專利名稱：采用正交波形使多個(gè)發(fā)射機(jī)能夠共享單個(gè)cdm信道的制作方法
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)，尤其涉及使多個(gè)發(fā)射極能夠共享碼分多路復(fù)用(CDM)或碼分多址(CDMA)信道，作為這樣的系統(tǒng)中的共享源。
II.相關(guān)技術(shù)的描述在碼分多路復(fù)用(CDM)系統(tǒng)中，用于一個(gè)或多個(gè)接收方的信號(hào)是用單頻帶或CDM信道通過(guò)恰當(dāng)分配信道處理碼來(lái)產(chǎn)生編碼信道而從單一地點(diǎn)發(fā)射的。例如，這樣的系統(tǒng)包括尋呼系統(tǒng)、消息或信息傳播系統(tǒng)以及其中的信息是轉(zhuǎn)發(fā)到各個(gè)目標(biāo)接收方的定位或位置確定系統(tǒng)。某些CDM系統(tǒng)(如擴(kuò)展譜碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng))通過(guò)將正交信道處理碼(如沃爾什碼或具有低相關(guān)性的擴(kuò)展碼)分配到每一系統(tǒng)用戶來(lái)獲得編碼信道。
在大量的系統(tǒng)用戶之間轉(zhuǎn)發(fā)信息已經(jīng)有了各種多址通信系統(tǒng)和技術(shù)。然而，擴(kuò)展譜調(diào)制技術(shù)(例如用在CDMA通信系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù))與其他的調(diào)制方案相比具有明顯的優(yōu)越性，特別是當(dāng)為大量通信系統(tǒng)用戶提供服務(wù)的時(shí)候。這些技術(shù)參見(jiàn)標(biāo)題為“Spread Spectrum Multiple Access Communication System UsingSatelliete Or Terrestrial Repeaters”、授權(quán)日為1990年2月13日的美國(guó)專利4,901,307，以及標(biāo)題為“Method And Apparatus For Using Full SpectrumTransmitted Power In A Spread Spectrum Communication System For TrackingIndividual Recipient Phase Time And Energy”的美國(guó)專利申請(qǐng)08/368,570，二者均已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此引述供參考。
上述專利揭示的多址通信系統(tǒng)中，大量的普通移動(dòng)系統(tǒng)用戶或遠(yuǎn)端系統(tǒng)用戶均采用至少一個(gè)收發(fā)機(jī)來(lái)與其他的系統(tǒng)用戶或與其他所連接的系統(tǒng)用戶(如公共電話交換網(wǎng))進(jìn)行通信。收發(fā)機(jī)通過(guò)匯接局和衛(wèi)星或地面基站(有時(shí)也稱為小區(qū)站或小區(qū))進(jìn)行通信。
基站覆蓋小區(qū)，而衛(wèi)星在地球表面上具有腳印。在任何一種系統(tǒng)中，可以通過(guò)對(duì)所覆蓋的地理區(qū)域進(jìn)行分區(qū)或再分割來(lái)實(shí)現(xiàn)容量增益(capacity gain)。在基站處采用方向天線可以將小區(qū)劃分成“扇區(qū)”。與此類似，采用波束形成天線系統(tǒng)可以將衛(wèi)星的腳印在地理上劃分成“波束”。這些再劃分覆蓋區(qū)的技術(shù)可以被看成是用相對(duì)的天線方向性或空間劃分多路復(fù)用來(lái)產(chǎn)生隔離。另外，如果存在有效帶寬，每一種再劃分，或者是扇區(qū)或者是波束，都可以是通過(guò)采用頻分多路復(fù)用(FDM)分配多個(gè)CDMA信道。在衛(wèi)星系統(tǒng)中，每一CDMA信道稱為“子波束”，這是因?yàn)槊總€(gè)波束可以具有幾個(gè)這樣的信道。
在典型的擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)預(yù)選偽噪聲(PN)碼序列在將用戶信息信號(hào)調(diào)制到載波信號(hào)上用作通信信號(hào)的傳輸之前用來(lái)在預(yù)定的譜帶上調(diào)制或“擴(kuò)展”用戶信息。PN擴(kuò)展作為在本領(lǐng)域中所熟知的擴(kuò)展譜傳輸方法，產(chǎn)生比數(shù)據(jù)信號(hào)寬得多的帶寬的用作傳輸?shù)男盘?hào)。在基站對(duì)用戶或匯接局對(duì)用戶的通信鏈路中，PN擴(kuò)展碼或二進(jìn)制序列用來(lái)在不同基站或不同波束發(fā)射的信號(hào)之間以及在多徑信號(hào)之間進(jìn)行鑒別。這些編碼通常由給定小區(qū)或子波束內(nèi)的所有通信信號(hào)所共享。
在一典型的CDMA擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中，信道處理碼用來(lái)在小區(qū)內(nèi)的不同用戶之間或在前向鏈路上(即從基站或匯接局到用戶收發(fā)機(jī)的信號(hào)路徑)的衛(wèi)星子波束內(nèi)發(fā)射的用戶信號(hào)之間進(jìn)行鑒別。即，采用獨(dú)特的‘信道處理’正交碼，每一用戶收發(fā)信機(jī)在前向鏈路上具有其自身的正交信道。沃爾什函數(shù)通常用來(lái)對(duì)編碼的信道處理，前向鏈路的典型編碼長(zhǎng)度對(duì)于地面系統(tǒng)是64個(gè)子碼的數(shù)量級(jí)，而對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)是128個(gè)子碼。
通常，CDMA衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)施將系統(tǒng)源分配到眾多匯接局。最簡(jiǎn)單的分配方案是在整個(gè)CDMA信道或子波束的分辨率下劃分資源。系統(tǒng)將一個(gè)個(gè)衛(wèi)星的整個(gè)子波束針對(duì)指定的時(shí)間區(qū)間分配到各個(gè)匯接局。然而，當(dāng)存在比現(xiàn)有子波束多的匯接局時(shí)，整個(gè)CDMA信道的分配在使用系統(tǒng)資源時(shí)或潛在地變得無(wú)效。在這種情況下，可以證明在匯接局之間共享子波束是有用的。這提高了用于分配的系統(tǒng)資源的分辨率。
所以，要求多個(gè)匯接局共享一個(gè)CDMA信道或子波束作為共享資源。然而，按照傳統(tǒng)的理解，CDMA或CDM信道由多個(gè)發(fā)射機(jī)共享會(huì)在接收機(jī)處產(chǎn)生信號(hào)干擾。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分清除的是，上面的討論也適用于采用基站而不是采用匯接局并且采用幾種類型的消息或信息傳播系統(tǒng)的地面(例如蜂窩)通信系統(tǒng)。
所以，需要的是一種使多個(gè)發(fā)射機(jī)(例如匯接局、基站)能夠共享單個(gè)CDM信道而不會(huì)產(chǎn)生干擾的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種采用正交波形使多個(gè)發(fā)射機(jī)能夠共享單個(gè)的CDM或CDMA信道的系統(tǒng)和方法。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的觀點(diǎn)相反，按照本發(fā)明，當(dāng)發(fā)射機(jī)運(yùn)行的某些方面受制約時(shí)，采用正交波形，單個(gè)發(fā)射機(jī)可以共享單個(gè)的CDM信道。再有，按照傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，控制來(lái)自多個(gè)發(fā)射機(jī)的載波相位從而在一個(gè)移動(dòng)接收機(jī)或幾個(gè)移動(dòng)接收機(jī)中的每一個(gè)處對(duì)齊是不切實(shí)際的。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用本發(fā)明的方法時(shí)，在感興趣的時(shí)間區(qū)間內(nèi)無(wú)需控制或調(diào)整某些操作參數(shù)(如相對(duì)載波相位)。通過(guò)使某些發(fā)射機(jī)的運(yùn)行特征受到控制，本發(fā)明使得多個(gè)發(fā)射機(jī)對(duì)CDM信道的共享變得很實(shí)際和有用。
