼中的一個(gè)。隨后，數(shù)據(jù)流進(jìn)行差分編碼以適用于BPSK或QPSK調(diào)制，并且采用PN序列擴(kuò)展。調(diào)制并行擴(kuò)展的數(shù)據(jù)流，以適用于發(fā)射至接收機(jī)。在接收機(jī)，通過(guò)計(jì)算在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流和可編程序列之間的交叉相關(guān)性來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)流。PSS技術(shù)勝過(guò)常規(guī)通信系統(tǒng)，其益處之一是能夠同時(shí)獲得附加的處理增益和數(shù)據(jù)前向誤差校正。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1502182SQ02805143
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2002年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者K·歐哈根, K 歐哈根 申請(qǐng)人:開普蘭奇無(wú)線電股份有限公司