多載波正交編碼的通信系統和方法

2023-05-15 03:55:21

專利名稱：多載波正交編碼的通信系統和方法
相關申請的交叉引用此申請是Dent在1997年7月22日申請的標題為「Communication System and Method with Orthogonal BlockEncoding」(利用正交塊編碼的通信系統和方法)的美國專利申請No.08/898,392以及Dent在1998年5月21日申請的標題為「Partially Block-Interleaved CDMA Coding and Decoding」(部分地字塊交織的CDMA編碼和解碼)的09/082,722的後續申請，兩個申請都懸而未決。
在FDMA(頻分多址)系統中，來自編碼器16a-n中的每個數字編碼信息流18a-n被調製到各自的頻率信道上。選擇足夠的信道間隔以使在鄰近頻率信道上的信號不彼此幹擾並且可被接收機濾波器輕易地識別。通常，信道間隔稍微大於發射信號的頻譜佔用，額外的部分被認為是頻率平面中的「防護頻帶」以便考慮諸如頻率誤差等等之類的因素。
在TDMA(時分多址)系統中，來自編碼器16a-n中的每個數字編碼信息流18a-n在TDMA幀周期的各自的時隙中被調製到各自的射頻信道上。在時隙之間使用小的保護時間來確保即使當由於多徑傳播而使發射信號的延遲回波被接收時不同時隙中的信號也不彼此幹擾。可是，為了保證信號之間的非幹擾，回波延遲決不能大於時隙之間的保護時間。
FDMA系統不同信道之間或者TDMA系統不同時隙的非幹擾性質通常被稱為信道之間的「正交性」。在FDMA和TDMA系統中，在從發射機到接收機的信號傳播期間保持正交性，即，只要利用必要的時隙間防護時間就不受多徑傳播的影響。在TDMA系統中，信息源信號被復用在一起並以一個更高的比特率調製到載波上。接收機使用一個均衡器來解調已復用/已調製信號以便補償多徑傳播。然後解調比特被劃分成為不同的原始源信息流。這也表示信道之間的正交性，即使沒有使用時隙內保護時間。
在直接序列擴頻系統中，也就是通常所說的CDMA系統(參見

圖1)中，來自編碼器16a-n中的每個數字編碼信息流18a-n在擴頻編碼器20a-n中與各自的存取碼22a-n組合，存取碼22a-n把信息流18a-n的碼元速率擴展通稱為擴展因數的一個數量。擴展信號的碼元，或者調製間隔就是通常所說的碼片，並且通常存在對於編碼器16a-n中的每個數字編碼碼元所產生的碼片整數，每一碼元的碼片數等於擴展因數。
在正交CDMA系統中，數字編碼信息流18a-n與之組合的存取碼22a-n彼此相互正交並且共同形成一組正交碼。當擴展因數等於二的冪時，一種適當的正交存取碼組是沃爾什-哈達瑪碼，即沃爾什碼。圖1說明了一種當擴展因數等於八時可以使用的8比特沃爾什碼。由於任何兩個碼之間一半比特相同而另外一半是反向極性，所以沃爾什碼22a-n是正交的。這導致任意兩個不同的碼之間的互相關理論上為零。應當指出，由於碼11111111用於說明碼22a，所以因為碼之間的正交性將不相同，則碼00000000將不成為沃爾什-哈達瑪碼序列的一部分。另外，只有當沃爾什碼精確地時間對準時才保持正交性。時間未對準的碼未必彼此正交。因此，由於多徑傳播而收到的一個碼的延遲回波通常不與其他未延遲的碼正交，結果造成不希望的幹擾。
本發明是針對克服上面提及的一個或多個問題。
在n等於二的冪的特殊情況下，加權因子序列可以替代為沃爾什碼。在這種情況下，根據n比特沃爾什碼W(k)的第i個比特的極性來確定是否倒置信道「i」中信號「k」的判斷。
當n被合成並等於因子n1，n2，n3，...，nm的乘積時，相應於一個m維的沃爾什-傅立葉變換，同時相應於是二的冪的一個因素來選擇使用維數較簡單的沃爾什序列，則可以把混合的沃爾什-傅立葉序列用於加權因子序列。因此，可以構成任意長度的正交序列組。
當要被發射的信號數目大於正交函數的數目時，即，大於組中的加權因子時，信號被分成小於等於組中正交函數數目的多個組。然後對於同一頻率信道使用相同的加權因子把同一組中的所有信號總和。可以使用在每一頻率信道內正交的一組存取或擴展碼來區別每一組內的不同信號。不同組的信號在它們自己內部可以使用同一正交擴展碼，但是最好修改為對於每一組使用提供與其他信號組的碼最大區別的一種Bent序列。
上述用於接收並處理髮明的信號結構的接收機包括用於在n個信道上接收信號的多個接收機信道。多個信道估計裝置為每個信道估計若干多個延遲傳播路徑的每個的相位和幅度，估計信號通過這些多個延遲傳播路徑從發射機到達接收機。被信號所採用的每一不同路徑被稱為一條射線。為了解碼特定的信號，首先利用分配給那個信號的信道內部擴展碼(存取碼)來解擴在每個信道中收到的信號以便對於每一時間延遲路徑從每個信道中獲得一個解擴信號或者射線。使用信道估計，對於每個信道，多個延遲傳播路徑的最大者，即，最強的射線被識別。
來自每個信道中相應於每個信道的最強射線的那個解擴信號然後被選擇並使用加權和在發射機處所應用的加權因子通過加權和相加而被組合，加權是各自射線的信道估計的函數。在發射之前，接收機加權因子還原不同信道之間的相移和衰減中的差值，並還原應用在各個信道中的加權因子的相移。本發明接收機因此依靠信道內正交碼來在每個組內的信號之間進行區別，並且依靠信道間(across-channel)正交碼來在不同組中的信號之間進行區別。
然後每個信道的第二強的射線被類似地選擇和組合一直到包含顯著能量的所有射線都已經被使用過為止。使用每個射線的加權因子來把每一組合的射線進一步組合，該加權因子是反映每個射線的組合信號與幹擾之比的信道估計的函數。然後，最後的組合信號值被使用作為糾錯解碼器的軟信息來再生最初發射的信息符號。
在一個替換實施例中，從在每個信道中接收的信號中減去按照上面的方式解碼的第一信號，然後重新處理殘留信號以便解碼第二信號。此處理反覆繼續，最好依照最高到最低的信號強度順序來選擇信號直到所有期望信號被解碼為止。
從本申請、附圖和附加的權利要求的學習中可以獲得本發明的其它方面、目的和優點。
圖6說明了使用信道內和信道間正交編碼的本發明信號轉換器的第三實現的另外一種變形；圖7是用於發射多信道擴頻信號的發射機組件的方框圖；圖8是用於接收並處理多信道擴頻信號的接收機的方框圖；和圖9是用於接收並處理多信道擴頻信號的接收機的另外一種實現的方框圖。