按照本發(fā)明的較佳實(shí)施例，共享CDMA信道的每一發(fā)射機(jī)分配得到一部分用來(lái)使用戶信息信號(hào)信道化的預(yù)定沃爾什碼組。另外，所有的共享發(fā)射機(jī)采用相同的偽隨機(jī)(PN)擴(kuò)展碼和偏置使信道化的用戶信號(hào)擴(kuò)展。當(dāng)觀察到下述發(fā)射機(jī)操作制約時(shí)，發(fā)射機(jī)可以共享一個(gè)單頻帶(CDM或CDMA信道)而無(wú)互干擾每一發(fā)射機(jī)采用相同的PN擴(kuò)展碼或正交PN碼序列對(duì)和時(shí)間偏移；對(duì)時(shí)間偏移進(jìn)行預(yù)校正，以確保在接收機(jī)處的時(shí)間對(duì)齊；對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行預(yù)校正，以確保在接收機(jī)處的頻率對(duì)齊；并且每次是不會(huì)同時(shí)將一個(gè)正交信道處理碼分配到一個(gè)以上的發(fā)射機(jī)的。
本發(fā)明較佳實(shí)施例的一個(gè)目的是允許多個(gè)發(fā)射機(jī)共享一個(gè)CDMA信道而不產(chǎn)生互干擾。
本發(fā)明同樣也允許多個(gè)發(fā)射機(jī)共享一個(gè)CDM信道而不產(chǎn)生互干擾。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它提高了特定通信信號(hào)和系統(tǒng)的信噪比。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改進(jìn)了信號(hào)的時(shí)間和相位跟蹤。
本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改進(jìn)了頻率跟蹤。
本發(fā)明又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使得捕獲期間具有更好的信號(hào)頻率牽引(signal pull-in)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是使得可以采用用于頻率跟蹤的多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)。因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的共享CDMA信道的每一個(gè)發(fā)射機(jī)提供一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，在接收機(jī)處具有用于頻率跟蹤的多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)。用多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)進(jìn)行頻率估算的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該技術(shù)可以進(jìn)行更快的頻率牽引。該技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以在更低的信噪比下進(jìn)行頻率跟蹤。該技術(shù)的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在衰落信道中具有更好的整體解調(diào)性能；當(dāng)一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)衰落時(shí)，其功率可以由來(lái)自其他發(fā)射機(jī)的導(dǎo)頻信號(hào)的功率來(lái)補(bǔ)充而保持載波鎖定。該技術(shù)的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是使得可以采用更低功率的導(dǎo)頻信號(hào)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作在參照附圖進(jìn)行了下述詳細(xì)描述以后將變得更加清楚起來(lái)。
附圖簡(jiǎn)述參照附圖將能最好地理解本發(fā)明，圖中，相同的編號(hào)表示相同或功能相似的元件。另外，標(biāo)號(hào)最左面的數(shù)字指得是該標(biāo)號(hào)在附圖中首次出現(xiàn)的圖。


圖1描述的是典型的多址通信系統(tǒng)；圖2a描述的是描繪傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的信號(hào)調(diào)制器的電路方框圖；圖2b描述的是另一種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的信號(hào)調(diào)制器的電路方框圖；圖3描述的是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的QPSK擴(kuò)展器的電路方框圖；圖4描述的是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的電路方框圖；圖5描述的是本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)行的流程圖；圖6描述的是采用多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)獲得接收的QPSK信號(hào)的載波頻率的估算的自動(dòng)頻率控制環(huán)路的電路方框圖；以及圖7描述的是圖6所示自動(dòng)頻率控制環(huán)路的運(yùn)行的流程圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述I.引言本發(fā)明是使多個(gè)發(fā)射機(jī)共享單個(gè)CDM信道或單個(gè)公共寬帶信號(hào)源的系統(tǒng)和方法。下面討論較佳實(shí)施例。然而，首先討論理解本發(fā)明所必須的幾個(gè)方面。
討論特定的步驟、結(jié)構(gòu)和排列時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，這樣的討論僅為說(shuō)明的目的。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以采用其他的步驟、結(jié)構(gòu)和安排方式。
如上所述，一典型的CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)采用擴(kuò)展譜CDMA技術(shù)時(shí)，采用了至少一個(gè)用于信號(hào)傳輸?shù)念l率帶；每一頻帶即為所知的CDMA信道。不同的CDMA信道用來(lái)將不同的通信信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到不同的用戶組。CDMA信道還可以被再分配到其他系統(tǒng)，供在各種聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)規(guī)劃下再使用或由其他業(yè)務(wù)使用的中間帶隔開(kāi)。根據(jù)所選擇的通信系統(tǒng)，可以部分地或全部地使用于不同CDMA信道的地理覆蓋區(qū)重疊。出于容量、衛(wèi)星覆蓋區(qū)或位置、信號(hào)強(qiáng)度、干擾等的目的，用戶可以在CDMA信道間切換。