最佳實施方式在先前已部分描述了的圖1中，使用或者不使用正交存取碼22a-n，把擴頻編碼信號Ia，Qa；Ib，Qb；...；In，Qn，組合在組合器24中。每個擴頻編碼信號被說明為一對信號I，Q，它們表示在擴頻編碼之後信號波形的實部和虛部。信號Ia，Qa；Ib，Qb；...；In，Qn可以是數字抽樣序列或者是已經被平滑濾波器(未示出)濾波的連續波形。組合器24形成I(實部)信號的加權和以及Q(虛部)信號的加權和從而獲得一個合成的I，Q信號Itot，Qtot，它和一個期望信道頻率信號28一起被應用到調製器26以便產生調製信號30。使線性功率放大器32把調製信號30放大到期望的發射功率電平然後將其經天線34發射。通過選擇組合器24中用於組合的加權因子來控制分配給每個信號的一小部分總發射功率，使用從接收機中反饋的有關信號質量的信息通過一種功率控制算法在組合器24中可以動態地改變這些因子。在通常所說的IS95的美國CDMA蜂窩標準中，信號之一最好是一個沒有攜帶信息的純擴頻碼，稱為導頻碼，並且被接收機使用來估計在發射期間出現在發射機和接收機之間的多徑傳播係數。圖1的現有技術系統不保護在多徑傳播下的正交碼的正交性質。
減少此類幹擾影響的一些方法可以被使用。Dent在1997年7月22日申請的標題為「Communication System and Method withOrthogonal Block Encoding」(利用正交塊編碼的通信系統和方法)的美國專利申請No.08/898,392中，描述了一種基於以交織順序發射碼片來保護通過多徑傳播的正交性的方法。Dent在1998年5月21日申請的標題為「Partially Block-Interleaved CDMA Coding andDecoding」(部分字塊交織的CDMA編碼和解碼)的美國專利申請No.09/082,722中，進一步描述了此類正交編碼如何可以被使用來把信號的子組彼此分開，而每個子組內的信號分離是通過傳統裝置來實現。在此，上面的申請公開據此被參考結合。
Dent1999年2月10日申請的標題為「Maximum Likelihood RakeReceiver for Use in a Code Division，Multiple Access WirelessCommunication System」(使用在碼分多址無線通信系統中的最大似然瑞克接收機)的美國專利申請No.09/247,609和Dent1999年1月7日申請的標題為「Smoothing Receiver Channel EstimatesUsing Spectral Estimation」(使用頻譜估計的平滑接收機信道估計)的美國專利申請No.09/227,180中，描述了處理通過多徑傳播接收的信號的方法，包括信道估計和使用導頻碼元和/或解調數據碼元估計信道的方法的使用。在此，上面的申請公開因此被參考結合。
1998年8月4日頒發給Dent的標題為「SubtractiveMulticarrier CDMA Access Methods and Systems(減去的多載波CDMA接入方法和系統)」的美國專利No.5,790,549，描述了如何可以有利通過並置一些窄帶CDMA信號來構成一個寬帶CDMA信號，結果導致降低的接收機複雜性。在此，上述No.5,790,549專利據此被參考結合。雖然在5,790,549專利中擴展在多個窄頻帶上的信號不正交，但是通過按照最強到最弱的順序按順序對信號進行解碼可去掉對彼此的幹擾效應。
本發明公開了如何產生並接收多載波CDMA信號，其中，高比例的幹擾是正交的並且可利用降低複雜性的接收機將其移走。對於另外的性能獲取，幹擾去除的技術也同樣可以被結合。
圖2說明了信號變換器，通常示出為36，它可以被使用於多信道正交CDMA發射機(通常示出為38)中。信號變換器36包括產生信息信號42a-n的多個信息源40a-n，它們被各自的源和差錯編碼單元44a-n所接收。源和差錯編碼單元44a-n適當地把接收的信息信號42a-n進行源和差錯編碼，產生數字編碼信息流46a-n。在擴頻編碼器48a-n中利用擴展信息流46a-n碼元速率的各自的存取碼50a-n來組合每個數字編碼信息流46a-n，產生擴頻編碼信號52a-n。雖然用單一線路來說明擴頻編碼信號52a-n，但是應該理解，它們是有實部(I)分量和虛部(Q)分量的複數值信號。每個編碼信息信號46a-n可以使用相同的存取碼，可替代地，不同的非正交存取碼，或者不同的正交存取碼。然後由加權乘法器54用加權因子Wik用乘法加權每個擴頻編碼信號索引「i」，以便對於每個信道「k」產生一個信號，在此「k」範圍從1到信道的最大數目「n」。
例如，由乘法器54把擴頻編碼信號52a乘以加權因子Waa到Wan，產生n個加權信息信號56aa-n。按照相同的方式用乘法加權其它擴頻編碼信號52b-n，每個信號被得出成為n個分別的加權信息信號。然後通過把加權信息信號之一饋送到與n個頻率信道每一個相關的各自的組合器58a-n來通過每個頻率信道擴展原始信息信號42a-n。例如，與信道a相關的加權因子相乘的每一加權信息信號56aa，56ba，...，56na，被組合器58a組合以便產生一個組合加權信息信號60a。重複此處理，直到與信道n相關的加權因子相乘的加權信息信號56an，56bn，...，56nn在組合器58n中被組合，以便產生一個組合加權信息信號60n為止。組合加權信息信號60a-n然後被調製、功率放大以及發射。
圖2說明了一個「完整機構(full house)」系統，它具有與頻率信道數目(n)(在其上每個信息信號被編碼)一樣多的不同信息源(n)。這是它們的擴頻存取碼是相同的時候可以通過「n」條信道被正交編碼的最大數目的不同信號。
為了保證正交性，加權因子Wik必須具有正交性質如此以使(W*ik)(Wjk)＝0如果i不等於j，在此重複信道索引「k」上的總計被隱含(內部矢積)而「*」是指復共扼。
沃爾什-哈達瑪碼是實部值函數的例子，它具有上面的性質，僅僅由值+1或-1組成。當「n」等於二的冪時這些可以被使用。傅立葉序列是複數值碼的例子，它具有上面的性質，對於任何「n」值都可以使用它。例如，對於「n」＝3的傅立葉序列為
在此w是複數cos(120°)+j·sin(120°)。
在n＝2的最簡單情況下，使用加權因子(沃爾什碼)W11＝1，W12＝1，W21＝1，W22＝-1可以構成兩信道正交多載波調製，這具有把第一信號平等地放置在兩信道中而把第二信號不同相地放置在第二信道中(與第一信道相比)的效果。
如果在不同信道中的同一信息信號的所有加權因子被接收源處產生的一個功率控制值換算，則正交序列保持正交。分別基於接收源接收的發射信號太弱或太強，則該功率控制值被發射機使用來增加或減弱發射信號的強度。通過增加和減少在所有信道中把正交性保持在類似的數量上。因此按照目標接收機為達到優良信號解碼所需要的功率，可以另外換算每個信息信號。這些技術是已知的並且不需要在此描述。如果同一信道中的所有信號使它們的發射功率同樣地提高或降低，則正交性也可被保持。