在CDMA通信系統(tǒng)中，從一個(gè)站進(jìn)行發(fā)射的多個(gè)用戶通過(guò)恰當(dāng)分配到每一正交信道處理碼(如沃爾什碼)可以共享一個(gè)頻帶(CDMA信道)。在一典型的CDMA系統(tǒng)中，將已有的頻譜劃分成幾個(gè)頻帶，每一頻帶代表一個(gè)CDMA信道。接著，通過(guò)將信道處理碼施加到要發(fā)射的信號(hào)，將每一CDMA信道語(yǔ)法分析(parse)成幾個(gè)編碼信道。每一編碼信道是一個(gè)單獨(dú)的通信信道，能夠攜帶話音、數(shù)據(jù)等。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，CDMA信道內(nèi)的每一編碼信道是通過(guò)采用從一組沃爾什碼中選擇出來(lái)的不同的沃爾什碼對(duì)一數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制來(lái)產(chǎn)生的。一典型的編碼組見(jiàn)IS-95系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，標(biāo)題是“Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard For Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”，在此引述供參考。合成的通信信號(hào)是相互正交的。II.沃爾什碼的產(chǎn)生一種類型的正交信道處理碼是沃爾什碼，本發(fā)明的較佳實(shí)施例中就采用這種編碼。沃爾什碼的產(chǎn)生和使用的討論見(jiàn)標(biāo)題為“System And Method ForGenerating Signal Waveforms In A CDMA Cellular Telephone System的美國(guó)專利5,103,459。該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，其內(nèi)容在此引述供參考。為讀者方便起見(jiàn)，下面提供一簡(jiǎn)短的描述。
在本領(lǐng)域中眾所周知的是，可以構(gòu)筑一組n個(gè)正交二進(jìn)制序列，每一序列的長(zhǎng)度為n，n為2的冪。事實(shí)上，對(duì)于最大長(zhǎng)度是4的倍數(shù)并且小于200的長(zhǎng)度的正交二進(jìn)制序列也是人們所熟知的。一種用于正交信道處理碼并且是相當(dāng)容易產(chǎn)生的正交二進(jìn)制序列稱為沃爾什函數(shù)。沃爾什函數(shù)是從沃爾什函數(shù)矩陣產(chǎn)生的，稱為Hadamard矩陣。一n階Hadamard矩陣可以遞歸定義為Hn=Hn/2Hn/2‾Hn/2Hn/2---(1)]]>這里，H表示H的加法逆，并且在實(shí)數(shù)域上H1＝1(即，H1＝-1)。
所以，階數(shù)為2和4的開(kāi)頭兩個(gè)Hadamard矩陣可以表述為H2=111-1---(2)]]>H4=H2H2‾H2H2=11111-11-111-1-11-1-11---(3)]]>于是，沃爾什函數(shù)Wn簡(jiǎn)單地就是沃爾什函數(shù)矩陣(Hadamard矩陣)的一行，階數(shù)為‘n’的沃爾什函數(shù)矩陣是含有n個(gè)函數(shù)或序列的平方矩陣，每一序列的長(zhǎng)度為n個(gè)子碼。
階數(shù)為n的沃爾什函數(shù)(以及所有其他的正交函數(shù))具有這樣的性能，即，如果序列在時(shí)間上是相互對(duì)齊的話，則在n個(gè)碼元的間隔之上，組內(nèi)所有不同序列之間的交叉相關(guān)為零。注意到每一序列準(zhǔn)確地說(shuō)有一半的位與其他的序列是不同的就可以看到這一點(diǎn)。還應(yīng)當(dāng)注意到，總有一個(gè)序列包含全“1”(實(shí)數(shù))，而所有其他的序列一半為“1”，一半為“-1”。
沃爾什碼的上述特性使得它們?cè)贑DMA通信系統(tǒng)中是有用的。正如在下文中將要描述的那樣，當(dāng)用來(lái)自相同組的兩個(gè)不同沃爾什序列來(lái)調(diào)制兩個(gè)用戶信號(hào)時(shí)，合成信號(hào)不會(huì)相互干擾。III.無(wú)線信息系統(tǒng)正如上面討論的那樣，本發(fā)明可以應(yīng)用于各種無(wú)線信息和通信系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)包括通常用作尋呼或位置判斷的信息傳播系統(tǒng)。其他的系統(tǒng)包括無(wú)線通信系統(tǒng)，如衛(wèi)星和地面蜂窩電話系統(tǒng)。一種較佳應(yīng)用是用作移動(dòng)電話設(shè)施或便攜式電話設(shè)施的CDMA擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)。
采用本發(fā)明的典型的無(wú)線通信系統(tǒng)示于圖1中。圖1中示出的通信系統(tǒng)110部分采用兩個(gè)基站112和114、一個(gè)衛(wèi)星116和兩個(gè)相關(guān)的匯接局或樞紐站(hub)120和122。通信系統(tǒng)的這些部件示出的是與兩個(gè)用戶單元124和126建立通信。通常，基站和衛(wèi)星/匯接局是基于地面或衛(wèi)星的的單獨(dú)通信系統(tǒng)的部件，但并非一定必要。
用戶單元124和126均有或包含一個(gè)無(wú)線通信裝置，例如(但是是非限定的)，蜂窩電話、數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)或?qū)ず艋蛭恢门卸ń邮諜C(jī)，并且根據(jù)需要可以是手持或安裝在車輛上的。這里，用戶單元被描述成是手持電話。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原理適用于需要遠(yuǎn)端無(wú)線裝置的固定裝置，包含在某一區(qū)域‘內(nèi)部’以及‘開(kāi)放空間’的。
通常，在不同頻率下來(lái)自衛(wèi)星116的多個(gè)波束(也稱為CDMA信道或‘子波束’)可以傳播覆蓋相同的區(qū)域。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)所提供的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和服務(wù)的類型以及是否實(shí)現(xiàn)了空間分集，多個(gè)衛(wèi)星的波束覆蓋區(qū)域或服務(wù)區(qū)域或者多個(gè)基站的天線圖形可以被設(shè)計(jì)成在給定的區(qū)域中完全或部分重疊。
至今已經(jīng)提出各種多衛(wèi)星通信系統(tǒng)，例如采用低地球軌道(LEO)的軌道平面用于服務(wù)大量用戶單元的多衛(wèi)星通信系統(tǒng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明的原理是如何應(yīng)用于各種衛(wèi)星系統(tǒng)和匯接局結(jié)構(gòu)(包括其他軌道距離和星座)。同樣，本發(fā)明也適用于各種基站結(jié)構(gòu)的基于地面的系統(tǒng)。
對(duì)于用戶單元124和126之間和基站112與114之間或通過(guò)具有匯接局120和122的衛(wèi)星116而發(fā)生的通信，圖1中示出了一些可能的信號(hào)路徑?；?用戶單元通信鏈路用直線130、132、134和136給出。匯接局120和122與衛(wèi)星116之間的匯接局-衛(wèi)星通信鏈路分別用直線140和142表示。衛(wèi)星116和用戶單元124和126之間的衛(wèi)星-用戶單元通信鏈路分別用直線144和146表示。
如上所述，匯接局120和122以及基站112和114可以用作單向或雙向通信系統(tǒng)部分，或簡(jiǎn)單地將消息或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到用戶單元124和126。不管是在哪一種情況下，匯接局120和122或基站112和114可能想要共享相同的CDM或CDMA信道。在基站112和114相互靠近或者匯接局120和122目前具有對(duì)資源的非尋常要求或者具有公共用戶組的消息的情況下尤其是這樣。IV.擴(kuò)展和覆蓋在信息信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)用戶之前，它們首先必須被數(shù)字化，并根據(jù)想要被編碼或交錯(cuò)，以產(chǎn)生基本數(shù)字通信信號(hào)。這些操作采用在本領(lǐng)域中所熟知的技術(shù)。尋址到特定用戶的信號(hào)還用不同的正交函數(shù)或分配到該用戶的前向鏈路的編碼擴(kuò)展序列來(lái)調(diào)制。即，唯一的覆蓋正交碼(通常為沃爾什碼)用來(lái)區(qū)別小區(qū)或波束內(nèi)的不同使用者或用戶。給定載波頻率的前向鏈路上的這一編碼產(chǎn)生也稱為信道的用戶信號(hào)。這樣的正交函數(shù)有時(shí)稱為信道處理碼。
實(shí)施數(shù)據(jù)信號(hào)的覆蓋和擴(kuò)展的典型發(fā)射機(jī)電路的方框圖如圖2a和2b所示。圖2a中的發(fā)射調(diào)制器200采用一第一乘法器202、一第二乘法器204、一正交碼或正交函數(shù)發(fā)生器206，以及一PN發(fā)生器208。另外，正如在下文中將描述的那樣，調(diào)制器200可以采用一乘法器210。發(fā)射調(diào)制器200接收數(shù)據(jù)或先前經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)碼元，并用一分配的正交碼序列、沃爾什碼對(duì)它們進(jìn)行正交編碼或覆蓋，并接著使經(jīng)覆蓋的數(shù)據(jù)在發(fā)射前擴(kuò)展。
參見(jiàn)圖2a，信息信號(hào)S(t)通過(guò)用沃爾什函數(shù)W(t)相乘而被信道處理(channelize)。用本領(lǐng)域中所熟知的裝置，正交函數(shù)或沃爾什碼發(fā)生器206產(chǎn)生使信號(hào)被信道處理所要求的正交覆蓋碼。來(lái)自發(fā)生器206的編碼Wi(t)被通常是一乘法器的邏輯元件202中的碼元數(shù)據(jù)乘或與之組合。在本典型實(shí)施例中，盡管也可以采用其他所熟知的速率，但正交函數(shù)通常被時(shí)鐘鎖定在1.2288Mhz的速率下。
乘法器202輸出的經(jīng)正交覆蓋的數(shù)據(jù)信號(hào)S(t)W(t)被輸入到用一PN擴(kuò)展碼乘以該信號(hào)的邏輯元件或乘法器204。合成PN擴(kuò)展和正交編碼輸出信號(hào)通常經(jīng)帶通濾波，轉(zhuǎn)發(fā)到恰當(dāng)?shù)墓β士刂坪头糯箅娐?，并調(diào)制到射頻(RF)載波上。另外，PN擴(kuò)展和正交信道處理碼可以在它們與數(shù)據(jù)組合之前相乘或組合。這描述在圖2b中，圖中，發(fā)射調(diào)制器201將正交碼發(fā)生器206和PN發(fā)生器208的輸出轉(zhuǎn)發(fā)到乘法器210。乘法器210產(chǎn)生一經(jīng)組合的編碼，該經(jīng)組合的編碼再用乘法器204與數(shù)據(jù)信號(hào)S(t)W(t)組合。
合成信號(hào)在與其他的前向鏈路信號(hào)加和和用天線輻射之前進(jìn)一步被放大和濾波。該濾波、放大以及調(diào)制操作在本領(lǐng)域中是人們所熟知的。正如人們所知道的那樣，另一種實(shí)施例中可以交換形成發(fā)射信號(hào)的這些操作中的某些順序。這種類型的發(fā)射裝置的運(yùn)行的其他細(xì)節(jié)見(jiàn)上述美國(guó)專利5,103,459。
PN發(fā)生器208產(chǎn)生用在該過(guò)程中的一個(gè)或更多個(gè)不同的PN擴(kuò)展碼。該發(fā)生器在采用合適的接口元件的幾個(gè)發(fā)射機(jī)之間可以是時(shí)間共享的。用于這些序列的典型發(fā)生電路將標(biāo)題為“Power Of Two Length Pseudo-Noise Sequence GeneratorWith Fast Offset Adjustments”、授權(quán)日為1993年7月13日的美國(guó)專利5,228,054，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此引述供參考。另外，PN碼可以被預(yù)存儲(chǔ)在如ROM或RAM電路的存儲(chǔ)元件中。根據(jù)要求，PN發(fā)生器208可以根據(jù)需要輸出一實(shí)數(shù)值或復(fù)數(shù)值序列。在某些應(yīng)用中，這些PN擴(kuò)展碼可以是相差90°的相同編碼。
每一PN序列由在比被擴(kuò)展的基帶通信信號(hào)高得多的頻率下在一預(yù)選PN碼周期上發(fā)生的一系列‘子碼’組成。典型的子碼速率是1.2288MHz左右，PN碼序列長(zhǎng)度或周期為1024子碼。然而，可以調(diào)整該編碼長(zhǎng)度，以增大編碼間隔，或降低搜尋時(shí)間，這是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所清楚的。每一系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照本領(lǐng)域中所理解的因素指定通信系統(tǒng)中PN擴(kuò)展碼的分布。
熟知的時(shí)鐘源用來(lái)提供定時(shí)信息，并且時(shí)間偏移或偏移值通常是由一個(gè)或多個(gè)控制處理器提供的，以影響這些運(yùn)行的時(shí)序。V.QPSK擴(kuò)展器下文中描述的本發(fā)明的較佳實(shí)施例采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的正交相移鍵控(QPSK)擴(kuò)展器。在閱讀了下文中的討論以后，相關(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明中是如何采用其他擴(kuò)展方案的。QPSK擴(kuò)展器的方框圖示于圖3中。QPSK擴(kuò)展器300包含第一和第二同相乘法器302和304，第1和第2正交乘法器306和308以及加法元件或加法器314。兩個(gè)PN發(fā)生器316和318用來(lái)分別提供同相擴(kuò)展碼和正交擴(kuò)展碼PNI和PNQ，這與上文中描述的PN發(fā)生器208是一樣的。
現(xiàn)在參閱圖3，信息信號(hào)S(t)已通過(guò)與沃爾什函數(shù)W(t)相乘而信道化，產(chǎn)生信道化的信息信號(hào)S(t)W(t)。信道化的信息信號(hào)S(t)W(t)被施加到乘法器302和306的每一個(gè)的輸入端。通常，相同的數(shù)據(jù)被輸入到乘法器，并與各個(gè)編碼組合或由各個(gè)編碼調(diào)制。乘法器302由來(lái)自PN發(fā)生器216的同相PN碼PNI乘以輸入信號(hào)S(t)W(t)。合成的信號(hào)接著由濾波器310濾波，濾波器310是一個(gè)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的濾波器，通常用來(lái)提供脈沖波形形成，以包含發(fā)射信號(hào)的帶寬。經(jīng)濾波的信號(hào)接著施加到乘法器304，用同相載波信號(hào)cos(ωt)乘。與此類似，乘法器306用來(lái)自PN發(fā)生器218的正交PN碼PNQ乘以輸入信號(hào)S(t)W(t)。合成信號(hào)接著用濾波器312濾波，并施加到乘法器308，由正交載波信號(hào)sin(ωt)乘。對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯的是，其他的波形也可以用作載波信號(hào)。合成的同相和正交分量接著由加法器314加和，產(chǎn)生QPSK擴(kuò)展信號(hào)M(t)，與以前一樣，在與其他的前向鏈路信號(hào)加和和由天線輻射之前，它可以進(jìn)一步被放大和濾波。IV.本發(fā)明的實(shí)施例在本發(fā)明之前，人們認(rèn)為通過(guò)共享一組正交信道處理碼，多個(gè)發(fā)射機(jī)是不可以共享單個(gè)的CDM信道的。人們還認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)信道共享，發(fā)射信號(hào)的各個(gè)載波相位還必須在接收機(jī)處對(duì)齊。