參見圖3，本發明的信號變換器的第二實現被通常示出為62，同時圖2中同樣的元件用相同的參考數字來表示。如圖3所示，擴頻編碼和加權的順序可以用一組正交加權值互換。如果源和差錯編碼單元44a-n產生調製碼元，比如實數BPSK(二進位移相鍵控)碼元或複數QPSK(正交相位鍵控)或OQPSK(偏移QPSK)碼元，例如，作為一個I，Q碼元序列，則這些碼元可以在擴頻編碼之前乘以期望的實數或複數加權因子Wik。在編碼信息碼元速率上的結果的加權複數I，Q序列然後還可以與適當的擴頻存取碼相乘以便擴展碼片速率以及頻譜。相應於同一頻率信道中發射的不同信息信號的不同擴頻信號然後可以通過一個加法器(未示出)相加，，並且在相加之後以及I、Q調製之前應用一個公共濾波器(未示出)。
本領域普通技術人員應該理解，兩個因子(加權因子和存取碼)的相乘順序可以互換，並且諸如線性相加和線性濾波器之類的兩個線性處理應用的順序可以互換，因此導致許多等價實現，它們全部都落在本發明的精神和範圍之內。
在利用同一存取碼來擴展想要在一個給定信道上發射的信號的加權和的情況下，把同一存取碼應用到該加權和中可能很有效。此實現如圖3所示。在圖3中，源和差錯編碼信號46a-n每一個都在「n」個信道加權乘法器54之間分裂，在信道加權乘法器54處，它們被加權因子Wik加權，在此「i」是信號索引而「k」是要發射信號的那個信道的信道索引。應當指出，編碼信號46a-n和其後的信號雖然是用單一線路來表示的，但是實際上是具有實部(I)和虛部(Q)部分的複合信號。
例如，由乘法器54把編碼信號46a乘以加權因子Waa到Wan，產生n個加權信息信號64aa-n。按照相同的方式用乘法加權其它擴頻編碼信號46b-n，每個信號被得出成為n個分別的加權信息信號。同樣信道的加權信息信號在組合器66a-n中被組合，產生多個組合加權信息信號68a-n。組合加權信息信號68a-n附屬於各自的存取碼70a-n和各自的擴頻編碼器72a-n。擴頻組合加權信息信號74a-n然後被調製、功率放大以及發射。對於同一信道中的所有信號，存取碼是相同的，但是對於不同的信道沒有要求存取碼必須相同。此設備很有效因為它在通過擴頻編碼擴展到更高的碼片速率之前首先對低抽樣速率信號執行儘可能多的操作。
圖2和3的設備允許利用n個信道發射n個信號，但是擴展所有n個信道上的每個信號，從而在給出頻率分集優點的同時還保持了n個信號之間的正交性。
可以通過對於另外n個信號複製圖3來發射大於n的若干信號，這另外的n個信號使用與第一設備中使用的那些碼正交的擴頻存取碼。這一點在圖4中進行說明。圖4是本發明信號變換器的替換實施例的方框圖，通常示出為76。
如圖4所示，信號變換器76包括信號處理模塊78a和78b，每一個接收一組n個不同的信息信號。每一信號處理模塊78a和78b包括源和差錯編碼單元44a-n，乘法器54和組合器66a-n，與關於圖3所表示和描述的一樣。因此，信號處理模塊78a接收信息信號-n並得出多個組合加權信息信號80a-n，在此n對應於信道數目。同樣地，信號處理模塊78b接收信息信號(n+1)...2n並得出組合加權信息信號82a-n。信號處理模塊78a和78b的組合加權輸出至今仍然未被擴展，因此它們然後在來自模塊78a中信號的擴頻編碼器84a-n中以及在來自模塊78b中信號的擴頻編碼器86a-n中被擴頻編碼，產生各自的多個擴頻組合加權信息信號88a-n和90a-n。
如圖4所示，擴頻編碼器84a-n使用對於所有信道a-n都相同的擴頻存取碼。同樣地，擴頻編碼器86a-n使用對於所有信道a-n都相同的存取碼，但是它們與使用於擴頻編碼器84a-n中的碼正交。信號88a和90a被組合器92a組合，產生在信道a中發射的進一步組合信號94a。類似的組合由組合器92b-n對信號88b-n以及90b-n執行，分別產生在信道b-n上發射的進一步組合信號94b-n。因此，即使對於一個來自模塊78a而一個來自模塊78b的使用同一組加權因子的一對信號，也在每個信道內部提供正交波形。另一方面，來自模塊78a或78b的使用同一擴頻存取碼的一對信號依靠使用正交加權因子組而正交。因此圖4的2n個信號的任意兩對是相互正交的。可以按照類似的形式處理通過n個信道發射的其它組的n個信號，直到可以構成最大數目的正交存取碼。在擴展因數等於8的示例中，使用8比特存取碼，可以利用相互正交的n個信道發射8組這樣的n個信息信號。利用擴展因數m，則可以找到m個相互正交的擴展序列，因此允許利用n個信道發射mn個正交信號。
使用如下表中所說明的擴頻存取碼和信道間加權序列的組合來發射總的mn個信號每一個存取碼和加權序列的分配
例如，參見圖4，關於上表，在此m＝2，信號11，12，...，1n分別對應於信號88a，88b，...，88n，而信號21，22，...，2n分別對應於信號90a，90b，...，90n。
圖5說明了如圖4所示的信號變換器的替代變形，相同的參考數字表示同樣的元件並且已經稍做修改的那些元件用一個帶撇號(』)的來表示。如圖5所示的信號變換器76』按照與關於圖描述的信號變換器76相同的方式操作，聯合地使用存取碼和加權因子組以便在使用n個信道發射的mn個信號之間提供正交性。可是，如圖5所示，使用於編碼器84a』-n』和86a』-n』中的存取碼已經被改序。代替對於所有信道a-n使用同一存取碼，擴頻編碼器84a』-n』對於每個信道a-n使用不同的存取碼。同樣地，擴頻編碼器86a』-n』對於每個信道a-n也使用不同的存取碼。由於擴頻編碼器對於同一信道所使用的存取碼正交，所以信號保持相互的正交性。例如，擴頻編碼器84a』所使用的存取碼與擴頻編碼器86a所使用的存取碼正交。同樣地，擴頻編碼器84n』所使用的存取碼與擴頻編碼器86n』所使用的存取碼正交。雖然擴頻編碼器84a』和86n』所使用的存取碼是相同的，並且擴頻編碼器84n』和86a』所使用的存取碼是相同的，但是由於存取碼是在不同的信道上被使用所以並沒有影響正交性。
圖6說明了如圖4所示的信號變換器76的另外一種變形，相同的參考數字表示同樣的元件並且已經稍做修改的那些元件用一個帶雙撇號(」)的來表示。利用此變形，每一組擴頻編碼器84a」-n」和86a」-n」所利用的存取碼是否屬於同一正交組都沒關係，因為它們使用在不同的信道上並不相互影響。如圖6所示的信號變換器76」按照與先前關於圖4描述的信號轉換器76相同的方式操作，因此不需要描述其細節。如圖6所示，擴頻編碼器84a」-n」和86a」-n」所使用的每一存取碼不同並且在與圖5中一樣的不同信道中沒有被再次使用。可是，編碼器84a」-n」所使用的存取碼優選地應該形成一個正交集，並且編碼器86a」-n」所使用的存取碼也應該形成一個正交集，但是可以是與第一正交集相差一個常數的一個正交集。可以通過首先從一個沃爾什-哈達瑪組開始，然後同樣地對組中的所有碼進行逐位異或任意比特模式從而構成這種不同但是仍然相互正交的組。例如，在1994年10月4日頒發給Dent和Bottomley的標題為「Multiple AccessCoding for Radio Communications(無線電通信的多存取編碼)」的美國專利No.5,353,352中以及在1996年8月27日頒發給Dent和Bottomley的標題為「Multiple Access Coding Using BentSequences for Mobile Radio Communications(移動無線電通信的使用本特(Bent)序列的多存取編碼)」的美國專利No.5,550,809中公開的本特碼可以被使用，在此，這些專利因此被參考結合。在使用正交編碼的蜂窩系統中，上面的專利公開了使用與第一小區相同頻率信道的第二蜂窩小區有利地可以使用通過與第一小區相比不同的本特序列的使用而被修改的一組正交碼。
在使用正交加權函數組來提供如在此公開的正交信道間擴展的多載波蜂窩系統中，如果使用於第二小區中的正交加權函數組不同於第一小區的也是有利的，這樣沒有一個小區的加權函數完全等於另外一個小區的加權函數。可是，當考慮到從不同發射機中接收的應用到不同信道的不同傳播因數(信道估計)時，即使沒有周密的步驟來保證如此，也很可能在從不同發射機中收到的信號之間很少有相關。
雖然本發明的信號變換器已經被描述為包括不同的多個擴頻編碼器，但是，在不偏離本發明的精神和範圍的條件下，可以把多個擴頻編碼器的每一個替換為執行多個擴頻編碼器所有功能的單個擴頻編碼器。
圖7說明了上述信號發射的一種形式，在此要被發射的每一信號通過一個IQ調製器96來接收，IQ調製器96得出多個調製複合信號98a-n。調製信號98a-n被組合到功率放大器100中並經天線102發射。可替代地，可以對於每個信道a-n提供一個IQ調製器。另外，每一調製信號98a-n可以被獨立地功率放大然後組合後用於發射。通過使用如圖7所示的單個寬帶天線102或者多個窄帶天線立即發射所有的信道。
圖8是接收機的方框圖，通常示出為104，用於接收並處理本發明的多信道擴頻信號。多信道信號在天線106處被接收並在多信道接收機108中被處理以便分開信道、把分開的信道信號濾波、放大並下變換並把它們從模擬轉換為數字形式用於處理。複數值抽樣110a-n的數位化輸出流在正交解擴器112a-n中被處理，在此，抽樣流的不同偏移與一個或多個相互正交的擴展碼相關。解擴器112a-n例如可以就是所謂的匹配濾波器或者滑行相關器，並且可以使用如下專利申請中公開的任何改進Dent和Wang的標題為「Efficient SlidingCorrelator(有效滑行相關器)」的美國專利申請No.08/967,444；Dent和Urabe申請的標題為「Reduced Power Matched Filter(減少的功率匹配濾波器)」的美國專利申請No.09/197,597；Bottomley等人在1996年11月14日申請的標題為「Despreading of DirectSequence Spectrum Communication Signals」(直接序列頻譜通信信號的解擴)的美國專利申請No.08/748,755；在此，所有的專利申請公開因此被參考結合。
如果使用多數或者使用所有的可用正交碼的信號要被解擴，則如在1996年11月14日的頒發給Dent標題為「Fast Walsh TransformProcessor」(快速沃爾什變換處理器)的美國專利No.5,357,454中描述的一個快速沃爾什變換電路可以被利用作為解擴器112a-n，在此，這個專利因此被參考結合。解擴器按一個碼元接著一個碼元的準則識別多徑射線每一個的幅值和相位，每個解擴器112a-n輸出一系列解擴不同的延遲射線114a-n。
對於相干解調，由傳播路徑引入的相位和幅度改變的影響必須從由於編碼信息碼元所引起的調製影響中被區分，為此目的可以使用信道估計。信道估計由Cij表示，Cij為信道i中的第j個延遲射線。為了去掉傳播信道的影響，特定碼元和射線的相關可以除以那條射線的信道估計。這在射線會衰落到零或者很小數值的衰落環境中可能很危險，因為通過將一個已衰落射線除以一個小的信道估計會增強噪音。可是，射線分類器116a-n首先識別來自解擴器112a-n的所有射線中最強的射線，那就是說，在每個信道中的衰落最小的射線被選擇。在圖8中，它是信道a的延遲3的射線以及信道n的延遲5的射線。信道a的最強射線通過除以最強射線信道的估計(Ca3)而在乘法器118a中被規範化，同樣，另外一個頻率信道的最強射線被選擇並通過各自的信道估計(即，信道n的信道估計Cn5，在此，射線5是最強的)被規範化。來自乘法器118a-n中的數值現在將與它們的發射數值成正比。
然後，使用乘法器120a-n，由正被討論的信號所使用的加權組的復共扼W*ik把這些值進一步加權。使用復共扼還原了在發射機處被信道間加權所應用的任何反相或相位旋轉。來自所有信道a-n的所有解擴和加權射線現在應該都被相位對準，並因此可以在組合器122中被組合以便獲得在每個信道中經最強路徑接收的碼元數值124。現在重複該過程，使用每個信道第二強的射線以便獲得經第二強路徑126接收的碼元值；使用每個信道的第三大射線以便獲得經第三強路徑128接收的碼元值等等，直到有效的所有射線已經被使用為止。最後，對於每一射線，這些值124，126，128，...在進一步的加權乘法器132之後在組合器130中被組合在一起，對於最強的射線值使用加權因子U1，對於第二強的射線值使用U2，在此對於每一射線，U1，U2...最好與信噪比成正比或者與想要和不想要的信號比成正比。來自組合器130中的最終的組合值134是一個複數值，其包含每一碼元的一個或多個編碼信息的軟碼元信息，並且使用已知技術在糾錯解碼器136中進一步處理這些軟數值，已知技術可以包括把碼元方式(symbol-wise)軟信息變換為比特方式軟信息，利用維特比最大似然序列估計算法(MLSE)的卷積解碼，循環冗餘檢查以便檢測未修正的差錯等等。由糾錯解碼器136輸出的硬比特138表示最初發射的信息比特。
通過設備首先僅僅把每個信道最強的射線規範化並組合一起，並隨後是第二強的射線等等，從而企圖只組合類似強度的射線，並因此降低了在某些射線已經衰落而其他射線沒有衰落時上面所暗示的噪音放大問題。