不幸的是，在感興趣的載頻下，來(lái)自地理分布的站的多個(gè)發(fā)射機(jī)的載波相位的這種協(xié)調(diào)的預(yù)校正在技術(shù)上不認(rèn)為是可行的。正如在下文中所描述的那樣，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的觀點(diǎn)相反，即使各個(gè)發(fā)射機(jī)載波相位在接收時(shí)是不對(duì)齊的，多個(gè)發(fā)射機(jī)也可以用正交信道處理碼來(lái)共享單個(gè)的CDM信道。在某種情況下，不管載波相位如何，發(fā)射機(jī)的信號(hào)保持互相正交。
下面通過(guò)例子，可以非常好地說(shuō)明載波相位不相關(guān)的原因?？紤]在基站112和114中或匯接局120和122中有兩個(gè)發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)X和發(fā)射機(jī)Y，每一個(gè)發(fā)射機(jī)分別產(chǎn)生具有相位‘x’和‘y’的載波波形。發(fā)射機(jī)X用沃爾什函數(shù)Wx(i)使數(shù)據(jù)信號(hào)Sx信道化，并地載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生一發(fā)射信號(hào)Tx(i)，這里，i代表沃爾什序列中的子碼數(shù)，本例中的I的值的范圍是從0到127。發(fā)射機(jī)Y用沃爾什函數(shù)Wy(i)使數(shù)據(jù)信號(hào)Sy信道化，并對(duì)其載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)Ty(i)。所以，發(fā)射信號(hào)可以表述為Tx(i)＝SxWx(i)jφx(4)以及Ty(i)＝SyWy(i)jφy(5)二發(fā)射信號(hào)均由接收機(jī)X(124，126)接收，并用沃爾什函數(shù)Wx(i)去覆蓋或去信道化。假設(shè)通過(guò)頻率預(yù)校正，到達(dá)信號(hào)的信號(hào)相位中的任何相對(duì)差均大體為常量。即，當(dāng)相位不同時(shí)，在正被使用的沃爾什函數(shù)周期上它們保持為相對(duì)恒定。因?yàn)槲譅柺残蛄信c相同的沃爾什序列之積是一單位序列，所以，信號(hào)Tx結(jié)果由下述關(guān)系式給出Σi=0127Tx(i)Wx(i)=Σi=0127SxWx(i)Wx(i)ejφx=SxejφxΣi=0127(1)=128Sxejφx---(6)]]>這是所要求的數(shù)據(jù)信號(hào)。因?yàn)槲譅柺残蛄信c同一組的另一個(gè)沃爾什序列的乘積是零，信號(hào)Ty結(jié)果由下面的關(guān)系式給出Σi=0127Ty(i)Wx(i)=Σi=0127SyWx(i)Wy(i)ejφy=SyejφyΣi=0127Wx(i)Wy(i)=Syejφy*(0)=0---(7)]]>結(jié)果是無(wú)干擾。所以，當(dāng)滿足上述條件時(shí)，載波相位是不相關(guān)的，并且在沃爾什函數(shù)的短周期上頻率對(duì)齊不會(huì)改變。
按照本發(fā)明的較佳實(shí)施例，每一發(fā)射機(jī)采用相同的正交PN擴(kuò)展碼或序列對(duì)和偏移。(一PN碼偏移是PN碼序列的參考時(shí)間和起始時(shí)間之間的預(yù)定延遲。)另外，沒(méi)有一個(gè)正交信道化碼在它們共享CDMA信道的時(shí)間內(nèi)會(huì)被分配到一個(gè)以上的發(fā)射機(jī)。偏移經(jīng)時(shí)間預(yù)校正，以確保在接收機(jī)處的時(shí)間對(duì)齊。信號(hào)的頻率經(jīng)預(yù)校正，以確保在接收機(jī)處的頻率對(duì)齊。
圖4中給出描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電路方框圖。圖4給出本發(fā)明的簡(jiǎn)單應(yīng)用，只有兩個(gè)發(fā)射機(jī)(發(fā)射機(jī)400A和發(fā)射機(jī)400B)共享一個(gè)CDMA信道。按照一較佳實(shí)施例，在該共享發(fā)射機(jī)之間劃分一預(yù)定的沃爾什碼組。這在圖4中示出，圖中給出了分配到發(fā)射機(jī)400A的沃爾什碼Wl(t)-Wn(t)，以及分配到發(fā)射400B的沃爾什碼Wn+1(t)-Ww(t)，這里的w是該組中沃爾什碼的總數(shù)。
本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很清楚，沃爾什函數(shù)不必以嚴(yán)格的順序來(lái)分配或編組，可以根據(jù)需要用其他的分配方式來(lái)分配。即，本發(fā)明不要求比方說(shuō)是沃爾什函數(shù)1-16被分配到一個(gè)發(fā)射機(jī)，而沃爾什函數(shù)17-32被分配到另一個(gè)發(fā)射機(jī)，作為連續(xù)的‘塊’或序列(1到n以及n+1到w)。例如，沃爾什函數(shù)1，3，5，…31可以被分配到一個(gè)發(fā)射機(jī)，而另一個(gè)接收沃爾什函數(shù)2，4，6，…32，供使用。該函數(shù)可以以小組或交替序列的方式或用其他已知的方式來(lái)分配。只要在相同的CDM信道上在相同的時(shí)刻各個(gè)發(fā)射機(jī)使用的不是共同的沃爾什函數(shù)，可以使用沃爾什函數(shù)的各種組合、混合或順序。
對(duì)于一個(gè)較佳實(shí)施例，下表I中給出一例如何進(jìn)行這樣的分配的。在所描述的分配方案中，兩個(gè)匯接局(標(biāo)記為第一匯接局(GW)和第二匯接局(GW)在一CDMA擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中共享相同的波束和頻率。這里列出了特定的九個(gè)信道組的指定的函數(shù)，和它們的各個(gè)沃爾什函數(shù)分配。
表I

在該規(guī)范中，較佳實(shí)施例被描述成具有兩個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員很清楚，本發(fā)明的原理可以被擴(kuò)展到多個(gè)發(fā)射機(jī)和多個(gè)接收機(jī)共享一個(gè)CDMA信道。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)域很清楚，接收機(jī)可以由中繼器(通常是衛(wèi)星發(fā)射機(jī)-應(yīng)答器、地面中繼器等)來(lái)代替，并且本發(fā)明的時(shí)間和頻率校正可以由發(fā)射機(jī)或中繼器來(lái)執(zhí)行。例如，對(duì)于一組用戶來(lái)說(shuō)，時(shí)間和頻率預(yù)校正通過(guò)共享衛(wèi)星或中繼器中的一個(gè)發(fā)射機(jī)-應(yīng)答器以及將信號(hào)預(yù)校正到發(fā)射機(jī)-應(yīng)答器進(jìn)行的發(fā)射點(diǎn)來(lái)執(zhí)行。
在該規(guī)范中，本發(fā)明是相對(duì)于信號(hào)傳輸來(lái)描述的。正如對(duì)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員很明顯的是，本發(fā)明可以采用各種接收機(jī)。標(biāo)題為“System and Methodfor Forming Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System”的美國(guó)專利5,103,459中揭示了一種典型的接收機(jī)，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此引述供參考。
另外，按照本發(fā)明，相同的PN多項(xiàng)式和偏移被分配到每一共享發(fā)射機(jī)。參閱圖4，圖中給出分配到發(fā)射機(jī)400A和發(fā)射機(jī)400B的PN序列PNQ和PNI的一個(gè)正交對(duì)。
參閱圖4，發(fā)射機(jī)包含乘法器402A、402B；QPSK擴(kuò)展器300；加法器404A、404B；時(shí)間預(yù)校正器406A、406B；頻率預(yù)校正器408A、408B和天線410A、410B。
圖5中給出了描述本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)行的流程圖。下面參照?qǐng)D4和圖5描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