減少規範衰落射線時減少噪音放大問題的另一方法是使用每一信號每一信道閉環功率控制。每個接收機向發射機報告它在每個信道中接收的信號強度。這可以是最強射線的強度或者可替代地是所有射線中功率的總和。然後，在一個接收機正在一個信道中接收比期望功率更低功率時，發射機，通過加權乘法器54增加該信道中發射到該接收機的功率；同時在接收機正在一個信道中接收比期望功率更高功率時，發射機減少在那個信道中發射到該接收機的功率。因為盼望不同接收機和頻率信道之間的衰落不相關，所以通過降低發射到有利接收機的功率來補償有缺陷的接收機需要的附加功率。可是，當使用這種方法時，不可能保持正交加權序列，除非被分配各自一個正交序列的子組中的所有信號都由同一頻率信道中的同一因子來進行功率控制。因為這將在其它信號的功率電平中產生一個不良的變化，所以在使用非正交加權序列的情況下比在使用正交加權序列的情況下，不同頻率信道中的獨立功率控制可能更有用。因此有一個反向功率控制的變元，來降低頻率信道中發射到接收機的功率，該功率與體驗優良傳播的信道中發射的功率相比具有很差的傳播。按照這種方式，功率不浪費在試圖克服暫時衰落上。
由於信號的延遲射線不再與未延遲射線或者屬於另外一個信號的不同延遲的射線正交，所以通過解擴器112a-n實現的射線分離是有缺點的。一個給定信號的最強射線的每個解擴值包含一個由於所有其它信號的所有其它射線(即，與最強射線延遲不同的射線)影響所引起的差錯。可是，使用正交碼保證與給定信號的最強射線延遲相同的其它信號射線不幹擾。對於諸如在蜂窩基站中使用的那些接收機，其不得不解碼所有信號，一個所謂的多用戶檢測器，聯合解調器或者其他此類技術可用來降低不同延遲射線之間的非正交幹擾效應。如果擴展碼已知，則通過把互相關矩陣的逆乘以所有信號和射線的解擴值組可以實現這一點。
對於不同的信道，有很少或幾乎沒有錯誤量相關，因此當它們在乘以信道加權W*ak，W*bk，...，W*nk之後在組合器122中被組合時它們沒有構造地相加。可是，除了由於那些信號的相同射線所引起差錯之外，由於使用正交加權組的信號所引起的差錯都沒有消除。
從圖8中，很明顯，對於信道a中的最強射線使用乘法器118a、120和132的每一射線的連續乘法換算等於通過合成因子(U1)(W*ak)/Ca3的單個乘法，在此U1是最強射線值的加權因子，W*ak是信道a的加權組的復共扼，Ca3是信道a的信道估計，在此射線3是最強的。
在上面使用的因子是一種標稱的選擇，它名義上消除了正交幹擾，但是未必是降低非正交幹擾。多信道瑞克接收機問題的更常規公式是確定加權組g(i，j，k，1)，在通過指針i和j總和數值以便獲得具有索引(k，1)的信號的軟碼元值之前，加權組g應該被應用來使用每個信道中第1個存取碼和信道間加權的第k組來乘以信號的第i個信道的第j條射線。
作為蜂窩基站中所感興趣的，對於所有信號同時解決全部問題，需要一種類型的多用戶解調器或聯合解調器。可是，如果一次只對於一個信號解決問題，以便對於那個信號產生矩陣值g(i j)，則需要一個簡單的接收機，它可以有興趣使用在有興趣一次只接收一個信號的蜂窩電話中。在一個實際的實現中，它可以更簡單地根據接收信號的觀測和處理來為每個信道中的每一射線估計信號與(噪音+幹擾)比，而不是根據有效信號的數目、每個信道中使用的碼以及每個信號的功率電平來確定公式，因為把後一種信息提供給接收機將表示相當數量的信令。
信道估計被使用在本發明的接收機中以便旋轉來自每個頻率信道中解擴貢獻後的相位，以使它們將構造地增加，提高解碼期望信號分量與幹擾分量之比。信道估計還可以被用來換算來自每個頻率信道中貢獻的幅度，因此使用正交信道間加權的幹擾信號將被消除。
通過使用可用正交碼/加權組組合中的一個可以獲得信道估計從而發射一個非信息承載信號，即，純碼，在U.S.IS95系統中稱為導頻碼。另外一種方法在1994年12月27日頒發給Dent的標題為「Calling Channel in CDMA Communications System(CDMA通信系統中的呼叫信道)」的美國專利No.5,377,183中被描述，其中以最高功率電平來發射以便達到小區邊界的呼叫告警信號也可以被使用作為一個導頻碼。在該公開方法的一個變型中，用期望信息和應用到呼叫告警信道上的信息的乘積來調製信息承載或「業務」信號碼，以使當使用該呼叫告警信道信號作為用於解碼業務信號的一個相干參考時，呼叫告警信息調製抵消。在此，上述No.5,377,183專利據此被參考結合。
在Dent1999年2月10日申請的標題為「Maximum LikelihoodRake Receiver for Use in a Code Division，Multiple AccessWireless Communication System」(使用在碼分多址無線通信系統中的最大似然瑞克接收機)的美國專利申請No.09/247,609中描述的另外一種方法中，通過定期地把已知碼元插入在業務碼元流之中來發射導頻碼元，該已知碼元對接收機來說是預先已知的並且被用來協助解碼對於接收機預先不知道的業務碼元。上面提及的申請(在此，它的公開被因此參考結合)也公開了在解碼之後如何使用業務碼元作為另外的「已知」碼元來提高信道估計。可以對業務碼元的所有可能解碼執行之以便產生信道估計的候選組，其每一個被用於解碼已經被導出的業務碼元串。然而，在1994年4月19日頒發給Dent的標題為「Quantized Coherent Rake Receiver」(量化相干瑞克接收機)的美國專利No.5,305,349中描述的另外一種信道估計方法，可以被使用來對利用正交或雙正交碼發射的多比特碼元進行解碼。在通過決定多個正交碼的哪一個被發射來解碼前一碼元之後，該被確定的碼的相位和幅度被用來提供用於解碼下一碼元的信道估計。在此，上述No.5,305,349專利據此被參考結合。
使用從每個信息攜帶信號本身中分別導出信道估計的上述那些方法而不是使用公共導頻碼或公共導頻碼元的一個優點是那樣可以使用使目標接收機最優化的不同天線射束來發射每個信號。對於從空間地分布的用戶終端(比如行動電話)到中央基站的方向上的通信，使用重疊信息信號碼而發射每一信號導頻碼或者另外通過把已知導頻碼元與信息碼元復用來從每個信號本身中導出信道估計是很重要的。
在通過信道估計的倒數來換算給定頻率信道中的信號貢獻時，正交信號碼被抑制，但是是以放大具有相對低信道估計的信道中的噪聲作為代價。通過把來自每個信道中的最強射線、然後第二強的射線等等組合在一起來減少這種影響，然後使用進一步加權來組合已組合的射線。這種技術的數學表達式如下 如果隨機噪聲或其它小區幹擾超過小區內幹擾成為主要的，則需要另一種加權，即 在兩種情況下，加權因子的相位是相同的，那就是說，它等於信道估計Cij的相位的倒數。當噪聲或其它小區幹擾的混合對於小區幹擾中存在時，可以假定存在於C*ij和1/Cij之間的折衷加權因子是最佳的，此折衷加權因子應該具有與上面二者相同的相位，但是具有一個介於二者之間的幅度。這種加權因子例如應該是Qij＝(x/(x+y))C*ij+(y/(x+y))/Cij在此「x」是小區外幹擾而「y」是小區內幹擾。在這種情況下，加權因子Uj的值應該是 上面的加權與最佳加權相符從而至少使用所有小區內和所有小區外幹擾的極值，並因此被盼望表現為最佳接近於中間情況。