參照?qǐng)D5，在步驟502中，在必須共享單個(gè)CDMA信道的多個(gè)發(fā)射機(jī)處有幾個(gè)用戶信號(hào)。用戶信號(hào)可以是話音、數(shù)據(jù)等。這些信號(hào)在圖4中表示為在發(fā)射機(jī)400A處的SA1-SAX和在發(fā)射機(jī)400B處的SB1-SBY。在步驟504中，每一用戶信號(hào)通過(guò)乘法器402A和402B與不同的沃爾什碼序列乘。沒(méi)有兩個(gè)用戶信號(hào)SA1-SAX和SB1-SBY是用相同的沃爾什碼序列乘的。沃爾什碼在圖4中描述為分配到發(fā)射機(jī)400A和W1(t)-Wn(t)，和分配到發(fā)射機(jī)400B的Wn+1(t)-Ww(t)。
接著，在步驟506，每一乘法器402A、402B的輸出用相同的PN多項(xiàng)式和偏移對(duì)，由一個(gè)或多個(gè)QPSK擴(kuò)展器300來(lái)QPSK擴(kuò)展。QPSK擴(kuò)展器300的運(yùn)行的描述見(jiàn)上述部分III。接著，在步驟508中，在每一發(fā)射機(jī)處，分別由加法器404A和404B對(duì)合成的經(jīng)沃爾什編碼的QPSK擴(kuò)展信號(hào)加和。在步驟510，混合信號(hào)分別由時(shí)間預(yù)校正器406A、406B作時(shí)間預(yù)校正，以確保從發(fā)射機(jī)發(fā)射的混合信號(hào)的PN偏移在要求接收的一個(gè)接收機(jī)或多個(gè)接收機(jī)處時(shí)間對(duì)齊。正如上文中所描述的那樣，發(fā)射機(jī)400A、400B通常位于基站或匯接局處，并且至各個(gè)接收機(jī)/接收機(jī)-應(yīng)答器的近似距離是已知的；所以可以容易地計(jì)算所要求的時(shí)間預(yù)校正。
在步驟512中，由頻率預(yù)校正器408A、408B對(duì)經(jīng)時(shí)間預(yù)校正的混合信號(hào)進(jìn)行頻率預(yù)校正，以確保從發(fā)射機(jī)發(fā)射的混合信號(hào)在一個(gè)接收機(jī)或多個(gè)接收機(jī)處頻率對(duì)齊。在步驟514中，混合信號(hào)準(zhǔn)備好通過(guò)天線410A、410B進(jìn)行發(fā)射。
在閱讀了上面的描述以后，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)清楚地理解用其他的實(shí)施例是如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的。V.用多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行頻率估算在CDMA接收機(jī)中，發(fā)射機(jī)的載波頻率通常是用占據(jù)CDMA信道的單個(gè)發(fā)射機(jī)的導(dǎo)頻信號(hào)例子估算的。通常要求使發(fā)射信號(hào)的功率最小。然而，在CDMA系統(tǒng)中頻率跟蹤的難度由于使用低功率的導(dǎo)頻信號(hào)而加大。本發(fā)明的特點(diǎn)是它使得共享CDMA信道的多個(gè)發(fā)射機(jī)的多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)可以估算發(fā)射機(jī)的載波頻率。(正如上文中所指出的那樣，共享CDMA信道的發(fā)射機(jī)的載波頻率是對(duì)齊的。另外，因?yàn)楣蚕戆l(fā)射機(jī)的載波相位不要求是對(duì)齊的，所以，每一發(fā)射機(jī)發(fā)射一單獨(dú)的導(dǎo)頻信號(hào)，使得能夠進(jìn)行相干解調(diào)。)圖6中示出了采用多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)獲得所接收的QPSK信號(hào)的載波頻率估算的自動(dòng)頻率控制環(huán)路600的電路方框圖。圖6中示出的電路包含天線602、循環(huán)器604、PN去擴(kuò)展器606、沃爾什去多路復(fù)用器608、相干導(dǎo)頻濾波器610(610A-610N)、頻率誤差信號(hào)發(fā)生器612(612A-612N)、加法器614、環(huán)路濾波器616和電壓控制的振蕩器(VCO)618。
圖7中示出描述自動(dòng)頻率控制環(huán)路600的運(yùn)行的流程圖。下面參照?qǐng)D6和圖7詳細(xì)描述自動(dòng)頻率控制環(huán)路600的運(yùn)行。
參照?qǐng)D7，在步驟702中，在天線602處接收包含從共享CDMA信道的多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的混合信號(hào)。在步驟704中，循環(huán)器604將接收的混合信號(hào)下轉(zhuǎn)換成基帶的信號(hào)。在步驟706中，基帶信號(hào)用PN碼在由PN去擴(kuò)展器606在恰當(dāng)時(shí)間偏移處去擴(kuò)展。在步驟708中，經(jīng)去擴(kuò)展的基帶信號(hào)由沃爾什去多路復(fù)用器608被去多路復(fù)用成單獨(dú)的沃爾什信道A至N。在合成的沃爾什信道中有一個(gè)用于共享CDMA信道的每一個(gè)發(fā)射機(jī)的導(dǎo)頻信道。在步驟710中，每一導(dǎo)頻信道由相干導(dǎo)頻濾波器610A-N濾波，這些濾波器還可以包括集中-轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能(integrate-and-dump function)。
在步驟712中，每一誤差信號(hào)發(fā)生器612A-N計(jì)算與每一導(dǎo)頻信號(hào)的頻率誤差成正比的項(xiàng)。在一典型的或較佳實(shí)施例中，頻率誤差信號(hào)是通過(guò)對(duì)同相I信道和正交Q信道，在代表導(dǎo)頻信號(hào)的當(dāng)前取樣和該導(dǎo)頻信號(hào)的前一取樣的矢量之間取叉積來(lái)計(jì)算的。對(duì)于當(dāng)前導(dǎo)頻取樣Ik、Qk和先前導(dǎo)頻取樣Ik-1、Qk-1，合成頻率誤差由Ik-1Qk-Qk-1Ik給出。誤差信號(hào)可以是正的，也可以是負(fù)的；一個(gè)為零的誤差信號(hào)表示沒(méi)有頻率誤差。
在步驟714，由加法元件或加法器614將所有導(dǎo)頻信號(hào)的頻率誤差信號(hào)組合起來(lái)。在步驟716中，由環(huán)路濾波器616對(duì)混合誤差信號(hào)濾波。在步驟718中，由VCO618將經(jīng)濾波的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成相位估算。在步驟720中，將相位估算施加到循環(huán)器604，以調(diào)整接收的混合信號(hào)的相位。VI.結(jié)論在上文中描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例以后，應(yīng)當(dāng)指出，這些實(shí)施例僅是舉例而非限定性的。所以，本發(fā)明的保護(hù)寬度和范圍不應(yīng)當(dāng)由上述實(shí)施例來(lái)限定，而應(yīng)當(dāng)僅按照下面的權(quán)利要求及其等效來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種使多個(gè)發(fā)射機(jī)能夠在具有多個(gè)發(fā)射機(jī)的CDM通信系統(tǒng)中共享單一CDM信道的方法，每一所述發(fā)射機(jī)具有發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的至少一個(gè)通信信道，其特征在于，所述方法包含下述步驟以預(yù)定的方式將預(yù)定的正交信道化碼組分配到多個(gè)發(fā)射機(jī)；以及用所述正交信道化碼使所述數(shù)據(jù)信號(hào)中的每一個(gè)信道化，以產(chǎn)生一信道化的數(shù)據(jù)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述正交信道化碼是沃爾什函數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，不存在同時(shí)將一個(gè)沃爾什函數(shù)分配到一個(gè)以上的發(fā)射機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，它還包含用至少一個(gè)PN碼對(duì)所述信道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展以產(chǎn)生一擴(kuò)展用戶信號(hào)的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，一個(gè)PN擴(kuò)展碼被分配到多個(gè)發(fā)射機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，它還包含在發(fā)射之前對(duì)所述擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行加和以產(chǎn)生一個(gè)混合信號(hào)的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在發(fā)射之前對(duì)每一發(fā)射機(jī)的所述混合信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正，從而在接收時(shí)，所述混合信號(hào)的所述PN擴(kuò)展碼是時(shí)間對(duì)齊的。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在發(fā)射之前對(duì)每一發(fā)射機(jī)的混合信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正，從而在接收時(shí)，所述混合信號(hào)是頻率對(duì)齊的。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，所述CDM通信系統(tǒng)包含每一數(shù)據(jù)信號(hào)是一用戶信號(hào)的無(wú)線擴(kuò)展譜CDMA通信系統(tǒng)，并且所述信道化的所述步驟包含用所述正交信道化碼來(lái)使所述用戶信號(hào)中的每一個(gè)信道化以產(chǎn)生一信道化的用戶信號(hào)。
10.一種具有多個(gè)發(fā)射機(jī)的CDM通信系統(tǒng)，每一發(fā)射機(jī)發(fā)射共享一個(gè)CDM信道的至少一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，每一發(fā)射機(jī)包含至少一個(gè)載有所述數(shù)據(jù)信號(hào)中的一個(gè)的信號(hào)處理路徑；以及將每一數(shù)據(jù)信號(hào)與不同的正交信道化碼組合的乘法器裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述正交信道化碼是沃爾什函數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，在一公共運(yùn)行時(shí)間周期上，不存在將沃爾什函數(shù)分配到一個(gè)以上的發(fā)射機(jī)的情況。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理路徑中的每一個(gè)還包含與所述乘法器裝置耦連、用至少一個(gè)PN擴(kuò)展碼擴(kuò)展由所述乘法器產(chǎn)生的信號(hào)的擴(kuò)展器。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)PN碼被分配到多個(gè)發(fā)射機(jī)。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包含一個(gè)加法器，所述加法器與所述信號(hào)處理路徑耦連，用來(lái)在發(fā)射前對(duì)在每一發(fā)射機(jī)處由所述信號(hào)處理路徑產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行加和。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，它還包含一個(gè)時(shí)間預(yù)校正器，所述時(shí)間預(yù)校正器與所述加法器耦連，用來(lái)將由所述加法器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正，從而在接收時(shí)多個(gè)發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)的PN碼在時(shí)間上對(duì)齊。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包含一頻率預(yù)校正器，所述頻率預(yù)校正器與所述時(shí)間預(yù)校正器耦連，用來(lái)對(duì)所述時(shí)間預(yù)校正器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正，從而在接收時(shí)對(duì)齊多個(gè)發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)的載波頻率。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)展器是一QPSK擴(kuò)展器，并且所述至少一個(gè)PN碼包含一對(duì)正交PN擴(kuò)展碼。
19.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CDM通信系統(tǒng)包含每一所述數(shù)據(jù)信號(hào)是一用戶信號(hào)的無(wú)線擴(kuò)展譜CDMA，其中，所述至少一個(gè)信號(hào)處理路徑載有一個(gè)所述用戶信號(hào)，并且所述乘法器裝置使每一用戶信號(hào)與不同的正交信道化碼組合起來(lái)。
20.一種具有多個(gè)發(fā)射機(jī)的CDM通信系統(tǒng)，每一發(fā)射機(jī)發(fā)射至少一個(gè)共享單個(gè)CDM信道的數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)包含多個(gè)發(fā)射機(jī)，每一發(fā)射機(jī)包含以預(yù)定方式將一組正交信道化碼分配到多個(gè)發(fā)射機(jī)的裝置；以及用所述正交信道化碼中的一個(gè)使所述數(shù)據(jù)信號(hào)中的每一個(gè)信道化以產(chǎn)生一信道化的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述正交信道化碼是沃爾什函數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，不存在同時(shí)將一個(gè)沃爾什函數(shù)分配到一個(gè)以上的發(fā)射機(jī)的情況。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包含用至少一個(gè)PN擴(kuò)展碼來(lái)擴(kuò)展所述信道化信號(hào)以產(chǎn)生一擴(kuò)展信號(hào)的裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)PN碼被分配到多個(gè)發(fā)射機(jī)。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包含在發(fā)射前使所述擴(kuò)展信號(hào)加和以產(chǎn)生一混合信號(hào)的裝置。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包含在發(fā)射前對(duì)每一發(fā)射機(jī)的所述混合信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正從而在接收時(shí)所述混合信號(hào)的所述PN碼是時(shí)間對(duì)齊的裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包含在發(fā)射前對(duì)每一發(fā)射機(jī)的所述混合信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正從而在接收時(shí)所述混合信號(hào)是頻率對(duì)齊的裝置。