通過測量小區自己發射和周圍小區發射的強度，可以產生小區內與小區外幹擾比值的估計，行動電話通常如此執行以用于越區切換的目的。還可以只在呼叫建立時估計x和y的值並在整個呼叫期間保持固定。服務基站還可以根據行動電話到小區邊界的估計接近度(或者通過位置估計或者從觀測信號強度中)來做出估計，例如在1997年9月23日頒發給Dent標題為「Navigation Assistance for CallHandling in Mobile Telephone Systems(行動電話系統中呼叫處理的導航協助)」的美國專利No.5,670,964中所公開的，在此，它因此被參考結合。
圖9是接收機的另外一種實現，通常示出為140，用於接收並處理本發明的多信道擴頻信號。多信道信號在天線106(參見圖8)處被接收並在多信道接收機108(參見圖8)中被處理以便分開信道，把分開的信道信號濾波、放大並下變換並且把它們從模擬變換為數字形式用於處理。複數值抽樣110a-n的數位化輸出流在正交解擴器112a-n中被處理，正如關於圖8所示出和描述的一樣。每一解擴器112a-n按一個碼元一個碼元的準則識別多徑射線每一個的幅值和相位並輸出一系列解擴不同的延遲射線142aa-m，142ba-m，...，142na-m，每一系列射線142aa-m，142ba-m，...，142na-m在各自的瑞克接收機144a，144b，...，144n處被接收。
通過任意方式獲得由Cij表示的信道估計，Cij是信道i中的第j個延遲射線。瑞克接收機144a-n讓每個信道a-n的多徑射線的每一個與它們各自的信道估計Cij在乘法器146中相乘，把每個信道a-n的相乘輸出在組合器148中組合，並且對於每一編碼信息碼元周期得出每一信道的一個實數或者複數，表示為150a-n。瑞克接收機144a-n可以是傳統型的或者改良型的，如在此參考結合的任意參考一樣。
每一信道瑞克組合輸出150a-n的每一個由信道間組合器152接收，信道間組合器152把瑞克組合輸出150a-n進一步加權並組合，以便產生每一編碼信息碼元的最終組合值154。最終的組合值154是一種軟數值，使用已知技術在糾錯解碼器156中進一步處理這些軟數值，已知技術可以包括把碼元方式軟信息變換為比特方式軟信息，利用維特比最大似然序列估計算法(MLSE)的卷積解碼，循環冗餘檢查以便檢測未修正的差錯等等。由糾錯解碼器156輸出的硬比特158表示最初發射的信息比特。
信道間組合器152的操作如下。如果使用對信道中所有信號來說是公共的導頻碼或者導頻碼元來獲得信道估計，則對於一個給定的信號應用到每個單獨的信號Wa，Wb，...，Wn的信道間加權因子在瑞克接收機144a-n中沒有被移走。因此，期望信號的加權因子的共軛必須被應用到每一信道瑞克組合輸出150a-n以便還原在發射機處由信道間加權所應用的任何反相或相位旋轉。瑞克組合輸出150a-n因此通過乘法器160a-n乘以各自的加權因子W*a，...，W*n的共軛。
另一方面，如果使用每一信號導頻碼元來獲得信道估計——該每一信號導頻碼元與信號的數據碼元復用並從而在發射機處附屬於同一信道間加權因子，則瑞克接收機144a-n的每一信道瑞克組合將去掉信道間加權因子，並且被信道間組合器152應用的共軛加權因子W*a，...，W*n將被設置統一。
在上面的任一情況下，為了完成具有正交信道間加權的信號的消除，每一信道瑞克輸出150a-n應該通過每個除以各自信道的信道估計的平方和(即，瑞克加權)來被換算成為相同的幅度。這表示在應用到乘法器160a-n的數值的分母中並且表示總的每一信道能量。當使用這種方法來保護儘管信道增益不同時的正交性時，由於所有射線的平方和(射線的信道估計)將為零的低可能性的優點使得減少了除以零的危險，這意味著所有的多徑射線同時衰落。
本領域的技術人員應該理解，當小區內幹擾，即從來自同一發射機中發射的其它信號中的幹擾不是主要時，除了總的每一信道能量的除法之外的換算可以被利用。對於沒有小區內幹擾的極端情況，不需要換算。對於都是小區內幹擾的極端情況，總的每一信道能量的除法換算被利用。對於幹擾部分是小區內幹擾和部分是其他小區幹擾或噪音的情況下，換算可以被設計為落在沒有換算和總的每一信道能量的除法之間。
來自乘法器160a-n中進一步加權和換算的輸出162a-n在組合器164中相加以便生產最終的組合值154，如先前所述，它被糾錯解碼器156處理，從而產生表示最初發射信號的硬比特序列158。
本發明信號變換器中的另外一種變形包括使用信道內擴展技術，其在多徑條件之下在不同信號之間提供改良的正交性。這種技術使用對攜帶不同信息比特的一些連續正交碼進行交織，因此，所有第一代碼比特被首先發射，所有第二代碼比特被其次發射等等。此也等於連續地發射信息比特字塊N次，在此N是信道內擴展因數，對於從一組正交碼或相位序列中選擇的每個字塊重複使用不同的符號或相位旋轉。這種技術在Dent＿＿申請的標題為「＿＿」的美國專利申請No.08/898,392中被描述，在此，此專利申請公開因此被參考結合。
在此描述的使用在多載波CDMA系統中的本發明信號變換器提供寬頻率範圍上的信號擴展，提供頻率分集，並且具有勝過傳統寬帶CDMA技術的優點，其只是使用更高碼片速率的擴展碼來獲得寬頻譜擴展。因為所使用的信道不必相鄰，所以在非連接的頻譜上可以獲得擴展。因此，即使在通信業務供應商擁有的特定頻率分配的地方，也仍然可以使用在此描述的擴頻技術。另外，由於不得不分解的多徑射線數目被降低，所以高級多用戶解調算法所需要的信號處理工作量因此被減少。這也幫助抑制了由信號的時移複製所引起的非正交幹擾程度。
雖然利用附圖的詳細參考已經描述了本發明，但是應該理解，在不偏離本發明的範圍和精神的條件下可以對其進行各種改進，比如組合任何所包含的資料的教導或其它現有技術。
權利要求
1.一種使用在利用多個頻率信道用於發射的碼分多址(CDMA)通信系統中的信號變換器，所述信號變換器包括多個加權乘法器，其每一個接收在多個頻率信道的每一個中用於發射的多個信息信號不同的一個，所述多個加權乘法器的每一個把它接收的信息信號乘以不同的頻率信道相關的加權序列並得出多個加權信息信號；多個組合器，其每一個與多個頻率信道不同的一個相關，所述多個組合器的每一個接收相應於不同信息信號來自多個加權乘法器每一個中的選擇加權信息信號，並把在所述多個頻率信道同一個中用於發射的所述選擇加權信息信號組合，以便得出多個組合加權信息信號；和一個擴頻編碼器，接收(a)多個信息信號，或者(b)多個組合加權信息信號中的任一個，並且使用各自的擴頻存取碼來編碼接收信號，以便得出(a)多個擴頻信息信號，或者(b)多個擴頻組合加權信息信號中的任一個，其中，當擴頻編碼器接收多個信息信號時，多個擴頻信息信號包括由多個加權乘法器接收的多個信息信號。