28.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)是一CDMA擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)，并且所述數(shù)據(jù)信號(hào)是共享一個(gè)CDMA信道的用戶信號(hào)，所述信道化的裝置包含用所述正交信道化碼中的一個(gè)使所述用戶信號(hào)中的每一個(gè)信道化以產(chǎn)生一信道化的用戶信號(hào)的裝置。
29.如權(quán)利要求20上述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它還包含接收至少兩個(gè)共享單個(gè)信道的用戶信號(hào)作為一組合信號(hào)的裝置；相對(duì)于至少一個(gè)預(yù)定PN擴(kuò)展碼使所述接收信號(hào)去擴(kuò)展的裝置；相對(duì)于預(yù)選的正交信道化碼使所述混合信號(hào)去多路復(fù)用成多個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置；相干濾出與所述單獨(dú)的數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)的裝置；從所述導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)中產(chǎn)生一誤差信號(hào)的裝置；以及對(duì)合成的誤差信號(hào)進(jìn)行加和的裝置。
30.如權(quán)利要求29所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它還包含在去多路復(fù)用前，將接收的擴(kuò)展譜信號(hào)下變換成基帶頻率的循環(huán)(rotation)裝置；對(duì)已加和的合成誤差信號(hào)進(jìn)行濾波的裝置；以及響應(yīng)于經(jīng)濾波加和的誤差信號(hào)來(lái)調(diào)整所述循環(huán)裝置的運(yùn)行的裝置。
31.如權(quán)利要求29所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，產(chǎn)生誤差信號(hào)的所述裝置包含在每一導(dǎo)頻信號(hào)的當(dāng)前取樣及其先前取樣之間形成叉積的裝置。
32.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包含下述步驟接收共享一個(gè)信道的至少兩個(gè)用戶信號(hào)作為組合信號(hào)；相對(duì)于至少一個(gè)預(yù)定PN擴(kuò)展碼，對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展；相對(duì)于預(yù)選的正交信道化碼，將所述混合信號(hào)去多路復(fù)用成多個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)信號(hào)；相干濾出與所述單獨(dú)信號(hào)對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)；從所述濾波導(dǎo)頻信號(hào)的每一個(gè)中產(chǎn)生一誤差信號(hào)；以及對(duì)合成的誤差信號(hào)加和。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，它還包含下述步驟在進(jìn)行去多路復(fù)用前通過(guò)循環(huán)將接收的擴(kuò)展譜信號(hào)下變換成基帶頻率；對(duì)經(jīng)加和的誤差信號(hào)進(jìn)行濾波；以及響應(yīng)于經(jīng)濾波的加和誤差信號(hào)調(diào)整所述下變換。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生誤差信號(hào)的所述步驟包含在每一導(dǎo)頻信號(hào)的當(dāng)前取樣和前一取樣之間形成叉積。
35.一種自動(dòng)控制具有多個(gè)共享單個(gè)CDM信道的多個(gè)發(fā)射機(jī)的CDM通信系統(tǒng)中的頻率的方法，每一發(fā)射機(jī)具有發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的至少一個(gè)通信信道，其特征在于，所述方法包含下述步驟以預(yù)定的方式將預(yù)定的正交信道化碼組分配到多個(gè)發(fā)射機(jī)；用一個(gè)所述正交信道化碼使所述數(shù)據(jù)信號(hào)中的每一個(gè)信道化，以產(chǎn)生一信道化的數(shù)據(jù)信號(hào)；接收至少兩個(gè)共享一個(gè)信道的用戶信號(hào)，作為組合信號(hào)；相對(duì)于至少一個(gè)預(yù)定的PN擴(kuò)展碼，去擴(kuò)展所述接收信號(hào)；相對(duì)于預(yù)選用戶正交碼，將所述混合信號(hào)去多路復(fù)用成多個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)信號(hào)；相干濾出與所述單獨(dú)信號(hào)對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)；從所述濾波導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)；以及對(duì)合成誤差信號(hào)進(jìn)行加和。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，它還包含下述步驟在去多路復(fù)用之前，通過(guò)循環(huán)將接收的擴(kuò)展譜信號(hào)下變換成一基帶頻率；對(duì)經(jīng)加和的合成誤差信號(hào)進(jìn)行濾波；以及響應(yīng)于經(jīng)濾波加和的誤差信號(hào)調(diào)整所述下變換。
37.一種在具有多個(gè)共享單個(gè)CDM信道的多個(gè)發(fā)射機(jī)的CDM通信系統(tǒng)中進(jìn)行自動(dòng)頻率控制的裝置，每一發(fā)射機(jī)發(fā)射至少一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，所述裝置包含以預(yù)定的方式將正交信道化碼組分配到多個(gè)發(fā)射機(jī)的裝置；用所述正交信道化碼中的一個(gè)使所述數(shù)據(jù)信號(hào)中的每一個(gè)信道化以產(chǎn)生一信道化的用戶信號(hào)的裝置；接收至少兩個(gè)共享一個(gè)信道的用戶信號(hào)作為組合信號(hào)的裝置；相對(duì)于至少一個(gè)預(yù)定的PN擴(kuò)展碼去擴(kuò)展所述接收信號(hào)的裝置；相對(duì)于預(yù)選正交信道化碼將所述混合信號(hào)去多路復(fù)用成多個(gè)所述單獨(dú)的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置；相干濾出與所述單獨(dú)數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)的裝置；從所述導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)的裝置；以及對(duì)合成誤差信號(hào)進(jìn)行加和的裝置。
全文摘要
一種用正交波形使多個(gè)發(fā)射機(jī)(400)能夠共享一個(gè)碼分多路復(fù)用(CDM)或碼分多址(CDMA)信道的系統(tǒng)和方法。產(chǎn)生一組正交信道化碼W
文檔編號(hào)H04J13/04GK1190510SQ97190483
公開(kāi)日1998年8月12日 申請(qǐng)日期1997年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月2日
發(fā)明者阿夫尼虛·阿格瓦, 布雷恩·K·巴特勒 申請(qǐng)人:夸爾柯姆股份有限公司