2.如權利要求1所述的信號變換器，其中，所述擴頻編碼器使用第一擴頻存取碼來在所述多個頻率信道的一個中編碼所述多個信息信號的子組，多個加權乘法器利用與所述子組中其它信息信號所使用的頻率信道相關加權正交的一個頻率信道相關加權來加權所述子組內的每個信息信號。
3.如權利要求1所述的信號變換器，其中，所述擴頻編碼器使用相互正交的各自擴頻存取碼的第一組來編碼所述多個頻率信道的一個中所述多個信息信號的第一子組。
4.如權利要求3所述的信號變換器，其中，該擴頻編碼器使用相互正交的第二組擴頻存取碼來編碼所述多個頻率信道的一個中所述多個信息信號的第二子組，該相互正交的第二組擴頻存取碼不與第一組正交。
5.如權利要求4所述的信號變換器，其中，各自的加權乘法器使用第一組頻率信道相關加權來加權正交擴頻編碼的信息信號的第一子組，並且各自的加權乘法器使用第二組頻率信道相關加權來加權正交擴頻編碼的信息信號的第二子組，用於第一子組的第一組加權與用於所述第二子組的第二組加權正交。
6.如權利要求4所述的信號變換器，其中，相互正交的第一和第二組擴頻存取碼被碼片交織，以便降低在發射期間由多徑傳播引起的正交性損失。
7.如權利要求4所述的信號變換器，其中，相互正交的第一和第二組擴頻存取碼包括傅立葉序列。
8.如權利要求4所述的信號變換器，其中，相互正交的第一和第二組擴頻存取碼包括沃爾什碼。
9.如權利要求4所述的信號變換器，其中，相互正交的第一和第二組擴頻存取碼包括通過公共存取碼的相加而修改的沃爾什碼。
10.如權利要求9所述的信號變換器，其中，所述公共存取碼包括本特序列。
11.如權利要求2所述的信號變換器，其中，所述頻率信道相關加權的第一和第二組正交序列包括沃爾什碼。
12.如權利要求2所述的信號變換器，其中，所述頻率信道相關加權的第一和第二組正交序列包括傅立葉序列。
13.如權利要求1所述的信號變換器，其中，第一和第二組中的所述每一個頻率信道相關加權包括所述多個信息信號每一個的一個功率電平設置。
14.如權利要求13所述的信號變換器，其中，多個加權乘法器保持所述多個頻率信道的每一個中的一個信息信號與另外一個的相對功率電平比相等。
15.如權利要求13所述的信號變換器，其中，通過向多個加權乘法器反饋由在所述多個頻率信道每一個中接收特定信息信號的CDMA通信系統的接收機所做出的信號強度測量，來控制所述多個頻率信道每一個中的特定信息信號的功率電平設置。
16.如權利要求15所述的信號變換器，其中，如果接收機做出的信號強度測量表示第一頻率信道中的所述特定信息信號的與第二頻率信道相比的較低接收信號強度，那麼與所述頻率信道的第二個中的所述特定信息信號的功率電平設置相比，多個加權乘法器降低所述多個頻率信道的第一個中的所述特定信息信號的功率電平設置。
17.如權利要求1所述的信號變換器，其中，所述多個頻率信道是非鄰接的。
18.如權利要求1所述的信號變換器，其中，所述信號變換器作為蜂窩電話基站的一個組件而被包括。
19.如權利要求18所述的信號變換器，其中，所述多個信息信號的一個是一個呼叫告警信號。
20.如權利要求18所述的信號變換器，其中，所述多個信息信號的一個是一個包括已知信息碼元在內的導頻信號。
21.如權利要求1所述的信號變換器，其中，所述多個信息信號包括導頻碼元。
22.一種使用在利用多個頻率信道用於發射的碼分多址(CDMA)通信系統中的發射機，所述發射機包括一個信號變換器，包括多個加權乘法器，其每一個接收在多個頻率信道的每一個中用於發射的多個信息信號不同的一個，所述多個加權乘法器的每一個把它接收的信息信號乘以不同的頻率信道相關加權序列並得出多個加權信息信號；多個組合器，其每一個與多個頻率信道不同的一個相關，所述多個組合器的每一個接收相應於不同信息信號來自多個加權乘法器的每一個中的選擇加權信息信號，並把在所述多個頻率信道的同一個中用於發射的所述選擇加權信息信號組合，以便得出多個組合加權信息信號；和一個擴頻編碼器，接收(a)多個信息信號，或者(b)多個組合加權信息信號中的任一個，並且使用各自的擴頻存取碼來編碼接收信號，以便得出(a)多個擴頻信息信號，或者(b)多個擴頻組合加權信息信號中的任一個，其中，當擴頻編碼器接收多個信息信號時，多個擴頻信息信號包括多個由多個加權乘法器接收的多個信息信號；一個調製器，接收(a)多個組合加權信息信號，或者(b)多個擴頻組合加權信息信號中的任一個，並且利用各自的信道頻率來調製接收信號，以便得出多個調製信息信號；和至少一個天線，接收多個調製信息信號，並通過CDMA通信系統在多個頻率信道的每一個中發射多個調製信息信號。
23.一種得出在多個頻率信道中用於發射的寬信道碼分多址(CDMA)信息信號的方法，所述方法包括如下步驟用不同的頻率信道相關加權序列來乘以多個頻率信道的每一個中用於發射的多個信息信號的每一個，以便得出多個加權信息信號；相應於在所述多個頻率信道同一個中用於發射的不同信息信號，把選擇加權信息信號組合，以便得出多個組合加權信息信號；和使用各自的擴頻存取碼來編碼(a)多個信息信號或者(b)多個組合加權信息信號中的任一個，以便得出(a)多個擴頻信息信號，或者(b)多個擴頻組合加權信息信號中的任一個，其中，當在所述編碼步驟中多個信息信號被編碼時，多個擴頻信息信號包括在所述相乘步驟中被相乘的多個信息信號。
24.如權利要求23所述的方法，其中，使用第一擴頻存取碼來編碼所述多個頻率信道的一個中的所述多個信息信號的子組，並在其中利用與所述子組中其它信息信號所使用的頻率信道相關加權正交的一個頻率信道相關加權來加權所述子組內的每個信息信號。
25.如權利要求23所述的方法，其中，使用相互正交的各自擴頻存取碼的第一組來編碼所述多個頻率信道的一個中的所述多個信息信號的第一子組。
26.如權利要求25所述的方法，其中，使用相互正交的第二組擴頻存取碼來編碼所述多個頻率信道的一個中的所述多個信息信號的第二子組，所述相互正交的第二組擴頻存取碼與所述第一子組所使用的第一組碼不正交。
27.如權利要求26所述的方法，其中，使用第一組頻率信道相關加權來加權正交擴頻編碼的信息信號的第一子組，並且使用第二組頻率信道相關加權來加權正交擴展頻譜編碼的信息信號的第二子組，第一組加權與第二組加權正交。
28.如權利要求26所述的方法，還包括如下步驟把相互正交的第一和第二組擴頻存取碼碼片交織，以便降低在發射期間由多徑傳播引起的正交性損失。
29.如權利要求26所述的方法，其中，相互正交的第一和第二組擴頻存取碼包括傅立葉序列。
30.如權利要求26所述的方法，其中，相互正交的第一和第二組擴頻存取碼包括沃爾什碼。
31.如權利要求26所述的方法，其中，相互正交的第一和第二組擴頻存取碼包括通過公共存取碼的相加而修改的沃爾什碼。
32.如權利要求31所述的方法，其中，所述公共存取碼包括本特序列。
33.如權利要求24所述的方法，其中，所述頻率信道相關加權的第一和第二組正交序列包括沃爾什碼。
34.如權利要求24所述的方法，其中，所述頻率信道相關加權的第一和第二組正交序列包括傅立葉序列。
35如權利要求24所述的方法，其中，第一和第二組中的所述每一個頻率信道相關加權包括所述多個信息信號每一個的一個功率電平設置。
36.如權利要求35所述的方法，其中，在所述多個頻率信道的每一個中一個信息信號與另外一個的相對功率電平比基本上相等。
37.如權利要求23所述的方法，還包括如下步驟利用各自的信道頻率來調製(a)多個組合加權信息信號或者(b)多個擴頻組合加權信息信號中的任一個，以便得出多個調製信息信號；和通過CDMA通信系統在多個頻率信道的每一個中發射多個調製信息信號。
38.一種接收機，用於接收並處理已經通過多個頻率信道被擴頻編碼的信號，所述接收機包括一個多信道接收機，用於接收並分開由發射機在多個頻率信道的每一個中發射的信號，並且用於把接收信號放大、濾波並轉換成為一個適當的形式用於進一步處理；一個解擴器，用於使用介於變換信號和存取碼之間的不同時移來把在每一頻率信道中接收的來自多信道接收機中轉換信號與各自的存取碼相關，以便對於每個時移和每個頻率信道獲得一個解擴值；一個射線分類器，用於確定與每個頻率信道中最大預期幅值的解擴值相關的時移和每個頻率信道中至少第二最大期望值的時移；第一組合器，用於把來自每個頻率信道中的最大解擴值組合，以便獲得第一組合值；第二組合器，用於把來自每個頻率信道中的第二最大解擴值組合，以便獲得至少第二組合值；一個加法器，用於使用與每一組合值的期望信號與幹擾信號之比相關的加權來把第一和第二組合值加權並相加，以及得出一個最終的組合值；和一個糾錯解碼器，接收來自加法器中的最終的組合值，並得出表示最初發射信號的一個解碼信號。
39.如權利要求38所述的接收機，其中，射線分類器使用信道估算來確定解擴值的期望值。
40.如權利要求39所述的接收機，其中，通過把轉換信號與一個已知導頻碼相關來得出信道估計。
41.如權利要求39所述的接收機，其中，通過把轉換信號與一個呼叫告警信道碼相關來得出信道估計。
42.如權利要求39所述的接收機，其中，通過把轉換信號與一個已知導頻碼元相關來得出信道估計。
43.如權利要求39所述的接收機，其中，通過把與同一頻率信道和時移相關的連續解擴值濾波來得出信道估計。
44.如權利要求38所述的接收機，其中，第一和第二組合器通過把除以一個複數期望值的每個複數解擴值進行總和來把解擴值組合。
45.如權利要求38所述的接收機，其中，第一和第二組合器通過把乘以複數期望值復共扼的每個複數解擴值進行總和來把解擴值組合。
46.如權利要求38所述的接收機，其中，所述第一和第二組合器通過在通過相角等於複數期望值復共扼的相角的值旋轉之後，把每個複數解擴值進行總和來把解擴值組合。
47.如權利要求46所述的接收機，其中，依靠每個解擴值的期望與幹擾信號之比通過幅度比例因子來在幅度上換算旋轉的解擴值。
48.如權利要求47所述的接收機，其中，幅度比例因子是介於與期待解擴值成正比的值和與預期解擴值成反比的值之間的一個數值。
49.一種接收機，用於接收並處理已經通過多個頻率信道被擴頻編碼的信號，所述接收機包括一個多信道接收機，用於接收並分開由發射機在多個頻率信道的每一個中發射的信號，並且用於把接收信號放大、濾波並轉換成為一個適當的形式用於進一步處理；一個解擴器，用於使用介於變換信號和存取碼之間的不同時移來把在多個頻率信道的每一個中接收的來自多信道接收機中轉換信號與各自的存取碼相關，以便對於每個時移和每個頻率信道獲得一個解擴值；至少一個組合器，用於使用從一組不同的加權序列中選擇的相乘的、頻率信道相關加權來把來自每個頻率信道中的相應的解擴值總和，以便獲得至少一個組合值；和一個糾錯解碼器，接收來自組合器中的組合值，並得出表示最初發射信號的一個解碼信號。
50.如權利要求49所述的接收機，其中，來自每個頻率信道中的相應的解擴值相應於每個時移和每個頻率信道的最強的全部解擴值。
51.如權利要求50所述的接收機，其中，解擴器通過把轉換信號與一個已知導頻碼相關來確定解擴值的期望值。
52.如權利要求50所述的接收機，其中，解擴器通過把轉換信號與一個呼叫告警信道碼相關來確定解擴值的期望值。
53.如權利要求50所述的接收機，其中，解擴器通過把轉換信號與已知導頻碼元相關來確定解擴值的期望值。
54.如權利要求49所述的接收機，其中，頻率信道相關加權的序列構成與不同加權序列的至少另外一個相互正交的一個序列。
55.一種接收機，用於接收並處理已經通過多個頻率信道被擴頻編碼的信號，所述接收機包括一個多信道接收機，用於接收並分開在多個頻率信道的每一個中發射的信號，並且用於把接收信號放大、濾波並轉換成為一個適當的形式用於進一步處理；一個與多個頻率信道的每一個相關的瑞克接收機，用於把包含在每一轉換信號內的不同多徑射線分開、加權並組合，以便對於每個頻率信道獲得表示一個編碼信息碼元的一個瑞克組合值；一個信道間組合器，用於把表示同一編碼信息碼元的所述瑞克組合值另外加權並組合，以便得出每一編碼信息碼元的一個最終組合值；和一個糾錯解碼器，接收來自信道間組合器中的最終組合值，並得出表示最初發射信號的一個解碼信號。
56.如權利要求55所述的接收機，其中，信道間組合器通過去掉在發射機處應用到被解碼的各個信號上的每一信道相移來把瑞克組合值進一步加權。
57.如權利要求55所述的接收機，其中，信道間組合器通過把每一瑞克組合值除以其總的每一信道能量來把瑞克組合值規範化，從而把瑞克組合值進一步加權。
58.如權利要求57所述的接收機，其中，通過把每個頻率信道的瑞克加權的平方進行總和來獲得總的每一信道能量。
59.如權利要求55所述的接收機，其中，信道間組合器通過依靠從同一發射機中發射的其它信號中的幹擾與不同發射機發射的其它信號中的幹擾之比來換算瑞克組合值，從而把瑞克組合值進一步加權。
全文摘要
在CDMA系統中,使用糾錯編碼和擴頻存取碼的組合來把要被發射的一則消息進行冗長編碼用於發射。編碼消息被調製到第一射頻信道或頻帶,並且還要被調製到至少一個其他頻率信道,其可以是一個相鄰的或者一個非相鄰信道。同樣地產生用於發射的其它消息,並且使用一組加權因子來把在第一信道上用於發射的信號進行總和,同時在第一信道上發射加權和。使用與它們在第一信道上的值相比具有一個累進相對相位旋轉的加權因子,同一信號被總和用於在至少一個其他頻率通道上發射。通過不同頻率信道用於一個信號的加權因子序列最好與用於不同信號的加權因子序列正交。
文檔編號H04B1/707GK1371553SQ00812250
公開日2002年9月25日 申請日期2000年6月7日 優先權日1999年6月28日
發明者P·W·登特 申請人:艾利森公司